KR20160091095A - 회전자의 위치 제어가 가능한 풍력발전기 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 구체적으로는 풍력발전기를 구성하는 회전자의 위치가 제어 가능한 풍력발전기 및 이러한 풍력발전기의 회전자 위치 제어 방법에 관한 것이다.
특히 본 발명은, 회전자에 마커를 구비시키고 고정자에는 위 마커를 감지할 수 있는 감지부를 구비시킴으로써, 종래 인력에 의해 회전자 위치 조절을 하던 것과 달리 풍력발전기로 하여금 자체적으로 회전자의 위치를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

회전자의 위치 제어가 가능한 풍력발전기 및 그 방법 {WIND GENERATOR AND METHOD FOR CONTROLLING POSITION OF ROTOR}

본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 구체적으로는 풍력발전기를 구성하는 회전자의 위치가 제어 가능한 풍력발전기 및 이러한 풍력발전기의 회전자 위치 제어 방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은, 회전자에 마커를 구비시키고 고정자에는 위 마커를 감지할 수 있는 감지부를 구비시킴으로써, 종래 인력에 의해 회전자 위치 조절을 하던 것과 달리 풍력발전기로 하여금 자체적으로 회전자의 위치를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

풍력발전기란 대기압의 차이에 의해 발생하는 바람을 운동 에너지로 환원시켜 전기를 생산하는 기계 장치를 이르는 것으로, 이러한 풍력발전기는 자연적으로 발생한 에너지를 인간이 활용할 수 있는 에너지의 형태로 바꾸게 해 줌으로써 에너지 생산에 있어 환경에 미치는 영향을 최소화 함과 동시에 실질적으로 무한한 에너지를 획득할 수 있게 하는 장점이 있다.

특히, 풍력발전기가 복수개 설치되어 있는 대규모 해상풍력단지의 경우 기존의 화석에너지 발전방식과 비교할 때 단가 측면에서도 경쟁력이 있는바, 풍력발전기는 현재의 화석에너지를 대체할 수 있는 산업 분야로 널리 각광받고 있다.

한편, 풍력발전기는 구조적으로 바람을 맞아 저항할 수 있도록 설계된 블레이드, 위 블레이드와 연계되어 회전운동을 하는 회전자, 상기 회전자와 축으로 연결되는 고정자를 포함하는데, 여러 가지 상황에서 상기 회전자는 회전운동을 정지할 필요가 있다. 예를 들어, 풍력발전기의 유지보수를 하여야 하는 경우, 바람의 세기가 너무 강해 발전기를 멈추어야 할 필요가 있는 경우 또는 그 외 다양한 긴급 상황에서 풍력발전기 운영자는 위 회전자를 정지시킬 수 있다.

회전자를 정지시킴에 있어 상기 풍력발전기는, 관리자가 내부적으로 안전하게 작업을 할 수 있도록, 또는 풍력발전기 그 자체의 손상을 예방하기 위해 상기 회전자를 견고하게 고정시킴으로써 이의 회전운동을 정지시킬 필요가 있다.

한편 종래 풍력발전기를 정지시키기 위해서는 관리자가 직접 회전자에 구비된 핀홀과 고정자에 구비된 핀의 위치를 육안으로 확인하고, 이 두 개의 위치가 대략적으로 일치되는 것으로 판단되는 경우 버튼 등을 눌러 핀이 핀홀에 삽입되도록 하고 있다.

이렇듯 사람이 직접 풍력발전기에 접근하여 회전자를 고정시키는 방식은 그 동안 많은 문제점을 드러내었으며, 특히 풍력발전기가 설치되어 있는 장소가 원거리인 경우가 많고, 경우에 따라 날씨 등 접근환경이 좋지 않아 풍력발전기 자체에 사람의 접근이 쉽지 않은 경우가 많았다.

풍력발전기에의 접근성뿐만 아니라, 사람이 직접 육안으로 핀홀과 핀의 일치여부를 파악하여 핀 삽입 여부를 결정하기 때문에 전자적으로 감지 및 고정시키는 것에 비하여 그 정확도가 떨어지며, 특히 핀홀과 핀이 정확히 일치하지 않는 상태에서 고정시키고자 하는 경우 핀과 핀홀이 어긋난 상태로 삽입을 시도하게 되어 장치의 손상도 불가피 하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이 건 발명은 앞서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.

