KR100949946B1 - Thermoelectric element power generating apparatus using sunlight - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 주간은 물론 야간에도 발전이 가능한 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermoelectric vehicle generator using solar light, and more particularly, to a thermoelectric vehicle generator using solar power that can be generated at daytime as well as at night.
종래에는 전기를 생산하기 위하여, 화력 발전, 원자력 발전 등을 주로 이용하였는데, 이러한 발전 방식은 많은 위험과 환경 파괴를 유발하였다. 그리고, 그 대체 에너지로서의 열전대차 발전은 종래에는 폐열에서 에너지를 회수하는 정도의 기술이 주류를 이루었다.Conventionally, thermal power generation, nuclear power generation, and the like are mainly used to produce electricity, and this power generation method causes a lot of risks and environmental destruction. In the conventional thermoelectric power generation as an alternative energy, a technique of recovering energy from waste heat has become mainstream.
종래의 열전대차 발전 방식은 태양 전지 배면과 열 흡수패널 사이에 열전 소자를 삽입하여 열교환 과정의 온도차를 이용하여 열전 소자로 전기에너지를 생산하였다.In the conventional thermoelectric power generation system, the thermoelectric device is inserted between the solar cell back and the heat absorption panel to produce electrical energy using the temperature difference of the heat exchange process.
그러나, 종래의 이러한 열전대차 발전 방식에 의하면, 태양전지 배면의 전면에 걸쳐 열 흡수패널 및 열전 소자를 구비하여야만 태양전지 배면의 전면에 걸쳐 발생하는 열을 집열할 수 있으므로, 열 흡수패널이 태양전지 고정판 크기 정도로 커야 하며, 또한 열전 소자도 열 흡수패널의 크기만큼 구비되어야 하므로 생산공정이 복잡하고 제작단가가 많이 소요되는 단점이 있었다.However, according to the conventional thermoelectric power generation method, since the heat absorbing panel and the thermoelectric element must be provided over the entire surface of the solar cell back surface to collect heat generated over the entire surface of the solar cell rear surface, the heat absorbing panel is a solar cell. The size of the fixing plate should be large, and the thermoelectric element should also be provided as large as the size of the heat absorbing panel.
이러한 단점을 개선하기 위하여, 본 원의 출원인인 이양운이 특허등록번호 제 10-0875583호의 발명을 하여 특허 등록하였다.In order to improve this disadvantage, the applicant of the present application, Lee Yang-un invented the patent registration No. 10-0875583 and registered a patent.
그러나, 위 특허등록번호 제 10-0875583호의 방식에 의하더라도, 그러한 열전대차 발전 장치에서 수득된 열에너지를 이용하여 터빈을 구동시켜 전기 에너지를 수득하고자 하는 경우, 터빈을 경유하는 순환 유체인 물을 증기화시켜야 한다. 따라서, 터빈을 구동시키기 위해서 열에너지의 소모가 커지게 되므로, 이에 대한 개선이 요구된다.However, even in the manner of the above Patent Registration No. 10-0875583, in order to obtain the electrical energy by driving the turbine by using the thermal energy obtained in such a thermoelectric generator, steam is circulating fluid passing through the turbine You should be mad. Therefore, since the heat energy is consumed to drive the turbine, an improvement is required.
본 발명은 터빈을 경유하는 순환 유체로 물을 사용하는 경우에 비해 상대적으로 낮은 온도 환경에서도 터빈을 구동시킬 수 있는 구조를 가진 태양광을 이용한 열전대차 발전장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a thermoelectric generator using solar light having a structure capable of driving a turbine in a relatively low temperature environment as compared to the case of using water as a circulating fluid via a turbine.
