KR20120022077A - 다양한 에너지원을 이용한 신재생 에너지 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화석연료를 사용하지 않고 다양한 환경에서의 발전이 가능하도록 한 신재생 에너지 발전 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 발전수단과 외부 에너지를 공급할 수 있는 에너지 공급장치를 구비하는 발전부; 입력 전류를 변환(AC→DC, DC→AC)해줌과 아울러 전정의 신호 레벨로 인터페이스(interface)해주기 위한 컨버터와, 컨버터에서 공급받은 전력에 의해 구동하며 구동시켜 주도록 한 마이크로프로세서와, 사용자가 외부 정보(지령)를 입력하기 위한 사용자 키 입력장치와, 내부 정보의 출력을 위한 디스플레이 수단과, 내부 정보를 전송해주기 위한 통신장치를 구비하는 제어부; 전기 에너지를 축전하기 위한 충전장치와, 충전장치에 저장된 전기 에너지를 AC/220V 또는 AC/100V로 변환해 출력해주기 위한 전력 변환장치를 구비하는 전력 공급부; 통신장치에서 전송된 데이터를 출력해주기 위한 모니터링 장치로 구성되는 것이다.
본 발명은 자체적인 구동계 장치에 의해 구동하거나 외부에서 가해지는 물리적인 힘에 의해 구동가능하도록 한 구동휠을 구비하는 이동대차 또는 수레에 모듈화할 수 있는 구성을 가지기 때문에 운반 및 휴대성을 향상시켜 전력시설이 설치되지 않은 산간 오지나 전기 공급이 원활하지 않은 전기수요 불만족 계층이 생활하는 여한 지역에서도 발전하여 유용하게 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

다양한 에너지원을 이용한 신재생 에너지 발전 시스템{generation system}

본 발명은 신재생 에너지 발전 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 화석연료를 사용하지 않고 다양한 환경에서의 발전이 가능하도록 함으로써 환경오염을 방지할 수 있도록 하고, 운반성을 향상시켜 휴대를 용이하게 할 수 있도록 함과 아울러 간편하게 설치하여 사용할 수 있도록 함으로써 접근이 어려운 오지의 계층이나 전기 공급이 원활하지 않은 계층 등에서 소규모 발전설비로 이용가능하도록 하며, 발전과정을 모니터링할 수 있도록 하여 학생들의 신재생 에너지 생산실험 실습용 키트로도 활용할 수 있는 신재생 에너지 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.

근자에 들어 환경문제에 따른 대기오염의 문제가 심각한 사회 이슈로 대두되었으며, 국가에서는 화석연료의 사용을 배제한 신재생 에너지(전기 에너지)의 효율적인 생산 및 사용에 대해 광범위하게 대책을 강구하고 있다.

전기 에너지의 생산을 위해 화석연료를 무분별하게 사용함으로써 환경오염의 문제가 심각하게 대두되고 있음에도 불구하고 그 이면에는 전기 에너지를 원활하게 공급받지 못하는 불만족 계층이 존재하고 있으며, 특히 오지에 주거하는 소수 집단 계층의 경우에는 전기를 공급하기 위한 시설이 충분하지 않아 생활에 큰 어려움을 겪을 수밖에 없다. 결국 전기 에너지의 원활한 공급이 보장되지 않는 계층에서는 자가 발전수단을 이용하게 되는데, 이들 계층에서 사용하는 대부분의 자가 발전수단은 화석연료를 사용하므로 필요한 전기 에너지의 생산을 위해 환경오염을 배출하게 되는 폐단이 야기되는바, 환경오염 물질의 배출을 적극적으로 감소시키기 위해서는 화석연료의 사용을 배제한 친환경적인 소규모 자가 발전수단의 필요성이 절실하다 할 것이다.

그리고, 환경오염의 심각성을 일깨우고 신재생 에너지에 대한 관심을 향상시킴과 아울러 향후 신재생 에너지의 효율적인 생산 및 사용 등에 대해 보다 다양하고 효율적인 연구가 이루어지기 위해서는 학교에 다니는 학생들을 보다 적극적으로 교육시켜 미래를 준비하여야 하며, 그와 같은 적극적인 교육을 위해서는 신재생 에너지의 생산 및 사용과정 등을 직접 체험?관찰할 수 있도록 함으로써 이론이 아닌 실질경험을 쌓을 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 무엇보다도 적극적인 교육을 위해서는 실질적인 전기의 생산이 이루어져 사용이 가능하게 함으로써 그 활용가치를 높이면서도 신재생 에너지의 생산 및 사용과정 등을 직접 체험?관찰할 수 있는 장비의 필요성이 요구되고 있다.

