KR101452016B1

KR101452016B1 - 파랑에너지를 이용한 조력발전장치

Info

Publication number: KR101452016B1
Application number: KR1020100035091A
Authority: KR
Inventors: 김명길
Original assignee: 김명길; 주식회사 현양시스템스
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2014-10-21
Also published as: KR20110115655A

Abstract

본 발명은 파랑에너지를 이용한 조력발전장치를 개시한다. 상기 조력발전장치는 해수면 변화에 따른 해수의 지속적인 흐름에 따라 회전날개를 회전시키고 이를 통해 발전터빈을 단절없이 연속적으로 구동시키도록 구성한 것으로, 이를 통해 조위가 시간대에 관계없이 조수의 간만의 차가 심한 지역에서의 전기 생산이 보다 효율적으로 이루어지도록 한 것이다.

Description

파랑에너지를 이용한 조력발전장치{TIDAL POWER GENERATION DEVICE using waterwaves energe}

본 발명은 해수의 파랑에너지를 이용한 조력발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해수의 흐름에 따라 회전날개를 회전시켜 발전터빈을 연속적으로 단절없이 구동시키고, 이를 통해 전기를 생산할 수 있도록 하는 파랑에너지를 이용한 조력발전장치에 관한 것이다.

종래 조력발전장치는 첨부된 도 1 및 도 2에서와 같이, 해수면 위에 연결홀(5a)을 가지는 상판(5)을 위치시킨 후, 상기 상판(5)으로부터 해수측 방향으로는 다단의 격벽(1)을 연장시켜 다단의 압력공간(a1)(a2)(a3)을 형성하는 한편, 상기 다단의 격벽(1) 하단에는 유통홀(2)을 형성하고, 더불어 상기 상판(5)의 위에는 다수의 터빈(3), 그리고 상기 다수의 터빈(3)과 연결되는 발전기(4)로 구성된다.

이에따라, 상기 격벽(1)의 하단에 마련되는 유통홀(2)을 통해 통과하면서 발생하는 상기 압력공간(a1)(a2)(a3)내의 해수 차오름에 따른 수위차의 압력변화에 따른 위치에너지가 발생하고, 상기 발생되는 위치에너지는 상기 상판(5)의 연결홀(5a)을 통해 해수면 위치에 위치하는 터빈(3)에 전달되어 상기 터빈(3)의 구동으로부터 운동에너지로 전환되며, 상기 운동에너지는 다시 상기 발전기(4)에 의해 전기에너지로 전환되면서 전기 생산이 가능하게 되는 것이다.

즉, 종래 조력발전장치는 조석 간만의 차가 큰 만이나 강 하구에 댐을 건설하고 밀물과 썰물 때에 터빈(3)을 돌려 발전기(4)가 전기를 생산할 수 있도록 한 것이며, 상기 조력발전의 주기는 썰물발전(ebb generation)과 밀물발전(flood generation)으로 이루어진다.

그러나, 종래의 조력발전장치는 조석 간만의 차가 큰 지역으로 한정되어 입지조건이 까다롭고, 조위의 변화가 1년 동안 균일하지 않으며, 조위가 일정한 시간대에서는 해수의 차오름에 따른 압력변화가 발생하지 않아 터빈(3) 및 발전기(4)의 발전동작이 불가능하고, 시설 기반 비용이 비싸다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해수면 변화에 따른 해수의 지속적인 흐름에 따라 회전날개를 회전시키고 이를 통해 발전터빈을 단절없이 연속적으로 구동시키도록 구성함으로써, 조위가 시간대에 관계없이 조수의 간만의 차가 심한 지역에서의 전기 생산이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 파랑에너지를 이용한 조력발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 파랑에너지를 이용한 조력발전장치는, 파랑에너지를 동력으로 하여 발전기를 구동시킬 수 있도록 하기 위하여, 각형의 벽체구조물로서 벽체 일면의 상하 양단이 개방되는 상자구조를 갖는 외벽과 벽체구조물 내부에 설치되는 여러개의 격벽을 이용하여 다단의 밀폐공간을 형성하고, 상하 양단의 개방된 일부를 통해 해수가 유입되는 상자구조의 외벽 전면과 벽체구조물 내부에 설치되는 격벽들의 하단에는 해수유입홀을 각각 형성하는 동시에, 상기 해수유입홀을 각각 형성하고 있는 외벽면과 벽체구조물 내부 격벽 상단에는 해수순환공을 각각 형성하며, 상기 벽체 구조물 위에는 또한, 여러개의 내부 격벽에 의해 분리되는 다단의 밀폐공간에 대응하여 발전기와 연결되는 터빈을 각각 구성하고, 상기 터빈에는 상기 다단의 밀폐공간에 각각 위치하면서 해수면의 변화에 따른 해수의 흐름으로 인해 회전하여 상기 터빈을 동작시키는 회전날개를 연결로드로서 연결되게 구성한 것이다.

