KR101850367B1 - 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템 - Google Patents

고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템 Download PDF

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류영태
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Abstract

고효율의 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템이 개시된다. 본 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템은 물이 유입되는 유입관; 상기 유입관을 통해 유입된 물에 의해 회전되는 수차; 상기 회전되는 수차에 회전자가 직렬로 축결합되어, 상기 회전자가 회전되면, 기전력이 발생되어 전기 에너지가 발생되도록 하는 영구자석 발전기; 상기 영구자석 발전기의 하중을 부담하고, 상기 영구자석 발전기의 구동에 의한 진동을 흡수하는 영구자석 발전기용 하우징; 상기 영구자석 발전기에 연결되어, 상기 회전자의 회전속도가 기설정된 범위를 벗어나지 않도록 토크를 발생시키는 인버터; 상기 영구자석 발전기에 연결되어, 상기 유입된 물의 유량에 따라 상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력을 측정하는 압력 측정 모듈; 및 상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력의 측정 결과에 따라 상기 인버터를 제어하는 제어 모듈;을 포함한다. 이에 의해, 영구자석 발전기의 내부에 물이 침입하지 않도록 밀봉 처리를 하고, 효율적으로 층류 레벨을 제어함으로써, 유입되는 물의 유량이 일정하지 못한 경우에도, 지속적이고 안정적으로 전력 생산이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 수차를 통과하는 물의 유속이 향상되도록 하여, 전력 발생의 효율이 증가되도록 할 수 있다.

