KR20220125753A

KR20220125753A - Function wind generation system

Info

Publication number: KR20220125753A
Application number: KR1020210029124A
Authority: KR
Inventors: 배성륭
Original assignee: 배성륭
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2022-09-14

Abstract

The present invention relates to a functional wind generation system. The functional wind generation system of the present invention includes: a rotation shaft; a generation device which is coupled to the rotation shaft and produces electricity based on rotation energy of the rotation shaft; a battery which is connected with the generation device and stores the electricity produced from the generation device; a plurality of wind power rotation bodies which are connected with the rotation shaft at the opposite side of the generation device and form one body with the rotation shaft to rotate the rotation shaft; a connector which connects the wind power rotation bodies with the rotation shaft as one body; and a forcible shaft rotation unit which is connected with the rotation shaft and forcibly rotates the rotation shaft when operations of the wind power rotation bodies stop. The forcible shaft rotation unit includes: a motor which is connected to the battery and driven by battery power; a driving pulley in a motor axis of the motor; a driven pulley in the rotation shaft; and a timing belt which connects the driving pulley and the driven pulley with a closed loop. The present invention can produce electricity even when the wind does not blow.

Description

기능성 풍력 발전시스템{Function wind generation system}Functional wind generation system

본 발명은, 기능성 풍력 발전시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 복잡하고 비용이 많이 드는 종래의 거대 풍력시스템에서 탈피하여 효율적이면서도 콤팩트하게 제작할 수 있으며, 특히 바람이 불지 않더라도 전기를 생산할 수 있는 기능성 풍력 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a functional wind power generation system, and more specifically, it can be efficiently and compactly manufactured by breaking away from the complicated and expensive conventional giant wind power system, and in particular, the functionality capable of producing electricity even when the wind is not blowing. It relates to wind power generation systems.

풍력발전이란 바람의 힘을 이용해서 발전기를 돌려 전기 에너지를 생산하는 발전방법이다. 수십 와트 규모의 초소형부터 수백만 와트급의 초대형까지 다양한 풍력발전기가 개발되어 전기생산에 이용되고 있다.Wind power is a power generation method that uses the power of the wind to turn a generator to produce electrical energy. A variety of wind power generators have been developed and are being used to produce electricity, from micro-sized tens of watts to super-large with millions of watts.

1990년대부터 덴마크와 독일 등지에서 급속히 발전하여 전세계에 빠른 속도로 보급되고 있다. 소형은 건물 지붕에도 설치되지만, 대형은 바람이 강한 평야와 구릉 그리고 바다에 세워진다.Since the 1990s, it has developed rapidly in Denmark and Germany, and is rapidly spreading around the world. Small ones are also installed on the roofs of buildings, but large ones are built on windy plains, hills and the sea.

풍력발전기는 날개의 회전 샤프트이 높인 방향에 따라 수평축 발전기와 수직축 발전기로 나뉜다. 수직축 발전기는 변환효율이 떨어지기 때문에 현재 설치되는 풍력발전기는 대부분 수평축 발전기이다. 이 발전기는 수평축 좌우에 날개와 발전기가 붙어 있는 형태로 되어 있다. 바람이 불면 날개가 돌아가고, 이 회전력은 축을 통해 발전기를 돌림으로써 전기에너지로 변환된다.Wind power generators are divided into horizontal axis generators and vertical axis generators according to the direction in which the rotating shaft of the blades is raised. Since vertical axis generators have low conversion efficiency, most wind turbines currently installed are horizontal axis generators. This generator has a blade and generator attached to the left and right of the horizontal axis. When the wind blows, the blades rotate, and this rotational force is converted into electrical energy by turning a generator through a shaft.

풍력발전의 발전량은 바람 세기의 세제곱에 비례한다. 바람은 지표면으로부터 높이 올라갈수록 강해지므로 발전기의 높이가 커질수록 발전량도 증가한다. 태풍 등으로 바람이 너무 강하면 날개의 회전이 빨라져 발전기에 손상이 올 수 있어서 이때는 발전기의 작동이 정지된다.The amount of power generated by wind power is proportional to the cube of the wind strength. Since the wind becomes stronger as it rises higher from the surface of the earth, the amount of power generated increases as the height of the generator increases. If the wind is too strong due to a typhoon, etc., the blades rotate faster and damage to the generator may occur. In this case, the operation of the generator is stopped.

바람이 잘 부는 곳에서는 풍력발전으로 화력발전과 비슷한 비용으로 전기를 생산할 수 있다. 또한, 기후변화를 일으키는 온실가스를 내놓지 않기 때문에 1990년대부터 서부 유럽에서 널리 보급되었다.In windy places, wind power can produce electricity at a cost similar to that of thermal power. In addition, since it does not emit greenhouse gases that cause climate change, it has been widely distributed in Western Europe since the 1990s.

