KR101387579B1 - 하이브리드 해양발전장치 - Google Patents

하이브리드 해양발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101387579B1
KR101387579B1 KR1020130020583A KR20130020583A KR101387579B1 KR 101387579 B1 KR101387579 B1 KR 101387579B1 KR 1020130020583 A KR1020130020583 A KR 1020130020583A KR 20130020583 A KR20130020583 A KR 20130020583A KR 101387579 B1 KR101387579 B1 KR 101387579B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power generation
fastened
underwater
floating
fixed
Prior art date
Application number
KR1020130020583A
Other languages
English (en)
Inventor
김변수
정현석
손영대
Original Assignee
동서대학교산학협력단
(주)씨너지
김변수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동서대학교산학협력단, (주)씨너지, 김변수 filed Critical 동서대학교산학협력단
Priority to KR1020130020583A priority Critical patent/KR101387579B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101387579B1 publication Critical patent/KR101387579B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • F03B13/181—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/1815—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
    • F03B17/025—Other machines or engines using hydrostatic thrust and reciprocating motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/008—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with water energy converters, e.g. a water turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7068—Application in combination with an electrical generator equipped with permanent magnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy

Abstract

본 발명은 하이브리드 해양발전장치에 관한 것으로서, 수상본체의 하부에 체결되고 해수면 상에서 부유하는 수상부체의 상하이동을 이용하여 발전이 이루어지는 파력발전장치를 포함하되, 상기 수상부체의 하부에는, 해수면 하부로 침지되는 수중프레임과, 상기 수중프레임의 하단부에 체결되는 밸러스트(ballast), 상기 수중프레임의 일측 외주연 상을 지지하면서 슬라이딩 가능하게 체결되는 수중부체 및, 상기 수중부체와 해저면에 설치된 앵커블록에 체결되는 복수의 케이블이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 수상부체의 상하진폭을 제한시키지 않아 효과적인 파력발전이 이루어질 수 있고 해상발전장치가 유실되거나 전복되는 것도 막을 수 있으며 발전효율도 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

하이브리드 해양발전장치{HYBRID GENERATOR FOR THE OCEAN}
본 발명은 하이브리드 해양발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발전효율을 크게 향상시켜 본 발명의 장치에 부착되는 해양 표식장치, 해양 관측 및 계측장치, 무선 통신 및 제어장치 등의 원활한 운용에 필요한 충분한 전류를 공급할 수 있으며, 발전장치가 해상에서 유실되거나 전복되는 등의 위험으로부터 보다 효과적으로 대응할 수 있는 하이브리드 해양발전장치에 관한 것이다.
석탄이나 석유 등의 화석연료를 대체하는 신재생에너지는 태양광, 풍력, 해양, 수력, 바이오에너지 및 수소에너지 등의 분야로 나뉘어 각각의 분야에서 지속적인 연구개발이 이어져 오고 있다. 특히 해양에너지는 에너지추출 비용면에서 육상에 비해 불리하나, 조류, 조력, 파력, 해류 등 다양한 외력을 에너지원으로 활용할 수 있어서 다른 신재생에너지보다 매력적인 에너지원으로 주목받고 있다. 또한 최근에는 지역별 또는 기상조건에 따라 태양광발전과 풍력발전 및 파력발전을 병행하는 하이브리드 발전시스템도 등장하고 있다.
이와 관련해서, 대한민국 공개특허 제2009-0015263호(이하 '선행기술 1')에서는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 부상부에 설치된 태양광발전장치 및 풍력 발전장치와, 부상부와 침추부 사이에 설치된 파력 발전장치, 부상부에 설치되고 이들 각 발전장치에 의하여 생산된 전력을 모아서 하나의 전력으로 통합 조정하고 제어하는 하이브리드 발전 제어장치 및, 등부표와 통신하면서 각 장치들로부터 전달되는 감지신호에 근거하여 각종 운전상태를 감시하고 이러한 감시정보에 근거하여 통신망을 경유하여 등부표를 관리 감독하는 원격 모니터링 장치를 포함하는 '태양광과 풍력 및 파력을 이용한 등부표용 하이브리드 발전 및 관리시스템'이 개시되어 있고,
대한민국 등록특허 제1071644호(이하 '선행기술 2')에서는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 해상에 설치되어 부유하는 해상 부유구조물과, 해상 부유구조물을 앵커에 연결하는 연결 와이어, 해상 부유구조물이 이탈되지 않도록 해저 지표면에 설치되는 앵커 및, 해상 부유구조물 수위 변화에 따른 해상 부유구조물의 상하 진동에 대응하여 부유진동 에너지를 전기에너지로 변환하는 부유진동 발전기를 포함하는 '해상 부유구조물을 이용한 발전장치'가 개시되어 있다.
