KR20210052406A - 복합 태양광 발전기 - Google Patents

Abstract

본 개시는 태양광 발전기와 풍력 발전기를 하나의 구조에 설치하여 태양에너지와 바람에 의한 풍력에너지를 동시에 활용하여 전기를 얻을 수 있도록 구비되는 복합 발전기를 개시한다.

Description

복합 태양광 발전기{COMBINED SOLAR POWER GENERATOR}

본 발명은 태양광 발전기와 풍력 발전기가 하나로 이루어진 복합 발전기에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 태양광 패널 후면에 풍력 프로펠러가 결합되어 이루어진 발전기를 사람이 거주하는 주변의 하천 또는 도랑(개울) 상부에 설치하여 이루어지는 복합 태양광 발전기에 관한 것이다.

현재 일반적으로 통용되는 태양광 발전기는 태양광 패널을 사람이 사는 건물 옥상이나 지붕 위에 설치하거나 많은 발전량을 확보하기 위하여 산 또는 들(밭)을 깎거나 호수와 같은 수면에 부상 발판을 설치하여 그 위에 태양광 패녈을 설치하고 있어 산과 들을 깎아 그 위에 태양광 발전 설비를 설치함으로써 나무와 산을 무분별하게 훼손하여야 하는 문제로 인하여 이산화탄소를 줄여 공기를 정화하려는 태양광 발전기 설치가 오히려 공기 정화장치인 나무를 베거나 훼손하고 있어, 공기 정화에 해를 끼칠뿐만 아니라 장마철과 같은 우기에 빗물이 흐르면서 산 사태를 유발하는 문제가 발생하고 곡식을 심어야 하는 들(밭)에 설치할 경우는 사람이 먹어야 하는 식량 생산지가 줄어드는 문제가 있으며, 또한, 호수의 수면에 설치할 경우 수면에 설치한 부상 발판 훼손 또는 호수로 떠 내려온 부유 물질의 흐름을 방해하여 호수를 오염시키거나 장마철과 같이 물의 유입이 많을 경우 물의 흐름을 방해하여 장마철 호수 또는 땜의 범람을 유발시켜 땜 하류에 거주하는 농민들에게 큰 피해를 주거나 인사 사고의 원인을 유발할 수 있는 문제점들이 있다.

본 발명은, 상기 태양광 발전 설비를 설치하기 의한 산, 들, 호수, 땜과 같은 자연을 훼손하는 문제점과 태양광 발전 설비를 설치할 수 있는 부족한 장소 확보의 필요성 및 태양광이 수로에 미치는 영향으로 식물성 플랑크톤의 생육을 과도하게 촉진하여 녹조현상이 발생하고, 이로 인하여 하천 또는 도랑(개울)을 흐르는 물이 오염되어 하천 또는 도랑(개울)에 사는 수생 동물 또는 생물에 영향을 주어 폐사의 원인이되므로 이에 대한 해결과 대책의 필요성에서 본 발명을 개시한다.

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위하여 사람이 거주하는 주변과 들을 가로질러 흐르는 하천 또는 도랑(개울)과 같은 수로 위에 태양광 발전 설비를 설치하고, 태양광 패널 배면에 풍력 발전을 위한 프로펠러를 설치하여, 태양광 패널은 태양의 무궁한 빛을 이용하여 발전을 이루고, 풍력 발전기인 프로펠러는 태양광패널과 태양광패널 사이에 설치되어 상부의 온도와 하부의 온도와의 차이로 형성되는 바람의 흐름으로 프로펠러를 움직여 발전이 이루어지도록 구성하는 방법으로 해결하고자 한다.

본 발명은, 상기와 같이 태양광 발전 설비를 설치하기 위한 장소의 부족과 태양광 발전 설비의 설치로 발생하는 자연 훼손 그리고 자연 훼손으로 일어나는 인재로 인한 자연재해를 해결하고, 태양광 발전만으로 부족한 발전량을 태양광 발전으로 인하여 생성되는 열기와 태양광 패널 하부를 흐르는 물과 그늘을 이용하여 풍력 발전기를 돌려 추가 발전량을 확보할 수 있으며, 태양광 패널로 인하여 이루어지는 그늘로 하천 또는 개울물에 강렬한 햇볕을 차단하여 수로의 온도를 낮추어, 온도의 상승으로 생육이 발달하는 수생 생물인 녹조의 생육을 저해하여 과도한 녹조 생성을 억제하고, 수로의 산소 요구량을 높여 수생 동물과 이로운 수생 생물이 발육하는데 좋은 환경을 만들어 수로의 오염을 방지하며, 물고기와 같은 수생 동물들이 살 수 있는 여건을 조성하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 태양광발전과 풍력발전이 하나의 설비로 이루어지고, 개발되지 않는 수로를 이용하여 이루어지므로 부족한 장소를 해결하고, 산과 들에 태양광 발전설비를 설치하면서 이루어지는 자연 훼손을 줄일 수 있다.

