KR100509676B1 - 조류에너지 변환장치 - Google Patents

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KR100509676B1
KR100509676B1 KR10-1999-7000023A KR19997000023A KR100509676B1 KR 100509676 B1 KR100509676 B1 KR 100509676B1 KR 19997000023 A KR19997000023 A KR 19997000023A KR 100509676 B1 KR100509676 B1 KR 100509676B1
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코르네리스 헨드릭 휼스베르겐
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코르네리스 헨드릭 휼스베르겐
로베르트 코르네리스 스타인
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Abstract

자연적인 해상조류로부터 에너지를 얻기위한 장치는, 조류(tidal current, 2)의 방향에 주로 수직하게 위치되어지는 댐(dam, 3)을 포함한다. 상기 댐은 조파 에너지를 유용한 형태, 특히 전기로 변환하기 위한 수단과 끼워맞추어지는 하나 또는 여러개의 통로(passage, 5)들을 포함한다. 본 발명에 따르면, 댐은 해안가(1)에 대해 수직을 이루는 개방 해양(open sea) 상에 놓여지며, 해저(seabed) 상에 놓여진다. 나아가, 상기 댐은 댐이 국소 조파(local tidal wave)의 자연적인 경로를 능동적으로 간섭하기에 충분한 파장(λ)을 가진다.

Description

조류에너지 변환장치{TIDAL CURRENT ENERGY CONVERTER}
본 발명은 조류방향에 대해 주로 수직하게 위치되어진 댐(dam)으로 구성되며, 조력에너지(tidal energy)를 유용한 형태, 특히 전기로 변환하는 수단과 끼워 맞춤되는 한 개 또는 여러개의 통로(passage)들을 포함하는, 자연의 해상조류(maritime tidal current)로부터 에너지를 얻기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이와 유사한 장치는 또한 조력 발전소(tidal power station)라 일컬어진다. 상기 조력발전소를 위한 적합한 장소를 결정하는데 있어서, 지금까지 거의 8미터 또는 그이상의 상당히 큰 수준(water-level) 범위가 자연적으로 발생되는 장소가 고려되어져야만 했다. 상기 요구조건을 만족하는 장소는 매우 드물며, 일반적으로 수준범위(water level range)는 상당히 더 작게 된다. 1960년대에, 가장 크고 가장 알려진 조력발전소는 프랑스 브리타니(Brittany, France)의 동부에 위치한 세인트 마로(Saint Malo) 근처의 라란스(La Rance) 강어귀에 건설되었다. 상기 조력발전소는 유동하는 유수(water)의 에너지를 특히 전기와 같은 유용하고 용이하게 변환가능한 형태로 변환하기 위하여, 터빈(turbine)과 양호하게 형성된 한 개 또는 여러개의 통로를 제외하고는 전체 강어귀를 폐쇄하는 폐쇄형 댐(closure dam)으로 구성된다. 비록 전세계적으로, 예를 들어 영국의 세버른(severn) 및 캐나다의 펀디 만(Bay of Fundy)과 같이 유사한 댐이 건설되어진, 몇 개의 다른 강어귀들이 존재하더라도, 지금까지 기술적인 건설작업은 필수적으로 상기 프랑스 조력발전소에 국한되었다.
삭제
주로 자연 또는 다른 강어귀에서 사용하기 위한 조력발전소의 실례들이 미국 특허 명세서 USP 제 4,464,080 호 및 국제특허출원 WO 제 91/11614 호 기술되어지며, 상기 경우에 있어서, 조력에너지를 전기에너지로 변환하기 위해 한 개 또는 여러개의 터빈(turbine)들이 구성되는 강어귀 내에 한 개 또는 여러 개의 댐들이 건설되어왔다. 그러나, 상기 국제특허출원은 상기 발전소에 의해 야기되고, 일반적으로 댐의 전면에 형성되고 인접한 육상을 범람하는 인공적인 유역(basin)에 의해 야기되는 생태학적 파괴(ecological harm)를 설명하고 있다. 상기 댐들의 생태학적 단점들을 방지하기 위하여, 상기 특허출원에서 언급된 발전소는 장치의 양쪽 측면상에서 수준차(water-level difference)를 감소시키면서, 순수한 운동에너지를 가능한 많이 이용한다.