본 발명은 휴대 및 설치가 용이하게 하면서 다양한 발전수단을 구비시켜 다양한 환경에서의 발전이 가능하도록 하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 발전된 전기 에너지를 충전장치에 충전하여 사용가능하게 함으로써 전기 에너지의 공급이 충분하게 이루어지지 않는 지역에서 유용하게 사용할 수 있도록 하며, 또한, 발전수단에 의한 전기 에너지의 생산 및 부하, 구동을 위한 전체 사용과정 등을 모니터링할 수 있도록 함으로써 학생들의 교육에 적극적으로 활용할 수 있는 발전장치를 구현하고자 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 신재생 에너지 발전 시스템을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 양면 태양전지, 단면 태양전지, 풍력 발전기, 압전소자, 스력 발전기, 지력 발전기 등과 같은 발전수단과 외부 에너지를 공급할 수 있는 에너지 공급장치를 구비하는 발전부;

발전부에서 입력된 전류를 변환(AC→DC, DC→AC)해줌과 아울러 전정의 신호 레벨로 인터페이스(interface)해주기 위한 컨버터와, 컨버터에서 공급받은 전력에 의해 구동하며 사용자 입력키에 따라 각 구성부를 구동시켜 주도록 프로그래밍된 마이크로프로세서와, 사용자가 외부 정보(명령)를 입력하기 위한 사용자 키 입력장치와, 마이크로프로세서의 제어에 의해 충전상태 및 충전양과 충전수단 등을 출력해주도록 한 디스플레이 수단과, 내부 정보를 전송해주기 위한 통신장치를 구비하는 제어부;

컨버터에서 변환된 전기 에너지를 축전하기 위한 충전장치와, 충전장치에 저장된 전기 에너지를 AC/220V 또는 AC/100V로 변환해 외부 부하장치(AC 전기제품)로 출력해주기 위한 전력 변환장치를 구비하는 전력 공급부;

통신장치에서 전송된 데이터를 출력해주기 위한 모니터링 장치 등으로 구성되어짐을 기술적 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서 제시하는 신재생 에너지 발전 시스템은 다양한 발전수단을 구비하여 어떠한 환경에서도 발전이 가능하도록 한 것으로, 발전 시스템은 자체적인 구동계 장치에 의해 구동하거나 외부에서 가해지는 물리적인 힘에 의해 구동가능하도록 한 구동휠을 구비하는 이동대차 또는 수레 등의 수단에 모듈화할 수 있는 최적화된 구성을 가지기 때문에 운반 및 휴대성을 향상시켜 전력시설이 설치되지 않은 산간 오지나 전기 공급이 원활하지 않은 전기수요 불만족 계층이 생활하는 여한 지역에서도 발전이 가능하게 할 수 있으며, 발전된 전기 에너지가 충전장치에 충전이 진행되는 과정과 충전량, 사용과정 및 사용량 등을 실시간으로 출력하여 알려줄 뿐만 아니라 충전 및 방전의 정도를 알람으로 알려줄 수 있도록 하여 발전 시스템(장치)을 효율적으로 운용할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명은 발전된 전기 에너지의 충전이 진행되는 과정과 충전량, 사용과정 및 사용량 등과 같은 각종 관련 데이터를 실시간 전송하여 교육에 모니터링 자료로 활용할 수 있도록 함으로써 학생들에게 환경오염의 심각성을 일깨우고 신재생 에너지에 대한 관심을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 나아가 실질적이고 적극적인 교육을 통해 향후 신재생 에너지의 효율적인 생산 및 사용 등에 대해 보다 다양하고 효율적인 연구가 가능하게 할 수 있는 등 본 발명은 그 기대되는 실로 유익한 발명이다.

도 1은 본 발명에서 제시하는 발전 시스템의 구성도.

<발명의 실시형태>

도 1에 본 발명에서 제시하는 발전 시스템(10)의 바람직한 실시예를 도시한 구성도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 발전 시스템(10)은 발전부(20)와 제어부(30), 전력 공급부(40), 모니터링 장치(50) 등으로 구성되어짐을 알 수 있다.

상기 발전부(20)는 복수 종류의 발전수단을 구비하는 것으로, 발전수단에는 태양광에 의해 발전이 이루어지는 양면 태양전지(21) 및 단면 태양전지(22), 풍력에 의해 회전하는 임팰러에 의해 발전이 이루어지는 풍력 발전기(23), 외부 가압에 의해 발전이 이루어지는 압전소자(24), 수력을 이용한 수력 발전기(25), 지력(지열)을 이용한 발전기(26) 등이 있으며, 발전부(20)에는 필요시에 외부 에너지(전기)를 공급할 수 있는 에너지 공급장치(27)를 마련하여 발전부(20)에 의한 발전작동이 없더라도 사용자가 발전 시스템(10)을 임의가동시킬 수 있도록 구성한다.