본 발명의 일 측면에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치는 주간에 태양광의 열을 흡수할 수 있는 흡열 부재; 상기 흡열 부재를 경유하면서 상기 흡열 부재에 의해 흡수된 열을 흡수하는 유류(oil)를 저장하는 순환 오일 탱크; 상기 흡열 부재와 상기 순환 오일 탱크 사이에서 유류가 순환되는 유류 순환관; 상기 유류 순환관을 따라 순환하는 유류와 열교환되는 냉매가 순환되는 냉매 순환관; 상기 유류와 상기 냉매가 열교환되어 상기 냉매가 증발될 수 있는 증발기; 상기 증발기를 경유하며 증발된 상기 냉매가 상기 냉매 순환관을 따라 유입되어 내부의 블레이드가 회전되는 터빈; 상기 터빈의 블레이드의 회전에 따라 발전하는 발전기; 상기 터빈을 경유한 냉매가 상기 냉매 순환관을 따라 유입되어 응축되는 응축기; 및 상기 응축기를 경유한 상기 냉매가 상기 냉매 순환관을 따라 유입되어 저장되면서 액화되고, 상기 액화된 냉매가 상기 냉매 순환관을 따라 상기 증발기를 향하도록 유출되는 저장 탱크;를 포함하고,Thermocouple generator using solar according to an aspect of the present invention is a heat absorbing member that can absorb the heat of sunlight during the day; A circulation oil tank configured to store an oil absorbing heat absorbed by the heat absorbing member while passing through the heat absorbing member; An oil circulation pipe through which oil is circulated between the heat absorbing member and the circulation oil tank; A refrigerant circulation pipe through which refrigerant exchanged with the oil circulated along the oil circulation pipe is circulated; An evaporator through which the oil and the refrigerant exchange heat to evaporate the refrigerant; A turbine through which the refrigerant evaporated while passing through the evaporator is introduced along the refrigerant circulation pipe to rotate an internal blade; A generator generating in accordance with the rotation of the blade of the turbine; A condenser through which the refrigerant passing through the turbine flows along the refrigerant circulation pipe to condense; And a storage tank in which the refrigerant passing through the condenser is liquefied while being introduced and stored along the refrigerant circulation pipe, and the liquefied refrigerant flows out toward the evaporator along the refrigerant circulation pipe.
상기 냉매 순환관을 따라 순환되는 상기 냉매는 물보다 상대적으로 기화점이 낮은 물질인 것을 특징으로 한다.The refrigerant circulated along the refrigerant circulation pipe is characterized in that the material has a lower vaporization point than water.
