KR101765148B1 - 열전소자를 이용하는 발전시스템 및 그 운영방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전시스템 및 그 운영방법에 관한 것으로, 본 발명의 발전시스템은, 복수의 발전장치, 상기 발전장치로부터 전류를 공급받는 저장장치, 상기 저장장치로부터 전류를 공급받는 인버터 및 상기 복수의 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 제어하는 제1 제어부를 포함하고, 상기 발전장치는 내측에 유체가 흐르는 제1 유로를 구비하는 고온블록, 상기 고온블록의 일측에 배치되며, 내측에 유체가 흐르는 제2 유로를 구비하는 저온블록, 상기 고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 열전모듈을 포함하고, 상기 고온블록과 상기 저온블록은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결된다.

Description

열전소자를 이용하는 발전시스템 및 그 운영방법{Electricity System Using Thermoelectric Elements and Operating Method of The Same}

본 발명은 열전소자를 이용하는 발전시스템 및 그 운영방법에 관한 것이다.

건물 등에서 사용하는 전기 등의 에너지를 공급하는 발전시스템들이 소개되고 있다. 특히, 태양전지를 이용한 발전시스템은 친환경적이라는 측면에서 많은 관심을 받고 있으며 관련 기술의 발전 속도도 빠른 편이다. 그러나, 태양전지를 이용한 발전은 밤에 발전할 수 없으며, 날씨 등의 영향을 많이 받는 문제점이 있고, 태양전지 설치 면적에 비례하여 발전량이 정해지므로 건물 설계 등에 있어 많은 제약을 제공한다.

태양전지를 이용하는 발전시스템 외에 온도차를 이용하여 발전하는 열전소자를 이용하는 발전시스템도 소개되고 있다. 일반적으로 열전소자는 열전소자의 양단에 온도차를 부여할 경우 기전력이 발생하는 제백(Seebeck) 효과를 기대할 수 있는 발전장치 또는 열전소자에 직류를 인가할 경우 고온부가 발열하고 저온부가 흡열하는 펠티어(Peltier) 효과를 이용하는 냉각장치로 이용될 수 있다.

이러한 열전소자를 이용하는 발전장치는 내부에 유로가 형성된 기판을 열전소자의 고온부 및 저온부에 각각 배치시킨 후, 열전소자의 고온부에 배치된 기판에는 고온의 유체가 흐르게 하여 열전소자의 고온부가 가열되게 하고, 열전소자의 저온부에 배치된 기판에는 저온의 유체가 흐르게 하여 열전소자의 저온부가 냉각되게 하여 기전력을 발생시킨다.

그런데 종래의 발전장치는 고온부 기판과 저온부 기판을 열전소자와 결합시켜 하나의 모듈로 사용하기 위해서는 고온부 기판과 저온부 기판을 연결하게 하는 별도의 복잡한 장치가 요구되는 문제점이 있었다.

아울러, 종래의 발전장치는 필요에 따라 열전소자를 추가로 적층 하여 모듈의 용량을 확장하기 위해서는 각각의 기판에 유체를 공급하는 별도의 유로가 추가로 요구되므로 모듈 확장성이 현저히 낮아지고, 추가되는 유로와 기판 내측에 형성된 유로간의 상호 연결지점에서 유로가 급격하게 절곡 형성됨에 따라 유속이 감소하여 효율이 감소하는 문제점이 있었다.

아래의 선행기술문헌은 태양전지 및 열전소자를 모두 이용하여 필요한 에너지를 얻는 시스템을 소개하고 있다.

대한민국 특허공개공보 제10-2014-0124460호

본 발명은 온수 및 냉수를 이용하여 전기를 효율적으로 생산하는 복수의 발전장치를 포함하는 발전시스템을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 상기 복수의 발전장치를 개별적으로 제어함으로써 발전시스템의 효율을 향상시키고 유지 및 보수가 용이한 발전시스템을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 열전모듈을 포함하는 발전장치를 이용하며, 상기 열전모듈과 열전모듈의 양측에 배치되는 고온블록 및 저온블록 간의 결합이 용이한 발전장치가 포함된 발전시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유로의 추가 설치 없이 제1 및 제2 추가 열전모듈과 추가 고온블록 및 추가 저온블록을 추가하여 발전용량을 증가시킬 수 있는 발전장치를 포함하는 발전시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각각의 유로가 연결되어 단일한 유로가 형성되는 발전장치를 포함하는 발전시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 발전시스템은, 복수의 발전장치, 상기 발전장치로부터 전류를 공급받는 저장장치, 상기 저장장치로부터 전류를 공급받는 인버터 및 상기 복수의 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 제어하는 제1 제어부를 포함하고, 상기 발전장치는 내측에 유체가 흐르는 제1 유로를 구비하는 고온블록, 상기 고온블록의 일측에 배치되며, 내측에 유체가 흐르는 제2 유로를 구비하는 저온블록, 상기 고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 열전모듈을 포함하고, 상기 고온블록과 상기 저온블록은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결된다.

상기 제1 제어부는 상기 발전장치가 이상 작동하거나 상기 저장장치가 과충전된 경우 상기 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 차단할 수 있다.

상기 제1 제어부는 상기 복수의 발전장치를 개별적으로 제어할 수 있다.

상기 저장장치로부터 상기 인버터로 공급되는 전류를 제어하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 제어부는 상기 저장장치의 전압이 기준값 이하인 경우 상기 저장장치로부터 상기 인버터로 공급되는 전류를 차단할 수 있다.

상기 고온블록은 상기 열전모듈의 일측에 배치되는 제1 몸체부, 상기 제1 몸체부의 일단부에 일체로 형성되는 제1 돌출부 및 상기 제1 몸체부의 타단부에 형성되는 제1 연결부를 포함하며, 상기 저온블록은 상기 열전모듈의 타측에 배치되는 제2 몸체부, 상기 제2 몸체부의 일단부에 일체로 형성되고, 상기 제1 연결부에 연결되는 제2 돌출부 및 상기 제2 몸체부의 타단부에 형성되고, 상기 제1 돌출부에 연결되는 제2 연결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템의 운영방법은, 온수관 및 냉수관에 설치된 복수의 발전장치에 의해 전기를 생산하는 단계, 상기 발전장치로부터 생산된 전기를 저장장치로 이송하여 상기 저장장치에 전기를 저장하는 단계, 제1 제어부에서 상기 발전장치를 모니터링하고 상기 발전장치에서 저장장치로 이송되는 전기의 전류 및 전압을 모니터링하여 상기 복수의 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 제어하는 단계 및 상기 저장장치에 저장된 전기를 인버터로 이송하는 단계, 상기 발전장치는 내측에 유체가 흐르는 제1 유로를 구비하는 고온블록, 상기 고온블록의 일측에 배치되며, 내측에 유체가 흐르는 제2 유로를 구비하는 저온블록, 상기 고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 열전모듈을 포함하고, 상기 고온블록과 상기 저온블록은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결된다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템은, 온수 및 냉수를 이용하여 전기를 효율적으로 생산할 수 있으며, 상기 복수의 발전장치를 개별적으로 제어함으로써 발전시스템의 효율을 향상시키고 유지 및 보수가 용이하다.

