KR101637911B1 - Power generation apparatus using wave force and thermal difference - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해양이나 강에 설치되어 파도 및 조력의 수직운동을 이용할 뿐만 아니라 해수나 강수의 온도차를 이용하여 전기에너지를 발생시킴으로써 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있으며 실용성이 향상된 파력 및 온도차 발전장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 파력 및 온도차 발전장치는, 수면에 노출되기 위한 부력을 가지면서 파도 및 조력에 의해 수직운동하는 부력부(10)와, 상기 부력부(10)에 연결되는 닷줄(30)과, 상기 닷줄(30)과 연결되어 전기에너지를 발생시키거나 저장하기 위한 발전부(40)를 포함하는 발전장치에 있어서, 상기 부력부(10)는, 수면에 부유하고 수면에 맞닿는 부분에 인입구(13)가 형성되고 일정한 부피를 갖는 제1부력체(11)와, 상기 제1부력체(11)를 감싸면서 이격되어 상기 제1부력체(11)와의 사이에 진공상태를 유지하기 위한 제2부력체(12)의 이중구조로 구성되고, 상기 인입구(13)에 일면과 측면이 인입되도록 장착되어 상기 부력부(10)의 내측에서 가온된 공기의 열을 전달받기 위한 열전소자 흡열부(21)와, 상기 열전소자 흡열부(21)의 타면에 장착되어 상기 수면에 잠긴 상태에서 열을 냉각하는 열전소자 방열부(24)와, 상기 열전소자 흡열부(21)와 열전소자 방열부(24) 사이에 장착되어 상기 열전소자 흡열부(21)와 상기 열전소자 방열부(24)의 온도차에 의해 전기에너지를 발생시키는 열전소자(22)를 포함하는 열전모듈부(20)를 포함하며, 상기 열전소자 방열부(24)는, 상기 열전소자 흡열부(21)로부터 점점 가늘어지는 원뿔형으로 형성되고, 상기 열전소자(22)의 전극인 열전소자 전극(23)을 내장하여 상기 닷줄(30)을 통해 상기 발전부(40)로 상기 발생된 전기에너지를 전달하고, 상기 발전부(40)는, 상기 닷줄(30)을 권취하여 상기 부력부(10)의 움직임을 조절하기 위한 권취수단(41)과, 상기 권취수단(41)과 연결되어 상기 부력부(10)에 따라 움직이는 실린더(42)와, 상기 실린더로 인해 구동되는 모터(43)와, 상기 모터(43)를 제어하기 위한 제어부(44)와, 상기 모터(43)로 인해 구동되어 전기에너지를 발생시키기 위한 전기발생부(45)와, 상기 전기발생부(45)에서 발생된 전기에너지와 상기 닷줄(30)과 연결되어 상기 열전모듈부(20)에서 발생된 전기에너지를 저장하기 위한 전기저장부(46)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wave and temperature difference power generation device which can improve the power generation efficiency by generating electric energy using sea and precipitation temperature difference as well as vertical movement of wave and tidal force installed in the ocean or river will be.
The wave and temperature difference generator according to the present invention includes a buoyancy unit 10 having buoyancy for exposing to the water surface and moving vertically by wave and tidal force, a dash line 30 connected to the buoyancy unit 10, Wherein the buoyancy section (10) floats on the water surface and is connected to the water surface (13) at a portion contacting the water surface, wherein the buoyancy section (10) is connected to the droid (30) A second buoyant body 11 for holding a vacuum state between the first buoyant body 11 and the first buoyant body 11 so as to surround the first buoyant body 11 and having a predetermined volume, And a thermoelectric-element heat-absorbing portion (21) having a double structure of a body (12) and mounted on the inlet (13) so as to be drawn in one side and the side thereof to receive the heat of the air heated inside the buoyancy portion (10) And a thermoelectric element (21) mounted on the other surface of the thermoelectric element heat absorbing part (21) A thermoelectric-element heat-dissipating unit for heating the thermoelectric-element heat-absorbing unit 21 and the thermoelectric-element heat-radiating unit 24 mounted between the thermoelectric-element heat- And a thermoelectric module part (20) including a thermoelectric element (22) generating electric energy by a temperature difference between the thermoelectric element heat absorbing part (21) and the thermoelectric element heat radiating part (24) And the thermoelectric element electrode 23 as an electrode of the thermoelectric element 22 is embedded to transfer the generated electrical energy to the power generation unit 40 through the droid 30, Is provided with a winding means 41 for winding the droid 30 and adjusting the movement of the buoyant portion 10 and a cylinder connected to the winding means 41 and moving along the buoyant portion 10 42, a motor 43 driven by the cylinder, a controller 44 for controlling the motor 43, An electric generator 45 for generating electric energy driven by the motor 43 and an electric energy generated by the electric generator 45 and connected to the delt 30, And an electric storage unit 46 for storing electric energy generated in the battery 20.

Description

파력 및 온도차 발전장치{POWER GENERATION APPARATUS USING WAVE FORCE AND THERMAL DIFFERENCE}[0001] POWER GENERATION APPARATUS USING WAVE FORCE AND THERMAL DIFFERENCE [0002]

본 발명은 파력 및 온도차 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양이나 강에 설치되어 파도 및 조력의 수직운동을 이용할 뿐만 아니라 해수나 강수의 온도차를 이용하여 전기에너지를 발생시킴으로써 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있으며 실용성이 향상된 파력 및 온도차 발전장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a wave and temperature difference power generation apparatus, and more particularly, to an apparatus and a method for generating a wave and a temperature difference power generation apparatus using the wave and temperature difference power generation apparatus. The present invention relates to a wave and temperature difference power generation apparatus which can improve the efficiency of the power generation.

