KR20220038202A - Portable power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휴대용 발전 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 물을 통해 수소를 발생시키고, 발생된 수소를 연료로 전기를 생산할 수 있는 휴대용 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a portable power generation system, and more particularly, to a portable power generation system capable of generating hydrogen through water and using the generated hydrogen as a fuel.
일반적으로 전자기기는 콘센트를 통하여 전기를 공급받아 사용하며, 휴대하여 사용할 수 있는 전자기기는 전기가 충전된 배터리 등을 통하여 전기를 공급받아 야외에서 사용할 수 있다. 그러나 이러한 배터리는 그 충전 용량에 제한이 있기 때문에 사용자는 통상 실내에서 배터리를 주기적으로 충전한 후 전자기기를 휴대하여 사용하게 된다. 다만, 사용자가 야외에서 장시간 전자기기를 사용하는 경우에는 배터리를 충전할 수 없어 전자기기를 정상적으로 사용하지 못하는 경우가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전자기기를 충전할 수 있는 휴대용 발전 장치가 개발되었다.In general, electronic devices are used by receiving electricity through an outlet, and portable electronic devices can be used outdoors by receiving electricity through a charged battery or the like. However, since such a battery has a limitation in its charging capacity, a user usually uses an electronic device after periodically charging the battery indoors. However, when the user uses the electronic device outdoors for a long time, the battery cannot be charged and the electronic device cannot be used normally. In order to solve this problem, a portable power generation device capable of charging an electronic device has been developed.
다만, 종래의 휴대용 발전 장치는, 화석 연료를 사용하여 내부의 모터 등을 돌려 전기를 생산하는 방식이기 때문에 화석 연료를 주기적으로 충전해야만 하는 불편함이 있으며, 구동시에 소음이 발생하고 화석 연료 연소시에 매연 등이 발생하여 대기오염을 일으킬 수 있다는 문제점이 있다.However, since the conventional portable power generation device uses fossil fuel to generate electricity by turning an internal motor, etc., it is inconvenient to periodically charge the fossil fuel, and noise is generated during operation and when fossil fuel is burned. There is a problem that soot, etc. may be generated in the air, which may cause air pollution.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 태양광, 수력, 풍력 등 신재생 에너지를 이용한 휴대용 발전 장치가 개발되고 있으나, 종래의 신재생 에너지만을 이용한 휴대용 발전 장치는 사용하기에 충분한 전기를 생산하지 못하고, 시간과 공간에 제약을 받는다는 문제점이 있다.In order to solve this problem, portable power generation devices using renewable energy such as solar power, hydraulic power, and wind power have been developed. There is a problem that it is limited by space.
또한, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 다른 대안으로, 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기를 발생시키는 연료전지가 개발되고 있으나, 종래의 연료전지는 고체산화물 등을 연료로 따로 구비해야 하거나, 장시간 연료로 사용할 수소 연료통을 구비하여야 하는 등 휴대 및 보관에 있어 불편하고, 손쉽게 수소를 생성하여 사용할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, as another alternative to solve this problem, a fuel cell that generates electricity by electrochemically reacting a fuel and an oxidizing agent has been developed. There is a problem in that it is inconvenient to carry and store, such as having to provide a hydrogen fuel tank to be used as a fuel, and that hydrogen cannot be easily generated and used.
따라서 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 휴대용 발전 시스템이 요구된다.Therefore, a portable power generation system capable of solving such a problem is required.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물을 통해 수소를 발생시키고, 발생된 수소를 연료로 전기를 생산할 수 있는 휴대용 발전 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a portable power generation system capable of generating hydrogen through water and using the generated hydrogen as a fuel to generate electricity.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따라, 휴대용 발전 시스템이 제공된다. 상기 휴대용 발전 시스템은, 내부에 수소를 통해 전기를 생산하는 연료전지를 포함하는 하우징; 상기 하우징에 구비되며, 물에 대한 전기분해를 통해 발생되는 수소를 상기 연료전지로 공급하는 수소발생부; 공기 중의 수분을 채집하여 물을 생산하며, 생산된 물을 상기 수소발생부로 공급하는 수분채집부; 및 상기 하우징 외주면에 적어도 하나 이상이 결합되어 상기 전기분해를 위한 전기를 공급하는 태양광 패널부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a portable power generation system is provided. The portable power generation system includes: a housing including a fuel cell for generating electricity through hydrogen therein; a hydrogen generator provided in the housing and supplying hydrogen generated through electrolysis of water to the fuel cell; a moisture collection unit for producing water by collecting moisture in the air, and supplying the produced water to the hydrogen generating unit; and At least one or more is coupled to the outer circumferential surface of the housing and may include a solar panel unit supplying electricity for the electrolysis.