2000년대에 와서는 미국과 중국에서도 급속히 보급되어 2010년 현재 중국과 미국은 유럽의 독일과 스페인을 제치고 세계 1,2 위의 풍력발전국이 되었다. 한국에서도 풍력발전에 관한 관심은 높은 편이지만 지형적, 군사적, 행정적 제약으로 인해 빠르게 보급되지는 않고 있다.In the 2000s, it was rapidly distributed in the United States and China, and as of 2010, China and the United States surpassed Germany and Spain in Europe to become the world's first and second largest wind power generation countries. Although interest in wind power generation is high in Korea, it has not spread rapidly due to geographical, military, and administrative constraints.

한편, 앞서 기술한 것처럼 자연 친환경적인 발전 방식으로서 풍력발전기가 널리 사용되고 있기는 하지만, 통상의 풍력발전기는 구조적인 한계로 인해 실질적으로 발전효율이 떨어지며, 설치 장소의 제약이 따른다.On the other hand, as described above, although a wind power generator is widely used as a natural and eco-friendly power generation method, a typical wind power generator has substantially lower power generation efficiency due to structural limitations, and is subject to restrictions on installation locations.

이에, 설치 장소를 고려해서 도 1처럼 해상에 시설하기도 하지만, 도 1과 같은 구조를 이용해서 전기를 생산하려면 그 규모가 거대해야만 해서 시공 또는 설치 비용이 증가할 수밖에 없다.Accordingly, in consideration of the installation location, it is sometimes installed on the sea as shown in FIG. 1 , but in order to produce electricity using the structure as shown in FIG. 1 , the scale must be huge, so that the construction or installation cost is inevitably increased.

또한, 도 1을 비롯한 통상의 시스템은 바람이 없을 때, 블레이드가 회전하지 못하기 때문에 전기 생산이 어렵다는 점 등을 미루어볼 때, 시공 또는 설치 비용대비 효율이 떨어질 수 있다는 점을 고려해볼 때, 이를 보완하기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.In addition, when considering that the conventional system including FIG. 1 is difficult to produce electricity because the blades do not rotate when there is no wind, considering that the efficiency may be reduced compared to the cost of construction or installation, this There is a need to develop technology to complement it.

대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0097695호Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2007-0097695 대한민국특허청 출원번호 제10-2012-0017484호Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2012-0017484 대한민국특허청 출원번호 제10-2014-0009432호Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2014-0009432 대한민국특허청 출원번호 제10-2018-0048768호Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2018-0048768

본 발명의 목적은, 복잡하고 비용이 많이 드는 종래의 거대 풍력시스템에서 탈피하여 효율적이면서도 콤팩트하게 제작할 수 있으며, 특히 바람이 불지 안더라도 전기를 생산할 수 있는 기능성 풍력 발전시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a functional wind power generation system that can be efficiently and compactly manufactured by breaking away from the complex and costly large wind power system of the prior art, and in particular, can produce electricity even when the wind does not blow.

상기 목적은, 회전 샤프트; 상기 회전 샤프트에 결합하며, 상기 회전 샤프트의 회전에너지를 기반으로 전기를 생산하는 발전장치; 상기 발전장치와 연결되며, 상기 발전장치에서 생산된 전기를 저장하는 배터리; 상기 발전장치의 반대편에서 상기 회전 샤프트와 결합하며, 상기 회전 샤프트와 한 몸체를 이루어 상기 회전 샤프트를 회전시키는 복수 개의 풍력 회전체; 상기 풍력 회전체와 상기 회전 샤프트를 한 몸체로 연결하는 커넥터; 및 상기 회전 샤프트와 연결되며, 상기 풍력 회전체의 동작이 정지된 때 상기 회전 샤프트를 강제 회전시키는 샤프트 강제 회전부를 포함하며, 상기 샤프트 강제 회전부는, 상기 배터리에 연결되고 상기 배터리 측의 전력으로 구동하는 모터; 상기 모터의 모터축에 마련되는 구동 풀리; 상기 회전 샤프트에 마련되는 피동 풀리; 및 상기 구동 풀리와 상기 피동 풀리를 폐루프로 연결하는 타이밍 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 풍력 발전시스템에 의해 달성된다.The purpose is a rotating shaft; a power generation device coupled to the rotating shaft and generating electricity based on the rotational energy of the rotating shaft; a battery connected to the power generation device and storing electricity generated by the power generation device; a plurality of wind power rotating bodies coupled to the rotating shaft from the opposite side of the power generation device and forming a body with the rotating shaft to rotate the rotating shaft; a connector connecting the wind power rotating body and the rotating shaft into one body; and a shaft forced rotation unit connected to the rotation shaft and configured to forcibly rotate the rotation shaft when the operation of the wind power rotating body is stopped, wherein the shaft forced rotation unit is connected to the battery and driven by power from the battery motor to do; a driving pulley provided on the motor shaft of the motor; a driven pulley provided on the rotating shaft; and a timing belt connecting the driving pulley and the driven pulley in a closed loop.

