KR20190098497A - Multi type wind turbine - Google Patents

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KR20190098497A KR1020180018519A KR20180018519A KR20190098497A KR 20190098497 A KR20190098497 A KR 20190098497A KR 1020180018519 A KR1020180018519 A KR 1020180018519A KR 20180018519 A KR20180018519 A KR 20180018519A KR 20190098497 A KR20190098497 A KR 20190098497A
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두산중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a multi-type wind turbine having a plurality of unit power generation units in one tower. According to an embodiment of the present invention, the multi-type wind turbine comprises: a tower; a main nacelle installed on top of the tower; a first support arm extending in a horizontal direction on both sides of the main nacelle; a second support arm extending in a vertical direction from an end of the first support arm; and unit power generation units respectively formed at an upper end and a lower end of the second support arm.

Description

멀티형 풍력 발전기{MULTI TYPE WIND TURBINE}Multi-type Wind Generators {MULTI TYPE WIND TURBINE}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 타워에 복수의 단위 발전 유닛을 갖는 멀티형 풍력 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a wind generator, and more particularly to a multi-type wind generator having a plurality of unit power generation units in one tower.

풍력발전(風力發電)이란 풍차를 이용해 바람이 가진 에너지를 기계적인 에너지(회전력)로 변환시키고, 이 기계적 에너지가 발전기를 구동함으로써 전기적인 에너지로 변환되어 전력을 얻는 발전 방식을 말한다.Wind power generation refers to a power generation method in which wind energy is converted into mechanical energy (rotary power) using a windmill, and the mechanical energy is converted into electrical energy by driving a generator to obtain electric power.

풍력발전은 현재까지 개발된 신재생 에너지원 중에서 가장 경제성이 높을 뿐 아니라 무한정, 무비용의 청정에너지원인 바람을 이용하여 발전할 수 있는 장점 때문에 유럽은 물론 미주와 아시아 등지에서도 적극적인 투자가 이뤄지고 있는 실정이다.Wind power generation is not only the most economical among the renewable energy sources developed so far, but also has been actively invested not only in Europe but also in the Americas and Asia due to the advantages of being able to generate power using the wind, which is an unlimited clean energy source for the wind. to be.

이러한 풍력발전을 위한 풍력 발전기는 회전축의 방향에 따라 수직축 풍력 발전기와 수평축 풍력 발전기로 구분될 수 있다. 현재까지는 수직축에 비해 수평축 풍력 발전기의 효율이 높고 안정적이어서 상업용 풍력발전단지에는 대부분 수평축 풍력 발전기가 적용되고 있다.Wind generators for such wind power generation may be divided into a vertical axis wind generator and a horizontal axis wind generator according to the direction of the rotation axis. Until now, the horizontal axis wind generators are more efficient and stable than the vertical axis, so most of the commercial wind farms are applied with the horizontal axis wind generators.

통상적인 수평축 풍력발전기는 많은 동력을 얻기 위해서는 블레이드의 크기를 키우거나 블레이드 크기에 상응하는 용량을 갖는 발전기를 장착해야 한다. 하지만, 블레이드가 커지거나 발전기의 용량이 커질수록 블레이드와 발전기의 무게가 증가하게 되어 무거운 블레이드와 발전기를 지지할 타워와 구조물의 규모가 같이 커져야 하며, 블레이드와 발전기를 포함한 발전시설이 무거워지면 그 무게의 지지를 위한 베어링과 같은 부품도 증가해야 하고, 바람의 방향에 따라 회전날개부의 방향을 돌려주는 요(yaw) 동작을 위해 별도의 특수 장치가 설치되어야 한다.Conventional horizontal axis wind turbines need to be equipped with a generator having a capacity corresponding to the size of the blade or to increase the size of the blade to obtain a lot of power. However, as the blade becomes bigger or the capacity of the generator increases, the weight of the blade and generator increases, so that the tower and the structure supporting the heavy blade and the generator must grow in size, and the weight of the power generation facility including the blade and the generator becomes heavy. Parts, such as bearings for supporting the bearings, must be increased, and a special device is to be installed for the yaw movement which turns the direction of the rotor blade according to the wind direction.

이로 인해 설치 및 유지비용이 기하급수적으로 증가하게 되며, 이러한 기술적인 난이도와 비용의 증가로 인하여 풍력 발전기의 폭넓은 보급에 막대한 장애를 초래하는 문제점이 있었다.As a result, installation and maintenance costs increase exponentially, and this technical difficulty and increase in cost have a problem that causes a huge obstacle to widespread deployment of wind power generators.

최근에는 하나의 타워 주변에 원주방향을 따라 복수의 단위 발전 유닛을 배치하는 멀티형 풍력 발전기가 알려져 있다. 멀티형 풍력 발전기는, 한 개의 타워에 한 개의 메인 나셀을 설치하고, 메인 나셀에 복수의 서포트 아암을 방사상으로 결합하며, 각 서포트 아암에 단위 발전 유닛을 각각 설치하고 있다. 단위 발전 유닛은 발전기를 포함한 서브 나셀, 서브 나셀에 회전 가능하게 결합되는 로터 및 그 로터에 결합되어 함께 회전하는 소형 블레이드를 포함하고 있다.Recently, a multi-type wind generator is known which arranges a plurality of unit power generation units along a circumferential direction around one tower. The multi-type wind generator is provided with one main nacelle in one tower, radially couples a plurality of support arms to the main nacelle, and installs a unit power generation unit in each support arm. The unit power generation unit includes a sub nacelle including a generator, a rotor rotatably coupled to the sub nacelle, and a small blade coupled to the rotor and rotating together.

도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 멀티형 풍력 발전기에 대해 설명한다. 도 1은 국제공개특허 WO2016/128005A1(출원인; Vestas)에 개시된 멀티형 풍력 발전기이다.A multi-type wind generator according to the prior art will be described with reference to FIG. 1. 1 is a multi-type wind generator disclosed in International Publication No. WO2016 / 128005A1 (Applicant; Vestas).

도 1의 멀티형 풍력 발전기는, 전체적으로 千자 형상으로 형성된 것으로, 지상에 설치된 타워(1)와 타워의 중단과 상단에 각각 설치된 2개의 메인 나셀(2a, 2b)과 2개의 메인 나셀에 형성된 서포트 아암(3a, 3b)과 서포트 아암의 단부에 형성된 로터 디스크(4a, 4b)를 포함하여 구성된다. The multi-type wind power generator of FIG. 1 is formed in the shape of a chisel as a whole, and supports the tower 1 installed on the ground, the two main nacelles 2a and 2b respectively installed on the middle and the top of the tower, and the support arms formed on the two main nacelle. And rotor disks 4a and 4b formed at the ends of the support arms 3a and 3b.

