KR101637511B1 - Floating generator and hybrid generation system having the same - Google Patents

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KR101637511B1 KR1020140062442A KR20140062442A KR101637511B1 KR 101637511 B1 KR101637511 B1 KR 101637511B1 KR 1020140062442 A KR1020140062442 A KR 1020140062442A KR 20140062442 A KR20140062442 A KR 20140062442A KR 101637511 B1 KR101637511 B1 KR 101637511B1
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Abstract

본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치는, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 부력체와, 해상구조물에 설치되며, 케이블에 의해 상기 부력체의 상하 유동 방향과 직각 방향으로 연동되어 상기 부력체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 파력 발전부 및, 상기 해상구조물에 회전가능하게 설치되며, 상기 케이블을 상향 지지하여 상기 부력체의 상하 운동에너지를 수평 운동에너지로 전환시켜 상기 파력 발전부로 전달하는 지지롤러를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템은, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 부력체와, 해상구조물에 설치되며, 케이블에 의해 상기 부력체의 상하 유동 방향과 직각 방향으로 연동되어 상기 부력체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 파력 발전부와, 상기 해상구조물에 회전가능하게 설치되며, 상기 케이블을 상향 지지하여 상기 부력체의 상하 운동에너지를 수평 운동에너지로 전환시켜 상기 파력 발전부로 전달하는 지지롤러 및, 상기 해상구조물에 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전부를 포함한다.A floating wave power generation device according to the present invention comprises a buoyant body which vertically flows by a wave force in a floating state on a sea surface and a buoyant body which is installed on a sea structure and interlocked with a buoyant body in a direction perpendicular to the up- A wave generating unit for converting kinetic energy of the buoyant body into electric energy; and a wave generator for converting the kinetic energy of the buoyant body into electric energy, And a support roller for conveying the sheet to the sheet.
A combined power generation system having a floating wave power generator according to the present invention comprises a buoyant body which is floated up and down by a wave in a floating state on a sea surface and a buoyant body installed in the offshore structure, And a control unit for controlling the up and down kinetic energy of the buoyant body so as to be horizontally moved by supporting the cable upwardly and rotatably installed on the offshore structure and converting the kinetic energy of the buoyant body into electric energy, And a wind power generator installed in the marine structure and converting the rotational kinetic energy of the wing by the sea breeze into electrical energy.

Description

부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템{FLOATING GENERATOR AND HYBRID GENERATION SYSTEM HAVING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a float wave generator and a hybrid power generation system having the same. [0002] FLOATING GENERATOR AND HYBRID GENERATION SYSTEM HAVING THE SAME [0003]

본 발명은 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비상시 보조 부력체에 전기적인 저항을 가해 보조 부력체의 운동속도를 감쇠시킴으로써, 해상구조물의 거동 안정성을 확보할 수 있는 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a floating wave power generator and a combined power generation system having the same. More particularly, the present invention relates to a floating wave power generator, and more particularly, And a combined power generation system having the same.

일반적으로, 해양파 에너지(Ocean wave energy)는 태양에너지와 함께 아무리 사용하여도 고갈되지 않는 무한청정 에너지라고 할 수 있다.In general, ocean wave energy is infinitely clean energy that can not be exhausted even with solar energy.

특히, 작은 파도의 조그만 부분에도 엄청난 에너지가 함유되어 있기 때문에 최근에는 파도 에너지로부터 전기를 생산하는 파력발전에 대하여 연구가 집중되고 있다.In particular, since small amounts of small waves contain enormous amounts of energy, research has been focused on wave power generation that generates electricity from wave energy.

최근의 파력발전 시스템은, 해수면에 부유된 상태로 설치되는 부력체와, 해상구조물에 설치도어 부력체의 상하 운동에너지를 전기에너지로 발전하는 파력 발전부 등으로 구성된다.The recent wave power generation system is composed of a buoyant body that is floated on the sea surface and a wave power generating unit that generates energy of the up and down motion of the buoyant body installed on the offshore structure as electric energy.

그런데, 종래의 파력발전 시스템은 태풍 등이 발생하는 경우 파도의 주기와 크기가 위험 수준에 도달하므로, 부력체가 설치된 해상구조물이 심하게 유동되는 문제점이 있었고, 이로 인해 해상구조물의 각종 장비가 파손 및 유실될 염려가 있었다.However, in the conventional wave power generation system, when a typhoon or the like occurs, the wave period and size reach a dangerous level, so that the floating structure equipped with the buoyant body is severely flowed. As a result, There was a concern.

따라서, 파도의 주기와 크기가 위험 수준에 도달하는 경우, 전기에너지를 생산하면서도 해상구조물의 거동 안정성을 확보할 수 있는 기술이 요구된다.Therefore, if the period and the size of the waves reach a dangerous level, a technique capable of securing the stability of the marine structure while producing electrical energy is required.