또한, 상기 벽체 구조물과 다단의 격벽은 결합홈을 가지는 다수의 단위블럭을 결합시켜 구성한 것이다.

또한, 상기 벽체 구조물과 다단의 격벽은 철근콘크리트의 타설 및 양생으로 시공하여 형성한 것이다.

이와같이 본 발명은 해수면 변화에 따른 해수의 지속적인 흐름에 따라 회전날개를 회전시키고 이를 통해 발전터빈을 단절없이 연속적으로 구동시키도록 구성한 것으로, 이를 통해 조위가 시간대에 관계없이 조수의 간만의 차가 심한 지역에서의 전기 생산이 보다 효율적으로 이루어지는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 조력발전장치의 구조를 보인 사시도.
도 2는 종래 조력발전장치의 구조를 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예로 파랑에너지를 이용한 조력발전장치의 구조를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예로 파랑에너지를 이용한 조력발전장치의 구조를 보인 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예로 파랑에너지를 이용한 조력발전장치의 구조를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 파랑에너지를 이용한 조력발전장치의 구조를 보인 단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조력발전장치는 파랑에너지를 동력으로 하여 발전기를 구동시킬 수 있도록 하기 위하여, 각형의 벽체구조물(11)로서 벽체 일면의 상하 양단이 개방되는 상자구조를 갖는 외벽(11')과 벽체구조물(11) 내부에 설치되는 여러개의 격벽(12)을 이용하여 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14)을 형성하고 있으며, 상하 양단의 개방된 일부를 통해 해수가 유입되는 상자구조의 외벽(11') 전면과 벽체구조물(11) 내부에 설치되는 격벽(12)들의 하단에는 해수유입홀(11a)(12a)을 각각 형성하는 동시에, 상기 해수유입홀(11a)(12a)을 각각 형성하고 있는 외벽(11') 전면과 벽체구조물(11) 내부 격벽(12) 상단에는 해수순환공(11b)(12b)을 각각 형성하고 있다.

상기 벽체 구조물(11) 위에는 또한, 여러개의 내부 격벽(12)에 의해 분리되는 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14)에 대응하여 발전기(32)와 연결되는 터빈(31)을 각각 구성하고 있는 것이며, 상기 터빈(31)에는 상기 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14)에 각각 위치하면서 해수면의 변화에 따른 해수의 흐름으로 인하여 회전하여 상기 터빈(31)을 동작시키는 회전날개(40)를 연결로드(41)로서 연결되게 구성한 것이다.

여기서, 상기 벽체구조물(11)과 다단의 격벽(12)은 결합홈(미도시)을 가지는 다수의 단위블럭들을 결합시켜 구성하거나, 또는 벽체구조물(11)과 다단의 격벽(12)을 철근콘크리트의 타설 및 양생으로 시공하여 형성할 수도 있는 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 조력발전장치는 첨부된 도 3 및 도 4에서와 같이, 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14)을 가지는 하나의 벽체구조물(11)과 다단의 격벽(12)을 해수면 아래로 침수시킨 상태에서, 상기 벽체구조물(11)의 상면에는 상기 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14)에 대응하는 개수로서 각각 터빈(31)을 위치시킨 후, 상기 터빈(31)은 발전기(32)에 연결시킨다.