일반적으로, 전기에너지는 화석연료의 연소에 의해 발생하는 열을 이용하는 화력 발전, 방사능 물질의 핵반응에 의해 발생하는 열을 이용하는 원자력 발전, 태양열을 이용하는 태양광 발전, 댐에 저장된 물의 중력을 이용하는 수력 발전, 바람을 이용하는 풍력 발전 등에 의해 발전된다.Generally, electric energy is generated by thermal power generation using heat generated by combustion of fossil fuel, nuclear power using heat generated by nuclear reaction of radioactive materials, solar power using solar heat, hydroelectric power using water gravity stored in a dam , And wind power using wind.

그러나, 수력 발전은 오염이 거의 없고 발전 단가가 싼 장점이 있지만 입지 선정 조건의 제약이 크고 건설비가 많이 드는 단점이 있으며, 화력 발전은 수력 발전에 비하여 건설비가 싸고 위치의 선정에도 유리하지만 배기가스로 인한 공해가 심각한 문제점이 있었다.However, although hydroelectric power generation has little pollution and low power generation costs, it has a disadvantage in that it is limited in terms of site selection conditions and has a disadvantage of high construction cost. Thermal power generation is advantageous in construction cost and selection of location compared to hydroelectric power generation. There was serious problem of pollution caused by.

또한, 원자력 발전은 친환경 에너지로 많은 양의 에너지를 얻을 수 있지만, 운영비용이 많이 들고 방사능이 노출될 수 있으며, 태양열 발전이나 풍력 발전은 에너지자원의 소비 없이 에너지를 얻을 수 있는 장점이 있지만 날씨 및 시간에 따른 영향을 많이 받기 때문에 효율정이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, nuclear power can obtain a large amount of energy with eco-friendly energy, but it can be operated at a high cost and exposed to radioactivity. Solar power or wind power generation has an advantage of obtaining energy without consuming energy resources, There is a problem that the efficiency is considerably deteriorated because it is influenced by time.

이에 따라 최근에는 에너지자원의 소비 없이 에너지를 얻으면서 공해물질을 배출시키지 않아 친환경적으로 전기를 발전하는 파력 발전에 대한 관심이 높아지고 있는 추세이다.In recent years, there is a growing interest in wave power generation that does not discharge pollutants while generating energy without consuming energy resources, thereby generating electricity in an environmentally friendly manner.

상기 파력 발전은 해양이나 강의 파고 및 조력을 사용하여 전기를 발생시키기 때문에 공해물질이 배출되지 않으면서 친환경적이지만 설치장소와 시설비용이 많이 들고 유지시키고 관리하기 어렵기 때문에 경제성이 부족한 문제점으로 인해 실용성이 현저하게 떨어져 상용이 지연되고 있는 실정이다.Since the wave power generates electricity by using the waves and tides of the ocean or river, it is eco-friendly because it does not discharge pollutants. However, since it is difficult to maintain and manage the installation site and facility cost, It is remarkable that commercial use is delayed.

상기 문제점을 해소하기 위해 특허등록 제10-1232975호(등록일자: 2013년 02 월 06일)는 일정한 크기의 부력을 가지고 파력에 의해 상하로 이동할 수 있는 부유체, 부유체에 연결되고, 부유체의 상하 운동을 편심회전 운동으로 변환하는 편심회전운동 변환부, 및 편심회전운동 변환부에 연결되고, 편심회전운동 변환부로부터 전달되는 회전력에 의해 전기를 발전하는 발전기를 포함하여 구성되는 파력 발전시스템이 게재되어 있다.In order to solve the above problems, Patent Registration No. 10-1232975 (registered on Feb. 06, 2013) is connected to a float which can move up and down by a wave with a buoyancy of a certain size, And a generator connected to the eccentric rotational motion converting unit and generating electric power by a rotational force transmitted from the eccentric rotational motion converting unit, wherein the eccentric rotational motion converting unit includes: Has been published.

그러나, 상기 파력 발전시스템은 파고 및 조력에만 의존하여 전기에너지를 발생시키기 때문에 발전효율이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 해일, 태풍과 같이 바람의 세기가 강한 기상이 악화된 경우에는 사용이 어려워지며 바람의 세기가 너무 약해 파고가 발생하지 않을 경우 발전효율이 현저하게 떨어지기 때문에 현실적으로 실용화되지 못하고 있다.However, since the wave power generation system generates electrical energy only depending on the wave and the tidal force, there is a problem that the power generation efficiency is low. In other words, it is difficult to use when the wind strength is strong, such as tsunami and tidal wind, because it is difficult to use, and when the wind strength is too weak, the power generation efficiency drops remarkably.

따라서, 발전효율이 대폭 향상되면서 실용성을 향상시켜 실용화될 수 있는 방안이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a method that can be practically used by improving practicality with a remarkably improved power generation efficiency.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 해양이나 강의 파도 및 조력의 수직운동을 이용할 뿐만 아니라 해수나 강수의 온도차를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 파력 및 온도차 발전장치를 제공하는 목적이 있다.The object of the present invention is to provide a wave and temperature difference generator for generating electric energy by utilizing the sea and / or precipitation waves and the vertical movement of the tide, as well as the temperature difference of seawater or precipitation. have.

