KR101232829B1 - 전력 및 담수의 동시 생산 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력과 담수를 동시에 생산할 수 있는 시스템에 대한 것으로서 비연속적인 태양 에너지의 특성을 보상하는 백업 시스템을 두어 안정적으로 담수와 전기를 공급할 수 있고 특히 담수 처리에 필요한 에너지를 전력 생산시 발생되는 폐열을 이용하는 한편 상압 조건에서 담수 처리가 가능하도록 하여 전체 시스템을 단순화할 수 있고 에너지를 재사용할 수 있어 초기 구축 비용과 유지 관리비를 절감할 수 있고 환경 보호 효과를 향상시킬 수 있는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템에 관한 것이다.

Description

전력 및 담수의 동시 생산 시스템{Simultaneous producing system of electric power and distilled water}
본 발명은 전력과 담수를 동시에 생산할 수 있는 시스템에 대한 것으로서 특히 담수 처리에 필요한 에너지를 전력 생산시 발생되는 폐열을 이용하는 한편 상압 조건에서 담수 처리가 가능하도록 하여 전체 시스템을 단순화할 수 있고 에너지를 재사용할 수 있어 초기 구축 비용과 유지 관리비를 절감할 수 있고 환경 보호 효과를 향상시킬 수 있는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템에 관한 것이다.
세계적으로 도서지역, 오지, 개발 도상국등과 같이 전력과 상수도 인프라가 동시에 부족한 곳이 많이 있다.
일반적으로 해수를 담수화하는 기술로서는 물의 증발현상을 이용하는 증발법과 막을 이용하는 막여과법이 있다.
상기 막여과법으로서는 역삼투압법이 사용되는데, 상기 역삼투압법은 전기 에너지 소모량이 많고 유지, 보수가 어려운 문제점이 있다.
상기 증발법으로서는 감압 방식의 다중 효용법이 사용되는데, 상기 감압 방식의 다중 효용법은 초기 구축비용 및 유지 관리비가 과다하여 도서지역과 같이 에너지 수급이 어려운 지역에는 사용하기 부적절한 문제점이 있다.
또한 일반적인 발전장치에서 발생되는 폐열이 이용되지 못하고 버려지는 경우가 있어 에너지 낭비 및 환경 오염의 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 담수 처리에 필요한 에너지를 전력 생산시 발생되는 폐열을 이용하는 한편 상압 조건에서 담수 처리가 가능하도록 하여 전체 시스템을 단순화할 수 있고 에너지를 재사용할 수 있어 초기 구축 비용과 유지 관리비를 절감할 수 있고 환경 보호 효과를 향상시킬 수 있는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은전력을 생산하는 전력 생산 유닛(20)과, 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열 또는 태양열을 이용하여 해수를 담수처리하는 담수 유닛(10)을 포함하여 전력과 담수를 동시에 생산하는 시스템으로서, 상기 전력 생산 유닛(20)은 집광형 태양광 시스템(21) 또는 화석 연료 발전 시스템(22)을 포함하고, 상기 담수 유닛(10)은 해수가 저장되는 해수 저장조(300)와, 태양열과 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열을 이용하여 해수를 증발, 담수처리하는 증발 담수부(200)와, 상기 태양열과 폐열 또는 상기 증발 담수부(200)에서 발생한 응축열을 열원으로 하여 해수를 증발, 담수처리하는 상압 다중효용 담수부(100)를 포함하되, 상기 상압 다중효용 담수부(100)는 상기 해수 저장조(300) 일측에 수직방향으로 일정간격 이격되어 설치되는 다수개의 플레이트(110)와 상기 플레이트(110)에 각각 부착되어 해수가 흐르면서 증발하는 윅(120)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템에 일 특징이 있다.
