KR20140105125A - 요 시스템 및 이를 포함하는 풍력 발전기 - Google Patents

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Abstract

요 시스템 및 이를 포함하는 풍력 발전기가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 요 시스템은, 전자기력을 이용하여 타워에 대해 나셀을 승강시키는 리프팅 유닛; 및 전자기력을 이용하여 상기 타워에 대해 상기 나셀을 회전시키는 회전 유닛을 포함한다.

Description

요 시스템 및 이를 포함하는 풍력 발전기{YAW SYSTEM AND WIND POWER GENERATOR INCLUDING THE SAME}
본 발명은 요 시스템 및 이를 포함하는 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로터가 바람이 불어오는 방향을 향하도록 나셀을 회전시키는 요 시스템 및 이를 포함하는 풍력 발전기에 관한 것이다.
풍력은, 자연 상태의 무공해 에너지원으로서, 대체 에너지원 중 경제성이 높은 에너지원의 하나이다. 이러한 풍력을 이용한 풍력 발전기는 바람의 에너지를 회전 운동 에너지로 변환한 후, 다시 이를 전기 에너지로 변환하는 전력 변환 장치를 말한다.
풍력 발전기는 바람에 의해 회전하는 로터와, 로터의 회전력을 전력으로 변환하는 나셀, 그리고 로터 및 나셀을 지지하는 타워를 포함하며, 나셀 요 시스템(Nacelle Yaw System)은 로터가 바람이 불어오는 방향을 향하도록 나셀을 회전시킨다.
나셀 요 시스템은 나셀을 회전 가능하게 지지하는 베어링 요소, 회전력을 제공하는 드라이브 요소, 그리고 제동력을 제공하는 브레이크 요소를 필요로 한다. 그런데, 베어링 요소, 드라이브 요소 및 브레이크 요소는 개별적으로 독립된 유압 및 기계 시스템으로 구성되고, 그 기능 또한 서로 독립적으로 수행된다.
본 발명의 실시 예는, 베어링 요소, 드라이브 요소 및 브레이크 요소를 하나의 단일 시스템으로 통합할 수 있는 요 시스템 및 이를 포함하는 풍력 발전기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전자기력을 이용하여 타워에 대해 나셀을 승강시키는 리프팅 유닛; 및 전자기력을 이용하여 상기 타워에 대해 상기 나셀을 회전시키는 회전 유닛을 포함하는, 요 시스템이 제공될 수 있다.
상기 리프팅 유닛은, 상기 타워의 상단에 제공되는 복수 개의 제 1 리프팅 전자석; 및 상기 나셀의 하단에 제공되며, 상기 제 1 리프팅 전자석의 상부에 위치하는 복수 개의 제 2 리프팅 전자석을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석 간에 상하 방향으로 작용하는 자기적 반발력에 의해 상기 나셀이 상승하고, 상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석 간에 상하 방향으로 작용하는 자기적 인력에 의해 상기 나셀이 하강할 수 있다.
상기 요 시스템은, 상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석 간의 이격 거리를 측정하는 검출 유닛; 및 상기 검출 유닛의 검출 신호를 기초로 하여, 상기 이격 거리가 기설정된 거리로 유지되도록 상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석에 인가되는 전력을 제어하는 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 회전 유닛은, 상기 타워 상단의 외벽에 제공되며, 상기 타워를 둘러싸는 복수 개의 제 1 회전 전자석; 및 상기 나셀에 제공되며, 상기 제 1 회전 전자석을 둘러싸는 복수 개의 제 2 회전 전자석을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 회전 전자석이 발생시키는 추력(推力)에 의해 상기 나셀이 회전하고, 상기 제 1 및 제 2 회전 전자석 간에 작용하는 자기적 인력에 의해 상기 나셀이 정지할 수 있다.