또한, 구조가 간단하면서 다수개 연결하여 사용하여 손실을 최소화하여 효율적으로 전기에너지를 발전할 수 있는 파력 및 온도차 발전장치를 제공하는 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a wave and temperature difference generator capable of efficiently generating electric energy by minimizing loss by using a plurality of simple connected structures.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 파력 및 온도차 발전장치는, 수면에 노출되기 위한 부력을 가지면서 파도 및 조력에 의해 수직운동하는 부력부(10)와, 상기 부력부(10)에 연결되는 닷줄(30)과, 상기 닷줄(30)과 연결되어 전기에너지를 발생시키거나 저장하기 위한 발전부(40)를 포함하는 발전장치에 있어서, 상기 부력부(10)는, 수면에 부유하고 수면에 맞닿는 부분에 인입구(13)가 형성되고 일정한 부피를 갖는 제1부력체(11)와, 상기 제1부력체(11)를 감싸면서 이격되어 상기 제1부력체(11)와의 사이에 진공상태를 유지하기 위한 제2부력체(12)의 이중구조로 구성되고, 상기 인입구(13)에 일면과 측면이 인입되도록 장착되어 상기 부력부(10)의 내측에서 가온된 공기의 열을 전달받기 위한 열전소자 흡열부(21)와, 상기 열전소자 흡열부(21)의 타면에 장착되어 상기 수면에 잠긴 상태에서 열을 냉각하는 열전소자 방열부(24)와, 상기 열전소자 흡열부(21)와 열전소자 방열부(24) 사이에 장착되어 상기 열전소자 흡열부(21)와 상기 열전소자 방열부(24)의 온도차에 의해 전기에너지를 발생시키는 열전소자(22)를 포함하는 열전모듈부(20)를 포함하며, 상기 열전소자 방열부(24)는, 상기 열전소자 흡열부(21)로부터 점점 가늘어지는 원뿔형으로 형성되고, 상기 열전소자(22)의 전극인 열전소자 전극(23)을 내장하여 상기 닷줄(30)을 통해 상기 발전부(40)로 상기 발생된 전기에너지를 전달하고, 상기 발전부(40)는, 상기 닷줄(30)을 권취하여 상기 부력부(10)의 움직임을 조절하기 위한 권취수단(41)과, 상기 권취수단(41)과 연결되어 상기 부력부(10)에 따라 움직이는 실린더(42)와, 상기 실린더로 인해 구동되는 모터(43)와, 상기 모터(43)를 제어하기 위한 제어부(44)와, 상기 모터(43)로 인해 구동되어 전기에너지를 발생시키기 위한 전기발생부(45)와, 상기 전기발생부(45)에서 발생된 전기에너지와 상기 닷줄(30)과 연결되어 상기 열전모듈부(20)에서 발생된 전기에너지를 저장하기 위한 전기저장부(46)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, a wave and temperature difference generation apparatus according to the present invention includes a buoyancy unit 10 having buoyancy for exposing to the water surface and vertically moving by a wave and a tidal force, Wherein the buoyancy section (10) floats on the surface of the water, and the buoyancy section (10) floats on the water surface A first buoyant body 11 having an inlet 13 formed at a portion thereof abutting on the first buoyant body 11 and having a constant volume and a vacuum state between the first buoyant body 11 and the first buoyant body 11, And a second buoyant body (12) for holding the buoyant portion (10). The buoyant portion (10) has a double structure in which one side and the other side are inserted into the inlet (13) A thermoelectric element heat absorbing portion (21), and a thermoelectric element heat absorbing portion A thermoelectric element heat dissipating part 24 for cooling the heat in the state of being immersed in the water surface, and a thermoelectric element heat dissipating part 24 mounted between the thermoelectric element heat absorbing part 21 and the thermoelectric element heat radiating part 24, And a thermoelectric module part (20) including a thermoelectric element (22) generating electric energy by a temperature difference of the thermoelectric element heat radiation part (24), wherein the thermoelectric element heat radiation part (24) 21 and a built-in thermoelectric element electrode 23 as an electrode of the thermoelectric element 22 to transmit the generated electric energy to the power generation unit 40 through the droid 30 The power generation unit 40 includes a winding means 41 for winding the droid 30 and adjusting the movement of the buoyancy unit 10 and a buoyancy unit 40 connected to the winding unit 41, 10), a motor (43) driven by the cylinder, a motor An electric generator 45 for generating electric energy driven by the motor 43 and an electric energy generator 45 for generating electric energy generated by the electric generator 45, And an electric storage unit 46 connected to the thermoelectric module unit 30 for storing electric energy generated in the thermoelectric module unit 20. [

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상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 해양이나 강에 설치되어 파도 및 조력의 수직운동을 이용할 뿐만 아니라 해수나 강수의 온도차를 이용하여 전기에너지를 발생시킴으로써 바람의 세기 등에 따라 파고 및 조력이 불규칙적으로 발생하는 기상에도 전기에너지를 발생시킬 수 있어 발전량이 증가되어 발전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, not only vertical movement of wave and tidal force installed in the ocean or river but also generation of electric energy by using the temperature difference of seawater or precipitation causes irregular wave and tidal It is possible to generate electric energy even in a meteorological phenomenon, and thus the power generation amount can be increased, thereby remarkably improving the power generation efficiency.

또한, 구조가 간단하면서 다수개 연결하여 손실을 최소화하여 효율적으로 전기에너지를 발생시킬 수 있기 때문에 실용성과 경제성이 대폭 향상될 수 있으며 대형 발전플랜트에도 적합하게 이용될 수 있는 효과가 있다.In addition, since the structure is simple and a large number of power supply units are connected to minimize the loss, electric energy can be efficiently generated. Therefore, practicality and economical efficiency can be greatly improved and the power plant can be suitably used in a large power plant.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치,
도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치의 부력부,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치의 열전모듈부,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치의 열전소자.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a wave and temperature difference generator according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view of a buoyancy unit of a wave and temperature difference power generation apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a thermoelectric module part of a wave and temperature difference power generation apparatus according to an embodiment of the present invention,
4 is a thermoelectric element of a device for generating a wave and temperature difference according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 파력 및 온도차 발전장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a wave and temperature difference generator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치이고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치의 부력부이다.FIG. 1 is a wave and temperature difference power generation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a buoyancy section of a wave and temperature difference power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치의 열전모듈부이며, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치의 열전소자이다.FIG. 3 is a thermoelectric module part of a wave and temperature difference power generation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a thermoelectric element of a wave and temperature difference power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '상부', '하부', '앞', '뒤', '선단', '전방', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same elements even when they are shown in different drawings. In the drawings, the same reference numerals as used in the accompanying drawings are used to designate the same or similar elements. And detailed description of the configuration will be omitted. Also, directional terms such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "forward", "rear", etc. are used in connection with the orientation of the disclosed drawing (s). Since the elements of the embodiments of the present invention can be positioned in various orientations, the directional terminology is used for illustrative purposes, not limitation.