Vestas의 멀티형 풍력 발전기는 상단의 로터 디스크(4a)는 상단의 서포트 아암(3a)과 결합 형성되고 상단의 서포트 아암(3a)은 상단의 메인 나셀(2a)과 결합 형성된다. 이와 유사하게, 하단의 로터 디스크(4b)는 하단의 서포트 아암(3b)과 결합 형성되고 하단의 서포트 아암(3b)은 하단의 메인 나셀(2b)과 결합 형성된다. In Vestas' multi-type wind generator, the upper rotor disk 4a is formed in combination with the upper support arm 3a and the upper support arm 3a is formed in combination with the upper main nacelle 2a. Similarly, the lower rotor disk 4b is coupled to the lower support arm 3b and the lower support arm 3b is coupled to the lower main nacelle 2b.

도 1의 멀티형 풍력 발전기는 상단의 메인 나셀(2a) 및 하단의 메인 나셀(2b) 각각에 요잉 시스템(yawing system)을 구비하여 바람 방향에 따라 상단의 로터 디스크(4a)와 하단의 로터 디스크(4b)를 개별적으로 회전시킨다.The multi-type wind generator of FIG. 1 has a yawing system on each of the upper main nacelle 2a and the lower main nacelle 2b, so that the upper rotor disk 4a and the lower rotor disk according to the wind direction are provided. Rotate 4b) individually.

이러한 멀티형 풍력 발전기는 각각의 메인 나셀(2a, 2b)에 요잉 시스템 및 발전을 위한 모든 구성품이 배치된다. 따라서, 동일한 구성품을 2개씩 구비해야 하여 제조 비용이 상승한다. 또한, 동일한 구성품을 2개씩 구비해야 함에 따라 메인 나셀(2a, 2b)의 무게가 증가하고 이에 따라 타워에 가해지는 하중이 증가하여 타워의 내구성을 악화시키는 문제가 있다.This multi-type wind generator is arranged in each main nacelle 2a, 2b with all components for yawing system and power generation. Therefore, the same component must be provided two by two, and manufacturing cost increases. In addition, since the same components must be provided two by two, the weight of the main nacelle (2a, 2b) is increased, thereby increasing the load on the tower there is a problem that worsens the durability of the tower.

국제공개특허 WO2016/128005A1International Publication WO2016 / 128005A1

본 발명은 제조 비용을 절감할 수 있고, 전체적인 무게를 감소시킬 수 있으며, 타워에 가해지는 하중을 감소시켜서 타워의 내구성을 향상시킬 수 있는 멀티형 풍력 발전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a multi-type wind power generator that can reduce the manufacturing cost, reduce the overall weight, and can improve the durability of the tower by reducing the load on the tower.

본 발명의 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는, 타워, 타워의 상단에 설치된 메인 나셀, 메인 나셀의 양 측에 수평 방향으로 연장되어 형성된 제1 서포트 아암, 제1 서포트 아암의 단부에서 수직 방향으로 연장되어 형성된 제2 서포트 아암, 제2 서포트 아암의 상측 단부와 하측 단부에 각각 형성된 단위 발전 유닛을 포함한다. Multi-type wind power generator according to an embodiment of the present invention, the tower, the main nacelle installed on the top of the tower, the first support arm formed extending in the horizontal direction on both sides of the main nacelle, extending in the vertical direction at the end of the first support arm And a unit power generation unit each formed at an upper end and a lower end of the second support arm and the second support arm.

본 발명의 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 메인 나셀 내부에는 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템이 배치되고, 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀에는 요잉 시스템이 형성되지 않는다.In the multi-type wind power generator according to the embodiment of the present invention, a yawing system for rotating the main nacelle is disposed inside the main nacelle so that the blades of the unit generating unit face the wind, and a yawing system is formed in the sub nacelle constituting the unit generating unit. It doesn't work.

본 발명의 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 제1 서포트 아암 내부에는 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 수평 이동로 또는 수평 컨베이어가 설치될 수 있다.In the multi-type wind power generator according to the embodiment of the present invention, a horizontal moving path or a horizontal conveyor for maintenance of the unit power generation unit may be installed inside the first support arm.

본 발명의 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 제2 서포트 아암 내부에는 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 사다리 구조물 또는 수직 방향 리프트가 설치될 수 있다.In the multi-type wind generator according to the embodiment of the present invention, a ladder structure or a vertical lift for maintenance of the unit power generation unit may be installed inside the second support arm.

본 발명의 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 제1 서포트 아암은 메인 나셀의 후방 위치에서 타워의 전방을 향하면서 수평 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.In the multi-type wind generator according to the embodiment of the present invention, the first support arm may be formed extending in the horizontal direction toward the front of the tower in the rear position of the main nacelle.

본 발명의 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀의 발전기에서 생산된 전력은 제2 서포트 아암과 제1 서포트 아암을 경유하여 메인 나셀 내부에 배치된 변압기와 연결된 전송 케이블을 통해 전송될 수 있다.In the multi-type wind power generator according to the embodiment of the present invention, the power generated by the generator of the sub nacelle constituting the unit power generation unit is connected to a transformer disposed inside the main nacelle via the second support arm and the first support arm. Can be transmitted through.

