KR20190010954A - 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션 - Google Patents

고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션 Download PDF

Info

Publication number
KR20190010954A
KR20190010954A KR1020170093243A KR20170093243A KR20190010954A KR 20190010954 A KR20190010954 A KR 20190010954A KR 1020170093243 A KR1020170093243 A KR 1020170093243A KR 20170093243 A KR20170093243 A KR 20170093243A KR 20190010954 A KR20190010954 A KR 20190010954A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
support
roof
turbine
charging station
wind power
Prior art date
Application number
KR1020170093243A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102028443B1 (ko
Inventor
신용오
Original Assignee
주식회사 웨스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 웨스텍 filed Critical 주식회사 웨스텍
Priority to KR1020170093243A priority Critical patent/KR102028443B1/ko
Publication of KR20190010954A publication Critical patent/KR20190010954A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102028443B1 publication Critical patent/KR102028443B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/32—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on moving objects, e.g. vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/40—Mobile PV generator systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/51—Photovoltaic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/52—Wind-driven generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은, 전기차의 충전스테이션 구조물 자체에 설치한 풍력발전과 태양광 발전에 의해 생산된 친환경 재생에너지를 급속충전기에 공급하며, 충전스테이션 구조물과 풍력발전장치의 구조도 급속충전이 가능하도록 발전효율을 최대로 높일 수 있는 구조로 구성한, 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 충전스테이션 구조물(10)은 지주(11)의 상단에 지붕(14)이 설치되고, 지붕(14)의 하부공간이 지지대(12)에 의해 등분(等分)되어 각 등분마다 급속충전기(13)가 설치되고, 급속충전기(13)가 설치된 등분된 각 공간에서 전기차를 충전하도록 구성된다.