본 발명의 바람직한 일실시 예에 의한 파력 및 온도차 발전장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 해수면에 노출되도록 일정한 크기의 부력을 가지면서 상기 해수면의 파도 및 조력에 의해 수직운동하는 부력부(10)와, 상기 부력부(10)에 장착되어 열전현상을 이용하여 전기를 발생시키는 열전모듈부(20)와, 상기 열전모듈부(20)에 연결되어 파도 및 조력에 의해 변하는 해수면의 높이에 따라 상기 부력부(10)의 수직운동을 전달받는 닷줄(30)과, 상기 닷줄(30)과 연결되어 전기를 발생시키거나 저장하기 위한 발전부(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the wave and temperature difference generating apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes a buoyancy section 10 having buoyancy of a predetermined magnitude so as to be exposed to the sea surface and vertically moving by waves and tidal force of the sea level, A thermoelectric module part 20 mounted on the buoyant part 10 for generating electricity using thermoelectric development, and a thermoelectric module part 20 connected to the thermoelectric module part 20, A droid 30 receiving the vertical motion of the buoyant portion 10 and a power generator 40 connected to the droid 30 to generate or store electricity.

상기 부력부(10)는 일정한 크기의 부력을 가지며 내부에 공간이 형성되도록 구형으로 형성되고 투명한 유리나 실리콘재질로 이루어는 것이 바람직하다.The buoyant portion 10 preferably has a buoyancy of a predetermined size and is formed in a spherical shape so as to form a space therein, and is made of transparent glass or silicon.

여기서, 상기 부력부(10)의 내부 공간에 존재하는 공기의 온도를 상승시키기 위해 이중구조로 구성된다.In order to raise the temperature of the air present in the internal space of the buoyant portion 10,

다시 말해, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부력부(10)는 일정한 부피의 제1부력체(11)와, 상기 제1부력체(11)의 부피보다 큰 제2부력체(12)로 구성된다.2, the buoyant portion 10 includes a first buoyant body 11 having a predetermined volume, a second buoyant body 12 having a volume larger than the volume of the first buoyant body 11, .

상기 제2부력체(12)는 상기 제1부력체(11)에서 일정간격 이격되어 상기 제1부력체(11)를 감싸도록 구성된다.The second buoyant body (12) is configured to surround the first buoyant body (11) at a predetermined interval from the first buoyant body (11).

상기 제1부력체(11)와 제2부력체(12) 사이에 이격되어 형성된 이격공간은 진공된 상태로 유지되어야 한다.The spacing space formed between the first buoyant body (11) and the second buoyant body (12) must be maintained in a vacuum state.

상기 제1부력체(11)와 제2부력체(12)의 사이가 진공상태가 됨으로써 상기 제1부력체(11)의 내부열이 외부로 배출되는 것을 최소화하여 상기 제1부력체(11)의 내부 공기의 온도를 상승시키게 된다.Since the first buoyant body 11 and the second buoyant body 12 are in a vacuum state, the internal heat of the first buoyant body 11 is minimally discharged to the outside of the first buoyant body 11, Thereby raising the temperature of the internal air.

또한, 상기 제1부력체(11)는 DBR코팅(Duted Bragg Reflection Coating)을 하여 가시광선이 투과되고 적외선은 차단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 적외선 반사 코팅인 DBR코팅을 함으로써 적외선이 열에너지 형태로 바뀌어 상기 제1부력체(11)의 내부에 열에너지로 머물게 하여 상기 제1부력체(11)의 내부 공기의 온도를 상승시키게 된다.Also, it is preferable that the first buoyant body 11 is DBR-coated (Duted Bragg Reflection Coating) so that visible light can be transmitted and infrared light can be blocked. That is, the DBR coating, which is an infrared reflective coating, changes the infrared radiation into a thermal energy, so that the first buoyant body 11 is kept as thermal energy, thereby raising the temperature of the air inside the first buoyant body 11.

상기와 같이 이중구조인 부력부(10)의 해수면과 맞닿는 부분에 상기 제1부력체(11)의 내부에 상기 열전모듈부(20)가 인입되어 위치될 수 있도록 인입구(13)를 형성한다.The inlet 13 is formed in the portion of the buoyant portion 10 which is in a double structure as described above so that the thermoelectric module portion 20 can be inserted into the first buoyant body 11 and positioned therein.

여기서 상기 인입구(13)가 형성됨으로 인해 상기 제1부력체(11)와 제2부력체(12) 사이의 이격공간이 밀폐되지 않아 진공상태를 유지시킬 수 없지만, 열에 강한 재질인 실리콘 등으로 마감을 하여 상기 제1부력체(11)와 제2부력체(12) 사이의 이격공간에 진공상태가 유지될 수 있도록 한다.Since the space 13 between the first buoyant body 11 and the second buoyant body 12 is not sealed due to the formation of the inlet 13, the vacuum state can not be maintained. However, the vacuum state can not be maintained, So that the vacuum state can be maintained in the spacing space between the first buoyant body 11 and the second buoyant body 12.