본 발명의 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀 내부에는, 로터에 의해 회전되는 메인 샤프트와, 메인 샤프트의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 증속기와, 메인 샤프트의 회전력을 제어하는 브레이크와, 메인 샤프트의 회전을 이용하여 전기를 생산하는 발전기가 배치된다. 메인 나셀 내부에는, 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템과, 단위 발전 유닛에서 생산된 전기를 출력 전력으로 변환시키는 변압기 및 전력 변환기와 멀티형 풍력 발전기의 전체적인 동작을 제어하는 컨트롤 캐비닛이 배치될 수 있다.In the multi-type wind generator according to the embodiment of the present invention, the sub-nacelle constituting the unit power generation unit, the main shaft rotated by the rotor, the speed increaser for converting the rotational speed of the main shaft into a rotational speed suitable for power generation, main A brake for controlling the rotational force of the shaft and a generator for producing electricity using the rotation of the main shaft are disposed. Inside the main nacelle, it controls the overall operation of the yawing system, which rotates the main nacelle so that the blades of the unit generating unit face the wind, the transformer and power converter and the multi-type wind generator converting the electricity produced by the unit generating unit into output power. The control cabinet can be arranged.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는, 타워, 타워의 상단에 설치된 메인 나셀, 메인 나셀의 양 측에 수평 방향으로 연장되어 형성되며, 단면이 익형 형상으로 형성된 제1 서포트 아암, 제1 서포트 아암의 단부에서 수직 방향으로 연장되어 형성되며, 단면이 좌우대칭인 익형 형상으로 형성된 제2 서포트 아암, 제2 서포트 아암의 상측 단부와 하측 단부에 각각 형성된 단위 발전 유닛을 포함한다. Multi-type wind power generator according to another embodiment of the present invention, the tower, the main nacelle installed on the top of the tower, the first support arm is formed extending in the horizontal direction on both sides of the main nacelle, the cross section is formed in the airfoil shape, the first And a second power support arm extending in a vertical direction from the end of the support arm, the unit power generation unit being formed at upper and lower ends of the second support arm and the second support arm, respectively, formed in a blade shape having a symmetrical cross section.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 익형 형상의 제1 서포트 아암 내부에는 제1 서포트 아암의 구조 보강을 위한 스파 캡 또는 쉐어 웹이 형성될 수 있다.In the multi-type wind power generator according to another embodiment of the present invention, a spar cap or a share web may be formed inside the air support first support arm to reinforce the structure of the first support arm.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 좌우 대칭 익형 형상의 제2 서포트 아암 내부에는 제1 서포트 아암의 구조 보강을 위한 스파 캡 또는 쉐어 웹이 형성될 수 있다.In the multi-type wind power generator according to another embodiment of the present invention, a spar cap or a share web may be formed inside the second support arm having a symmetrical airfoil shape to reinforce the structure of the first support arm.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 메인 나셀 내부에는 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템이 배치되고, 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀에는 요잉 시스템이 형성되지 않는다.In the multi-type wind generator according to another embodiment of the present invention, a yawing system for rotating the main nacelle so that the blade of the unit power generation unit faces the wind is disposed inside the main nacelle, and the yawing system is provided in the sub nacelle constituting the unit power generation unit. Not formed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 제1 서포트 아암 내부에는 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 수평 이동로 또는 수평 컨베이어가 설치될 수 있다.In the multi-type wind power generator according to another embodiment of the present invention, a horizontal moving path or a horizontal conveyor for maintaining the unit power generation unit may be installed inside the first support arm.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 제2 서포트 아암 내부에는 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 사다리 구조물 또는 수직 방향 리프트가 설치될 수 있다.In the multi-type wind power generator according to another embodiment of the present invention, a ladder structure or a vertical lift for maintenance of the unit power generation unit may be installed inside the second support arm.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 제1 서포트 아암은 메인 나셀의 후방 위치에서 타워의 전방을 향하면서 수평 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.In the multi-type wind generator according to another embodiment of the present invention, the first support arm may be formed extending in the horizontal direction toward the front of the tower in the rear position of the main nacelle.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀의 발전기에서 생산된 전력은 제2 서포트 아암과 제1 서포트 아암을 경유하여 메인 나셀 내부에 배치된 변압기와 연결된 전송 케이블을 통해 전송될 수 있다.In the multi-type wind power generator according to another embodiment of the present invention, the power generated by the generator of the sub nacelle constituting the unit power generation unit is connected to a transformer disposed inside the main nacelle via the second support arm and the first support arm. Can be transmitted via cable.

본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에서, 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀 내부에는, 로터에 의해 회전되는 메인 샤프트와, 메인 샤프트의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 증속기와, 메인 샤프트의 회전력을 제어하는 브레이크와, 메인 샤프트의 회전을 이용하여 전기를 생산하는 발전기가 배치된다. 메인 나셀 내부에는, 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템과, 단위 발전 유닛에서 생산된 전기를 출력 전력으로 변환시키는 변압기 및 전력 변환기와 멀티형 풍력 발전기의 전체적인 동작을 제어하는 컨트롤 캐비닛이 배치될 수 있다.In the multi-type wind generator according to another embodiment of the present invention, the sub-nacelle constituting the unit power generation unit, a main shaft rotated by the rotor, a speed increaser for converting the rotational speed of the main shaft into a rotational speed suitable for power generation; A brake for controlling the rotational force of the main shaft and a generator for generating electricity by using the rotation of the main shaft are disposed. Inside the main nacelle, it controls the overall operation of the yawing system, which rotates the main nacelle so that the blades of the unit generating unit face the wind, the transformer and power converter and the multi-type wind generator converting the electricity produced by the unit generating unit into output power. The control cabinet can be arranged.

상기한 바와 같은 멀티형 풍력 발전기 에 의하면, 제조 비용을 절감할 수 있고, 전체적인 무게를 감소시킬 수 있으며, 타워에 가해지는 하중을 감소시켜서 타워의 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the multi-type wind generator as described above, the manufacturing cost can be reduced, the overall weight can be reduced, and the durability of the tower can be improved by reducing the load on the tower.

또한, 제1 서포트 아암의 단면은 익형 형상, 제2 서포트 아암의 단면은 좌우대칭인 익형 형상으로 형성되어, 수평 방향의 제1 서포트 아암은 바람에 의해 양력을 받게 되어 자중에 의해 처지는 것을 방지할 수 있고, 수직 방향의 제2 서포트 아암은 바람에 의한 항력을 최소화하여 요잉 부하를 감소시킬 수 있다.In addition, the cross section of the first support arm is formed in the airfoil shape, and the cross section of the second support arm is formed in the left and right symmetric airfoil shape, so that the first support arm in the horizontal direction is lifted by the wind to prevent sagging by its own weight. And the second support arm in the vertical direction can reduce yawing load by minimizing wind drag.

도 1은 종래 기술에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 평면도이다.
도 6은 도 2의 메인 나셀 내부가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 7은 도 2의 단위 발전 유닛의 내부가 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 사시도이다.1 is a front view showing a multi-type wind generator according to the prior art.
2 is a perspective view showing a multi-type wind power generator according to a first embodiment of the present invention.
3 is a front view showing a multi-type wind power generator according to a first embodiment of the present invention.
4 is a side view showing a multi-type wind power generator according to a first embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing a multi-type wind power generator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view schematically illustrating the inside of the main nacelle of FIG. 2.
FIG. 7 is a view illustrating the inside of the unit power generation unit of FIG. 2.
8 is a perspective view showing a multi-type wind power generator according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 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.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, the terms 'comprise' or 'have' are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it is noted that the same components in the accompanying drawings are represented by the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may blur the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted or schematically illustrated.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 멀티형 풍력 발전기에 대해 설명한다. Hereinafter, a multi-type wind generator according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 정면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 측면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 평면도이다.2 is a perspective view showing a multi-type wind generator according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a front view showing a multi-type wind generator according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a first view of the present invention FIG. 5 is a side view showing a multi-type wind generator according to an embodiment, and FIG. 5 is a plan view showing a multi-type wind generator according to a first embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는, 타워(100), 메인 나셀(300), 제1 서포트 아암(500), 제2 서포트 아암(600) 및 복수의 단위 발전 유닛(700)을 포함한다.2 to 5, the multi-type wind power generator according to the first embodiment of the present invention, the tower 100, the main nacelle 300, the first support arm 500, the second support arm 600 and A plurality of unit power generation unit 700 is included.

본 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기에는, 로터(710)의 회전에 의해 전기를 개별적으로 생산하는 단위 발전 유닛(700)이 복수로 배치되고, 복수의 단위 발전 유닛(700) 각각은 제1 서포트 아암(500) 및 제2 서포트 아암(600)을 통해 메인 나셀(300)에 고정 결합될 수 있다. In the multi-type wind power generator according to the present embodiment, a plurality of unit power generation units 700 for separately producing electricity by the rotation of the rotor 710 are disposed, and each of the plurality of unit power generation units 700 includes a first support arm. It may be fixedly coupled to the main nacelle 300 via the 500 and the second support arm 600.

