KR20200065328A - Apparatus for generating by wind power - Google Patents

Apparatus for generating by wind power Download PDF

Info

Publication number
KR20200065328A
KR20200065328A KR1020180151686A KR20180151686A KR20200065328A KR 20200065328 A KR20200065328 A KR 20200065328A KR 1020180151686 A KR1020180151686 A KR 1020180151686A KR 20180151686 A KR20180151686 A KR 20180151686A KR 20200065328 A KR20200065328 A KR 20200065328A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotating
power generation
wind
rotating body
wind power
Prior art date
Application number
KR1020180151686A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102159864B1 (en
Inventor
이재욱
Original Assignee
이재욱
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 이재욱 filed Critical 이재욱
Priority to KR1020180151686A priority Critical patent/KR102159864B1/en
Publication of KR20200065328A publication Critical patent/KR20200065328A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102159864B1 publication Critical patent/KR102159864B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • 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
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • 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
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
    • 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
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • 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
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y02P70/523—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

The present invention relates to a wind power generation device that can cope with frequent changes in low wind speeds and wind directions and maximize power generation efficiency. The wind power generation device includes: a rotary shaft rotationally installed around an axis perpendicular to the ground; a rotating body installed on the rotary shaft and rotating by wind power; a power generation module that rotates in conjunction with the rotating body and converts kinetic energy into electrical energy; and a battery module charged by receiving the converted electric energy from the power generation module.

Description

풍력 발전 장치{APPARATUS FOR GENERATING BY WIND POWER}Wind power generators{APPARATUS FOR GENERATING BY WIND POWER}

본 발명은 풍력 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전체가 하드 아노다이징 방식의 알루미늄 재질로 이루어지고 구조적 특징을 통해 발전 효율을 극대화할 수 있도록 하는 풍력 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generation device, and more particularly, to a wind power generation device that enables the rotating body to be made of a hard anodized aluminum material and to maximize power generation efficiency through structural features.

석유, 천연가스, 석탄 및 우라늄 등 지구상에 매장되어 있는 에너지 자원은 유한한데 반하여 인구증가 및 개발에 따라 에너지 수요는 폭발적으로 증가하고 있기 때문에, 에너지 원료 가격은 지속적으로 올라가고 있다. 따라서, 이를 대체할 에너지원의 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 대체에너지 중에는 태양전지, 바이오 에너지, 풍력발전, 조력 발전 등이 많이 거론되고 있으나 특히 비용 및 성능적인 측면에서 풍력 발전이 가장 효율적인 것으로 판단되고 있다.Energy resources, such as petroleum, natural gas, coal, and uranium, are finite, while energy demand is explosively increasing due to population growth and development. Therefore, interest in the development of energy sources to replace them is increasing. Among alternative energy, solar cells, bio-energy, wind power generation, tidal power generation, etc. are being discussed a lot, but wind power generation is considered to be the most efficient in terms of cost and performance.

풍력발전은 태양에서 지구로 방사되는 에너지의 차이에 의해서 발생되는 바람의 운동에너지를 이용하여 전기를 발생시키는 장치로 이는 오랫동안 연구되어져왔으며 지금도 다양한 연구가 수행되고 있다. 종래의 연구에 의하면 바람의 운동에너지는 풍속의 세제곱에 비례하며, 또한 베츠의 연구에 의하면 풍력효율은 이론상 최대치가 593%인 것으로 보고되고 있다.Wind power generation is a device that generates electricity using the kinetic energy of wind generated by the difference in energy radiated from the sun to the earth. It has been studied for a long time and various studies have been conducted. According to a conventional study, the kinetic energy of the wind is proportional to the cube of the wind speed, and according to Betz's study, the maximum wind efficiency is theoretically reported to be 593%.