상기 인입구(13)에 인입되는 열전모듈부(20)는 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 부력부(10)의 내부로 인입되어 상기 부력부(10)의 내부열을 전달받는 열전소자 흡열부(21)와, 상기 열전소자 흡열부(21)와 대칭되게 외측에 장착되어 해수를 통해 냉각되는 열전소자 방열부(24)와, 상기 열전소자 흡열부(21)와 열전소자 방열부(24) 사이에 위치되어 온도차에 의한 열전현상을 이용하여 전기를 발생시키는 열전소자(22)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the thermoelectric module part 20 which is drawn into the inlet 13 is inserted into the buoyancy part 10 to receive the heat of the buoyancy part 10, A thermoelectric element heat dissipating part 24 mounted on the outside in such a manner as to be symmetrical to the thermoelectric element heat absorbing part 21 and cooled through seawater; And a thermoelectric element 22 which generates electricity by utilizing a thermoelectric phenomenon caused by a temperature difference.

상기 열전소자 흡열부(21)는 일정크기의 정육면체형으로 형성되는 것이 바람직하며, 알루미늄이나 구리판으로 형성되는 것이 바람직하다.The thermoelectric element heat absorbing portion 21 is preferably formed in a cubic shape having a predetermined size, and is preferably formed of aluminum or a copper plate.

상기 열전소자 흡열부(21)는 열전도도가 우수한 알루미늄이나 구리판을 사용하여, 높은 온도를 갖는 상기 부력부(10)의 내부공기의 열을 쉽게 전달받을 수 있을 것이다.The thermoelectric element heat absorbing portion 21 can easily receive the heat of the internal air of the buoyancy portion 10 having a high temperature by using aluminum or copper plate having excellent thermal conductivity.

상기와 같은 열전소자 흡열부(21)의 일면과 측면은 상기 부력부(10)의 내부로 인입되고, 타면은 외부로 노출되도록 설치된다. 상기 부력부(10)에 인입됨으로 인해 열전소자 흡열부(21)에는 상기 부력부(10)의 높은 온도를 갖는 내부공기의 열이 전달되게 된다.One side and the side of the thermoelectric element heat absorbing part 21 are inserted into the buoyancy part 10 and the other side is exposed to the outside. The heat of the internal air having the high temperature of the buoyant portion 10 is transmitted to the thermoelectric element heat absorbing portion 21 due to the pulling into the buoyant portion 10.

이때, 상기 부력부(10)에 상기 열전소자 흡열부(21)를 인입한 후 상기 부력부(10)의 내부공간을 밀폐시키면서 상기 열전소자 흡열부(21)를 고정시키기 위해 열에 강한 소재인 실리콘 등을 사용하여 마감처리를 하는 것이 바람직하다. 상기 부력부(10)의 내부 공기는 고온이기 때문에 열에 약한 소재를 사용할 경우 마감처리를 지속시킬 수 없게 되기 때문에 열에 강한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.In order to fix the thermoelectric element heat absorbing part 21 while sealing the internal space of the buoyant part 10 after the thermoelectric element heat absorbing part 21 is drawn into the buoyant part 10, It is preferable to perform the finishing treatment. Since the internal air of the buoyant portion 10 is at a high temperature, when the material weak in heat is used, it is impossible to continue the finishing treatment. Therefore, it is preferable to use a material resistant to heat.

상기 열전소자 흡열부(21)에서 외부로 노출되어 있는 타면에 열전소자 방열부(24)가 장착된다.The thermoelectric element heat dissipating portion (24) is mounted on the other surface exposed to the outside from the thermoelectric element heat absorbing portion (21).

상기 열전소자 방열부(24)는 일측에서 타측으로 점점 가늘어지는 원뿔형으로 형성되는 것이 바람직하며, 일측은 상기 열전소자 흡열부(21)에 장착된다.The thermoelectric-element heat-radiating portion 24 is preferably formed in a conical shape gradually tapering from one side to the other, and one side thereof is mounted on the thermoelectric-element heat-

상기 열전소자 방열부(24)는 상기 열전소자 흡열부(21)에 장착된 상태로 고정되고, 부식이 되지 않으면서 견고하게 고정시킬 수 있는 소재를 사용하여 마감처리 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the thermoelectric-element heat-radiating portion 24 is fixed in a state of being mounted on the thermoelectric-element heat-absorbing portion 21, and is finished using a material that can be firmly fixed without being corroded.

이때, 상기 열전소자 방열부(24)는 상기 부력부(10)의 내부로 수용되지 않으며, 해수나 강수에 잠기게 된다. 즉, 상기 열전소자 흡열부(21)는 상기 부력부(10)에 인입되어 해수면의 위에 위치되지만, 상기 열전소자 방열부(24)는 해수나 강수에 잠기도록 위치된다.At this time, the thermoelectric element heat radiating part 24 is not accommodated in the buoyancy part 10, and is immersed in seawater or precipitation. That is, although the thermoelectric element heat absorbing portion 21 is drawn into the buoyant portion 10 and positioned on the sea surface, the thermoelectric element heat radiating portion 24 is positioned to be submerged in seawater or precipitation.

상기 열전소자 방열부(24)를 해수나 강수에 잠기게 함으로써 해수나 강수를 이용하여 열을 냉각시킬 수 있게 된다.The heat dissipating unit 24 is submerged in seawater or precipitation so that heat can be cooled using seawater or precipitation.

상기 열전소자 방열부(24)와 상기 열전소자 흡열부(21) 사이에는 열전소자(22)가 위치하여 전기에너지를 발생시킨다.A thermoelectric element 22 is positioned between the thermoelectric element heat sink 24 and the thermoelectric element heat sink 21 to generate electrical energy.