타워(100)는 지면으로부터 일정한 높이로 세워져 설치되며, 메인 나셀(300), 제1 서포트 아암(500) 등을 지지할 수 있다. 타워(100)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 증가하는 관형 형상을 가질 수 있다. 이때, 타워(100)는 복수의 관형 부재가 적층된 다단 형태로 이루어질 수 있다. 한편, 타워(100) 내부에는 단위 발전 유닛(700)의 유지 보수를 위해 작업자나 작업도구를 이송시키는 계단, 컨베이어 또는 승강기가 설치될 수 있다. The tower 100 is installed at a predetermined height from the ground, and can support the main nacelle 300, the first support arm 500, and the like. The tower 100 may have a tubular shape in which the diameter increases from the top to the bottom. In this case, the tower 100 may be formed in a multi-stage form in which a plurality of tubular members are stacked. On the other hand, the tower 100 may be installed in the staircase, conveyor or elevator for transporting the worker or work tool for maintenance of the unit power generation unit 700.

메인 나셀(main nacelle, 300)은 타워(100)의 상부에 위치하며 타워(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 메인 나셀(300)의 양 측에는 한 쌍의 제1 서포트 아암(support arm, 500)이 수평 방향으로 연장되어 형성된다. 한 쌍의 제1 서포트 아암(500)의 각각의 단부에는 제2 서포트 아암(600)이 수직 방향으로 연장되어 형성된다. 제1 서포트 아암(500)과 제2 서포트 아암(600)의 결합 구조물은 전체적으로 "H" 형상을 가진다. 제2 서포트 아암(600)의 상측 단부 및 하측 단부에는 단위 발전 유닛(700)이 결합될 수 있다. Main nacelle (300) is located on top of the tower 100 may be rotatably coupled to the tower (100). On both sides of the main nacelle 300, a pair of first support arms 500 extend in the horizontal direction. At each end of the pair of first support arms 500, a second support arm 600 extends in the vertical direction. The coupling structure of the first support arm 500 and the second support arm 600 has an overall "H" shape. The unit power generation unit 700 may be coupled to the upper and lower ends of the second support arm 600.

메인 나셀(300)에는 복수의 단위 발전 유닛(700)을 회전시키기 위한 요잉 시스템(200)이 형성된다. 이때, 복수의 단위 발전 유닛(700)을 구성하는 서브 나셀(730)에는 별도의 요잉 시스템이 형성되지 않는다. 메인 나셀(300)이 타워(100)를 기준으로 회전하는 경우, 메인 나셀(300)과 함께 복수의 단위 발전 유닛(700)도 회전할 수 있다. 즉, 하나의 요잉 시스템(200)으로 복수의 단위 발전 유닛(700)을 일괄적으로 회전시킬 수 있게 된다.The main nacelle 300 is provided with a yawing system 200 for rotating the plurality of unit power generation units 700. At this time, a separate yawing system is not formed in the sub nacelle 730 constituting the plurality of unit power generation units 700. When the main nacelle 300 rotates with respect to the tower 100, the plurality of unit power generation units 700 may also rotate together with the main nacelle 300. That is, the plurality of unit power generation units 700 can be collectively rotated by one yawing system 200.

제1 서포트 아암(500)과 제2 서포트 아암(600)은 메인 나셀(300)과 단위 발전 유닛(700)을 연결하는 부재이다. 제1 서포트 아암(500)은 메인 나셀(300) 의 양 측에서 수평 방향으로 연장되어 형성되며, 메인 나셀(300)에서 멀어질수록 직경이 작아지거나, 또는 직경이 균일한 관형 형상일 수 있다. 제2 서포트 아암(600)은 제1 서포트 아암(500)의 단부에서 수직 방향으로 상하로 연장되어 형성되며, 제1 서포트 아암(500)의 단부에서 멀어질수록 직경이 작아지거나, 또는 직경이 균일한 관형 형상일 수 있다.The first support arm 500 and the second support arm 600 are members connecting the main nacelle 300 and the unit power generation unit 700. The first support arm 500 extends in the horizontal direction on both sides of the main nacelle 300, and may be smaller in diameter or may have a uniform tubular shape as the distance from the main nacelle 300 increases. The second support arm 600 extends vertically from the end of the first support arm 500 in the vertical direction. The second support arm 600 is smaller in diameter from the end of the first support arm 500, or has a uniform diameter. It may be one tubular shape.

도 3을 참조하면, 제1 서포트 아암(500) 내부에는 단위 발전 유닛(700)의 유지 보수를 위한 수평 이동로 또는 수평 컨베이어가 설치될 수도 있다. 또한, 제2 서포트 아암(600) 내부에는 단위 발전 유닛(700)의 유지 보수를 위한 사다리 구조물 또는 수직 방향 리프트가 설치될 수도 있다.Referring to FIG. 3, a horizontal moving path or a horizontal conveyor for maintaining the unit power generation unit 700 may be installed inside the first support arm 500. In addition, a ladder structure or a vertical lift for maintaining the unit power generation unit 700 may be installed in the second support arm 600.

도 4 및 도 5를 참조하면, 한 쌍의 제1 서포트 아암(500)은 메인 나셀(300)의 양 측에서 수평 방향으로 연장되어 형성되되, 타워(100)를 기준으로 타워(100)의 후방 위치에서 타워(100)의 전방 위치를 향하도록 형성된다. 즉, 한 쌍의 제1 서포트 아암(500)은 메인 나셀(300)의 후방 위치에서 타워(100)의 전방을 향하면서 수평 방향으로 연장되어 형성된다. 이렇게 함으로써 메인 나셀(300)에 포함된 구성품들에 의한 무게와 제2 서포트 아암(600)의 단부에 형성된 복수의 단위 발전 유닛(700)에 의한 무게를 상쇄시켜서 멀티형 풍력 발전기의 무게 중심을 타워(100)의 중심축에 유지시킬 수 있게 된다.4 and 5, the pair of first support arms 500 extend in a horizontal direction on both sides of the main nacelle 300, and are rearward of the tower 100 based on the tower 100. It is formed to face the forward position of the tower 100 in position. That is, the pair of first support arms 500 extend in the horizontal direction from the rear position of the main nacelle 300 toward the front of the tower 100. By doing so, the weight of the components included in the main nacelle 300 and the weight of the plurality of unit power generation units 700 formed at the end of the second support arm 600 are offset. 100) can be maintained on the central axis.

도 6을 참조하면, 메인 나셀(300) 내부에는 요잉 시스템(yawing system, 200)이 배치되어, 단위 발전 유닛(700)의 블레이드(711)가 바람과 마주하도록 메인 나셀(300)을 회전시킬 수 있다. 요잉 시스템(200)은 요 베어링(미도시), 요 드라이브 모터(210), 피니언 기어(230) 및 치열(250)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, a yawing system 200 is disposed inside the main nacelle 300 to rotate the main nacelle 300 so that the blade 711 of the unit power generation unit 700 faces the wind. have. The yawing system 200 may include a yaw bearing (not shown), a yaw drive motor 210, a pinion gear 230 and a tooth 250.

