KR101181568B1 - 파도의 상하 운동을 이용한 파 력 발전 장치 - Google Patents

Abstract

종래 방식의 파 력 발전은 바다에 설치되는 관계로 건설 비용 많이 드는 단점을 갖추고 있어서 범용적인 보급은 어렵기 때문에, 적은 비용으로 같은 전력을 발생시키는 새로운 방식의 파 력 발전기의 개발이 요구된다.
본 발명은 바다에 부표를 띄우고, 부표 아래쪽에 부표와 연결된 파 력 발전기를 설치하여, 부표의 상하 직선 운동 에너지에 의해 발전하는, 설치 비용이 적게 드는 방식으로 범용적인 보급의 특성을 갖추고 있다.
상기 파 력 발전기는 파도의 상하 운동 에너지에 의해 직선 운동을 하는 전자석을 갖추고 있으며, 상하 운동 에너지가 전력으로 변화되는 구조를 갖추고 있다.
상기 전력은 케이블에 의해 외부 부하 측으로 보내지고, 그중의 일부 전력은 전류 제어 장치와 정류기를 거쳐서 전자석에 공급되어 자 계를 형성하게 된다.
발전기 장치는 방수재로 충전되므로 바닷물의 침투 염려가 없고, 태풍 등에 강인한 특성을 갖추고 있으므로, 범용적으로 보급될 수 있는 파도의 상하 운동을 이용하는 파 력 발전 장치이다.

Description

파도의 상하 운동을 이용한 파 력 발전 장치 {Wave power generator using up and down motion of wave}

넘실대는 바닷물은 상하 운동을 하면서 한쪽 방향으로 진행한다.

종래의 파도를 이용한 파 력 발전은 압축 공기의 팽창 또는 바닷물의 고속 유출에 의한 터빈 회전 방식으로서, 시설에 대한 어려움이나 건설 비용의 증대로 실증 실험 단계에 있다.

본 발명은 종래의 터빈 회전 방식을 탈피하여, 부표를 바다에 띄워서 발생하는 직선 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 파 력 발전 장치에 관한 것이다.

새로운 방식의 파 력 발전 장치는 전기자 권 선의 안쪽에 전자석을 두고, 부표의 상하 운동에 따라 전자석이 직선 운동을 하게 되어 전기를 발생하게 된다.

파도가 잔잔한 날도 있지만, 넘실대는 날도 많이 있는 바다는 육지보다 훨씬 넓어서, 파 력 발전 설치에 의해 많은 전력을 생산할 수 있는 여건이 된다.

이는 육지에서 재생 에너지 변환시에 농경지 잠식 또는 환경을 파괴한다는 제약 조건에서 벗어나게 되고, 부표의 상하 운동을 이용한 발전 방식은 폭풍우와 같은 물리적 악 조건에서도 잘 견딜 수 있으며, 폭풍우에서 오히려 발전량이 증대되는 특징을 갖추고 있다.

바다 물의 이동을 이용하여 발전하려는 시도는 계속되고 있는데, 이들은 주로 조력과 파 력 발전으로 나누어 볼 수 있으며, 우리나라는 삼면이 바다이고 그리고 섬들도 많아서 최적의 조건을 가진 것으로 볼 수 있다.

그러나 조력과 파 력 발전은 바다에 설치되는 관계로 건설 비용 많이 드는 단점을 갖추고 있어서, 범용적인 보급은 어렵다고 볼 수 있다.

여기에 적은 비용으로 같은 전력을 발생시킬 수 있는 파 력 발전기가 새롭게 개발된다면, 청정 에너지 수급에 기여할 것으로 판단된다.

바다에 부표를 띄우고, 부표 아래쪽에 부표와 연결된 파 력 발전기를 설치하여, 부표의 상하 직선 운동 에너지에 의해 발전하는 방식이다.

상기 파 력 발전기는 내통과 외통으로 구성되어, 내통 안에는 외부 운동 에너지에 의해 움직이는 전자석을 갖추고 있으며, 내통의 외 측 표면에는 권 선이 감겨 있어서 전기가 발생하게 되는 구조를 갖추고 있다.

발생하는 전기는 케이블에 의해 외부로 보내지고, 그중의 일부 전기는 전자석에 공급되는 구조로 구성된다.

섬 또는 바다가 주변 마을에서는 작은 규모의 발전장치 설치에 의해 가정용의 전기 그리고 난방 등에 사용하여 청정 에너지에 의한 그린 홈을 이룰 수 있고, 먼 바다에 큰 규모의 발전설비를 할 수 있는 특징이 있으므로, 많은 량의 전력을 생산하여 청정 에너지 수급에 기여할 것으로 판단한다.

도 1은 본 발명에 따르는 파도의 상하 운동을 이용한 파 력 발전 장치의 사시 도이다.

파도가 잔잔한 날도 있지만, 파도가 넘실대는 날도 많은 바다는 동적 특성의 많은 에너지를 보유하고 있고 그리고 육지보다 훨씬 넓으며, 설치에 따른 환경적 손실이 발생하지 않으므로, 파 력 발전 설치에 의해 많은 전력을 생산할 수 있는 조건을 갖추고 있다.

본 발명은 바다에 부표를 띄우고, 부표 아래쪽에 부표와 연결된 파 력 발전기를 설치하여, 부표의 상하 직선 운동 에너지에 의해 발전하는 방식이다.

상기의 파 력 발전기는 내통과 외통으로 구성되고, 내통 안에는 파도의 상하 운동 에너지에 의해 직선 운동을 하는 전자석을 갖추고 있으며, 내통의 외 측 표면에는 권 선이 감겨 있어서, 권선에 전기가 발생하게 되는 구조를 갖추고 있다.