광물에너지원들이 점차로 감소되고 CO2 배출을 감소시키려는 요구가 증가함에 따라, 증가하는 에너지 수요를 만족시키기 위해 이용되는 에너지가 더 많이 형성되도록, 유지가능한 대체에너지원에 대한 사회적 요구가 증가하고 있다. 만일 상기에서 언급된 바와 같이, 지금까지 조력발전소에 대해 적합하다고 판단되는 장소에만 조력에너지의 이용이 제한된다면, 전체 조력에너지의 매우 적은 부분만이 전세계적으로 이용되어질 수 있을 것이다. 특히, 예를 들어 네덜란드와 같은 대부분의 국가들의 경우와 같이, 자연으로부터 예외적으로 큰 조파범위가 발생되지 않는 해안가에 위치한 국가들은 상기 에너지 형태를 전혀 적용할 수 없게 된다.
도 1은 본 발명을 따르는 장치의 제 1 실시예에 대한 도면
도 2는 본 발명을 따르는 장치의 제 2 실시예에 대한 도면
도 3은 본 발명을 따르는 장치의 제 3 실시예에 대한 도면
도 4는 본 발명을 따르는 장치의 제 4 실시예에 대한 도면
도 5는 본 발명을 따르는 장치의 제 5 실시예에 대한 도면
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
l : 해안가 3, 6, 7 : 댐
4 : 게이트(gate) 5 : 단면
8 : 인공장벽비치 23 : 돌출부
d : 거리 λ : 조파파장
삭제
본 발명의 목적은 그 유리한 특성을 잃지 않으면서도, 더 작은 조파범위(tidal range)를 가지는 장소들에서 특히 적합하게 되며, 상기에서 언급된 단점들을 제거한, 조력 발전소(tidal power station)을 제공하도록 하는 것이다.
본 발명에 따라 상기 목적을 달성하기 위하여, 서두에 언급된 형태의 장치는 해안가에 대해 주로 수직방향으로 위치되어진 댐이 해저(seabed)에 놓여지고, 조파(tidal wave)의 자연형태를 간섭할 만큼 충분히 길게 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 구성을 가지는 댐 및 조파에너지를 얻기 위해 이용되는 공지의 댐들 사이의 주요한 차이는, 본 발명에 따르면, 본 장치의 댐은 상당 크기로 그리고 현저하게 수평방향 뿐만 아니라 수직방향의 조파에 대하여 조파의 형태 및 전파상태(propagation)를 능동적으로 간섭한다. 댐의 길이, 위치 및 구성상태는 여기에 주의깊게 구성될 필요가 있다. 실제로, 이것은 댐의 길이가 조파의 국소폭(local breadth)에 따라 비례적으로 될 것을 필요로 한다. 즉, 댐은 적어도 상기 폭(breadth) 보다 대략 1/4보다 길게 되며, 예를 들어 네덜란드의 북해 해안의 경우에 있어서, 약 20 km의 길이에 상당하게 된다. 본 발명에 따르면, 자연조파의 형태 및 전파는 댐에 의해서 현저하게 영향을 받게 된다. 따라서 댐의 양쪽 측면 상에서 형성되어진 수준차(water-level difference)는, 댐의 특정 부분 내에 장착되어지는 터빈 및 발전기(generator)에 의해서 전기를 발생시키기 위하여 이용되어질 수 있다. 강어귀에 위치하고 종래기술에 따라 더욱 폐쇄된 폐쇄형 조파 댐과 비교하여, 본 발명에 따른 장치는 폐쇄된 유역(closed basin)에 영향을 주지 않는 장점이 있어서, 이와 관련하여 생태학적 단점들이 더 적어지게 된다. 결국 본 발명에 따르면, 본 장치의 댐은 개방된 해양 상에 연장되며, 항상 자유단부를 가진다.