이때, 상기 전력 생산 유닛(20)에서 생산된 전력을 소비하는 소비 유닛(30)을 더 포함하되, 상기 소비 유닛(30)은 상기 전력을 소모하는 수요부(31) 또는 상기 전력을 상기 수요부(31)에 공급하는 전력망(32)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 증발 담수부(200)는 상기 해수 저장조(300)에 설치되어 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열을 공급하는 폐열 공급부(230)와, 상기 해수 저장조(300)의 상부에 설치되되 일측 방향으로 경사지게 배치되어 상기 태양광이 투과하도록 하는 한편 그 저면에는 증발된 해수가 응축되는 투명 커버(240)와, 상기 해수 저장조(300) 일측에 배치되는 담수 집수로(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템을 포함할 수 있다.
또한, 상기 플레이트(110)의 상측 일면에 설치되어 상기 윅(120)에 해수를 공급하는 해수 공급부(130)와, 상기 플레이트(110)에서 상기 윅(120)이 설치되는 반대측면의 하측에 설치되어 응축수가 모아지는 담수 포켓(140)을 더 포함하여, 상기 해수 저장조(300)와 인접되어 최초로 설치되는 제 1단 플레이트(110-1)의 경우, 상기 해수 저장조(300)에서 해수가 증발된 수증기가 응축이 일어나서 담수 포켓(140)의 전면에 입사된 태양열을 합하여 제 1단 윅(120-1)에 흐르는 해수를 가열하는 열원으로 작용될 수 있다.
또한, 상기 해수 공급부(130)는 상기 윅(120)이 설치된 플레이트(110)의 반대면에 설치하고, 상기 윅(120)은 상단에 형성된 절곡부를 해수 공급부(130)에 내입하여,
상기 절곡부를 통해 표면장력에 의해 흡수되는 해수가 상기 윅(120)의 길이방향을 향해 중력에 의해 유동하면서 증발되고, 증발되고 남은 잔여 해수는 상기 윅(120)의 하단으로 낙하되어 배출되며, 상기 제 1단 플레이트(110-1)와 이격되어 연속 설치되는 다수개의 제 2, 3, 4플레이트(110-2,110-3,110-4)의 경우, 상기 각 플레이트의 전면에 맺힌 응축수는 상기 담수 포켓(140)으로 흘러내리면서 응축잠열을 상기 윅(120)에 흐르는 해수에 전도시켜 해수를 증발시키고, 증발된 증기는 인접한 다음 단의 플레이트의 전면에 응축되어 저장될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 담수와 전기를 동시에 생산하면서 비연속적인 태양 에너지의 특성을 보상하는 백업 시스템을 두어 안정적으로 담수와 전기를 공급할 수 있고 전체 시스템을 단순화할 수 있고 에너지를 재사용할 수 있어 초기 구축 비용과 유지 관리비를 절감할 수 있고 환경을 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 개념을 도시하는 개념도
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 사시도 및 확대도이다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)" 등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 4와 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다
본 발명의 전력 및 담수의 동시 생산 시스템(1)은 상술한 바와 같이 전력을 생산하는 전력 생산 유닛(20)과, 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열 또는 태양열을 이용하여 해수를 담수처리하는 담수 유닛(10)을 포함하여 전력과 담수를 동시에 안정적으로 생산하는 시스템이다.
이때, 상기 전력 생산 유닛(20)은 집광형 태양광 시스템(21) 또는 화석 연료 발전 시스템(22)을 포함할 수 있다.
상기 집광형 태양광 시스템(concentrating photovoltaics ; CPV)(21)은 널리 알려진 바와 같이 렌즈나 반사경을 이용하여 광원을 증폭한 후 전력을 생산하는 발전 시스템이다.
이와 같은 집광형 태양광 시스템(21)은 목표 전력을 얻기 위한 셀의 면적을 줄일 수 있는 장점이 있어 널리 사용된다.
