KR20180075042A - 항공장애등 전원공급 장치 - Google Patents

항공장애등 전원공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공장애등 전원공급 장치에 관한 것으로서, 지지체에 설치되며 날개의 회전에 의해 전력을 생성하는 풍력발전기와, 풍력발전기의 날개에 입사된 광으로부터 전력을 생성하는 태양발전모듈과, 풍력발전기에서 생성된 전력과 태양발전모듈에서 생성된 전력을 항공장애등에 공급할 수 있도록 된 전원공급 유니트를 구비한다. 이러한 항공장애등 전원공급 장치에 의하면, 풍력발전용 날개를 통해 태양광 발전도 이루어짐으로써 하중 및 규모를 줄일 수 있는 장점을 제공한다.

Description

항공장애등 전원공급 장치{power supply apparatus for air craft warning lamp}
본 발명은 항공장애등 전원공급 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 풍력과 태양광 발전을 수행할 수 있으면서도 물리적 공간 활용도를 높일 수 있도록 된 항공장애등 전원공급 장치에 관한 것이다.
항공장애등은 야간 항공에 장애가 될 염려가 있는 높은 구조물이나 위험물의 존재를 알리기 위한 등이며, 주로 고층건물이나, 송전선로의 철탑 등에 설치된다.
산악지대에 설치되는 철탑 또는 송전선로상의 항공장애등에 대해 자체 발전전력으로 가동할 수 있는 방안이 다양하게 제시되고 있다.
국내 등록특허 제10-1427396호에는 송전선로상에 설치되어 태양광과 풍력에 의해 발전된 전력으로 가동되는 항공장애등이 게시되어 있다.
그런데, 상기 항공장애등은 풍력을 생성하는 요소와 공간적으로 분리되게 태양전지모듈을 적용하고 있어 물리적으로 요구되는 공간이 증가하고, 전체적인 중량도 증가하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 태양광과 풍력 발전을 모두 지원하면서도 하중부담을 완화시키고 규모를 단순화시킬 수 있는 항공장애등 전원공급 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 항공장애등 전원공급 장치는 지지체에 설치되며 날개의 회전에 의해 전력을 생성하는 풍력발전기와; 상기 풍력발전기의 날개에 입사된 광으로부터 전력을 생성하는 태양발전모듈과; 상기 풍력발전기에서 생성된 전력과 상기 태양발전모듈에서 생성된 전력을 항공장애등에 공급할 수 있도록 된 전원공급 유니트;를 구비한다.
바람직하게는 상기 태양발전모듈은 구부림이 가능한 유연 태양전지가 상기 날개에 접합된다. 이 경우 상기 태양전지모듈의 두께는 0.5 내지 3mm인 것을 적용한다.
이와는 다르게, 상기 날개는 상기 태양전지 모듈 자체로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 항공장애등 전원공급 장치에 의하면, 풍력발전용 날개를 통해 태양광 발전도 이루어짐으로써 하중 및 규모를 줄일 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 항공장애등 전원공급 장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 항공장애등 전원공급 장치의 전력 공급 계통을 나타내 보인 블록도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 날개 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항공장애등 전원공급 장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 항공장애등 전원공급 장치를 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 항공장애등 전원공급 장치의 전력 공급 계통을 나타내 보인 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항공장애등 전원공급 장치(100)는 풍력발전기(110), 태양발전 모듈(120), 전원공급 유니트(130)를 구비한다.
풍력발전기(110)는 지지체(10)에 설치되어 날개(115)의 회전에 의해 전력을 생성한다.
여기서 지지체(10)는 철탑 등 항공장애등(150)이 설치되는 것이 적용되면 된다.
풍력발전기(110)는 복수 개의 날개(115)가 상호 이격되게 결합된 헤드(112)가 몸체(110)에 대해 회전될 수 있게 결합되어 있고, 몸통(110) 내부에는 헤드(112)의 회전시 전력을 생성할 수 있는 발전요소가 내장되어 있다.
도시된 예에서는 지지체(10)로부터 상방으로 연장된 수직바(116)에 몸통(110)이 결합되어 있고, 몸통(114)이 수직바(116)에 대해 자유 회전되거나, 수직바(116)가 지지체(10)에 대해 선회될 수 있는 구조로 되어 있다.
날개(115)에 의해 회전되는 풍력 발전장치(110)의 구조는 도시된 구조와는 다르게 앞서 국내 등록특허 제10-1427396호에 게시된 바와 같이 송전선에 결합되어 발전할 수 있는 구조 등 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
태양발전모듈(120)은 풍력발전기(110)에 입사된 광으로부터 전력을 생성할 수 있도록 되어 있다.
태양발전모듈(120)은 풍력발전기(110)의 날개(115)를 감싸게 장착되어 입사된 광으로부터 전력을 생성한다.