풍력발전기는 풍력을 활용하는 블레이드의 회전축을 어떻게 배치하는가에 따라서 수평형(이하, 프로펠러형)과 수직형으로 구분할 수 있다. 프로펠러형은 바람의 방향과 수평하게 블레이드의 회전축이 위치하고 있으며 바람의 양력을 활용하여 최대 20%정도 효율을 얻을 수 있는 것으로 보고되고 있다. 수직축 풍력발전기는 블레이드의 회전축이 지표면에 수직하게 놓여 바람의 양력 혹은 항력을 활용하여 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하여 전기를 발생시킨다.The wind power generator can be divided into a horizontal type (hereinafter, a propeller type) and a vertical type according to how the rotating shaft of the blade utilizing the wind power is arranged. In the propeller type, the rotation axis of the blade is positioned horizontally with the wind direction, and it is reported that efficiency can be obtained up to 20% by utilizing the lift force of the wind. Vertical axis wind power generators generate electricity by converting kinetic energy into mechanical energy by using the lift or drag of the wind, with the blade's axis of rotation perpendicular to the ground.

프로펠러형 풍력발전기는 지금까지 상업적으로 가장 많이 사용되고 있다. 그러나, 프로펠러형은 초기에 건설비가 많이 투자되어야 하고, 집적화하기가 어려우며, 날개의 특성상 풍각(바람 방향)에 대한 효율이 떨어진다. 또한, 로터의 구조상 최소 풍속이 6m/s이상일 경우에만 동작하고, 풍속이 25m/s이상일 경우 과부하로 인한 발전기가 파손되는 것을 보호하기 위하여 브레이크(감속기)를 동작시켜 발전을 정지시킨다. 프로펠러형은 감속기뿐만 아니라 다양한 풍속을 제어하기 위하여 정밀한 기어박스를 사용하기 때문에 발전기 제조원가가 비싸지는 단점을 가지고 있다.Propeller type wind power generators are the most used commercially. However, the propeller type requires a lot of construction cost to be initially invested, it is difficult to integrate, and the efficiency of wind angle (wind direction) is poor due to the characteristics of the wing. In addition, due to the structure of the rotor, it operates only when the minimum wind speed is 6 m/s or more, and when the wind speed is 25 m/s or more, it operates a brake (decelerator) to stop the generator from being damaged due to overload, thereby stopping power generation. The propeller type has the disadvantage that the manufacturing cost of the generator is expensive because it uses a precise gearbox to control various wind speeds as well as a speed reducer.

이러한 프로펠러형의 단점을 보완하기 위하여 최근에는 수직형 풍력발전기가 연구되고 있다. 수직형 풍력발전기는 일정한 폭과 높이를 가지는 블레이드에 바람의 양력을 최대한 활용할 수 있는 여러 개의 브레이드를 설치하여 풍속과 동시에 풍각을 최대한 활용하기 때문에 프로펠러형에 비하여 바람 효율을 높일 수 있다. In order to compensate for the disadvantages of the propeller type, a vertical wind power generator has been recently studied. The vertical wind power generator can improve wind efficiency compared to the propeller type because it utilizes wind speed and wind angle at the same time by installing multiple blades that can make full use of wind lift on blades with a certain width and height.

따라서, 풍향이 수시로 변하고 돌풍, 태풍 등이 잦은 우리나라 실정에는 수직형 풍력발전기가 더 효율적인 것으로 보고되고 있다. 그러나 기존의 수직형 풍력발전기는 효율이 낮아서 상업적으로 프로펠러형을 대체하기에는 어려운 점이 많았다.Accordingly, vertical wind turbines are reported to be more efficient in Korea, where the wind direction changes frequently and there are frequent gusts and typhoons. However, the existing vertical wind power generator has low efficiency, so it is difficult to replace the propeller type commercially.

또한, 우리나라와 같은 낮은 풍속 및 풍속의 세기 및 풍향의 변화가 자주 발생하는 지형의 경우, 낮은 풍속에서 초기 구동력을 얻을 수 있고 일정한 풍속에 도달하는 경우 바람의 양력을 활용하여 고효율을 얻을 수 있는 풍력발전기가 부재하였다.In addition, in the case of a terrain in which low wind speeds and wind speeds and wind direction changes frequently occur in Korea, wind power that can obtain initial driving force at low wind speeds and obtain high efficiency by utilizing wind lift power when reaching a constant wind speed The generator was absent.

