우선 글 깁니다........저는 긴글 전문 인듯합니다....댓글도 짧게 안되더군요...

제가 이번에 특허를 출원해 등록까지 됬거든요.
신재생에너지 또는 에코에너지라하는 것중 풍력발전관련 입니다.
특허나 풍력발전에 관심이 있으신분은 도움 될만한 정보도 있을것입니다. 기술에 대한 내용도 있고요.

특허에 대한 간략한 설명을 드리자면,
풍력발전기의 구분을 크게 두개로 나누어 다음과 같습니다.
지금 일상적으로 볼수있는 날개 3개짜리 풍력발전기는 회전축이 지면과 수평을 이루기때문에 수평축 풍력 발전기라 합니다.
크기가 클수록 당연히 출력은 좋지만 일정이상의 바람이, 일정방향으로 불어야만 정격 출력이 나옵니다.
보통 초속 13m~15m로 발전기의 날개가 바람을 받을 수 있는 방향으로 불어야만 하지요.

바람의 방향에 따라 날개의 방향을 바꾸는 기술도 있지만 대형화가 안되어있고, 약간의 출력손실, 고가입니다.
그래서 제가 나름 조사해본 결과 실 효율은 30%를 넘는곳이 세계적으로도 거의 없더군요.
무게중심이 지상에서 60m~90m 에 있기때문에 구조적으로도 불안정하고, 유지보수도 굉장히 힘듭니다.
크기도 굉장히 크고 무겁기도 굉장히 무겁습니다.
해상쪽은 못 알아봤습니다....하지만 건설비용이 더 대박일듯합니다.....^^;;;

국내의 효율은 제주도에 풍력발전 단지의 경우 2008년도였나? 2009년도였나.....실 효율은 정격출력대비 11%정도였고요.
가격은 2MW 발전기 세우는데 대략 40~50억입니다.  

다른 한종류는 회전축이 지면과 수직을 이루기에 수직축이라 칭합니다.
놀이터나 놀이 공원의 회전 놀이기구 생각하시면 됩니다.
바람이 어느 방향에서 불어오던지 발전이 가능하다는 장점이 있고요. 출력은 낮다는게 현재까지의 정설입니다.
1MW 출력을 얻으려면 하나의 축에 10톤 이상의 무게를 감당해야 되기에 베어링 파손율이 높아 고장이 잦다 알고있습니다.
크기또한 굉장히 크고요.
수직축에 비해 유지보수가 그나마 쉽고, 가격이 수평축에 비해 저렴하다는게 장점이랄까요.....

제 나름 비교해본 결과 (혼자 찾아 비교해본것입니다. 틀릴수도 있습니다)
어차피 차지하는 대지면적은 비슷합니다. 보기에는 수직축이 많이 차지하는거 같지만, 안전 이격거리 같은 것 생각하면 비슷합니다.
발전량은 관련회사의 서류상 출력만 놓고보면, 수평축이 굉장히 좋습니다. 하지만 실제 효율은 조금 나은 정도지요.
항시 정격출력이 가능한것이 아니니까요.
예를 들자면 서류상 출력은 수평100 : 수직 30 이라면 실제로는 수평 20~30 : 수직 15~20 이렇다 생각하셔도 됩니다.
비용은 수평 25 : 수직 9~10 이정도쯤 되는거 같더라고요.

여러가지 알아보고, 비교해보니 수평축은 개발비용, 발전한계, 유지보수 등등의 개선점을 개인이 할수 없다 느껴지더라고요.
하지만 수직축은 많은 개선점이 눈에 보이더군요.
그래서 수직축을 과감하게 도전해 보았습니다. 특허라는 결과까지 도달했고요.

여기까지는 개발 배경이라 생각하시면됩니다. 글의 말미에도 쓰겠지만, pgr분들의 지식과, 경험을 알려주세요.....그래야 개선점을 찾고
고쳐가면 더 발전할 수 있으니까요. 위의 내용도 제가 잘못 알고 있는것이 있다면, 알려주세요.
저러한 배경으로 개발 시작했는데, 배경부터 잘못알고 있어서 개발 방향이 엇 나갈수도 있으니까요.
저혼자 A~Z까지 진행하다보니......저만의 틀에 갖혀있을까 해서 도움의 요청입니다.