한국공개특허 2012-0129250 (2012.11.28)

본 발명은 풍력발전기를 정지시킴, 더 정확하게는 회전자를 고정시킴에 있어 풍력발전기가 자체적으로 핀홀과 핀의 위치를 정확히 일치시켜 회전자를 고정시키는 것을 목적으로 한다. 즉, 풍력발전기를 정지시킴에 있어 사람의 접근이 없이 원격으로 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 회전자를 고정시킬 때에 기 설정된 고정위치정보에 따라 고정시키는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 레이저의 조사 및 감지를 이용함으로써 고정자의 핀과 회전자의 핀홀 위치가 보다 정확하게 일치할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력발전기는 하나 이상의 핀홀(pinhole) 및 감지부에 의해 감지 가능한 하나 이상의 마커(marker)를 구비한 회전자; 핀홀에 삽입 가능한 핀(pin)을 구비한 고정자; 상기 마커를 감지하고, 당해 마커에 대한 감지정보를 생성하여 제어부에 전송하는 감지부; 및 감지정보를 수신하고, 상기 감지정보를 기초로 상기 회전자 정지여부를 판단하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 풍력발전기에 있어 상기 제어부는, 수신한 감지정보로부터 상기 마커의 위치정보를 획득하며, 상기 마커의 위치정보와 사용자로부터 수신한 회전자 고정위치정보를 비교하여 회전자 정지여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한 이 때, 상기 제어부는, 상기 마커의 위치정보와 상기 회전자 고정위치정보를 비교한 결과 동일한 경우 상기 회전자를 정지시키고, 회전자 정지 후 상기 핀을 핀홀에 삽입시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 풍력발전기에 있어서 상기 마커는 태그(tag)로 구현될 수 있으며, 상기 태그는 회전자의 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 한편, 상기 풍력발전기에 있어서 상기 마커는 주파수 생성기로 구현할 수 있으며, 각 주파수 생성기는 회전자의 위치정보와 대응되는 특정 주파수의 신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 풍력발전기에 있어서 상기 회전자의 위치정보는, 중심에서 회전자의 일점을 이은 선분과 기준축 사이 끼인각의 크기를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 회전자 위치 제어 방법은 (a) 회전자 고정위치정보를 수신하는 단계; (b) 회전자에 구비된 마커를 감지하는 단계; (c) 상기 마커의 위치정보가 상기 회전자 고정위치정보와 동일한지 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 마커의 위치정보가 회전자 고정위치정보와 동일한 경우, 회전자를 정지시키는 단계;를 포함한다.

또한 상기 회전자 위치 제어 방법은, (e) 회전자가 정지되면 상기 마커의 위치정보와 대응되는 핀홀에 핀을 삽입하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 회전자 위치 제어 방법에 있어서 상기 마커는 위치정보를 포함하고, (b)단계 이후, 상기 마커의 위치정보를 추출하는 (b-1)단계를 더 포함하도록 구현할 수 있다.