본 발명의 일 측면에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 의하면, 터빈을 경유하는 순환 유체인 냉매가 알코올을 포함하고 있어서, 터빈을 경유하는 냉매로 물을 사용하는 경우에 비해 상대적으로 낮은 온도 환경에서도 냉매가 증발될 수 있고, 그에 따라 그러한 낮은 온도 환경에서도 터빈이 구동되어 발전기에서 발전될 수 있다. 따라서, 태양광을 이용한 열전대차 발전장치의 작동 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.According to the thermoelectric generator apparatus using solar light according to an aspect of the present invention, since the refrigerant which is a circulating fluid passing through the turbine contains alcohol, the temperature is relatively lower than when water is used as the refrigerant passing through the turbine. The refrigerant can also be evaporated in the environment, so that even in such low temperature environments the turbine can be driven and generated in the generator. Therefore, there is an effect that the operating efficiency of the thermo-electric vehicle generator using solar light can be improved.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a thermoelectric generator apparatus using solar light according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치의 구성을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 적용되는 증발기의 구성을 보이는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 적용되는 저장 탱크의 구성을 보이는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a thermoelectric vehicle generator using sunlight according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an evaporator of the thermoelectric vehicle generator using solar light according to an embodiment of the present invention Figure 3 is a view showing the configuration, Figure 3 is a view showing the configuration of the storage tank applied to the thermoelectric vehicle generator using the solar light according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치(100)는 집광 부재(110)와, 흡열 부재(120)와, 제어 부재(130)와, 증발기(140)와, 순환 오일 탱크(150)와, 전환 밸브(160)와, 터빈(170)과, 응축기(180)와, 저장 탱크(190)와, 가열 부재(200)와, 열전 부재(210)와, 발전기(220)를 포함한다.1 to 3 together, the thermoelectric
상기 집광 부재(110)는 태양광을 집광하여, 상기 흡열 부재(120)에서 태양광의 열을 보다 효율적으로 흡수할 수 있도록 한다. 이러한 효율적인 열 흡수가 가능하도록, 상기 집광 부재(110)는 집광된 태양광을 상기 흡열 부재(120)에 입사시킨다.The
상기 집광 부재(110)의 일 예로, 만곡된 형태의 반사경이 제시될 수 있고, 이러한 경우 상기 집광 부재(110)의 초점 상에 상기 흡열 부재(120)가 배치될 수 있다. 상기에서 제시된 만곡된 형태의 반사경은 상기 집광 부재(110)의 일 예로, 다양한 형태의 집광 부재(110)가 제시될 수 있다.As an example of the
상기 흡열 부재(120)는 주간(daytime)에 태양광의 열을 흡수할 수 있는 것이다. 상기 흡열 부재(120)는 상기 집광 부재(110)로부터 태양광을 흡수하여, 내부를 경유하는 유류(oil)를 가열한다.The
상기 흡열 부재(120)는 태양광의 에너지를 잘 받아들여 유류에 잘 전달하도록 단면적이 넓고 얇은 슬림한 형태로 이루어질 수 있다.The
상기 순환 오일 탱크(150)는 내부에 상기 흡열 부재(120)를 경유하면서 상기 흡열 부재(120)에 의해 흡수된 열을 흡수하는 유류(oil)를 저장한다. 상기 유류는 수백℃까지 가열될 수 있으므로, 물 등 다른 순환 유체에 비해 더 많은 열 에너지를 흡수할 수 있다.The circulating