도 1은, 일반적으로 통용되는 태양광 발전기를 표현한 도면 임.
도 2는, 본 개시 복합 태양광 발전기에 대한 도면이면서 대표도 임.
도 3은, 본 개시 복합 태양광 발전기에서 풍력 발전기를 표현한 도면 임.

이하, 본 개시에 따른 '복합 태양광 발전기(100)'를 구현한 다양한 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

다만, 본 개시의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 개시의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 모방 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한, 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는, 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 개시의 기술적 내용을 파악함에 있어, 사전적 의미에 제한되지 않고, 본 개시의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

본 개시는 태양광 발전기(10)에 풍력 발전기(20)를 결합하여 이루어지는 복합 태양광 발전기(100)에 관한 것으로, 일반적으로 태양광 발전기(10)는 태양광을 많이 받아야 하기 때문에 흔히 거주하는 집 지붕이나 보조 건물의 지붕 또는 창고에 설치하거나 대형 태양광 발전을 위해서 산이나 밭과 같은 야외의 광범위한 땅을 개간하여 설치하거나 최근에는 호수의 물위에 부상 받침대를 설치하고, 그 위에 설치하는 방법으로 태양광 패널을 설치하여 태양으로부터 무한대의 빛을 받아 패널 내부에 구비된 + 전자와 - 전자가 일방으로 넘어가면서 발생하는 에너지를 통하여 전기를 얻어 전기 집적장치인 에너지 저장 장치(30. ESS- switching syst)에서 모아 에너지 광폭기를 통하여 한전 또는 가정으로 송출하여 생활에 필요한 전기로 이용되고 있다.

그러고, 최근에는 지구 온난화 방지 및 미세먼지를 줄이기 위하여 지하 광물을 이용한 에너지를 줄이자는 분위기가 전 세계적으로 확산되고 있으며, 이에 국가적으로도 지하 광물에너지를 줄이고, 친환경에너지를 이용하여야 한다는 세계적 요구에 마추어 전기차 또는 수소차의 생산이 증대되는 추세여서 전기 사용량이 늘어나 이에 필요한 친환경 발전소의 대량 필요성에 힘입어 태양광 발전기(10) 건립이 늘어 산을 파헤치고 밭을 밀어 발전기를 설립하면서 우천에 의한 발전소 주변 토지가 무너지거나 발전소에서 흘러내려간 빗물에 의하여 발전소 보다 저 지대의 땅으로 물이 쏠려 내려간 흙과 물에 의하여 저 지대의 농토나 주거지를 덮쳐 애써 지은 농산물을 망치거나 사람이 머무는 건물을 망가트리며, 때로는 인명을 죽음에 이르게 하는 재해가 발생하는 원인이 된다.

또한, 발전소가 산과 밭 같은 토지에 무분별적으로 난립하면서 산림이 파헤쳐지고 농사 지을 땅이 부족해져 온난화를 가속하거나 식량 부족문제가 발생하게 되고, 아울러 물가가 올라가 결국 개인의 살림에 부담이 늘어나는 악영향이 순환되므로, 이에 대한 대책이 필요한 차원에서 부족한 발전소를 건립하고, 발전소 건립에 의한 자연 파괴와 자연 재해를 회피할 수 있는 방안에서 본 발명을 개시 한다.

그러므로, 본 개시는 상기와 같이 발전소 건립으로 인하여 발생하는 문제점을 해결하고, 부족한 발전소 증설에 대한 만족을 위하여 상기 문제가 발생하지 않을 뿐만아니라 발전소를 통하여 자연에 이로운 환경을 만들고자, 본 개시는 우리 주변에 널려 있으면서 충분한 활용이 이루어지지 않는 지대이고, 사람의 손길을 필요로하는 땅인 하천 또는 도랑(개울)을 이용하여 발전소를 건립하고자 한다.