본 발명과 관련된 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2012-0129197호(2012년 11월 28일)가 있으며, 상기 문헌에는 부유식 파력 발전장치가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0129197 (Nov. 28, 2012), which is related to the present invention, discloses a floating wave power generation device.

본 발명의 목적은 파도의 주기와 높이가 위험 수준에 도달하는 경우 보조 부력체에 전기적인 저항을 가해 보조 부력체의 운동속도를 감쇠시킴으로써, 전기에너지의 발전 동작은 지속하면서도 해상구조물의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보할 수 있는 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템을 제공하는데 있다.The object of the present invention is to reduce the flow of an offshore structure while maintaining the electric power generation operation by damping the speed of motion of the auxiliary buoyant body by applying electrical resistance to the auxiliary buoyant body when the period and height of the wave reach a dangerous level And to provide a floating wave power generation device capable of securing stability of motion and a combined power generation system having the same.

또한, 본 발명의 다른 목적은 파력을 이용한 발전과 풍력을 이용한 발전을 동시에 구현함으로써, 발전 가동률을 높이고, 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a floating wave power generator capable of simultaneously increasing power generation efficiency and further improving power generation efficiency by simultaneously realizing power generation using wave power and power generation using wind power and a combined power generation system having the same .

본 발명의 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치는, 해상구조물의 중심 또는 테두리를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체와, 상기 해상구조물의 테두리를 따라 설정간격으로 다수가 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 보조 부력체와, 상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 접속되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부 및, 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A floating wave power generator according to an embodiment of the present invention includes a main buoyant body that is arranged in a large number along the center or rim of a marine structure and flows up and down by waves in a floating state on the sea surface, An auxiliary buoyant body which is arranged at a predetermined interval along the sea surface and flows upward and downward by a wave in a floating state on the sea surface; and a vertical buoyant body connected to the upper buoyant shaft of the main buoyant body and the auxiliary buoyant body, A wave generator for converting kinetic energy into electrical energy; and a controller for controlling the flow of the auxiliary buoyant by applying an electrical load to the upper and lower flow shafts of the auxiliary buoyant body when the period and size of the wave exceed the set range And a power conversion unit.

여기서, 상기 보조 부력체는 상기 해상구조물의 테두리를 따라 등 간격으로 배열되며, 상기 전력 변환부는 파도의 주기와 크기가 상기 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체들의 상하 유동 축에 부하를 동시에 작용시키는 것이 바람직하다.Here, the auxiliary buoyant body is arranged at regular intervals along the rim of the sea structure, and when the period and the size of the wave exceed the set range, the power converting unit simultaneously loads the upper and lower flow shafts of the auxiliary buoyant bodies .

또한, 상기 해상구조물은 수평한 사각 틀 형상을 가질 수 있으며, 상기 보조 부력체는 상기 해상구조물의 꼭지 점 부위에 각각 배치될 수 있다.In addition, the sea structure may have a horizontal rectangular frame shape, and the auxiliary buoyant body may be disposed at the vertex of the sea structure.

또한, 상기 전력 변환부는 파도의 주기와 크기가 위험 수준인 경우를 가정한 비상범위가 기설정되며, 측정된 파도의 주기와 크기가 비상범위 이내인 경우, 상기 보조 부력체의 유동 축에 부하를 최대치로 작용시켜 상하 유동을 중지시킬 수 있다.In addition, the power conversion unit sets an emergency range on the assumption that the period and the size of the wave are dangerous. If the period and the size of the measured wave are within the emergency range, the load on the flow axis of the auxiliary buoyancy body So that the upper and lower flows can be stopped.

또한, 상기 파력 발전부는 해상구조물에 설치되며, 내부에 코일이 권선되는 고정자 및, 외부에 자성체가 설치된 상태로 상기 고정자의 내부에서 이동 가능하게 설치되며, 상기 유동 축과의 상하 연동을 통해 상기 코일에 유도전류를 발생시키는 이동자를 구비할 수 있다.The wave power generator may include a stator installed in the marine structure and having a coil wound therein, and a stator installed in the stator so as to be movable inside the stator with a magnetic body installed thereon, And a mover for generating an induced current in the second transistor.

또한, 상기 전력 변환부에는 파도의 주기와 크기를 특정하기 위한 감지부가 전기적으로 더 연결될 수 있다.In addition, a sensing unit for specifying a period and a size of a wave may be electrically connected to the power conversion unit.

또한, 상기 전력 변환부에는 상기 감지부의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부가 전기적으로 더 연결될 수 있다.In addition, the power conversion unit receives the sensing signal of the sensing unit, and a control unit for manual control or automatic control may be electrically connected.