또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템에 포함되는 발전장치는 단일한층의 열전소자와 결합시켜 하나의 모듈로 사용하기 위해서는 연결부재 이외의 별도의 복잡한 장치가 요구되지 않으므로 비용이 절감되고 사용자의 편의성이 증가할수 있다.

또한, 필요에 따라 열전소자를 추가로 적층 하여 모듈의 용량을 확장하기 위해서 별도의 유로가 추가로 요구되지 않으므로 모듈 확장성이 현저히 우수하며 유로를 완만하게 만곡되도록 형성함에 따라 유속이 감소하는 것이 방지되어 효율이 증가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템의 개략도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에서 도시된 고온블록을 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 2에서 도시된 고온블록을 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 2에서 도시된 저온블록을 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 2에서 도시된 저온블록을 나타내는 측면도이다.
도 7은 도 2에서 도시된 발전장치의 작동원리를 설명하는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 9는 도 8에서 도시된 추가 고온블록을 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 8에서 도시된 추가 고온블록을 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 8에서 도시된 추가 저온블록을 나타내는 정면도이다.
도 12는 도 8에서 도시된 추가 저온블록을 나타내는 측면도이다.
도 13은 도 8에서 도시된 발전장치의 작동원리를 설명하는 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.　 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.　 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)의 개략도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)을 설명한다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은, 복수의 발전장치(11), 상기 발전장치(11)로부터 전류를 공급받는 저장장치(12), 상기 저장장치(12)로부터 전류를 공급받는 인버터(13) 및 상기 복수의 발전장치(11)로부터 상기 저장장치(12)로 공급되는 전류를 제어하는 제1 제어부(14)를 포함한다. 상기 발전장치(11)는 내측에 유체가 흐르는 제1 유로를 구비하는 고온블록, 상기 고온블록의 일측에 배치되며, 내측에 유체가 흐르는 제2 유로를 구비하는 저온블록, 상기 고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 열전모듈을 포함하고, 상기 고온블록과 상기 저온블록은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결된다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은 냉수관(22) 및 온수관(21)이 설치된 건물 등에 적용될 수 있다. 도 1과 같이 발전장치(11)는 냉수 및 온수를 이용하여 발전을 하는 열전소자일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 발전장치(11)를 복수개 설치함으로써 발전효율을 높일 수 있다. 이 때, 상기 발전장치(11)는 냉수관(22) 및 온수관(21)을 따라 복수 개가 설치될 수 있다.

일반적으로 냉수관(22) 및 온수관(21)의 온도는 그 위치에 따라 온도 차이가 발생한다. 예를 들면 온수 공급 장치에서 가까이 위치한 온수 배관의 온도는 높지만 상기 온수 공급 장치에서 멀어질수록 온수의 온도는 낮아질 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 복수 개의 발전장치(11)를 냉수 및 온수관(21)을 따라 설치하는 경우, 발전장치(11)의 발전 효율은 설치되는 배관의 냉수 및 온수 온도에 따라 차이가 발생할 수 있다. 예를 들면, 온수 공급 장치에 가까운 곳에 위치한 발전장치(11)의 경우 온수의 온도가 높기 때문에 온수 및 냉수의 온도 차가 커서 높은 발전 효율을 보일 수 있다. 반면에, 발전장치(11)에서 멀리 설치된 발전장치(11)의 경우 온수의 온도가 낮기 때문에 온수 및 냉수의 온도 차이가 작아서 상대적으로 낮은 발전 효율을 보일 수 있다.

이 경우, 발전장치(11)에 따라 생성된 전류, 전압이 서로 상이하게 된다. 이 경우, 상기 발전장치(11)에서 생성된 전기를 공급받는 저장장치(12) 등은 높은 전류 및 전압에 의한 전기 충격을 받거나, 낮은 전류 및 전압으로 인한 전류 손실이 발생할 수 있다. 또한, 복수의 발전장치(11) 중 일부 발전장치(11)가 고장이 나는 등의 이유로 이상 작동을 하는 경우에도 이와 유사한 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은 발전장치(11)로부터 생성된 전류의 흐름을 제어하는 제1 제어부(14)를 포함하여 이러한 전류 및 전압의 차이에 따라 발생할 수 있는 문제점을 방지할 수 있다.

상기 제1 제어부(14)는 상기 제1 제어부(14)는 상기 발전장치(11)가 이상 작동하거나 상기 저장장치(12)가 과충전된 경우 상기 발전장치(11)로부터 상기 저장장치(12)로 공급되는 전류를 차단할 수 있다. 이때, 상기 제1 제어부(14)는 상기 복수의 발전장치(11)를 개별적으로 제어할 수 있다.

상기 제1 제어부(14)는 상기 발전장치(11)를 모니터링하고 상기 발전장치(11)에서 저장장치(12)로 이송되는 전기의 전류 및 전압을 모니터링하여 상기 복수의 발전장치(11)로부터 상기 저장장치(12)로 공급되는 전류를 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은 복수의 발전장치(11) 중 일부가 이상 작동을 하더라도 전기 충격이나 전류 손실 등의 문제를 방지할 수 있으며, 일부 발전장치(11)를 교체하거나 수리하더라도 나머지 발전장치(11)의 작동에 영향을 주지 않을 수 있어, 유지 및 보수가 용이한 장점이 있다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은 발전장치(11)에서 생성된 전기를 저장하는 저장장치(12)를 포함한다. 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은 온수 및 냉수의 온도 차를 이용하는 발전장치(11)를 포함하기 때문에, 태양전지를 사용하여 발전하는 발전시스템(10)에 비하여 발전 효율이 일정하고, 밤에서 발전할 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 전기의 소모는 일정한 시간, 예를 들면 낮 동안 증가하는 경향이 있다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은 지속적인 발전이 가능하므로, 전기 소모가 적은 시간동안 생산된 전기를 저장하는 저장장치(12)를 포함한다. 따라서, 발전장치(11)에서 생산된 전기가 저장장치(12)에 저장되고, 전기 소모량이 많은 시간에는 상기 저장장치(12)에 저장된 전기가 인버터(13)를 통해 부하(30)로 공급된다.