KRKR 10-129991510-1299915 B1B1 KRKR 10-094283110-0942831 B1B1 KRKR 10-2012-009238310-2012-0092383 AA

앞선 배경기술에서 도출된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 낮은 풍속 및 풍향의 잦은 변화에 대응할 수 있는 구조의 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve the problems derived from the preceding background, to provide a wind power generator having a structure capable of coping with low wind speed and frequent changes in wind direction.

본 발명의 다른 목적은, 회전체가 낮은 풍속에서도 전기를 생산할 수 있도록 하고, 일정 풍속 이상에서 소음이 발생하지 않음은 물론 강한 풍속에서도 파손되지 않는 구조의 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wind power generator having a structure in which the rotating body is capable of producing electricity even at low wind speeds, and noise is not generated above a certain wind speed, but is not damaged even at strong wind speeds.

본 발명의 또 다른 목적은, 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 발전모듈의 열손실(자기장손실)을 최소화하여 발전 효율을 극대화할 수 있도록 하는 풍력 발전 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wind power generator that can maximize power generation efficiency by minimizing heat loss (magnetic field loss) of the power generation module in the process of converting kinetic energy into electrical energy.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the object of the present invention is not limited to the object mentioned above, other objects not mentioned will be clearly understood from the following description.

상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, 지면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축에 설치되어 풍력에 의해 회전하는 회전체; 상기 회전체와 연동하여 회전하며 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전모듈; 및 상기 발전모듈로부터 변환된 전기에너지를 공급받아 충전하는 배터리모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치에 의해 달성될 수 있다.The above object is, according to an embodiment of the present invention, a rotation shaft rotatably installed around an axis perpendicular to the ground; A rotating body installed on the rotating shaft and rotating by wind power; A power generation module that rotates in conjunction with the rotating body and converts kinetic energy into electrical energy; And a battery module that receives and charges the converted electrical energy from the power generation module, and can be achieved by a wind power generation device comprising the same.

바람직하게는, 상기 회전체는, 상기 회전축 상에 반구형 또는 원통형 블레이드가 중심축의 외주면을 따라 상호 소정 간격 이격되어 다수개 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the rotating body is characterized in that the hemispherical or cylindrical blades on the rotating shaft are configured to form a plurality of spaced apart from each other along the outer peripheral surface of the central axis.

바람직하게는, 상기 회전체는, 상기 회전축과 결합되는 상판과 하판을 포함하며, 상판은 하판보다 직경이 작게 형성되고, 상판과 하판 사이에 다수개의 블레이드가 소정 각도로 일측을 향해 경사지게 연결되며, 상기 블레이드는 중간부가 외측으로 볼록하게 구부려지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the rotating body includes an upper plate and a lower plate coupled to the rotating shaft, and the upper plate is formed to have a smaller diameter than the lower plate, and a plurality of blades are connected inclined toward one side at a predetermined angle between the upper plate and the lower plate, The blade is characterized in that the intermediate portion is formed to be convexly bent outward.

바람직하게는, 상기 발전모듈은, 상기 회전체와 연동하여 회전하며 알루미늄 재질로 이루어지는 회전하우징과, 상기 회전하우징 내부에 밀착되어 고정 설치되는 스틸플레이트와, 상기 스틸플레이트의 일면에 부착되는 자석과, 상기 회전하우징의 일측 또는 양측을 관통하여 설치되는 고정축과, 상기 고정축 상에 형성되는 고정자를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the power generation module is rotated in conjunction with the rotating body, a rotating housing made of aluminum, a steel plate fixedly installed inside the rotating housing, and a magnet attached to one surface of the steel plate, It characterized in that it comprises a fixed shaft that is installed through one or both sides of the rotating housing, and a stator formed on the fixed shaft.

바람직하게는, 상기 회전하우징은 하드 아노다이징(hard anodizing) 처리된 것을 특징으로 한다.Preferably, the rotating housing is characterized by being hard anodizing.

상기한 실시예에 따른 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention according to the above-described embodiment, the following effects can be expected.

첫째, 회전체의 구조를 특수하게 설계하여 낮은 풍속 및 풍향의 잦은 변화에도 소정의 발전 성능을 확보하여 발전 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.First, the structure of the rotating body is specially designed to secure a predetermined power generation performance even at low wind speeds and frequent changes in wind direction, thereby increasing power generation efficiency.