또한, 상기 해상구조물의 하부에는,Further, in the lower part of the sea structure,

상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 외부를 수직하게 안내하기 위한 가이드가 더 구비될 수 있다.And a guide for vertically guiding the outside of the main buoyant body and the auxiliary buoyant body.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템은 해상구조물의 중심 또는 둘레를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체와, 상기 해상구조물의 둘레를 따라 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 보조 부력체와, 상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 연결되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부와, 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부 및, 상기 해상구조물에 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a combined power generation system having a floating wave power generator according to another embodiment of the present invention includes a main buoyant body that is arranged in a large number along the center or periphery of a sea structure, An auxiliary buoyant body arranged along the circumference of the sea structure and flowing upward and downward by a wave force in a floating state on the sea surface; and an upper buoyant body connected to the upper buoyant shaft of the main buoyant body and the auxiliary buoyant body, And an electric load is applied to the upper and lower flow shafts of the auxiliary buoyant body when the period and the size of the wave exceed the set range, And a wind power generator installed in the sea structure for converting the rotational kinetic energy of the blades due to the sea breeze into electric energy, .

본 발명은 파도의 주기와 높이가 위험 수준에 도달하는 경우 보조 부력체에 전기적인 저항을 가해 보조 부력체의 운동속도를 감쇠시킴으로써, 전기에너지의 발전 동작은 지속하면서도 해상구조물의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.In the present invention, when the period and height of a wave reach a dangerous level, electrical resistance is applied to the auxiliary buoyant body to attenuate the speed of motion of the auxiliary buoyant body, thereby reducing the flow of the sea structure, Can be secured.

또한, 파력을 이용한 발전과 풍력을 이용한 발전을 동시에 구현함으로써, 발전 가동률을 높이고, 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.Further, by simultaneously realizing the power generation using the wave power and the power generation using the wind power, it is possible to enhance the power generation operating rate and further improve the power generation efficiency.

또한, 보조 부력체의 부하 작용을 통해 해양구조물의 거동 안전성을 확보하므로 해양 구조물에서 감쇠판을 제거할 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. In addition, the stability of the offshore structure is ensured through the load action of the auxiliary buoyant body, so that it is possible to remove the damping plate on the offshore structure, thereby reducing the cost.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 정면도이다.
도 2는 도 1에 따른 요부 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치 갖는 복합 발전시스템을 보여주기 위한 정면도이다.1 is a front view showing a floating wave power generator according to the present invention.
Fig. 2 is an enlarged view of the main part according to Fig.
3 is a plan view showing a floating wave power generator according to the present invention.
4 is a front view showing a combined power generation system having a floating wave power generator according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving it will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하게 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.It will be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 정면도이고, 도 2는 도 1에 따른 요부 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 평면도이다.FIG. 1 is a front view for showing a floating power generating device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a substantial part according to FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view for showing a floating power generating device according to the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 메인 부력체(100)와, 보조 부력체(200)와, 파력 발전부(300) 및, 전력 변환부(400)를 포함한다.1 to 3, a main buoyant body 100, an auxiliary buoyant body 200, a wave power generation unit 300, and a power conversion unit 400 are included.

먼저, 상기 메인 부력체(100)는 해상에 설치되는 해상구조물(20)의 중심 또는 테두리를 따라 다수로 배열되며, 해수면(10)에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동한다.First, the main buoyant body 100 is arranged in a large number along the center or the rim of the sea structure 20 installed on the sea, and flows up and down by waves in a floating state on the sea surface 10.

여기서, 상기 메인 부력체(100)는 부력을 갖는 재질로 제작하거나 내부에 부력을 형성시키기 위한 공간부가 형성될 수 있다.Here, the main buoyant body 100 may be formed of a buoyant material or may be formed with a space for forming buoyancy therein.

그리고, 상기 메인 부력체(100)는 하단이 해수면(10)에 일정부분 잠긴 상태로 설치된 상태에서 파도에 의해 상하로 유동된다.The main buoyant body 100 flows up and down by waves in a state where the lower end of the main buoyant body 100 is installed in a state where it is locked at a certain position on the sea surface 10.

이때, 상기 메인 부력체(100)는 파도의 주기에 따라 유동되는 횟수 및 속도가 달라지고, 파도의 높이에 따라 유동되는 폭이 달라질 수 있다.At this time, the frequency and velocity of the main buoyant body 100 are changed according to the wave period, and the width of the main buoyant body 100 varies according to the wave height.

또한, 상기 메인 부력체(100)의 상부에는 후술 될 파력 발전부(300)의 이동자(320)와 연동하도록 유동 축(110)이 수직하게 형성된다.A flow axis 110 is vertically formed on the upper portion of the main buoyant body 100 to interlock with a mover 320 of a wave power generator 300 to be described later.

즉, 상기 메인 부력체(100)의 상하 유동에 의해 유동 축(110)이 상하 운동을 하며, 상기 메인 부력체(100)의 유동 축(110)과 연동하는 이동자(320)에 의해 파력 발전부(300)의 발전이 시작된다.That is, the flow axis 110 moves upward and downward by the upward and downward flow of the main buoyant body 100, and the mover 320, which cooperates with the flow axis 110 of the main buoyant body 100, (300) is started.