바람직하게는, 상기 수소발생부는, 물을 저장하는 물탱크부를 포함하고, 상기 하우징 상단에는, 상기 수소발생부와 대응되는 형상으로 형성되되, 상기 하우징의 길이 방향으로 소정의 깊이만큼 함몰되는 수소발생부 결합부가 형성되고, 상기 수소발생부가 상기 수소발생부 결합부에 삽입됨으로써 탈착가능하게 결합될 수 있다.Preferably, the hydrogen generating unit includes a water tank unit for storing water, and is formed at the upper end of the housing in a shape corresponding to the hydrogen generating unit, and is depressed by a predetermined depth in the longitudinal direction of the housing. A secondary coupling part may be formed, and the hydrogen generating part may be detachably coupled by being inserted into the hydrogen generating part coupling part.
또한, 바람직하게는, 상기 수분채집부는, 외부로부터 공기를 흡입하는 흡입부; 상기 흡입부에 의해 흡입된 공기 중의 수분을 수집하는 수집부; 및 상단에 형성되어, 상기 흡입부 및 수집부 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 전기를 생산하는 제 2 태양광 패널부를 포함하고, 상기 수분채집부는 상기 물탱크부의 상단에 착탈 가능하게 결합되어, 생산된 물을 상기 물탱크부로 전달할 수 있다.In addition, preferably, the moisture collection unit, the suction unit for sucking air from the outside; a collection unit for collecting moisture in the air sucked in by the suction unit; and a second solar panel unit formed on the upper end to generate electricity for driving at least one of the suction unit and the collecting unit, wherein the moisture collecting unit is detachably coupled to the upper end of the water tank unit, Water may be delivered to the water tank unit.
또한, 바람직하게는, 상기 하우징의 외주면에는 상기 태양광 패널부와 대응되는 형상의 수용부가 형성되고, 상기 태양광 패널부는 상기 하우징의 외주면에 회동 가능하게 결합되며, 보관상태일 때 태양광 패널면이 외부로 노출되지 않도록 상기 수용부의 내측에 수용될 수 있다.In addition, preferably, a receiving portion having a shape corresponding to that of the solar panel is formed on the outer peripheral surface of the housing, the solar panel part is rotatably coupled to the outer peripheral surface of the housing, and the solar panel surface when in a storage state It may be accommodated inside the receiving part so as not to be exposed to the outside.
또한, 바람직하게는, 상기 태양광 패널부는, 상기 하우징과 결합된 부분을 중심으로 회동하여 태양과의 각도를 조절할 수 있다.Also, preferably, the solar panel unit may rotate about a portion coupled to the housing to adjust an angle with the sun.
또한, 바람직하게는, 상기 하우징에는, 복수의 배터리가 각각 탈착 가능하게 결합되고, 상기 복수의 배터리에는, 상기 하우징에 결합된 상태에서 상기 태양광 패널부 및 상기 연료전지에서 생산된 전기가 충전될 수 있다.Also, preferably, a plurality of batteries are detachably coupled to the housing, respectively, and the plurality of batteries are charged with electricity produced by the solar panel unit and the fuel cell in a state coupled to the housing. can
또한, 바람직하게는, 상기 하우징 상단에는, 상기 복수의 배터리 각각에 대응하는 복수의 배터리 결합부가 형성되고, 상기 복수의 배터리는 각각 대응하는 상기 배터리 결합부와 개별적으로 결합 및 분리가 가능할 수 있다.Also, preferably, a plurality of battery coupling parts corresponding to each of the plurality of batteries are formed on the upper end of the housing, and the plurality of batteries may be individually coupled to and separated from the corresponding battery coupling parts, respectively.
또한, 바람직하게는, 상기 하우징에는, 상기 태양광 패널에서 생산된 전기, 상기 연료전지에서 생산된 전기 및 상기 배터리에 충전된 전기 중 적어도 하나를 외부로 전달할 수 있는 출력부가 형성될 수 있다.Also, preferably, an output unit capable of transmitting at least one of electricity produced by the solar panel, electricity produced by the fuel cell, and electricity charged in the battery may be formed in the housing.
또한, 바람직하게는, 상기 하우징에는, 상기 배터리의 전체 및 각각의 충전상태를 표시하는 디스플레이부가 설치될 수 있다.Also, preferably, the housing may be provided with a display unit for displaying the entire battery and each charging state.
또한, 바람직하게는, 상기 휴대용 발전 시스템은, 상기 하우징 내부에 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 물탱크의 물 공급량, 상기 수소발생부의 수소 발생량, 상기 연료전지의 전기 생산량 및 상기 연료전지에서 생산된 전기의 상기 배터리로의 전달량 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.Preferably, the portable power generation system further includes a control unit inside the housing, wherein the control unit includes: a water supply amount of the water tank, a hydrogen generation amount of the hydrogen generator, an electricity production amount of the fuel cell, and the fuel cell It is possible to control at least one of the amount of electricity generated in the battery delivered to the battery.
또한, 바람직하게는, 상기 하우징 내부에 보조 물탱크를 더 포함하고, 상기 보조 물탱크는 상기 수분채집부에서 생성된 물을 적어도 일시적으로 저장하여 상기 수소발생부로 공급할 수 있다.Preferably, the housing further includes an auxiliary water tank, wherein the auxiliary water tank may at least temporarily store the water generated in the water collecting unit and supply it to the hydrogen generating unit.