Description

고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션{Electric car charging station using high efficiency wind power}
본 발명은 전기차 충전스테이션에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기차의 충전스테이션 구조물에 직접 설치한 풍력발전과 태양광 발전에 의해 생산된 친환경 재생에너지를 공급하여 급속충전이 가능하도록 구성된, 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션에 관한 것이다.
최근 에너지와 환경문제가 사회적 이슈로 부각되면서 기존 내연기관 자동차에 대비하여 효율이 높고 배출가스가 적은 친환경 자동차를 일컫는 그린카에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 세계적인 기후변화와 미세먼지 등으로 인하여 각국 정부들이 내놓은 2020년 온실가스 배출기준은 현재의 내연기관 자동차로는 도저히 달성이 불가능한 목표이고, 배출가스가 전혀 없는 친환경 자동차의 생산·판매를 통해서만 가능하므로 향후 전기차를 포함한 그린카 분야의 급속한 성장은 불가피하다고 하겠다.
전기차는 순수 전기자동차(Battery powered electric vehicle), 전동기와 엔진을 함께 이용하는 하이브리드 전기자동차(Hybrid electric vehicle), 연료전지 전기자동차(Fuel cell electric vehicle) 등이 개발되고 있다. 한편, 전기차는 배터리 충전 문제가 가장 핵심이므로, 전기차의 활성화와 보급 확대를 위해서는 언제 어디서나 손쉽게 충전할 수 있는 충전 인프라의 구축이 필수적이다. 전기차의 배터리를 충전하는 방식은, 배터리를 교체하는 방식과, 직류를 인가하여 직접 전기차 배터리에 충전하는 방식과, 교류를 인가하여 전기차 내부의 충전기를 이용하여 충전하는 방식 및 비접촉식 무선충전방식으로 분류할 수 있다.
그러나 최근까지도 전기차의 배터리 충전 설비에 대한 인프라가 충분히 갖추어져 있지 않은 이유에서 많은 잠재적 수요자들은 전기차의 구매를 망설이고 있는 실정이다. 뿐만 아니라 전기차는 아직까지는 배터리 용량의 한계로 인하여 빈번한 충전이 필요하기 때문에 전기차의 사용자들은 거의 매일 전기차의 배터리 상태를 점검하고 충전을 해야 하는 번거로움을 감수해야 한다는 문제가 있다. 한편, 충전스테이션에서 충전을 위해 기다리는 시간을 줄이기 위해 배터리 교체방식의 기술이 출현하였으나, 배터리의 교체작업을 위해 전문적인 배터리 교체기술을 습득한 작업자가 필요하다는 문제가 있어서, 특허등록 제1256904호 "배터리 교환방식의 전기차 충전스테이션 시스템"과 같은 로봇이 교체작업을 수행하는 기술이 출현하였으나, 로봇이 교체작업을 수행하는 동안 장시간을 기다려야 한다는 문제는 여전히 남아 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허등록 제1704336호 "전기차 충전기 예약 및 로밍시스템" 등과 같이 충전하는데 걸리는 시간을 줄이기 위한 기술들이 출현하였다. 하지만, 지금까지 출현했던 기술들은 한국전력에서 공급되는 전력만을 사용하여 충전시간을 단축하고 충전방법을 개선하는 데만 초점이 맞춰지고 있어서, 친환경 전기차를 이용하면서 전기차에 필요한 전기에너지를 생산하면서 발생하게 되는 미세먼지나 이산화탄소 배출 등과 같은 문제의 심각성을 전혀 고려하지 않은 친환경적이지 않은 전기에너지를 사용한다는 문제가 있다. 따라서 친환경 그린카에 사용하는 전기에너지도 신재생에너지와 같은 친환경 에너지를 활용할 수 있는 기술의 출현이 절실히 요구된다고 하겠다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 전기차의 충전스테이션 구조물 자체에 설치한 풍력발전과 태양광 발전에 의해 생산된 친환경 재생에너지를 급속충전기에 공급하며, 충전스테이션 구조물과 풍력발전장치의 구조도 급속충전이 가능하도록 발전효율을 최대로 높일 수 있는 구조로 구성한, 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션은, 지면에 수직으로 설치된 지주; 상기 지주를 중심에 두고, 지주의 상단에 판상(板狀)의 부재가 하향 경사면을 갖도록 하여, 평면 형상이 정다각형 형상으로 설치된 지붕; 상기 지주의 상단 및 지붕의 상단 부분에 설치된 풍력발전장치; 상기 기둥을 중심에 두고 방사상으로 설치되어, 지붕의 하부를 등분(等分)하도록 설치된 지지대; 상기 지지대와 지지대 사이에 형성된 공간마다 설치된 급속충전기;를 포함하여 구성되어, 상기 지지대와 지지대 사이의 공간에서 급속충전기를 사용하여 전기차를 충전하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 지붕을 형성하는 판상의 부재에는 쏠라셀이 더 설치된다.