도 1에 도시된 바와 같이 건물 등의 온수관(21) 및 냉수관(22) 사이에 발전장치(11)를 배치하고, 발전장치(11)의 내부 유로에 온수 및 냉수가 흐르도록 하여 전기를 생산할 수 있다.

상기 저장장치(12)는 발전장치(11)로부터 발생한 전기를 저장하는 기능을 수행한다. 또한, 저장한 전기

를 인버터(13)로 출력하는 기능을 수행한다. 상기 저장장치(12)는 전기를 저장하고 공급할 수 있는 것이면 그 종류 및 형태가 특별히 제한되지 않으며, 2차 전지일 수 있다.

본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)은, 상기 저장장치(12)로부터 상기 인버터(13)로 공급되는 전류를 제어하는 제2 제어부(15)를 더 포함할 수 있다.

앞서 설명한 제1 제어부(14)와 유사하게, 상기 제2 제어부(15)는 저장장치(12)에서 공급되는 전류 및 전압에 따라 저장장치(12)에서 인버터(13)로 공급되는 전류의 흐름을 제어할 수 있다.

상기 제2 제어부(15)는 상기 저장장치(12)의 상태를 모니터링하고 상기 저장장치(12)로부터 인버터(13)로 전달되는 전류 및 전압을 모니터링 할 수 있다. 상기 제2 제어부(15)는 상기 저장장치(12)의 전압이 기준값 이하인 경우 상기 저장장치(12)로부터 상기 인버터(13)로 공급되는 전류를 차단할 수 있다. 이렇게 함으로써 저장장치(12)의 수명을 늘릴 수 있고, 저장장치(12) 및 인버터(13)에 가해지는 전기 충격 등을 방지할 수 있다. 또한, 원하는 시간 대에만 전기를 인버터(13)로 공급하도록 제어할 수 있다.

인버터(13)는 저장장치(12)로부터 받은 전기를 부하(30)로 전달하는 역할을 하며, 그 형태나 종류가 특별히 제한되지는 않는다.

이하, 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)의 운영방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)의 운영방법은, 온수관(21) 및 냉수관(22)에 설치된 복수의 발전장치(11)에 의해 전기를 생산하는 단계, 상기 발전장치(11)로부터 생산된 전기를 저장장치(12)로 이송하여 상기 저장장치(12)에 전기를 저장하는 단계, 제1 제어부(14)에서 상기 발전장치(11)를 모니터링하고 상기 발전장치(11)에서 저장장치(12)로 이송되는 전기의 전류 및 전압을 모니터링하여 상기 복수의 발전장치(11)로부터 상기 저장장치(12)로 공급되는 전류를 제어하는 단계 및 상기 저장장치(12)에 저장된 전기를 인버터(13)로 이송하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 발전장치(11)는 내측에 유체가 흐르는 제1 유로를 구비하는 고온블록, 상기 고온블록의 일측에 배치되며, 내측에 유체가 흐르는 제2 유로를 구비하는 저온블록, 상기 고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 열전모듈을 포함하고, 상기 고온블록과 상기 저온블록은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결된다.

또한, 제2 제어부(15)가 상기 저장장치(12)로부터 상기 인버터(13)로 공급되는 전류를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 발전장치(11), 제1 제어부(14), 저장장치(12), 인버터(13) 및 제2 제어부(15)는 앞서 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템(10)에서 설명한 것과 동일하게 작동하여 운영된다. 따라서, 중복설명을 배제하기 위해 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 따르는 발전시스템에 포함되는 발전장치를 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)를 나타내는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)는 단일한 층의 열전모듈(300)의 고온부를 가열하고 저온부를 냉각하여 기전력을 생성할 수 있는 장치이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)는 고온블록(100), 저온블록(200) 및 열전모듈(300)을 포함할 수 있다.

이하, 고온블록(100)에 대해, 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 도 2에서 도시된 고온블록(100)을 나타내는 정면도이며, 도 4는 도 2에서 도시된 고온블록(100)을 나타내는 측면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 고온블록(100)은 내측에 유체가 흐르는 제1 유로(106)가 구비되도록 형성되며, 제1 몸체부(120), 제1 돌출부(130) 및 제1 연결부(110)를 포함 할 수 있다.

제1 몸체부(120)는 대략 육면체의 형상으로 형성되며, 후술하게 될 열전모듈(300)의 일측에 배치될 수 있다. 또한, 제1 몸체부(120)는 내측에 고온의 유체가 흐르도록 제1 가열유로(106a)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 제1 몸체부(120)는 열전모듈(300)의 고온부를 가열할 수 있다. 제1 돌출부(130)는 제1 몸체부(120)의 일단부에 후술하게 될 저온블록(200)을 바라보는 방향으로 돌출되어 일체로 형성될 수 있다. 즉, 도 1의 온수관의 온수가 상기 제1 가열유로(106a)로 흐를 수 있다.

제1 돌출부(130)는 유체를 외부로부터 제1 가열유로(106a)로 유입시키는 제1 유입유로(106b)와 제1 가열유로(106a)상의 유체를 제1 가열유로(106a)로부터 외부로 배출시키는 제1 배출유로(106c)가 형성될 수 있다. 이와 같은 유체의 흐름을 달성하기 위하여 제1 유입유로(106b)는 제1 가열유로(106a)의 일단에 연결되고, 제1 배출유로(106c)는 제1 가열유로(106a)의 타단에 연결될 수 있다. 이에 따라 제1 유로(106)는 제1 가열유로(106a), 제1 가열유로(106a)의 일단에 연결되는 제1 유입유로(106b) 및 제1 가열유로(106a)의 타단에 연결되는 제1 배출유로(106c)로 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 유입유로(106b) 및 제1 배출유로(106c)는 일정한 곡률로 만곡되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제1 유입유로(106b)를 통해 제1 가열유로(106a)로 가이드되는 고온의 유체는 제1 유입유로(106b)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경됨에 의한 유속의 감속이 최대한 방지되며, 제1 가열 유로(106a)로부터 제1 배출유로(106c)를 통해 외부로 가이드되는 고온의 유체 역시 제1 배출유로(106c)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경됨에 의한 유속의 감속이 최대한 방지되므로, 제1 가열유로(106a)에서 일정한 유속을 유지할 수 있다. 따라서, 제1 몸체부(120)는 일정한 고온을 유지한 상태에서 열전모듈(300)을 계속해서 가열할 수 있으므로 일정한 기전력을 계속해서 생산할 수 있다.

