KR101203160B1

KR101203160B1 - Windmill with solar-cell panel

Info

Publication number: KR101203160B1
Application number: KR1020100113351A
Authority: KR
Inventors: 소길수; 최현숙
Original assignee: 주식회사 한국에너지
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2012-11-20
Anticipated expiration: 2030-11-15
Also published as: KR20120051959A

Abstract

본 발명은 태양전지패널이 제공되는 풍력발전기용 날개에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 발전기에 접속되는 주축(1)과, 상기 주축(1)에 직각으로 고정되어 상기 주축(1)을 회전시키도록 제공되는 구동축(2)과, 상기 구동축(2)에 제공되는 상기 구동축(2)을 중심으로 전개 또는 접철이 가능하도록 제공되는 한쌍의 날개부(3)를 포함하는 풍력발전기용 날개에 있어서, 상기 한 쌍의 날개부(3)는 전개시 160도 미만의 각도를 유지토록 전개되고, 접철시 20도 이상의 각도를 유지토록 접철되고, 상기 한 쌍의 날개부(3) 중 상측에 위치하는 날개부의 상면에는 태양전지패널이 제공되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a wind turbine blade provided with a solar cell panel, more specifically, the main shaft (1) connected to the generator, and is fixed at right angles to the main shaft (1) to rotate the main shaft (1) In the wing for a wind turbine comprising a drive shaft (2) provided and a pair of wings (3) provided to be deployed or folded around the drive shaft (2) provided on the drive shaft (2), The pair of wings 3 is unfolded to maintain an angle of less than 160 degrees when deployed, is folded to maintain an angle of 20 degrees or more when folded, and is located at an upper side of the pair of wings 3. The upper surface is characterized in that the solar panel is provided.

Description

Wings for Wind Power Generator with Solar Panels {WINDMILL WITH SOLAR-CELL PANEL}

현재 전기를 얻기 위한 발전방법으로, 대규모의 화석연료를 사용하는 화력발전이나, 우라늄을 사용하는 원자력 발전이나, 대규모의 담수설비가 필요한 수력발전 등이 있다. 이중 화력발전 및 원자력 발전의 경우, 환경파괴 및 온난화의 원인이 되고, 특히 워자력 발전의 경우에는 방사선폐기물 발생 등의 사회적인 문제가 큰 이슈가 되고 있다. Current power generation methods include thermal power generation using large fossil fuels, nuclear power generation using uranium, and hydroelectric power generation requiring large-scale desalination facilities. In the case of thermal power generation and nuclear power generation, it causes environmental destruction and warming, and in particular, in the case of thermal power generation, social problems such as radiation waste generation have become a big issue.

최근에는 이러한 발전 방법이외의 보다 친환경적인 대체에너지 발전의 필요성이 대두되고 있는데, 그 예로 태양열발전이나 풍력발전이 있다. Recently, there is a need for more environmentally friendly alternative energy generation other than such a power generation method, such as solar power generation or wind power generation.

통상적으로 풍력발전 장치는 풍차(windmill)라고 불리며, 이는 회전축을 통한 기계적인 힘을 이용해 전력을 생산하기 위해 사용되는 장치이다. 즉, 풍력발전은 바람을 받아 회전하는 날개의 회전력을 동력전달장치를 통해 발전기를 가동시켜 전기를 얻는 것으로, 그 효율을 극대화하기 위해서 바람의 힘을 에너지 손실없이 최대한 활용할 수 있는 기술이 핵심이다. 따라서 그 풍력발전의 날개의 구조가 중요한 요소가 된다. Wind turbines are commonly referred to as windmills, which are devices used to produce power using mechanical forces through a rotating shaft. In other words, wind power is to obtain electricity by operating the generator through the power transmission device to rotate the wind power rotated by the wind, the technology to maximize the power of the wind without energy loss is the key to maximize the efficiency. Therefore, the wing structure of the wind power generation is an important factor.