도면 번호 101은 흡열 증발 연결관이고, 도면 번호 102는 증발 탱크 연결관이고, 도면 번호 105는 탱크 밸브 연결관이고, 도면 번호 106은 흡열 부재 비경유 지관이고, 도면 번호 106a은 흡열 부재 경유 지관이다.Numeral 101 is an endothermic evaporation tube,
상기 흡열 증발 연결관(101)은 상기 흡열 부재(120)와 상기 증발기(140)를 연결하는 배관이고, 상기 증발 탱크 연결관(102)은 상기 증발기(140)와 상기 순환 오일 탱크(150)를 연결하는 배관이고, 상기 탱크 밸브 연결관(105)은 상기 순환 오일 탱크(150)와 상기 전환 밸브(160)를 연결하는 배관이다.The endothermic evaporation connecting pipe 101 is a pipe connecting the
상기 흡열 부재 비경유 지관(106)은 상기 순환 오일 탱크(150)에서 배출된 유류가 상기 흡열 부재(120)를 경유하지 아니하도록, 상기 전환 밸브(160)와 상기 흡열 증발 연결관(101)을 연결하는 배관이다. 상기 흡열 부재 경유 지관(106a)은 상기 순환 오일 탱크(150)에서 배출된 유류가 상기 흡열 부재(120)를 경유하도록, 상기 전환 밸브(160)와 상기 흡열 부재(120)를 연결하는 배관이다.The endothermic member non-oil
여기서, 상기 흡열 증발 연결관(101), 상기 증발 탱크 연결관(102), 상기 탱크 밸브 연결관(105), 상기 흡열 부재 비경유 지관(106) 및 상기 흡열 부재 경유 지관(106a)은 유류가 상기 흡열 부재(120), 상기 증발기(140) 및 상기 순환 오일 탱크(150)를 순환하도록 하는 배관들로서, 유류 순환관으로 정의될 수 있다.Here, the endothermic evaporation connecting pipe 101, the evaporation
한편, 도면 번호 103은 냉매를 상기 증발기(140)로 유입시키는 냉매 유입관이고, 도면 번호 104는 상기 증발기(140)를 경유한 냉매를 유출시키는 냉매 유출관이고, 도면 번호 107은 가열 터빈 연결관이고, 도면 번호 108은 터빈 열전 연결관이고, 도면 번호 108a는 열전 응축 연결관이고, 도면 번호 109는 응축 저장 연결관이다.On the other hand,
상기 냉매 유입관(103), 상기 냉매 유출관(104), 상기 가열 터빈 연결관(107), 상기 터빈 열전 연결관(108), 상기 열전 응축 연결관(108a) 및 상기 응축 저장 연결관(109)을 따라 유동되는 냉매는 상기 증발기(140)를 경유할 때 상기 유류 순환관을 따라 순환되는 유류에 비해 온도가 상대적으로 낮은 저온으로 형성될 수 있다.The
여기서, 상기 냉매 유입관(103), 상기 냉매 유출관(104), 상기 가열 터빈 연결관(107), 상기 터빈 열전 연결관(108), 상기 열전 응축 연결관(108a) 및 상기 응축 저장 연결관(109)은 상기 냉매를 순환시키는 배관들로서, 냉매 순환관으로 정의될 수 있다. 상기 냉매 순환관을 따라 순환되는 냉매는 상기 유류 순환관을 따라 순환되는 유류와 상기 증발기(140)에서 열교환된다.Here, the
상기 전환 밸브(160)는 상기 순환 오일 탱크(150)의 유출단 측에 연결된 상기 탱크 밸브 연결관(105)에 연결되어, 상기 흡열 부재 경유 지관(106a)과 상기 흡열 부재 비경유 지관(106) 중 어느 하나로 유류가 순환되도록, 유류의 순환 경로를 전환할 수 있는 밸브이다.The
상기 전환 밸브(160)에 의해 유류가 상기 흡열 부재 경유 지관(106a)을 따라 순환되면, 유류가 상기 흡열 부재(120)를 경유하면서 태양광의 열을 흡수하게 된다. 반면, 상기 전환 밸브(160)에 의해 유류가 상기 흡열 부재 비경유 비관(106)을 따라 순환되면, 유류가 상기 흡열 부재(120)를 경유하지 아니하고, 상기 흡열 증발 연결관(101)을 통해 바로 상기 증발기(140)로 유입된다.When oil is circulated along the heat absorbing member via
상기 증발기(140)는 상기 유류 순환관과 상기 냉매 순환관이 경유되는 것으로, 이러한 증발기(140)에서 상기 유류 순환관을 경유하는 고온의 유류와, 상기 냉매 순환관을 순환하는 상대적인 저온의 냉매가 열교환되고, 그에 따라 상기 냉매 순환관을 순환하는 상기 냉매가 가열되어 증발될 수 있다.The
이러한 증발된 냉매는 상기 터빈(170)으로 유입되어, 상기 터빈(170)을 구동시킬 수 있고, 그에 따라 상기 터빈(170)과 회전축이 연결된 상기 발전기(220)에서 전기 에너지가 생산될 수 있다.The evaporated refrigerant may be introduced into the