상기 회전 샤프트, 상기 발전장치, 상기 배터리, 상기 풍력 회전체 및 상기 샤프트 강제 회전부가 수용되는 시스템 박스를 더 포함하며, 상기 시스템 박스의 적어도 어느 일측벽이 알루미늄판으로 이루어지되 상기 시스템 박스의 적어도 어느 타측벽은 바람에 의해 상기 풍력 회전체를 회전시키기 위해 개방될 수 있다.The rotating shaft, the power generation device, the battery, the wind power rotating body, and further comprising a system box in which the shaft forced rotation unit is accommodated, at least one side wall of the system box is made of an aluminum plate, at least any of the system box The other side wall may be opened to rotate the wind power rotor by the wind.

상기 시스템 박스의 일측에 결합하며, 태양에너지를 기반으로 전기를 생산해서 상기 배터리에 저장하는 태양전지판을 더 포함할 수 있다.A solar panel coupled to one side of the system box to generate electricity based on solar energy and store it in the battery may be further included.

상기 회전 샤프트의 회전속도를 감지하는 샤프트 회전속도 감지부; 및 상기 샤프트 회전속도 감지부의 감지신호에 기초하여 상기 샤프트 강제 회전부의 동작을 컨트롤하는 시스템 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.a shaft rotation speed sensing unit for sensing the rotation speed of the rotating shaft; and a system controller for controlling the operation of the shaft forced rotation unit based on the detection signal of the shaft rotation speed sensing unit.

상기 풍력 회전체는, 바람에 의해 회전 가능한 풍력 회전 원판부; 상기 풍력 회전 원판부의 중심을 기점으로 방사상으로 형성되는 복수 개의 방사형 리브; 및 상기 방사형 리브들에 하나씩 구름 이동 가능하게 배치되되 상기 풍력 회전 원판부의 회전을 배가시키는 구름볼을 포함할 수 있다.The wind power rotating body, the wind power rotating disk unit rotatable by the wind; a plurality of radial ribs radially formed from the center of the wind power rotating disk unit; And it may include a rolling ball which is arranged to be movable one by one on the radial ribs and doubles the rotation of the wind power rotating disk unit.

상기 발전장치는, 상기 회전 샤프트에 결합하며, 상기 회전 샤프트의 속도를 증속시키는 증속기; 및 상기 증속기와 연결되며, 상기 증속기의 회전에너지를 기반으로 전기를 생산하는 발전기를 포함할 수 있다.The power generation device is coupled to the rotary shaft, the speed increaser for increasing the speed of the rotary shaft; and a generator connected to the gearbox and generating electricity based on the rotational energy of the gearbox.

본 발명에 따르면, 복잡하고 비용이 많이 드는 종래의 거대 풍력시스템에서 탈피하여 효율적이면서도 콤팩트하게 제작할 수 있으며, 특히 바람이 불지 안더라도 전기를 생산할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to efficiently and compactly manufacture a large wind power system that is complex and expensive in the prior art, and in particular, there is an effect that electricity can be produced even when the wind does not blow.

도 1은 일반적인 해상 풍력 발전시스템의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 3의 부분 내부 구조도이다.
도 5는 풍력 회전체의 구조도이다.
도 6은 도 2의 기능성 풍력 발전시스템에 대한 제어블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 사시도이다.
도 8은 도 7의 부분 내부 구조도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 사시도이다.
도 10은 도 9의 부분 내부 구조도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 부분 내부 구조도이다.
도 12는 블레이드 유닛의 구조도이다.1 is a structural diagram of a general offshore wind power generation system.
2 is a perspective view of a functional wind power generation system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a side view of FIG. 2 ;
FIG. 4 is a partial internal structural diagram of FIG. 3 .
5 is a structural diagram of a wind power rotating body.
6 is a control block diagram of the functional wind power generation system of FIG.
7 is a perspective view of a functional wind power generation system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a partial internal structural diagram of FIG. 7 .
9 is a perspective view of a functional wind power generation system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partial internal structural diagram of FIG. 9 .
11 is a partial internal structural diagram of a functional wind power generation system according to a fourth embodiment of the present invention.
12 is a structural diagram of the blade unit.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them.

그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.However, since the description of the present invention is merely an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiment described in the text.

예컨대, 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.For example, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea, since the embodiments are capable of various modifications and may have various forms.

또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.In addition, the scope of the present invention should not be construed as being limited thereby because the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the scope of the present invention. And the invention is only defined by the scope of the claims.

따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques have not been specifically described to avoid obscuring the present invention.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention is not limited to the dictionary meaning, and should be understood as follows.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected to” another component, it may be directly connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. On the other hand, other expressions describing the relationship between elements, that is, "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" or "have" refer to the specified feature, number, step, action, component, part or these It is intended to indicate that a combination exists, and it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.Terms defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having the meaning consistent with the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components, and in some cases, the descriptions of the same reference numerals will be omitted.