그러나 상기 선행기술 1의 경우에는 에너지 밀도가 낮은 공기를 이용한 진동수주 방식의 파력에너지 변환장치를 사용함으로써 상기 장치 운용에 충분한 전력확보에 어려움이 있고 장치의 크기가 커지는 등의 장치 제작 및 유지 보수에 어려움이 따르는 단점이 있었으며, 상기 선행기술 2에서는 해상부유구조물(110)을 연결 와이어(150)와 앵커(140)를 이용하여 해저면에 고정시키고 있으나 이로 인해 해상부유구조물의 상하진폭을 제한시켜 충분한 발전량을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 해상부유구조물의 상하진동시에 와이어가 절단될 위험성도 있었고 이를 해결하기 위해 와이어를 느슨하게 체결하면 해상구조물이 설치 위치를 벗어나는 등 여러 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2009-0015263호 '태양광과 풍력 및 파력을 이용한 등부표용 하이브리드 발전및 관리시스템' 대한민국 등록특허공보 제1071644호 '해상 부유구조물을 이용한 발전장치'
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 해수면 상을 부유하는 수상부체의 상하진폭을 케이블로 직접 제한시키지 않아 효과적으로 파력발전이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 해상발전장치가 유실되거나 설치 위치를 벗어나는 것을 방지할 수 있고 공기보다 에너지 밀도가 높은 해수와 보다 자유롭게 움직이는 수상부체의 상하이동 속도와 거리를 이용하여 발전효율을 크게 향상시킬 수 있는 하이브리드 해양발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 하이브리드 해양발전장치는, 수상본체의 하부에 체결되고 해수면 상에서 부유하는 수상부체의 상하이동을 이용하여 발전이 이루어지는 파력발전장치를 포함하되, 상기 수상부체의 하부에는, 해수면 하부로 침지되는 수중프레임과, 상기 수중프레임의 하단부에 체결되는 밸러스트(ballast), 상기 수중프레임의 일측 외주연 상을 지지하면서 슬라이딩 가능하게 체결되는 수중부체 및, 상기 수중부체와 해저면에 설치된 앵커블록에 체결되는 복수의 케이블이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수중프레임은, 통수공이 형성된 중공관과, 상하로 이격배치되고 상기 중공관의 내주연에 회동가능하게 체결되는 상부벨트휠 및 하부벨트휠, 상기 상부벨트휠과 하부벨트휠에 감착연결되고 일측은 개방되고 타측은 폐쇄되어 물이 수납될 수 있는 물받이가 연속적으로 배치된 벨트 및, 상기 상부벨트휠의 회전력을 상기 수상본체 내에 구비된 발전기로 전달시키는 동력전달장치를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 수중프레임에는 통전되는 코일이 내장된 중공의 발전코일관이 구비되고, 상기 수상본체의 일측에 회동가능하게 설치되는 풀리와, 상기 풀리와 체결되고 일 단은 상기 수중부체에 고정되고 타 단은 상기 발전코일관 내부를 이동할 수 있는 영구자석에 고정되는 로프가 구비될 수도 있다.
또한 상기 케이블은, 상기 앵커블록에 회동가능하게 설치되는 제1풀리와 체결되고, 일 단은 상기 수중부체에 고정되고 타 단은 해수면 상에서 부유되는 앵커부체에 고정되는 것이 바람직하다.
또한 상기 케이블은, 상기 수중부체에 회동가능하게 설치되는 제2풀리와 체결되고, 일 단은 상기 앵커블록에 고정되고 타 단은 웨이트추에 고정되도록 구성할 수도 있다.
