KR20150118244A - 전기자동차용 풍력발전기 - Google Patents

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KR20150118244A
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강진규
이동하
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명의 제1 측면에 의하면, 전기 자동차에 설치되어 차량의 주행 중의 주행풍에 의해 전기에너지를 생산하여 상기 전기 자동차의 배터리에 충전하는 풍력 발전기로서, 원통형으로서 상기 차량의 길이 방향에 평행하게 배치되는 본체; 원통형으로서, 상기 본체의 내부에서 회전 가능하게 배치되는 회전체; 상기 회전체의 내부에 배치되고, 단부가 상기 회전체의 내주면으로 연결되며 상기 본체의 선단부를 통해 유입되는 주행풍에 의해 회전하는 회전 날개; 상기 회전체 상에 복수로 배치되는 자석; 및 상기 본체 상에 복수로 배치되는 유도 기전력발생 코일을 포함하는 전기자동차용 풍력발전기를 제공한다.
본 발명은 차량에 부착되어 차량의 주행 중 발생하는 주행풍에 의해 전기에너지를 충전하여 차량의 주행 거리를 연장시키고, 비상전원으로 사용 할 수 있다.
또한, 자연에너지인 바람을 이용하여 실시간으로 전기에너지를 발전하여 저장할 수 있고, 저장된 잉여 전기에너지는 전력의 재판매도 가능하며, 가정용 에너지저장장치와 연계해 잉여 전기에너지를 활용 할 수 있다.

Description

전기자동차용 풍력발전기{Wind power generator for electric vehicle}
본 발명은 전기자동차용 풍력발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 부착되어 차량의 주행 중 발생하는 주행풍에 의해 전기에너지를 발전할 수 있는 전기자동차용 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 사용하는 연료에 따라 가솔린자동차, 디젤자동차, 엘피지 자동차, 전기자동차 등으로 구분된다.
화석연료를 사용하는 자동차는 내연기관의 작동에 따른 진동과 소음이 발생하여 탑승자 및 주변 사람들에게 불쾌감을 주었으며, 화석연료는 매장량에 한계가 있어 자원이 고갈되어 가고 있으므로 이러한 문제점의 해결을 위한 대체 에너지의 개발이 진행되고 있다.
이를 위해, 전기자동차가 개시되었다. 전기자동차는 배터리에 저장된 전기에너지를 이용하여 주행을 하는 차량이다. 전기자동차는 배터리에 저장된 전기에너지가 모두 방전되면 더 이상의 주행이 불가능해지므로, 차량이 주행 중에도 전기에너지를 발전하여 배터리에 충전할 필요가 있으며, 이 배터리에 충전된 전기에너지로 차량의 주행거리 연장은 물론이고 비상시 전원으로 사용 할 필요가 있다.
또한, 주행 중에 충전된 잉여 전기에너지를 상용전원으로 전환하여 소규모 가정용 전원으로도 활용 할 수 있는 방안을 찾을 필요가 있다.