아울러, 상기 메인 부력체(100)의 하단에는 해저면으로 연장되는 계류선과, 상기 계유선에 연결되어 해저면에 위치되는 중량체 등이 연결될 수 있다.In addition, a mooring line extending to the bottom of the main buoyant body 100 may be connected to a lower end of the main buoyant body 100 and a weight connected to the sea line and positioned on the sea floor.

이와 같은 상기 메인 부력체(100)는, 해상구조물(20)의 형태 및 사이즈에 따라 그 적용 개수 및 설치 위치를 달리 적용할 수 있다.The number and position of the main buoyant body 100 can be varied depending on the shape and size of the marine structure 20.

그리고, 상기 메인 부력체(100)는 상시 유동을 통해 파력 발전부(300)로 운동에너지를 지속적으로 전달할 수 있다.The main buoyant body 100 can continuously transmit kinetic energy to the wave power generator 300 through the constant flow.

보조 부력체(200)는, 파도의 주기와 크기가 커지는 비상 상황이 발생하는 경우, 후술 될 전력 변환부(400)의 부하 조절을 통해 상하 운동 속도를 줄일 수 있는 것으로, 해상구조물(20)을 안정적으로 거동시킬 수 있다.The auxiliary buoyant body 200 can reduce the up and down movement speed by adjusting the load of the power conversion unit 400 to be described later when an emergency situation occurs in which the period and size of the waves become large. And can stably behave.

이를 위한 상기 보조 부력체(200)는, 해상구조물(20)의 테두리를 따라 설정간격으로 다수가 배열되며, 해수면(10)에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동한다.A plurality of the auxiliary buoyant bodies 200 are arranged at predetermined intervals along the rim of the sea structure 20 and are floated up and down by a wave floating on the sea surface 10.

그리고, 상기 보조 부력체(200)는 부력을 갖는 재질로 제작하거나 내부에 부력을 형성시키기 위한 공간부가 형성될 수 있다.The auxiliary buoyant body 200 may be formed of a buoyant material or may be formed with a space for forming buoyancy therein.

또한, 상기 보조 부력체(200)는 하단이 해수면(10)에 일정부분 잠긴 상태로 설치된 상태에서 파도에 의해 상하로 유동된다.Further, the auxiliary buoyant body 200 is vertically moved by the waves in a state where the lower end is installed in a state where it is locked to the sea surface 10 at a certain portion.

이때, 상기 보조 부력체(200)는 파도의 주기에 따라 유동되는 횟수 및 속도가 달라지고, 파도의 높이에 따라 유동되는 폭이 달라질 수 있다.At this time, the number and velocity of the auxiliary buoyant 200 to be flowed may vary according to the wave period, and the width of the flow of the auxiliary buoyant 200 may vary according to the height of the wave.

아울러, 상기 보조 부력체(200)의 상부에는 후술 될 파력 발전부(300)의 이동자(320)와 연동하도록 유동 축(210)이 수직하게 형성된다.In addition, a flow axis 210 is vertically formed on the upper portion of the auxiliary buoyant body 200 to interlock with the mover 320 of the wave power generator 300 described later.

즉, 상기 보조 부력체(200)의 상하 유동에 의해 유동 축(210)이 상하 운동을 하며, 상기 보조 부력체(200)의 유동 축(210)과 연동하는 이동자(320)에 의해 파력 발전부(300)의 발전이 시작된다.That is, the flow axis 210 moves upward and downward by the up-and-down movement of the auxiliary buoyant body 200, and by the mover 320 interlocking with the flow axis 210 of the auxiliary buoyant body 200, (300) is started.

뿐만 아니라, 상기 보조 부력체(200)의 하단에는 해저면으로 연장되는 계류선과, 상기 계유선에 연결되어 해저면에 위치되는 중량체 등이 연결될 수 있다.In addition, a mooring line extending to the bottom surface of the auxiliary buoyant body 200 may be connected to a lower end of the auxiliary buoyant body 200 and a weight connected to the sea line and located on the sea floor.

이와 같은 상기 보조 부력체(200)는, 해상구조물(20)의 형태 및 사이즈에 따라 그 적용 개수 및 설치 위치를 달리 적용할 수 있으며, 상시 유동을 통해 파력 발전부(300)로 운동에너지를 전달할 수 있다.The auxiliary buoyant body 200 may be applied in different numbers and locations depending on the shape and size of the marine structure 20 and may transmit kinetic energy to the wave power generator 300 through the normal flow .

예를 들어, 해상구조물(20)을 도 3에서처럼 수평한 사각 틀 형상으로 적용하는 경우, 상기 보조 부력체(200)는 해상구조물(20)의 꼭지 점 부위에 각각 배치시킬 수 있다.For example, when the marine structure 20 is applied in a horizontal rectangular frame shape as shown in FIG. 3, the auxiliary buoyant body 200 can be disposed at the vertex of the marine structure 20, respectively.