둘째, 회전체의 구조를 특수하게 설계하여 일정 풍속 이상에서 소음이 발생하지 않음은 물론 강한 풍속에서도 잘 파손되지 않아 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Second, the structure of the rotating body is specially designed so that noise is not generated above a certain wind speed, and it is not easily damaged even at a strong wind speed, thereby improving durability.

셋째, 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 발전모듈의 열손실(자기장손실)을 최소화하여 발전 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.Third, in the process of converting kinetic energy into electrical energy, there is an effect of maximizing power generation efficiency by minimizing heat loss (magnetic field loss) of the power generation module.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전 장치를 도시하는 정면도이고,
도2는 도1의 A 표시된 부분을 확대 도시한 확대도이고,
도3은 본 발명의 실시예에 따른 발전모듈의 내부 구성을 도시하는 단면도이고,
도4는 본 발명의 실시예에 따른 발전모듈의 분해 사시도이다.1 is a front view showing a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an enlarged view showing an enlarged portion of A in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a power generation module according to an embodiment of the present invention,
4 is an exploded perspective view of a power generation module according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and have ordinary knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person of the scope of the invention. And the terminology used herein is for describing the embodiments, and is not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the illustration and detailed description of the configuration and the action and effect thereof, which can be easily understood by those having ordinary knowledge in the relevant technical field, will be briefly omitted or omitted, and the details related to the present invention will be described in detail.

본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전 장치는, 도1에 도시된 바와 같이, 크게 회전축(100)과 회전체(300)와 발전모듈(500) 및 배터리모듈로 구성된다. 여기서, 상기 배터리모듈은 발전모듈(500)로부터 변환된 전기에너지를 공급받아 충전하는 것으로 도면 및 구체적인 설명을 생략하기로 한다.The wind power generator according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, is largely composed of a rotating shaft 100, a rotating body 300, a power generation module 500, and a battery module. Here, the battery module receives and charges the converted electrical energy from the power generation module 500, so that the drawings and detailed description will be omitted.

먼저, 상기 회전축(100)은 지면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치된다. 이러한 회전축(100)는 후술할 회전체(300)와 일체로 형성되어, 회전체(300)가 회전함에 따라 함께 회전 가능하게 형성된다. 상기 회전축(100)의 상부측에는 고정부가 설치되어 회전체(300)를 회전축(100)과 일체로 회전 가능하도록 한다.First, the rotating shaft 100 is rotatably installed around an axis perpendicular to the ground. The rotating shaft 100 is formed integrally with the rotating body 300 to be described later, and is formed to be rotatable together as the rotating body 300 rotates. A fixed portion is installed on the upper side of the rotating shaft 100 to rotate the rotating body 300 integrally with the rotating shaft 100.

다음으로, 상기 회전체(300)는 회전축(100)에 설치되어 풍력에 의해 회전한다.Next, the rotating body 300 is installed on the rotating shaft 100 to rotate by wind power.

여기서, 상기 회전체(300)는 상기 회전축(100) 상에 반구형 또는 원통형 블레이드가 중심축의 외주면을 따라 상호 소정 간격 이격되어 다수개 형성되도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 상기 회전체는 상기 회전축과 결합되는 상판과 하판을 포함하며, 상판은 하판보다 직경이 작게 형성되고, 상판과 하판 사이에 다수개의 블레이드가 소정 각도로 일측을 향해 경사지게 연결되며, 상기 블레이드는 중간부가 외측으로 볼록하게 구부려지도록 형성되는 것도 가능하다.Here, the rotating body 300 may be configured such that a plurality of hemispherical or cylindrical blades are spaced apart from each other at predetermined intervals along the outer circumferential surface of the central axis. As another example, the rotating body includes an upper plate and a lower plate coupled to the rotating shaft, and the upper plate is formed to have a smaller diameter than the lower plate, and a plurality of blades are connected inclined toward one side at a predetermined angle between the upper plate and the lower plate, and the blade It is also possible that the middle portion is formed to be convexly bent outward.