다시 본문으로 돌아와서 이어가자면.
저는 수직축 출력 저하의 가장 큰 원인을 역방향 저항 이라 생각했습니다.
제가 공학 전공이 아닌지라 제대로 설명도 못할 뿐더러, 이해를 돕기위해 간략하게 예를 들겠습니다.

0.5m의 반원형의 물체 두개를 대각선방향으로 대칭시켜 중앙을 중심점으로 놓고 외부작용의 힘(바람)으로 회전시킨다 생각하면.
한쪽 방향으로 회전하게 될것입니다.
그중 한쪽은 계속 저항만이 생성될것이고, 한쪽은 외부힘을 받아들이지만 역방향 저항도 함께 생성되죠.
        50
        25  <--------100      간략하게 이런 모양이랄까요.......100의 힘이 작용할때 75의 저항이 생긴다 생각하시면 됩니다.
얻을수 있는 에너지는 25라는 얘기죠.

이것을
        25   /                        
        25      <------100
             /                           (역방향 슬러쉬인데........우짜나요...-_-;;;)
요렇게해서 50의 에너지를 얻을수있죠. 집풍벽을 4방향으로 세워서 역방향의 저항을 줄이고 순방향의 집중도를 높인것 입니다.
이렇게 보면 두배지만 실상은 1.5배라 생각하시면 됩니다. 여기에는 이것저것 복잡한 계산이 들어가니 패스 할게요.
여기까지는 비슷한 선행 특허도 꽤있고 실제 추진한 분도 있으시더군요.
이 집풍벽을 회전체가 아닌 중앙기둥에 연결함으로써 복층의 구조를 쌓게되도 중앙 기둥의 중심을 잡아주게 되는 효과도 있습니다.
구조물의 안정성을 높여주는 것이죠. 이게 기존 특허와 제 특허의 차이점이고요.

지금까지의 풍력발전기는 수직축이나 수평축모두, 한개 층 밖에 없었습니다.
복층을 구성하더라도 해당층에 발전기기가 들어가야 되는 구조였죠. 구조적 측면이나 비용적 측면으로봐도 비효율적이였습니다.
발전기기중 적정 회전수를 맞춰주는 기어박스와  발전기 무게가 엄청나거든요. 무게만큼 가격도 엄청납니다.

이것을 회전체와 회전축을 분리시켜 상층부서부터 하층부까지의 동력전달을 일원화 시켰습니다.
그 덕분에 기어박스와 발전기같은 무거운 부속품들이 구조상 중간에 위치하지 않고, 가장 하단부 지면에 가까이 위치하면서도,
복층구성을 이룰 수 있게 되었죠.

이것이 별것 아닌것 처럼 느껴지는 분을 위해 추가 설명을 드리자면, 발전기와 기어박스의 무게가 1MW 기준으로 두개합쳐
10톤은 우습게 넘깁니다 발전 관련기기 합 15~20톤이라 생각하시면 됩니다.
4개층만되도 최하단을 제외한 45~60톤의 무게가 구조물에 가중된다는 것이죠.

이러한 기기들이 중간 중간 각층마다 존재하는것을, 최하단부로 내려 구조적 안정성 확보하고, 원가 절감되며, 동력 전달의 일원화로
과잉 설비투자를 막을 수 있는것입니다.
또는 저출력 발전기를 병렬로 쓸수도 있고요.
지금의 발전기들은 효율은 비슷한데 수평축 회전중심부 기계실에 들어가야 되기에 출력대비 소형화를 추구하다보니 굉장히 비쌉니다.