이러한 집광형 태양광 시스템(21)의 경우 냉각을 위해서 냉각수가 사용되는데, 상기 냉각수가 상기 집광형 태양광 시스템(21)을 거치면서 가열되고 상기 가열된 냉각수를 후술하는 담수 유닛(10)에서 해수를 증발하기 위해 사용한다.
상기 화석 연료 발전 시스템(22)은 석탄등 연소 가능한 화석 연료를 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다.
상술한 화석 연료 발전 시스템(22)은 상술한 바와 같이 냉각 유체를 사용하며 이때, 상기 발전 시스템(22)에서 가열된 냉각 유체를 후술하는 담수 유닛(10)에서 해수를 증발하기 위해 사용한다.
이상 설명한 바와 같은 전력 생산 유닛(20)에서 생산된 전력은 소비 유닛(30)에서 소비된다.
상기 소비 유닛(30)은 상기 전력을 소모하는 수요부(31) 또는 상기 전력을 상기 수요부(31)에 공급하는 전력망(32)을 포함한다.
상기 수요부(31)는 일반 가정집이나 공장등이 될 수 있으며, 상기 전력망(32)은 일반적으로 전기를 송전하는 grid를 말한다.
상기 담수 유닛(10)은 해수가 저장되는 해수 저장조(300)와, 태양열과 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열(즉 가열된 냉각 유체)을 이용하여 해수를 증발,담수처리하는 증발 담수부(200)와, 상기 태양열과 폐열 또는 상기 증발 담수부(200)에서 발생한 응축열을 열원으로 하여 해수를 증발,담수처리하는 상압 다중효용 담수부(100)를 포함한다.
이때, 상기 증발 담수부(200)는 상기 해수 저장조(300)에 설치되어 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열(즉 가열된 냉각 유체)을 공급하는 폐열 공급부(230)와, 상기 해수 저장조(300)의 상부에 설치되되 일측 방향으로 경사지게 배치되어 상기 태양광이 투과하도록 하는 한편 그 저면에는 증발된 해수가 응축되는 투명 커버(240)와, 상기 해수 저장조(300) 일측에 배치되는 담수 집수로(400)를 포함한다.
즉, 상기 증발 담수부(200)는 태양열과 폐열을 이용하여 해수를 증발시킨 후 증발된 수증기를 응축하여 담수를 생산하는 것이다.
다시 말해서 상기 태양 에너지가 상기 투명 커버(240)를 투과한 후 상기 해수 저장조(300)에 저장된 해수를 증발시켜 수증기를 생산하고, 상기 수증기는 상기 해수 저장조(300)에서 상승하다가 상기 투명 커버(240)의 저면에 접촉한다.
이때, 상기 수증기는 상기 투명 커버(240) 저면에서 응축되어 담수화된 후 상기 투명 커버(240)의 저면을 따라 이동한다.
상기 투명 커버(240)는 도시된 바와 같이 일측방향(도면상 좌측방향)으로 경사지게 배치되어 있으므로, 상기 응축된 담수(C)는 상기 투명 커버(240)의 저면을 따라 도면상 좌측방향으로 유동하게 되며 최종적으로 담수 집수로(400)에 집수된다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 태양열 외에 폐열을 이용하는데, 이때 상기 폐열은 상기 해수 저장조(300)에 설치된 폐열 공급부(230)를 통해 공급된다.
이때, 상기 폐열에 의해 상기 해수 저장조(300)에 저장된 해수가 증발되어 앞서 설명한 바와 같이 투명 커버(240)의 저면을 따라 도면상 좌측방향으로 유동하게 되며 최종적으로 담수 집수로(400)에 집수된다.
즉, 본 발명은 태양 에너지 외에 폐열을 이용할 수 있어 기상관계상 태양열을 이용하지 못하는 경우에도 담수처리를 할 수 있으므로 안정적인 담수 공급이 가능하다.
또한, 태양광 발전 시스템 외에 화석 연료 발전 시스템(22)을 이용할 수 있어 기상관계상 태양열을 이용하지 못하는 경우에도 전력 생산을 안정적으로 할 수 있다.