다음으로, 상기 발전모듈(500)은 도2에 구체적으로 도시된 바와 같이 상기 회전체와 연동하여 회전하며 운동에너지를 전기에너지로 변환한다. Next, the power generation module 500 rotates in conjunction with the rotating body as shown in detail in FIG. 2 to convert kinetic energy into electrical energy.

구체적으로, 상기 발전모듈(500)은, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 회전체(300)와 연동하여 회전하며 알루미늄 재질로 이루어지는 회전하우징(521)과, 상기 회전하우징(521) 내부에 밀착되어 고정 설치되는 스틸플레이트(523)와, 상기 스틸플레이트(523)의 일면에 부착되는 자석(525)과, 상기 회전하우징(521)의 일측 또는 양측을 관통하여 설치되는 고정축(541)과, 상기 고정축(541) 상에 형성되는 고정자(543)를 포함한다.Specifically, the power generation module 500, as shown in FIG. 3, rotates in conjunction with the rotating body 300 and rotates in close contact with the rotating housing 521 made of aluminum and the rotating housing 521. The steel plate 523 is fixedly installed, a magnet 525 attached to one surface of the steel plate 523, and a fixed shaft 541 installed through one side or both sides of the rotating housing 521, And a stator 543 formed on the fixing shaft 541.

우선, 상기 회전하우징(521)은 회전축(100)에 연결되어, 회전축(100)과 연동하여 회전하는 것으로, 이때 회전하우징(521)은 회전축(100)과 직접 연결되거나, 다른 구성을 매개로 회전축(100)과 간접적으로 연결될 수 있다.First, the rotating housing 521 is connected to the rotating shaft 100 to rotate in conjunction with the rotating shaft 100, wherein the rotating housing 521 is directly connected to the rotating shaft 100, or the rotating shaft through a different configuration It may be indirectly connected to (100).

상기 회전하우징(521)은 알루미늄 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 알루미늄 소재는 탄소강과 같은 강철 소재에 비해 무게가 가벼워 발전 효율이 높으며, 회전하우징(521)이 강철 소재로 이루어지는 경우 발생하는 자기장 손실이 효과적으로 감소하게 되어 발전 효율이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 알루미늄 소재로 이루어지는 회전하우징(521)은 기존의 스틸 모터 방식의 발전기보다 가벼운 바람에 전기에너지를 만들 수 있다.The rotary housing 521 is preferably made of an aluminum material, the aluminum material has a lighter weight compared to a steel material such as carbon steel, and thus has high power generation efficiency, and the magnetic field loss generated when the rotary housing 521 is made of a steel material is effectively The power generation efficiency can be further improved by decreasing. That is, the rotary housing 521 made of aluminum can generate electric energy in a lighter wind than a conventional steel motor type generator.

또한, 회전하우징(521)이 알루미늄 소재로 이루어지는 경우 강철 소재에 비해 내부식성이 향상되며, 더불어 회전하우징(521)은 알루미늄 소재로 이루어지는 몸체가 하드 아노다이징(hard anodizing) 처리되는 것이 바람직하며, 하드 아노다이징은 알루미늄 금속이 표면상에 전기화학적 전해방법을 이용하여 산화 알루미나의 산화물층을 형성시키는 것으로, 회전하우징(521)은 하드 아노다이징 처리가 이루어짐에 따라 알루미늄 표면의 경도, 내식성, 내마모성, 전기적 절연성, 정전기 방지, 자기장 손실 방지 등을 구현할 수 있게 된다.In addition, when the rotating housing 521 is made of an aluminum material, corrosion resistance is improved compared to a steel material, and the rotating housing 521 is preferably a hard anodizing body made of an aluminum material, and hard anodizing. The silver aluminum metal forms an oxide layer of alumina oxide on the surface using an electrochemical electrolytic method, and the rotary housing 521 undergoes hard anodizing treatment, resulting in hardness, corrosion resistance, abrasion resistance, electrical insulation, and static electricity on the aluminum surface. Prevention, magnetic field loss prevention, and the like.