다음으로, 상기 터빈(31)에서 상기 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14) 내부로 향하여 연결로드(41)를 연장되도록 설치한 후, 상기 연결로드(41)의 끝단에는 회전날개(40)를 결합 구성한 것이다.

그러면, 해수면의 변화에 따른 해수의 이동이 발생할 때, 상기 이동되는 해수는 상기 하나의 벽체구조물(11) 하측에 형성되는 해수안내홀(11a)을 통해 벽체구조물(11)의 내부로 유입된 후 다단을 이루는 격벽(12)의 하면에 형성되는 해수 안내홀(12a)을 통해 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14)으로 유입되어 일정유속을 가지고 이동하게 된다.

이때, 상기 벽체 구조물(11)로 유입되는 해수의 양이 많아지면, 상기 해수는 다단을 이루는 격벽(12)의 상면에 형성되는 해수순환공(12b)과 하나의 벽체구조물(11)에 형성되는 해수안내홀(11b)을 통해 외부로 그 이동이 이루어진다.

이에따라, 상기 다단의 밀폐공간(a11)(a12)(a13)(a14)에 형성되는 회전날개(40)는 상기 해수의 이동경로에 따라 회전을 하고, 상기 회전날개(40)의 회전력은 터빈(31)에 전달되어 상기 터빈(31)을 구동시키고, 따라서 상기 터빈(31)은 상기 회전날개(40)의 회전력을 운동에너지를 전환시키고, 다시 상기 운동에너지는 발전기(32)에 의해 전기에너지로 전환되면서 전기 생산이 가능하게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 해수의 이동에 따라 회전날개(40)의 회전이 이루어지도록 함으로써 터빈(31)과 발전기(32)에 의한 발전효율을 높일 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

11; 벽체구조물 12; 격벽
11a, 12a; 해수안내홀 11b, 12b; 해수순환공
31; 터빈 32; 발전기
40; 회전날개 41; 연결로드

Claims

파랑에너지를 동력으로 하여 발전기를 구동 시킬 수 있도록 하기 위하여, 각형의 벽체구조물로서 벽체 일면의 상하 양단이 개방되는 상자구조 를 갖는 외벽과 벽체구조물 내부에 설치되는 여러개의 격벽을 이용하여 다단의 밀폐공간을 형성하고,
상하 양단의 개방된 일부를 통해 해수가 유입되는 상자구조의 외벽 전면과 벽체구조물 내부에 설치되는 격벽들의 하단에는 해수유입홀을 각각 형성하는 동시에, 상기 해수유입홀을 각각 형성하고 있는 외벽면과 벽체구조물 내부 격벽 상단에는 해수순환공을 각각 형성하며,
상기 벽체 구조물 위에는 또한, 여러개의 내부 격벽에 의해 분리되는 다단의 밀폐공간에 대응하여 발전기와 연결되는 터빈을 각각 구성하고,
상기 터빈에는 상기 다단의 밀폐공간에 각각 위치하면서 해수면의 변화에 따른 해수의 흐름으로 인해 회전하여 상기 터빈을 동작시키는 회전날개를 연결로드로서 연결되게 구성한 것을 특징으로 하는 파랑에너지를 이용한 조력발전장치.
제 1 항에 있어서,
상기 벽체구조물과 다단의 격벽은 결합홈을 가지는 다수의 단위블럭을 결합시켜 구성하는 것을 특징으로 하는 파랑에너지를 이용한 조력발전장치.
제 1 항에 있어서,
상기 벽체구조물과 다단의 격벽은 철근콘크리트의 타설 및 양생으로 시공하여 형성하는 것을 특징으로 하는 파랑에너지를 이용한 조력발전장치.