이때, 상기 폐열 공급부(230)는 상기 해수 저장조(300) 내부에 장치되어 상기 폐열을 전달하는 공급 파이프를 포함할 수 있다.
즉, 앞서 설명한 전력 생산 유닛(20)에서 발생된 폐열은 냉각 유체를 통해 상기 해수 저장조(300)로 공급된다.
상기 상압 다중효용 담수부(100)는 상기 해수 저장조(300) 일측에 수직방향으로 일정간격 이격되어 설치되는 다수개의 플레이트(110)와 상기 플레이트(110)에 각각 부착되어 해수가 흐르면서 증발하는 윅(wick)(120)을 포함한다.
이때, 상기 플레이트(110)의 상측 일면에 설치되어 상기 윅(120)에 해수를 공급하는 해수(S) 공급부(130)와, 상기 플레이트(110)에서 상기 윅(120)이 설치되는 반대측면의 하측에 설치되어 응축수가 모아지는 담수 포켓(140)을 더 포함한다.
이와 같은 구성에 의해 상술한 바와 같이 상기 태양열과 폐열 또는 상기 증발 담수부(200)에서 발생한 응축열을 열원으로 하여 해수를 증발,담수처리하게 된다.
즉, 상기 해수 저장조(300)와 인접되어 최초로 설치되는 제 1단 플레이트(110-1)의 경우, 상기 해수 저장조(300)에서 해수가 증발된 수증기가 응축(C-1)이 일어나서 제1단 담수 포킷(140-1)에 낙하되어 담수(C)로서 저장된다.
이때 상기 수증기의 응축에 의해 발생하는 응축잠열과 상기 제 1단 플레이트(110-1)의 전면에 입사된 태양열을 합하여 제 1단 윅(120-1)에 흐르는 해수를 가열한다.
상기 제1단 윅(120-1)에 흐르는 해수가 가열되면 수증기가 발생되어 인접하는 제2단 플레이트(110-2)에 접촉하여 응축(C-2)되어 제2단 담수 포켓(140-2)에 담수(C)로서 저장되고 상기 응축열은 제2단 윅(120-2)에 흐르는 해수를 가열하여 수증기를 발생시키고 상기 수증기는 다시 인접하는 제3단 플레이트(110-3)에 접촉하여 응축(C-3)되며 동일한 과정을 계속 반복한다.
종래에는 증발 온도를 낮추기 위해 감압장치를 통해 감압한 후 증발시켜 담수화 처리를 수행하는 관계로 장비가 복잡하여 초기 구축비용 및 유지 관리비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명에 의한 경우 상술한 바와 같이 수증기를 감압할 필요가 없어 종래에 비해 장치가 단순화될 수 있고 이에 의해 초기 구축비용 및 유지 관리비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편 도시된 바와 같이 상기 해수 공급부(130)는 상기 윅(120)이 설치된 플레이트(110)의 반대면에 설치하고, 상기 윅(120)은 상단에 형성된 절곡부(120a)를 해수 공급부(130)에 내입하도록 하는 것도 가능하다.
즉, 상기 해수 공급부(130)에 저장되어 있는 해수(S)가 상기 절곡부(120a)를 통해 상기 윅(120)의 길이방향(방향I)을 향해 유동하면서 증발되고, 증발되고 남은 잔여 해수는 상기 윅(120)의 하단으로 낙하되어 배출된다.
이때, 상술한 바와 같이 상기 제 1단 플레이트(110-1)와 이격되어 연속 설치되는 다수개의 제 2, 3, 4플레이트(110-2,110-3,110-4)의 경우, 상기 각 플레이트의 전면(前面)에 맺힌 응축수(C-1)는 상기 담수 포켓(140)으로 흘러내리면서 응축잠열을 상기 윅(120)에 흐르는 해수에 전도시켜 해수를 증발시키고, 증발된 증기는 인접한 다음 단의 플레이트의 전면에 응축되어 상기 담수 포켓(140)에 저장된다.