상기 문제를 위해, 예를 들어 상기 미국특허 명세서 USP 제 4,464,080 호에서는, 개방된 해양 위에 댐(dam)을 구성하는 것이 제안되는 것이 주목된다. 그러나, 상기 댐은 해저(seabed)에 놓여지지 않고 부유구조(floating construction)를 가지며, 설계 및 치수(dimension)로 인하여 조파에 영향을 주기에는 부적합하다. 상기에서 언급된 국제 특허출원에서와 같이 상기 특허명세서는, 상당한 크기의 수준차이(water level difference)를 발생시키는 것보다는 유동과 관련한 순수한 자연 운동에너지를 이용하는 것에 관한 것이다. 그러므로 본 발명과 대조적으로 공지된 댐은 조파의 수직방향성분이 전혀 강화되지 않을 뿐만 아니라 이용되지도 않기 때문에, 상기 댐의 최대 동력은 본 발명을 따르는 장치의 최대 동력보다 훨씬 작게 된다.
본 발명에 따르면, 장치의 특별한 설계는 댐의 자유단부에서 제 2 댐이 상기 언급된 제 1 댐과 각도를 이루면서 연장되게 설치되어지는 것이다. 제 1 댐의 자유단부에서 각도를 형성하며 설치되는 한 개 또는 여러 개의 상기 댐들은 조파(tidal wave)에 대한 영향을 강화하여, 더 큰 동력이 얻어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 장치는, 댐은 구속가능한 개구부들의 시스템으로 구성되고 상기 개구부들의 전부는 아니지만 한 개 또는 여러개는 에너지변환을 위한 상기 수단이 구비되어진다. 유사한 장치에 의하여, 즉 조파의 실제 경로와 관련된 시간 및 위치의 함수로서 구속가능한 개구부들을 의도적으로 개방시키는 것에 의하여 자연적인 조파에 대한 능동적인 간섭작용이 증가될 수 있다. 상기 방법에서, 높이 뿐만 아니라 위상(phase)과 관련하여, 접근하는 조파는 의도적으로 그리고 프로그램된 방법으로, 즉 얻어지는 에너지량을 상당히 증가시키는 방법으로 변환되어질 수 있다. 예를 들어 구속가능한 개구부(lockable opening)들은 공기 또는 물로 채워지고 개구부내에 구성되는 조절가능한 부품인 플랩(flap) 또는 벨로우즈(bellows) 또는 슬라이드(slide)와 끼워 맞춤될 수 있다.
또한 한 개의 댐 대신에, 피크(peak) 및 저점들을 상호보상하고 더욱 연속적인 출력을 형성하도록 서로 다른 위치 상에 다수의 댐들로 구성된 시스템이 구성될 수 있다. 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 추가적이고 유사한 댐이 제 1 댐과 실제적으로 평행하게 건설되어지는 것이 특징적이며, 상기 제 1 댐과 또 다른 댐사이의 거리는 대략 조파파장의 절반 또는 그 배수와 같다. 상기 실시예에 따르면, 조류(tidal stream)는 파동과 같은 특성을 가지며, 상기 방법에 의해 조파로부터 유도된 일부 진동(oscillation)에 의하여 추가의 동력이 상기 구성으로부터 얻어진다. 그러므로 본 발명의 범위 내에서 조파의 파장은 정상적인 여러 가지 천문학적 요소들로 이루어진 시스템으로 이해되어질 수 있다.
본 발명은 다수의 실시예들 및 첨부된 도면에 의해 더욱 상세히 이해된다.
도면들은 단지 개략적으로 도시된 것이며 실척이 아니다. 이해를 명확히 하기 위해, 일부 크기는 매우 과장하여 도시되어진다. 가능하면 도면에서 해당 구성 부품들은 동일한 부호로 표시된다.