타워(100)와 메인 나셀(300)은 요 베어링(미도시)을 매개로 서로 연결되는데, 요 베어링(미도시)에 의해 메인 나셀(300)이 지면에 고정 설치된 타워(100)에 대해 회동, 즉 요잉 운동을 할 수 있다. 요 베어링(미도시)은 외륜과 내륜을 구비하는데, 요 베어링(미도시)의 외륜은 타워(100)에 고정되고, 요 베어링(미도시)의 내륜은 메인 나셀(300)에 고정될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되지 않고, 요 베어링의 외륜이 메인 나셀(300)에 고정되고, 요 베어링의 내륜이 타워(100)에 고정될 수도 있다. The tower 100 and the main nacelle 300 are connected to each other via a yaw bearing (not shown), and the main nacelle 300 is rotated with respect to the tower 100 fixedly installed on the ground by the yaw bearing (not shown). In other words, you can do yawing exercise. The yaw bearing (not shown) has an outer ring and an inner ring, the outer ring of the yaw bearing (not shown) may be fixed to the tower 100, the inner ring of the yaw bearing (not shown) may be fixed to the main nacelle (300). . However, the present invention is not limited thereto, and the outer ring of the yaw bearing may be fixed to the main nacelle 300, and the inner ring of the yaw bearing may be fixed to the tower 100.

요 드라이브 모터(210)는 메인 나셀(300)의 일측에 고정 결합되고, 요 드라이브 모터(210)의 하단에는 피니언 기어(230)가 결합될 수 있다. 한편, 요 베어링(미도시)의 외륜이 고정된 타워(100)의 외주면에는 치열(250)이 형성되어, 요 드라이브 모터(210)의 피니언 기어(230)가 치열(250)에 기어 결합될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 치열은 요 베어링의 외륜 또는 내륜에 형성되고, 피니언 기어는 요 베어링에 직접 연결될 수도 있다.The yaw drive motor 210 may be fixedly coupled to one side of the main nacelle 300, and the pinion gear 230 may be coupled to the lower end of the yaw drive motor 210. Meanwhile, teeth 250 are formed on the outer circumferential surface of the tower 100 in which the outer ring of the yaw bearing (not shown) is fixed, and the pinion gear 230 of the yaw drive motor 210 may be geared to the teeth 250. have. However, the present invention is not limited thereto, and the teeth may be formed on the outer ring or the inner ring of the yaw bearing, and the pinion gear may be directly connected to the yaw bearing.

이때, 피니언 기어(230)는 요 드라이브 모터(210)의 구동에 따라 회전하는 동시에, 피니언 기어(230)가 치열(250)을 따라 회전하게 된다. 따라서, 요 드라이브 모터(210)가 회전하면, 요 드라이브 모터(210)가 결합된 메인 나셀(300)이 타워(100) 상에서 요잉 운동을 하게 된다. At this time, the pinion gear 230 is rotated in accordance with the drive of the yaw drive motor 210, the pinion gear 230 is rotated along the teeth (250). Therefore, when the yaw drive motor 210 rotates, the main nacelle 300 to which the yaw drive motor 210 is coupled is to yaw on the tower 100.

또한, 단위 발전 유닛(700)에서 생산된 전기를 출력 전력으로 변환시키는 변압기(310) 및 전력 변환기(320)와 멀티형 풍력 발전기의 전체적인 동작을 제어하는 컨트롤 캐비닛(330)이 배치된다. 이때, 서브 나셀(730)의 발전기(770)에서 생산된 전력은 제2 서포트 아암(600), 제1 서포트 아암(500)을 경유하여 메인 나셀(300) 내부에 배치된 변압기(310)와 연결된 전송 케이블(미도시)을 통해 전송된다.Also, A transformer 310 for converting electricity produced in the unit power generation unit 700 into output power and a control cabinet 330 for controlling the overall operation of the power converter 320 and the multi-type wind generator are disposed. In this case, the power generated by the generator 770 of the sub nacelle 730 is connected to the transformer 310 disposed inside the main nacelle 300 via the second support arm 600 and the first support arm 500. Transmission is via a transmission cable (not shown).

도 7을 참조하면, 제2 서포트 아암(600)의 단부에 결합되는 단위 발전 유닛(700)은 바람을 이용하여 전기를 생산하는 것으로, 로터(710), 서브 나셀(sub nacelle, 730), 메인 샤프트(740), 증속기(gearbox, 750), 브레이크(760) 및 발전기(770)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the unit power generation unit 700 coupled to the end of the second support arm 600 generates electricity using wind, and includes a rotor 710, a sub nacelle 730, and a main body. A shaft 740, a gearbox 750, a brake 760 and a generator 770.

로터(710)는 서브 나셀(730)의 전방에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 로터(710)에서 발생된 회전력이 메인 샤프트(740)를 통해 증속기(750)에 전달된다. 로터(710)는 허브(713)와 복수의 블레이드(711)로 이루어지는데, 허브(713)는 메인 샤프트(740)의 일단에 결합되어 서브 나셀(730)의 전면에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 복수의 블레이드(711)는 허브(713)의 외주면에 원주 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 결합된다. The rotor 710 is rotatably installed in front of the sub nacelle 730, and the rotational force generated from the rotor 710 is transmitted to the speed increaser 750 through the main shaft 740. The rotor 710 is composed of a hub 713 and a plurality of blades 711, the hub 713 is coupled to one end of the main shaft 740 is rotatably installed on the front of the sub nacelle 730. The plurality of blades 711 are coupled to the outer circumferential surface of the hub 713 at predetermined intervals along the circumferential direction.

허브(713)는 바람의 저항을 감소시키기 위해 전방으로 볼록하게 돌출된 원추형으로 이루어질 수 있다. 블레이드(711)는 바람에 의해 허브(713)의 중심축을 중심으로 회전한다. 블레이드(711)는 폭 방향으로 유선형 단면을 가지며, 내부에는 공간부가 형성될 수 있다. Hub 713 may be conical, protruding forward convex to reduce wind resistance. The blade 711 rotates about the central axis of the hub 713 by the wind. The blade 711 has a streamlined cross section in the width direction, and a space portion may be formed therein.

서브 나셀(730)는 증속기(750), 발전기(770) 등을 수용하는 하우징으로, 통상적으로 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 그러나, 서브 나셀(730)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않고, 원기둥 형상 등으로 이루어질 수도 있다. The sub nacelle 730 is a housing that accommodates the speed increaser 750, the generator 770, and the like, and may be formed in a hexahedral shape. However, the shape of the sub nacelle 730 is not necessarily limited thereto, and may be formed in a cylindrical shape or the like.