한편 상기 투명 커버(240)는 이중막 구조를 사용하는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이 2개의 막(241,242)을 구비하되 그 내부에 공간을 두어 태양광은 투과시키되 단열 효과를 얻고 상기 해수 저장조(300)에서 발생하는 수증기는 하측 막(242)에서 응축되도록 하는 것이 바람직하다.
한편 도시된 바와 같이 상기 해수 저장조(300)와 담수 집수로(400)의 경우 상기 투명커버(240)가 걸쳐지는 L자 형상의 베이스(B)상에 하나의 격벽(B-1)을 설치하여 상기 격벽(B-1)과 상기 베이스(B)의 좌측 단수 사이 공간을 담수 집수로(400)로 하고 상기 격벽(B-1)과 상기 상압 다중효용 담수부(100)의 플레이트(110)사이 공간을 해수 저장조(300)로 사용할 수 있다.
그러나, 이는 상기 해수 저장조(300)와 담수 집수로(400)의 사용가능한 일 형태에 불과한 것으로서 상기 해수 또는 담수를 저장할 수 있는 형상인 한 다른 형상을 구비하는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
또한, 상기 상압 다중효용 담수부(100)의 해수 공급부(130)와 담수 포켓(140)의 경우 도시된 바와 같이 상기 플레이트(110) 일측(도면상 좌측)에 경사지게 장착된 판체 형상을 사용할 수 있다.
그러나 이 역시 상기 해수 공급부(130)와 담수 포켓(140)의 사용가능한 일 형태에 불과한 것으로서 상기 해수 또는 담수를 저장할 수 있는 형상인 한 다른 형상을 구비하는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
또한, 도시된 바와 같이 상기 상압 다중효용 담수부(100)의 플레이트가 4개가 배치될 수 있다.
그러나 이 역시 상기 상압 다중효용 담수부(100)의 사용가능한 일 형태에 불과한 것으로서 상기 플레이트의 개수에 의해 본 발명이 제한되지 않음은 분명하다.
10 : 담수 유닛 20 : 전력 생산 유닛
100 : 상압 다중효용 담수부 110 : 플레이트
120 : 윅 130 : 해수 공급부
140 : 담수 포켓 200 : 증발 담수부
400 : 담수 집수로 230 : 폐열 공급부
240 : 투명 커버 300 : 해수 저장조

Claims (5)

  1. 전력을 생산하는 전력 생산 유닛(20)과, 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열 또는 태양열을 이용하여 해수를 담수처리하는 담수 유닛(10)을 포함하여 전력과 담수를 동시에 생산하는 시스템으로서,
    상기 전력 생산 유닛(20)은 집광형 태양광 시스템(21) 또는 화석 연료 발전 시스템(22)을 포함하고,
    상기 담수 유닛(10)은 해수가 저장되는 해수 저장조(300)와, 태양열과 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열을 이용하여 해수를 증발,담수처리하는 증발 담수부(200)와, 상기 태양열과 폐열 또는 상기 증발 담수부(200)에서 발생한 응축열을 열원으로 하여 해수를 증발,담수처리하는 상압 다중효용 담수부(100)를 포함하되, 상기 상압 다중효용 담수부(100)는 상기 해수 저장조(300) 일측에 수직방향으로 일정간격 이격되어 설치되는 다수개의 플레이트(110)와 상기 플레이트(110)에 각각 부착되어 해수가 흐르면서 증발하는 윅(120)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 생산 유닛(20)에서 생산된 전력을 소비하는 소비 유닛(30)을 더 포함하되,
    상기 소비 유닛(30)은 상기 전력을 소모하는 수요부(31) 또는 상기 전력을 상기 수요부(31)에 공급하는 전력망(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증발 담수부(200)는 상기 해수 저장조(300)에 설치되어 상기 전력 생산 유닛(20)에서 발생한 폐열을 공급하는 폐열 공급부(230)와, 상기 해수 저장조(300)의 상부에 설치되되 일측 방향으로 경사지게 배치되어 상기 태양광이 투과하도록 하는 한편 그 저면에는 증발된 해수가 응축되는 투명 커버(240)와, 상기 해수 저장조(300) 일측에 배치되는 담수 집수로(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트(110)의 상측 일면에 설치되어 상기 윅(120)에 해수를 공급하는 해수 공급부(130)와, 상기 플레이트(110)에서 상기 윅(120)이 설치되는 반대측면의 하측에 설치되어 응축수가 모아지는 담수 포켓(140)을 더 포함하여,