상기 회전 유닛은, 상기 제 2 회전 전자석의 사이에 배치되며, 상기 제 2 회전 전자석과 동일한 높이를 가지는 인서트 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 타워의 상단에 결합되는 링 형상의 타워 플레이트; 상기 나셀의 하단에 결합되는 링 형상의 나셀 수평 플레이트; 및 상기 타워의 상단을 둘러싸도록 상기 나셀 수평 플레이트로부터 아래 방향으로 연장되는 원통 형상의 나셀 수직 플레이트를 더 포함하고, 상기 리프팅 유닛은 상기 타워 플레이트와 상기 나셀 수평 플레이트 사이에 제공되고, 상기 회전 유닛은 상기 타워 상단의 외벽과 상기 나셀 수직 플레이트 사이에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 허브 및 상기 허브에 결합되는 복수 개의 블레이드를 포함하는 로터; 상기 로터가 회전 가능하게 결합되는 나셀; 상기 나셀을 지지하는 타워; 및 상기 타워에 대해 상기 나셀을 요잉시키는, 상기 요 시스템을 포함하는, 풍력 발전기가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 전자기력을 이용하여, 요 시스템의 베어링 요소, 드라이브 요소 및 브레이크 요소를 하나의 단일 시스템으로 통합할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따르면, 요 시스템의 구성을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 요 시스템을 용이하게 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기의 측면도이다.
도 2는 도 1의 "A" 부분의 단면도이다.
도 3은 도 2의 B-B' 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 3의 "C" 부분의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 요 시스템의 상승 동작을 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 요 시스템의 회전 동작을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 요 시스템의 정지 동작을 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풍력 발전기의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 풍력 발전기(10)는 로터(100), 나셀(200), 타워(300) 및 요 시스템(400)을 포함한다.
로터(100)는 허브(120) 및 블레이드(140)를 포함한다. 허브(120)는 나셀(200)의 전방에 위치하고, 후술할 메인 샤프트(220)에 결합된다. 허브(120)는 내부가 빈 중공 형상을 가질 수 있고, 허브(120)의 내부에는 피치 시스템(미도시), 윤활 시스템(미도시) 및 각종 센서(미도시) 등이 제공될 수 있다.
블레이드(140)는 복수 개 제공되며, 허브(120)를 중심으로 방사상으로 배치된다. 블레이드(140)는 익형 단면을 가지고, 전방으로부터 불어오는 바람에 대해 일정한 받음각(angle of attack)을 갖도록 허브(120)에 결합된다.
풍력 발전기(10)의 전방에서 불어오는 바람은 블레이드(140)의 표면을 스쳐 지나면서 양력을 발생시키고, 양력은 블레이드(140)와 허브(120)를 회전시킨다. 블레이드(140)와 허브(120)의 회전력은 나셀(200)로 전달되어 전기 에너지로 변환된다.
나셀(200)은 타워(300)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 나셀(200)은 나셀 커버(210), 메인 샤프트(220), 베어링(230), 기어 박스(240), 발전기(250) 및 메인 프레임(260)을 포함한다.
나셀 커버(210)는 타워(300)의 상단에 회전 가능하게 결합되고, 메인 샤프트(220), 베어링(230), 기어 박스(240), 발전기(250) 및 메인 프레임(260)을 수용한다. 나셀 커버(210)는 비전도성 재질, 예컨대 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP) 재질로 제공될 수 있다.
메인 샤프트(220)는 베어링(230)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 메인 샤프트(220)는 허브(120)와 기어 박스(240)를 연결하고, 허브(120)와 함께 회전하면서 허브(120)의 회전 에너지를 기어 박스(240)로 전달한다. 기어 박스(240)는 메인 샤프트(220)에서 입력되는 회전 속도를 발전용 속도로 증가시키고, 이를 출력하여 발전기(250)로 전달한다. 발전기(250)는 기어 박스(240)에서 출력되는 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 메인 프레임(260)은 베어링(230), 기어 박스(240) 및 발전기(250)를 지지한다.