메인 샤프트(740)는 로터(710)의 회전력을 증속기(750)로 전달하는데, 고속으로 회전하는 메인 샤프트(740)는 메인 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다. The main shaft 740 transmits the rotational force of the rotor 710 to the speed increaser 750. The main shaft 740 that rotates at high speed is rotatably supported by a main bearing (not shown).

증속기(750)는 기어를 이용해 블레이드(711)에 의해 회전하는 메인 샤프트(740)의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 장치로, 증속기(750) 내부에는 다수의 기어를 포함하는 증속기어부(미도시)가 마련되어 있다. 한편, 증속기어부 내의 다수의 기어의 윤활 및 냉각을 위해 증속기(750) 내에는 증속기용 오일(미도시)이 구비될 수 있다. The speed increaser 750 is a device that converts the rotational speed of the main shaft 740 rotated by the blade 711 by the gear to a rotational speed suitable for power generation. The speed increaser 750 includes a plurality of gears. A speed increase gear part (not shown) is provided. On the other hand, for lubrication and cooling of a plurality of gears in the speed increase gear part, the speed increaser oil (not shown) may be provided in the speed increaser 750.

브레이크(760)는 증속기(750)와 인접한 위치에 배치되어, 메인 샤프트(740)의 회전력을 제어할 수 있다. 이때, 브레이크(760)는 디스크 방식이 주로 사용될 수 있다. The brake 760 may be disposed at a position adjacent to the speed increaser 750 to control the rotational force of the main shaft 740. In this case, the brake 760 may be mainly used a disk method.

발전기(770)는 입력되는 회전에너지를 이용하여 전기를 생산하는 장치로, 그 내부에 회전축에 연결 고정된 회전자(미도시) 및 고정자(미도시)가 구비된다. 회전자가 고정자 주위로 고속 회전함으로써 전기를 발생시키게 된다. Generator 770 is a device for producing electricity using the input rotation energy, there is provided a rotor (not shown) and a stator (not shown) connected to the rotating shaft therein. The rotor rotates around the stator at high speed to generate electricity.

본 실시예에서, 메인 나셀(300)의 양 측으로 제1 서포트 아암(500) 및 제2 서포트 아암(600)이 H 형상으로 결합되어 형성되고, 단위 발전 유닛(700)을 회전시키는 요잉 시스템(700)은 메인 나셀(300) 내부에만 형성되고, 단위 발전 유닛(700)을 구성하는 서브 나셀(730)에는 별도의 요잉 시스템이 형성되지 않는다. 즉, 하나의 요잉 시스템(200)으로 복수의 단위 발전 유닛(700)을 일괄적으로 회전시킬 수 있게 된다.In the present embodiment, the yaw system 700 for rotating the unit power generation unit 700 is formed by combining the first support arm 500 and the second support arm 600 in the H shape on both sides of the main nacelle 300. ) Is formed only inside the main nacelle 300, and a separate yawing system is not formed in the sub nacelle 730 constituting the unit power generation unit 700. That is, the plurality of unit power generation units 700 can be collectively rotated by one yawing system 200.

따라서, 종래 기술과 같이 요잉 시스템을 복수개로 구비할 필요가 없으므로, 제조 비용을 절감할 수 있고, 전체적인 무게를 감소시킬 수 있으며, 타워에 가해지는 하중을 감소시켜서 타워의 내구성을 향상시킬 수 있다.Therefore, since it is not necessary to include a plurality of yawing systems as in the prior art, manufacturing cost can be reduced, the overall weight can be reduced, and the load on the tower can be reduced to improve the durability of the tower.

또한, 본 실시예에서, 전기 생산을 위한 구성품인 메인 샤프트(740), 증속기(750), 브레이크(760) 및 발전기(770)는 서브 나셀(730) 내부에만 배치된다. 메인 나셀(300) 내부에는 단위 발전 유닛(700)의 블레이드(711) 방향을 회전시키는 요잉 시스템(200)과, 단위 발전 유닛(700)에서 생산된 전기를 출력 전력으로 변환시키는 변압기, 전력 변환기와 멀티형 풍력 발전기의 전체적인 동작을 제어하는 컨트롤 캐비닛이 배치된다. 즉, 출력 전력으로 변환시키는 변압기, 전력 변환기 등은 서브 나셀(730) 내부에는 배치하지 않고 메인 나셀(300) 내부에만 배치한다. 이렇게 함으로써, 서브 나셀(730)을 포함하는 단위 발전 유닛(700)의 무게를 경감시켜서 타워(100)에 가해지는 하중 감소 및 타워(100)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, in the present embodiment, the main shaft 740, the speed increaser 750, the brake 760 and the generator 770, which are components for the production of electricity, are disposed only inside the sub nacelle 730. Inside the main nacelle 300, a yawing system 200 for rotating the blade 711 of the unit power generation unit 700, a transformer, a power converter for converting the electricity produced in the unit power generation unit 700 into output power and A control cabinet is arranged to control the overall operation of the multi wind generator. That is, a transformer, a power converter, and the like, which are converted into output power, are not disposed in the sub nacelle 730, but only in the main nacelle 300. By doing so, it is possible to reduce the weight of the unit power generation unit 700 including the sub nacelle 730 to reduce the load on the tower 100 and to improve the durability of the tower 100.

다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기를 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기가 도시된 사시도이다.Next, a multi-type wind power generator according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. 8 is a perspective view showing a multi-type wind power generator according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는, 타워(100), 메인 나셀(300), 제1 서포트 아암(500), 제2 서포트 아암(600) 및 복수의 단위 발전 유닛(700)을 포함한다.Referring to FIG. 8, the multi-type wind power generator according to the second embodiment of the present invention includes a tower 100, a main nacelle 300, a first support arm 500, a second support arm 600, and a plurality of units. And a power generation unit 700.

본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는 제1 서포트 아암(500), 제2 서포트 아암(600)의 형상을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기와 동일한 구조로 이루어지는바. 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.The multi-type wind generator according to the second embodiment of the present invention has the same structure as the multi-type wind generator according to the first embodiment except for the shape of the first support arm 500 and the second support arm 600. bar. Duplicate description of the same structure is omitted.

본 실시예에서, 메인 나셀(main nacelle, 300)은 타워(100)의 상부에 위치하며 타워(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 메인 나셀(300)의 양 측에는 한 쌍의 제1 서포트 아암(support arm, 500)이 수평 방향으로 연장되어 형성된다. 한 쌍의 제1 서포트 아암(500)의 각각의 단부에는 제2 서포트 아암(600)이 수직 방향으로 연장되어 형성된다. 제1 서포트 아암(500)과 제2 서포트 아암(600)의 결합 구조물은 전체적으로 "H" 형상을 가진다. 제2 서포트 아암(600)의 상측 단부 및 하측 단부에는 단위 발전 유닛(700)이 결합될 수 있다. In this embodiment, the main nacelle 300 is located on the top of the tower 100 and may be rotatably coupled to the tower 100. On both sides of the main nacelle 300, a pair of first support arms 500 extend in the horizontal direction. At each end of the pair of first support arms 500, a second support arm 600 extends in the vertical direction. The coupling structure of the first support arm 500 and the second support arm 600 has an overall "H" shape. The unit power generation unit 700 may be coupled to the upper and lower ends of the second support arm 600.

