提高发电效率的太阳能及风力发电装置的制作方法

本发明涉及发电装置，更加详细地，涉及如下的提高发电效率的太阳能及风力发电装置，即，设置在建筑物的屋顶或楼顶等，利用风力和太阳能来进行复合发电，从而提高发电效率，可通过储备自行发电而产生的电力来稳定地进行供电，并增加能源效率。

背景技术

太阳能发电为利用多个太阳能模块将太阳能直接转换为电能的发电方式，其具有无大气污染、噪声、发热、振动等公害且易于维护及管理的优点，随着化石能源的逐渐枯竭，所述太阳能作为一种替代能源，其需求正逐渐增加。

而且，太阳能发电装置可实现小型发电，因而除了政府或企业之外，个人也可通过设置进行发电，太阳能发电装置通常可设置在建筑物的屋顶、楼顶或外墙等，或者可设置在室外的半山腰、开阔地，尤其屋顶或楼顶由于阳光充足且空间利用率高，因而经常将太阳能发电装置设置在屋顶或楼顶。

在这种太阳能发电装置的下部设置有支架，以防止太阳能模块的破损且可以稳定地支撑，这种支架以使太阳能模块与阳光正面相向的方式支撑太阳能模块。

并且，近年来还设置可利用太阳能和风力来进行复合发电的装置。

作为与此相关的现有技术，专利文献1公开了接缝折叠式屋顶设置用太阳能发电装置，所述接缝折叠式屋顶设置用太阳能发电装置设置于形成有具备接缝折叠端的多个接缝的接缝折叠式屋顶，所述接缝折叠式屋顶设置用太阳能发电装置包括：上部框架，用于支撑多个太阳能电池板；前方支撑框架及后方支撑框架，分别用于支撑上部框架的一侧及另一侧；下部框架，用于连接前方支撑框架的下端和后方支撑框架的下端；以及接缝连接部，用于连接下部框架和接缝。

并且，专利文献2公开了如下的太阳能发电兼用风力发电装置，即，根据旋转能量的大小，具有适当大小的旋转门形态的旋转体放置于中间，在旋转体的周围设置有集风板，集风板在变更风向的同时收集风，并使收集到的风向旋转板施加力量，由此获得旋转能量，并通过附着于旋转轴末端的发电机来生产电力。

但是，所述专利文献1的太阳能发电装置易受季节性气候变化的影响，若在太阳能电池板堆积有黄沙或细尘、异物，或者大气中的水蒸气冻结并结霜或积雪，则可能使发电效率下降，并且需要由工作人员直接爬到屋顶上进行去除，从而存在工作繁琐且不安全的问题。

并且，专利文献2的太阳能发电兼用风力发电装置由于在低风速下风车旋转困难，因而根据安装位置，使发电效率下降，从而存在需要使用从外部供给的工业电力，并且因风车的旋转而可能发生噪声和振动的问题。

现有技术文献

(专利文献1)：韩国授权专利公报第10-1670346号(2016年10月24日公开)

(专利文献2)：韩国授权实用新型公报第20-0329753号(2003年10月17日公开)

技术实现要素：

本发明为了解决所有所述问题而提出，本发明的目的在于提供如下的提高发电效率的太阳能及风力发电装置，即，利用风力和太阳能来进行复合发电，从而提高发电效率，不受季节或气候变化的影响，可通过自行确保充足的电力来稳定地进行供电，提高能源效率，当进行风力发电时，使因旋转体的旋转而发生的噪声和振动最小化，可一同利用太阳光、风以及雨水，也可在日照量不足或低风速下进行发电，由于实现自动化，从而可进行无人管理。