도 1에 도시된 개략적인 형태에 있어서, 예를 들어 네덜란드 북부해안과 같은 해안가(1)의 일부가 도시된다. 각각의 점선(2) 및 화살표에 의해서, 해안가의 파도 및 교번적인 방향으로 관련 조류 유동의 전파가 개략적으로 도시되어진다. 일반적으로, 해안가(1)를 따라 자연적인 국소 조류 구배(tidal gradient)는 1 데시미터(decimeter) 퍼 킬로미터, 즉 1dm/km를 초과하지 않으며, 따라서 종래기술을 따르는 조력발전소의 유용한 출력을 위해서는 불충분하게 된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 댐(dam, 3)은 해안가(1)에 대해 가로지르게, 주로 수직으로 배치되어지고, 상기 댐은 조류유동(tidal stream)의 자연경로 및 조류파(tidal wave) 형태를 능동적으로 간섭할 수 있도록 설계되어지고 치수화 되어진다. 상기 목적을 위해 댐의 길이(λ)는 조류파의 국소 폭(local breadth)과 비례적이게 되고, 상기 길이는 네덜란드 북부해안을 따라 대략 90킬로미터 폭을 형성한다. 상기 실시예는 대략 20킬로미터의 전체길이(λ)를 가진 댐(3)으로 가정하며, 홀랜드(Holland)의 후크(Hook) 및 덴 헬더(Den Helder) 사이의 임의 위치에서 해안가(1)와 일치하게 놓여진다. 댐(3)은 예를 들어 다른 장소에서 공급되어지거나 또는 현장에서 추출되어지는 모래 또는/및 자갈을 이용하는 것과 같은 일반적인 방법으로 축조되어질 수 있다. 만일 필요하다면, 댐(3)은 암석 또는 콘크리트 요소들로 외부에서 강화되어질 수 있다. 현존하는 해양 구동 및 분출기술을 이용하여, 예를 들어 특히 상기 목적을 위해 제조되고, 현장에서 침강되거나 또는 다른 방법으로 설치되어지는 조립식 요소(prefabricated element)들로 상기 댐(3)은 전체적으로 또는 부분적으로 건조되어질 수도 있다. 배치 후에 적합하게 구성되어진 탱커(tanker)들과 같은 재생된 요소들의 중심근처에 댐(dam)을 건설하는 것도 가능하다. 댐을 구성하는 다수의 부분들은 안전요구조건을 엄격하게 할 필요는 없기 때문에, 댐들은 상대적으로 비용이 크지 않게 될 수 있다. 구조물이 영향받지 않는 한, 조력파의 일부 범람 또는 과도한 상승은 전혀 해를 끼치지 않는다. 따라서 댐의 상측높이는 제한되어질 수 있다.
유사한 크기의 댐(3)은, 그 형상을 변경하도록 하는 방법으로 자연조파(natural tidal wave)에 대한 방해물을 형성한다. 계산 및 현장측량, 시뮬레이션(simulation)을 기초로 하여, 조류파(tidal wave)의 변경된 경로는 사전에 예측되어질 수 있다. 게이트(gate, 4)에 의해, 댐에 형성된 개구부들은 전체적으로 또는 부분적으로 폐쇄되거나 개방될 수 있으며, 바람과 파도에 의해서 항상 변화하고 영향을 받는 조류파 상에서 댐의 영향을 동적으로 그리고 정확하게 제어가능하게 한다. 따라서 유사한 댐에 의하여, 사실상 더 큰 동력을 얻기 위하여 조파는 상당한 크기로 제어되어질 수 있다. 동적으로 작동되어지게 되는 게이트는, 인위적으로 도입되는지에 관계없이 해안가의 장래변화를 예측할 수 있는 기회를 제공한다. 현재의 상황에서, 네덜란드 해안가를 따라 조류가 교란받지 않으면서, 1초당 약 50만㎥의 유량이 댐(3)과 유사하고 점선으로 도시된 댐의 영역을 통하여 유동한다. 댐의 섹션(section, 5) 내에서 예를 들어 특별하게 조립된 케이슨(caisson)에 의하여 통로가 남겨지고, 상기 케이슨내에는 공지된 장치의 터빈들이 끼워맞춤되며, 에너지 발생을 위한 유사한 공지기술의 발전기(dynamos)와 연결되어진다. 통과하는 물유동으로부터, 유용한 형태의 에너지가 얻어질 수 있다. 조류유동을 능동적으로 간섭하는 것에 의하여, 본 발명에 따르면, 댐의 양쪽측면의 수준차(water-level difference), 이 경우 2미터에 이르는 높이차를 이용하여, 수평조파 즉 조파유동의 운동에너지가 얻어질 뿐만 아니라, 댐에 의해서 강화되는 수직조파의 위치에너지가 얻어질 수 있다.