또 다른 한편, 상기 회전자 위치 제어 방법은, 상기 마커는 식별자를 포함하고, (b)단계 이후, 마커로부터 식별자를 추출하는 (b-2)단계; 데이터베이스를 조회하여 상기 식별자와 대응되는 마커의 위치정보를 획득하는 (b-3)단계; 를 더 포함하도록 구현할 수도 있다. 이 때, 상기 식별자는, 주파수 생성기에 의해 생성된 서로 다른 값의 주파수 신호로 구현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 관리자가 직접 풍력발전기에 접근하지 않고도 풍력발전기 자체적으로 회전자를 고정시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서 날씨 등의 접근환경에 무관하게 풍력발전기를 고정시킬 수 있어 적시에 고정시키지 못함에 따른 부품 또는 장치의 손상을 예방할 수 있는 효과가 있다. 또한, 원거리에 설치되어 있는 풍력발전기에 접근하기 위해 필요한 교통수단, 부대비용 등의 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 회전자의 위치를 관리자가 원하는 자세에서 고정시킬 수 있어, 관리자가 풍력발전기를 유지 보수를 더 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 육안으로 확인하는 것에 비하여 핀과 핀홀의 일치여부를 더 정확히 확인할 수 있으므로, 핀과 핀홀이 어긋난 상태에서 삽입됨에 따른 부품 마모, 손상을 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기 내 구성 중 회전자를 고정자에 고정시키기 위한 구성들을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기 중 태그(tag)를 감지하여 회전자의 위치를 제어하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기 중 주파수생성기를 이용하여 회전자의 위치를 제어하는 실시예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 회전자의 위치를 제어하는 방법을 순서에 따라 나타낸 것이다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 설명하고자 하는 풍력발전기는 전제적으로 블레이드에 의해 회전하는 회전자(100)를 중심으로 그 회전력을 전달하는 샤프트(600), 상기 회전자(100)와 샤프트(600)를 통해 연결되는 고정자(200), 회전속도를 제어하는 기어박스 및 상기 회전력으로 전력을 생산할 수 있는 발전기를 포함하는 것으로 이해하여야 할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 풍력발전기는 통상적으로 복수의 풍력발전기들을 관제하는 중앙관제소로부터 제어명령을 수신하며, 위 제어명령에 따라 구동 하는 것을 전제로 한다.

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 풍력발전기의 개략적인 구성에 대해 알아보기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기는 회전자(100), 고정자(200), 감지부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.

우선 회전자(100)는 풍력발전기의 블레이드가 바람에 의해 회전할 때에 함께 회전하기 되는 디스크 형상의 구조체를 일컫는 것으로, 본 풍력발전기가 포함하는 회전자(100)는 하나 이상의 핀홀(150) 및 센서에 의해 감지가 가능한 하나 이상의 마커(300)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

핀홀(150)이란, 회전자(100)를 특정 위치에 고정시키고자 할 때에 핀(250)을 회전자(100)에 결속시키기 위해 상기 핀(250)이 삽입될 수 있는 구멍을 의미하는 것으로, 바람직하게는 회전자(100)의 중심을 기준으로 동일한 거리에 복수개의 핀홀(150)을 구비시킬 수 있다. 다른 한편, 상기 복수개의 핀홀(150)들은 반드시 동심원의 형태로 배열될 필요는 없으며, 각각의 핀홀(150)들은 회전자(100)의 중심으로부터 서로 다른 거리만큼 이격되어 배치될 수도 있다.

마커(300)란, 각각이 개별 구분자를 포함하고 있는 표식 또는 구분자를 생성시키는 장치를 일컫는 것으로, 이러한 마커(300)는 상기 핀홀(150)과 각각 대응되도록 복수개가 구비되어 향후 핀홀(150)을 구별하는 데에 활용되거나 또는 상기 회전자(100)의 중심을 기준으로 복수개가 동일한 거리에 동심원의 형태로 구비되어 회전자(100)의 위치, 정확하게는 회전자(100)의 회전각을 파악하는 데에 활용될 수도 있다.

한편, 상기 마커(300)는 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 후술하게 될 도 2, 도 3 에서는 각각 마커(300)가 태그(320)(tag), 또는 주파수 발생기로 구현되었을 때의 실시예를 들고 있다. 이에 대해서는 각 도면에 대한 설명에서 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1을 참조할 때, 복수개의 핀홀(150)이 회전자(100)의 외곽을 따라 원형으로 배열되어 있으며 각각의 핀홀(150)에는 대응되는 마커(300)가 함께 구비되어 있음을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 각각의 마커(300)는 핀홀(150)의 위치를 구별해 내는 데에 활용될 수 있다.

한편, 앞서도 언급하였듯, 도 1과 달리 상기 마커(300)는 핀홀(150)과는 독립적으로 구비될 수 있으며, 각각의 마커(300)는 회전자(100)의 기준점으로부터의 회전각을 구별하는 데에 활용될 수도 있다.