또한, 바람직하게는, 상기 보조 물탱크는, 상기 연료전지의 하측에 설치되어 전기 생산에 따라 상기 연료전지에서 발생되는 물이 중력에 의해 상기 보조 물탱크로 수집될 수 있다.Also, preferably, the auxiliary water tank is installed below the fuel cell so that water generated from the fuel cell according to electricity production can be collected into the auxiliary water tank by gravity.
본 발명에 따르면, 하우징과 수소발생부를 분리할 수 있어 장치의 보관 및 휴대가 용이하다는 장점이 있다.According to the present invention, since the housing and the hydrogen generating unit can be separated, there is an advantage in that the storage and portability of the device are easy.
또한, 본 발명에 따르면, 하우징에 복수의 배터리가 개별적으로 결합 및 분리될 수 있어 장치의 출력을 조절할 수 있으며, 필요에 따라 배터리를 따로 분리하여 사용할 수 있어 사용편의성이 높다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since a plurality of batteries can be individually coupled and separated from the housing, the output of the device can be adjusted, and the batteries can be separated and used as needed, thereby increasing the convenience of use.
또한, 본 발명에 따르면, 태양광 패널부가 구비되어 있어 수소발생부 및 배터리로 전기를 공급할 수 있음으로써, 수소발생부 구동에 필요한 전력발생장치 등을 따로 구비할 필요가 없어 장치의 구성이 단순하고, 연료전지에서 생산되는 전기 외에도 추가적인 전기 생산이 가능하다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since the solar panel unit is provided so that electricity can be supplied to the hydrogen generating unit and the battery, there is no need to separately provide a power generating device, etc. necessary for driving the hydrogen generating unit, so that the configuration of the device is simple and In addition to the electricity produced by the fuel cell, it has the advantage of being able to produce additional electricity.
또한, 본 발명에 따르면, 장치를 보관할 때 태양광 패널부의 상면이 수용부에 수용되도록 함으로써, 태양광 패널부의 손상을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, by allowing the upper surface of the solar panel unit to be accommodated in the receiving unit when storing the device, there is an advantage in that damage to the solar panel unit can be minimized.
또한, 본 발명에 따르면, 태양광 패널부가 하우징에 회동 가능하게 결합되기 때문에, 태양광 패널부와 태양과의 각도를 용이하게 조절할 수 있어 태양광 패널부를 통한 발전 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since the solar panel unit is rotatably coupled to the housing, the angle between the solar panel unit and the sun can be easily adjusted, thereby increasing the power generation efficiency through the solar panel unit.
또한, 본 발명에 따르면, 수분채집부를 통하여 공기 중의 수분을 채집하여 물을 생성할 수 있어 별도의 물을 따로 충전하지 않더라도 수소발생부가 물을 공급받을 수 있어 별다른 연료의 보충이 필요 없다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since water can be generated by collecting moisture in the air through the moisture collecting unit, the hydrogen generating unit can receive water without separately charging water, so there is an advantage that there is no need to replenish fuel. .
또한, 본 발명에 따르면, 제 2 태양광 패널이 구비되어 있어 수분채집부로 전기를 공급할 수 있기 때문에, 수분채집부의 구동에 필요한 추가적인 전력발생장치 등을 따로 구비할 필요가 없어 장치의 구성이 단순하다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since the second solar panel is provided so that electricity can be supplied to the moisture collection unit, there is no need to separately provide an additional power generating device necessary for driving the moisture collection unit, so that the configuration of the device is simple. There are advantages.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 내부 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 보관상태를 나타내는 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 분해사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 내부 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.In order to more fully understand the drawings cited in the Detailed Description, a brief description of each drawing is provided.