타워(300)는 중공 원통 형상을 가지고, 나셀(200)을 회전 가능하게 지지한다.
요 시스템(Yaw system, 400)은 나셀(200)과 타워(300) 사이에 제공되고, 로터(100)가 바람이 불어오는 방향을 향하도록 나셀(200)을 회전시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 요 시스템(400)에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 "A" 부분의 단면도이고, 도 3은 도 2의 B-B' 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 3의 "C" 부분의 확대도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 요 시스템(400)은 지지 프레임(420), 리프팅 유닛(440), 검출 유닛(460), 제어 유닛(미도시) 및 회전 유닛(480)을 포함한다.
지지 프레임(420)은 리프팅 유닛(440), 검출 유닛(460) 및 회전 유닛(480)을 지지한다. 지지 프레임(420)은 타워 플레이트(422), 나셀 수평 플레이트(424), 그리고 나셀 수직 플레이트(426)를 포함할 수 있다.
타워 플레이트(422)는 링 형상을 가지고, 타워 플레이트(422)의 외측 가장자리 영역이 타워(300)의 상단에 결합될 수 있다. 나셀 수평 플레이트(424)는 타워 플레이트(422)보다 큰 직경을 갖는 링 형상을 가지고, 나셀(200, 도 1 참조)의 하단에 결합될 수 있다. 나셀 수직 플레이트(426)는 중공 원통 형상을 가질 수 있고, 타워(300)의 상단을 둘러싸도록 나셀 수평 플레이트(424)의 외측 가장자리 영역으로(424)부터 아래 방향으로 연장될 수 있다. 나셀 수직 플레이트(426)는 타워(300)의 외벽으로부터 이격된다.
리프팅 유닛(440)은 타워 플레이트(422)와 나셀 수평 플레이트 사이(424)에 제공되고, 전자기력(Electro-magnetic force)을 이용하여 타워(300)에 대해 나셀(200, 도 1 참조)을 승강시킨다.
리프팅 유닛(440)은 제 1 리프팅 전자석(442)과 제 2 리프팅 전자석(444)을 포함한다. 제 1 리프팅 전자석(442)은 복수 개 제공될 수 있고, 타워 플레이트(422)의 상면에 원주 방향을 따라 동일 간격으로 결합될 수 있다. 제 2 리프팅 전자석(444)은 복수 개 제공될 수 있고, 제 1 리프팅 전자석(442)과 마주보도록 나셀 수평 플레이트(424)의 하면에 결합될 수 있다.
제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444) 간에 자기적 반발력이 작용하면, 자기적 반발력에 의해 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)가 상승될 수 있다. 즉, 나셀(200, 도 1 참조)이 상승될 수 있다.
상기의 상태에서, 이와 반대로 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444) 간에 자기적 인력이 작용하면, 자기적 인력에 의해 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)가 하강될 수 있다. 즉, 나셀(200, 도 1 참조)이 하강될 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444) 간에 작용하는 자기적 인력은 타워 플레이트(422)에 대한 나셀 수평 플레이트(424)의 클램핑 힘(Clamping force)으로도 작용할 수 있다.
검출 유닛(460)은 타워 플레이트(422) 상면의 복수의 지점에 제공될 수 있다. 검출 유닛(460)은, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)의 승강 동작 시, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444) 간의 이격 거리를 측정한다. 검출 유닛(460)으로는 광 센서, 근접 센서 등과 같은 다양한 종류의 위치 센서(Position sensor)가 사용될 수 있다.
제어 유닛(미도시)은 검출 유닛(460)으로부터 검출 신호를 전달받고, 검출 신호를 기초로 하여 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)의 동작을 제어한다. 즉, 제어 유닛(미도시)은, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)의 승강 동작 시, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444) 간의 이격 거리가 기설정된 거리로 유지되도록, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)에 인가되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어 유닛(미도시)은, 제 2 리프팅 전자석(444)이 수평 상태를 유지하면서 승강되도록, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)에 인가되는 전력을 제어할 수도 있다.