상기의 내통의 외 측 표면의 권 선에서 발생하는 전기는 케이블에 의해 외부로 보내지고, 그중의 일부 전기는 전류 제어 장치와 정류기를 거쳐서 전자석에 공급되어 자계를 형성하게 된다.

상기의 전류 제어 장치는 전자석의 자 계의 세기를 조정하여, 권 선의 출력 전압을 일정하게 유지하기 위한 것이고, 정류기는 교류를 직류로 바꾸어 주기 위한 것이다.

전류 제어 장치와 정류기는 내통과 외통의 사이에 넣어지며, 발전기 완성 단계에는 바다 물의 침수 방지를 위해서 내 외통 사이에 방수재를 충전하게 된다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용은 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

바다(16) 해수면의 파도(3)는 상하 운동을 하면서 한쪽 방향으로 진행한다.

이와 같은 자연이 주는 막대한 상하 운동 에너지를 전기 에너지로 바꿀 수 있는 파 력 발전기(15)가 있다면, 많은 양의 전력을 생산할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 파 력 발전기(15)는 바다(16)에 떠있는 부표(1)의 아래쪽에서 부표(1)와 지지대(2)로 연결되어 있고 그리고 부표(1)의 상하 직선 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키게 된다.

파 력 발전기(15)는 일정 길이 원형 파이프 또는 다각형 파이프 형태 등의 외통(4) 안에 내통(5)을 갖는 형태로 구성된다.

내통(5) 안의 구성은 내통의 윗 쪽 덮개에 윗 쪽 스프링(6)의 한쪽 고정되어 있고 그리고 스프링(6)의 다른 쪽에는 전자석(8)이 매달려 있다.

전자석(8)의 아래는 전자석이 직선 운동을 할 수 있는 일정한 공간(9)을 확보하게 되며, 일정 공간(9)의 아래 쪽에 한쪽을 내통(5)의 아래 면에 고정한 아래쪽 스프링(7)을 갖추고 있다.

내통(5)의 안에는 전자석(8)의 상하 직선 운동에 마찰 저항이 없도록 윤활유가 적당하게 들어 있으며, 내통(5)의 외 측 표면에는 전자석(8)의 상하 직선 운동에 의해 전력을 발생하는 권 선(14)이 감겨 있다.

권 선(14)에서 발생하는 전력은 외부 부하 측 케이블(13)로 공급되며, 발생 전력의 일부는 전자석 전류 제어 장치(12)와 정류기(11) 그리고 전력 케이블(10)을 거쳐서 전자석(8)에 공급된다.

전자석 전류 제어 장치(12)는 전자석(8)에 공급되는 전류 크기의 제어에 의해, 전자석(8)에서 발생하는 자 계의 세기를 제어하게 되고, 정류기(11)는 교류를 직류로 바꾸어 권 선(14)에 공급하여, 권 선(14)에서 발생하는 전압의 크기는 일정 허용 오차 범위 내에 둘 수 있다.

전자석 전류 제어 장치(12)와 정류기(11) 그리고 이들을 연결하는 배선들은 내통(5)과 외통(4) 사이에 넣어지고, 파 력 발전 장치(15)의 완성 단계에는 내통과 외통 사이에 바닷물이 침투되지 못하도록 방수재를 충전하는 특성을 갖추는 파도의 상하 운동을 이용한 파 력 발전 장치이다.

부표를 띄워서 직선 운동에 의해 발전을 수행하므로 종래 방법의 터빈 회전식을 탈피하였으며, 대규모의 파도에도 안정성을 유지할 수 있으므로, 범용적인 보급의 특성을 갖추었다고 판단할 수 있다.

본 발명의 변형 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상적 지식을 가진자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항 범위 내에 있는 것으로 간주한다.

1. 부표.
2. 지지대.
3. 파도.
4. 외통.
5. 내통.
6. 윗 쪽의 스프링.
7. 아래쪽의 스프링.
8. 전자석.
9. 일정 공간.
10. 전자석에 공급되는 전력 케이블.
11. 정류기.
12. 전자석 전류 제어 장치.
13. 외부 부하 측으로 공급되는 케이블.
14. 내통의 외 측 표면에 감겨있는 권선.
15. 파 력 발전 장치.
16. 바다.

Claims (1)

1. 해수면의 파도는 상하 운동을 하면서 한쪽으로 진행하는바, 부표의 아래쪽에서 부표와 지지대로 연결되어 있고 그리고 부표의 상하 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시켜주는 파 력 발전 장치에 관한 것으로,
   상기 파 력 발전 장치는 일정 길이의 원형 파이프 외통 안에 원형 파이프의 내통을 갖는 모양으로 구성되고,
   상기 내통 안의 구성은 내통의 윗 덮개에 스프링의 한쪽이 고정되어 있고 그리고 다른 쪽에는 전자석이 매달려 있으며,
   상기 전자석 아래에는 일정 공간을 띄우고, 일정 공간 아래쪽에 한쪽이 아래 면에 고정되어 있는 스프링을 갖추며,
   내통 안에는 전자석의 상하 운동에 마찰 저항이 없도록 윤활유가 들어 있고, 내통 외 측의 표면에는 권 선이 감겨 있으며,
   상기 권 선에서 발생하는 전력은 외부 부하 측으로 공급되고 그리고 발생 전력의 일부는 전자석 전류 제어기와 정류기를 거쳐서 전자석의 전원으로 공급되며,
   상기 전자석 전류 제어기와 정류기는 내통과 외통 사이에 넣어 지고, 파 력 발전 장치의 내통과 외통 사이에 방수재를 충전하는 특징을 갖는 파도의 상하 운동을 이용한 파 력 발전 장치.

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