또한 상기 수상본체의 상부에 설치된 태양광패널 및 풍력터빈을 통해 발전이 이루어지는 태양광발전장치와 풍력발전장치가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해수면 상에서 부유하는 수상부체의 하부에 수중프레임과 밸러스트 및 수중프레임의 일측 외주연을 슬라이딩하면서 지지하는 수중부체가 구비됨으로써, 수상부체의 상하진폭을 케이블로 제한시키지 않아 효과적인 파력발전이 이루어질 수 있으며 해상발전장치가 유실되거나 전복될 가능성 및 설치 위치를 벗어날 가능성도 현저히 줄일 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한 파력발전장치는 물받이가 구비된 벨트나 발전코일관 내부를 왕복운동하는 영구자석으로 구성됨으로써, 발전효율이 크게 향상된 파력발전장치를 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한 수중부체를 고정시키는 케이블은 앵커블록이나 수중부체에 설치된 풀리와 체결되고 일단은 수중부체나 앵커블록에 고정되고 타단은 해수면 상의 앵커부체나 수중의 웨이트추에 고정시킴으로써, 수중부체를 견인하는 케이블에 일정한 장력을 지속적으로 유지시켜 수중프레임을 효과적으로 지지할 수 있는 장점이 있다.
도 1a는 종래의 하이브리드 발전시스템의 구성도,
도 1b는 종래의 부유진동을 이용한 발전장치의 동작상태도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치의 체결상태도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치의 작동상태도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치의 체결 및 작동상태도,
도 6 및 도 7은 실시예를 달리하는 본 발명에 따른 케이블의 체결상태도이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치(100)의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예 따른 하이브리드 해양발전장치(100)는 태양광발전장치(10)와 풍력발전장치(20) 및 파력발전장치(30)를 포함한다.
상기 태양광발전장치(10)는 수상본체(40)의 상부에 설치된 태양광패널(12)을 이용하여 태양광을 전기에너지로 변환시키고, 상기 풍력발전장치(20)는 바람으로 풍력터빈(22)을 구동시켜 전기를 생산한다. 여기서의 태양광발전장치(10)와 풍력발전장치(20)는 기 공지된 다양한 수단으로 구현될 수 있다.
상기 파력발전장치(30)는 파랑에너지를 이용하여 전기를 생산하며, 파랑에 의한 해수면의 상하운동을 전기에너지로 변환시킨다. 파력발전은 작동원리에 따라 가동물체형과 진동수주형 및 월파형으로 나뉘며, 본 발명에서는 수상본체(40)의 하부에 체결되고 해수면 상에서 부유하는 수상부체(50)를 구비하고 이러한 수상부체(50)의 상하진동 에너지를 전기에너지로 변환시키는 가동물체형 파력발전장치가 구비된다.
한편 수상부체(50)의 하부에는 수중프레임(60)과, 밸러스트(ballast)(70), 수중부체(80) 및, 케이블(90)이 구비된다.
상기 수중프레임(60)은 해수면(S) 하부로 침지되며 하단부에는 밸러스트(70)가 체결된다. 상기 밸러스트(70)는 본 발명의 해양발전장치(100)의 복원력을 향상시키는 역할 및 수중프레임(60)이 수중부체(80)로 부터 이탈되는 것을 방지한다.
상기 수중부체(80)는 수중프레임(60)의 일측 외주연 상을 지지하면서 슬라이딩 가능하게 체결되며, 이는 후술하는 앵커블록(A)에 체결된 케이블(90)의 단부와 체결된다.
전술한 바와 같이, 도 1b의 선행기술 2에서는 앵커와 체결되는 연결 와이어를 해상부유구조물에 직접 체결함으로써 해상부유구조물의 상하진폭이 일정범위 내로 제한되고 연결 와이어가 절단될 위험성과 이에 따라 장치가 전복될 위험성도 있으며, 연결 와이어를 느슨하게 체결하면 해상 부유구조물이 설치 위치를 벗어날 가능성이 있었다.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 해양발전장치(100)는 수상부체(50)의 하부로 밸러스트(70)가 체결된 수중프레임(60)이 구비되는 한편 이러한 수중프레임(60)과 슬라이딩가능하게 체결되는 수중부체(80)에 의해 수중프레임(60)의 외주연이 지지될 수 있도록 함으로써, 파력발전에 필요한 수상부체(50)의 상하진폭량은 제한시키지 않으면서 해양발전장치(100)의 유실 및 전복가능성은 현저히 줄일 수 있게 된다.
상기 케이블(90)은 수중부체(80)와 해저면에 설치된 앵커블록(A)에 양단이 체결되어 수중부체(80)를 고정시키는 역할을 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치(100)의 체결상태도 및 작동상태도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치(100)의 수중프레임(60)은 중공관(61)과, 상/하부벨트휠(62,63), 벨트(64) 및, 동력전달장치(65)가 구비된다.