이때, 도 2에서처럼 상기 해상구조물(20)의 하부에는 전술한 메인 부력체(100)와 보조 부력체(200)의 외부를 수직하게 안내하기 위한 가이드(30)가 더 구비될 수 있다.2, a guide 30 for vertically guiding the main buoyant body 100 and the outside of the auxiliary buoyant body 200 may be further provided on the lower portion of the sea floor structure 20. As shown in FIG.

파력 발전부(선형 발전기: Linear Generator, 300)는, 메인 부력체(100)와 보조 부력체(200)의 상부 유동 축(110)(210)과 접속되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시킨다.The wave generator 300 is connected to the main buoyant body 100 and the upper flow axis 110 of the auxiliary buoyant 200 so that the vertical kinetic energy due to the up- Energy.

이를 위한 상기 파력 발전부(300)는, 고정자(310) 및, 이동자(320)로 구비될 수 있다.The wave generator 300 may include a stator 310 and a mover 320.

상기 고정자(310)는, 해상구조물(20)에 설치되며, 상기 고정자(310)의 내부에는 유도전류를 발생시키기 위한 코일(미도시)이 권선된다.The stator 310 is installed in the marine structure 20 and a coil (not shown) for generating an induction current is wound inside the stator 310.

여기서, 상기 고정자(220)에는 전기에너지를 충전하기 위한 축전부(미도시)가 전기적으로 더 연결될 수 있다.Here, a storage unit (not shown) for charging electric energy may be electrically connected to the stator 220.

이동자(320)는, 고정자(310)의 내부에서 이동 가능하게 설치되며, 상기 이동자(320)의 외부와 고정자(310)의 내부 사이에는 자성체(미도시)가 설치된다.The mover 320 is installed movably inside the stator 310 and a magnetic body (not shown) is provided between the outside of the mover 320 and the inside of the stator 310.

이와 같은 상기 이동자(230)는, 메인 부력체(100)와 보조 부력체(200)의 상부 유동 축(110)(210)와 연동하면서 코일에 유도전류를 발생시킨다.The mover 230 generates an induced current in the coils while interlocking with the main buoyant body 100 and the upper flow shafts 110 and 210 of the auxiliary buoyant body 200.

이때, 상기 이동자(320)의 상하 양 방향 이동에 의한 유도전류 발생을 통해 전기에너지를 발생시켜 축전부에 충전시킬 수 있다.At this time, electric energy can be generated and charged to the power storage unit through the induction current generation by the upward and downward movement of the mover 320.

전력 변환부(PCS: Power Conversion System: 전력변환시스템, 400)는 전력의 형태를 사용하는 기기에 맞게 변환시켜주는 장비를 말한다.The power conversion unit (PCS: Power Conversion System: 400) refers to a device that converts power type to a device using the power.

이와 같은 상기 전력 변환부(400)는, 도 4에서처럼 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 보조 부력체(200)의 상하 유동 축(210)에 전기적인 부하를 작용시켜 보조 부력체(200)의 유동을 감쇠시킨다.4, when the period and size of the wave exceed the set range, the power converter 400 applies an electrical load to the upper and lower flow shafts 210 of the auxiliary buoyant body 200, (200).

여기서, 상기 전력 변환부(400)는 파도의 주기와 크기가 기설정된 설정범위를 초과하는 경우, 보조 부력체(200)들의 유동 축(210)에 부하를 동시에 작용시킨다.Here, the power conversion unit 400 simultaneously applies a load to the flow axis 210 of the auxiliary buoyancy members 200 when the period and size of the wave exceed a predetermined setting range.

이때, 보조 부력체(200)는 부하 작용에 따른 저항에 의해 상하 운동 속도가 현저하게 줄어들게 되며, 상기 보조 부력체(200)의 운동 속도는 작아지지만 상기 보조 부력체(200)에 작용하는 힘(파력)은 늘어난다.At this time, the up and down movement speed of the auxiliary buoyant body 200 is remarkably reduced by the resistance due to the load action, and the motion speed of the auxiliary buoyant body 200 is small, but the force acting on the auxiliary buoyant body 200 Wave) is increased.

즉, 상기 보조 부력체(200)들에 힘이 집중되므로 해상구조물(20)의 유동이 줄어들게 되며, 이를 통해 해상구조물(200)의 거동 안전성을 확보할 수 있다. 종래에는 해상구조물(200)의 거동 안전성 확보를 위해 해상구조물(20)의 4개의 귀퉁이에 별도의 감쇠판을 설치하였는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 보조 부력체(200)의 부하 작용을 통해 거동 안전성을 확보하므로 감쇠판을 제거할 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. That is, since the force is concentrated on the auxiliary buoyant bodies 200, the flow of the offshore structure 20 is reduced, thereby securing the stability of the operation of the offshore structure 200. Conventionally, a separate attenuation plate is provided at four corners of the marine structure 20 in order to secure the safety of the marine structure 200. According to an embodiment of the present invention, through the load action of the auxiliary buoyancy body 200 It is possible to remove the damping plate because the safety of the damping plate can be ensured and the cost can be reduced.