本发明提供如下的提高发电效率的太阳能及风力发电装置，即，所述提高发电效率的太阳能及风力发电装置包括：太阳能发电部，借助固定架固定设置，具备排列有多个太阳能电池的聚光板来将从太阳入射的光转换为电力，设置有与电源电连接的发热体；清洗部，通过供给管接收水，在所述供给管设置有供水泵，所述供给管与空气管相连接，用于使被空气压缩机所压缩的压缩空气流入，所述清洗部具有清洗轴，所述清洗轴与所述供给管相连接，并通过喷射单元向聚光板喷射水或压缩空气；风力发电部，包括柱体部、机壳、供风管、旋转轴、旋转体、风力发电体及供水部，在所述柱体部沿着垂直方向设置有支柱，在所述支柱的上端部以相互隔开的状态纵向连接有朝向外侧凸出而成的多个支架，在所述多个支架的上端部连接有垫板，所述机壳以被支撑的方式设置于所述多个支架的内侧，在所述机壳形成有多个连接孔，所述供风管朝向连接孔的内侧设置，并通过使通过流入口注入的风通过排出口排出来使旋转体旋转，所述旋转轴通过贯通所述机壳来以能够旋转的方式与所述支柱的上端部相结合，所述旋转体内置于所述机壳，且与所述旋转轴固定结合，所述旋转体具有多个叶片，所述风力发电体由发电机形成，所述发电机内置于所述支柱的上端部，并通过与所述旋转体相连接来进行发电，在所述供水部中，在垫板上设置有蓄水桶，从而在内部储存雨水，在所述蓄水桶的底面边缘形成有底孔，所述底孔与所述供水管相结合，所述供水管的端部位于所述流入口，从而使雨水通过所述供风管流入所述机壳的内部来能够使所述旋转体旋转；蓄电部，用于储存通过所述太阳能发电部和风力发电部来发生的电力；拍摄部，设置于所述聚光板的上侧，通过摄像机拍摄所述聚光板，并向控制部发送所拍摄的影像信息；以及控制部，通过控制各个马达、泵、阀来对水和压缩空气的流动进行控制，并对被充入所述蓄电部的电力进行控制。

根据本发明，具有如下效果：利用风力和太阳能来进行复合发电，从而提高发电效率，不受季节或气候变化的影响，可通过自行确保充足的电力来稳定地进行供电，提高能源效率，当进行风力发电时，使因旋转体的旋转而发生的噪声和振动最小化，可一同利用太阳光、风以及雨水，也可在日照量不足或低风速下进行发电，由于实现自动化，从而可进行无人管理。

附图说明

图1a及图1b为示出本发明一实施例的太阳能及风力发电装置的结构的图。

图2a至图2c为示出本发明一实施例的太阳能发电部的结构的图。

图3为示出本发明一实施例的清洗部的一部分结构的图。

图4a及图4b为示出本发明一实施例的清洗部的工作的图。

图5至图8为示出本发明一实施例的风力发电部的图。

图9为示出本发明一实施例的风力发电体的图。

图10为示出本发明一实施例的风力发电部的工作关系的图。

图中：

100：太阳能发电部，105：底部杆，110：固定架，120：聚光板，121：太阳能电池，122：上部膜，123：下部膜，124：玻璃板，130：支撑框，131：划分板，132：插入槽，133：收容槽，140：发热体，200：清洗部，205：蓄水槽，210：供给管，220：供水泵，230：空气压缩机，240：空气管，250：供给软管，260：清洗轴，270：清洗支管，280：活塞管，281：活塞板，283：弹性部件，290：喷射单元，291：主喷嘴，292：辅助喷嘴，300：驱动部，310：支撑片，311：导杆，311a：轨道槽，312：移动体，312a：移动块，312b：连杆，312c：导片，320：螺杆，330：驱动马达，331：马达固定架，340：轴承，400：风力发电部，410：柱体部，411：支柱，412：支架，413：垫板，414：连杆，415：工作马达，416：弯曲面，420：第二太阳能发电部，421：太阳能板，430：风力发电体，431：机壳，431a：排水口，432：供风管，432a：流入口，432b：排出口，433：旋转轴，433a：轴承，434：旋转体，434a：上板，434b：下板，434c：叶片，435：发电机，440：供水部，441：蓄水桶，441a：底孔，442：供水管，450：开关，460：充电端子，465：盖，470：第三太阳能发电部，471：太阳能板，472：反射盘，472a：排水孔，500：蓄电部，600：拍摄部，700：控制部，b：电磁阀