또한, 제1 돌출부(130)는 돌출되는 방향으로 형성되는 제1 배수구(102)와 돌출되는 방향과 대략 반대되는 방향으로 형성되는 제1 흡수구(101)가 형성될 수 있다. 상기 제1 흡수구(101)가 제1 유입유로(106b)와 연결되도록 형성됨에 따라 외부의 유체는 제1 흡수구(101)을 통하여 상기 제1 유입유로(106b)를 거쳐 제1 가열유로(106a)로 유입될 수 있다. 또한, 상기 제1 배수구(102)가 제1 배출유로와 연결됨에 따라 제1 가열유로(106a)의 유체는 제1 배출유로(106c)를 거쳐 외부로 배출될 수 있다.

한편, 제1 돌출부(130)는 연결부재, 예를 들면 케이블(미도시) 또는 스터드볼트(미도시) 등에 의해 후술하게 될 제2 연결부(210)와 분리 가능하게 연결되도록 제1 고온관통공(103)이 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 돌출부(130)는 제1 고온관통공(103)을 관통하는 연결부재에 의해 제2 연결부(210)재와 분리 가능하게 연결될 수 있다.

제1 연결부(110)는 대략 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며 제1 몸체부(120)의 타단부의 일부분에 도면상 하측으로 돌출되어 일체로 형성될 수 있다. 제1 연결부(110)는 연결부재, 예를 들면 케이블 또는 스터드볼트 등에 의해 후술하게 될 제2 돌출부(230)와 분리 가능하게 연결되도록 제2 고온관통공(203)이 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 연결부(110)는 제2 고온관통공(203)을 관통하는 연결부재에 의해 제2 돌출부(230)와 분리 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 제1 연결부(110)는 고온의 열이 저온블록(200)의 제2 돌출부(230)에 전달되지 않도록 제2 돌출부(230)를 바라보는 방향으로 제1 단열부재(112)가 부착될 수 있다.

한편, 제1 연결부(110)는 고온블록(100)에 분리 가능하게 연결될 저온블록(200) 및 후술하게 될 추가 저온블록(500)에 각각 형성되는 제2 및 제4 흡수구(201, 501)를 통해 유체가 유입되도록 제1 몸체부(120)의 폭보다 작은 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결부(110)는 저온블록(200) 및 추가 저온블록(500)에 각각 형성되는 제2 및 제4 흡수구(201, 501)를 가로막지 않게 된다.

상술한 구성에 의하면 고온블록(100)은 제1 몸체부(120)와 제1 돌출부(130)에 의해 열전모듈(300)이 수용될 수 있는 열전모듈 수용부(104)가 형성될수 있다.

이하, 저온블록(200)에 대해, 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 도 5는 도 2에서 도시된 저온블록(200)을 나타내는 정면도이며, 도 6 는 도 2에서 도시된 저온블록(200)을 나타내는 측면도이다.

도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 저온블록(200)은 내측에 유체가 흐르는 제2 유로(206)가 구비되도록 형성되며, 제2 몸체부(220), 제2 돌출부(230) 및 제2 연결부(210)를 포함할 수 있다.

제2 몸체부(220)는 대략 육면체의 형상으로 형성되며, 후술하게 될 열전모듈(300)의 일측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 몸체부(220)는 내측에 저온의 유체가 흐르도록 제1 냉각유로(206a)가 구비되어 열전모듈(300)의 저온부를 냉각할 수 있다. 즉, 도 1의 냉수관의 냉수가 상기 제1 냉각유로(206a)로 흐를 수 있다.

제2 돌출부(230)는 제2 몸체부(220)의 일단부에 상술한 고온블록(100)을 바라보는 방향으로 돌출되어 일체로 형성될 수 있다.

제2 돌출부(230)는 유체를 외부로부터 제1 냉각유로(206a)로 유입시키는 제2 유입유로(206b)와 제1 냉각유로(206a)상의 유체를 제1 냉각유로(206a)로부터 외부로 배출시키는 제2 배출유로(206c)가 형성될 수 있다. 이와 같은 유체의 흐름을 달성하기 위하여 상기 제2 유입유로(206b)는 제1 냉각유로(206a)의 일단에 연결되고, 상기 제2 배출유로(206c)는 제1 냉각유로(206a)의 타단에 연결될 수 있다. 이에 따라 제2 유로(206)는 제1 냉각유로(206a), 제1 냉각유로(206a)의 일단에 연결되는 제2 유입유로(206b) 및 제1 냉각유로(206a)의 타단에 연결되는 제2 배출유로(206c)로 이루어질 수 있다.

여기서, 제2 유입유로(206b) 및 제2 배출유로(206c)는 일정한 곡률로 만곡되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제2 유입유로(206b)를 통해 제1 냉각유로(206a)로 가이드되는 저온의 유체는 제2 유입유로(206b)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경됨에 의한 유속의 감속이 최대한 방지되며, 제1 냉각 유로(206a)로부터 제2 배출유로(206c)를 통해 외부로 가이드되는 저온의 유체 역시 제2 배출유로(206c)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경됨에 의한 유속의 감속이 최대한 방지되므로, 제1 냉각유로(206a)에서 일정한 유속을 유지할 수 있다. 따라서, 제2 몸체부(220)는 일정한 고온을 유지한 상태에서 열전모듈(300)을 계속해서 냉각할 수 있으므로 일정한 기전력을 계속해서 생산할 수 있다.

또한, 제2 돌출부(230)는 돌출되는 방향으로 형성되는 제2 배수구(202)와 돌출되는 방향과 대략 반대되는 방향으로 형성되는 제2 흡수구(201)가 형성될 수 있다. 상기 제2 흡수구(201)가 제2 유입유로(206b)와 연결되도록 형성됨에 따라 외부의 유체는 제2 흡수구(201)을 통하여 상기 제2 유입유로(206b)를 거쳐 제1 냉각유로(206a)로 유입될 수 있다. 또한, 상기 제2 배수구(202)가 제2 배출유로(206c)와 연결됨에 따라 제1 냉각유로(206a)의 유체는 제2 배출유로(206c)를 거쳐외부로 배출될 수 있다.