회전 유닛(480)은 타워(300) 상단의 외벽과 나셀 수직 플레이트(426) 사이에 제공되고, 전자기력(Electro-magnetic force)을 이용하여 타워(300)에 대해 나셀(200, 도 1 참조)을 회전시킨다.
회전 유닛(480)은 제 1 회전 전자석(482), 제 2 회전 전자석(484) 및 인서트 부재(486)을 포함한다. 제 1 회전 전자석(482)은 복수 개 제공될 수 있고, 타워(300) 상단의 외벽에 타워(300)를 둘러싸도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 제 1 회전 전자석(482)은 타워(300) 상단의 외벽에 원주 방향을 따라 동일 간격으로 결합될 수 있다.
제 2 회전 전자석(484)은 복수 개 제공될 수 있고, 제 1 회전 전자석(482)과 마주보도록 나셀 수직 플레이트(426)의 내측 면에 결합될 수 있다. 즉, 제 2 회전 전자석(484)은 제 1 회전 전자석(482)을 둘러싸도록 나셀 수직 플레이트(426)에 결합될 수 있다. 이때, 제 2 회전 전자석(484)은 제 1 회전 전자석(482)으로부터 기설정된 간격으로 이격된다.
예를 들어, 제 1 회전 전자석(482)의 자극들이 고정된 상태를 유지하고, 제 2 회전 전자석(484)의 자극들이 주기적으로 연속 교번되면, 제 1 및 제 2 회전 전자석(484) 사이에 시계 방향 또는 반시계 방향으로 추력(推力)이 발생하고, 이에 의해 나셀 수평 플레이트(424)와 나셀 수직 플레이트(426)가 타워(300)에 대해 회전될 수 있다.
또한, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)의 회전 동작 중에, 제 1 및 제 2 회전 전자석(484) 사이에 자기적 인력이 작용하도록 제 2 회전 전자석(484)의 자극들의 극성이 변화되면, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)의 타워(300)에 대한 회전이 정지될 수 있다.
인서트 부재(486)는 제 2 회전 전자석(484)의 사이에 배치되고, 제 2 회전 전자석(484)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인서트 부재(486)는, 제 1 회전 전자석(482)에 대한 제 2 회전 전자석(484)의 회전 시, 제 1 회전 전자석(482)의 전방 모서리부(482a)가 제 2 회전 전자석(484)의 후방 모서리부(484a)와 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 상기와 같은 구성을 가지는 요 시스템(400)의 클램핑 동작, 상승 및 하강 동작, 회전 동작, 그리고 정지 동작에 대해 상세히 설명한다. 요 시스템(400)은 클램핑 동작, 상승 동작, 회전 동작, 정지 동작, 하강 동작, 그리고 클램핑 동작을 순차적으로 진행할 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)의 자극들은 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444) 사이에 상하 방향으로 자기적 인력을 작용시키는 극성을 가질 수 있다. 자기적 인력 의해, 제 2 리프팅 전자석(444)이 제 1 리프팅 전자석(442) 위에 클램핑된다. 이에 의해, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)의 타워 플레이트(422)에 대한 상대 위치가 고정되고, 결과적으로 나셀(200, 도 1 참조)이 타워(300)에 대해 고정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 요 시스템(400)의 상승 동작을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)이 클램핑된 상태에서, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)의 자극들은 상하 방향으로 자기적 반발력을 작용시키는 극성을 가질 수 있다. 자기적 반발력에 의해, 제 2 리프팅 전자석(444)이 상승된다. 이에 의해, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)가 타워 플레이트(422)에 대해 상승하고, 결과적으로 나셀(200, 도 1 참조)이 타워(300)에 대해 상승될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 요 시스템(400)의 회전 동작을 보여주는 도면이다. 제 1 및 제 2 회전 전자석(482, 484)은 원형 배열을 이루도록 복수 개 제공되지만, 여기서는, 설명의 편의를 위해 일부의 제 1 및 제 2 회전 전자석(482, 484)만이 도시된다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 제 2 리프팅 전자석(444, 도 5 참조)이 상승된 상태에서, 제 1 회전 전자석(482)이 고정된 자극 배열을 가지고, 제 2 회전 전자석(484)이 주기적으로 연속 교번되는 자극 배열을 가질 수 있다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 회전 전자석(482, 484) 사이에는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 추력(推力)이 발생할 수 있다. 추력에 의해, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)가 타워(300)에 대해 회전되고, 결과적으로 나셀(200, 도 1 참조)이 회전될 수 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 회전 전자석(482)은, 반시계(CCW) 방향의 회전 방향을 기준으로, N/S, S/N, N/S의 자극 배열을 가질 수 있고, 제 2 회전 전자석(484)은 N/S, S/N, N/S의 자극 배열을 가질 수 있다.