상기 스틸플레이트(523)는 회전하우징(521)이 알루미늄 소재로 이루어짐에 따라 회전하우징(521) 내부에 자력이 흐를 수 있도록 구비되는 것으로, 강철 소재의 스틸플레이트(523)는 회전하우징(521) 내부와 밀착되어 결합되도록 고정 설치되도록 한다.The steel plate 523 is provided to allow magnetic force to flow inside the rotating housing 521 as the rotating housing 521 is made of aluminum, and the steel plate 523 made of steel is inside the rotating housing 521 It is to be fixedly installed to be in close contact with.

이때, 상기 회전하우징(521)과 스틸플레이트(523)를 결합하는 경우, 결합을 공고히 하기 위해 회전하우징(521)과 스틸플레이트(523) 상에 결합공을 형성하고, 결합공에 볼트를 체결함으로써 고정되도록 구성될 수 있다.At this time, when the rotating housing 521 and the steel plate 523 are combined, by forming a coupling hole on the rotating housing 521 and the steel plate 523 in order to solidify the coupling, by fastening the bolt to the coupling hole It can be configured to be fixed.

상기 자석(525)은 스틸플레이트(523)의 일면에 부착되며, 후술할 고정자(543)의 외면과 소정 간격을 두고 설치되도록 한다.The magnet 525 is attached to one surface of the steel plate 523, and is installed at a predetermined distance from the outer surface of the stator 543, which will be described later.

상기 고정축(541)은 회전하우징(521)의 일측 또는 양측 모두를 관통하여 설치되며, 고정축(541)은 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하도록 설치된다.The fixed shaft 541 is installed through one side or both sides of the rotating housing 521, the fixed shaft 541 is installed to maintain a fixed state without rotating.

상기 고정자(543)는 고정축 상에 고정축과 일체로 형성되거나 고정축(541)과 결합되도록 구성되되, 회전하우징(521) 내부에 설치되며, 고정자(543)는 공지의 기술을 통해 다양한 변형 실기가 가능하다.The stator 543 is formed integrally with the fixed shaft on the fixed shaft or is configured to be coupled to the fixed shaft 541, and is installed inside the rotating housing 521, and the stator 543 is variously modified through known techniques. Practical is possible.

이때, 고정자(543)에서 발생하는 열을 최소화할 수 있도록 아교 본딩 처리되는 것이 바람직하다. 아교 본딩 처리에 의해 고정자(543)에서 발생하는 열이 최소화됨에 따라 회전하우징(521)에 고정자(543)에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 열방출구멍을 별도로 형성할 필요가 없어지므로, 이를 통해 자기장 손실이 더욱 감소되게 되어 발전 효율이 보다 향상될 수 있게 된다.At this time, it is preferable that the glue bonding process to minimize the heat generated in the stator 543. As the heat generated from the stator 543 is minimized by the glue bonding process, it is not necessary to separately form a heat dissipation hole for dissipating the heat generated from the stator 543 in the rotating housing 521. The loss is further reduced, so that the power generation efficiency can be further improved.

덧붙여, 상기 고정자(543)는 도4에 도시된 바와 같이, 코일과 에폭시 그리고 경화제를 본딩 가공되는 것이 바람직하다. 기존의 발전기는 코일이 노출된 발전 형태로서 전기전도시 열이 발생하여 열손실(자기장 손실)이 발생하여 전기에너지 생산 효율이 저하된다. 이를 극복하기 위해 본 발명에 따른 고정자(543)는 에폭시와 경화제를 혼합함으로써 고정자(543) 코일의 전기적 손실이 발생하지 않으므로 발전 효율을 극대화할 수 있게 되는 것이다.In addition, the stator 543, as shown in Figure 4, it is preferable to bond the coil, epoxy and curing agent. The existing generator is a form of power generation in which the coil is exposed, and heat is generated in the electric conduction, resulting in heat loss (magnetic field loss), which reduces the efficiency of electric energy production. In order to overcome this, the stator 543 according to the present invention does not cause electrical loss of the stator 543 coil by mixing an epoxy and a curing agent, thereby maximizing power generation efficiency.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described so far, the following effects can be expected.

첫째, 회전체의 구조를 특수하게 설계하여 낮은 풍속 및 풍향의 잦은 변화에도 소정의 발전 성능을 확보하여 발전 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.First, the structure of the rotating body is specially designed to secure a predetermined power generation performance even at low wind speeds and frequent changes in wind direction, thereby increasing power generation efficiency.