한편, 제2 돌출부(230)는 연결부재, 예를 들면 케이블 또는 스터드볼트 등에 의해 상술한 제1 연결부(110)와 분리 가능하게 연결되도록 제1 저온관통공(203)이 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 돌출부(130)는 제1 저온관통공(203)을 관통하는 연결부재에 의해 제2 연결부(210)재와 분리 가능하게 연결될 수 있다.

제2 연결부(210)는 대략 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며 제2 몸체부(220)의 타단부의 일부분에 도면상 하측으로 돌출되어 일체로 형성될 수 있다. 제2 연결부(210)는 연결부재, 예를 들면 케이블 또는 스터드볼트 등에 의해 상술한 제1 돌출부(130)와 분리 가능하게 연결되도록 제2 저온관통공(211)이 형성될 수 있다. 이에 따라 제2 연결부(210)는 제2 저온관통공(211)을 관통하는 연결부재에 의해 제1 돌출부(130)와 분리 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 제2 연결부(210)는 제1 돌출부(130)로부터 열이 저온블록(200)으로 전달되지 않도록 제1 돌출부(130)를 바라보는 방향으로 제2 단열부재(212)가 부착될 수 있다.

한편, 제2 연결부(210)는 저온블록(200)에 분리 가능하게 연결될 고온블록(100) 또는 후술하게 될 추가 고온블록(400)에 각각 형성되는 제1 및 제3 배수구(102, 502)를 통해 유체가 배출되도록 제2 몸체부(220)의 폭보다 작은 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결부(110)는 고온블록(100) 및 추가 고온블록(400)(100)에 형성되는 제1 및 제3 배수구(102, 502)를 가로막지 않게 된다.

상술한 구성에 의하면 고온블록(100)은 제2 몸체부(220)와 제2 돌출부(230)에 의해 열전모듈(300)이 수용될 수 있는 열전모듈 수용부(204)가 형성될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 열전모듈(300)은 한 쌍의 절연층(310) 및 한 쌍의 절연층(310) 사이에 배치된 적어도 하나의 열전소자(320)를 포함할 수 있다.

한 쌍의 절연층(310)은 적어도 하나의 열전소자(320)의 내부전극의 절연을 위하여 적어도 하나의 열전소자(320)의 고온부 및 저온부에 각각 배치될 수 있다. 여기서 한 쌍의 절연층(310)은 Al2O3, ZnO 및 NiO 중 어느 하나의 절연성 산화물로 도포된 형태일 수 있다. 또한, 한 쌍의 절연층(310)은 열전도도가 높아 열 에너지의 교환시 효율이 감소 되지 않는다.

적어도 하나의 열전소자(320)는 적어도 하나가 한 쌍의 절연층(310) 사이에 배치될 수 있다. 여기서 적어도 하나의 열전소자(320)는 P-타입의 P형 반도체과 N-타입의 N형 반도체를 포함할 수 있으며, 이는 동일한 평면상에 임의의 간격만큼 이격되어 교대로 배치될 수 있다.

도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)의 작동 원리에 대해 설명한다. 도 7은 도 2에서 도시된 발전장치(1)의 작동원리를 설명하는 측면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)는 제1 흡수구(101)를 통하여 고온의 유체를 화살표(H1) 방향으로 유입하고 제2 흡수구(201)를 통하여 저온의 유체를 화살표(C) 방향으로 유입한다. 제1 흡수구(101)를 통하여 유입된 고온의 유체는 화살표 방향으로 제1 유입유로(106b)로 가이드되어 제1 가열유로(106a)를 따라 화살표 방향으로 순환하면서 제1 몸체부(120)를 가열시킨다. 이에 따라, 가열된 제1 몸체부(120)는 열전모듈(300)의 고온부를 가열하게 된다. 제1 가열유로(106a)을 순환한 고온의 유체는 화살표 따라 제1 배출유로(106c)로 가이드된다. 제1 배출유로(106c)로 가이드된 고온의 유체는 화살표(H2)를 따라 외부로 배출된다.

한편, 제2 흡수구(201)를 통하여 유입된 저온의 유체는 화살표 방향(C1)으로 제2 유입유로(206b)를 통하여 제1 냉각유로(206a)로 가이드 되어 제1 냉각유로(206a)를 따라 화살표 방향으로 순환하면서 제2 몸체부(220)를 냉각시킨다. 이에 따라, 냉각된 제2 몸체부(220)는 열전모듈(300)의 저온부를 냉각하게 된다. 제1 냉각유로(206a)를 순환한 저온의 유체는 화살표를 따라 제2 배출유로(206c)로 가이드된다. 제2 배출유로(206c)로 가이드된 저온의 유체는 화살표(C2)를 따라 외부로 배출된다.

이에 따라, 열전소자(300)는 양단에 온도차가 유지될 수 있으며 제백(Seebeck) 효과에 의하여 기전력이 발생할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전장치(2)에 대해, 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명한다. 앞선 발전장치와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전장치(2)를 나타내는 분해 사시도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전장치(2)는 순차적으로 배열되는 고온블록(100), 제1 추가 열전모듈(300a), 추가 저온블록(500), 열전모듈(300), 추가 고온블록(400), 제2 추가 열전모듈(300b) 및 저온블록(200)을 포함할 수 있다. 여기서 고온블록(100), 저온블록(200), 열전모듈(300), 제1 추가 열전모듈(300a) 및 제2 추가 열전모듈(300b)은 상술한 일 실시 예에 따른 발전장치(1)와 구성이 동일하므로 설명을 생략한다.

이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여 추가 고온블록(400)에 대해 설명한다. 도 9는 도 8에서 도시된 추가 고온블록(400)을 나타내는 정면도이며, 도 10은 도 8에서 도시된 추가 고온블록(400)을 나타내는 측면도이다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 추가 고온블록(400)은 상술한 바와 같이 열전모듈(300)과 후술하게 될 제2 추가 열전모듈(300b) 사이에 배치되고, 여기서 제2 추가 열전모듈(300b)은 추가 고온블록(400)과 저온블록(200) 사이에 배치될 수 있다.