대체적으로 여기서 설명되는 댐에 의하여, 네덜란드 북부 해안가에서 대략 1500 메가와트(megawatts)의 최대유효전력이 도달될 수 있고, 이는 제한된 자연 조파범위를 가진 해안국가들에 있어서도, 지속적인 에너지에 대한 국가적인 수요를 충족시키기 위한 보충물로서 조력에너지는 이용되어질 수 있다. 그러나 전세계적으로 각각의 개별위치에서, 국소조파상태, 자연 또는 인공의 섬 또는 반도의 존재와 같은 해변상태 및 현존하는 여러 가지 자연 사회 및 경제적인 요소들에 따라, 구성 위치에 관한 댐의 크기, 모양 및 위치설정에 관한 개별연구가 필요하다. 특정상황에 있어서, 예를 들어 현존하는 해안가에서 떨어진 섬들 때문에 또는 해안안전에 관한 특수한 요구조건 때문에, 해안가와 연결된 댐 대신에, 도 3에서 도시된 바와 같이 해안가(1)에 연결되지 않는 댐(3)이 선호될 수도 있다.
본 발명을 따르는 장치의 제 2 실시예가 도 2 에서 도시되어진다. 이러한 경우에 있어서, 댐(3)은 댐의 자유단부에서 두 개의 크로쓰 댐(crossdam, 6,7)이 설치되어지며, 상기 크로쓰 댐은 주로 댐에 대해 수직방향으로 연장구성된다. 댐(6,7)들은 주 댐(primary dam, 3)에 대하여 대칭을 이루며 위치되어지나, 본 실시예의 범위 내에서 다르게 위치되어질 수도 있다. 상기 크로쓰 댐(6,7)은 조류파에 대한 댐의 영향을 증가시킴으로써, 더 높은 출력이 얻어질 수 있도록 된다. 나아가 이러한 효과는, 댐의 양쪽 측면에서 점차적으로 가라앉는 모래 또는 암석 침전물의 형태로 된 인공장벽비치(artificial barrier beach, 8)에 의해서 댐(3)의 다른 단부에서 해안가의 변경에 의해 더욱 향상되어진다. 상기 특수하게 설계된 장벽비치는 너무 급격한 해안가 변형을 방지하는데 도움이 된다. 국소적으로 끼워맞춤된 개구부들을 통하는 유동을 변화시키고 조류파 조정을 동적으로 그리고 정확하게 제어하기 위하여, 크로쓰 댐(6,7)들은 또한 게이트(gate), 벨로우(bellow) 또는 다른 셔터(shutter)가 장착될 수 있다.
상기한 설명을 참고할 때, 해안가에 연결시키는 대신에, 도 3에서 도시된 본 발명을 따르는 장치의 제 3 실시예와 같이 댐은 바다에서 자유롭게 직립하게(free standing) 위치되어질 수 있다. 개방통로를 해안 네비게이션 기능(coastal navigation)에 남겨두기 위하여 또는 조파상태 때문에, 상기 작용은 사회경제적인 이유로 이루어질 수 있다. 상기 실시예에 있어서도, 크로쓰 댐(6,7,9)에 의해 조파에 대한 댐의 효과는 상승되어진다.