    상기 해수 저장조(300)와 인접되어 최초로 설치되는 제 1단 플레이트(110-1)의 경우, 상기 해수 저장조(300)에서 해수가 증발된 수증기가 응축이 일어나서 담수 포킷(140)에 낙하되어 저장되고, 이때 발생하는 응축잠열과 상기 제 1단 플레이트(110-1)의 전면에 입사된 태양열을 합하여 제 1단 윅(120-1)에 흐르는 해수를 가열하는 열원으로 작용하는 것을 특징으로 하는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 해수 공급부(130)는 상기 윅(120)이 설치된 플레이트(110)의 반대면에 설치하고,
    상기 윅(120)은 상단에 형성된 절곡부를 해수 공급부(130)에 내입하여,
    상기 절곡부를 통해 표면장력에 의해 흡수되는 해수가 상기 윅(120)의 길이방향을 향해 유동하면서 증발되고, 증발되고 남은 잔여 해수는 상기 윅(120)의 하단으로 낙하되어 배출되며,
    상기 제 1단 플레이트(110-1)와 이격되어 연속 설치되는 다수개의 제 2, 3, 4플레이트(110-2,110-3,110-4)의 경우, 상기 각 플레이트의 전면에 맺힌 응축수는 상기 담수 포켓(140)으로 흘러내리면서 응축잠열을 상기 윅(120)에 흐르는 해수에 전도시켜 해수를 증발시키고, 증발된 증기는 인접한 다음 단의 플레이트의 전면에 응축되어 저장되는 것을 특징으로 하는 전력 및 담수의 동시 생산 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101511715B1 (ko) * 2012-11-20 2015-04-13 한국기계연구원 응축면 응축 유로 형성 구조를 가지는 태양열 해수담수화 장치
KR101500627B1 (ko) * 2012-11-20 2015-03-09 한국기계연구원 액막 해수 공급구조를 가지는 태양열 해수담수화 장치
US10233095B1 (en) 2018-02-20 2019-03-19 King Saud University Solar desalination and power generating system
KR102314395B1 (ko) * 2019-05-13 2021-10-20 한국기계연구원 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11156341A (ja) 1997-11-26 1999-06-15 Top Ecology:Kk 太陽熱蒸留装置
JP2001047033A (ja) 1999-08-11 2001-02-20 Ebara Corp 太陽光利用淡水化装置
US20050109604A1 (en) * 2003-11-25 2005-05-26 Zlotopolski Vladimir M. Plant for producing low deuterium water from sea water
KR20110049551A (ko) * 2009-11-05 2011-05-12 한국기계연구원 태양열 다중효용 담수화 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11156341A (ja) 1997-11-26 1999-06-15 Top Ecology:Kk 太陽熱蒸留装置
JP2001047033A (ja) 1999-08-11 2001-02-20 Ebara Corp 太陽光利用淡水化装置
US20050109604A1 (en) * 2003-11-25 2005-05-26 Zlotopolski Vladimir M. Plant for producing low deuterium water from sea water
KR20110049551A (ko) * 2009-11-05 2011-05-12 한국기계연구원 태양열 다중효용 담수화 장치

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