바람직하게는, 풍력발전장치는, 상기 지주의 상단을 중심점으로 하여 지붕의 상단 부분에 원 형상으로 설치된 회전레일; 상기 회전레일의 원 형상 중심점에서 방사상으로 회전레일까지 등간격으로 설치된 받침대; 상기 받침대의 단부(端部)에 설치되고, 회전레일 상을 슬라이딩할 수 있도록 설치된 롤러; 상기 받침대 상에 설치된 터빈; 상기 터빈의 양측에 설치되어, 요잉(yawing)에 의해 터빈이 흔들리거나 파손되는 것을 방지해 주기 위해 설치된 꼬리(tail);를 포함하고, 상기 터빈은, 바람이 관통하는 방향으로 일정 폭을 갖는 판상의 부재로 링 형상으로 형성되고, 폭방향에서 단면적이 달라지도록 형성된 확산관; 중앙에 본체가 위치하고, 본체를 중심으로 방사상으로 배치되며, 선단(先端)이 상기 확산관에 고정되어 설치된 블레이드; 상기 블레이드의 회전에 의해 발전하고, 회전축이 상기 본체와 연결되어 설치되며, 상기 확산관의 내부 중심부분에 배치된 발전기;를 포함하여 구성되며, 상기 확산관은 경사지도록 설치되어, 지붕의 경사면에서 가이드된 바람이 확산관을 관통할 수 있도록 구성된다.
바람직하게는, 지지대는, 수평빔과, 상기 수평빔의 양단(兩端)에서 수직방향으로 설치되며 높이가 서로 다르게 설치된 한 쌍의 수직빔과, 양 수직빔의 상단 사이에 경사지도록 설치된 상부빔과, 높이가 낮은 수직빔의 상단과 수평빔의 일단(一端) 사이를 연결하도록 설치된 경사빔을 구비하여 구성된다.
본 발명에 따른 전기차 충전스테이션은, 충전스테이션 구조물 자체에 풍력발전장치와 태양광 발전장치를 설치하여 자체에서 생산한 신재생에너지를 사용하여 전기차 배터리를 충전시키기 때문에 매우 친환경적이고 경제적이다. 또한, 충전스테이션이 야외에 설치되기 때문에 급속충전시킬 수 있어야 하고, 급속충전을 위해서는 풍력발전의 효율을 높여야 하는데, 다각형 형상이며 경사지도록 형성된 지붕 구조가 집풍(集風)가이드 역할을 하여 바람을 가속시키도록 하고, 확산관 내부에 블레이드를 설치한 구조이기 때문에 베르누이(Bernoulli) 정리에 따라 바람의 속도가 더욱 향상되며, 확산관이 바람의 방향에 맞춰 방향을 바꿀 수 있도록 하부에 회전레일이 설치되어 있어서 회전시 진동을 최소화시킬 수 있는 구조이므로 발전효율을 최대로 높일 수 있다.
도 1a, 1b는 본 발명에 따른 충전스테이션을 도시한 사시도이다.
도 2는 지붕에서 터빈으로 바람이 유도되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 풍력발전장치를 도시한 도면이다.
도 4는 풍력 터빈을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 전기차 충전스테이션의 가장 큰 기술적 특징은, 충전스테이션 구조물 자체에 풍력발전과 태양광 발전설비를 설치하고, 발전효율을 최대로 높일 수 있는 구조로 형성함으로써 충전스테이션에서 소요되는 전기에너지를 친환경 재생에너지를 사용하면서 급속충전이 가능하도록 했다는 점이다.
본 발명에 따른 충전스테이션 구조물(10)은 지주(11)의 상단에 지붕(14)이 설치되고, 지붕(14)의 하부공간이 지지대(12)에 의해 등분(等分)되어 각 등분마다 급속충전기(13)가 설치되고, 급속충전기(13)가 설치된 등분된 각 공간에서 전기차를 충전하도록 구성된다.
지주(11)는 지면에 수직으로 설치된 기둥이고, 지주(11)를 중심에 두고, 지주(11)의 상단에 판상(板狀)의 부재가 하향 경사면을 갖도록 하여 평면 형상이 정다각형 형상으로 지붕(14)이 설치된다. 지붕(14)의 평면 형상은 정팔각형으로 하는 것이 바람직하지만, 반드시 정팔각형일 필요는 없고 정육각형, 정십각형, 정십이각형 등 다양한 형상으로 할 수 있다.
급속충전을 위해서는 풍력발전의 출력을 높여야 하는데, 출력상승과 블레이드의 회전반경은 비례하므로, 회전반경을 작게 하면서 발전효율을 최대화할 수 있는 최선의 방법을 찾는 것이 중요한 기술적 사항이라 하겠다. 따라서 본 발명에서는 지붕(14)을 이루는 판상의 부재가 하향으로 경사지도록 설치하고 바람의 방향에 따라 터빈(22)의 방향을 바꿀 수 있도록 구성하여, 경사지도록 형성된 지붕 구조가 집풍(集風)가이드 역할을 하여 바람을 가속시켜서 터빈(22) 쪽으로 향하도록 함으로써 터빈의 효율을 최대한으로 높였다는 점이 기술적 특징이다.