具体实施方式

本发明提高发电效率的太阳能及风力发电装置设置于建筑物的屋顶或楼顶等，利用风力和太阳能来进行复合发电，从而提高发电效率，可通过储备自行发电而产生的电力来稳定地进行供电，并增加能源效率，所述提高发电效率的太阳能及风力发电装置包括太阳能发电部100、清洗部200、驱动部300、风力发电部400、蓄电部500、拍摄部600及控制部700。

参照图1b及图2b，在所述太阳能发电部100中，在底部以并排的方式固定设置有多个底部杆105，在底部杆105的上部固定结合有固定架110，从而固定设置于建筑物的屋顶、楼顶、阳台、半山腰、开阔地等，所述太阳能发电部100具备排列有多个太阳能电池121的聚光板120，聚光板120以与太阳光的照射方向相应的方式倾斜设置，通过将从太阳入射的光转换为电力来充入蓄电部500。

并且，参照图2a及图2c，在聚光板120的太阳能电池121的上部及下部分别设置有由透明材质形成的上部膜122及下部膜123，用于保护太阳能电池，在上部膜122的上部设置有透明的玻璃板124，在玻璃板124上的多个位置设置有载荷传感器(未图示)，用于在冬季通过检测积雪来向控制部700发送检测信号。

并且，在所述太阳能发电部100中，沿着聚光板120的边缘部结合有支撑框130，所述支撑框130由热导率优异的金属形成，在沿着内部中间的长度方向朝向垂直方向形成有划分板131，用于划分一侧的插入槽132和另一侧的收容槽133，在所述插入槽132以插入的方式结合有聚光板120的边缘部，沿着所述收容槽133的内部内置有与电源电连接的线状发热体140。

因此，在聚光板120上结霜或积雪的情况下，若通过读取被所述拍摄部600所拍摄的影像信息或被载荷传感器检测出基准值以上的载荷，或通过对所述拍摄部600和载荷传感器的信息进行交叉检验来读取到霜冻或积雪的信息，则所述控制部700向发热体140输入电源来使发热体140发热，随着发热体140的发热，热量向支撑框130传递，支撑框130通过对形成有与支撑框130相结合的聚光板120的上层的玻璃板124进行加热，从而以融化的方式去除发生在聚光板120上的霜或雪。

参照图1a及图3，所述清洗部200具有用于蓄水的蓄水槽205，因而通过与蓄水槽205相连接的供给管210来接收水，在供给管210设置有电磁阀b和供水泵220，供给管210与空气管240相连接，被空气压缩机230压缩的压缩空气借助开放的电磁阀v来通过空气管240流入，清洗轴260与供给管210相连接，且横穿聚光板120上部的方式配置，通过喷射单元290向聚光板120喷射水或压缩空气，从而清洗并去除堆积在聚光板120上的黄沙或细尘等异物，由此可增加太阳能发电部100的发电效率。

像这样，所述清洗部200按季节、温度、异物的种类等选择性地接收水或压缩空气，并通过喷射来清洗聚光板120在将水和压缩空气一同接收后以雾形态向聚光板120喷射，也可通过均匀地喷射于聚光板120来提高清洗效果。

在此情况下，在所述清洗部200中，在供给管210与清洗轴260之间连接有供给软管250，供给软管250具有柔性材质，清洗轴260的两侧部能够以可移动的方式与驱动部300的螺杆320相结合，由于供给软管250可以灵活弯曲，因而即使清洗轴260进行移动，也可顺畅地供给流体。