본 발명은 상기한 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 차량에 부착되어 차량의 주행 중 발생하는 주행풍에 의해 전기에너지를 충전하여 차량의 주행 거리를 연장시키고, 비상전원으로 사용 할 수 있는 전기자동차용 풍력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 자연에너지인 바람을 이용하여 실시간으로 전기에너지를 발전하여 저장할 수 있고, 저장된 잉여 전기에너지는 전력의 재판매도 가능하며, 가정용 에너지저장장치와 연계해 잉여 전기에너지를 활용 할 수 있는 전기자동차용 풍력발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 의하면, 전기자동차에 설치되어 차량의 주행 중 주행풍에 의해 전기에너지를 발전하여 상기 전기자동차의 배터리에 충전하는 풍력발전기로서, 원통형으로서 상기 차량의 길이 방향에 평행하게 배치되는 본체; 원통형으로서, 상기 본체의 내부에서 회전 가능하게 배치되는 회전체; 상기 회전체의 내부에 배치되고, 단부가 상기 회전체의 내주면으로 연결되며 상기 본체의 선단부를 통해 유입되는 주행풍에 의해 회전하는 회전 날개; 상기 회전체 상에 복수로 배치되는 자석; 및 상기 본체 상에 복수로 배치되는 유도 기전력발생 코일을 포함하는 전기자동차용 풍력발전기를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 의하면, 전기자동차에 설치되어 차량의 주행 중의 주행풍에 의해 전기에너지를 발전하여 상기 전기자동차의 배터리에 충전하는 풍력발전기로서, 원통형으로서 상기 차량의 길이 방향에 평행하고 복수개가 직렬로서 연속적으로 배치되는 본체; 원통형으로서, 상기 본체의 내부에서 회전 가능하게 배치되는 회전체; 상기 회전체의 내부에 배치되고, 단부가 상기 회전체의 내주면으로 연결되며 상기 본체의 선단부를 통해 유입되는 주행풍에 의해 회전하는 회전 날개; 상기 회전체 상에 복수로 배치되는 자석; 및 상기 본체 상에 복수로 배치되는 유도 기전력발생 코일을 포함하는 전기자동차용 풍력발전기를 제공한다.
전방에 위치하는 상기 본체의 후단과 후방에 위치하는 상기 본체의 선단을 연결하여 주행풍을 유도하는 연결관을 더 포함할 수 있다.
원통형으로서 상기 본체가 내부에 배치되고, 상기 본체에 외력이 인가되는 것을 방지하는 보호관을 더 포함할 수 있다.
상기 본체는, 선단부의 직경이 후단부의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 본체, 상기 회전날개 및 상기 회전체는 중심축이 서로 일치하게 배치될 수 있다.
상기 회전체의 외주 직경은 상기 본체의 내주 직경에 대응할 수 있다.
상기 본체는 탈착 가능하게 배치될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 차량에 부착되어 차량의 주행 중 발생하는 주행풍에 의해 전기에너지를 충전하여 차량의 주행 거리를 연장시키고, 비상전원으로 사용 할 수 있다.
또한, 본 발명은 자연에너지인 바람을 이용하여 실시간으로 전기에너지를 발전하여 저장할 수 있고, 저장된 잉여 전기에너지는 전력의 재판매도 가능하며, 가정용 에너지저장장치와 연계해 잉여 전기에너지를 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 풍력발전기의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 선단면도이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 전원 안정화 장치와 역류 방지 장치의 배선의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 풍력발전기의 사용 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 풍력발전기의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 풍력발전기(100)는 본체(110), 회전체(120), 회전 날개(130), 유도 기전력발생 코일(140) 및 자석(150)을 포함한다.
본체(110)는 소정의 길이와 직경을 갖는 원통형으로서, 차량의 지붕 상에 차량의 길이 방향에 평행하게 배치될 수 있다.
본체(110)는 양단의 직경이 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉, 본체(110)의 일단은 타단으로 갈수록 직경이 점차 감소하도록 형성되고, 직경이 큰 단부는 차량의 전방을 향하도록 배치된다. 차량이 주행 중, 본체(110)의 일단으로 유입된 주행풍은 본체(110)의 내부에서 타단으로 진행하며 풍속이 점차 증가할 수 있다.
본체(110)는 단일개로 배치될 수 있지만, 도면에 도시되어 있는 바와 같이 복수개가 직렬로서 배치될 수 있다. 본체(110)가 복수개로 배치되는 경우, 복수개의 본체(110)는 그 중심축이 일직선상에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 복수개로 배치되는 본체(110) 각각은 별도의 연결관(112)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 연결관(112)의 일단은 최전방에 배치되는 본체(110)의 후단에 연결되고, 연결관(112)의 타단은 이웃하는 본체(110)의 선단에 연결된다. 본체(110) 간의 연결을 용이하게 하기 위해, 연결관(112)의 일단의 직경은 본체(110)의 후단의 직경에 대응하고, 연결관(112)의 타단의 직경은 본체(110)의 선단의 직경에 대응하는 것이 바람직하다.