이것을 크기는 크더라도 가격이 싼 발전기로 대체해서 원가를 낮출 수도 있고, 그나마 저렴한 저출력의 발전기를 여러개 연결해서
원가를 낮출수도 있는것이죠. 발전기기를 놓게되는 곳이 지면이니, 공간적 한계에서 벗어나는것이죠.
비용절감상 최대 강점이라 할 수 있는 것이 기어박스가 한개만 있으면 되는것 입니다.

비용적으로도 1MW 발전기가 약 3억가량 하더군요, 기어박스도...비슷하고요.......한개만 줄일수 있어도 엄청난 것이죠.
제 설계상 6개층인데 기존의 발전기들이, 발전기 & 기어박스가 6개씩 들어가게 되어 36의 비용이 든다면,
제 기술은 최대 21 의 비용이고, 더 줄일수 있는 여지가 많다는 것이죠.

발전기와 기어박스 가격은 외국사이트 뒤져서 간신히 알아봤습니다.
지금은 어디서 찾았는지 기억도 안납니다.....특허 출원전에 찾은거라...=-=

여기에 기존의 발전구조물들은 베어링 한개가 회전축의 하단부에 위치해서 모든 무게를 지탱했습니다.
그렇기에 베어링의 파손이 잦을수 밖에 없는 구조였죠.
이것을 한개층에 여러개의 단으로 나누어 무게를 분산 시켰습니다. 이렇게 함으로써 회전체(날개)의 안정성을 더욱 늘릴수 있었죠.
더불어 베어링의 수명을 연장시킬수있게 되었고요.
쉬운 유지보수가 되게끔 설계를 할수 있었습니다. 고가의 재료를 안써도 되었구요.
출력을 높이려면 경량화 시켜야되고 그를 위해 고가의 재료를 써야하는건 어쩔수 없습니다.
그렇다 하더라도 기존의 풍력발전기보다 적은 비용이 듭니다.
(한국물가정보였던가......여기서 일일이 찾아 비용 계산 해봤거든요.)

마지막으로 날개의 모양인데 가장 이상적인것이, 공기저항이 가장 적은 형태로, 한개의 날개를 순방향에 배치하는것입니다.
예를 들자면 지름이 2m인 회전체에 1m짜리 날개를 대각선 대칭으로 배치하는것이죠.
소형에서는 이것이 가능한데 대형에서는 힘듭니다, 회전지름이 20m만 되도 10m크기거든요 무게가 엄청나죠.
그것을 지지하기 위해 뼈대는 더욱 무거워지고, 비용 증가와 출력 저하로 이어지고요. 회전축의 피로증가로 또 다시 베어링의
파손으로 이어지죠. 정비를 위해 멈추면 (부속품 비용+기회비용) 마이너스죠.
이것을 해결하기위해 일정 크기의 날개를 삼각 분활배치를 하였습니다. 전투기의 W 편대비행 생각하시면 됩니다.

이렇게 개선점을 생각해 수정해본 결과 기존 수평축과 비교하면 비용은 50%에 150%~200%의 출력 기대 가능합니다.
복층구조와 유체유도막(집풍벽) 덕분이죠.
비용이 이렇게 까지 절감되는게 수평축의 3개의 날개가.......설비 비용의 40%안팎이거든요. 지지하는 기둥이(건물) 설비 비용의 15%
이상이고요.
1개층만 생각하면 비용은 40%정도에 출력은 40% 조금 못 미치는 정도이고요.

기존 수직축과 비교하면 비용은 300%에 800% 출력 기대합니다. 역시 복층이기에 가능하고요.
수치가 엄청나죠? 기존게 구려도 너무 구려서 그런겁니다........
1개층만 생각하면 비용은 100%에 출력은 150%정도라 예상됩니다.

한개층만 놓고 보면 기존 수직축에 비하면 조금 나은정도에 불가합니다. 수평축에 비교하면 비교 대상도 못되죠....
하지만 복층을 구성하게 되어 효율이 높아집니다. 1~2개 층으로는 기존것과 비슷하거나 조금 나은것이지만.
4개층 이상 올라가면 기존 발전기들과 비교해도 월등해지는것이죠.