추가 고온블록(400)은 내측에 유체가 흐르는 제3 유로(410)가 구비되도록 형성되며, 제3 몸체부(420) 및 제3 돌출부(430)를 포함할 수 있다. 제3 몸체부(420)는 대략 육면체의 형상으로 형성되며, 일면(408)과 일면(408)에 반대편에 위치하는 타면(409)을 포함할 수 있다. 제3 몸체부(420)는 일면(408)이 열전모듈(300)에 접촉하고 타면(409)이 추가 고온블록(400)과 저온블록(200) 사이에 배치되는 제2 추가 열전모듈(300b)에 접촉할 수 있다. 또한, 제3 몸체부(420)는 내측에 고온의 유체가 흐르도록 제2 가열유로(510)가 구비되어 열전모듈(300)의 고온부 및 제2 추가 열전모듈(300b)의 고온부를 가열할 수 있다.

제3 돌출부(430)는 대략 육면체의 형상으로 형성되며, 제3 몸체부(420)의 일단부에 일체로 형성될 수 있다. 제3 돌출부(430)는 유체를 외부로부터 제2 가열유로(510)로 유입시키는 제3 유입유로(510b)와 제2 가열유로(510)상의 유체를 제2 가열유로(510)로부터 외부로 배출시키는 제3 배출유로(510c)가 형성될 수 있다. 이와 같은 유체의 흐름을 달성하기 위하여 상기 제3 유입유로(510b)는 제2 가열유로(510)의 일단에 연결되고, 상기 제3 배출유로(510c)는 제2 가열유로(510)의 타단에 연결될 수 있다. 이에 따라 제3 유로(410)는 제2 가열유로(510), 제2 가열유로(510)의 일단에 연결되는 제3 유입유로(510b) 및 제2 가열유로(510)의 타단에 연결되는 제3 배출유로(510c)로이루어질 수 있다.

여기서, 제3 유입유로(510b) 및 제3 배출유로(510c)는 일정한 곡률로 만곡되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제3 유입유로(510b)를 통해 제2 가열유로(510)로 가이드되는 고온의 유체는 제3 유입유로(510b)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경되어 발생하는 유속의 감속이 최대한 방지되며, 제2 가열유로(510)로부터 제3 배출유로(510c)를 통해 외부로 가이드 되는 고온의 유체 역시 제3 배출유로(510c)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경되어 발생하는 유속의 감속이 최대한 방지되므로, 제2 가열유로(510)에서 일정한 유속을 유지할 수 있다. 따라서, 제3 몸체부(420)는 일정한 고온을 유지한 상태에서 열전모듈(300) 및 제2 추가 열전모듈(300b)을 계속해서 가열할 수 있으므로 일정한 기전력을 계속해서 생산할 수 있다.

한편, 제3 돌출부(430)는 고온블록(100)을 바라보는 제1 면(406) 및 저온블록(200)을 바라보는 제2 면(407)을 포함할 수 있다. 제3 돌출부(430)는 제1 면(406)이 제3 몸체부(420)의 일면(408)보다 고온블록(100)측으로 더 돌출되며 제2 면(407)이 제3 몸체부(420)의 타면(409)보다 저온블록(200)측으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 또한, 제3 돌출부(430)는 제1 면(406)에 제3 흡수구(401)가 형성되고 제2 면(407)에 제3 배수구(402)가 형성되며, 제3 유입유로(510b)가 상기 제3 흡수구(401)에 연결되고 제3 배출유로(510c)가 상기 제3 배수구(402)에 연결되도록 형성될 수 있다. 여기서 제3 흡수구(401)는 고온블록(100)의 제1 배수구(102)에 연결되며 이에 따라 제3 돌출부(430)는 고온블록(100)으로부터 고온의 유체를 공급받을 수 있으며, 제3 배수구(402)는 제3 배출유로(510c)상의 고온의 유체가 배출되도록 할 수 있다.

이에 따라, 고온블록(100)과 추가 고온블록(400)은 직렬연결될 수 있으며, 제1 유로(106)와 제3 유로(410)는 단일한 유로를 형성할 수 있다. 제1 유로(106) 및 제3 유로(410)가 단일한 유로를 형성함에 따라 제1 유로(106) 및 제3 유로(410)에서 흐르는 고온 유체가 정체하는 구간이 발생하지 않으며, 고온블록(100)과 추가 고온블록(400)은 일정한 유속의 고온 유체로부터 일정한 비율로 열을 공급받을 수 있으므로, 각각 제1 몸체부(120) 및 제3 몸체부(420)가 일정한 고온상태에 있도록 할 수 있다.

추가 고온블록(400)은 제3 몸체부(420) 및 제3 돌출부(430)에 의해 열전모듈(300) 및 제2 추가 열전모듈(300b)이 수용될 수 있는 한 쌍의 수용부(404,405)가 형성될 수 있다.

한편, 제3 돌출부(430)는 연결부재, 예를 들면 케이블 또는 스터드볼트 등에 의해 상술한 제1 돌출부(130) 및 제2 연결부(210)와 분리 가능하게 연결 되도록 제3 고온관통공(403)이 형성될 수 있다. 이에 따라 추가 고온블록(400)은 고온블록 및 저온블록(200)과 분리 가능하게 연결될 수 있다.

이하, 도 8, 도 11 및 도 12를 참조하여 추가 저온블록(500)에 대해 설명한다. 도 11은 도 8에서 도시된 추가 저온블록(500)을 나타내는 정면도이며, 도 12는 도 8에서 도시된 추가 저온블록(500)을 나타내는 측면도이다. 도 8, 도 11 및 도 12를 참조하면, 추가 저온블록(500)은 상술한 바와 같이 열전모듈(300)과 후술하게 될 제1 추가 열전모듈(300a) 사이에 배치되고, 여기서 제1 추가 열전모듈(300a)은 고온블록(100)과 추가 저온블록(500) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 추가 저온블록(500)은 내측에 유체가 흐르는 제4 유로(510)가 구비되도록 형성되며, 제4 몸체부(520) 및 제4 돌출부(530)를 포함할 수 있다. 제4 몸체부(520)는 대략 육면체의 형상으로 형성되며, 일면(508)과 일면(508)에 반대편에 위치하는 타면(509)을 포함할 수 있다. 제4 몸체부(520)는 일면(508)이 열전모듈에 접촉하고 타면(509)이 추가 고온블록(400)과 저온블록(200) 사이에 배치되는 제1 추가 열전모듈(300a)에 접촉할 수 있다. 또한, 제4 몸체부(520)는 내측에 고온의 유체가 흐르도록 제4 가열유로(510a)가 구비되어 열전모듈(300)의 고온부 및 제1 추가 열전모듈(300a)의 고온부를 가열할 수 있다.