그리고, 전력 변환부(400)는 파도의 주기와 크기가 위험 수준인 경우를 가정한 비상범위가 기설정될 수 있다.Then, the power conversion unit 400 may set an emergency range assuming that the period and size of the waves are at a dangerous level.

이때, 전력 변환부(400)로 전달되는 파도의 주기와 크기가 비상범위 이내인 경우, 보조 부력체(200)의 유동 축(210)에 부하를 최대치로 작용시켜 상하 유동을 중지시킬 수 있다.At this time, when the period and the magnitude of the wave transmitted to the power converting unit 400 are within the emergency range, the load can be maximized on the flow axis 210 of the auxiliary buoyant 200 to stop the up-and-down flow.

이와 같이, 상기 보조 부력체(200)의 유동이 중지되는 경우는 힘이 상기 보조 부력체(200)에 더 크게 걸리게 되므로, 전력 생산량은 줄어들지만 해상구조물(200)의 거동 안전성은 높일 수 있다.In this way, when the flow of the auxiliary buoyant body 200 is stopped, since the force is more greatly applied to the auxiliary buoyant body 200, the power production amount is reduced, but the stability of the operation of the sea structure 200 can be enhanced.

한편, 전력 변환부(400)에는, 도 2에서처럼 파도의 주기와 크기를 실시간으로 감지하기 위한 감지부(410)가 전기적으로 더 연결될 수 있다.Meanwhile, the power conversion unit 400 may be electrically connected to the sensing unit 410 for sensing the period and size of the wave in real time, as shown in FIG.

이와 더불어, 상기 전력 변환부에는 감지부(410)의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부(500)가 전기적으로 더 연결될 수도 있다.In addition, the power conversion unit receives the sensing signal of the sensing unit 410, and the control unit 500 for manual control or automatic control may be electrically connected.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템을 설명하면 다음과 같으며, 전술한 구성과 동일 구성들에 대해서는 반복적으로 설명하지 않도록 한다.Hereinafter, a hybrid power generation system having a floating wave power generator according to another embodiment of the present invention will be described as follows, and the same configurations as those described above will not be repeatedly described.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템은 메인 부력체(100)와, 보조 부력체(200)와, 파력 발전부(300)와, 전력 변환부(400) 및, 풍력 발전부(600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a combined power generation system having a floating wave power generator according to another embodiment of the present invention includes a main buoyant body 100, an auxiliary buoyant body 200, a wave power generation unit 300, A conversion unit 400, and a wind power generation unit 600.

여기서, 상기 풍력 발전부(wind power generator, 600)는 해상구조물(20)에 하나 또는 다수로 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환한다.Here, the wind power generator 600 is installed in one or more of the sea structures 20, and converts the rotational kinetic energy of the blades due to the sea breeze into electric energy.

이를 위한 상기 풍력 발전부(600)는, 도 4에서처럼 해상구조물(20)의 상부에 수직하게 설치되는 타워(610)의 상단에 설치될 수 있다.The wind power generator 600 for this purpose may be installed at an upper end of a tower 610 vertically installed on the upper part of the sea structure 20 as shown in FIG.

그리고, 상기 풍력 발전부(600)는 상기 타워(610)의 상단에 결합된 하우징의 내부에 설치될 수 있으며, 상기 하우징의 전단에 회전가능하게 설치된 날개(620)의 회전 운동에너지가 전달될 수 있다.In addition, the wind power generator 600 may be installed inside the housing coupled to the upper end of the tower 610, and the rotational kinetic energy of the vane 620, which is rotatably installed at the front end of the housing, have.

이때, 상기 날개(620)의 회전축과 풍력 발전부(600) 간에는 별도의 동력전달부(미도시)가 더 설치될 수도 있다.At this time, a separate power transmission unit (not shown) may be further provided between the rotation axis of the vane 620 and the wind power generator 600.

이와 같은 상기 풍력 발전부(600)는 내부에 코일이 설치된 고정자와 자성체가 구비된 회전자의 유도전류 발생 방식을 사용할 수 있으며, 생산된 전력을 파력 발전부(300)의 축전부에 저장할 수 있다.The wind power generator 600 may use an induction current generating method of a stator having a coil inside and a rotor having a magnetic body and store the generated power in the power storage unit of the wave generator 300 .

결과적으로, 본 발명은 파도의 주기와 높이가 위험 수준에 도달하는 경우 보조 부력체(200)에 전기적인 저항을 가해 운동속도를 감쇠시킴으로써, 해상구조물(20)의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보할 수 있다.As a result, in the present invention, when the period and height of a wave reach a dangerous level, electrical resistance is applied to the auxiliary buoyant body 200 to damp the movement speed, thereby reducing the flow of the marine structure 20, .