종래의 풍력발전기에 적용되는 날개는 프로펠러 또는 풍차와 같은 구조를 갖거나 수직축의 둘레로 전면이 오목한 형상의 날개가 세로로 다수개 형성되는 일펠러형 구조들이 있다. 도 1에서와 같이 수직입설된 지주(130)의 선단에 동력전달부(110)가 장착되어 있고, 상기한 동력전달부(110)의 일측에는 다수의 회전날개가 장착되어 있어, 상기한 회전날개(120)가 바람에 의해 회전하면 상기한 회전날개(120)의 회전 동력을 전기적인 에너지로 변환시켜 사용할 수 있게 하는 것이다. 그러나 이러한 프로펠러와 같은 풍력발전기의 날개 구조는 경사면으로 바람이 지나가면서 날개를 밀어 회전시키기 때문에 바람의 손실량이 많은 단점이 있다. 또한, 임펠러형 구조의 날개도 바람을 맞을 때는 날개가 오목하게 형성되어 많은 양의 바람을 받을 수 있어 효율적이지만, 바람을 맞는 방향으로 복귀하기 위해 바람을 등질 때에는 여전히 저항을 많이 받아 회전력을 저하시키는 문제가 있다. The wing applied to the conventional wind turbine has a propeller or a windmill, or has a single-pellet structure in which a plurality of wings having a concave shape is formed vertically around the vertical axis. 1, the power transmission unit 110 is mounted on the tip of the vertically vertical strut 130, and one side of the power transmission unit 110 is equipped with a plurality of rotary blades. When the 120 is rotated by the wind is to convert the rotational power of the rotary blade 120 to electrical energy to be used. However, the wing structure of the wind power generator, such as the propeller has a disadvantage in that the amount of wind loss due to the rotation of the wing while rotating the wind as the slope passes. In addition, the impeller-type wing is efficient because the wing is concave to receive a large amount of wind when it is hit by the wind, but it still receives a lot of resistance when turning the wind to return to the wind direction, thereby reducing the rotational force. there is a problem.

또한, 도 1에서와 같은 종래의 풍력발전은 바람이 일정한 속도 이상으로 유지되고 공기의 밀도가 높아야 프로펠러형 블레이드가 회전을 함으로써 바람의 힘을 동력으로 변환할 수 있으므로 미풍이 불어올 경우에는 발전이 어렵다는 문제가 있어, 바람이 일정치 않은 도시지역 및 산간지방에는 효율성이 결여되는 문제가 있다.In addition, in the conventional wind power generation as shown in FIG. 1, when the wind is maintained at a constant speed or higher and the air density is high, the propeller-type blade rotates to convert the force of the wind into power, so that the power generation occurs when the breeze blows. There is a problem that is difficult, there is a problem that lack efficiency in urban areas and mountainous regions where the wind is not constant.

또한, 풍력 및 태양광 발전을 동시에 수행할 수 있다면, 공간활용도 측면에서 더욱 뛰어난 효율을 높일 수 있다. In addition, if the wind and solar power generation can be performed at the same time, it is possible to increase the efficiency more excellent in terms of space utilization.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 회전방향에 따라 날개가 접철되는 구조의 풍력발전날개를 제공하고자 한다. The present invention has been made to solve the above problems, to provide a wind turbine wing of the structure that the wings are folded in accordance with the rotation direction.

또한, 날개가 접촉되는 풍력발전날개의 상측에 태양전지패널을 제공하여 풍력과 태양광을 동시에 활용할 수 있는 발전장치를 제공하고자 한다. In addition, by providing a solar panel on the upper side of the wind turbine blades in contact with the wings to provide a power generation device that can utilize the wind and solar light at the same time.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다. The present invention provides the following means for solving the above problems.