제4 돌출부(530)는 대략 육면체의 형상으로 형성되며, 제4 몸체부(520)의 일단부에 일체로 형성될 수 있다. 제4 돌출부(530)는 유체를 외부로부터 제4 가열유로(510a)로 유입시키는 제4 유입유로(510b)와 제4 가열유로(510a)상의 유체를 외부로 배출시키는 제4 배출유로(510c)가 형성될 수 있다. 이와 같은 유체의 흐름을 달성하기 위하여 상기 제4 유입유로(510b)는 제4 가열유로(510a)의 일단에 연결되고, 상기 제4 배출유로(510c)는 제4 가열유로(510a)의 타단에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제4 유로(510)는 제4 가열유로(510a), 제4 가열유로(510a)의 일

단에 연결되는 제4 유입유로(510b) 및 제4 가열유로(510a)의 타단에 연결되는 제4 배출유로(510c)로 이루어질 수 있다.

여기서, 제4 유입유로(510b) 및 제4 배출유로(510c)는 일정한 곡률로 만곡되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제4 유입유로(510b)를 통해 제4 가열유로(510a)로 가이드 되는 고온의 유체는 제4 유입유로(510b)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경되어 발생하는 유속의 감속이 최대한 방지되며, 제4 가열유로(510a)로부터 제4 배출유로(510c)를 통해 외부로 가이드 되는 고온의 유체 역시 제4 배출유로(510c)에서 유체가 흐르는 방향이 급격하게 변경되어 발생하는 유속의 감속이 최대한 방지되므로, 제4 가열유로(510a)에서 일정한 유속을 유지할 수 있다. 따라서, 제4 몸체부(520)는 일정한 고온을 유지한 상태에서 열전모듈(300) 및 제2 추가 열전모듈(300b)을 계속해서 가열할 수 있으므로 일정한 기전력을 계속해서 생산할 수 있다.

한편, 제4 돌출부(530)는 고온블록(100)을 바라보는 제1 면(506) 및 저온블록(200)을 바라보는 제2 면(507)을 포함할 수 있다. 제4 돌출부(530)는 제1 면(506)이 제4 몸체부(520)의 일면(508)보다 고온블록(100)측으로 더 돌출되며 제2 면(507)이 제4 몸체부(520)의 타면(509)보다 저온블록(200)측으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 또한, 제4 돌출부(530)는 제1 면(506)에 제4 흡수구(501)가 형성되고 제2 면(507)에 제4 배수구(502)가 형성되며, 제4 유입유로(510b)가 제4 흡수구(501)에 연결되고 제4 배출유로(510c)가 제4 배수구(502)에 연결되도록 형성될 수 있다. 여기서 제4 흡수구(501)는 외부에 노출되고 이에 따라 제4 돌출부(530)는 외부로부터 고온의 유체를 공급받을 수 있으며, 제4 배수구(502)는 제2 흡수구(201)에 연결되어 저온의 유체를 저온블록(200)으로 공급할 수 있다.

이에 따라, 저온블록(200)과 추가 저온블록(500)은 직렬연결될 수 있으며, 제2 유로(206)와 제4 유로(510)는 단일한 유로를 형성할 수 있다. 제2 유로(206) 및 제4 유로(510)가 단일한 유로를 형성함에 따라 제2 유로(206) 및 제4 유로(510)에서 흐르는 저온 유체가 정체하는 구간 발생이 방지될 수 있으며, 저온블록(200)과 추가 저온블록(500)은 일정한 유속의 저온 유체로부터 일정한 비율로 냉각될 수 있으므로 각각 제2 몸체부(220) 및 제4 몸체부(520)가 일정한 저온상태에 있도록 할 수 있다.

추가 저온블록(500)은 제4 몸체부(520) 및 제4 돌출부(530)에 의해 제1 추가 열전모듈(300a) 및 열전모듈(300)이 수용될 수 있는 한 쌍의 수용부(504,505)가 형성될 수 있다.

한편, 제4 돌출부(530)는 연결부재, 예를 들면 케이블 또는 스터드볼트 등에 의해 상술한 제2 돌출부(230) 및 제1 연결부(110)와 분리 가능하게 연결되도록 제4 저온관통공(503)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 추가 저온블록(500)은 저온블록(200) 및 저온블록(200)과 분리 가능하게 연결될 수 있다.

이하 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전장치(2)의 작동원리에 대해 설명한다. 도 13은 도 8에서 도시된 발전장치의 작동원리를 설명하는 측면도이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발전장치(2)는 제1 흡수구(101)를 통하여 고온의 유체를 화살표(H1) 방향으로 유입하고 제2 흡수구(201)를 통하여 저온의 유체를 화살표(C1) 방향으로 유입한다. 제1 흡수구(101)를 통하여 유입된 고온의 유체는 화살표 방향으로 제1 유로(106)를 따라 순환한 후 제1 배수구(102) 및 제3 흡수구(401)를 통하여 제3 유로(410)로 가이드되어 화살표 방향으로 제3 유로(410)를 따라 순환한 후 제3 배수구(402)를 통하여 화살표(H2)를 따라 외부로 배출된다. 이에 따라, 고온 유체는 제1 추가 열전모듈(300a), 열전모듈(300) 및 제2 추가 열전모듈(300b)의 고온부를 가열시킨다.

제2 흡수구(201)를 통하여 유입된 저온의 유체는 화살표 방향으로 제2 유로(206)를 따라 순환한 후 제2 배수구(202) 및 제4 흡수구(501)를 통하여 제4 유로(510)로 가이드되어 화살표 방향으로 제4 유로(510)를 따라 순환한 후 제4 배수구(502)를 통하여 화살표(C2)를 따라 외부로 배출된다. 이에 따라, 저온 유체는 제1 추가 열전모듈(300a), 열전모듈(300) 및 제2 추가 열전모듈(300b)의 저온부를 가열시킨다. 이에 따라, 열전소자는 양단에 온도차가 유지될 수 있으며 제백(Seebeck) 효과에 의하여 기전력이 발생할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전장치(1)는 단일한 층의 열전소자와 결합시켜 하나의 모듈로 사용하기 위해서는 연결부재 이외의 별도의 복잡한 장치가 요구되지 않으므로 비용이 절감되고 사용자의 편의성이 증가할 수 있다.