상기 열전소자(22)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제벡효과(Seebeck Effect)를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 소자이며, p형 및 n형 반도체를 π형으로 접합하고 직렬로 연결하고 지그재그로 배치하여 이들 반도체 상부와 하부를 전기 전도판과 세라믹 기판인 금속판으로 결합하여 형성되어 있다. 여기서, 상기 제벡효과는 2종류의 금속 또는 반도체가 연결된 회로 양단에 일정 온도차를 유지하면 열에너지를 포함한 전자의 이동으로 인하여 접점 간에 전위차가 생겨 전기에너지를 발생한다.As shown in FIG. 4, the thermoelectric element 22 generates electric energy by using a Seebeck effect. The thermoelectric element 22 is formed by joining p-type and n-type semiconductors to each other in π-type, And these upper and lower semiconductors are formed by bonding an electrically conductive plate and a metal plate as a ceramic substrate. Here, the Seebeck effect generates a potential difference between the contact points due to the movement of electrons including heat energy, thereby generating electrical energy when the temperature difference is maintained at both ends of a circuit in which two kinds of metals or semiconductors are connected.

상기 열전소자(22)는 일정 면적을 갖고 상기 열전소자 흡열부(21)와 열전소자 방열부(24)의 사이에 위치된 후 고정된다. 즉, 상기 열전소자(22)의 일면은 상기 열전소자 흡열부(21)가 장착되고, 타면은 상기 열전소자 방열부(24)가 장착된다.The thermoelectric element 22 has a predetermined area and is positioned between the thermoelectric element heat absorbing part 21 and the thermoelectric element heat radiating part 24 and is then fixed. That is, one surface of the thermoelectric element 22 is mounted with the thermoelectric element heat absorbing portion 21, and the thermoelectric element heat radiating portion 24 is mounted on the other surface.

따라서, 상기 열전소자(22)의 일면은 상기 열전소자 흡열부(21)에 의해 가열되고 타면은 상기 열전소자 방열부(24)를 통해 냉각되고, 이러한 온도차에 의해 전기에너지를 생성하게 된다.Accordingly, one surface of the thermoelectric element 22 is heated by the thermoelectric element heat-absorbing portion 21, and the other surface thereof is cooled through the thermoelectric-element heat-radiating portion 24, and electrical energy is generated by the temperature difference.

다시 말해, 상기 열전소자(22)의 일면은 상기 부력부(10)의 고온인 내부공기의 열을 상기 열전소자 흡열부(21)로부터 전달받고, 타면은 상기 열전소자 방열부(24)를 통해 차가운 해수나 강수를 이용하여 열을 식혀 냉각되게 하여 상기 열전소자(22)의 일면과 타면에 온도차가 발생되도록 하여, 제벡효과로 인하여 전기에너지를 발생하게 된다.In other words, one surface of the thermoelectric element 22 receives the heat of the internal air at a high temperature of the buoyant portion 10 from the thermoelectric element heat absorbing portion 21, and the other surface thereof receives heat of the thermoelectric element 24 Cooling water is cooled by using cold seawater or precipitation to cause a temperature difference between one surface and the other surface of the thermoelectric element 22 to generate electric energy due to the Seebeck effect.

이때, 상기 열전소자(22)의 +, -전극인 열전소자 전극(23)은 상기 열전소자 방열부(24)에 내장되어 닷줄(30)에 인입된다.At this time, the thermoelectric element electrodes 23, which are the positive and negative electrodes of the thermoelectric element 22, are embedded in the thermoelectric element heat radiating part 24 and enter the droid 30.

상기 닷줄(30)은 상기 열전소자 방열부(24)의 타측에 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 열전소자 방열부(24)와 닷줄(30)은 해수나 강수에 잠겨있어야 하기 때문에 일체형으로 형성되어 내부로 물이 들어가는 것을 방지하는 것이 바람직하다.Preferably, the droids 30 are integrally formed on the other side of the thermoelectric-element heat-radiating portion 24. Since the thermoelectric element heat radiating part 24 and the droid 30 must be immersed in seawater or rain water, it is preferable that the thermoelectric element heat radiating part 24 and the droid 30 are integrally formed to prevent water from entering the inside.

또한, 상기 닷줄(30)은 탄소섬유 합금을 사용함으로써 인장강도를 향상시키면서 무게를 줄이고 열전도성을 향상시킬 수 있다.Further, the droids 30 can reduce the weight and improve the thermal conductivity while improving the tensile strength by using the carbon fiber alloy.

여기서, 상기 닷줄(30)의 길이가 길어질수록 방열계수는 향상되어 해수나 강수로 열을 효과적으로 방열할 수 있게 된다.Here, as the length of the droids 30 becomes longer, the heat radiation coefficient is improved, and heat can be effectively dissipated by seawater or precipitation.

상기와 같이 형성되는 닷줄(30)은 상기 열전소자(22)에서 발생된 전기에너지를 상기 발전부(40)로 전달할 뿐만 아니라 상기 부력부(10)와 연결되어 있기 때문에 파도 및 조력에 의해 수직운동되는 상기 부력부(10)의 움직임을 상기 발전부(40)로 전달할 수 있게 된다.The droids 30 formed as described above transmit electric energy generated from the thermoelectric elements 22 to the power generation unit 40 and are connected to the buoyancy unit 10, So that the movement of the buoyancy unit 10 can be transmitted to the power generation unit 40.

상기 발전부(40)는 상기 닷줄(30)과 연결된 상태로 해저 바닥에 고정되고, 발생된 전기에너지를 전송하기 위한 해저케이블(50)과 연결되어 있다.The power generating unit 40 is fixed to the bottom of the sea bed in a state connected to the dredge 30 and is connected to a submarine cable 50 for transmitting the generated electric energy.