본 발명에 의한 일실시예로서, 발전기에 접속되는 주축(1)과, 상기 주축(1)에 직각으로 고정되어 상기 주축(1)을 회전시키도록 제공되는 구동축(2)과, 상기 구동축(2)에 제공되는 상기 구동축(2)을 중심으로 전개 또는 접철이 가능하도록 제공되는 한쌍의 날개부(3)를 포함하는 풍력발전기용 날개에 있어서, 상기 한 쌍의 날개부(3)는 전개시 160도 미만의 각도를 유지토록 전개되고, 접철시 20도 이상의 각도를 유지토록 접철되고, 상기 한 쌍의 날개부(3) 중 상측에 위치하는 날개부의 상면에는 태양전지패널이 제공되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment according to the present invention, the main shaft (1) connected to the generator, the drive shaft (2) provided to rotate the main shaft (1) is fixed at a right angle to the main shaft (1), and the drive shaft (2) In the blade for a wind power generator comprising a pair of wings (3) provided to be deployed or folded around the drive shaft (2) provided in the), the pair of wings (3) is 160 when deployed It is developed to maintain an angle of less than a degree, is folded to maintain an angle of 20 degrees or more during folding, characterized in that the solar cell panel is provided on the upper surface of the wing portion located on the upper side of the pair of wings (3). .

이 경우, 풍속 감지 센서를 더 포함하고, 상기 풍속 감지 센서에 의해 감지된 풍속이 소정의 값 이하인 경우에는 상기 한 쌍의 날개부를 접철하여, 태양전지패널을 이용하여 발전을 수행하는것을 특징으로 한다. In this case, further comprising a wind speed sensor, when the wind speed detected by the wind speed sensor is less than a predetermined value, by folding the pair of wings, characterized in that for generating power using a solar panel. .

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 회전방향에 따라 날개가 접철되는 구조의 풍력발전날개를 제공하는 효과가 있다. The present invention has been made to solve the above problems, there is an effect of providing a wind turbine wing of the structure that the wings are folded in accordance with the rotation direction.

또한, 날개가 접촉되는 풍력발전날개의 상측에 태양전지패널을 제공하여 풍력과 태양광을 동시에 활용할 수 있는 발전장치를 제공하는 효과가 있다. In addition, by providing a solar panel on the upper side of the wind turbine blade is in contact with the wing has the effect of providing a power generator that can utilize the wind and sunlight at the same time.

도 1은 종래의 풍력 발전 날개의 구조.
도 2는 본 발명에 의한 풍력 발전 날개의 구조도.
도 3은 본 발명에 의한 풍력 발전 날개의 구조도.1 is a structure of a conventional wind turbine blade.
2 is a structural diagram of a wind turbine blade according to the present invention.
3 is a structural diagram of a wind turbine blade according to the present invention.

이하 본 발명에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Even if the terms are the same, it is to be noted that when the portions to be displayed differ, the reference signs do not coincide.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms to be described below are terms set in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to a user's intention or custom such as an experimenter and a measurer, and the definitions should be made based on the contents throughout the present specification.

도 2 및 도 3을 참조하면, 한 쌍의 날개부(3)는 접철되는 방향이 바람이 불어오는 방향을 향하는 경우에는 전개되고, 바람이 불어오는 방향을 등질때에는 접철되는 것을 특징으로 한다. Referring to Figures 2 and 3, the pair of wings (3) is developed when the folding direction is in the direction of the wind blowing, it is characterized in that the folding when the wind blowing direction.

이를 위해 한 쌍의 날개부(3)는 구동축(2)을 중심으로 회전하도록 제공되는데, 접철시 완전히 접철되는 경우에는 한 쌍의 날개부(3) 사이에 풍력이 작용하지 못하게 되어 전개에 필요한 힘을 공급받지 못한다. 따라서, 소정의 각도 이하로 접철되지 않도록 제공되어야 한다. 실험치에 의할 때에 접철시 한 쌍의 날개부는 20도 이상을 유지하는 것이 바람직하다. To this end, a pair of wings 3 are provided to rotate about the drive shaft 2, and when fully folded at the time of folding, the wind force does not act between the pair of wings 3 so that the force required for deployment Does not receive the supply. Therefore, it should be provided so as not to be folded below a predetermined angle. According to the experimental value, it is preferable to keep the pair of wings at 20 degrees or more during folding.