아울러, 종래의 발전장치는 필요에 따라 열전소자를 추가로 적층 하여 모듈의 용량을 확장하기 위해서 별도의 유로가 추가로 요구되지 않으므로 모듈 확장성이 현저히 우수하며 유로를 완만하게 만곡되도록 형성함에 따라 유속이 감소하는 것이 방지되어 효율이 증가할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

10: 발전시스템
11: 발전장치
12: 저장장치
13: 인버터
14: 제1 제어부
15: 제2 제어부
21: 온수관
22: 냉수관
30: 부하
100: 고온블록
106: 제1 유로
110: 제1 연결부
120: 제1 몸체부
130: 제1 돌출부
200: 저온블록
206: 제2 유로
210: 제2 연결부
220: 제2 몸체부
230: 제2 돌출부
300: 열전모듈
300a: 제1 열전모듈
300b: 제2 열전모듈
400: 추가 고온블록
410: 제3 유로
420: 제3 몸체부
430: 제3 돌출부
500: 추가 저온블록
510: 제4 유로
520: 제4 몸체부
530: 제4 돌출부

Claims (7)

1. 복수의 발전장치;
   상기 발전장치로부터 전류를 공급받는 저장장치;
   상기 저장장치로부터 전류를 공급받는 인버터; 및
   상기 복수의 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 제어하는 제1 제어부를 포함하고,
   상기 발전장치는
   제1 배수구 및 제1 흡수구를 포함하는 제1 돌출부, 상기 제1 흡수구 및 제1 배수구를 연결하는 내측에 유체가 흐르는 제1 유로를 포함하는 고온블록,
   상기 고온블록의 일측에 배치되며, 제2 흡수구 및 제2 배수구를 포함하는 제2 돌출부, 상기 제2 흡수구 및 제2 배수구를 연결하는 내측에 유체가 흐르는 제2 유로를 포함하는 저온블록 및
   상기 고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 열전모듈을 포함하고, 상기 고온블록과 상기 저온블록은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 발전시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 제어부는 상기 발전장치가 이상 작동하거나 상기 저장장치가 과충전된 경우 상기 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 발전시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 제어부는 상기 복수의 발전장치를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 발전시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 저장장치로부터 상기 인버터로 공급되는 전류를 제어하는 제2 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 고온블록은 상기 열전모듈의 일측에 배치되는 제1 몸체부, 상기 제1 몸체부의 일단부에 일체로 형성되는 제1 돌출부 및 상기 제1 몸체부의 타단부에 형성되는 제1 연결부를 포함하며, 상기 저온블록은 상기 열전모듈의 타측에 배치되는 제2 몸체부, 상기 제2 몸체부의 일단부에 일체로 형성되고, 상기 제1 연결부에 연결되는 제2 돌출부 및 상기 제2 몸체부의 타단부에 형성되고, 상기 제1 돌출부에 연결되는 제2 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전시스템.
   
6. 복수의 발전장치;
   상기 발전장치로부터 전류를 공급받는 저장장치;
   상기 저장장치로부터 전류를 공급받는 인버터; 및
   상기 복수의 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 제어하는 제1 제어부를 포함하고,
   상기 발전장치는 제1 배수구 및 제1 흡수구를 포함하는 제1 돌출부, 상기 제1 흡수구 및 제1 배수구를 연결하는 제1 유로를 포함하는 고온블록,
   상기 고온블록의 일측에 배치되며, 제4 흡수구 및 제4 배수구를 포함하는 제4 돌출부, 상기 제4 흡수구 및 제4 배수구를 연결하는 제4 유로를 포함하는 추가저온블록,
   상기 고온블록 및 상기 추가저온블록 사이에 배치되는 제1 추가열전모듈,
   상기 추가저온블록의 일측에 배치되며, 제3 흡수구 및 제3 배수구를 포함하는 제3 돌출부, 상기 제3 흡수구 및 제1 배수구를 연결하는 제3 유로를 포함하고 상기 제3흡수구는 상기 제1배수구와 연결되는 것을 특징으로 하는 추가고온블록,
   상기 추가저온블록 및 상기 추가고온블록 사이에 배치되는 열전모듈,
   상기 추가고온블록의 일측에 배치되며, 제2 흡수구 및 제2 배수구를 포함하는 제2 돌출부, 상기 제2 흡수구 및 제2 배수구를 연결하는 제2 유로를 포함하고 상기 제2흡수구는 상기 제4배수구와 연결되는 것을 특징으로 하는 저온블록 및
   상기 추가고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 제2 추가열전모듈;을 포함하고,
   상기 고온블록, 저온블록, 추가고온블록 및 추가저온블륵은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결되며, 상기 제1 유로 및 제3 유로가 연결되고, 상기 제2 유로 및 제4 유로가 연결되는 것을 특징으로 하는 발전시스템.
   
7. 온수관 및 냉수관에 설치된 복수의 발전장치에 의해 전기를 생산하는 단계;
   상기 발전장치로부터 생산된 전기를 저장장치로 이송하여 상기 저장장치에 전기를 저장하는 단계;
   제1 제어부에서 상기 발전장치를 모니터링하고 상기 발전장치에서 저장장치로 이송되는 전기의 전류 및 전압을 모니터링하여 상기 복수의 발전장치로부터 상기 저장장치로 공급되는 전류를 제어하는 단계; 및
   상기 저장장치에 저장된 전기를 인버터로 이송하는 단계;
   상기 발전장치는 제1 배수구 및 제1 흡수구를 포함하는 제1 돌출부, 상기 제1 흡수구 및 제1 배수구를 연결하는 내측에 유체가 흐르는 제1 유로를 포함하는 고온블록,
   상기 고온블록의 일측에 배치되며, 제2 흡수구 및 제2 배수구를 포함하는 제2 돌출부, 상기 제2 흡수구 및 제2 배수구를 연결하는 내측에 유체가 흐르는 제2 유로를 구비하는 저온블록 및
   상기 고온블록 및 상기 저온블록 사이에 배치되는 열전모듈을 포함하고, 상기 고온블록과 상기 저온블록은 연결부재를 통해 상호 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 발전시스템의 운영방법.
   

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