이에 본 개시는, 태양광 발전기(10)에 의한 열기와 발전소 아래로 흐르는 물(50)의 온도차를 이용하여 회전체를 돌려 여기서 발생하는 회전력을 이용하여 전기를 추가로 발생하고, 또한, 태양광 발전기(10)에 의한 그늘을 이용하여 패널 하부 하천의 녹조 현상을 완화하므로써, 수생 생물이나 동물에게 이로운 환경을 조성할 수 있으며, 발전소의 이용으로 주변 관리가 이루어지므로 자연 현상에 의한 하천이 망가거나 인간이 무분별하게 버리는 쓰레기로 인한 오염을 방지하고, 발전소에서 생성한 전기를 짧은 거리에서 바로 주변 가구에 전기를 공급함으로써, 적은 비용으로 전기를 충분히 공급할 수 있게 된다.

상기 나열한 복합 태양광 발전기(100)에 대한 설명을 위하여 본 개시는 아래와 같이 도면을 통하여 상세히 설명하고자 한다.

도 1은, 현재 우리 주변에서 일반적으로 흔히 이용되는 태양광을 통한 발전기를 가동하는 태양광 발전기(10)를 보여준다.

도 2는, 본 개시 복합 태양광 발전기(100)에 대한 전체적인 구성을 보여준다.

상기 도 2에서 태양광 발전기(10) 패널이 있고, 배면에는 스크류 형상 풍력 발전기(20)가 있으며, 그 아래로 물이 흐르는 구성으로 볼 수 있다.

상기 물이 흐르는 수로(50)의 구성은 하천 또는 도랑(개울) 그리고 냇물로 이루어질 수 있으며, 상기 수로(50)의 양쪽 둑에 적당한 높이로 두개의 기둥(40)이 있고, 두개의 기둥 사이에서 상단부를 수평으로 연결하는 대가 있으며, 상기 두개의 기둥을 붙들어 잡아주는 구성으로 ㄷ자 형상으로 이루어져 열린 입구가 땅에 심어지고, 수평으로 연결되는 대가 있는 위로 발전기(태양광, 풍력)를 받쳐주는 설계로 이루어 진다.

상기 태양광 발전기(10)의 패널은 수로 양쪽 둑에 ㄷ자형으로 이루어진 복합 태양광 발전기 지지대(40)의 열린 입구 쪽으로 땅에 박혀 이루어진 기둥의 전방에서 남향으로 비스듬히 세워지는 구조(특정하게 지정되지 않은 대각선)로 조립되어 구비되고, 상기 스크류 형상 풍력 발전기(20)는 상기 태양광 발전기(10) 패녈 배면에서 상기 ㄷ자 형상으로 열린 입구가 땅에 심어지는 형상으로 이루어진 복합 태양광 발전기 지지대(40)의 상부를 막는 구성으로 기둥을 연결한 연결대(도면에 부호화하지 않음) 중간부에서 상기 스크류 형상 풍력 발전기(20)의 축(22)이 상기 복합 태양광 발전기 지지대(40) 상단 중간에 있는 회전 베어링(도면에 도시하지 않음) 형식으로 이루어지는 코일로 구성된 발전설비(도면에 도시하지 않음) 내부에 끼워지는 조립으로 결합된다.

상기 태양광 발전기(10)는 일반적으로 알려진 대로 양(+) 전자와 음(-) 전자가 칸막이를 사이에 두고 양쪽으로 나뉘어져 구비되어 있다가 무한한 에너지인 태양광으로 부터 햇볕을 받아 한쪽으로 넘어가면서 발생되는 에너지로 인해서 일어나는 작용에 의하여 전기를 얻어 에너지 저장 장치(30)로 보내지며, 충분한 태양광을 받아들이기 위하여 방향은 정남향을 바라 보는 구성으로 이루어지도록 구성한다.

상기 스크류 형상 풍력 발전기(20)는 상기 태양광 발전기(10) 패널의 배면인 상기 태양광 발전기(10)로 인하여 형성된 그늘 쪽에 위치하여 두개의 태양광 발전기(10) 사이에 위치하여 뒤쪽(북쪽) 태양광 발전기(10)의 패널 전면부가 태양광을 받아 반사하여 이루어지는 높은 온도와 전방의 태양광 발전기(10) 그늘과 수로에서 흐르는 물의 낮은 온도차에 의하여 형성되는 기류의 상승으로 스크류 형상 풍력 발전기(20)가 회전하여 풍력 발전기(20)의 축(22)이 끼워져 연결된(도면에 도시하지 않음) 코일로 구성된 발전설비(도면에 도시하지 않음)에서 회전으로 일어나는 마찰에 의하여 전기를 얻어 에너지 저장 장치(30)로 보내진다.

상기 태양광 발전기(10)와 풍력 발전기(20)에서 얻어진 전기는 에너지 저장 장치(30)에서 합쳐지는 구성으로 이루어지거나 한쪽의 전기를 다른 쪽 발전기에 전기를 추가로 더 발생시킬 수 있는 구성으로 연결될 수 있도록 구성할 수도 있다.