1 shows a perspective view of a portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an internal configuration of a portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a storage state of the portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of a portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다. 한편, 이하에서 기재되는 편의상 상하좌우의 방향은 도면을 기준으로 한 것이며, 해당 방향으로 본 발명의 권리범위가 반드시 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the embodiments of the present invention will be described below, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto and may be variously implemented by those skilled in the art. On the other hand, for convenience described below, the up, down, left and right directions are based on the drawings, and the scope of the present invention is not necessarily limited to the direction.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another element interposed therebetween. . Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 사시도를 도시하고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 내부 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.Figure 1 shows a perspective view of a portable power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows a block diagram showing the internal configuration of the portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 휴대용 발전 시스템(1000)은, 하우징(100), 태양광 패널부(200), 수소발생부(300), 수분채집부(400), 연료전지(500), 배터리(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.1 and 2 , the portable
하우징(100)은, 휴대용 발전 시스템(1000)의 전체적인 틀을 형성하고, 외부에 태양광 패널부(200), 수소발생부(300) 및 배터리(600)가 결합하는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 하우징(100)은, 내부에 연료전지(500) 및 제어부(700)가 결합하는 공간을 제공할 수 있다. 이때, 하우징(100)은, 육각기둥 형상이 적용되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 원기둥, 사각기둥, 팔각기둥 등 사용자가 파지 및 휴대하기 용이하며, 상이한 심미감을 줄 수 있는 다양한 형상으로 적용될 수 있다.The
하우징(100)의 상단에는, 수소발생부(300)가 결합되는 수소발생부 결합부(110)가 형성될 수 있다. 수소발생부 결합부(110)는, 수소발생부(300)와 대응되는 형상으로 형성되되, 하우징(100)의 길이 방향으로 소정의 깊이만큼 함몰되어 형성될 수 있다. 이때, 수소발생부 결합부(110)는, 수소발생부(300)의 길이보다 짧은 길이를 가진 깊이로 형성됨으로써, 수소발생부(300)가 결합되었을 때 수소발생부(300)의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 형태가 적용될 수 있다. 또한, 수소발생부 결합부(110)에는, 수소발생부(300)가 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 실시예에 따라, 도면 상에 도시되지는 않았지만, 수소발생부 결합부(110)에는 결합된 수소발생부(300)가 임의로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지장치가 형성될 수 있다.A hydrogen generating
하우징(100)의 상단에는, 복수의 배터리(600)가 결합되는 복수의 배터리 결합부(120)가 형성될 수 있다. 배터리 결합부(120)는 배터리(600)와 대응되는 형상으로 형성되되, 하우징(100)의 길이 방향으로 소정의 깊이만큼 함몰되어 형성될 수 있다. 이때, 배터리 결합부(120)는, 배터리(600)와 같은 높이로 형성됨으로써, 배터리(600)가 결합되었을 때 배터리(600)가 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 형태가 적용될 수 있다.A plurality of
하우징(100)의 외주면에는, 외부의 공기가 통과할 수 있는 적어도 하나의 공기 출입부(130)가 형성될 수 있다. 공기 출입부(130)는, 외부의 공기가 하우징(100) 내부로 들어갈 수 있도록 함으로써, 연료전지(500)에 공기 중의 산소를 공급할 수 있다. 이때, 공기 출입부(130)에는 필터 등이 적용되어 외부의 공기가 출입할 때 먼지 등의 이물질이 하우징(100)의 내부로 들어가는 것을 방지할 수 있다.At least one
하우징(100)에는, 태양광 패널부(200) 및 연료전지(500)에서 생산된 전기, 배터리(600)에 충전된 전기 중 적어도 하나를 외부로 전달할 수 있는 출력부(140)가 형성될 수 있다. 출력부(140)는 USB 형태가 적용되어 이를 통해 외부기기와 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 형태의 출력장치가 적용될 수 있다.An