제1 서포트 아암(500)은 바람에 의한 양력이 생길 수 있도록, 그 단면은 익형(airfoil) 형상으로 형성될 수 있다. 익형 형상의 제1 서포트 아암(500) 내부에는 제1 서포트 아암(500)의 구조 보강을 위해 제1 서포트 아암(500)의 하중을 지지하는 스파 캡(spar cap) 또는 쉐어 웹(shear web)이 형성될 수 있다.The first support arm 500 may have an airfoil cross section so that lift due to wind may occur. A spar cap or shear web for supporting the load of the first support arm 500 to reinforce the structure of the first support arm 500 is formed inside the air support first support arm 500. Can be formed.

제2 서포트 아암(600)은 요잉시의 항력을 최소화하기 위해, 그 단면이 좌우대칭인 익형 형상으로 형성될 수 있다. 좌우 대칭 익형 형상의 제2 서포트 아암(600) 내부에는 제2 서포트 아암(600)의 구조 보강을 위해 제2 서포트 아암(600)의 하중을 지지하는 스파 캡 또는 쉐어 웹이 형성될 수 있다.The second support arm 600 may be formed in an airfoil shape whose cross section is symmetrical in order to minimize drag during yawing. Inside the second support arm 600 having a symmetrical airfoil shape, a spar cap or a share web may be formed to support the load of the second support arm 600 to reinforce the structure of the second support arm 600.

이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티형 풍력 발전기는, 제1 서포트 아암(500)의 단면이 익형 형상으로 형성되어, 제1 서포트 아암(500)은 바람에 의한 양력에 받게 된다. 이에 따라, 제1 서포트 아암(500)이 자중에 의해 쳐지는 것을 어느 정도 방지할 수 있게 된다. 따라서, 제1 서포트 아암(500)에 의해 메인 나셀(300)에 가해지는 하중을 경감시킬 수 있게 된다.In the multi-type wind power generator according to the second embodiment of the present invention, the cross section of the first support arm 500 is formed in a blade shape, and the first support arm 500 is subjected to lift by wind. As a result, the first support arm 500 can be prevented from being hit by the own weight to some extent. Therefore, the load applied to the main nacelle 300 by the first support arm 500 can be reduced.

또한, 제2 서포트 아암(600)의 단면이 좌우대칭인 익형 형상으로 형성되어, 요잉시 바람에 영향을 받아서 요잉이 더욱 원활하게 진행될 수 있도록 한다.In addition, the cross section of the second support arm 600 is formed in the airfoil shape of the left and right symmetry, it is affected by the wind during yawing so that the yawing can proceed more smoothly.

즉, 본 발명의 멀티형 풍력 발전기에서 제1 서포트 아암(500)과 제2 서포트 아암(600)이 전체적으로 H 형상을 가지므로, 수평 방향의 제1 서포트 아암(500)은 바람에 의해 양력을 받게 되어 자중에 의해 처지는 것을 방지할 수 있게 되고, 수직 방향의 제2 서포트 아암(600)은 바람에 의한 항력을 최소화하여 요잉 부하를 감소시킬 수 있게 된다.That is, in the multi-type wind generator of the present invention, since the first support arm 500 and the second support arm 600 have an overall H shape, the first support arm 500 in the horizontal direction is lifted by the wind. It is possible to prevent sag by self-weight, and the second support arm 600 in the vertical direction can reduce yawing load by minimizing drag caused by wind.

이상, 본 발명의 실시예들에 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. As described above, embodiments of the present invention have been described, but those skilled in the art may add, change, delete, or add elements within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention may be modified and changed in various ways, etc., which will also be included within the scope of the present invention.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described through limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited thereto, and the present invention has been described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

100 : 타워 200 : 요잉 시스템
300 : 메인 나셀 500 : 제1 서포트 아암
600 : 제2 서포트 아암 700 : 단위 발전 유닛100: tower 200: yawing system
300: main nacelle 500: first support arm
600: second support arm 700: unit power generation unit

Claims (16)