여기서, 필요에 따라서는 본체(110) 후단의 직경을 확장하여 연결관(112)을 대체할 수도 있다.
연결관(112)은 전방에 위치하는 본체(110)에서 발전에 사용된 후 배출되는 주행풍을 후방에 위치하는 본체(110)로 유도한다.
또한, 본체(110)에 외력이 인가되어 본체(110)가 훼손되는 것을 방지하기 위해 본체(110)는 원통형 형태의 보호관(102) 내에 배치되는 것이 바람직하다.
본체(110)의 내부에는 회전체(120)가 배치된다.
회전체(120)는 소정의 직경과 길이를 갖는다. 여기서, 회전체(120)의 직경은 본체(110)의 직경에 대응하는 것이 바람직하다. 따라서, 회전체(120)는 일단에서 타단으로 진행할수록 직경이 점차 감소된다. 회전체(120)는 그 외주면이 회전에 방해가 되지 않는 범위에서 본체(110)의 내주면과 가능한 밀접하게 배치되는 것이 바람직하다.
회전체(120)의 내주면에는 후술하는 회전 날개(130)의 단부가 연결된다. 따라서, 회전체(120)는 회전 날개(130)의 회전 시, 회전력을 인가받아 회전할 수 있다.
회전 날개(130)는 본체(110) 내측의 중간부에 배치되고, 본체(110)의 일단을 통해 유입된 주행풍에 의해 회전할 수 있다. 여기서, 회전 날개(130)의 단위 날개의 개수는 사용자의 필요에 따라 2개 내지 4개일 수 있다.
회전체(120) 상에는 유도 기전력발생 코일(140)이 복수개로 배치되고, 본체(110) 상에는 자석(150)이 복수개로 배치된다. 여기서, 유도 기전력발생 코일(140)과 자석(150)의 배치 위치는 서로 대응할 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 자석(150)은 영구 자석일 수 있다.
회전체(120)의 회전 시, 유도 기전력발생 코일(140)과 자석(150)의 상대적인 위치 이동에 의해 유도 기전력발생 코일(140)에서 자기장이 변화되고, 이에 따라 유도 기전력이 발생하여 전기가 발생될 수 있다.
유도 기전력발생 코일(140)과 자석(150)의 배치 개수는 서로 동일하고, 배치 간격도 서로 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 전원 안정화 장치와 역류 방지 장치의 배선의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 풍력발전기는, 유도 기전력발생 코일(140)과 자석(150)에 의해 직류 단자전압을 출력할 수 있다. 도 3을 참조하면, 출력되는 전원의 충전이 용이할 수 있도록 하기 위해, 직류 단자전압의 출력단에는 단자전압과 부하전류가 일정하게 유지될 수 있도록 전원 안정화 장치(104)가 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 발전기의 출력단에는 역류 방지 장치(106)가 배치되어, 이웃하는 발전기에서 출력되는 전원이 다른 발전기로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 사용에 대해 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 풍력발전기의 사용 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 풍력발전기(100)는 차량(1)의 지붕에 차량의 길이 방향에 평행하게 배치될 수 있다.
여기서, 풍력발전기(100)가 단일개로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 사용자의 필요에 따라 복수개가 병렬로 배치될 수도 있다.
차량(1)의 주행이 시작되면, 차량이 전진하며 주행풍이 발생된다. 발생된 주행풍은 풍력발전기(100)의 내측으로 유입되어 회전날개를 회전시킨다.
회전날개의 회전에 의해 회전체가 회전하며 소정의 전원이 발생되고, 발생된 전원은 배터리에 충전될 수 있다.
풍력발전기(100) 중, 선단에 배치되어 있는 풍력발전기(100)가 동작된 후, 주행풍이 배출되고, 배출된 주행풍을 후단에 배치되어 있는 풍력발전기(100)로 유입되어 풍력발전기가 동작되도록 하여, 유도 기전력이 계속적으로 발생되도록 한다.