실시예로, 출력부(140)는 메인 출력부(141) 및 개별 출력부(142)를 포함할 수 있다. 메인 출력부(141)는, 하우징(100)의 상단에 형성되어 태양광 패널부(200)에서 생산된 전기, 연료전지(500)에서 생산된 전기 및 복수 개의 배터리 결합부(120)에 결합된 복수 개의 배터리(600)에 충전된 전기 중 적어도 하나를 외부기기로 전달할 수 있다. 개별 출력부(142)는, 하우징(100)의 외주면에 형성되되 복수 개의 배터리 결합부(120)와 같은 수로 형성되어, 배터리 결합부(120)에 결합된 배터리(600) 각각에 저장된 전기를 개별적으로 외부기기에 전달할 수 있다.In an embodiment, the
하우징(100)에는, 복수 개의 배터리(600) 전체 및 각각의 충전상태를 표시하는 디스플레이부(150)가 설치될 수 있다. 디스플레이부(150)는, LED 액정이 적용되어 외부로 정보를 표시할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 다양한 형태의 디스플레이 장치가 적용될 수 있다.The
실시예로, 디스플레이부(150)는 메인 디스플레이부(151) 및 보조 디스플레이부(152)를 포함할 수 있다. 메인 디스플레이부(151)는, 하우징(100) 상단에 설치되어 복수 개의 배터리(600) 각각의 상태, 휴대용 발전 시스템(1000)의 구동 상태 등을 표시할 수 있다. 보조 디스플레이부(152)는, 하우징(100) 외주면에 형성되되 복수 개의 배터리 결합부(120)와 같은 수로 형성되어, 배터리 결합부(120)에 결합된 배터리(600) 각각의 충전량을 표시할 수 있다.In an embodiment, the
하우징(100)에는, 휴대용 발전 시스템(1000)의 전원, 수소발생부(400)의 분리 및 배터리(600)의 분리를 조작할 수 있는 조작부(160)가 형성될 수 있다.In the
실시예로, 조작부(160)는 메인 조작부(161) 및 보조 조작부(162)를 포함할 수 있다. 메인 조작부(161)는, 하우징(100)의 상단에 형성되어 휴대용 발전 시스템(1000)의 전원 및 수소발생부(400)의 분리를 조작할 수 있다. 보조 조작부(162)는, 하우징(100)의 외주면에 형성되되 복수 개의 배터리 결합부(120)와 같은 수로 형성되어, 배터리 결합부(120)에 결합된 배터리(600)가 개별적으로 분리되도록 할 수 있다.In an embodiment, the
실시예로, 하우징(100)의 외주면에는, 도면 상에는 도시되지 않았지만, 태양광 패널부(200)를 수용할 수 있는 수용부가 형성될 수 있다. 수용부는, 태양광 패널부(200)와 대응하는 형상으로 형성됨으로써, 태양광 패널부(200)를 사용하지 않거나 휴대용 발전 시스템(1000)을 보관 및 이동할 때, 태양광 패널부(200)의 적어도 일부를 수용할 수 있다.In an embodiment, on the outer peripheral surface of the
실시예로, 하우징(100)의 내부에는, 도면 상에는 도시되지 않았지만, 수소저장부가 추가로 결합될 수 있다. 수소저장부는 액화수소가 저장된 소형 저장 탱크, 수소발생부(300)에서 발생된 수소를 액화시켜 저장시키는 액화수소장치 등이 적용될 수 있다. 수소저장부에 저장된 수소는, 연료전지(500)로 공급될 수 있다.In an embodiment, a hydrogen storage unit may be additionally coupled to the inside of the
태양광 패널부(200)는, 하우징(100)의 외주면에 적어도 하나 이상이 결합되어 수소발생부(300)로 전기를 공급할 수 있다. 이때, 태양광 패널부(200)는, 하우징(100)의 외주면에 결합되되 결합된 부분을 중심으로 회동 가능하게 결합되어, 태양광 패널면의 위치를 자유롭게 조절할 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널부(200)가 보관상태일 때는, 태양광 패널부(200)를 회동시켜 태양광 패널면이 외부로 노출되지 않도록 수용부의 내측에 수용시킴으로써 태양광 패널부(200)의 파손 등을 막을 수 있다. 태양광 패널부(200)가 사용상태일 때는, 태양광 패널부(200)를 회동시켜 태양과의 각도를 자유롭게 조절함으로써 태양광 패널부(200)의 발전 효율을 높일 수 있다. 태양광 패널부(200)에서 생성된 전기는 수소발생부(300)로 공급될 수 있으며, 배터리(600)로 공급되어 배터리(600)를 직접 충전할 수도 있다.At least one
실시예로, 하우징(100)에 수용부가 형성되지 않았을 경우에는, 태양광 패널부(200)를 회동시켜 태양광 패널면이 하우징(100)의 외주면과 밀착하도록 함으로써 태양광 패널부(200)를 보관하여, 태양광 패널부(200)의 파손 등을 막을 수 있다.In an embodiment, when the
수소발생부(300)는, 물을 전기분해하여 수소를 발생시키기 위한 것으로서, 수소발생부 결합부(110)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 수소발생부(300)는 수소발생부 결합부(110)에 적어도 일부가 삽입되며 결합됨으로써, 하우징(100)에 결합 및 분리가 가능할 수 있다. 따라서, 휴대용 발전 시스템(1000)을 사용하지 않을 때, 사용자는 수소발생부(300)를 분리하여 보관 및 휴대할 수 있어, 사용편의성이 높아진다는 장점이 있다.The
또한, 수소발생부(300)는 태양광 패널부(200)로부터 전기를 공급받아 물을 전기분해하여 수소를 발생시키고, 발생된 수소를 연료전지(500)로 공급할 수 있다. 이때, 물의 전기분해 방식으로, 양성자교환막전해법(PEM, Proton Exchange Membrane) 방식이 사용될 수 있다. 구체적으로, 수소발생부(300)는 복수의 수전해 셀이 상호 연결된 형태로 이루어질 수 있다. 수전해 셀은, 음극 전극판 및 양극 전극판과, 이들 전극판 사이에 배치되는 전해질막을 구비할 수 있다. 수전해 셀로 공급된 물은, 음극 전극판 표면에서 해리되면서 수소분자를 형성하고, 산소이온이 전해질막을 통해 이동하여 전자를 방출하면서 양극 전극판에서 산소분자가 형성될 수 있다. 이때, 생성된 수소는, 연료전지(500)로 전달되어 연료로 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 고온수증기전해법(HTE, High Temperature Electrolysis), 알칼리수전해법(AE, Alkaline Electrolysis) 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.In addition, the
수소발생부(300)는 물을 저장하는 물탱크부(310)를 포함할 수 있다. 물탱크부(310)는, 수분채집부(400)에서 생산된 물을 공급받아 저장할 수 있으며, 저장된 물은 수소발생부(300)에서 전기분해를 할 때 사용될 수 있다. 실시예에 따라, 사용자는 수소발생부(300)를 분리시켜 물탱크부(310)에 물을 직접 공급할 수 있다.The