둘째, 회전체의 구조를 특수하게 설계하여 일정 풍속 이상에서 소음이 발생하지 않음은 물론 강한 풍속에서도 잘 파손되지 않아 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Second, the structure of the rotating body is specially designed so that noise is not generated above a certain wind speed, and it is not easily damaged even at a strong wind speed, thereby improving durability.

셋째, 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 발전모듈의 열손실(자기장손실)을 최소화하여 발전 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.Third, in the process of converting kinetic energy into electrical energy, there is an effect of maximizing power generation efficiency by minimizing heat loss (magnetic field loss) of the power generation module.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order to better understand the claims of the invention that follows. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention may be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all modifications or variations derived from the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 회전축
300: 회전체
500: 발전모듈
520: 회전자부
521: 회전하우징
523: 스틸플레이트
525: 자석
540: 고정자부
541: 고정축
543: 고정자100: rotating shaft
300: rotating body
500: power generation module
520: rotor part
521: rotating housing
523: Steel plate
525: magnet
540: stator part
541: fixed shaft
543: stator

Claims (5)

지면에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 회전축;
상기 회전축에 설치되어 풍력에 의해 회전하는 회전체;
상기 회전체와 연동하여 회전하며 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 발전모듈; 및
상기 발전모듈로부터 변환된 전기에너지를 공급받아 충전하는 배터리모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.A rotation shaft rotatably installed around an axis perpendicular to the ground;
A rotating body installed on the rotating shaft and rotating by wind power;
A power generation module that rotates in conjunction with the rotating body and converts kinetic energy into electrical energy; And
A battery module that receives and charges the converted electric energy from the power generation module;
Wind power generation device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 회전체는,
상기 회전축 상에 반구형 또는 원통형 블레이드가 중심축의 외주면을 따라 상호 소정 간격 이격되어 다수개 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.According to claim 1,
The rotating body,
A wind power generator, characterized in that a hemispherical or cylindrical blade is formed on the rotating shaft so that a plurality of hemispherical or cylindrical blades are spaced apart from each other along a peripheral surface of the central axis. 제1항에 있어서,
상기 회전체는,
상기 회전축과 결합되는 상판과 하판을 포함하며,
상판은 하판보다 직경이 작게 형성되고, 상판과 하판 사이에 다수개의 블레이드가 소정 각도로 일측을 향해 경사지게 연결되며,
상기 블레이드는 중간부가 외측으로 볼록하게 구부려지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.According to claim 1,
The rotating body,
It includes an upper plate and a lower plate coupled to the rotating shaft,
The upper plate is formed to have a smaller diameter than the lower plate, and a plurality of blades are connected inclined toward one side at a predetermined angle between the upper plate and the lower plate,
The blade is a wind turbine generator characterized in that the intermediate portion is formed to be convexly bent outward. 제1항에 있어서,
상기 발전모듈은,
상기 회전체와 연동하여 회전하며 알루미늄 재질로 이루어지는 회전하우징과,
상기 회전하우징 내부에 밀착되어 고정 설치되는 스틸플레이트와,
상기 스틸플레이트의 일면에 부착되는 자석과,
상기 회전하우징의 일측 또는 양측을 관통하여 설치되는 고정축과,
상기 고정축 상에 형성되는 고정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.According to claim 1,
The power generation module,
A rotating housing made of aluminum and rotating in conjunction with the rotating body,
And the steel plate is installed in close contact with the inside of the rotating housing,
Magnet attached to one surface of the steel plate,
A fixed shaft installed through one side or both sides of the rotating housing;
Wind power generator comprising a stator formed on the fixed shaft. 제4항에 있어서,
상기 회전하우징은 하드 아노다이징(hard anodizing) 처리된 것을 특징으로 하는 풍력 발전 장치.The method of claim 4,
The rotating housing is a hard anodizing (hard anodizing) characterized in that the wind turbine generator.
KR1020180151686A 2018-11-30 2018-11-30 Apparatus for generating by wind power KR102159864B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180151686A KR102159864B1 (en) 2018-11-30 2018-11-30 Apparatus for generating by wind power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180151686A KR102159864B1 (en) 2018-11-30 2018-11-30 Apparatus for generating by wind power