또한, 파력을 이용한 발전과 풍력을 이용한 발전을 동시에 구현함으로써, 발전 가동률을 높이고, 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Further, by simultaneously realizing the power generation using the wave power and the power generation using the wind power, the power generation operating rate can be increased and the power generation efficiency can be further improved.

지금까지 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.Although the embodiments of the floating wave power generator according to the present invention and the combined power generation system having the same have been described above, it is apparent that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

10: 해수면 20: 해상구조물
30: 가이드 100: 메인 부력체
110: 유동 축 200: 보조 부력체
210: 유동 축 300: 파력 발전부
310: 고정자 320: 이동자
400: 전력 변환부 410: 감지부
500: 제어부 600: 풍력 발전부
610: 타워 620: 날개10: sea surface 20: offshore structure
30: Guide 100: Main buoyant body
110: floating shaft 200: auxiliary buoyant body
210: Flow shaft 300: Wave power generator
310: stator 320: mover
400: power conversion unit 410:
500: controller 600: wind power generator
610: Tower 620: Wing

Claims (9)

해상구조물의 중심 또는 테두리를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체;
상기 해상구조물의 테두리를 따라 설정간격으로 다수가 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하고, 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 전기적인 부하에 의해 운동속도가 감쇠하여 작용하는 파력이 늘어남에 따라 상기 해상구조물의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보하는 보조 부력체;
상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 접속되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부; 및
파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부;를 포함하고,
상기 보조 부력체는,
상기 해상구조물의 테두리를 따라 등 간격으로 배열되며,
상기 전력 변환부는,
파도의 주기와 크기가 상기 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체들의 상하 유동 축에 부하를 동시에 작용시키고,
상기 해상구조물은,
수평한 사각 틀 형상을 가지며,
상기 보조 부력체는,
상기 해상구조물의 꼭지 점 부위에 각각 배치되고,
상기 파력 발전부는,
해상구조물에 설치되며, 내부에 코일이 권선되는 고정자 및,
외부에 자성체가 설치된 상태로 상기 고정자의 내부에서 이동 가능하게 설치되며, 상기 유동 축과의 상하 연동을 통해 상기 코일에 유도전류를 발생시키는 이동자를 구비하고,
상기 전력 변환부에는,
감지부의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부가 전기적으로 더 연결되고,
상기 해상구조물의 하부에는,
상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 외부를 수직하게 안내하기 위한 가이드가 더 구비되고,
상기 메인 부력체 및 상기 보조 부력체의 수직 단면은 사각 형상을 나타내며,
상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체는 수평 방향으로 이격되어 위치하며,
상기 메인 부력체 및 상기 보조 부력체에는 해저면으로 연장되는 계류선과 상기 계류선에 연결되어 해저면에 위치되는 중량체가 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.A main buoyant body which is arranged in plural along the center or the rim of the sea structure and which flows up and down by the waves in a floating state on the sea surface;
A plurality of waves are arranged at predetermined intervals along the rim of the sea structure, and the waves are floated up and down by the waves in a floating state on the sea surface, and when the period and size of waves exceed the set range, An auxiliary buoyant body for securing stability of movement by reducing the flow of the sea structure as the wave acting by damping is increased;
A wave generator connected to the main buoyant body and the upper flow axis of the auxiliary buoyant body to convert vertical kinetic energy due to the upward and downward flow into electric energy; And
And a power conversion unit that applies an electrical load to the upper and lower flow shafts of the auxiliary buoyant body to attenuate the flow of the auxiliary buoyant body when the period and size of the wave exceed the set range,
Wherein the auxiliary buoyant body comprises:
And are arranged at regular intervals along the rim of the sea structure,
Wherein the power conversion unit comprises:
When the period and size of the wave exceed the set range, the load is simultaneously applied to the upper and lower flow shafts of the auxiliary buoyant bodies,
In the above sea structure,
Having a horizontal rectangular frame shape,
Wherein the auxiliary buoyant body comprises:
And a plurality of watertight structures disposed respectively at vertexes of the sea structure,
The wave power generator includes:
A stator installed in the marine structure and having a coil wound therein,
And a mover which is movably installed inside the stator in a state where a magnetic body is installed on the outside and generates an induced current in the coil through vertical interlocking with the flow axis,
In the power conversion unit,
A control unit for manual control or automatic control is further electrically connected,
In the lower part of the sea structure,
Further comprising a guide for vertically guiding the outside of the main buoyant body and the auxiliary buoyant body,
Wherein the vertical section of the main buoyant body and the auxiliary buoyant body has a rectangular shape,
Wherein the main buoyant body and the auxiliary buoyant body are spaced apart from each other in the horizontal direction,
Wherein the main buoyant body and the auxiliary buoyant body are connected to a mooring line extending to the sea floor and a weight connected to the mooring line and positioned on the sea floor. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전력 변환부는,