첫 번째 제 1 회전 자석(482)의 N극과 첫 번째 제 2 회전 자석(484)의 S극 사이, 두 번째 제 1 회전 자석(482)의 S극과 두 번째 제 2 회전 자석(484)의 N극 사이, 그리고 세 번째 제 1 회전 자석(482)의 N극과 세 번째 제 2 회전 자석(484)의 S극 사이에는, 제 1 회전 자석(482)에 대해 제 2 회전 자석(484)을 반시계(CCW) 방향으로 회전시키는 자기적 인력이 작용할 수 있다.
첫 번째 제 1 회전 자석(482)의 S극과 두 번째 제 2 회전 자석(484)의 S극 사이, 그리고 두 번째 제 1 회전 자석(482)의 N극과 세 번째 제 2 회전 자석(484)의 N극 사이에는, 제 1 회전 자석(482)에 대해 제 2 회전 자석(484)을 반시계(CCW) 방향으로 회전시키는 자기적 반발력이 작용할 수 있다. (도 6)
상기 자기적 인력과 상기 자기적 반발력의 합력에 의해, 제 2 회전 자석(484)이 반시계(CCW) 방향으로 회전될 수 있다. 이때, 제 2 회전 자석(484)은 자기적 인력과 자기적 반발력의 합력, 그리고 회전 관성에 의해, 도 7에 도시된 바와 같이, 기설정된 각도만큼 회전될 수 있다. (도 7)
그리고, 도 7의 상태로 회전되기 직전 또는 이와 동시에, 제 2 회전 자석(484)의 자극 배열은 교번될 수 있다. 즉, 제 2 회전 자석(484)은 S/N, N/S, S/N의 자극 배열을 가질 수 있다.
제 1 회전 전자석(482)과 제 2 회전 전자석(484)의 사이에는, 반시계(CCW) 방향으로 추력이 발생하도록, 자기적 인력 및 반발력이 작용한다. (도 8)
그리고, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 과정의 반복을 통해, 나셀 수평 플레이트(424, 도 5 참조) 및 나셀 수직 플레이트(426, 도 5 참조)가 타워(300, 도 5 참조)에 대해 회전되고, 결과적으로 나셀(200, 도 1 참조)이 회전될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 요 시스템(400)의 정지 동작을 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 9를 참조하면, 제 2 회전 전자석(484)이 회전되는 상태에서, 제 1 및 제 2 회전 전자석(482, 484)의 자극들은 제 1 및 제 2 회전 전자석(482, 484) 사이에 타워(300)의 반경 방향으로 자기적 인력을 작용시키는 극성을 가질 수 있다. 자기적 인력에 의해, 제 2 회전 전자석(484)의 회전이 정지된다. 이에 의해, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)의 회전이 정지되고, 결과적으로 나셀(200, 도 1 참조)의 회전이 정지될 수 있다.