상기 터빈(170)은 상기 증발기(140)를 경유하며 증발된 상기 냉매가 상기 냉매 유출관(104) 및 상기 가열 터빈 연결관(107)을 통해 유입되어, 그 내부의 블레이드가 상기 냉매에 의해 회전되는 것이다. 이러한 터빈(170) 내부의 블레이드의 회전에 따라, 그와 회전축이 연결된 상기 발전기(220)가 구동되어, 전기 에너지가 생산될 수 있다. 상기 발전기(220)에서 형성된 전기 에너지는 외부로 전송될 수 있다.The
상기 열전 부재(210)는 상기 터빈(170)을 경유한 냉매가 유입되어 전기 에너지가 생산되는 것이다. 이러한 열전 부재(210)는 상기 냉매 순환관과 별도의 냉각수 순환관 사이에 열전 소자(214)가 배치될 수 있는데, 이러한 경우, 상기 냉매 순환관을 따라 순환하는 냉매와 상기 냉각수 순환관을 따라 순환하는 냉각수의 온도차를 이용하여 상기 열전 소자(214)에서 발전이 이루어질 수 있다. 상기 열전 소자(214)는 제베크 효과(seeback effect)를 이용한 것으로, 온도차에 의해 전압 즉, 열기전력(thermoelectromotive force)이 발생하여 폐회로 내에 전류가 흐르게 되는 것일 수 있다.The
상세히, 상기 열전 부재(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매 순환 내관(212)과, 냉각수 순환 내관(213)과, 열전 소자(214)로 구성된다.In detail, as illustrated in FIG. 2, the
상기 냉매 순환 내관(212)의 양 말단은 상기 터빈 열전 연결관(108)과 상기 열전 응축 연결관(108a)과 각각 연결되어, 상기 터빈 열전 연결관(108)을 통해 상기 냉매 순환 내관(212)으로 유입되는 냉매가 경유된 후 상기 열전 응축 연결관(108a)으로 유출된다. 이러한 측면에서, 상기 냉매 순환 내관(212)은 상기 냉매 순환관의 일부를 구성한다.Both ends of the refrigerant circulation
상기 냉각수 순환 내관(213)의 양 말단은 별도의 냉각수 유입관(215)과 냉각수 유출관(216)과 각각 연결되어, 상기 냉각수 유입관(215)을 통해 외부의 냉각수 가 유입되고 상기 냉각수 유출관(216)으로 그 냉각수가 유출된다. 이러한 측면에서, 상기 냉각수 순환 내관(213)은 상기 냉각수 순환관의 일부를 구성한다.Both ends of the coolant circulation
상기 냉매 순환 내관(212) 내를 유동하는 냉매와, 상기 냉각수 순환 내관(213) 내를 유동하는 냉각수는 대향류(counter flow)로 구성될 수 있다.The refrigerant flowing in the refrigerant circulation
상기 냉매 순환 내관(212)과 상기 냉각수 순환 내관(213) 사이에는 상기 열전 소자(214)가 복수 개 설치될 수 있다. 물론, 상기 열전 소자(214)는 단수 개로 구성될 수도 있다.A plurality of
이러한 열전 소자(214)는 상기 냉매 순환 내관(212)을 따라 유동되는 상대적으로 고온의 냉매와, 상기 냉각수 순환 내관(213)을 따라 유동되는 상대적으로 저온의 냉각수 사이의 온도차에 의해 발전할 수 있는 소자이다.The
도면 번호 211은 상기 열전 부재(210)에서 발생된 전기 에너지를 외부의 축전지(미도시) 또는 외부 공급 대상처로 연결하는 전극이다.
여기서, 상기 열전 부재(210)의 적용은 선택적인 것으로, 상기 열전 부 재(210)가 구비되지 아니하고, 상기 터빈(170) 및 상기 발전기(220)만으로 발전이 이루어질 수도 있다.Here, the application of the
상기 응축기(180)는 상기 터빈(170) 및 상기 열전 부재(210)를 경유한 냉매가 상기 열전 응축 연결관(108a)을 통해 유입되어 응축되는 것이다.The
상기 저장 탱크(190)는 상기 응축기(180)를 경유한 상기 냉매가 상기 응축 저장 연결관(109)을 통해 유입되어 저장되면서 액화되고, 상기 액화된 냉매가 상기 냉매 유입관(103)을 따라 상기 증발기(140)를 향하도록 유출되는 것이다.The
본 실시예에서는, 상기 냉매 순환관을 따라 순환되는 상기 냉매가 물보다 상대적으로 기화점이 낮은 물질로 이루어진다. 이러한 냉매의 예로, 알코올 또는 알코올과 물 등의 다른 물질의 혼합체가 제시될 수 있다.In this embodiment, the refrigerant circulated along the refrigerant circulation pipe is made of a material having a lower vaporization point than water. As an example of such a refrigerant, a mixture of alcohol or other materials such as alcohol and water can be presented.