(제1 실시예)(Example 1)

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 사시도, 도 3은 도 2의 측면도, 도 4는 도 3의 부분 내부 구조도, 도 5는 풍력 회전체의 구조도, 도 6은 도 2의 기능성 풍력 발전시스템에 대한 제어블록도이다.2 is a perspective view of a functional wind power generation system according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a side view of FIG. 2, FIG. 4 is a partial internal structural diagram of FIG. 3, FIG. 5 is a structural diagram of a wind power rotating body, FIG. is a control block diagram for the functional wind power generation system of FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(100)은 복잡하고 비용이 많이 드는 종래의 거대 풍력시스템에서 탈피하여 효율적이면서도 콤팩트하게 제작할 수 있으며, 특히 바람이 불지 안더라도 전기를 생산할 수 있도록 한다.Referring to these drawings, the functional wind power generation system 100 according to this embodiment can be efficiently and compactly manufactured by breaking away from the complicated and expensive conventional giant wind power system, and in particular, it can produce electricity even when the wind is not blowing. make it possible

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(100)은 시스템 박스(120)와, 시스템 박스(120) 상에 마련되는 태양전지판(110)을 포함한다.The functional wind power generation system 100 according to the present embodiment capable of providing such an effect includes a system box 120 and a solar panel 110 provided on the system box 120 .

시스템 박스(120)는 태양전지판(110)을 제외한 모든 구성이 탑재되는 장소를 이룬다. 즉 시스템 박스(120)에 회전 샤프트(130), 발전장치(140), 배터리(144), 풍력 회전체(150) 및 샤프트 강제 회전부(160)가 위치별로 수용, 탑재될 수 있다.The system box 120 forms a place where all components except the solar panel 110 are mounted. That is, the rotating shaft 130 , the power generation device 140 , the battery 144 , the wind power rotating body 150 , and the shaft forced rotation unit 160 may be accommodated and mounted in the system box 120 for each position.

이처럼 시스템 박스(120)에 회전 샤프트(130), 발전장치(140), 배터리(144), 풍력 회전체(150) 및 샤프트 강제 회전부(160)가 위치별로 수용, 탑재되는 형태라서 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(100)의 구조가 심플하면서도 콤팩트하다.As such, the rotation shaft 130, the power generation device 140, the battery 144, the wind power rotating body 150 and the shaft forced rotation unit 160 are accommodated and mounted in the system box 120 for each position, so in this embodiment The structure of the functional wind power generation system 100 is simple yet compact.

이때, 시스템 박스(120)의 적어도 어느 일측벽이 알루미늄판으로 이루어지되 시스템 박스(120)의 적어도 어느 타측벽은 바람에 의해 풍력 회전체(150)를 회전시키기 위해 개방될 수 있다.At this time, at least one side wall of the system box 120 is made of an aluminum plate, and at least any other side wall of the system box 120 may be opened to rotate the wind power rotating body 150 by wind.

시스템 박스(120) 내의 구성들을 살펴보면, 우선 회전 샤프트(130)는 봉 형상의 부재로서, 풍력 회전체(150)나 샤프트 강제 회전부(160)의 작용으로 회전하면서 회전에너지를 발생시킨다.Looking at the components in the system box 120 , first, the rotating shaft 130 is a rod-shaped member, and generates rotational energy while rotating by the action of the wind power rotating body 150 or the shaft forced rotating unit 160 .

발전장치(140)는 회전 샤프트(130)에 결합하며, 회전 샤프트(130)의 회전에너지를 기반으로 전기를 생산하는 역할을 한다.The generator 140 is coupled to the rotating shaft 130 , and serves to generate electricity based on the rotational energy of the rotating shaft 130 .

이러한 발전장치(140)는 회전 샤프트(130)에 결합하며, 회전 샤프트(130)의 속도를 증속시키는 증속기(141)와, 증속기(141)와 연결되며, 증속기(141)의 회전에너지를 기반으로 전기를 생산하는 발전기(142)를 포함할 수 있다.The power generation device 140 is coupled to the rotation shaft 130 , and is connected to the speed increaser 141 for increasing the speed of the rotation shaft 130 , and the speed increaser 141 , and the rotational energy of the speed increaser 141 . It may include a generator 142 for generating electricity based on.

배터리(144)는 발전장치(140)와 연결되며, 발전장치(140)에서 생산된 전기를 저장하는 장소를 이룬다. 물론, 태양전지판(110)에서 생성된 전기 역시, 배터리(144)에 저장된다. 배터리(144)는 샤프트 강제 회전부(160)의 모터(161)와 연결될 수 있다.The battery 144 is connected to the power generation device 140 , and forms a place for storing electricity generated by the power generation device 140 . Of course, electricity generated by the solar panel 110 is also stored in the battery 144 . The battery 144 may be connected to the motor 161 of the shaft forced rotation unit 160 .

풍력 회전체(150)는 발전장치(140)의 반대편에서 회전 샤프트(130)와 결합하며, 회전 샤프트(130)와 한 몸체를 이루어 회전 샤프트(130)를 회전시키는 역할을 한다. 풍력 회전체(150)와 회전 샤프트(130)가 한 몸체로 연결되기 위해 커넥터(132)가 사용될 수 있다.The wind power rotating body 150 is coupled to the rotating shaft 130 on the opposite side of the power generator 140 , and serves to rotate the rotating shaft 130 by forming a body with the rotating shaft 130 . A connector 132 may be used to connect the wind power rotating body 150 and the rotating shaft 130 into one body.