수분채집부(400)는 공기 중의 수분을 채집하여 물을 생산하기 위한 것으로서, 물탱크부(310)의 상단에 탈착 가능하게 결합되어 생산된 물을 물탱크부(310)에 저장할 수 있다. 수분채집부(400)는, 도면 상에 도시되지는 않았지만, 흡입부 및 수집부를 포함할 수 있다. 흡입부는 외부의 공기를 흡입하여 수집부로 공급하며, 수집부는 공급받은 공기 중의 수분을 수집하여 물을 생산할 수 있다. 구체적으로, 흡입된 공기는 수집부에서 이슬점 아래로 응결됨으로써 물이 생산될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 다양한 방식이 적용될 수 있다.The
수분채집부(400)의 상단에는, 제 2 태양광 패널부(410)가 형성되어, 흡입부 및 수집부 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 전기를 생산 및 공급할 수 있다. 따라서, 수분채집부(400)는, 별도의 전력 공급 장치 등을 구비하지 않고도 자체적으로 구동될 수 있다.At the upper end of the
연료전지(500)는 수소를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것으로서, 하우징(100) 내부에 결합될 수 있다. 구체적으로, 연료전지(500)는 수소발생부(300)가 결합된 상태에서, 수소발생부(300)에서 발생된 수소를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 연료전지(500)는 전해질층 양면들 각각에 공기극층 및 연료극층을 형성하고, 이 공기극층 및 연료극층 각각에 산소를 포함하는 공기와 수소를 흘려주면 전해질층에서 이온 전도현상을 통해 수소와 산소가 전기화학적으로 반응하여 전기를 생성할 수 있다. 이때, 연료전지(500)는 고분자전해질연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)를 사용할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC), 직접메탄올연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DEFC) 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.The
연료전지(500)에서 생산된 전기는, 배터리(600)로 공급되어 배터리(600)를 충전시킬 수 있다. 또한, 연료전지(500)에서 생산된 전기의 일부는, 디스플레이부(150) 및 수소발생부(300)로 공급되어 사용될 수 있다.Electricity produced by the
배터리(600)는, 배터리 결합부(120)에 결합되어 태양광 패널부(200) 및 연료전지(500)에서 생산된 전기를 충전할 수 있다. 이때, 복수의 배터리 결합부(120)에는 각각 복수의 배터리(600)가 결합될 수 있으며, 개별적으로 분리가 가능하다. 따라서, 사용자는 충전이 완료된 배터리(600)를 따로 분리하여 사용할 수 있으며, 큰 출력이 필요할 때에는 복수의 배터리(600)가 결합된 상태에서 휴대용 발전 시스템(1000)을 사용할 수 있다.The
제어부(700)는 하우징(100) 내부에 포함되어, 휴대용 발전 시스템(1000)의 구성들을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(700)는 수소발생부(300), 연료전지(500) 및 배터리(600)와 연결되어, 수소발생부(300)의 수소 발생량, 물탱크부(310)의 물 공급량, 연료전지(500)의 전기 생산량 및 연료전지(500)에서 생산된 전기의 배터리(600)로의 전달량 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 복수의 배터리(600) 중 하나의 충전이 다 되었을 경우, 충전이 다 된 배터리(600)로의 전기 공급을 차단할 수 있으며, 복수의 배터리(600)들의 충전 상태를 확인하여 이를 디스플레이부(150)로 출력되도록 할 수 있다. 또한, 연료전지(500)에 과부하가 생긴 경우, 수소발생부(300), 물탱크부(310), 연료전지(500) 중 하나 이상을 제어하여 휴대용 발전 시스템(1000)의 출력을 조절하거나, 구동을 멈출 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 보관상태를 나타내는 사시도를 도시한다.3 is a perspective view showing a storage state of the portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 휴대용 발전 시스템(1000)이 보관 상태를 살펴볼 수 있다.Referring to FIG. 3 , the portable
휴대용 발전 시스템(1000)이 보관 상태일 때, 태양광 패널부(200)를 회동시켜 패널면이 하우징(100)의 수용부에 수용되도록 할 수 있다. 이에 따라, 태양광 패널부(200)의 파손 위험이 줄어들 수 있다. 또한, 수소발생부(300) 및 배터리(600)는 탈착 가능하기 때문에, 하우징(100)에서 분리시켜 따로 보관 및 휴대할 수 있다. 이때, 하우징(100) 상단 전체를 밀폐하는 뚜껑이 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 수소발생부 결합부(120) 및 배터리 결합부(120)를 밀폐할 수 있는 뚜껑이 개별적으로 결합될 수 있다.When the portable
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 분해사시도를 도시한다.4 is an exploded perspective view of a portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 휴대용 발전 시스템(1000)을 사용 상태를 살펴볼 수 있다.Referring to FIG. 4 , a state of use of the portable
휴대용 발전 시스템(1000)을 사용할 때, 먼저, 분리되어 있던 수소발생부(300) 및 배터리(600)를 결합시킬 수 있다. 이때, 사용자는 물탱크부(310)에 물을 직접 미리 충전하여 수분채집부(400)로부터 물이 생산되는 시간을 기다릴 필요 없이 바로 휴대용 발전 시스템(1000)을 사용할 수 있다. 그 다음, 보관 상태로 있던 태양광 패널부(200)를 회동시켜 태양광 패널면이 태양을 향하도록 조절하여 수소발생부(300) 및 배터리(600)에 전기를 공급할 수 있다. 이때, 수소발생부(300)는 수소를 발생시키기 시작하고, 발생된 수소는 연료전지(500)로 공급되어 전기가 생산되며, 생산된 전기로 배터리(600)가 충전될 수 있다. 전기가 생산되기 시작하면, 출력부(140)를 통해 외부기기를 연결하여 사용하거나, 충전이 다 된 배터리(600)를 개별적으로 분리하여 사용할 수 있다.When using the portable