여기까지 제 특허의 개념과 효율의 소개였습니다.
제가 아이디어만으로 달려들어 웹을 뒤져가며, 자료를 모으고, 찾고 계산하고, 설계한거라 틀린 부분이 꽤 있을거라 생각됩니다.
그리고 제 주변에는 마땅히 상의해가며, 문제점을 지적해줄 분도 없고요.
그래서 이렇게 도움을 구합니다.

http://cafe.naver.com/renewableenergy/64985
제가 관련 정보를 얻는 창구 역활을 해준 카페입니다. 거기에 올린 글인데 일부 도면 올렸습니다. 위의 내용을 이해하는데
도움이 될겁니다.

위에도 썼지만 pgr분들이 한번 보시고 지식과, 경험으로 문제점 이라던지 개선이 필요하다 싶은 것을 알려주세요.....
저혼자 A~Z까지 진행하다보니......저만의 상상또는 고정관념에 갖혀있을까 해서 도움의 요청입니다.
그래야 개선점을 찾고 고쳐가면 더 발전할 수 있으니까요. 위의 나열한것들중 제가 잘못 알고 있는것이 있다면, 지적 부탁 드립니다.
저러한 개선점과 발전가능성으로 시작했는데, 잘못알고 있어서 개발 방향이 엇 나갈수도 있으니까요.

보통 사람들은 자신이 뭔가에 노력해 그 결과에 만족감을 느끼면, 자신의 눈으로는 문제점을 못 찾잖아요.
가뜩이나 아마추어의 아이디어로 시작한 것인데, 해냈다는 자부심도 있지만 그만큼의 불안감도 있습니다. ^^;;;

이제부터는 여담이자 그동안의 애로사항들입니다.

혹시나 저와 같은 발명으로 기술 창업의 길을 가시려는 분이 있다면........말리고 싶네요....
답이 안나옵니다.
처음 시작할때는 특허에 대한 가치 평가를 개인도 받을수있는, 지원정책이 있어서 그것을 노리고 시작했습니다.
가치평가를 받은후에 기술보증기금에서 그 가치를 보증해주어 융자를 받을수있는 지원정책이였거든요.
그럼데 금융기관용 가치 평가로 따로 분류되더니, 거기에 개인은 해당이 안되게 됬습니다.

그래서 아는 분중에 중소기업 운영하시는 분이 있어서 그분에게 회사 명의만 빌리는것으로 얘기를 끝냈는데....
저같은 생각 한 사람이 또 있었더군요......특허권자가 회사의 대표이거나, 회사의 지분 일정 %이상 소유시 가능하다라는.......
항목이 뙁!!!! 하고 생겼더군요.....

또 어떤 지원정책은 "타 정책지원을 받은지 30개월이 지나지 아니한자는 대상에서 제외된다." 이런것도 있어서
특허비용 자비로 다 했습니다.
그리고는 자세히 찾아보니......그 지원정책도 전체 금액의 개인출자 비율이 10%~30%이런식으로 되있더군요.....

특허는 시간이 지나면 유출이 당연할거라 생각해 제가 직접 안하고 변리사분에게 맡겼습니다.
제가 직접하게 되면 아무래도 시간이 더 걸리것은 안봐도 뻔하니까요.
그러면서 해외쪽 전략도 짜서 우선심사 신청해서 특허등록이 빠르게 됬죠. 그러나 그만 큼 돈은 더 듭니다....

참고로 국제적으로 우선권 주장기간 이라는것이 있는데 출원일로부터 1년입니다.
이 안에 해외출원이나 PCT를 진행하지 않으면, 1년 후 타국에서 다른 사람이나, 기업이 특허를 신청해 버릴수도 있다는 것이죠.
그러면 그 나라에서는 그 기술이 내것이 아닌거죠.
일반 특허진행은 1년6개월 정도 잡아야됩니다.......1년 훌쩍 넘기는 것이죠....
우선심사는 6~8개월이면 됩니다. 저는 그래서 전략의 일환으로 우선심사 진행했죠.
국내에서 사업화 못할것 같은면 팔기라도 해야죠.....흐흐흐
초특급우선심사라고 1~3개월이면 되는 것이 있는데 이건 개인은 안됩니다......항목도 국가주요정책 관련한정이고요.