상기와 같이 구성되면, 상기 터빈(170)을 경유하는 순환 유체인 냉매가 알코올을 포함하고 있어서, 상기 터빈(170)을 경유하는 냉매로 물을 사용하는 경우에 비해 상대적으로 낮은 온도 환경에서도 상기 냉매가 증발될 수 있고, 그에 따라 그러한 낮은 온도 환경에서도 상기 터빈(170)이 구동되어 상기 발전기(220)에서 발전될 수 있다. 따라서, 상기 태양광을 이용한 열전대차 발전장치(100)의 작동 효율이 향상될 수 있다.When configured as described above, the refrigerant which is a circulating fluid passing through the
한편, 상기 터빈(170)에는 상기 터빈(170)의 블레이드 회전수를 감지할 수 있는 터빈 감지 센서(171)가 설치된다. 상기 터빈 감지 센서(171)에서 감지된 상기 터빈(170)의 블레이드 회전수 정보는 상기 제어 부재(130)로 전달되고, 상기 제어 부재(130)는 그 정보에 따라 상기 태양광을 이용한 열전대차 발전장치(100)의 각 부분의 작동을 제어할 수 있다.On the other hand, the
상기 제어 부재(130)는 상기 집광 부재(110), 상기 흡열 부재(120), 상기 증발기(140), 상기 전환 밸브(160), 상기 터빈 감지 센서(171) 및 상기 가열 부재(200)와 각각 연결되어, 각 구성의 동작을 제어한다.The
상기 가열 부재(200)는 상기 증발기(140)와 상기 터빈(170) 사이에서 상기 냉매 순환관을 따라 순환되는 상기 냉매에 열에너지를 보충할 수 있는 것이다. 상세히, 상기 터빈 감지 센서(171)에서 상기 터빈(170)의 블레이드의 회전수가 요구되는 회전수 미만으로 저하되는 경우, 상기 제어 부재(130)는 상기 가열 부재(200)를 작동시켜, 상기 냉매 순환관을 순환하는 상기 냉매의 증발량을 증가시키고, 그에 따라 상기 터빈(170)의 블레이드의 회전수를 요구되는 회전수 이상으로 증가시킬 수 있다.The
상기 저장 탱크(190)는 저장 탱크 몸체(191)와, 탱크 유입구(192)와, 탱크 유출구(193)와, 액화 부재(194)와, 압력 완충 부재(195)를 포함한다.The
상기 탱크 유입구(192)는 상기 응축 저장 연결관(109)과 연결되어, 응축된 냉매가 유입되는 것이고, 상기 저장 탱크 몸체(191)는 상기 유입된 냉매를 저장하는 것이며, 상기 탱크 유출구(193)는 상기 냉매 유입관(103)와 연결되어, 저장된 냉매가 유출되는 것이다.The
상기 액화 부재(194)는 기체 유입구(194a)와, 액화 부재 몸체(194b)와, 방열핀(194c)과, 액체 유출구(194d)를 포함하여, 상기 저장 탱크 몸체(191) 내의 상기 냉매를 액화시키는 것이다.The
상기 기체 유입구(194a)는 상기 저장 탱크 몸체(191) 내에 저장된 냉매 중 기화된 냉매가 유입되는 것이고, 상기 액화 부재 몸체(194b)는 상기 기체 유입구(194a)를 통해 유입된 냉매가 유입되어 외부와 열교환되면서 액화되는 것이다.The gas inlet (194a) is a vaporized refrigerant from the refrigerant stored in the
상기 액체 부재 몸체(194b)는 소정 면적의 넓은 판형으로 이루어진 금속 재질의 것으로, 이러한 액체 부재 몸체(194b)에서 유입된 기체 상태의 냉매가 외부 공기와 열교환되어 액화된다. 이러한 액화가 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록, 상기 액체 부재 몸체(194b)에는 방열핀(194c)이 다수 개 형성될 수 있다.The
상기와 같이 액화된 냉매는 상기 액체 유출구(194d)를 통해 상기 저장 탱크 몸체(191) 내로 유입된다.The liquefied refrigerant as described above is introduced into the
상기 압력 완충 부재(195)는 압력 유입구(195a)와, 압력 완충부(195b)를 포함하여, 상기 저장 탱크 몸체(191) 내의 압력이 안전 범위 내에 있도록, 상기 저장 탱크 몸체(191) 내의 압력 증감을 완충시킨다.The