이러한 풍력 회전체(150)는 바람에 의해 회전 가능한 풍력 회전 원판부(151)와, 풍력 회전 원판부(151)의 중심을 기점으로 방사상으로 형성되는 복수 개의 방사형 리브(152)와, 방사형 리브(152)들에 하나씩 구름 이동 가능하게 배치되되 풍력 회전 원판부(151)의 회전을 배가시키는 구름볼(153)을 포함할 수 있다.The wind power rotating body 150 includes a wind power rotating disk unit 151 rotatable by the wind, a plurality of radial ribs 152 radially formed from the center of the wind power rotating disc unit 151 as a starting point, and a radial rib ( 152) may include a rolling ball 153 that is arranged to be movable one by one in the wind power rotating disk unit 151 to double the rotation.

바람에 의해 풍력 회전 원판부(151)가 회전하면서 구름볼(153)들이 실선에서 점선으로, 혹은 점선에서 실선으로 움직이게 되고, 이러한 힘에 의해 풍력 회전 원판부(151)의 회전을 배가시켜 회전 샤프트(130)의 회전에너지를 높일 수 있다.As the wind power rotating disk unit 151 rotates by the wind, the rolling balls 153 move from the solid line to the dotted line, or from the dotted line to the solid line, and by this force, the rotation of the wind power rotating disk unit 151 is doubled and the rotation shaft It is possible to increase the rotational energy of (130).

샤프트 강제 회전부(160)는 회전 샤프트(130)와 연결되며, 풍력 회전체(150)의 동작이 정지된 때 회전 샤프트(130)를 강제 회전시키는 역할을 한다.The shaft forced rotation unit 160 is connected to the rotation shaft 130 and serves to forcibly rotate the rotation shaft 130 when the operation of the wind power rotor 150 is stopped.

이러한 샤프트 강제 회전부(160)는 배터리(144)에 연결되고 배터리(144) 측의 전력으로 구동하는 모터(161)와, 모터(161)의 모터축에 마련되는 구동 풀리(162)와, 회전 샤프트(130)에 마련되는 피동 풀리(163)와, 구동 풀리(162)와 피동 풀리(163)를 폐루프로 연결하는 타이밍 벨트(164)를 포함할 수 있다.The shaft forced rotation unit 160 includes a motor 161 connected to the battery 144 and driven by electric power from the battery 144 side, a driving pulley 162 provided on the motor shaft of the motor 161, and a rotating shaft. It may include a driven pulley 163 provided on the 130 and a timing belt 164 connecting the driving pulley 162 and the driven pulley 163 in a closed loop.

이에, 모터(161)가 동작하면 모터(161)의 구동력이 구동 풀리(162), 타이밍 벨트(164) 및 피동 풀리(163)로 전달됨에 따라 회전 샤프트(130)가 회전할 수 있게 되고, 이로 인해 회전 샤프트(130)에 의한 회전에너지를 끌어낼 수 있다.Accordingly, when the motor 161 is operated, the rotating shaft 130 can rotate as the driving force of the motor 161 is transmitted to the driving pulley 162 , the timing belt 164 and the driven pulley 163 , thereby Due to this, the rotational energy by the rotating shaft 130 can be drawn out.

태양전지판(110)은 시스템 박스(120)의 일측에 결합하며, 태양에너지를 기반으로 전기를 생산해서 배터리(144)에 저장하는 역할을 한다.The solar panel 110 is coupled to one side of the system box 120 , and serves to generate electricity based on solar energy and store it in the battery 144 .

한편, 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(100)에는 시스템의 컨트롤을 위해 샤프트 회전속도 감지부(170)와 시스템 컨트롤러(180)가 더 탑재된다.On the other hand, the functional wind power generation system 100 according to the present embodiment is further equipped with a shaft rotation speed sensor 170 and a system controller 180 for system control.

샤프트 회전속도 감지부(170)는 회전 샤프트(130)의 회전속도를 감지하는 역할을 한다.The shaft rotation speed detection unit 170 serves to detect the rotation speed of the rotation shaft 130 .

그리고, 시스템 컨트롤러(180)는 샤프트 회전속도 감지부(170)의 감지신호에 기초하여 샤프트 강제 회전부(160)의 동작을 컨트롤한다. 이러한 역할을 수행하는 시스템 컨트롤러(180)는 중앙처리장치(181, CPU), 메모리(182, MEMORY), 그리고 서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.In addition, the system controller 180 controls the operation of the shaft forced rotation unit 160 based on the detection signal of the shaft rotation speed sensing unit 170 . The system controller 180 performing this role may include a central processing unit 181 (CPU), a memory 182 (MEMORY), and a support circuit 183 (SUPPORT CIRCUIT).

중앙처리장치(181)는 본 실시예에서 샤프트 회전속도 감지부(170)의 감지신호에 기초하여 샤프트 강제 회전부(160)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.The central processing unit 181 may be one of various computer processors that can be industrially applied to control the operation of the shaft forced rotation unit 160 based on the detection signal of the shaft rotation speed sensing unit 170 in this embodiment. have.