본 발명을 따르는 선호적인 실시예가 도 4에서 도시되어진다. 이러한 경우에 있어서, 댐(3)과 주로 평행하게 유사한 제 2 댐(13)이 위치되어진다. 상기 제 2 댐은 국소 조류파(local tidal wave)의 파장(wavelength)의 대략 절반에 대응되게, 제 1 댐으로부터 거리 d로 이격되어 건설되어진다. 북해 해안(North Sea coast)의 경우에 있어서, 상기 파장은 약 600 킬로미터에 이르며, 결과적으로 양쪽 댐들 사이의 거리 (d)는 대략 300 킬로미터가 된다. 유사한 거리 또는 그 배수가 주어진다면, 조류파는 댐(3,13)들 사이에서 반사되며, 댐들 사이에서 조파의 진동을 발생시킨다. 결과적으로 댐의 양쪽 측면에서 수준차(water-level difference)는 상당히 증가되어지며, 따라서 댐의 출력도 증가되어진다. 이를 위하여, 양쪽 댐들은 동일하게 될 필요는 없다. 상기 실시예에 도시된 것처럼, 발전기들을 가진 부분(section, 5)이 제 2 댐에서 제거되어질 수 있다. 특히 특별한 상황하에서, 본 발명을 따르는 장치의 제 5 실시예에 의하여 도 5에서 도시된 바와 같이, 제 2 댐(13)은 자연적인 해안가의 일부로서 형성되어질 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 자연적인 해안가는 조류에 대해 수직방향으로 바다로 연장되는 돌출부(tongue, 23)를 포함한다. 도면에서 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(23)로부터 거리 (d), 이 경우에 있어서는 상기 실시예와 유사하게 거리가 조파파장의 절반 또는 그 배수에 이르는 거리에서 댐을 건설함에 의해서, 조파의 진동은 상승되어질 수 있으며, 결과적으로 댐(3)의 전방에서 물은 보통보다 더욱 밀어 올려진다.
삭제
비록 상기 설명에서 본 발명은 단지 5개의 실시예들에 의해 상세하게 설명되고 있지만, 본 발명은 주어진 실시예들로 결코 제한되지 않는다는 것은 자명하다. 오히려, 본 발명의 범위 내에서 다수의 더 많은 변형 및 형태들이 가능하다. 주어진 실시예들의 여러 가지 특징들이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 효과적인 해안가 변경은 고정된 모든 댐구조들에 유리하게 적용될 수 있다. 나아가, 조파에 대한 효과를 추가로 보강하기 위하여 크로쓰 댐들은 마지막 두 개의 실시예들 모두에 적용될 수 있다. 만일 필요하다면, 댐 내에서 제어가능한 개구부들의 양은 증가되거나 또는 감소될 수 있다. 심지어 조파에 대한 효과를 정확히 제어할 필요가 없다면, 상기 개구부들은 완전히 제거될 수 있다.
이외에도 만일 필요하다면, 국소적으로 선박들의 통행을 위한 통로를 제공하도록, 댐 내부에 구속장치(lock)가 설치될 수 있다. 그러나 선박들은 댐의 단부근처에서 항해가능하기 때문에, 상기 구속장치(lock)는 꼭 필요한 것은 아니다. 나아가, 댐은 다음과 같은 다른 목적들을 위하여 이용되어질 수 있다. 즉,
·육상에 상기 터빈들을 설치하기 위해 종종 제한적으로 부수적으로 윈드 터빈(wind turbine)의 설치작업.
·파도 영역 또한 파괴되기 쉬운 자연 저수지를 통해 놓여지는 것을 방지하기 위해 해안에서 떨어진 파이프라인(pipeline), 케이블(cable) 및 다른 운반수단의 설치작용,
·인공이건 아니건 상기 섬에 한 개 또는 두 개 이상의 터빈들을 설치가능하게 섬에 대한 연결부를 구성하는 작업.
·오염된 물질로 이루어진 영역위에서 저장이 제한될 수 있도록, 분리된 개별의 데포(depot) 내부에 또는 댐내부에 오염된 물질의 저장작업을 위해 상기 댐이이용될 수 있다.