상기 압력 유입구(195a)는 상기 저장 탱크 몸체(191)와 연통되어, 상기 저장 탱크 몸체(191) 내의 압력이 전달되는 것이고, 상기 압력 완충부(195b)는 주름관 형태 등 그 크기가 가변될 수 있는 것으로서, 상기 압력 유입구(195a)를 통해 유입된 압력이 안전 범위를 넘는 압력인 경우, 그 크기가 늘어나서 그 증가된 압력을 완충시킨다. 따라서, 상기 태양광을 이용한 열전대차 발전장치(100)가 안정적으로 작동될 수 있다.The
이하에서는 상기 태양광을 이용한 열전대차 발전장치(100)의 작동을 설명한다.Hereinafter will be described the operation of the
먼저, 주간에는 상기 집광 부재(110)에서 태양광을 집광하여, 상기 흡열 부재(120)로 집중 조사한다.First, during the daytime, the
이 때, 상기 제어 부재(130)는 상기 흡열 부재 경유 지관(106a)으로 상기 순환 오일 탱크(150) 내의 유류가 유동되도록, 상기 전환 밸브(160)를 제어한다. 그러면, 상기 순환 오일 탱크(150) 내의 유류가 상기 흡열 부재(120)를 경유하면서, 상기 집광 부재(110)에 의해 집중 조사되는 태양광의 열을 흡수하고, 그에 따라 고온으로 가열된다. 유류의 특성 상, 유류는 상기 흡열 부재(120)를 경유하면서 수백℃까지 가열될 수 있다.At this time, the
상기와 같이 가열된 유류는 상기 흡열 증발 연결관(101)을 통해 상기 증발기(140)로 유입된다. 유입된 유류는 상기 증발기(140)를 경유한 후, 상기 증발 탱크 연결관(102)을 통해 상기 순환 오일 탱크(150)로 향하여, 상기 순환 오일 탱크(150)에 수용된다.The heated oil is introduced into the
한편, 상기 증발기(140)에는 상기 냉매 유입관(103)을 통해 냉매가 유입되어 상기 증발기(140)를 경유한 후, 상기 냉매 유출관(104)을 통해 유출된다. 이러한 유동 과정에서 상기 냉매는 상기 유류와 열교환되면서 증발될 수 있다.Meanwhile, the refrigerant flows into the
상기 증발된 냉매는 상기 터빈(170)으로 유입되어, 상기 터빈(170)의 블레이드를 회전시키고, 그에 따라 상기 발전기(220)에서 발전이 이루어질 수 있다.The evaporated refrigerant flows into the
상기 터빈(170)을 경유한 냉매는 상기 열전 부재(210)를 경유하며 발전이 이루어지도록 할 수 있고, 그 후 상기 응축기(180)를 거치면서 응축되고, 그 후 상기 저장 탱크(190)에 액화되면서 저장된다. 상기 저장 탱크(190)에 저장된 냉매는 다 시 상기 증발기(140)로 유입될 수 있다.The refrigerant via the
한편, 상기 열전 부재(210)에서는 상기 냉매 순환 내관(212)을 따라 유동되는 고온의 냉매와, 상기 냉각수 순환 내관(213)을 따라 유동되는 저온의 냉각수 사이의 온도차에 의해, 그 사이에 배치된 상기 열전 소자(214)에서 발전이 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the
상기와 같이, 태양광을 흡수하여 고온으로 가열되고, 냉매와의 온도차를 이용하여 발전이 가능하도록 하는 순환 유체로 유류가 적용됨에 따라, 유류의 온도가 태양광에 의해 수백℃까지 상승될 수 있고, 그에 따라 태양광이 없는 야간에도 유류의 온도가 냉매 온도와 발전이 가능할 정도의 온도차를 유지할 수 있으므로, 야간에도 발전이 가능할 수 있다.As described above, as oil is applied to a circulating fluid that absorbs sunlight and is heated to a high temperature and enables power generation using a temperature difference with the refrigerant, the temperature of the oil may be raised to several hundred degrees Celsius by sunlight. Therefore, even at night without sunlight, the temperature of the oil may maintain a temperature difference enough to allow the power generation of the refrigerant temperature, and thus may be generated at night.