발생된 유도 기전력은 단자전압에서 배터리에 충전되어 전기자동차의 주행 및 차량의 편의시설의 동작에 사용될 수 있다.
한편, 전기자동차가 주차 또는 정차되어 있는 경우, 차량의 전방에서 바람이 불어온다면 풍력발전기(100)가 동작하며 유도 기전력이 발생되어, 배터리에 충전이 이루어질 수 있다.
본 발명은 차량에 부착되어 차량의 주행 중 발생하는 주행풍에 의해 전기에너지를 발전하여 차량의 주행 거리를 연장시킬 수 있으며, 비상시 전원으로 사용 할 수 있다.
또한, 자연에너지인 바람을 이용하여 실시간으로 전기를 생산하여 저장할 수 있고, 저장된 잉여 전기에너지는 전력의 재판매도 가능하며, 가정용 에너지저장장치와 연계해 활용할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 전기자동차용 풍력발전기
110: 본체
120: 회전체
130: 회전 날개
140: 유도 기전력발생 코일
150: 자석

Claims (8)

  1. 전기 자동차에 설치되어 차량의 주행 중의 주행풍에 의해 전기에너지를 발전하여 상기 전기 자동차의 배터리에 충전하는 풍력 발전기로서,
    원통형으로서 상기 차량의 길이 방향에 평행하게 배치되는 본체;
    원통형으로서, 상기 본체의 내부에서 회전 가능하게 배치되는 회전체;
    상기 회전체의 내부에 배치되고, 단부가 상기 회전체의 내주면으로 연결되며 상기 본체의 선단부를 통해 유입되는 주행풍에 의해 회전하는 회전 날개;
    상기 회전체 상에 복수로 배치되는 자석; 및
    상기 본체 상에 복수로 배치되는 유도 기전력발생 코일을 포함하는 전기자동차용 풍력발전기.
  2. 전기 자동차에 설치되어 차량의 주행 중의 주행풍에 의해 전기에너지를 발전하여 상기 전기 자동차의 배터리에 충전하는 풍력 발전기로서,
    원통형으로서 상기 차량의 길이 방향에 평행하고 복수개가 직렬로서 연속적으로 배치되는 본체;
    원통형으로서, 상기 본체의 내부에서 회전 가능하게 배치되는 회전체;
    상기 회전체의 내부에 배치되고, 단부가 상기 회전체의 내주면으로 연결되며 상기 본체의 선단부를 통해 유입되는 주행풍에 의해 회전하는 회전 날개;
    상기 회전체 상에 복수로 배치되는 자석; 및
    상기 본체 상에 복수로 배치되는 유도 기전력발생 코일을 포함하는 전기자동차용 풍력발전기.
  3. 제2항에 있어서,
    전방에 위치하는 상기 본체의 후단과 후방에 위치하는 상기 본체의 선단을 연결하여 주행풍을 유도하는 연결관을 더 포함하는 전기자동차용 풍력발전기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    원통형으로서 상기 본체가 내부에 배치되고, 상기 본체에 외력이 인가되는 것을 방지하는 보호관을 더 포함하는 전기자동차용 풍력발전기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체는,
    선단부의 직경이 후단부의 직경보다 크게 형성되는 전기자동차용 풍력발전기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체, 상기 회전날개 및 상기 회전체는 중심축이 서로 일치하게 배치되는 전기자동차용 풍력발전기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전체의 외주 직경은 상기 본체의 내주 직경에 대응하는 전기자동차용 풍력발전기.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체는 탈착 가능하게 배치되는 전기자동차용 풍력발전기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190129595A (ko) 2018-05-11 2019-11-20 윤성현 자동차의 보조 발전장치
KR20200039957A (ko) * 2018-10-08 2020-04-17 이재욱 자가발전이 가능한 전기자동차
CN113027672A (zh) * 2021-05-13 2021-06-25 帅优 卧式共轴风力发电机

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