이러한 태양발전모듈(120)은 구부림이 가능한 필름형태의 유연 태양전지를 날개(115)에 접합하면 된다.
유연 태양전지를 적용한 태양전지모듈(120)의 두께는 공기 저항을 고려하여 0.1 내지 3mm인 것을 적용한다.
유연 태양전지 구조는 국내 등록특허 제10-0994902호, 국내 등록특허 제10-1410814호 등 다양하게 게시되어 있고, 상세한 설명은 생략한다.
바람직하게는 태양발전모듈(120)이 날개(115)에 일체로 형성된 풍력발전기(110)는 1 내지 7m/s 풍속에서도 발전이 가능하게 형성된다.
한편, 도시된 예와 다르게 태양전지 모듈 자체가 날개가 되도록 구축할 수 있다.
즉, 태양전지모듈을 형성하고자 하는 날개 형상으로 형성한 후 몸통(114)에 결합한다.
이러한 태양전지 모듈은 일 예로서 도 2에 도시된 CIGS 박막 구조로 형성될 수 있다.
도 2에 예시된 태양전지모듈(220)은 기판(221) 위에 하부 전극층(222), 광흡수층(223), 버퍼층(224), 윈도우전극층(225) 및 상부 전극층(226)이 순차적으로 형성된 구조로 되어 있다.
기판(10)은 소다회 유리(sodalime glass), 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인리스 강판 등이 적용될 수 있다.
하부 전극층(222)은 몰리브데늄(Molybdenum)으로 형성될 수 있다.
광흡수층(223)은 버퍼층(224)과 윈도우 전극층(225)에서 투과된 빛 에너지로부터 전기를 생성시킨다.
광흡수층(30)은 CuInSe, CuInSe2, CuInGaSe, CuInGaSe2으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 캘코파이라이트(chalcopyrite)계 화합물 반도체를 포함할 수 있다.
버퍼층(224)은 윈도우 전극층(225)과 광흡수층(223)의 에너지 밴드갭을 버퍼링하며 격자정합용으로 적용된다.
버퍼층(224)은 광흡수층(223)보다 에너지 밴드갭이 크고, 윈도우 전극층(225)보다 에너지 밴드갭이 작은 카드뮴 설파이드(CdS)를 포함할 수 있다.
윈도우 전극층(225)은 광투과율이 높고 전기전도성이 양호한 물질로 형성된다. 윈도우 전극층(225)은 아연 산화막(ZnO), ITO(Indium Tin Oxide)로 형성될 수 있다.
상부 전극층(226)은 도전소재 예를 들면, 알루미늄 또는 니켈로 형성될 수 있다.
한편, 태양전지모듈(220) 자체를 날개로 적용하는 경우 예시된 태양전지 박막 구조 이외의 공지된 다양한 태양전지를 적용할 수 있음은 물론이다.
전원공급 유니트(130)는 풍력발전기(110)에서 생성된 전력과 태양발전모듈(120)(220)에서 생성된 전력을 항공장애등(150)에 공급할 수 있도록 되어 있다.
전원공급 유니트(130)는 정류부(131), 충전부(133), 발광제어부(135)를 구비한다.
정류부(131)는 풍력발전기(131)에서 출력되는 교류전력을 정류하여 직류전력으로 출력한다.
충전부(133)는 정류부(131)에서 출력되는 전력과, 태양전지모듈(120)(220)에서 출력되는 전력을 충전한다.
발광제어부(135)는 항공장애등(150)의 점멸구동 조건이 되면 충전부(133)에 충전된 전력이 항공장애등(150)에 공급되게 제어한다.
일 예로서, 발광제어부(135)는 내장된 시계가 설정된 야간시간에 해당하거나 조도센서(미도시)에서 검출된 조도가 야간조건에 해당하면, 점멸구동 조건에 해당하는 것으로 판단하여 충전부(133)에 충전된 전력이 항공장애등(150)에 공급되게 제어한다.
이상에서 설명된 항공장애등 전원공급 장치(100)에 의하면, 풍력발전용 날개를 통해 태양광 발전도 이루어짐으로써 하중 및 규모를 줄일 수 있는 장점을 제공한다.
110: 풍력발전기 120, 220: 태양발전 모듈
130: 전원공급 유니트

Claims (5)

  1. 지지체에 설치되며 날개의 회전에 의해 전력을 생성하는 풍력발전기와;
    상기 풍력발전기의 날개에 입사된 광으로부터 전력을 생성하는 태양발전모듈과;
    상기 풍력발전기에서 생성된 전력과 상기 태양발전모듈에서 생성된 전력을 항공장애등에 공급할 수 있도록 된 전원공급 유니트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 항공장애등 전원 공급장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 태양발전모듈은 구부림이 가능한 유연 태양전지가 상기 날개에 접합된 것을 특징으로 하는 항공장애등 전원 공급장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 태양전지모듈의 두께는 0.5 내지 3mm인 것을 특징을 하는 항공장애등 전원 공급장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 날개는 상기 태양전지 모듈 자체로 형성된 것을 특징으로 하는 항공장애등 전원 공급장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 풍력발전기는 1 내지 7m/s 풍속에서도 발전이 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 항공장애등 전원 공급장치.
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