한편, 야간에는 상기 제어 부재(130)가 상기 흡열 부재 비경유 지관(106)으로 상기 순환 오일 탱크(150) 내의 유류가 유동되도록, 상기 전환 밸브(160)를 제어한다. 그러면, 상기 순환 오일 탱크(150) 내의 유류가 상기 흡열 부재(120)를 경유하지 아니하고, 상기 흡열 증발 연결관(101)을 통해 바로 상기 증발기(140)로 유입될 수 있다. 따라서, 태양광이 없는 야간에는 유류가 상기 흡열 부재(120)를 거치지 아니하여, 그만큼 유류의 순환 경로가 단축되고, 그에 따라 유류의 열 손실이 감소될 수 있으므로, 상기 태양광을 이용한 열전대차 발전장치(100)의 작동 효율이 향상될 수 있다.On the other hand, at night, the
여기서, 상기 제어 부재(130)의 주간/야간 판단은 미리 시간이 셋업된 타이머 등에 의할 수 있고, 작업자의 수동 조작도 가능할 수 있다.Here, the day / night determination of the
한편, 유류의 열 손실이 방지될 수 있도록, 상기 유류 순환관과, 상기 순환 오일 탱크(150)는 보온재에 의해 보온될 수 있다.Meanwhile, the oil circulation pipe and the
또한, 상기 터빈(170)의 블레이드의 회전수가 요구되는 회전수 미만으로 저하되는 경우, 상기 제어 부재(130)는 상기 가열 부재(200)를 작동시킨다. 그러면, 상기 가열 부재(200)에 의해 냉매의 증발량이 증가되고, 그에 따라 상기 터빈(170)의 블레이드의 회전수가 증가될 수 있다.In addition, when the rotational speed of the blade of the
상기와 같이, 상기 터빈(170)과 연결된 상기 발전기(220)에서 발전이 이루어짐으로써, 상기 태양광을 이용한 열전대차 발전장치(100)가 주간은 물론 야간에도 안정적으로 전기 에너지를 생산할 수 있다.As described above, since power generation is performed in the
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, those skilled in the art can variously modify the invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And that it can be changed. However, it is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
본 발명의 일 측면에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 의하면, 터빈을 경유하는 순환 유체로 물을 사용하는 경우에 비해 상대적으로 낮은 온도 환경에서도 터빈을 구동시킬 수 있으므로, 그 산업상 이용 가능성이 높다고 하겠다.According to the thermoelectric generator apparatus using solar light according to an aspect of the present invention, since the turbine can be driven in a relatively low temperature environment compared to the case of using water as a circulating fluid via the turbine, its industrial applicability This is high.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치의 구성을 보이는 도면.1 is a view showing the configuration of a thermocouple generator using solar light according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 적용되는 증발기의 구성을 보이는 도면.Figure 2 is a view showing the configuration of the evaporator applied to the thermoelectric generator apparatus using solar light according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광을 이용한 열전대차 발전장치에 적용되는 저장 탱크의 구성을 보이는 도면.Figure 3 is a view showing the configuration of the storage tank applied to the thermoelectric generator apparatus using the solar light according to an embodiment of the present invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090078247A KR100949946B1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Thermoelectric element power generating apparatus using sunlight |
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KR1020090078247A KR100949946B1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Thermoelectric element power generating apparatus using sunlight |
Publications (1)
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ID=42183894
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KR1020090078247A KR100949946B1 (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Thermoelectric element power generating apparatus using sunlight |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20060038942A (en) * | 2003-06-06 | 2006-05-04 | 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈 | Method for cooling a product, particularly, for liquefying a gas, and device for implementing this method |
KR20070104315A (en) * | 2007-10-01 | 2007-10-25 | 이양운 | The thermoelectric element electric of electrical generator which used light of the sun |
-
2009
- 2009-08-24 KR KR1020090078247A patent/KR100949946B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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KR20070104315A (en) * | 2007-10-01 | 2007-10-25 | 이양운 | The thermoelectric element electric of electrical generator which used light of the sun |
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