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200065328A true KR20200065328A (en) 2020-06-09
KR102159864B1 KR102159864B1 (en) 2020-09-24

Family

ID=71082308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180151686A KR102159864B1 (en) 2018-11-30 2018-11-30 Apparatus for generating by wind power

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102159864B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08191559A (en) * 1995-01-10 1996-07-23 Shinko Electric Co Ltd Method for manufacturing stator coil of ammonium resistance insulation for rotary electric machine
KR100942831B1 (en) 2009-06-23 2010-02-18 정자춘 Wind power generating apparatus
KR20120080155A (en) * 2012-06-06 2012-07-16 김영찬 Photovoltaic and wind power combined electric generator
KR20120092383A (en) 2011-02-11 2012-08-21 박대치 Weightlessness generator for vertical wind power device
KR101281537B1 (en) * 2012-03-26 2013-07-03 정현태 Structure and assembling method of out-rotor type vertical axis wind power generator
KR101299915B1 (en) 2011-04-11 2013-08-27 박종훈 Apparatus for generating by wind power
KR20170101735A (en) * 2016-02-29 2017-09-06 변복용 Vertical wind power generator
KR101812982B1 (en) * 2016-08-31 2017-12-28 주식회사 블루콤 Aluminum case attach of insert manufacturing method for Bluetooth headset case deco

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08191559A (en) * 1995-01-10 1996-07-23 Shinko Electric Co Ltd Method for manufacturing stator coil of ammonium resistance insulation for rotary electric machine
KR100942831B1 (en) 2009-06-23 2010-02-18 정자춘 Wind power generating apparatus
KR20120092383A (en) 2011-02-11 2012-08-21 박대치 Weightlessness generator for vertical wind power device
KR101299915B1 (en) 2011-04-11 2013-08-27 박종훈 Apparatus for generating by wind power
KR101281537B1 (en) * 2012-03-26 2013-07-03 정현태 Structure and assembling method of out-rotor type vertical axis wind power generator
KR20120080155A (en) * 2012-06-06 2012-07-16 김영찬 Photovoltaic and wind power combined electric generator
KR20170101735A (en) * 2016-02-29 2017-09-06 변복용 Vertical wind power generator
KR101812982B1 (en) * 2016-08-31 2017-12-28 주식회사 블루콤 Aluminum case attach of insert manufacturing method for Bluetooth headset case deco

Also Published As

Publication number Publication date
KR102159864B1 (en) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2400153B1 (en) Methods and systems for operating a wind turbine
Grogg Harvesting the wind: the physics of wind turbines
KR102046671B1 (en) Systems and methods for improved water rotors
EP2488749B1 (en) Energy conversion assembly
US8143738B2 (en) Hyper-surface wind generator
CN107956645A (en) A kind of oceanographic buoy of wind energy and wave energy complemental power-generation
US9234498B2 (en) High efficiency wind turbine
CN102364094A (en) Bidirectional wind barrel type magnetic suspension wind power generation device
KR200379582Y1 (en) Wind power generator with same axle seperatable rotation
CN202326021U (en) Two-way air duct type magnetic suspension wind power generation device
KR20110112106A (en) Vertical axis wind generator
CN201043512Y (en) Inner rotor type aerogenerator starting with low wind velocity
KR102159864B1 (en) Apparatus for generating by wind power
JP3214546U (en) Hybrid compact power generator
KR20080054372A (en) Vertical type wind power generator of high efficient
CN201090373Y (en) Counter-rotating wind motor
TWI712735B (en) Wind power generation system
CN209145769U (en) A kind of novel wind generator
CN218934614U (en) Rotary wind power tower
US20180291868A1 (en) Water turbine
CN107591955A (en) Floatation type vertical axis Wave power generation device
TWI722445B (en) Wind power generation system
Thomas et al. Design and construction of a prototype vertical axis wind turbine (VAWT) for battery charging application
CN101403372A (en) Miniature wind power generation system
Malge et al. Study and analysis of Savonious vertical axis wind turbine with neodymium permanent magnet rotor

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right