다음으로, 풍력발전기는 고정자(200)를 포함하되, 상기 고정자(200)에는 핀홀(150)에 삽입 가능한 핀(250)을 더 구비할 수 있다. 상기 고정자(200)에 구비된 핀(250)은 후술하게 될 제어부(500)에 의해 피스톤 운동이 가능한 것으로, 상기 피스톤 운동은 일반적으로 유압방식으로 구동된다.

한편, 본 발명에 따른 풍력발전기는 앞서 설명한 마커(300)를 감지하기 위한 감지부(400)를 더 구비할 수 있다.

감지부(400)는 후술하게 될 제어부(500)와 유선 또는 무선의 네트워크로 연결되며, 회전자(100)에 구비된 마커(300)를 감지하고, 이에 대해 감지정보를 생성하여 상기 제어부(500)로 전송하는 기능을 수행한다. 감지부(400)는 바람직하게는 상기 고정자(200) 상에 구비될 수 있으나, 회전자(100) 상의 마커(300)를 감지할 수 있는 한 구비 위치에는 제한이 없다 할 것이다.

또한, 상기 감지부(400)는 풍력발전기 내 하나만 구비되어도 족하나 필요에 따라 복수개의 감지부(400)를 설치하여 더 정밀한 회전자(100)의 위치 제어를 꾀할 수 있다.

도 1은 고정자(200)에 복수개의 핀(250), 그리고 복수개의 감지부(400)가 구비된 실시예를 도시하고 있다. 이에 따르면, 복수개의 핀(250) 및 감지부(400)가 고정자(200)의 외곽을 따라 원형으로 배열되어 있으며, 각각의 핀(250) 및 감지부(400)는 회전자(100) 상에 구비된 핀홀(150) 및 마커(300)와 대응되는 위치에 배치되어 있음을 확인할 수 있다. 단, 회전자(100)에 구비된 핀홀(150) 및 마커(300)는 고정자(200)에 구비된 핀(250) 및 감지부(400)에 비해 그 개수가 많을 수 있는데, 이는 향후 회전자(100)를 다양한 자세로 제어하기 위함이다.

마지막으로 제어부(500)는, 감지부(400)로부터 감지정보를 수신하고, 상기 감지정보에 기초하여 회전자(100)를 정지시킬 것인지 여부를 판단하며, 정지 후에는 고정자(200)에 구비된 핀(250)을 구동시켜 핀홀(150)에 삽입하도록 제어하는 기능을 한다.

즉, 본 제어부(500)는 풍력발전기의 전반적인 구동에 대한 제어를 담당하는 기능부로서, 감지정보를 통해서는 감지된 마커(300)가 관리자가 고정시키고자 하는 회전자(100)의 고정위치정보와 대응되는 마커(300)인지를 확인하고, 해당 마커(300)가 고정시키고자 하는 회전자(100)의 고정위치정보와 대응되는 경우에는 회전자(100)가 정지되도록 제어하며, 회전자(100)의 정지가 이루어진 후에는 고정자(200)의 핀(250)을 구동시켜 핀홀(150)에 삽입하도록 한다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 마커(300)의 구현방식에 따른 각각의 실시예를 살펴보기로 한다.

도 2는 마커(300)가 태그(320)(tag)로 구현된 풍력발전기의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

태그(320)란, 특정 정보에 대한 메타데이터를 포함하는 표식을 의미하는 것으로, 감지부(400)는 근거리 무선통신(Near Field Communication)을 이용해 태그(320) 내 기록된 메타데이터를 인식하게 된다.

예를 들어, 본 발명에서의 상기 태그(320)는 회전자(100) 상에서 현재 태그(320)가 부착된 위치의 태그(320) 식별번호 및 위치정보를 포함할 수 있다. 이 때 위치정보는 회전자(100)의 회전각도(도 또는 라디안), 즉 회전자(100) 내에서 특정 반지름선을 기준선으로 삼아 0도 또는 0rad이라 할 때, 이를 기준으로 몇 도 또는 몇 rad 회전이 되었는지 파악할 수 있는 크기값이 될 수 있다. 예를 들어, 감지부(400)가 감지한 태그(320)가 [#1, 90도]와 같은 메타데이터를 포함하는 경우, 이는 식별번호가 1번을 가진 태그(320)가 기준선으로부터 반시계방향으로 90도 회전한 위치에 구비된 것임을 나타낸다.