지지대(12)는 지주(11)를 중심에 두고 방사상으로 설치되어, 지붕(14)의 하부공간을 등분(等分)하는 구성으로, 지붕(14)을 지지하면서는 등분된 구간을 구분하는 격막 역할을 하는 구성이다. 지지대(12)는 수평빔(121)과, 수평빔(121)의 양단(兩端)에서 수직방향으로 설치되며 높이가 서로 다르게 설치된 한 쌍의 수직빔(122)과, 양 수직빔(122)의 상단 사이에 경사지도록 설치된 상부빔(123)과, 높이가 낮은 수직빔(122)의 상단과 수평빔(121)의 일단(一端) 사이를 연결하도록 설치된 경사빔(124)을 구비하여 구성하는 것이 구조적으로 가장 바람직하다. 물론 지지대(12) 자체를 판상의 부재로 할 수도 있다.
급속충전기(13)는 지지대(12)와 지지대(12) 사이에 형성된 공간마다 설치게 되는데, 지지대(12)와 지지대(12) 사이의 공간에서 급속충전기(13)를 사용하여 전기차를 충전하게 된다.
급속충전기(13)에 전력을 공급하는 공급원은 지주(11)의 상단 및 지붕(14)의 상단 부분에 설치된 풍력발전장치(20)이고, 지붕(14)을 형성하는 판상의 부재에는 쏠라셀(15)을 더 설치하여 태양광을 이용한 발전을 더 이용할 수도 있다. 쏠라셀(15)이 본 발명만의 특징적인 구성도 아니고, 쏠라셀(15)은 현재 다양한 분야에서 사용되고 있으므로 쏠라셀(15)에 관하여는 더 이상의 설명은 생략한다.
풍력발전장치(20)는, 지주(11)의 상단을 중심점으로 하여 지붕(14)의 상단 부분에 원 형상으로 회전레일(21)이 설치되고, 회전레일(21)의 원 형상 중심점에서 방사상으로 회전레일(21)까지 등간격으로 받침대(211)가 설치되며, 받침대(211)의 단부(端部)에는 회전레일(21) 상을 슬라이딩할 수 있도록 롤러(212)가 설치되며, 받침대(211) 상에 터빈(22)이 설치되어 바람의 방향에 따라 터빈(22)의 방향을 바꿀 수 있도록 설치된다.
터빈(22)은, 일정 폭을 갖는 링 형상의 확산관(221) 내부에 블레이드(222')와 발전기(223)를 기본적인 구성으로 구비하여 구성된다. 확산관(221)은 바람이 관통하는 방향으로 일정 폭을 갖는 판상의 부재로 링 형상으로 형성되고, 바람이 유입되는 쪽에서 유출되는 쪽으로 단면적이 확대되는 나팔관 형상으로 형성되는데, 블레이드(222')는 단면적이 적은 부분에 설치하는 것이 바람직하다(도 4 참조).
확산관(221)의 중앙부분에 본체(222)가 위치하고, 본체(222)를 중심으로 방사상으로 블레이드(222')가 배치되며, 블레이드(222')의 선단(先端)이 확산관(221)에 고정되어 설치된다. 발전기(223)는 블레이드(222')의 회전에 의해 발전하게 되는 구성으로, 회전축이 본체(222)와 연결되어 설치되며, 확산관(221)의 내부 중심부분에 배치되게 된다.
확산관(221)은 지붕(14)의 경사면에서 가이드된 바람이 확산관(221)을 관통할 수 있도록 설치되어야 하므로, 확산관(221) 자체가 경사지도록 설치되어야 한다(도 3 참조). 발전기(223)와 확산관(221) 사이를 연결하도록 로드(rod)(224)를 설치하는 것이 바람직하며, 로드(224)는 발전기(223)를 중심으로 짝수개가 방사상으로 배치되고, 로드(224) 중에서 수직방향으로 배치된 로드는 확산관(221) 상하를 각각 관통하도록 설치되어, 바람의 방향에 따라 수직방향으로 배치된 로드를 축으로 하여 터빈(22)이 회동할 수 있도록 구성된다.
바람 방향에 맞춰 터빈(22)의 각도를 맞추게 되면 바람방향으로 경사각을 가지게 되므로 요잉(yawing)시 진동이 수반된다. 따라서 상단 회전부에서 확산관(221)의 하단에 지지대 겸 방향판 역할을 하는 꼬리(tail)(23)를 확산관(221)에 결합시키고 그 하부에는 회전레일(21)이 결합되어 있어서 회전시 진동을 최소화시켜 주게 되므로, 요잉(yawing)에 의해 터빈(22)이 흔들리거나 파손되는 것을 방지해 주면서 바람의 방향에 따라 터빈(22)의 방향도 바뀌게 되어 효율을 최대한으로 올려 줄 수 있다. 꼬리(23)는 첨부도면에서는 한 쌍을 도시했지만, 터빈의 크기 또는 확산관의 형상에 따라 여러 개로 구성하거나 부착위치를 변경할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 구조물 11 : 지주
12 : 지지대 13 : 급속충전기
14 : 지붕 15 : 쏠라셀
20 : 풍력발전장치 21 : 회전레일
211 : 받침대 212 : 롤러
22 : 터빈 221 : 확산관
222 : 본체 222' : 블레이드
223 : 발전기
224 : 로드(rod)
23 : 꼬리(tail)