타워;
상기 타워의 상단에 설치된 메인 나셀;
상기 메인 나셀의 양 측에 수평 방향으로 연장되어 형성된 제1 서포트 아암;
상기 제1 서포트 아암의 단부에서 수직 방향으로 연장되어 형성된 제2 서포트 아암;
상기 제2 서포트 아암의 상측 단부와 하측 단부에 각각 형성된 단위 발전 유닛
을 포함하는 멀티형 풍력 발전기.
tower;
A main nacelle installed at the top of the tower;
First support arms extending in a horizontal direction on both sides of the main nacelle;
A second support arm extending in a vertical direction from an end of the first support arm;
A unit power generation unit respectively formed at an upper end and a lower end of the second support arm;
Multi-type wind generator comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 나셀 내부에는 상기 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 상기 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템이 배치되고,
상기 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀에는 요잉 시스템이 형성되지 않는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 1,
Inside the main nacelle is arranged a yawing system for rotating the main nacelle so that the blades of the unit generating unit facing the wind,
A multi-type wind generator in which no yawing system is formed in the sub nacelle constituting the unit power generation unit.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 서포트 아암 내부에는 상기 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 수평 이동로 또는 수평 컨베이어가 설치되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The multi-type wind power generator is installed inside the first support arm horizontal movement path or a horizontal conveyor for maintenance of the unit power generation unit.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 서포트 아암 내부에는 상기 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 사다리 구조물 또는 수직 방향 리프트가 설치되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 1,
And a ladder structure or a vertical lift for maintenance of the unit power generation unit is installed inside the second support arm.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 서포트 아암은 상기 메인 나셀의 후방 위치에서 상기 타워의 전방을 향하면서 수평 방향으로 연장되어 형성되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 1,
And the first support arm extends in a horizontal direction from the rear position of the main nacelle to the front of the tower.
제 1 항에 있어서,
상기 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀의 발전기에서 생산된 전력은 상기 제2 서포트 아암과 제1 서포트 아암을 경유하여 상기 메인 나셀 내부에 배치된 변압기와 연결된 전송 케이블을 통해 전송되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 1,
The power generated by the generator of the sub nacelle constituting the unit power generation unit is transmitted via a transmission cable connected to a transformer disposed inside the main nacelle via the second support arm and the first support arm.
제 1 항에 있어서,
상기 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀 내부에는, 로터에 의해 회전되는 메인 샤프트와, 상기 메인 샤프트의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 증속기와, 상기 메인 샤프트의 회전력을 제어하는 브레이크와, 상기 메인 샤프트의 회전을 이용하여 전기를 생산하는 발전기가 배치되고,
상기 메인 나셀 내부에는, 상기 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 상기 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템과, 상기 단위 발전 유닛에서 생산된 전기를 출력 전력으로 변환시키는 변압기 및 전력 변환기와 멀티형 풍력 발전기의 전체적인 동작을 제어하는 컨트롤 캐비닛이 배치되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 1,
Inside the sub-nacelle constituting the unit power generation unit, a main shaft rotated by a rotor, an increaser for converting the rotational speed of the main shaft into a rotational speed suitable for power generation, a brake for controlling the rotational force of the main shaft, A generator for producing electricity using the rotation of the main shaft is disposed,
Inside the main nacelle, a yawing system for rotating the main nacelle so that the blades of the unit power generation unit faces the wind, a transformer, a power converter and a multi-type wind power generator for converting the electricity produced in the unit power generation unit into output power. Multi wind generator with control cabinet to control the overall operation.
타워;
상기 타워의 상단에 설치된 메인 나셀;
상기 메인 나셀의 양 측에 수평 방향으로 연장되어 형성되며, 단면이 익형 형상으로 형성된 제1 서포트 아암;
상기 제1 서포트 아암의 단부에서 수직 방향으로 연장되어 형성되며, 단면이 좌우대칭인 익형 형상으로 형성된 제2 서포트 아암;
상기 제2 서포트 아암의 상측 단부와 하측 단부에 각각 형성된 단위 발전 유닛
을 포함하는 멀티형 풍력 발전기.
tower;
A main nacelle installed at the top of the tower;
First support arms extending in horizontal directions on both sides of the main nacelle, and having a cross-section having a blade shape;
A second support arm extending in a vertical direction from an end of the first support arm, the second support arm having a blade shape having a symmetrical cross section;
A unit power generation unit respectively formed at an upper end and a lower end of the second support arm;
Multi-type wind generator comprising a.
제 8 항에 있어서,
상기 익형 형상의 제1 서포트 아암 내부에는 상기 제1 서포트 아암의 구조 보강을 위한 스파 캡 또는 쉐어 웹이 형성되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 8,
And a spar cap or share web for reinforcing the structure of the first support arm in the first support arm of the airfoil shape.
제 8 항에 있어서,
상기 좌우대칭인 익형 형상의 제2 서포트 아암 내부에는 상기 제2 서포트 아암의 구조 보강을 위한 스파 캡 또는 쉐어 웹이 형성되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 8,
And a spar cap or a share web for reinforcing the structure of the second support arm in the second support arm having a left and right symmetrical airfoil shape.
제 8 항에 있어서,
상기 메인 나셀 내부에는 상기 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 상기 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템이 배치되고,
상기 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀에는 요잉 시스템이 형성되지 않는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 8,
Inside the main nacelle is arranged a yawing system for rotating the main nacelle so that the blades of the unit generating unit facing the wind,
A multi-type wind generator in which no yawing system is formed in the sub nacelle constituting the unit power generation unit.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 서포트 아암 내부에는 상기 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 수평 이동로 또는 수평 컨베이어가 설치되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 8,
The multi-type wind power generator is installed inside the first support arm horizontal movement path or a horizontal conveyor for maintenance of the unit power generation unit.
제 8 항에 있어서,
상기 제2 서포트 아암 내부에는 상기 단위 발전 유닛의 유지 보수를 위한 사다리 구조물 또는 수직 방향 리프트가 설치되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 8,
And a ladder structure or a vertical lift for maintenance of the unit power generation unit is installed inside the second support arm.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 서포트 아암은 상기 메인 나셀의 후방 위치에서 상기 타워의 전방을 향하면서 수평 방향으로 연장되어 형성되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 8,
And the first support arm extends in a horizontal direction from the rear position of the main nacelle to the front of the tower.
제 8 항에 있어서,
상기 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀의 발전기에서 생산된 전력은 상기 제2 서포트 아암과 제1 서포트 아암을 경유하여 상기 메인 나셀 내부에 배치된 변압기와 연결된 전송 케이블을 통해 전송되는 멀티형 풍력 발전기.
The method of claim 8,
The power generated by the generator of the sub nacelle constituting the unit power generation unit is transmitted via a transmission cable connected to a transformer disposed inside the main nacelle via the second support arm and the first support arm.
제 8 항에 있어서,
상기 단위 발전 유닛을 구성하는 서브 나셀 내부에는, 로터에 의해 회전되는 메인 샤프트와, 상기 메인 샤프트의 회전속도를 발전에 적합한 회전속도로 변환하는 증속기와, 상기 메인 샤프트의 회전력을 제어하는 브레이크와, 상기 메인 샤프트의 회전을 이용하여 전기를 생산하는 발전기가 배치되고,
상기 메인 나셀 내부에는, 상기 단위 발전 유닛의 블레이드가 바람과 마주하도록 상기 메인 나셀을 회전시키는 요잉 시스템과, 상기 단위 발전 유닛에서 생산된 전기를 출력 전력으로 변환시키는 변압기 및 전력 변환기와 멀티형 풍력 발전기의 전체적인 동작을 제어하는 컨트롤 캐비닛이 배치되는 멀티형 풍력 발전기.The method of claim 8,
Inside the sub-nacelle constituting the unit power generation unit, a main shaft rotated by a rotor, an increaser for converting the rotational speed of the main shaft into a rotational speed suitable for power generation, a brake for controlling the rotational force of the main shaft, A generator for producing electricity using the rotation of the main shaft is disposed,
Inside the main nacelle, a yawing system for rotating the main nacelle so that the blades of the unit power generation unit faces the wind, a transformer, a power converter and a multi-type wind power generator for converting the electricity produced in the unit power generation unit into output power. Multi wind generator with control cabinet to control the overall operation.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111425348A (en) * 2020-05-12 2020-07-17 北京三力新能科技有限公司 Yaw method suitable for multi-impeller wind power system
WO2022231125A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-03 엘에스일렉트릭 주식회사 Wind power generation system including semiconductor transformer module and control method therefor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016128005A1 (en) 2015-02-12 2016-08-18 Vestas Wind Systems A/S Control system for wind turbine having multiple rotors arranged to control support arm orientation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0507913D0 (en) * 2005-04-20 2005-05-25 Marine Current Turbines Ltd Improvements in or relating to mounting articles
US20090196748A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-06 Greenward Technologies, Inc. Wind turbine improvements
CA2837160C (en) * 2011-05-23 2018-09-11 Sky Windpower Corporation Flying electric generators with undisturbed air rotors
KR101388494B1 (en) * 2012-10-24 2014-04-23 두산중공업 주식회사 Mult type wind turbine
WO2016128004A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 Vestas Wind Systems A/S Control system for damping structural vibrations of a wind turbine system having multiple rotors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016128005A1 (en) 2015-02-12 2016-08-18 Vestas Wind Systems A/S Control system for wind turbine having multiple rotors arranged to control support arm orientation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111425348A (en) * 2020-05-12 2020-07-17 北京三力新能科技有限公司 Yaw method suitable for multi-impeller wind power system
WO2022231125A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-03 엘에스일렉트릭 주식회사 Wind power generation system including semiconductor transformer module and control method therefor

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