한편, 감지부(400)는 각 태그(320)를 감지함과 동시에 해당 태그(320) 별 메타데이터를 읽어들이고, 읽어 들인 메타데이터를 기초로 감지정보를 생성하여 제어부(500)로 전송한다.

다음으로 제어부(500)는 상기 감지정보를 바탕으로, 해당 태그(320)가 현재 고정시키고자 하는 위치의 핀홀(150)과 대응되는 태그(320)인지를 판단하게 되며, 판단결과 대응되는 태그(320)인 경우 회전자(100)를 정지시키고, 회전자(100)가 완전히 정지된 후에는 고정자(200)에 구비된 핀(250)을 구동시켜 해당 핀이 대응되는 핀홀(150)에 삽입되도록 제어한다.

도 3은 마커(300)가 주파수 생성기(340)로 구현된 풍력발전기의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

주파수 생성기(340)란, 명칭대로 다양한 주파수의 신호를 생성하는 장치를 통칭하여 일컫는 것으로, 상기 주파수 생성기(340)는 주파수 크기를 달리하여 감지부(400)로 하여금 이들을 각각 구분하여 인식할 수 있도록 한다.

예를 들어, 주파수 생성기(340)는 2.4Khz 부터 3.0kHz까지의 주파수를 100Hz 단위 차이로 생성하여 총 8가지의 다른 주파수를 가지는 신호를 생성해 낼 수 있으며, 감지부(400)는 위 주파수를 감지하여 현재 회전자(100) 상에 구비된 주파수 생성기(340) 중 어떤 특정의 주파수 생성기(340)가 감지되고 있는지를 구분해 낼 수 있게 된다.

한편, 도 2에서의 태그(320)와 달리 주파수 생성기(340)는 속성상 별도의 정보를 메타데이터 형태로 저장할 수 없으며, 단지 식별자로서만 활용될 수 있는바, 이 경우에는 각각의 주파수와 회전자(100)의 위치정보 또는 핀홀(150)의 위치정보를 별도의 데이터베이스에 저장해 둘 필요가 있다.

즉, 풍력발전기는 주파수 생성기(340)에서 생성하는 각 신호의 주파수 크기와 이에 각각 대응되는 회전자(100)의 위치 정보를 데이터베이스에 저장할 수 있으며, 감지부(400)가 특정 주파수를 감지한 경우 해당 주파수 값이 포함된 감지정보를 생성하여 제어부(500)로 전송하고, 제어부(500)는 수신한 감지정보를 기초로 상기 데이터베이스를 참조하여 감지된 주파수와 대응되는 회전자(100)의 위치정보를 획득하도록 구현할 수 있다.

이후 제어부(500)는 상기 회전자(100)의 위치정보가 현재 고정시키고자 하는 위치의 핀홀(150)과 대응되는 태그(320)인지를 판단하게 되며, 판단결과 대응되는 태그(320)인 경우 회전자(100)를 정지시키고, 회전자(100)가 정지된 후에 고정자(200)에 구비된 핀(250)을 구동시켜 해당 핀(250)이 대응되는 핀홀(150)에 삽입되도록 제어하게 된다.