Claims (4)

  1. 지면에 수직으로 설치된 지주;
    상기 지주를 중심에 두고, 지주의 상단에 판상(板狀)의 부재가 하향 경사면을 갖도록 하여, 평면 형상이 정다각형 형상으로 설치된 지붕;
    상기 지주의 상단 및 지붕의 상단 부분에 설치된 풍력발전장치;
    상기 기둥을 중심에 두고 방사상으로 설치되어, 지붕의 하부를 등분(等分)하도록 설치된 지지대;
    상기 지지대와 지지대 사이에 형성된 공간마다 설치된 급속충전기;
    를 포함하여 구성되어, 상기 지지대와 지지대 사이의 공간에서 급속충전기를 사용하여 전기차를 충전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지붕을 형성하는 판상의 부재에는 쏠라셀이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션.
  3. 제1항에 있어서, 상기 풍력발전장치는,
    상기 지주의 상단을 중심점으로 하여 지붕의 상단 부분에 원 형상으로 설치된 회전레일;
    상기 회전레일의 원 형상 중심점에서 방사상으로 회전레일까지 등간격으로 설치된 받침대;
    상기 받침대의 단부(端部)에 설치되고, 회전레일 상을 슬라이딩할 수 있도록 설치된 롤러;
    상기 받침대 상에 설치된 터빈;
    상기 터빈의 양측에 설치되어, 요잉(yawing)에 의해 터빈이 흔들리거나 파손되는 것을 방지해 주기 위해 설치된 꼬리(tail);
    를 포함하고, 상기 터빈은,
    바람이 관통하는 방향으로 일정 폭을 갖는 판상의 부재로 링 형상으로 형성되고, 폭방향에서 단면적이 달라지도록 형성된 확산관;
    중앙에 본체가 위치하고, 본체를 중심으로 방사상으로 배치되며, 선단(先端)이 상기 확산관에 고정되어 설치된 블레이드;
    상기 블레이드의 회전에 의해 발전하고, 회전축이 상기 본체와 연결되어 설치되며, 상기 확산관의 내부 중심부분에 배치된 발전기;
    를 포함하여 구성되며, 상기 확산관은 경사지도록 설치되어, 지붕의 경사면에서 가이드된 바람이 확산관을 관통할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지대는, 수평빔과, 상기 수평빔의 양단(兩端)에서 수직방향으로 설치되며 높이가 서로 다르게 설치된 한 쌍의 수직빔과, 양 수직빔의 상단 사이에 경사지도록 설치된 상부빔과, 높이가 낮은 수직빔의 상단과 수평빔의 일단(一端) 사이를 연결하도록 설치된 경사빔을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션.
KR1020170093243A 2017-07-24 2017-07-24 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션 KR102028443B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170093243A KR102028443B1 (ko) 2017-07-24 2017-07-24 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170093243A KR102028443B1 (ko) 2017-07-24 2017-07-24 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190010954A true KR20190010954A (ko) 2019-02-01
KR102028443B1 KR102028443B1 (ko) 2019-10-04