파도의 주기와 크기가 위험 수준인 경우를 가정한 비상범위가 기설정되며, 측정된 파도의 주기와 크기가 비상범위 이내인 경우, 상기 보조 부력체의 유동 축에 부하를 최대치로 작용시켜 상하 유동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.The method according to claim 1,
Wherein the power conversion unit comprises:
If the period and the size of the measured wave are within the emergency range, the load is applied to the flow axis of the auxiliary buoyant body at the maximum value, And stops the operation of the floating wave power generator. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전력 변환부에는,
상기 감지부의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부가 전기적으로 더 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.The method according to claim 1,
In the power conversion unit,
And a control unit for receiving a sensing signal of the sensing unit and manually or automatically controlling the sensing unit is electrically connected to the sensing unit. 삭제delete 해상구조물의 중심 또는 둘레를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체;
상기 해상구조물의 테두리를 따라 설정간격으로 다수가 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하고, 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 전기적인 부하에 의해 운동속도가 감쇠하여 작용하는 파력이 늘어남에 따라 상기 해상구조물의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보하는 보조 부력체;
상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 연결되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부;
파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부; 및
상기 해상구조물에 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전부;를 포함하고,
상기 보조 부력체는,
상기 해상구조물의 테두리를 따라 등 간격으로 배열되며,
상기 전력 변환부는,
파도의 주기와 크기가 상기 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체들의 상하 유동 축에 부하를 동시에 작용시키고,
상기 해상구조물은,
수평한 사각 틀 형상을 가지며,
상기 보조 부력체는,
상기 해상구조물의 꼭지 점 부위에 각각 배치되고,
상기 파력 발전부는,
해상구조물에 설치되며, 내부에 코일이 권선되는 고정자 및,
외부에 자성체가 설치된 상태로 상기 고정자의 내부에서 이동 가능하게 설치되며, 상기 유동 축과의 상하 연동을 통해 상기 코일에 유도전류를 발생시키는 이동자를 구비하고,
상기 전력 변환부에는,
감지부의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부가 전기적으로 더 연결되고,
상기 해상구조물의 하부에는,
상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 외부를 수직하게 안내하기 위한 가이드가 더 구비되고,
상기 메인 부력체 및 상기 보조 부력체의 수직 단면은 사각 형상을 나타내며,
상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체는 수평 방향으로 이격되어 위치하며,
상기 메인 부력체 및 상기 보조 부력체에는 해저면으로 연장되는 계류선과 상기 계류선에 연결되어 해저면에 위치되는 중량체가 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템.A main buoyant body arranged in a large number along the center or periphery of the sea structure and flowing upward and downward by waves in a floating state on the sea surface;
A plurality of waves are arranged at predetermined intervals along the rim of the sea structure, and the waves are floated up and down by the waves in a floating state on the sea surface, and when the period and size of waves exceed the set range, An auxiliary buoyant body for securing stability of movement by reducing the flow of the sea structure as the wave acting by damping is increased;
A wave generator connected to the main buoyant body and the upper flow axis of the auxiliary buoyant body to convert vertical kinetic energy due to the upward and downward flow into electric energy;
A power converting unit that applies an electrical load to the upper and lower flow shafts of the auxiliary buoyant body to attenuate the flow of the auxiliary buoyant body when the period and size of the wave exceed the set range; And
And a wind power generator installed in the marine structure for converting the rotational kinetic energy of the wing by the sea breeze into electric energy,
Wherein the auxiliary buoyant body comprises:
And are arranged at regular intervals along the rim of the sea structure,
Wherein the power conversion unit comprises:
When the period and size of the wave exceed the set range, the load is simultaneously applied to the upper and lower flow shafts of the auxiliary buoyant bodies,
In the above sea structure,
Having a horizontal rectangular frame shape,
Wherein the auxiliary buoyant body comprises:
And a plurality of watertight structures disposed respectively at vertexes of the sea structure,
The wave power generator includes:
A stator installed in the marine structure and having a coil wound therein,
And a mover which is movably installed inside the stator in a state where a magnetic body is installed on the outside and generates an induced current in the coil through vertical interlocking with the flow axis,
In the power conversion unit,
A control unit for manual control or automatic control is further electrically connected,
In the lower part of the sea structure,
Further comprising a guide for vertically guiding the outside of the main buoyant body and the auxiliary buoyant body,
Wherein the vertical section of the main buoyant body and the auxiliary buoyant body has a rectangular shape,
Wherein the main buoyant body and the auxiliary buoyant body are spaced apart from each other in the horizontal direction,
Wherein the main buoyant body and the auxiliary buoyant body are connected to a mooring line extending to a bottom surface and a weight connected to the mooring line and located on the bottom of the sea floor.
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