한편, 도 3에 의하면 본 발명에 따른 풍력발전기의 고정자(200)는 복수 개의 감지부(400) 및 핀(250)을 구비할 수 있으며, 각 감지부(400)는 각각 감지한 마커(300)에 대한 감지정보를 생성하고 이를 제어부(500)로 전송할 수 있다. 감지부(400) 및 핀(250)이 복수 개인 경우에는 모든 감지부(400)에서 감지한 마커(300)가 상기 사용자가 의도한 회전자(100) 고정위치정보와 동일한 경우에만 회전자(100)를 정지시키도록 하고, 또한 회전자(100) 정지 이후에는 복수개의 핀(250)이 핀홀(150)에 삽입되도록 제어할 것이므로, 회전자(100)가 더 정확한 위치에서 고정될 수 있도록 해 준다. 즉, 어느 하나의 감지부(400)라도 대응되는 마커(300)를 감지하지 못하였거나 사용자가 의도한 고정위치정보와 대응되지 않는 마커(300)를 감지한 경우, 또는 모든 핀(250)이 정확히 삽입되지 않은 경우 제어부(500)는 회전자(100)를 계속 회전시켜 차후 정확히 일치하는 경우에만 회전자(100) 정지 및 핀(250) 삽입을 시도하게 된다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 회전자(100) 위치 제어 방법을 구체적인 실시예를 들어 순서에 따라 살펴보기로 한다. 본 실시예에서는, 풍력발전기가 중앙관제소로부터 회전자(100) 위치 제어명령을 수신(S200)한 상태임을 전제로 하며, 특히 상기 제어명령에는 고정시키고자 하는 회전자(100)의 고정위치정보도 포함된 것으로 이해하여야 할 것이다.

예를 들어, 관리자가 중앙관제소를 통해 풍력발전기의 회전자(100)를 블레이드가 “Y”형상이 되도록 고정시키고자 제어명령을 입력하였다고 가정하자. 제어명령을 수신한 풍력발전기, 더 정확하게 감지부(400)는 현재 회전하고 있는 회전자(100) 상에 구비된 마커(300)들을 개별적으로 감지하기 시작(S210)한다.

각각의 마커(300)들이 감지될 때마다 상기 감지부(400)는 감지정보를 생성하여 제어부(500)로 전송(S220)하게 되는데, 이 때 상기 감지정보는 마커(300)의 구현방식에 따라 현재 감지된 마커(300)의 위치정보를 포함할 수 있으며(태그(320)), 또는 현재 감지된 마커(300)의 단순 식별자만을 포함할 수 있다. (주파수 생성기(340))

한편, 감지정보를 수신한 제어부(500)는 감지정보 내 포함된 마커(300)의 위치정보를 곧바로 추출해 내어 이를 상기 회전자(100) 고정위치정보와 비교할 수 있으며, 또는 마커(300)의 식별자를 추출해 낸 후 데이터베이스를 조회하여 상기 식별자와 대응되는 마커(300)의 위치정보를 획득한 후 이를 상기 회전자(100) 고정위치정보와 비교할 수 있다. (S230)

S230단계에서 상기 마커(300)의 위치정보와 회전자(100) 고정위치정보가 동일하지 않을 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(500)는 회전자(100)의 회전운동을 유지시켜 감지부(400)가 다음 마커(300)에 대해 감지를 할 수 있도록 한다.

반대로, S230단계에서 상기 마커(300)의 위치정보와 회전자(100) 고정위치정보가 동일한 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(500)는 비로소 회전자(100)의 회전운동을 정지시킨다. (S240) 이 때, 상기 마커(300)가 대응되는 핀홀(150)과 일정 간격 이격되어 구비되어 있음을 고려할 때(도면 1 내지 3 참조), 제어부(500)는 상기 감지부(400)가 마커(300)를 감지한 시점으로부터 일정 시간이 지난 후에 회전자(100)가 완전히 정지하도록 제어할 수 있으며, 특히 상기 일정 시간은 현재 회전자(100)의 회전물리량, 예를 들어 각속도 또는 각가속도의 크기가 얼마 인지를 기준으로 산출해 낼 수 있다.

한편, S240 단계에서의 제어에 따라 회전자(100)가 완전히 정지한 이후, 제어부(500)는 고정자(200)에 구비된 핀(250)을 구동시켜 상기 마커(300)의 위치정보와 대응되는 핀홀(150)에 삽입되도록 한다. (S250)

이상 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 회전자(100) 위치 제어 방법에 대해 살펴보았다.