메모리(182, MEMORY)는 중앙처리장치(181)와 연결된다. 메모리(182)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.The memory 182 (MEMORY) is connected to the central processing unit (181). The memory 182 is a computer-readable recording medium, which may be installed locally or remotely, and may be easily available such as, for example, random access memory (RAM), ROM, floppy disk, hard disk, or any digital storage form. It may be at least one memory.

서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(181)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(183)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.The support circuit 183 (SUPPORT CIRCUIT) is coupled with the central processing unit 181 to support typical operation of the processor. The support circuit 183 may include a cache, a power supply, a clock circuit, an input/output circuit, a subsystem, and the like.

본 실시예에서 시스템 컨트롤러(180)는 샤프트 회전속도 감지부(170)의 감지신호에 기초하여 샤프트 강제 회전부(160)의 동작을 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(182)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(182)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.In the present embodiment, the system controller 180 controls the operation of the shaft forced rotation unit 160 based on the detection signal of the shaft rotation speed detection unit 170, such a series of control processes to be stored in the memory 182 can Typically, software routines may be stored in memory 182 . Software routines may also be stored or executed by other central processing units (not shown).

본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.Although the process according to the present invention has been described as being executed by a software routine, it is also possible that at least some of the processes of the present invention are performed by hardware. As such, the processes of the present invention may be implemented in software executed on a computer system, implemented in hardware such as an integrated circuit, or implemented by a combination of software and hardware.

이러한 구성에 의해, 풍력에 의해 풍력 회전체(150)가 회전되면서 발전장치(140)가 구동하고, 발전장치(140)의 구동으로 배터리(144)에 전기가 충전될 수 있게 되는데, 만약 풍력 회전체(150)의 회전량이 기준치보다 낮으면 시스템 컨트롤러(180)가 샤프트 강제 회전부(160)를 구동시켜 회전 샤프트(130)가 강제로 회전되게 유도함으로써 전기 생산이 중단되지 않게끔 한다.With this configuration, the power generation device 140 is driven while the wind power rotating body 150 is rotated by the wind power, and electricity can be charged to the battery 144 by driving the power generation device 140, if the wind power rotation body 150 is rotated. When the rotation amount of the entire 150 is lower than the reference value, the system controller 180 drives the shaft forced rotation unit 160 to induce the rotation shaft 130 to rotate forcibly, so that electricity production is not stopped.

이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 복잡하고 비용이 많이 드는 종래의 거대 풍력시스템에서 탈피하여 효율적이면서도 콤팩트하게 제작할 수 있으며, 특히 바람이 불지 안더라도 전기를 생산할 수 있게 된다.According to this embodiment, which operates based on the structure as described above, it is possible to efficiently and compactly manufacture a large wind power system that is complicated and expensive in the prior art, and in particular, it is possible to produce electricity even when the wind does not blow. do.

(제2 실시예)(Second embodiment)

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 사시도이고, 도 8은 도 7의 부분 내부 구조도이다.7 is a perspective view of a functional wind power generation system according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a partial internal structural diagram of FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(200) 역시, 시스템 박스(220)와, 시스템 박스(220) 상에 마련되는 태양전지판(110)을 포함한다.Referring to these drawings, the functional wind power generation system 200 according to the present embodiment also includes a system box 220 and a solar panel 110 provided on the system box 220 .

시스템 박스(220)는 태양전지판(110)을 제외한 모든 구성, 즉 회전 샤프트(130), 발전장치(140), 배터리(144), 풍력 회전체(150) 및 샤프트 강제 회전부(160)가 위치별로 수용, 탑재되는 장소를 이룬다. 이들의 구성과 역할, 기능은 전술한 것과 동일하므로 중복 설명은 피한다.The system box 220 includes all components except the solar panel 110 , that is, the rotating shaft 130 , the power generation device 140 , the battery 144 , the wind power rotating body 150 and the shaft forced rotation unit 160 by position. It forms a place to be accommodated and mounted. Since their configuration, roles, and functions are the same as those described above, repeated descriptions are avoided.

한편, 본 실시예의 경우, 시스템 박스(220)의 전면부와 후면부 모두에 제1 및 제2 개구부(220a,220b)가 형성되며, 이러한 제1 및 제2 개구부(220a,220b)로 인해 공기 순환이 잘 이루어져 풍력 회전체(150)의 원활한 회전을 유도할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, first and second openings 220a and 220b are formed in both the front and rear portions of the system box 220, and air circulation due to these first and second openings 220a and 220b This is done well and can induce smooth rotation of the wind power rotating body 150 .

본 실시예가 적용되더라도 복잡하고 비용이 많이 드는 종래의 거대 풍력시스템에서 탈피하여 효율적이면서도 콤팩트하게 제작할 수 있으며, 특히 바람이 불지 안더라도 전기를 생산할 수 있다.Even if this embodiment is applied, it can be efficiently and compactly manufactured by breaking away from the complicated and expensive conventional giant wind power system, and in particular, electricity can be produced even when the wind does not blow.