상기 제어부(30)는 발전 시스템(10)의 각 구성부를 제어하기 위한 것으로, 발전부(20)에서 입력된 전류를 변환(AC→DC, DC→AC)해줌과 아울러 전정의 신호 레벨로 인터페이스(interface)해주기 위한 컨버터(31)와, 컨버터(31)에서 공급받은 전력에 의해 구동하며 사용자 입력키에 따라 각 구성부를 구동시켜 주고 내부 정보를 출력해주도록 프로그래밍된 마이크로프로세서(33)와, 사용자가 외부 정보(명령)를 입력하기 위한 사용자 키 입력장치(34)와, 마이크로프로세서(33)의 제어에 의해 충전상태 및 충전양과 충전(발전)수단 등을 출력해주도록 한 디스플레이 수단(36)과, 마이크로프로세서(33)의 제어에 의해 완충 및 일정 기준 이하의 방전시 알람을 송출할 수 있도록 한 알람 발생장치(37)와, 내부 정보를 외부 기기에 전송해주기 위한 통신장치(39)로 구성한다.

이때, 컨버터(31)와 마이크로프로세서(33), 마이크로프로세서(33)와 디스플레이 수단(36), 마이크로프로세서(33)와 통신장치(39) 등과 같이 상호 대응하는 구성부는 별도의 인터페이스(32,35,38)로 연계하여 상호 교류가 가능하도록 구성한다.

상기 전력 공급부(40)는 제어부(30)의 컨버터(31)에서 변환된 전기 에너지를 축전하기 위한 충전장치(41)와, 충전장치에 저장된 전기 에너지를 AC/220V 또는 AC/100V로 변환시켜 외부 부하장치(50; AC 전기제품)로 출력해주기 위한 전력 변환장치(42)로 구성한다.

상기 모니터링 장치(60)는 사용자의 필요에 따라 설치될 수 있는 것으로, 제어부(30)의 통신장치(39)에서 전송된 데이터를 출력해주기 위한 것이다.

10: 발전 시스템 20: 발전부
21: 양면 태양전지 22: 단면 태양전지
23: 풍력 발전기 24: 압전소자
25: 수력 발전기 26: 지력 발전기
27: 에너지 공급장치 30: 제어부
31: 컨버터 32,35,38: 인터페이스
33: 마이크로프로세서 34: 사용자 키 입력장치
36: 디스플레이 수단 37: 알람 발생장치
39: 통신장치 40: 전력 공급장치
41: 충전장치 42: 전력 변환장치
60: 모니터링 장치

Claims (1)

1. 양면 태양전지(21), 단면 태양전지(22), 풍력 발전기(23), 압전소자(24), 수력 발전기(25), 지력 발전기(26) 등과 같은 발전수단과 외부 에너지를 공급할 수 있는 에너지 공급장치(27)를 구비하는 발전부(20)와;
   상기 발전부(20)에서 입력된 전류를 변환(AC→DC, DC→AC)해줌과 아울러 전정의 신호 레벨로 인터페이스(interface)해주기 위한 컨버터(31)와, 컨버터(31)에서 공급받은 전력에 의해 구동하며 사용자 입력키에 따라 각 구성부를 구동시켜 주고 내부 정보를 출력해주도록 프로그래밍된 마이크로프로세서(33)와, 사용자가 외부 정보(명령)를 입력하기 위한 사용자 키 입력장치(34)와, 마이크로프로세서(33)의 제어에 의해 충전상태 및 충전양과 충전수단 등을 출력해주도록 한 디스플레이 수단(36)과, 마이크로프로세서(33)의 제어에 의해 완충 및 일정 기준 이하의 방전시 알람을 송출할 수 있도록 한 알람 발생장치(37)와, 내부 정보를 외부 기기에 전송해주기 위한 통신장치(39)를 구비하는 제어부(30)와;
   상기 제어부(30)의 컨버터(31)에서 변환된 전기 에너지를 축전하기 위한 충전장치(41)와, 충전장치에 저장된 전기 에너지를 AC/220V 또는 AC/100V로 변환시켜 외부 부하장치(50; AC 전기제품)로 출력해주기 위한 전력 변환장치(42)를 구비하는 전력 공급부(40)와;
   상기 제어부(30)의 통신장치(39)에서 전송된 데이터를 출력해주기 위한 모니터링 장치(60)로 구성되어짐을 특징으로 하는 신재생 에너지 발전 시스템.

Images