다시 돌아와서..... 창업관련 지원을 찾아보았죠.
역시 막힙니다. 신재생에너지 전문기업 등록요건이 자본금 1억에 관련기사 자격증 보유 2인 입니다.
창업지원은 억단위 없습니다.........있긴한데......중소기업의 다른 업종 분리창업? 이런경우만 있더라고요.

이 이야기는 어떤 결론으로 가냐하면, 개인 혼자서 힘들게 노력하고 기술개발 해봐야..... 국내에서 개인이 사업화 못합니다.
물론 투자회사 같은곳에서 투자를 받아서할 수도 있죠. 하지만 100에 99이상은 경영권 분쟁 꼭 일어납니다.
한국에는 정부 지원 정책 말고는 진정한 엔젤투자 없습니다.

또한 경영권 분쟁일어나면, 제가 예전에 쓴글, 아래쪽 국정원 관련글의 댓글에 링크건 글인데. 이 나라의 경찰과 검찰 못 믿습니다.
비싼 변호사 쓸 돈 있음 그거로 사업화 하죠.

거기에 변리사사무실도 잘 만나야됩니다........제가 이전에 개념적 설계로 먼저 특허를 신청했었거든요. 개념적 측면에서 내 특허의
보호 범위를 넓히고, 그 후 개량 세부모델로 사업화가...... 제 기술보호와 사업화 전략이였습니다.
나름의 기술보호 전략이였는데......변리사에게 준 도면중 하나만 제출하면 충분히 취득 가능한걸.....글로만 응답하다가 재심에 2심 3심
받을뻔한 것을 개량형 모델이라고, 새로 지금의 것을 출원해서 특허 받았습니다. 우선심사비용 두배~ T_T
기술보호전략 실패인것이죠......더불어 기술의 보호범위도 축소 된것이고요. T_T
시간 1년 날리고T_T.......그래도 변리사분이 책임감이 있으신지......새로 출원할때 의뢰비용은 안받으시더군요.....
관납 수수료외에는 안받는것으로 얘기가 됬었는데....담당 변리사분 이직하고..그 사무실은 성공수수료라고, 꾸역꾸역 받으시더군요...
아......안구에 습기가....T_T
처음 출원서 내용을 보면......외계어 같습니다. 특허청에서 보내는 거절사유서 역시 그렇죠.....한 3번 읽으면 조금 해석됩니다.
4번 읽으면 이해가 되고요....2심받고 변리사에게 따졌거든요....도면 하나만 내면 되는거 아니냐고.....맞답니다....
3심가면.....일반 특허만큼 걸린다기에..... 미리 설계해 놓은 실 생산형 모델로 출원해 특허 등록까지 온겁니다....T_T

어찌어찌 PCT까지 신청했고, 해외출원과 기술이전, 라이센스 계약같을것을 주선해주는 업체에서 제 특허에 대해 등급을 평가를
해주었습니다. A 등급으로요. 해외진출이나 기술이전같은 해외 관련 항목은 A+로 등급을 매겨 주시더라고요.
선 수수료를 요구하는 곳이면 의뢰를 안할텐데, 추후 발생되는 계약의 5%만 받는다해서 진행중이지요.

"브랜듀패턴트"라는 곳인데........이곳에 대한 정보를 알고 계신분 있으시면 알려주시길 부탁 드릴게요.
제 검색 실력이 미천해서인지......정보가 너무 없습니다.
혹시 금융권에 계신분이 있다면 도움이 될만한 정보를 제공해주실수 있는지요?
또는 개인이 지원받을 만한 정책을 알고계시분이 계시다면 정보공유를 요청드립니다.

긴글 읽어 주셔서 감사합니다.(_ _)