반대로 완전히 전개되었을 경우에는, 한 쌍의 날개부는 160도 미만으로 전개되는 것이 바람직하다. 그 이상으로 전개되는 경우, 접철상태로 회복되는 것이 어렵기 때문이다. On the contrary, when fully deployed, the pair of wings is preferably deployed at less than 160 degrees. It is because it is difficult to recover to a folded state when it develops more than that.

또한, 본 발명은 한 쌍의 날개부(3) 중 상측에 위치하는 날개부의 상면에 태양전지패널을 제공하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized by providing a solar cell panel on the upper surface of the wing portion located on the upper side of the pair of wing portions (3).

즉, 풍력을 이용하는 날개부의 면적인 크기 때문에, 이를 활용하여 태양광 발전을 동시에 수행하기 위함이다. 태양전지패널 및 이에 대한 발전원리는 당업자에게 이해될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. That is, because of the size of the wing using the wind power, it is to perform the photovoltaic power generation using this. Since the solar cell panel and its power generation principle can be understood by those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

특히, 본 발명은 풍력에 의한 발전이 미미한 경우, 이를 태양광 발전으로 전환시키는 것을 주요 특징으로 한다. 따라서, 풍속 감지 센서를 더 포함하고, 상기 풍속 감지 센서에 의해 감지된 풍속이 소정의 값 이하인 경우에는 상기 한 쌍의 날개부를 접철하여, 태양전지패널을 이용하여 발전을 수행하는 것을 특징으로 한다. In particular, the present invention is characterized in that, when the power generation by the wind power is insignificant, it is converted to photovoltaic power generation. Therefore, the apparatus further includes a wind speed sensor, and when the wind speed detected by the wind speed sensor is less than or equal to a predetermined value, the pair of wings is folded to generate power by using a solar cell panel.

소정의 값은, 사용자가 미리 제어 장치를 통하여 설정할 수 있다. The predetermined value can be set by the user through the control device in advance.

이를 위해서, 한 쌍의 날개부는 제어 장치로부터 신호를 수신하여 날개를 자동으로 접철이 가능하도록 구동 모터를 더 제공하는 것이 바람직하며, 이에 대한 구조는 이해가 가능하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. To this end, it is preferable to further provide a drive motor to receive a signal from the control unit and the wings to automatically fold the wings, the structure thereof can be understood, so a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적인 사상을 가지고 있다면 모두 본 발명의 권리범위에 해당된다고 볼 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위에 의해 권리범위가 정해짐을 밝혀둔다.The present invention is not limited to the scope of the embodiments by the above embodiments, all having the technical spirit of the present invention can be seen to fall within the scope of the present invention, the present invention is the scope of the claims by the claims Note that is determined.

1 : 주축, 2: 구동축, 3 : 날개부1: main shaft, 2: drive shaft, 3: wing

Claims

delete

A main shaft 1 connected to the generator,
A drive shaft 2 fixed at right angles to the spindle 1 and provided to rotate the spindle 1;
A pair of wing portions 3 provided to be deployed or folded about the drive shaft 2 provided on the drive shaft 2,
A driving motor for driving the pair of wings 3 to be automatically folded;
With wind speed sensor,
And a control device for automatically folding the vane 3 by operating the driving motor when the wind speed detected by the wind speed sensor is equal to or less than a predetermined value.
The pair of wings 3 is deployed to maintain an angle of less than 160 degrees when deployed, folded to maintain an angle of 20 degrees or more when folded,
The solar cell panel is provided on the upper surface of the wing portion located on the upper side of the pair of wings 3,
When the wind speed detected by the wind speed sensor is less than or equal to a predetermined value, the pair of wings is folded to perform power generation using a solar cell panel.
Wings for wind turbines with solar panels.