상기 해저 바닥에 고정된 발전부(40)는 상기 닷줄(30)을 권취하여 상기 부력부(10)의 움직임을 조절하기 위한 권취수단(41)과, 상기 권취수단(41)과 연결되어 상기 부력부(10)의 움직임에 따라 움직이는 실린더(42)와, 상기 실린더로 인해 구동되는 모터(43)와, 상기 모터(43)를 제어하기 위한 제어부(44)와, 상기 모터(43)로 인해 구동되어 전기를 발생시키기 위한 전기발생부(45)와, 상기 전기발생부(45)에서 발생된 전기와 상기 닷줄(30)과 연결되어 상기 열전모듈부(20)에서 발생된 전기를 저장하기 위한 전기저장부(46)를 포함하여 구성된다.The power generation unit 40 fixed to the bottom of the seabed includes winding means 41 for winding the droid 30 and adjusting the movement of the buoyancy unit 10, A control unit 44 for controlling the motor 43 and a motor 44 driven by the motor 43. The control unit 44 controls the operation of the motor 43, An electric generator 45 connected to the droid 30 for storing electricity generated by the electricity generating unit 45 and electricity generated by the thermoelectric module 20, And a storage unit 46.

상기 권취수단(41)은 상기 닷줄(30)을 권취하여 상기 부력부(10)의 움직임을 조절하기 위해 모터(미도시) 등을 추가로 내장하거나 상기 모터(43)의 축에 연결되고 상기 모터(43)가 회전하는 구동력에 의해 회전하여 상기 닷줄(30)을 권취할 수 있다.The winding means 41 further includes a motor (not shown) or the like for winding the droid 30 and controlling the movement of the buoyant portion 10, The droids 30 can be wound by rotating by the rotating driving force of the motor 43.

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상기 모터(43)는 제어부(44)에서 제어할 수 있으며, 상기 제어부(44)는 일정하지 않는 파도 높이에 따라 닷줄(30)을 팽팽하게 하면서 부력부(10)가 해수면 위에 위치하도록 제어할 수 있게 된다.The motor 43 can be controlled by the control unit 44 and the control unit 44 can control the buoyancy unit 10 to be positioned on the sea surface while straining the droid 30 according to a wave height which is not constant .

상기 전기발생부(45)는 상기 모터(43)의 구동여부에 따라 구동되어 전기에너지를 발생시키고, 발생된 전기에너지를 상기 해저케이블(50)을 통해 전송한다.The electricity generating unit 45 is driven according to whether the motor 43 is driven to generate electric energy and transmits the generated electric energy through the submarine cable 50.

상기 전기저장부(46)는 상기 닷줄(30)과 연결되는데, 이때, 상기 닷줄(30)에 인입된 상기 열전소자 전극(23)과 연결되어 상기 열전소자(22)에서 발생된 전기를 저장하고, 저장된 전기에너지를 상기 해저케이블(50)을 통해 전송한다.The electric storage unit 46 is connected to the droid 30 and stores the electricity generated by the thermoelectric element 22 connected to the thermoelectric element 23 led into the droid 30 , And transmits the stored electric energy through the submarine cable (50).

상기와 같이 구성된 발전부(40)는 해저 바닥에 지지될 수 있도록 지주를 더 포함하여 구성될 수 있다.The power generating unit 40 configured as described above may further include a strut to be supported on the bottom of the seabed.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명은 다수개 연결되어 효율적으로 전기에너지를 발생시킬 수 있으며, 이로 인해 대형 발전플랜트에도 적합하게 이용될 수 있다.Accordingly, the present invention configured as described above can be efficiently connected to a plurality of electric power generating devices, and thus can be suitably used in a large power generation plant.

또한, 파도 및 조력의 변화에 의하여 해수면의 높이가 계속 변화하기 때문에 해수면에 떠 있는 상기 부력부(10)의 높이도 함께 변화하는 것을 이용하여 전기에너지를 발생시킬 뿐만 아니라 상기 부력부(10)의 내부온도와 해수나 강수의 온도차이로 전기에너지를 발생시킬 수 있어 기후 변화에 관계없이 사용이 가능하기 때문에 실용성을 대폭 향상시킬 수 있다.In addition, since the height of the sea surface continuously changes due to the change of waves and tidal force, the height of the buoyant portion 10 floating on the sea surface also changes to generate electric energy, Since the internal temperature and the temperature difference between seawater and precipitation can generate electric energy, it can be used irrespective of the climate change, and thus practicality can be greatly improved.

다시 말해, 종래의 파력발전장치는 파도 및 조력의 높이 변화가 없으면 전기에너지를 발생시키지 않아 발전량이 현저히 감소하며 발전효율이 낮기 때문에 실용화되지 못하는 문제점이 있었지만, 본 발명은 파도 및 조력의 높이 변화가 없어도 상기 부력부(10)의 온도와 해수나 강수의 온도의 차이를 이용하여 전기에너지를 발생시킬 수 있기 때문에 발전량이 증가하며 발전효율이 향상되기 때문에 실용성이 대폭 향상된다.In other words, the conventional wave power generator has a problem that it can not be put to practical use because it does not generate electric energy unless the height of the wave and the tidal power changes, the power generation amount is remarkably reduced and the power generation efficiency is low. However, The electric energy can be generated using the difference between the temperature of the buoyant portion 10 and the temperature of seawater or precipitation. Therefore, the power generation is increased and the power generation efficiency is improved.

또한, 구조가 간단하면서 손실 없이 효율적으로 전기에너지를 발생시킬 수 있기 때문에 실용성과 경제성이 대폭 향상될 수 있는 효과가 있다.In addition, since the structure is simple and electric energy can be efficiently generated without loss, practicality and economical efficiency can be greatly improved.