여기서, 한쪽 전기를 다른 쪽 발전기에 전기를 추가로 발생시킬 수 있는 구성은 공급되는 쪽의 전기가 추가 모터(MOTOR, 도면에 도시하지 않음)를 가동하여 얻어지는 전기로 다른 쪽 전기를 증폭하는 구성으로 이루어지는 것을 뜻한다.

상기 풍력 발전기(20)은, 날개가 사선으로 연이어 이어져 회전축을 감아도는 구성으로 일측부터 반대쪽 일측까지 사선으로 연결되어 이루어진다.

또한, 풍력 발전기(20)의 날개는 낮은 공기의 저항에 회전이 많이 이루어져야 하므로 축은 가늘고 날개는 큰 구성으로 이루어지는 것이 회전에 유리할 것이다.

상기 수로(50)은 남쪽(태양광 발전기 패널이 바라보는 남향)이 고지대고 반대가 되는 북쪽이 낮은 지형을 이루어 물이 높은 남쪽에서 흘러 북쪽으로 내려가면서 북쪽에서 부는 바람과 물이 흐르면서 생성되는 공기의 흐름이 부딛혀 상부 태양광 발전기(10) 패널이 태양광을 받아 뜨거워져 밀도가 낮아진 상부로 올라가면서 스크류 형상 회전체의 날개와 부딛히어 회전이 일어나는 원리로 풍력 발전이 생성된다.

상기 태양광 발전기(10) 다수와 그 배면에 구성되는 다수의 풍력 발전기(20)가 수로(50) 둑을 가로 질러 직렬로 구비되어 병렬로 전기적 연결이 이루어져 에너지 저장 장치(30. ESS- switching syst)로 전송되어 발전기를 회전시키거나 저장 공간으로 저장되어 필요한 시기나 장소로 보내져 활용되도록 구성된다.

그리고, 상기 태양광 발전기(10)와 풍력 발전기(20)가 하나로 합쳐져 이루어진 복합 태양광 발전기(100)의 하부로 흐르는 수로(50)은 상부 복합 태양광 발전기(100)로 인하여 생성된 그림자 또는 그늘로 인하여 수로(50)의 물에 온도를 낮추어 상부와 온도 차를 더 높일 뿐만 아니라 햇볕으로 인하여 수온이 상승되어 이루어지는 녹조의 생성을 억제하여 과다한 녹조류에 의하여 물이 썩어 오염되는 것을 막을 수도 있어 수로(50)에 서식하는 물고기 또는 수생 생물들이 서식할 수 있는 좋은 환경을 이루어줄 수도 있다.

그러므로, 본 개시에 의하면 상기 복합 태양광 발전기(100)는 전기의 생산뿐만 아니라 복합 태양광 발전기(100)의 밑으로 그늘을 공급하여 태양광에 의한 물이 오염되는 것을 막고, 어두운 환경이나 시원한 환경을 선호하는 동식물들에게 안식처를 공급할 수 있으므로 자연 생태계를 활성화할 수 있으며, 수시로 관련된 사람들의 왕래로 인하여 수로(50)뿐만 아니라 양측의 수로(50) 둑을 관리하게 되어 장마철과 같은 우기에 있을 수 있는 둑의 훼손이나 사람들이 쓰레기 투기로 인하여 발생되는 환경오염을 줄일 수 있으며, 부족한 발전 설비장치의 대량 단지화를 이루거나 부지를 확보할 수 있게 된다.

100 복합 태양광 발전기 10 태양광 발전기
20 풍력 발전기 21 산 22 축
30 에너지 저장 장치
40 복합 태양광 발전기 지지대 50 수로

Claims (3)

1. 태양의 빛 에너지를 이용하여 발전이 이루어지는 태양광 발전기;
   바람의 힘으로 회전이 이루어지는 풍력 발전기;
   상기 태양광 발전기와 풍력 발전기가 전면과 후면에 함께 구비되어 이루어져
   태양에너지와 풍력에너지를 동시에 이용하여 전기를 얻을 수 있는 구조로 이루어지는 복합 태양광 발전기
2. 청구항 1에 있어서,
   풍력 발전기는 태양광 패널과 수평으로 축을 이루며, 날개가 사선으로 연결되어 축을 감싸는 형상으로 이루어지는 것이 특징인 복합 태양광 발전기
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 풍력 발전기는 수로의 위로 구비되어 상부 태양열과 하부 물의 온도차에 의하여 회전체를 회전하여 전기를 생성하는 특징이 있는 복합 태양광 발전기

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