多个清洗支管270朝向下侧以相互隔开的状态向正交方向与所述清洗轴260连通而成，用于使水或压缩空气的流体经过，在所述清洗支管270的内部设置有活塞管280，所述活塞管280借助流体的压力来向清洗支管270的内外进出。并且，在活塞管280的上端部连接有活塞板281，所述活塞板281紧贴于清洗支管270的内周面，在中央以贯通的方式形成有流入孔，从而可使流体流入。并且，在引入到所述清洗支管270内部的活塞管330的外周面设置有弹性部件283，随着活塞板281被流体的压力而受压或释放，所述弹性部件283也一同伸缩。

因此，如图4a所示，在未向清洗轴260供给流体的状态下，活塞管280的大部分位于清洗支管270的内侧，如图4b所示，若向清洗轴260供给流体且所述流体到达清洗支管270，则被流在清洗支管270内部的流体的压力所受压的活塞板281以紧贴于清洗支管270内周面的状态朝向下侧移动，由此，活塞管280也朝向下侧移动并接近聚光板120，而且弹性部件283也处于被压缩的状态。在此情况下，流体通过流入孔向活塞管280的内部流入，流体通过形成于所述活塞管280的下端部的喷射单元290朝向聚光板120喷射，从而可清洗并去除黄沙或细尘等异物。

其中，在所述喷射单元290中，在下端中央形成有主喷嘴291，直径沿着外周面朝向下侧逐渐变小的倾斜面，沿着其形成有多个辅助喷嘴292，流体通过主喷嘴291向设置于对面的聚光板120上喷射，从而去除异物，并且流体通过多个辅助喷嘴291朝向多方向均匀地喷射，从而去除大面积聚光板120的大部分异物，由此可提高发电效率。

若完成如上所述通过流体来去除异物的工作，则中断流体的供给，若中断流体的供给，则对活塞板281实施加压的流体的压力得到释放，从而使弹性部件283借助弹性部件283的复原力来伸张并按原状态复原，由此，向下侧引出的活塞管280向上侧上升，并大部分被引入清洗支管270的内部。

参照图1b，在所述驱动部300中，在所述太阳能发电部100的两侧以竖立且相互隔开的方式分别设置有一对支撑片310，一个螺杆320的两端部通过贯通一侧的支撑片310来连接配置，另一个螺杆320的两端部通过贯通另一侧的支撑片310来连接配置。并且，在螺杆320的一端部，驱动马达330固定设置于马达固定架331，从而使螺杆320正向或逆向旋转，在此情况下，优选地，设置于两侧的多个驱动马达330以相同的方向和速度来驱动，在支撑片310设置有轴承340，因而可使螺杆320灵活地旋转。

在此情况下，在一对多个支撑片310上部之间连接有导杆311，在所述导杆311的下部形成有轨道槽311a，在所述轨道槽311a以可滑动的方式结合有作为移动体312上部的导片312c，在作为移动体312下部的移动块312a形成有设有螺纹的结合孔，在结合孔以贯通的方式结合有螺杆320，所述移动块312a和导片312c通过朝向垂直方向连接的连杆312b来相连接。由此，所述清洗轴260的两端部与移动块312a相结合，并被导杆311所支撑、引导，从而可无晃动地顺畅地进行移动。

像这样，若配置于所述太阳能发电部100两侧的螺杆320借助驱动马达330来进行旋转，则以可旋转的方式与螺杆320螺纹结合的清洗轴260沿着螺杆320在聚光板120上进行移动，并可对整个聚光板120进行清洗。

参照图5至图7，所述风力发电部400固定设置于所述太阳能发电部100的附近，利用风力和太阳能来进行复合发电，从而提高发电效率，可通过储备自行发电而产生的电力来根据需要稳定地进行供电，并增加装置的能源效率，所述风力发电部400可包括柱体部410、第二太阳能发电部420、风力发电体430、供水部440、开关450、充电端子460、第三太阳能发电部470。