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 발전 시스템의 내부 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a portable power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 하우징(100)은 내부에 보조 물탱크(800) 및 수분채집부(900)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
이에 따르면, 보조 물탱크(800)는 연료전지(500)의 하측에 설치되어 연료전지(500)가 전기를 생산함에 따라 연료전지(500)에서 생성된 물을 별도의 장치 없이도 중력에 의해 아래로 향하게 하여 수집 및 저장할 수 있다. 또한, 보조 물탱크(800)의 일 측에는 수분채집부(900)가 결합될 수 있다. 수분채집부(900)는 외부에서 들어오는 공기에서 수분을 수집하여 물을 생성하고, 생성된 물을 보조 물탱크(800)에 저장할 수 있다. 보조 물탱크(800)에 저장된 물은, 수소발생부(300)로 공급되어 수소를 발생시키는 데 사용될 수 있다. 실시예에 따라, 하우징(100) 내부에는, 보조 물탱크(800)의 물을 수소발생부(300)로 보내기 위한 펌프 등의 장치가 설치될 수 있다.According to this, the
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms are used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention, and are not used to limit the meaning or scope of the present invention described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 하우징
110: 수소발생부 결합부
120: 배터리 결합부
130: 공기출입부
140: 출력부
141: 메인 출력부
142: 개별 출력부
150: 디스플레이부
151: 메인 디스플레이부
152: 보조 디스플레이부
160: 조작부
161: 메인 조작부
162: 보조 조작부
200: 태양광 패널부
300: 수소발생부
310: 물탱크부
400: 수분채집부
410: 제 2 태양광 패널부
500: 연료전지
600: 배터리
700: 제어부
800: 보조 물탱크
900: 수분채집부
1000: 휴대용 발전 시스템100: housing 110: hydrogen generating unit coupling part
120: battery coupling unit 130: air inlet
140: output unit 141: main output unit
142: individual output unit 150: display unit
151: main display unit 152: auxiliary display unit
160: control unit 161: main control unit
162: auxiliary control unit 200: solar panel unit
300: hydrogen generating unit 310: water tank unit
400: moisture collection unit 410: second solar panel unit
500: fuel cell 600: battery
700: control unit 800: auxiliary water tank
900: moisture collection unit 1000: portable power generation system
Claims (12)
상기 하우징에 구비되며, 물에 대한 전기분해를 통해 발생되는 수소를 상기 연료전지로 공급하는 수소발생부;
공기 중의 수분을 채집하여 물을 생산하며, 생산된 물을 상기 수소발생부로 공급하는 수분채집부; 및
상기 하우징 외주면에 적어도 하나 이상이 결합되어 상기 전기분해를 위한 전기를 공급하는 태양광 패널부를 포함하는, 휴대용 발전 시스템.a housing including a fuel cell generating electricity through hydrogen therein;
a hydrogen generator provided in the housing and supplying hydrogen generated through electrolysis of water to the fuel cell;
a moisture collection unit for producing water by collecting moisture in the air, and supplying the produced water to the hydrogen generating unit; and
At least one or more is coupled to the outer peripheral surface of the housing comprising a solar panel unit for supplying electricity for the electrolysis, a portable power generation system.
상기 수소발생부는, 물을 저장하는 물탱크부를 포함하고,
상기 하우징 상단에는, 상기 수소발생부와 대응되는 형상으로 형성되되, 상기 하우징의 길이 방향으로 소정의 깊이만큼 함몰되는 수소발생부 결합부가 형성되고,
상기 수소발생부가 상기 수소발생부 결합부에 삽입됨으로써 탈착가능하게 결합되는, 휴대용 발전 시스템.The method of claim 1,
The hydrogen generator includes a water tank for storing water,
At the upper end of the housing, a hydrogen generating unit coupling portion formed in a shape corresponding to the hydrogen generating unit and recessed by a predetermined depth in the longitudinal direction of the housing is formed,
The hydrogen generating unit is detachably coupled by being inserted into the hydrogen generating unit coupling portion, a portable power generation system.
상기 수분채집부는,
외부로부터 공기를 흡입하는 흡입부;
상기 흡입부에 의해 흡입된 공기 중의 수분을 수집하는 수집부; 및
상단에 형성되어, 상기 흡입부 및 수집부 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 전기를 생산하는 제 2 태양광 패널부를 포함하고,
상기 수분채집부는 상기 물탱크부의 상단에 착탈 가능하게 결합되어, 생산된 물을 상기 물탱크부로 전달하는, 휴대용 발전 시스템.3. The method of claim 2,
The moisture collection unit,
a suction unit for sucking air from the outside;
a collecting unit for collecting moisture in the air sucked in by the suction unit; and
It is formed on the upper end, and includes a second solar panel unit for generating electricity for driving at least one of the suction unit and the collection unit,
The water collection unit is detachably coupled to the upper end of the water tank unit to deliver the produced water to the water tank unit, a portable power generation system.
상기 하우징의 외주면에는 상기 태양광 패널부와 대응되는 형상의 수용부가 형성되고,
상기 태양광 패널부는 상기 하우징의 외주면에 회동 가능하게 결합되며, 보관상태일 때 태양광 패널면이 외부로 노출되지 않도록 상기 수용부의 내측에 수용되는, 휴대용 발전 시스템.The method of claim 1,
A receiving part having a shape corresponding to the solar panel part is formed on the outer peripheral surface of the housing,
The solar panel unit is rotatably coupled to the outer circumferential surface of the housing, and is accommodated inside the receiving unit so that the solar panel surface is not exposed to the outside when stored.
상기 태양광 패널부는, 상기 하우징과 결합된 부분을 중심으로 회동하여 태양과의 각도를 조절할 수 있는, 휴대용 발전 시스템.5. The method of claim 4,
The solar panel unit, a portable power generation system that can adjust the angle with the sun by rotating about the portion coupled to the housing.
상기 하우징에는, 복수의 배터리가 각각 탈착 가능하게 결합되고,
상기 복수의 배터리에는, 상기 하우징에 결합된 상태에서 상기 태양광 패널부 및 상기 연료전지에서 생산된 전기가 충전되는, 휴대용 발전 시스템.The method of claim 1,
A plurality of batteries are respectively detachably coupled to the housing,
The plurality of batteries are charged with electricity produced by the solar panel unit and the fuel cell in a state coupled to the housing, a portable power generation system.
상기 하우징 상단에는, 상기 복수의 배터리 각각에 대응하는 복수의 배터리 결합부가 형성되고,
상기 복수의 배터리는 각각 대응하는 상기 배터리 결합부와 개별적으로 결합 및 분리 가능한, 휴대용 발전 시스템.7. The method of claim 6,
A plurality of battery coupling portions corresponding to each of the plurality of batteries are formed on the upper end of the housing,
The plurality of batteries may be individually coupled and separated from the corresponding battery coupling unit, respectively, a portable power generation system.
상기 하우징에는, 상기 태양광 패널부에서 생산된 전기, 상기 연료전지에서 생산된 전기 및 상기 배터리에 충전된 전기 중 적어도 하나를 외부로 전달할 수 있는 출력부가 형성되는, 휴대용 발전 시스템.7. The method of claim 6,
An output unit capable of transmitting at least one of electricity produced by the solar panel unit, electricity produced by the fuel cell, and electricity charged in the battery to the outside is formed in the housing.
상기 하우징에는, 상기 배터리의 전체 및 각각의 충전상태를 표시하는 디스플레이부가 설치되는, 휴대용 발전 시스템.7. The method of claim 6,
In the housing, a display unit for displaying the entire battery and each charging state is installed, a portable power generation system.
상기 휴대용 발전 시스템은,
상기 하우징 내부에 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 물탱크의 물 공급량, 상기 수소발생부의 수소 발생량, 상기 연료전지의 전기 생산량 및 상기 연료전지에서 생산된 전기의 상기 배터리로의 전달량 중 적어도 하나를 제어하는, 휴대용 발전 시스템.7. The method of claim 6,
The portable power generation system,
Further comprising a control unit inside the housing,
The controller is configured to control at least one of a water supply amount of the water tank, an amount of hydrogen generated by the hydrogen generator, an amount of electricity produced by the fuel cell, and an amount of electricity generated from the fuel cell transmitted to the battery.
상기 하우징 내부에 보조 물탱크를 더 포함하고,
상기 보조 물탱크는 상기 수분채집부에서 생성된 물을 적어도 일시적으로 저장하여 상기 수소발생부로 공급하는, 휴대용 발전 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising an auxiliary water tank inside the housing,
The auxiliary water tank at least temporarily stores the water generated by the water collection unit and supplies it to the hydrogen generating unit.
상기 보조 물탱크는, 상기 연료전지의 하측에 설치되어 전기 생산에 따라 상기 연료전지에서 발생되는 물이 중력에 의해 상기 보조 물탱크로 수집되는, 휴대용 발전 시스템.12. The method of claim 11,
The auxiliary water tank is installed below the fuel cell to collect water generated from the fuel cell according to electricity production into the auxiliary water tank by gravity.
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