(제3 실시예)(Example 3)

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 사시도이고, 도 10은 도 9의 부분 내부 구조도이다.9 is a perspective view of a functional wind power generation system according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a partial internal structural diagram of FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(300)은 전술한 제2 실시예와 실질적으로 동일하다.Referring to these drawings, the functional wind power generation system 300 according to the present embodiment is substantially the same as the above-described second embodiment.

다만, 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(300)의 제1 및 제2 개구부(220a,220b)에는 망체(390)가 착탈 가능하게 결합한다. 복수 개의 미세 홀(hole)이 형성된 망체(390)가 제1 및 제2 개구부(220a,220b)에 마련되기 때문에 시스템 박스(220) 내로 공기만 순환시킬 수 있고, 각종 이물질의 침투를 차단할 수 있다.However, the mesh body 390 is detachably coupled to the first and second openings 220a and 220b of the functional wind power generation system 300 according to the present embodiment. Since the mesh body 390 having a plurality of fine holes is provided in the first and second openings 220a and 220b, only air can be circulated into the system box 220 and the penetration of various foreign substances can be blocked. .

(제4 실시예)(Example 4)

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템의 부분 내부 구조도이고, 도 12는 블레이드 유닛의 구조도이다.11 is a partial internal structural diagram of a functional wind power generation system according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a structural diagram of a blade unit.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 기능성 풍력 발전시스템(400) 역시, 시스템 박스(120)와, 시스템 박스(120) 상에 마련되는 태양전지판(110)을 포함한다.Referring to these drawings, the functional wind power generation system 400 according to the present embodiment also includes a system box 120 and a solar panel 110 provided on the system box 120 .

시스템 박스(120)는 태양전지판(110)을 제외한 모든 구성, 즉 회전 샤프트(130), 발전장치(140), 배터리(144), 풍력 회전체(150) 및 샤프트 강제 회전부(160)가 위치별로 수용, 탑재되는 장소를 이룬다. 이들의 구성과 역할, 기능은 전술한 것과 동일하므로 중복 설명은 피한다.The system box 120 includes all components except the solar panel 110 , that is, the rotating shaft 130 , the power generation device 140 , the battery 144 , the wind power rotating body 150 and the shaft forced rotation unit 160 by position. It forms a place to be accommodated and mounted. Since their configuration, roles, and functions are the same as those described above, repeated descriptions are avoided.

한편, 본 실시예의 경우, 회전 샤프트(130)의 회전량을 배가시키기 위해 회전 샤프트(130)에 블레이드 유닛(430)이 추가로 결합하는 구조를 취한다.On the other hand, in the present embodiment, the blade unit 430 is additionally coupled to the rotating shaft 130 in order to double the amount of rotation of the rotating shaft 130 is adopted.

블레이드 유닛(430)은 회전 샤프트(130)에 결합하는 샤프트 결합부(431)와, 샤프트 결합부(431)의 외측에 등간격으로 배치되며, 바람에 의해 회전하는 복수 개의 블레이드(432)와, 샤프트 결합부(431)와 블레이드(432)에 연결되고 샤프트 결합부(431)와 블레이드(432)가 한 몸체가 되게 하는 연결부재(433)를 포함한다.The blade unit 430 includes a shaft coupling portion 431 coupled to the rotation shaft 130, and a plurality of blades 432 disposed at equal intervals on the outside of the shaft coupling portion 431 and rotated by the wind, It includes a connecting member 433 connected to the shaft coupling portion 431 and the blade 432 and allowing the shaft coupling portion 431 and the blade 432 to become one body.

이에, 바람에 의해 블레이드(432)들이 회전하면 블레이드(432)들과 함께 회전 샤프트(130)가 회전하면서 회전에너지를 발생시킬 수 있는데, 풍력 회전체(150)와 더불어 회전 샤프트(130)의 회전력을 배가시킬 수 있다.Accordingly, when the blades 432 are rotated by the wind, the rotational shaft 130 rotates together with the blades 432 to generate rotational energy. can be doubled.

이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such modifications or variations shall fall within the scope of the claims of the present invention.

100 : 기능성 풍력 발전시스템 110 : 태양전지판
120 : 시스템 박스 130 : 회전 샤프트
132 : 커넥터 140 : 발전장치
141 : 증속기 142 : 발전기
144 : 배터리 150 : 풍력 회전체
151 : 풍력 회전 원판부 152 : 방사형 리브
153 : 구름볼 160 : 샤프트 강제 회전부
161 : 모터 162 : 구동 풀리
163 : 피동 풀리 164 : 타이밍 벨트
170 : 샤프트 회전속도 감지부 180 : 시스템 컨트롤러100: functional wind power generation system 110: solar panel
120: system box 130: rotating shaft
132: connector 140: power generation device
141: gearbox 142: generator
144: battery 150: wind power rotating body
151: wind power rotating disk unit 152: radial rib
153: rolling ball 160: shaft forced rotation part
161: motor 162: drive pulley
163: driven pulley 164: timing belt
170: shaft rotation speed sensing unit 180: system controller