参照图5至图7，在所述柱体部410朝向与地面或建筑物垂直的方向设置有支柱411，所述支柱411可在多个位置设置有多个，所述支柱411的内部设置成中空，并配有电线。在所述支柱411的上端部以相互隔开的状态纵向连接有朝向外侧凸出而成的多个支架412，在所述多个支架412的上端部连接有垫板413。

在所述支柱411的中间朝向轴方向形成有一个以上的连杆414，可在所述连杆414连接设置有太阳能发电部420。在此情况下，在所述支柱411设置有工作马达415，所述工作马达415的马达轴与连杆414相连接，从而使所述工作马达415通过朝向正向、逆向驱动来使所述连杆414旋转，由此可调节太阳能板421的角度。

在所述第二太阳能发电部420中，在所述支柱411的上部通过所述连杆414以被支撑的方式连接有作为太阳能电池板的太阳能板421，所述太阳能板421以与太阳光的照射方向相应的方式向上倾斜，用于将从太阳入射的光转换为电力，所产生的电力被充入所述蓄电部500。所述第二太阳能发电部420用于将作为寿命几乎持久的能源的太阳能转换为电能，其无公害，不产生噪声，可实现无人化，并且易于维护维修。

在此情况下，所述第二太阳能发电部420还包括感光传感器(未图示)，所述控制部700在将通过所述感光传感器检测出的光量与预定的基准值进行比较之后，若检测出的光量在基准值以下，则通过向所述工作马达415供电来使所述工作马达415进行工作，从而使所述连杆414旋转，由此可通过调节所述太阳能板421的角度来确保更多的光量。

参照图9，所述风力发电体430设置于所述支柱411的上侧，并通过风来进行发电，具有矩形盒状的机壳431以被支撑的方式设置于所述多个支架412的内侧，从而当进行风力发电时，可使因旋转体434的旋转而产生的噪声和振动最小化。在所述机壳431的内部设置有收容空间，在底面形成有排水口431a，在外部面形成有多个连接孔。在所述连接孔连接有供风管432，所述供风管432沿着所述机壳431的内侧延伸设置，通过流入口432a流入的风通过排出口432b排出来使旋转体434旋转。

在此情况下，在所述机壳431中，在4个侧面中的每个侧面的一侧形成有连接孔，所述供风管432与所述连接孔相连接，且朝向内侧延伸而成，供风管432由大致弯曲成角状的弯管形成。即，所述供风管432的直径从所述流入口432a朝向所述排出口432b逐渐减小，所述排出口432b以朝向所述旋转体434的方式弯曲而成。

像这样，具有角结构的风力发电体430可使外部的风通过所述供风管432快速流入，由于风不分散而是朝向旋转体434聚集，因而增加发电效率，即使在低风速下，也可通过使旋转体434顺畅地旋转来确保开启路灯所需的自身电力，并且可不受时间和位置限制而稳定地进行供电。

并且，旋转轴433以可旋转的方式与所述支柱411的上端部相结合并朝向上侧延伸，在所述旋转轴433的下部外侧设置有轴承433a，所述旋转轴433通过贯通所述机壳431的下部来与旋转体434相结合，并与所述旋转体434一同旋转。

并且，所述旋转体434内置于所述机壳431的内部收容空间，具有与所述旋转轴433相结合的上板434a和下板434b，所述下板434b的直径大，所述上板434a的直径小于所述下板434b的直径。

并且，在所述上板434a与下板434b之间以按规定角度朝向一侧倾斜的方式连接设置有多个叶片434c，多个叶片434c的中间部以朝向外侧凸出的方式弯曲而成，多个叶片434c之间形成有规定间隔，从而可使风经过。沿着所述下板434b的边缘连接有下端部的多个叶片434c，其上端部以朝向所述上板434a集中的方式连接。