또한, 해일, 태풍 등 기상이 악화된 상황일 경우, 손상 및 파손을 방지할 수 있도록 수거하기 위해 소형으로 제작될 수 있다.In addition, when the weather conditions such as tsunamis and typhoons are deteriorated, they can be made compact so as to prevent damage and breakage.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention if they are apparent to those skilled in the art.

10: 부력부 11: 제1부력체
12: 제2부력체 13: 인입구
20: 열전모듈부 21: 열전소자 흡열부
22: 열전소자 23: 열전소자 전극
24: 열전소자 방열부 30: 닷줄
40: 발전부 41: 권취수단
42: 실린더 43: 모터
44: 제어부 45: 전기발생부
46: 전기저장부 50: 해저케이블10: buoyant portion 11: first buoyant body
12: second buoyant body 13: inlet
20: thermoelectric module part 21: thermoelectric element heat absorbing part
22: thermoelectric element 23: thermoelectric element electrode
24: thermoelectric element heat dissipater 30: dash
40: power generation section 41: winding means
42: cylinder 43: motor
44: control unit 45:
46: Electric storage unit 50: Submarine cable

Claims (3)

수면에 노출되기 위한 부력을 가지면서 파도 및 조력에 의해 수직운동하는 부력부(10)와, 상기 부력부(10)에 연결되는 닷줄(30)과, 상기 닷줄(30)과 연결되어 전기에너지를 발생시키거나 저장하기 위한 발전부(40)를 포함하는 발전장치에 있어서,
상기 부력부(10)는, 수면에 부유하고 수면에 맞닿는 부분에 인입구(13)가 형성되고 일정한 부피를 갖는 제1부력체(11)와, 상기 제1부력체(11)를 감싸면서 이격되어 상기 제1부력체(11)와의 사이에 진공상태를 유지하기 위한 제2부력체(12)의 이중구조로 구성되고,
상기 인입구(13)에 일면과 측면이 인입되도록 장착되어 상기 부력부(10)의 내측에서 가온된 공기의 열을 전달받기 위한 열전소자 흡열부(21)와, 상기 열전소자 흡열부(21)의 타면에 장착되어 상기 수면에 잠긴 상태에서 열을 냉각하는 열전소자 방열부(24)와, 상기 열전소자 흡열부(21)와 열전소자 방열부(24) 사이에 장착되어 상기 열전소자 흡열부(21)와 상기 열전소자 방열부(24)의 온도차에 의해 전기에너지를 발생시키는 열전소자(22)를 포함하는 열전모듈부(20)를 포함하며,
상기 열전소자 방열부(24)는, 상기 열전소자 흡열부(21)로부터 점점 가늘어지는 원뿔형으로 형성되고, 상기 열전소자(22)의 전극인 열전소자 전극(23)을 내장하여 상기 닷줄(30)을 통해 상기 발전부(40)로 상기 발생된 전기에너지를 전달하고,
상기 발전부(40)는, 상기 닷줄(30)을 권취하여 상기 부력부(10)의 움직임을 조절하기 위한 권취수단(41)과, 상기 권취수단(41)과 연결되어 상기 부력부(10)에 따라 움직이는 실린더(42)와, 상기 실린더로 인해 구동되는 모터(43)와, 상기 모터(43)를 제어하기 위한 제어부(44)와, 상기 모터(43)로 인해 구동되어 전기에너지를 발생시키기 위한 전기발생부(45)와, 상기 전기발생부(45)에서 발생된 전기에너지와 상기 닷줄(30)과 연결되어 상기 열전모듈부(20)에서 발생된 전기에너지를 저장하기 위한 전기저장부(46)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파력 및 온도차 발전장치.A buoyant portion 10 having a buoyancy for exposing to the water surface and vertically moving by a wave and a tidal force; a droid 30 connected to the buoyancy portion 10; And a power generation unit (40) for generating or storing power,
The buoyant portion 10 includes a first buoyant body 11 having an inlet 13 formed at a portion thereof which floats on the water surface and abuts against the water surface and has a constant volume and a second buoyant body 11 surrounding the first buoyant body 11, And a second buoyant body (12) for maintaining a vacuum state between the first buoyant body (11) and the first buoyant body (11)
A thermoelectric-element heat-absorbing portion 21 mounted on the inlet 13 to receive heat of the air heated inside the buoyancy portion 10, and a thermoelectric-element heat- A thermoelectric element heat dissipating part 24 mounted on the other surface and cooling the heat while being immersed in the water surface, and a thermoelectric element heat absorbing part 21 mounted between the thermoelectric element heat absorbing part 21 and the thermoelectric element heat radiating part 24, And a thermoelectric module (22) including a thermoelectric element (22) for generating electrical energy according to a temperature difference between the thermoelectric module (20) and the thermoelectric module (24)
The thermoelectric element heat dissipating part 24 is formed in a conical shape gradually tapering from the thermoelectric element heat absorbing part 21 and includes a thermoelectric element electrode 23 which is an electrode of the thermoelectric element 22, And transmits the generated electric energy to the power generation unit 40 through the power generation unit 40,
The power generation unit 40 includes a winding means 41 for winding the droid 30 and adjusting the movement of the buoyancy unit 10 and a buoyancy unit 10 connected to the winding unit 41, A control unit 44 for controlling the motor 43; a motor 43 driven by the motor 43 to generate electric energy; An electricity storage unit 45 for storing electric energy generated in the electricity generation unit 45 and electric energy generated in the thermoelectric module unit 20 connected to the droid 30, 46). ≪ / RTI > 삭제delete 삭제delete
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