Claims

회전 샤프트;
상기 회전 샤프트에 결합하며, 상기 회전 샤프트의 회전에너지를 기반으로 전기를 생산하는 발전장치;
상기 발전장치와 연결되며, 상기 발전장치에서 생산된 전기를 저장하는 배터리;
상기 발전장치의 반대편에서 상기 회전 샤프트와 결합하며, 상기 회전 샤프트와 한 몸체를 이루어 상기 회전 샤프트를 회전시키는 복수 개의 풍력 회전체;
상기 풍력 회전체와 상기 회전 샤프트를 한 몸체로 연결하는 커넥터; 및
상기 회전 샤프트와 연결되며, 상기 풍력 회전체의 동작이 정지된 때 상기 회전 샤프트를 강제 회전시키는 샤프트 강제 회전부를 포함하며,
상기 샤프트 강제 회전부는,
상기 배터리에 연결되고 상기 배터리 측의 전력으로 구동하는 모터;
상기 모터의 모터축에 마련되는 구동 풀리;
상기 회전 샤프트에 마련되는 피동 풀리; 및
상기 구동 풀리와 상기 피동 풀리를 폐루프로 연결하는 타이밍 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 풍력 발전시스템.
rotating shaft;
a power generation device coupled to the rotating shaft and generating electricity based on the rotational energy of the rotating shaft;
a battery connected to the power generation device and storing electricity generated by the power generation device;
a plurality of wind power rotating bodies coupled to the rotating shaft from the opposite side of the power generation device and forming a body with the rotating shaft to rotate the rotating shaft;
a connector connecting the wind power rotating body and the rotating shaft into one body; and
It is connected to the rotating shaft and includes a shaft forced rotation unit for forcibly rotating the rotating shaft when the operation of the wind power rotating body is stopped,
The shaft forced rotation unit,
a motor connected to the battery and driven by electric power from the battery;
a driving pulley provided on the motor shaft of the motor;
a driven pulley provided on the rotating shaft; and
Functional wind power generation system comprising a timing belt connecting the driving pulley and the driven pulley in a closed loop.

제1항에 있어서,
상기 회전 샤프트, 상기 발전장치, 상기 배터리, 상기 풍력 회전체 및 상기 샤프트 강제 회전부가 수용되는 시스템 박스를 더 포함하며,
상기 시스템 박스의 적어도 어느 일측벽이 알루미늄판으로 이루어지되 상기 시스템 박스의 적어도 어느 타측벽은 바람에 의해 상기 풍력 회전체를 회전시키기 위해 개방되는 것을 특징으로 하는 기능성 풍력 발전시스템.
According to claim 1,
Further comprising a system box in which the rotating shaft, the power generation device, the battery, the wind power rotating body and the shaft forced rotation unit are accommodated,
At least one side wall of the system box is made of an aluminum plate, and at least any other side wall of the system box is opened to rotate the wind power rotating body by wind.

제1항에 있어서,
상기 시스템 박스의 일측에 결합하며, 태양에너지를 기반으로 전기를 생산해서 상기 배터리에 저장하는 태양전지판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 풍력 발전시스템.
According to claim 1,
Coupled to one side of the system box, functional wind power generation system, characterized in that it further comprises a solar panel for generating electricity based on solar energy and storing it in the battery.

제1항에 있어서,
상기 회전 샤프트의 회전속도를 감지하는 샤프트 회전속도 감지부; 및
상기 샤프트 회전속도 감지부의 감지신호에 기초하여 상기 샤프트 강제 회전부의 동작을 컨트롤하는 시스템 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 풍력 발전시스템.
According to claim 1,
a shaft rotation speed sensing unit for sensing the rotation speed of the rotating shaft; and
Functional wind power generation system, characterized in that it further comprises a system controller for controlling the operation of the shaft forced rotation unit based on the detection signal of the shaft rotation speed sensor.

제1항에 있어서,
상기 풍력 회전체는,
바람에 의해 회전 가능한 풍력 회전 원판부;
상기 풍력 회전 원판부의 중심을 기점으로 방사상으로 형성되는 복수 개의 방사형 리브; 및
상기 방사형 리브들에 하나씩 구름 이동 가능하게 배치되되 상기 풍력 회전 원판부의 회전을 배가시키는 구름볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 풍력 발전시스템.
According to claim 1,
The wind power rotating body,
Wind power rotating disk unit rotatable by the wind;
a plurality of radial ribs radially formed from the center of the wind power rotating disk unit; and
Functional wind power generation system, characterized in that it includes a rolling ball that is arranged to be movable one by one on the radial ribs and doubles the rotation of the wind power rotating disc part.

제1항에 있어서,
상기 발전장치는,
상기 회전 샤프트에 결합하며, 상기 회전 샤프트의 속도를 증속시키는 증속기; 및
상기 증속기와 연결되며, 상기 증속기의 회전에너지를 기반으로 전기를 생산하는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 풍력 발전시스템.According to claim 1,
The generator is
a speed increaser coupled to the rotating shaft and increasing the speed of the rotating shaft; and
Functional wind power generation system, which is connected to the gearbox, and comprises a generator for generating electricity based on the rotational energy of the speedup gear.