상기 중공관(61)에는 통수공(612)이 형성되어 중공관(61) 내부로 해수가 원활하게 출입될 수 있도록 하며, 내부에는 후술하는 상/하부벨트휠(62,63)과 벨트(64) 및 동력전달장치(65)가 설치된다.
상기 상/하부벨트휠(62,63)은 중공관(61) 내에서 상하로 이격배치되고 중공관(61)의 내주연에 회동가능하게 체결된다.
상기 벨트(64)는 상/하부벨트휠(62,63)에 감착연결되고 방향성을 가지고 연속적으로 배치된 물받이(642)가 구비된다. 상기 물받이(642)는 일측이 개방되고 타측은 폐쇄되어 물이 수납될 수 있도록 하며 도면에 도시된 형상에 국한되는 것은 아니고 당업자의 필요에 따라 다양한 형상으로 실시될 수 있다.
도 4를 참조하면, 파도에 의해 해수면(S)이 상승하게 되면 수상부체(50)가 상부로 이동하게 되는데, 이때 물받이(642)는 그 내부에 수납된 해수에 의해 하부로 관성력을 받게 되고 하부가 폐쇄된 물받이(642)가 구비된 일측의 벨트(64)는 이러한 관성력에 의해 하부로 힘을 작용 받게 된다. 이러한 힘은 벨트(64)를 특정방향으로 회전시키는 구동력으로 작용하게 되고 상/하부벨트휠(62,63)은 벨트(64)와 연동하여 함께 회전하게 된다.
상기 동력전달장치(65)는 상부벨트휠(62)의 회전력을 수상본체(40) 내에 구비된 발전기(미도시)로 전달시키며, 도 3과 같이 상부벨트휠(62)에 고정된 기어(652)와 이에 체결되는 체인(654)으로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치(100)의 체결 및 작동상태도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치(100)는, 수중프레임(60)에 통전되는 코일이 내장된 중공의 발전코일관(66)이 구비되고, 수상본체(40)의 일측에 회동가능하게 설치되는 풀리(42)와, 이러한 풀리(42)와 체결되고 일 단은 수중부체(80)에 고정되고 타 단은 발전코일관(66) 내부를 이동할 수 있는 영구자석(67)에 고정되는 로프(68)가 구비된다.
도 5를 참조하면, 파도에 의해 해수면(S)이 상승하면 수상부체(50)가 상부로 이동하게 되고, 수중부체(80)는 케이블(90)에 의해 위치가 고정되므로 수중프레임(60)과 슬라이딩되면서 수중프레임(60)의 하부에 위치하게 된다. 이때 수상본체(40)의 일측에 회동가능하게 설치된 풀리(42)에 체결되는 로프(68)는 일단이 수중부체(80)에 고정되고 타단은 발전코일관(66) 내부를 이동할 수 있는 영구자석(67)에 고정됨으로써, 수상부체(50)의 상부이동에 의해 영구자석(67)도 상부로 이동하게 된다. 이로 인해 발전코일관(66) 내부에 자기장변화를 유도하여 전기가 발생하게 된다.
도 1b의 선행기술 2에서도 해상부유구조물의 상하진동에 대응하여 코일 내부를 왕복운동하는 자석에 의해 발전이 이루어지도록 구성되어 있으나, 본 발명에서는 도르래 원리를 이용하여 영구자석(67)이 수상본체(40)의 상부이동량의 2배의 이동거리를 가지도록 구성함으로써 발전효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 실시예를 달리하는 본 발명에 따른 케이블(90)의 체결상태도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 해양발전장치(100)에서의 케이블(90)은, 앵커블록(A)에 회동가능하게 설치되는 제1풀리(92)와 체결되고 일 단은 수중부체(80)에 고정되고 타 단은 해수면 상에서 부유되는 앵커부체(94)에 고정되도록 구성하거나, 수중부체(80)에 회동가능하게 설치되는 제2풀리(96)와 체결되고 일단은 앵커블록(A)에 고정되고 타 단은 웨이트추(98)에 고정되도록 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 수중부체(80)는 수중프레임(60)의 측방향 이동을 제한시키기 위해 수중프레임(60)의 일측 외주연에 설치되고 앵커블록(A)에 일 단이 체결된 케이블(90)의 타 단에 체결된다. 그러나 수중부체(80)는 해수면 하부의 압력변화로 상하로 유동될 수 있으며, 이때에는 수중프레임(60)의 측방향 이동을 제한시키는 기능을 원활하게 수행할 수 없는 문제가 생긴다.