다시, 도 2 및 도 5를 참조하면, 제 2 회전 전자석(484)의 회전이 정지된 상태에서, 제 1 및 제 2 리프팅 전자석(442, 444)의 자극들은 상하 방향으로 자기적 인력을 작용시키는 극성을 가질 수 있다. 자기적 인력에 의해, 제 2 리프팅 전자석(444)이 하강된다. 이에 의해, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)가 타워 플레이트(422)에 대해 하강하고, 결과적으로 나셀(200, 도 1 참조)이 타워(300)에 대해 하강될 수 있다.
이때, 제 2 리프팅 전자석(444)은 자기적 인력에 의해 제 1 리프팅 전자석(442)에 클램핑될 수 있다. 제 2 리프팅 전자석(444)이 클램핑되면, 나셀 수평 플레이트(424) 및 나셀 수직 플레이트(426)의 타워 플레이트(422)에 대한 상대 위치가 고정되고, 결과적으로 나셀(200, 도 1 참조)이 타워(300)에 대해 고정될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 풍력 발전기 100: 로터
200: 나셀 300: 타워
400: 요 시스템 420: 지지 프레임
440: 리프팅 유닛 460: 검출 유닛
480: 회전 유닛

Claims (7)

  1. 전자기력을 이용하여 타워에 대해 나셀을 승강시키는 리프팅 유닛; 및
    전자기력을 이용하여 상기 타워에 대해 상기 나셀을 회전시키는 회전 유닛을 포함하는, 요 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프팅 유닛은,
    상기 타워의 상단에 제공되는 복수 개의 제 1 리프팅 전자석; 및
    상기 나셀의 하단에 제공되며, 상기 제 1 리프팅 전자석의 상부에 위치하는 복수 개의 제 2 리프팅 전자석을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석 간에 상하 방향으로 작용하는 자기적 반발력에 의해 상기 나셀이 상승하고, 상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석 간에 상하 방향으로 작용하는 자기적 인력에 의해 상기 나셀이 하강하는, 요 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석 간의 이격 거리를 측정하는 검출 유닛; 및
    상기 검출 유닛의 검출 신호를 기초로 하여, 상기 이격 거리가 기설정된 거리로 유지되도록 상기 제 1 및 제 2 리프팅 전자석에 인가되는 전력을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는, 요 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 유닛은,
    상기 타워 상단의 외벽에 제공되며, 상기 타워를 둘러싸는 복수 개의 제 1 회전 전자석; 및
    상기 나셀에 제공되며, 상기 제 1 회전 전자석을 둘러싸는 복수 개의 제 2 회전 전자석을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 회전 전자석이 발생시키는 추력(推力)에 의해 상기 나셀이 회전하고, 상기 제 1 및 제 2 회전 전자석 간에 작용하는 자기적 인력에 의해 상기 나셀이 정지하는, 요 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전 유닛은,
    상기 제 2 회전 전자석의 사이에 배치되며, 상기 제 2 회전 전자석과 동일한 높이를 가지는 인서트 부재를 더 포함하는, 요 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 타워의 상단에 결합되는 링 형상의 타워 플레이트;
    상기 나셀의 하단에 결합되는 링 형상의 나셀 수평 플레이트; 및
    상기 타워의 상단을 둘러싸도록 상기 나셀 수평 플레이트로부터 아래 방향으로 연장되는 원통 형상의 나셀 수직 플레이트를 더 포함하고,
    상기 리프팅 유닛은 상기 타워 플레이트와 상기 나셀 수평 플레이트 사이에 제공되고, 상기 회전 유닛은 상기 타워 상단의 외벽과 상기 나셀 수직 플레이트 사이에 제공되는, 요 시스템.
  7. 허브 및 상기 허브에 결합되는 복수 개의 블레이드를 포함하는 로터;
    상기 로터가 회전 가능하게 결합되는 나셀;
    상기 나셀을 지지하는 타워; 및
    상기 타워에 대해 상기 나셀을 요잉시키는, 상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 요 시스템을 포함하는, 풍력 발전기.
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