Family

ID=65367746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170093243A KR102028443B1 (ko) 2017-07-24 2017-07-24 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102028443B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220321052A1 (en) * 2019-06-25 2022-10-06 Acpv Electrical-power generating module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050279047A1 (en) * 2003-03-18 2005-12-22 Kalnay Peter A Fully enclosed, folding, expandable multi-antechamber for emergencies
KR20100036297A (ko) * 2010-03-18 2010-04-07 김태섭 신재생 에너지를 이용한 전기충전소 겸용 무인정보단말기
KR20100110917A (ko) * 2009-04-06 2010-10-14 존넬슨 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기
KR101663597B1 (ko) * 2016-04-22 2016-10-07 주식회사 웨스텍 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050279047A1 (en) * 2003-03-18 2005-12-22 Kalnay Peter A Fully enclosed, folding, expandable multi-antechamber for emergencies
KR20100110917A (ko) * 2009-04-06 2010-10-14 존넬슨 회전몸체의 회전이 용이한 풍력발전기
KR20100036297A (ko) * 2010-03-18 2010-04-07 김태섭 신재생 에너지를 이용한 전기충전소 겸용 무인정보단말기
KR101663597B1 (ko) * 2016-04-22 2016-10-07 주식회사 웨스텍 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220321052A1 (en) * 2019-06-25 2022-10-06 Acpv Electrical-power generating module

Also Published As

Publication number Publication date
KR102028443B1 (ko) 2019-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8288884B1 (en) Wind turbine with integrated solar panels
KR101762588B1 (ko) 신재생에너지를 사용하는 스마트 폴
CN205829037U (zh) 一种架空电线检测系统
CN204145367U (zh) 一种风光互补发电装置
CN106533348A (zh) 一种路灯上结构优化的光伏板
KR102172398B1 (ko) 자동차 장착용 풍력발전기
WO2015198348A1 (en) Solar tree
KR20190010954A (ko) 고효율 풍력발전을 이용한 전기차 충전스테이션
CN207394703U (zh) 一种双灯头太阳能路灯
CN105553176A (zh) 垂直轴风力发电机的磁悬浮装置
CN203386774U (zh) 可调节光伏支架
CN201437954U (zh) 风光互补照明装置
JP2006029226A (ja) 風力発電装置・照明装置
CN113614368A (zh) 太阳能发电装置
CN203272020U (zh) 垂直轴式风力发电机
KR20120073189A (ko) 회전형 솔라셀 설치대
KR20130026066A (ko) 병합 발전 가로등
US20210126572A1 (en) Light tracking assembly for solar and wind power energy
CN205911809U (zh) 一种高速路用组合式风力发电机组
CN205689363U (zh) 新型垂直轴风力发电塔架
CN201696212U (zh) 卧式风力机
CN201747530U (zh) 垂直轴向风力发电装置
CN101316081A (zh) 光谱发电机及其应用
CN217629505U (zh) 一种具备风能利用的新型高速公路防眩护栏
CN210951065U (zh) 一种风力发电路灯

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant