KR20240075305A - 이동수단에 장착된 신재생 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동수단의 일측에 복수개로 배치되어 회전력에 의해 전류를 발생하는 회전부와 회전부의 하부에 연결되어 회전부로부터 발생된 전류를 저장하는 충전배터리부와 이동수단의 후방에 분리되게 연결되고, 회전부의 전류를 저장하는 축전부 및 회전부의 상부에 태양의 복사열을 전류로 발생시키는 태양광부를 포함하는 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 관한 것이다.

Description

이동수단에 장착된 신재생 발전장치{RENEWABLE POWER GENERATION DEVICE MOUNTED ON MOBILE MEANS}
본 발명은 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동수단의 후방에 풍력발전되는 회전부를 복수개로 설치하고, 회전부의 상부에 태양광패널을 형성하여 풍력과 태양광으로 동시에 전기에너지를 저장할 수 있는 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 관한 것이다.
풍력을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 풍력발전기는 산업의 발달과 인구 증가에 의한 석유, 석탄, 천연가스 등의 천연자원의 고갈에 따라 대체 에너지원으로 많은 연구가 진행되고 있다.
풍력발전이란 공기 유동이 갖는 운동에너지를 기계적 에너지로 변환시킨 후 다시 전기에너지를 생산하는 기술이다.
이러한, 풍력발전은 자연에 존재하는 바람을 에너지원으로 이용하므로 비용이 들지 않으면서도 친환경적인 바, 점차 사용 범위가 증가하고 있다.
일반적인 풍력발전기의 구조는 지면에 세워지는 고층의 타워 상단에 로터블레이드를 회동 지지하는 나셀을 회전 가능하도록 설치한다. 그리고 나셀 내부에는 증속기 등의 구동장치 및 발전장치, 제어장치를 구비하고, 로터블레이드의 회전력이 허브를 거쳐 주축을 통해 발전기에 이르도록 구성된다.
또한, 풍력발전소는 근래에 들어 발전량의 증대를 위해 점점 대형화되고 있으며, 로터블레이드의 지름이 약 70m 정도가 되는 경우 타워 높이는 약 100m에 이르게 된다.
이러한 대형의 타워 및 로터블레이드에 유지 및 보수 작업이 필요한 경우가 발생하면, 종래에는 별도의 대형 크레인을 이용하거나, 나셀 상부에 로프를 연결하여 작업자가 작업을 진행하였다.
그러나, 이러한 종래기술의 풍력발전은 유지 및 보수에 필요한 부품과 장비 등의 이송에도 크레인을 사용하는 등 비용 측면에서 비효율적이었으며, 작업자의 안전에도 많은 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0114981호(2012. 10. 17. 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이동수단의 후방에 풍력발전되는 회전부를 복수개로 설치하고, 회전부의 상부에 태양광패널을 형성하여 풍력과 태양광으로 동시에 전기에너지를 저장할 수 있는 새로운 구조의 이동수단에 장착된 신재생 발전장치를 제공하는 것이다.
또한, 제1 날개부는 이동수단에 설치된 충전배터리부에 전류를 이동하여 전기에너지를 저장하고, 제2 날개부는 이동수단의 후방에 분리 결합되는 축전부에 전류를 이동하여 전기에너지를 저장하는 이동수단에 장착된 신재생 발전장치를 제공하는 것이다.
또한, 전기에너지의 저장을 완료한 축전부는 분리하고 새로운 축전부를 이동수단의 후방에 결합하여 다시 전기에너지를 저장할 수 있게 하여 전기가 필요한 일반가정 및 소규모로 전기를 사용할 수 있게 하는 이동수단에 장착된 신재생 발전장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여
이동수단의 일측에 복수개로 배치되어 회전력에 의해 전류를 발생하는 회전부;
상기 회전부의 하부에 연결되어 상기 회전부로부터 발생된 전류를 저장하는 충전배터리부;
상기 이동수단의 후방에 분리되게 연결되고, 상기 회전부의 전류를 저장하는 축전부; 및
상기 회전부의 상부에 태양의 복사열을 전류로 발생시키는 태양광부를 포함하는
이동수단에 장착된 신재생 발전장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 있어서, 상기 회전부는 제1 개로 배치되어 상기 충전배터리부에 전류를 이동시키는 제1 날개부; 및 상기 제2 내지 제n 개로 배치되어 생산된 전류를 상기 축전부로 이동시키는 제2 날개부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 있어서, 상기 회전부는 상기 이동수단의 이동으로 발생되는 바람에 의해 회전하는 블레이드; 상기 블레이드의 회전중심을 이루도록 수직하게 설치된 회전축; N-S극이 교호로 분할되는 링 형상의 영구자석이 상기 회전축의 하부에 결합된 회전자; 및 상기 회전자를 이격하여 둘러싸는 코어에 코일이 결합되고, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전자와의 상기 코어 사이에서 유도전류를 발생시키는 고정자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 있어서, 상기 축전부는 상기 이동수단의 후방에 위치하여 상기 이동수단의 이동에 대응하여 이동할 수 있는 트레일러; 상기 트레일러에 실장되어 상기 회전부의 전류를 인가받아 저장할 수 있는 인단자와 저장된 전력을 외부로 공급하는 아웃단자를 형성한 축전지; 및 상기 제2 날개부에 일측이 연결되고 타측이 상기 인단자에 연결된 케이블을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 있어서, 상기 축전부는 상기 축전지에 전류의 충전이 완료된 경우, 상기 케이블을 상기 인단자로부터 분리하고, 충전이 필요한 새로운 축전지를 상기 케이블에 연결할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 있어서, 상기 태양광부는 상기 회전부의 상부에 형성된 원판의 일면에 태양광패널을 부착한 패널부; 및 상기 패널부의 원주를 따라 일정간격으로 배치되어 상기 회전부의 회전력을 보조하는 보조날개부를 더 포함하고, 상기 보조날개부는 하부일측이 상기 회전부의 상부에 서로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 있어서, 상기 태양광부는 상기 제1 날개부에 위치하여 생산된 전류를 상기 충전배터리부로 이동시키는 제1 패널부; 및 상기 제2 날개부에 위치하여 생산된 전류를 상기 축전부로 이동시키는 제2 패널부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치는 이동수단의 후방에 풍력발전되는 회전부를 복수개로 설치하고, 회전부의 상부에 태양광패널을 형성하여 풍력과 태양광으로 동시에 전기에너지를 저장할 수 있도록 소형화하여 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치는 제1 날개부는 이동수단에 설치된 충전배터리부에 전류를 이동하여 전기에너지를 저장하여 이동수단을 작동시키고, 제2 날개부는 이동수단의 후방에 분리 결합되는 축전부에 전류를 이동하여 전기에너지를 저장하여 별도로 사용할 수 있게 하는 장점이 있다.
또한, 전기에너지의 저장을 완료한 축전부는 분리하고 새로운 축전부를 이동수단의 후방에 결합하여 다시 전기에너지를 저장할 수 있게 하여 전기가 필요한 일반가정 및 소규모의 공간에서 전기를 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치는 패널부의 원주를 따라 배치된 보조날개부를 형성하여 회전부의 회전력을 증대하여 바람이 약하게 불어도 풍력으로 전기에너지를 저장할 수 있게 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 회전부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 축전부를 분리한 상태를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 태양광부를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 회전부를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 축전부를 분리한 상태를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치의 태양광부를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치(10)는 회전부(100), 충전배터리부(200), 축전부(300) 및 태양광부(400)를 포함한다.
보다 상세하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치(10)는 이동수단의 일측에 복수개로 배치되어 회전력에 의해 전류를 발생하는 회전부(100), 회전부의 하부에 연결되어 회전부로부터 발생된 전류를 저장하는 충전배터리부(200), 이동수단의 후방에 분리되게 연결되고, 회전부의 전류를 저장하는 축전부(300) 및 회전부의 상부에 태양의 복사열을 전류로 발생시키는 태양광부(400)를 포함한다.
여기 명세서의 도면에서 이동수단은 트럭의 형상으로 형성되어 있으나, 이동할 수 있는 수단이라면 이에 한정하지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 회전부(100)는 이동수단의 이동 또는 자연환경의 바람으로 회전하여 전류를 발생하는 장치이다.
이러한, 회전부(100)는 이동수단의 후방에 복수개로 배치되고, 제1 개와 제2 내지 제n 개에서 발생하는 전류는 각각 다른 곳에 저장하게 된다.
이를 위해, 회전부(100)는 제1 날개부(101) 및 제2 날개부(102)로 구성된다.
제1 날개부(101)는 제1 개로 배치되어 충전배터리부(200)에 전류를 이동시키는 역할을 한다.
제2 날개부(102)는 제2 내지 제n 개로 배치되어 생산된 전류를 축전부(300)로 이동시키는 역할을 한다.
여기 명세서의 도면에서 회전부(100)는 4개로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시이며 회전부(100)를 적어도 4개이상 배치할 수 있다.
또한, 회전부(100)는 이동수단 뿐만 아니라, 바람이 강하게 불거나 건물의 옥상에 설치하여 소규모전력을 필요로하는 곳에 전기에너지를 공급할 수도 있다. 그리고 고속도로나 고속철도의 이동로 주변에 배치하여 이동하는 차량 및 고속철도에 의해 발생된 바람으로 전류를 발생시킬 수도 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 회전부(100)는 블레이드(110), 회전축(120), 회전자(130) 및 고정자(140)를 더 포함한다.
블레이드(110)는 이동수단의 이동으로 발생되는 바람에 의해 회전하는 것으로 상부 및 하부에 각각 원판을 구비하고 원판의 사이에 방사형으로 배치된다. 그리고 중앙을 중심으로 원판의 원주까지 넓은 플레이트로 형성된다.
회전축(120)은 블레이드(110)의 회전중심을 이루도록 수직하게 설치된다.
즉, 회전축(120)은 바람에 의해 블레이드(110)의 마찰력으로 블레이드(110)를 회전시킨다. 그리고 하부는 이동수단의 하부에 회전되게 결합된다.
회전자(130)는 N-S극이 교호로 분할되는 링 형상의 영구자석이 회전축(120)의 하부에 결합된다.
고정자(140)는 회전자(130)를 이격하여 둘러싸는 코어에 코일이 결합되고, 회전축(120)의 회전에 따라 회전자(130)와의 코어 사이에서 유도전류를 발생시키는 역할을 한다.
이러한 고정자(140)는 회전자(130)와의 유도작용을 통해 발생된 전류를 직류로 변환시키는 레귤레이터를와 레귤레이터를 통해 변환된 직류를 충전하는 충전배터리부(200) 및 축전부(300)에 연결된다.
도 1을 참조하면, 충전배터리부(200)는 회전부(100)의 하부에 연결되어 회전부(100)로부터 발생된 전류를 저장하는 배터리셀로 형성될 수 있다.
특히, 충전배터리부(200)는 저장된 전류를 전기에너지로 변환화여 이동수단을 작동할 수 있게 하거나 이동수단으로부터 탈착되게 형성되어 충전이 완료된 후, 탈거하여 충전이 필요한 배터리셀을 이동수단에 설치할 수도 있다.
또한, 여기 명세서의 도면에서 이동수단의 하부에 일부만 설치되게 도시되어 있으나, 이동수단의 하부의 길이방향을 따라 설치되어 보다 많은 양의 전류를 저장할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 축전부(300)는 이동수단의 후방에 분리되게 연결되고, 회전부(100)의 전류를 저장하는 역할을 한다.
특히, 축전부(300)는 축전지(320)에 전류의 충전이 완료된 경우, 케이블(330)을 인단자로부터 분리하고, 충전이 필요한 새로운 축전지(320)를 케이블(330)에 연결할 수 있는 것이 바람직하다.
이를 위해, 축전부(300)는 트레일러(310), 축전지(320) 및 케이블(330)을 더 포함한다.
트레일러(310)는 이동수단의 후방에 위치하여 이동수단의 이동에 대응하여 이동할 수 있다.
축전지(320)는 트레일러(310)에 실장되어 회전부(100)의 전류를 인가받아 저장할 수 있는 인단자와 저장된 전력을 외부로 공급하는 아웃단자를 형성한다.
즉, 축전지(320)는 트레일러(310)에 실장되는 축전용 케이싱의 내부에 형성되어 회전부(100)의 전류를 저장하는 역할을 한다. 그리고 충전이 완료되면 이동수단으로부터 분리되어 전기가 필요한 곳에 공급하도록 아웃단자를 형성한다.
또한, 축전지(320)는 회전부(100)의 상부에 형성되어 태양열을 이용하여 전류를 발생하는 태양광부(400)로부터 발생된 전류도 저장하는 역할도 병행한다.
케이블(330)은 제2 날개부(102)에 일측이 연결되고 타측이 인단자에 연결된다.
다시 설명하면, 케이블(330)은 일측이 제2 날개부(102)의 하부에 형성된 고정자(140)에 각각 연결되고, 타측이 고정자(140)로부터 인가받은 직류를 축전지(320)로 저장되도록 인단자(IN)에 연결된다.
이로 인해, 이동수단의 이동으로 발생되는 전류를 직류로 변환하여 축전지(320)에 저장시키는 것이 가능하다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 태양광부(400)는 회전부(100)의 상부에 태양의 복사열을 전류로 발생시키는 역할을 한다.
이를 위해, 태양광부(400)는 패널부(410) 및 보조날개부(420)를 더 포함한다.
패널부(410)는 회전부(100)의 상부에 형성된 원판의 일면에 태양광패널을 부착한다.
즉, 패널부(410)는 원판의 일면에 태양광패널을 형성하여 태양의 복사열을 전류로 발생시키는 역할을 한다.
이때, 패널부(410)는 원판의 하부에 회전되게 연결된 회전축(120)의 내부로 삽입되는 전선을 구비하고, 전선의 말단이 회전축(120)의 하부에 구비된 레귤레이터에 연결되게 한다.
여기서, 전선의 말단의 외주면에 회전베어링을 둘러싸게 하여 전선은 고정된 상태로 회전축(120)이 회전되게 하는 것이 바람직하다.
보조날개부(420)는 패널부(410)의 원주를 따라 일정간격으로 배치되어 회전부(100)의 회전력을 보조하는 역할을 한다.
일례로, 태양광패널의 경우 일정한 무게를 가지고 있어 풍력발전을 위한 회전부(100)의 회전력을 감소시킬 수도 있다. 이에 따라, 태양광패널이 형성된 원판의 원주에 블레이드(110)에 대응하여 보조날개부(420)를 배치하여 블레이드(110)의 회전력에 도움을 주는 것이다.
이때, 보조날개부(420)의 일측은 패널부(410)의 내측으로 연장되어 소정의 높이를 형성하고, 보조날개부(420)의 타측은 패널부(410)의 원주보다 더 넓은 원주만큼 연장되어 하부로 연장되게 형성된다. 그리고 하부는 블레이드(110)의 상부에 용접 또는 볼트로 결합하거나 일체형으로 제작하는 것도 가능하다.
한편, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치(10)에 있어서, 태양광부(400)는 제1 패널부(401) 및 제2 패널부(402)를 더 포함할 수 있다.
제1 패널부(401)는 제1 날개부(101)에 위치하여 생산된 전류를 충전배터리부(200)로 이동시키는 역할을 한다.
제2 패널부(402)는 제2 날개부(102)에 위치하여 생산된 전류를 축전부(300)로 이동시키는 것으로, 제2 날개부(102)의 역할과 동일하다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 이동수단에 장착된 신재생 발전장치(10)는 이동수단의 이동에 의해 발생되는 바람으로 회전부(100)를 회전하여 풍력발전장치로 이용될 수 있다. 그리고 회전부(100)의 상부에 형성한 태양광부(400)를 이용하여 열에너지를 전기에너지로 변환하여 풍력으로 부족한 전기에너지를 보충할 수도 있다.
또한, 바람이 많이 부는 계절에 본 발명의 회전부(100)를 이용하여 이동수단의 이동없이도 풍력 및 태양광 발전으로 전기를 생산하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관해서 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 그리고 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 이동수단에 장착된 신재생 발전장치
100 : 회전부 101 : 제1 날개부
102 : 제2 날개부 110 : 블레이드
120 : 회전축 130 : 회전자
140 : 고정자 200 : 충전배터리부
300 : 축전부 310 : 트레일러
320 : 축전지 330 : 케이블
400 : 태양광부 401 : 제1 패널부
402 : 제2 패널부 410 : 패널부
420 : 보조날개부

Claims (6)

  1. 이동수단의 일측에 복수개로 배치되어 회전력에 의해 전류를 발생하는 회전부;
    상기 회전부의 하부에 연결되어 상기 회전부로부터 발생된 전류를 저장하는 충전배터리부;
    상기 이동수단의 후방에 분리되게 연결되고, 상기 회전부의 전류를 저장하는 축전부; 및
    상기 회전부의 상부에 태양의 복사열을 전류로 발생시키는 태양광부를 포함하는
    이동수단에 장착된 신재생 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전부는
    제1 개로 배치되어 상기 충전배터리부에 전류를 이동시키는 제1 날개부; 및
    상기 제2 내지 제n 개로 배치되어 생산된 전류를 상기 축전부로 이동시키는 제2 날개부를 더 포함하는
    이동수단에 장착된 신재생 발전장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축전부는
    상기 이동수단의 후방에 위치하여 상기 이동수단의 이동에 대응하여 이동할 수 있는 트레일러;
    상기 트레일러에 실장되어 상기 회전부의 전류를 인가받아 저장할 수 있는 인단자와 저장된 전력을 외부로 공급하는 아웃단자를 형성한 축전지; 및
    상기 제2 날개부에 일측이 연결되고 타측이 상기 인단자에 연결된 케이블을 더 포함하는
    이동수단에 장착된 신재생 발전장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 축전부는
    상기 축전지에 전류의 충전이 완료된 경우, 상기 케이블을 상기 인단자로부터 분리하고, 충전이 필요한 새로운 축전지를 상기 케이블에 연결할 수 있는 것을 특징으로 하는
    이동수단에 장착된 신재생 발전장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양광부는
    상기 회전부의 상부에 형성된 원판의 일면에 태양광패널을 부착한 패널부; 및
    상기 패널부의 원주를 따라 일정간격으로 배치되어 상기 회전부의 회전력을 보조하는 보조날개부를 더 포함하고,
    상기 보조날개부는 하부일측이 상기 회전부의 상부에 서로 연결되는 것을 특징으로 하는
    이동수단에 장착된 신재생 발전장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 태양광부는
    상기 제1 날개부에 위치하여 생산된 전류를 상기 충전배터리부로 이동시키는 제1 패널부; 및
    상기 제2 날개부에 위치하여 생산된 전류를 상기 축전부로 이동시키는 제2 패널부를 더 포함하는
    이동수단에 장착된 풍력 및 태양광 발전장치.
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