따라서 케이블(90)을 앵커블록(A)이나 수중부체(80)에 설치된 풀리(92,96)에 체결하고 앵커부체(94)나 웨이트추(98)에 의해 수중부체(80)를 견인하는데 필요한 장력을 지속적으로 부여함으로써 수중프레임(60)을 효과적으로 지지할 수 있도록 구성한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 하이브리드 해양발전장치(100)는 해수면 상에서 부유하는 수상부체(50)의 하부에 수중프레임(60)과 밸러스트(70) 및 수중프레임(60)의 일측 외주연을 측방향으로 지지하는 수중부체(80)가 구비됨으로써 수상부체(50)의 상하운동의 속도와 크기를 향상시켜 효과적인 파력발전이 이루어질 수 있으며 해상발전장치가 유실되거나 전복될 가능성도 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 발전효율도 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
100 : 하이브리드 해양발전장치
A : 앵커블록 S : 해수면
10 : 태양광발전장치 12 : 태양광패널
20 : 풍력발전장치 22 : 풍력터빈
30 : 파력발전장치
40 : 수상본체 42 : 풀리
50 : 수상부체
60 : 수중프레임 61 : 중공관
612 : 통수공 62 : 상부벨트휠
63 : 하부벨트휠 64 : 벨트
642 : 물받이 65 : 동력전달장치
652 : 기어 654 : 체인
66 : 발전코일관 67 : 영구자석
68 : 로프
70 : 밸러스트
80 : 수중부체
90 : 케이블 92 : 제1풀리
94 : 앵커부체 96 : 제2풀리
98 : 웨이트추

Claims (6)

  1. 수상본체의 하부에 체결되고 해수면 상에서 부유하는 수상부체의 상하이동을 이용하여 발전이 이루어지는 파력발전장치를 포함하고,
    상기 수상부체의 하부에는,
    해수면 하부로 침지되는 수중프레임과, 상기 수중프레임의 하단부에 체결되는 밸러스트(ballast), 상기 수중프레임의 일측 외주연 상을 지지하면서 슬라이딩 가능하게 체결되는 수중부체 및, 상기 수중부체와 해저면에 설치된 앵커블록에 체결되는 복수의 케이블이 더 구비되되,
    상기 수중프레임은,
    통수공이 형성된 중공관과, 상하로 이격배치되고 상기 중공관의 내주연에 회동가능하게 체결되는 상부벨트휠 및 하부벨트휠, 상기 상부벨트휠과 하부벨트휠에 감착연결되고 일측은 개방되고 타측은 폐쇄되어 물이 수납될 수 있는 물받이가 연속적으로 배치된 벨트 및, 상기 상부벨트휠의 회전력을 상기 수상본체 내에 구비된 발전기로 전달시키는 동력전달장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해양발전장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수중프레임에는 통전되는 코일이 내장된 중공의 발전코일관이 구비되고,
    상기 수상본체의 일측에 회동가능하게 설치되는 풀리와, 상기 풀리와 체결되고 일 단은 상기 수중부체에 고정되고 타 단은 상기 발전코일관 내부를 이동할 수 있는 영구자석에 고정되는 로프가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해양발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이블은,
    상기 앵커블록에 회동가능하게 설치되는 제1풀리와 체결되고, 일 단은 상기 수중부체에 고정되고 타 단은 해수면 상에서 부유되는 앵커부체에 고정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해양발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이블은,
    상기 수중부체에 회동가능하게 설치되는 제2풀리와 체결되고, 일 단은 상기 앵커블록에 고정되고 타 단은 웨이트추에 고정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해양발전장치.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수상본체의 상부에 설치된 태양광패널 및 풍력터빈을 통해 발전이 이루어지는 태양광발전장치와 풍력발전장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해양발전장치.