并且，在所述支柱411的上端部内置有发电机435，所述发电机435通过与所述旋转体434的下端部相连接来进行发电，所产生的电力被充入所述蓄电部500，可将通过自行发电而产生的电力充分储备到蓄电部500来稳定地进行供电，并提高装置的能源效率。

在所述供水部440中，在所述垫板413上设置有蓄水桶441，从而在蓄水桶441的内部蓄水，在所述蓄水桶441的底面边缘形成有底孔441a，所述底孔441a与大致呈“l”字形状的供水管442相结合，从而使储存于蓄水桶441的水借助重力和水压来通过供风管432向下侧流动，所述供水管442的下端部位于所述供风管432的流入口432a的内侧，从而使储存在蓄水桶441的雨水通过流入口432a流入，并通过所述供风管432向所述机壳431的内部供给雨水，朝向旋转体434喷射向所述机壳431的内部供给的雨水，从而使所述旋转体434旋转，之后通过形成于机壳431下部的排水口431a向外部排出。

像这样，风力发电部400通过一同利用风和雨水来使旋转体434旋转并进行发电，从而增加发电效率，并且即使在气候差、日照量不足或低风速下也可进行发电，从而可在任何天气情况下也可确保自身电力，即使在电力不足的岛屿、山区也可实现无人管理。

在所述支柱411的内部设置有开关450和充电端子460，在开放下部的盖465之后，可通过露出的充电端子460连接外部设备来进行充电，或者在建筑物通过配线连接电子设备等后利用其电力。

参照图8，在所述第三太阳能发电部470中，在所述支柱411的下部外周面可形成有多个弯曲面416，在所述弯曲面416设置有柔性太阳能板471，柔性太阳能板471用于将从太阳入射的光转换为电力，所产生的电力充入所述蓄电部500。并且，在所述支柱411的下端部设置有反射盘472，从而使向上反射入射的太阳光来使太阳光向所述太阳能板471重新入射，由此可提高发电效率。在此情况下，在所述反射盘472形成有排水孔472a，因而当雨天时，可防止雨水的积水，而可顺畅地排水。

参照图10，通过所述太阳能发电部100、第二太阳能发电部420、第三太阳能发电部470及风力发电部400来发电的电力被充入所述蓄电部500。

像这样，通过所述太阳能发电部100、第二太阳能发电部420、第三太阳能发电部470及风力发电部400进行复合发电，从而可通过自行确保充足的电力来稳定地进行供电，提高能源效率，并可在不受季节或气候变化影响而进行发电。

所述拍摄部600以可转动的方式设置于所述聚光板120上侧的摄像机支架，通过摄像机对聚光板120进行拍摄及监控，并向所述控制部700发送所拍摄的影像信息，所述控制部700在读取影像信息后若探测出黄沙、细尘等异物或霜冻、雪等的层叠，则通过分别对马达、泵、阀等进行控制来一边使清洗轴260移动，一边喷射水或压缩空气，或者通过向发热体140供电来借助发热来进行清洗。

所述控制部700通过分别对马达、泵、阀等进行控制来控制水和压缩空气的流动以及清洗轴260的移动，并接通和断开电源等对充入所述蓄电部500的电力进行控制。

最终，本发明的提高发电效率的太阳能及风力发电装置利用风力和太阳能来进行复合发电，从而提高发电效率，不受季节或气候变化的影响，可通过自行确保充足的电力来稳定地进行供电，提高能源效率，当进行风力发电时，使因旋转体的旋转而发生的噪声和振动最小化，可一同利用太阳光、风以及雨水，也可在日照量不足或低风速下进行发电，由于实现自动化，从而可进行无人管理。

在本发明中，所述实施方式仅仅作为一个例示，而本发明并不局限于此。实质上具有与本发明的发明要求保护范围中所记载的技术思想相同的结构并起到相同作用效果的任何技术，均包含于本发明的技术范围之内。