그러나, 본 발명을 따르는 장치의 주요한 장점이 항상 달성되어진다. 전세계적으로 종래기술의 조력발전소가 개발을 위한 불충분한 가능성을 가지는 상기 장소들내에서 조차도 에너지를 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 조류(2)의 방향에 대해 수직하게 위치되어지고 조파에너지(tidal energy)를 유용한 형태로 변환하기 위한 수단과 장착되어지는 하나 또는 여러개의 통로(passage, 5)를 포함하는, 해저 상에 놓여지는 댐(3)을 포함하는 자연 해양조류로부터 에너지를 얻기 위한 장치에 있어서,
    상기 댐(3)은 해안가(1)를 가로지르게 연장구성되며, 개방된 해양(open sea)으로 향하는 하나이상의 자유단부(10)를 가지며, 댐(3)의 제한된 부분만이 상기 통로(5)에 의해서 점유되어지고, 대부분의 부분들은 조류를 위한 장벽을 의도적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 자연해양 조류로부터 에너지를 얻기 위한 장치
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 댐(6,7)은 댐(3)의 자유단부에 부착되어지고, 댐(3)에 대하여 가로지르는 방향으로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 자연해양 조류로부터 에너지를 얻기 위한 장치
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 댐의 한쪽 단부(11)는 해안가(1)와 인접하며, 상기 위치에서 해안가(1)는 댐(3)의 양쪽 측면에서의 인공방해 비치(artificial barrier beach, 8)에 의해서 조정되어지는 것을 특징으로 하는 자연해양 조류로부터 에너지를 얻기 위한 장치
  4. 제 1 항에 있어서, 댐(3)은 구속가능한 개구부(lockable opening, 4)의 시스템으로 구성되며, 상기 개구부들 전부는 아니지만 그중 하나 또는 여러 개는 에너지를 변환하기 위한 수단이 구비되어지는 것을 특징으로 하는 자연해양 조류로부터 에너지를 얻기 위한 장치
  5. 제 1 항에 있어서, 장치는 댐(3)에 평행한 추가적인 댐(13)을 포함하며, 상기 추가적인 댐(13)은 조류파의 파장(λ)의 절반 또는 그 배수배에 해당하는, 댐(3)으로부터의 거리(d)를 두고 위치되어지는 것을 특징으로 하는 자연해양 조류로부터 에너지를 얻기 위한 장치
  6. 제 1 항에 있어서, 구속장치(lock, 12)는, 국소적으로 선박의 통행을 위한 통로를 제공하기 위하여, 댐(3) 내에 설치되어지는 것을 특징으로 하는 자연해양 조류로부터 에너지를 얻기 위한 장치
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2309118A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-13 Baggerwerken Decloedt en Zoon N.V. Device for generating electrical energy from hydraulic energy
GB2493003B (en) * 2011-07-20 2013-11-27 Richard Lawrence Donaghey Marine current deflector
CN104314743A (zh) * 2014-10-14 2015-01-28 中国海洋大学 自适应牵引式潮流能发电装置
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CN110382822B (zh) 2017-03-06 2022-04-12 马瑟斯液压技术有限公司 包括具有启动马达功能的液压机械的具有台阶式辊叶片和流体动力系统的液压机械
WO2020215118A1 (en) * 2019-04-25 2020-10-29 Mathers Hydraulics Technologies Pty Ltd Tidal power harnessing, storage and regeneration system and method
CN112648130B (zh) * 2020-12-18 2022-10-04 武汉理工大学 一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR960305A (ko) * 1950-04-15
NL187320C (nl) * 1983-04-07 1991-08-16 Stichting Waterbouwkundig Lab Werkwijze voor het in de bodem van een water aanbrengen van een leiding en een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.
GB2235252B (en) * 1990-02-01 1993-12-01 Geoffrey Edward Lewis Electrical power generation using tidal power
GB2298004B (en) * 1995-02-16 1999-06-30 Neil Kermode Power generation system

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