KR1020130020583A 2013-02-26 2013-02-26 하이브리드 해양발전장치 KR101387579B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130020583A KR101387579B1 (ko) 2013-02-26 2013-02-26 하이브리드 해양발전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130020583A KR101387579B1 (ko) 2013-02-26 2013-02-26 하이브리드 해양발전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101387579B1 true KR101387579B1 (ko) 2014-04-21

Family

ID=50658288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130020583A KR101387579B1 (ko) 2013-02-26 2013-02-26 하이브리드 해양발전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101387579B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105346692A (zh) * 2015-12-10 2016-02-24 山东大学 一种多能互补供电的海洋观测装置
KR101686878B1 (ko) 2016-10-17 2016-12-15 이동욱 해상 발전설비용 고정앵커 시공공법
KR101694828B1 (ko) 2016-10-17 2017-01-11 주식회사 덕신건설 해상 발전설비용 고정앵커
KR20200014531A (ko) 2018-08-01 2020-02-11 (주) 금강지오테크 해상 구조물의 고정앵커 시공공법
KR20200103477A (ko) 2019-02-25 2020-09-02 한국해양대학교 산학협력단 페로브스카이트 태양전지를 이용한 하이브리드 에너지 하베스팅 장치
GB2620781A (en) * 2022-07-21 2024-01-24 Thorne Stephen Tidal / wind energy recovery and storage

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090015263A (ko) * 2007-08-08 2009-02-12 한국해양대학교 산학협력단 태양광과 풍력 및 파력을 이용한 등부표용 하이브리드 발전및 관리시스템
KR20110067340A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 한국건설기술연구원 해상 부유구조물을 이용한 발전장치
KR101049518B1 (ko) * 2011-03-22 2011-07-15 이동인 파력 발전 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090015263A (ko) * 2007-08-08 2009-02-12 한국해양대학교 산학협력단 태양광과 풍력 및 파력을 이용한 등부표용 하이브리드 발전및 관리시스템
KR20110067340A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 한국건설기술연구원 해상 부유구조물을 이용한 발전장치
KR101049518B1 (ko) * 2011-03-22 2011-07-15 이동인 파력 발전 장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105346692A (zh) * 2015-12-10 2016-02-24 山东大学 一种多能互补供电的海洋观测装置
KR101686878B1 (ko) 2016-10-17 2016-12-15 이동욱 해상 발전설비용 고정앵커 시공공법
KR101694828B1 (ko) 2016-10-17 2017-01-11 주식회사 덕신건설 해상 발전설비용 고정앵커
KR20200014531A (ko) 2018-08-01 2020-02-11 (주) 금강지오테크 해상 구조물의 고정앵커 시공공법
KR20200103477A (ko) 2019-02-25 2020-09-02 한국해양대학교 산학협력단 페로브스카이트 태양전지를 이용한 하이브리드 에너지 하베스팅 장치
GB2620781A (en) * 2022-07-21 2024-01-24 Thorne Stephen Tidal / wind energy recovery and storage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101387579B1 (ko) 하이브리드 해양발전장치
US7319278B2 (en) Ocean wave generation
US8823196B1 (en) Apparatus of wave generators and a mooring system to generate electricity
US6756695B2 (en) Method of and apparatus for wave energy conversion using a float with excess buoyancy
KR101604780B1 (ko) 파력 발전 장치
US7930885B2 (en) Water wave-based energy transfer system
JP2013503293A (ja) 波動から電気または機械エネルギーを生成するための装置
WO2015045055A1 (ja) 波力発電システムとこれに用いる伝達体および回転変換部
CA2917172C (en) Multifunctional carrying device for tidal stream generator and using method thereof
CN102498288A (zh) 水力发电机
KR101230082B1 (ko) 해상풍력발전용 해류발전장치
JP6273422B2 (ja) 波力発電システムとこれに用いる伝達体および回転変換部
ES2897298T3 (es) Generador accionado por olas
JP5875722B2 (ja) 電力生成のための波力発電機と係留システム
US8810056B2 (en) Ocean wave energy converter utilizing dual rotors
CN113623121B (zh) 一种海上灯浮标波流耦合水下发电装置
KR101718249B1 (ko) 파력 발전 장치
KR101181568B1 (ko) 파도의 상하 운동을 이용한 파 력 발전 장치
CN104018982A (zh) 浮子式海浪发电装置
KR20090068311A (ko) 파력발전장치
CN102297069A (zh) 风光互补波浪发电站
KR20130067479A (ko) 풍파력을 이용한 동력발생장치
CN203856643U (zh) 一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置
CN104329207A (zh) 一种点吸收式直驱波浪能装置
JP2024033384A (ja) 海洋自然エネルギマルチ発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170404

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 6