다만, 위 실시예에서는 풍력발전기 내 하나의 감지부(400)가 하나의 마커(300)를 감지하는 내용에 대해서만 기재하였으나, 앞서 도 1에 대한 설명에서도 언급하였듯 본 발명에 따른 풍력발전기는 복수 개의 감지부(400)를 구비할 수 있으며, 각 감지부(400)는 각각 감지한 마커(300)에 대한 감지정보를 생성하고 이를 제어부(500)로 전송할 수 있다. 특히 감지부(400)가 복수 개인 경우에는 모든 감지부(400)에서 감지한 마커(300)가 상기 사용자가 의도한 회전자(100) 고정위치정보와 동일한 경우에만 회전자(100)를 정지시키도록 하고, 어느 하나의 감지부(400)라도 대응되는 마커(300)를 감지하지 못하였거나 또는 사용자가 의도한 고정위치정보와 대응되지 않는 마커(300)를 감지한 경우 회전자(100)를 계속 회전시킬 것이므로 보다 정확한 회전자(100) 위치제어가 가능하다는 장점이 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 구별되어 이해되어서는 안 될 것이다.

100: 회전자
150: 핀홀
200: 고정자
250: 핀
300: 마커
320: 태그
340: 주파수 생성기
400: 감지부
500: 제어부
600: 샤프트

Claims (12)

1. 회전자의 위치제어가 가능한 풍력발전기에 있어서,
   하나 이상의 핀홀(pinhole) 및 감지부에 의해 감지 가능한 하나 이상의 마커(marker)를 구비한 회전자;
   핀홀에 삽입 가능한 핀(pin)을 구비한 고정자;
   상기 마커를 감지하고, 당해 마커에 대한 감지정보를 생성하여 제어부에 전송하는 감지부;
   감지정보를 수신하고, 상기 감지정보를 기초로 상기 회전자 정지여부를 판단하는 제어부;
   를 포함하는 풍력발전기
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   수신한 감지정보로부터 상기 마커의 위치정보를 획득하며, 상기 마커의 위치정보와 사용자로부터 수신한 회전자 고정위치정보를 비교하여 회전자 정지여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 마커의 위치정보와 상기 회전자 고정위치정보를 비교한 결과 동일한 경우 상기 회전자를 정지시키고, 회전자 정지 후 상기 핀을 핀홀에 삽입시키는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 마커는 태그(tag)이고,
   상기 태그는 회전자의 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 마커는 주파수 생성기이고,
   각 주파수 생성기는 회전자의 위치정보와 대응되는 특정 주파수의 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기
   
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 회전자의 위치정보는, 중심에서 회전자의 일점을 이은 선분과 기준축 사이 끼인각의 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기
   
7. 풍력발전기가 회전자의 위치를 제어하는 방법에 있어서,
   (a) 회전자 고정위치정보를 수신하는 단계;
   (b) 회전자에 구비된 마커를 감지하는 단계;
   (c) 상기 마커의 위치정보가 상기 회전자 고정위치정보와 동일한지 여부를 판단하는 단계;
   (d) 상기 마커의 위치정보가 회전자 고정위치정보와 동일한 경우, 회전자를 정지시키는 단계;
   
8. 제7항에 있어서,
   (e) 회전자가 정지되면 상기 마커의 위치정보와 대응되는 핀홀에 핀을 삽입하는 단계;
   를 포함하는 회전자 위치 제어 방법.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 마커는 위치정보를 포함하고,
   (b)단계 이후, 상기 마커의 위치정보를 추출하는 (b-1)단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 위치 제어 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 마커는 태그이고,
    상기 감지부는 상기 태그를 스캔하여 당해 태그의 위치정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 회전자 위치 제어 방법.
    
11. 제7항에 있어서,
    상기 마커는 식별자를 포함하고,
    (b)단계 이후,
    마커로부터 식별자를 추출하는 (b-2)단계;
    데이터베이스를 조회하여 상기 식별자와 대응되는 마커의 위치정보를 획득하는 (b-3)단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전자 위치 제어 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 마커는 주파수 생성기이고,
    상기 식별자는 상기 주파수 생성기에 의해 생성된 값이 상이한 주파수 신호인 것을 특징으로 하는 회전자 위치 제어 방법.

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