Description

고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템{System for micro small hydro power of laminar flow level control possible}
본 발명은 소수력발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고효율의 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템에 관한 것이다.
기존의 수력발전 분야는 댐에 저장된 물이 갖는 위치 에너지를 이용하는데 치중하였으나, 댐의 건설 및 건설과정에서 자연을 훼손하고, 생태 환경의 변화를 야기하는 문제 등이 발생하여, 점차 발전이 제한되고 있다.
이에, 최근에는 10,000kW 이하의 소규모 발전을 통하여 수력 에너지를 확보하는 소수력 발전(小水力 發電, Small hydro)이나 또는 산간 및 하천 지역의 댐에 저장된 물을 이용할 뿐만 아니라, 육상 양식장, 생활하수, 생활 폐수 및 산업 폐수 처리장, 저수지, 보의 배수로 등 500kW 이하의 소규모 발전을 통하여 수력 에너지를 확보하는 초소수력 발전(Microhydro)이 등장하여 주목받고 있다.
구체적으로, 육상에 설치되고 해수를 저장하여 어패류를 양식하는 육상 양식장의 경우, 해수를 저장하여 어패류를 양식하도록 하는 수조가 설치되고, 수조는 육상에 설치됨으로써 바다의 해수면보다는 높은 곳에 위치되며, 수조에 저장된 해수를 바다로 배출하는 경우에 중력으로 인해, 해수가 위치에너지 및 운동에너지를 갖게 됨으로써, 배출되는 해수는 수차를 회전시킬 수 있게 되고, 수차의 회전에 의해 소수력 발전 시설에서 전력을 발생할 수 있게 되는 것이다.
이때, 방출되는 해수를 이용하여 전력을 발생하는 소수력 발전기술은 방출되는 해수를 난류 상태에서 층류 상태로 변환하고, 층류 상태의 해수를 이용하여 수차를 회전시키며, 수차에 연결된 소수력 발전기의 회전자가 수차와 함께 회전하며, 전력을 발생하게 된다.
이러한 층류 상태의 해수는 흐름이 일정하여, 방출되는 양에 따라 수압과 유속이 결정되어, 일정한 양의 해수가 방출되는 것이 전력을 발생하기에 바람직하나, 육상 양식장의 경우, 현실적으로 일정한 양의 해수를 지속적으로 방출하기에는 어려움이 있어, 효율적인 전력발생이 불가능하다는 문제가 있다.
이에 육상 양식장에서 이용 가능한 소수력 발전 시설에 있어서, 방출되는 해수의 양이 일정하지 못한 경우에도, 지속적이고 안정적으로 전력을 발생할 수 있는 방안의 모색이 요구된다.
한국등록특허 제10-1234325호 : 소수력 발전설비
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 효율적으로 층류 레벨을 제어하여, 유입되는 물의 유량이 일정하지 못한 경우에도, 지속적이고 안정적으로 전력 생산이 가능한 소수력발전 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 영구자석 발전기의 내부에 물이 침입하지 않도록 밀봉 처리를 하여, 안정적으로 전력 생산이 가능한 소수력발전 시스템을 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은, 수차를 통과하는 물의 유속이 향상되도록 하여, 전력 발생의 효율이 증가되는 소수력발전 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템은 물이 유입되는 유입관; 상기 유입관을 통해 유입된 물에 의해 회전되는 수차; 상기 회전되는 수차에 회전자가 직렬로 축결합되어, 상기 회전자가 회전되면, 기전력이 발생되어 전기 에너지가 발생되도록 하는 영구자석 발전기; 상기 영구자석 발전기의 하중을 부담하고, 상기 영구자석 발전기의 구동에 의한 진동을 흡수하는 영구자석 발전기용 하우징; 상기 영구자석 발전기에 연결되어, 상기 회전자의 회전속도가 기설정된 범위를 벗어나지 않도록 토크를 발생시키는 인버터; 상기 영구자석 발전기에 연결되어, 상기 유입된 물의 유량에 따라 상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력을 측정하는 압력 측정 모듈; 및 상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력의 측정 결과에 따라 상기 인버터를 제어하는 제어 모듈;을 포함한다.
그리고 상기 영구자석 발전기는, 상기 회전자를 지지하여 회전되도록 하는 베어링; 및 상기 회전자의 축과 상기 베어링 사이로 물의 침입이 방지되도록, 상기 회전자의 축에 연결되어, 상기 회전자의 축과 함께 회전되며, 상기 회전자의 밀봉을 유지하는 메카니컬씰(mechanicah seal);을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 영구자석용 발전기용 하우징은, 몸체를 이루는 바디부; 및 상기 수차를 통과하는 물의 유속을 향상시켜, 상기 수차의 회전속도가 향상되도록 하기 위해, 상기 바디부에 연결되도록 마련되되, 상기 수차에 인접한 상기 바디부의 일측에 연결되도록 형성되어, 상기 유입된 물의 흐름을 변화시킴으로써, 상기 수차를 향하여 이송되도록 유도하는 가이드 베인 하우징부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템은 상기 수차를 통과하는 물의 유속을 향상시켜, 상기 수차의 회전속도가 향상되도록 하기 위해, 상기 수차를 통과한 물이 배출되도록 하되, 상기 배출되는 물이 이송되는 과정에서 낙차가 발생되도록 하여, 상기 배출되는 물의 유속가 향상되도록 하는 흡출관;을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 제어 모듈은, 상기 회전자의 회전속도가 900rpm 내지 1000rpm을 벗어나지 않도록, 상기 인버터를 제어하되, 상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력의 측정 결과가 클수록, 상기 회전자의 회전속도를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은, 상기 압력 측정 모듈로부터 수신된 상기 압력의 측정 결과가 0.5~5kgf/cm2를 유지하도록 하되, 상기 압력의 측정 결과가 6kgf/cm2를 초과한 상태로 상기 소수력발전 시스템이 30분 이상 가동되면, 관리자의 입력 없이도, 상기 소수력발전 시스템의 가동이 중단되도록 할 수 있다.
이에 의해, 영구자석 발전기의 내부에 물이 침입하지 않도록 밀봉 처리를 하고, 효율적으로 층류 레벨을 제어함으로써, 유입되는 물의 유량이 일정하지 못한 경우에도, 지속적이고 안정적으로 전력 생산이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 수차를 통과하는 물의 유속이 향상되도록 하여, 전력 발생의 효율이 증가되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템의 구성을 설명하기 위해 도시된 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템의 구성을 설명하기 위해 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템의 구성요소 중 영구자석 발전기의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템(이하에서는 '소수력발전 시스템'으로 총칭함)이 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전 시스템(10)의 구성을 설명하기 위해 도시된 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전 시스템(10)의 구성을 설명하기 위해 도시된 단면도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 소수력발전 시스템(10)에 대하여 설명하기로 한다.
본 소수력발전 시스템(10)은 효율적으로 층류 레벨을 제어하고, 영구자석 발전기(400)의 내부에 물이 침입하지 않도록 밀봉 처리를 하여, 유입되는 물의 유량이 일정하지 못한 경우에도, 지속적이고 안정적으로 전력 생산이 가능하도록 하고, 수차(200)를 통과하는 물의 유속이 향상되도록 하여, 전력 발생의 효율이 증가되도록 하기 위해 마련된다.
이를 위해, 소수력발전 시스템(10)은, 유입관(100), 수차(200), 수차용 하우징(300), 영구자석 발전기(400), 영구자석 발전기용 하우징(500), 인버터(미도시), 압력 측정 모듈(미도시), 온도 측정 모듈(미도시), 제어 모듈(600), 흡출관(700) 및 보호 프레임(800)으로 구성될 수 있다.
유입관(100)은 소수력발전 시스템(10)이 설치된 시설의 수로를 따라 물이 유입되도록 하기 위해 마련된다. 예를 들면, 유입관(100)은 해수를 수용하는 수조에서 방출되는 해수가 바다까지 도달하도록 마련되는 육상 양식장과 같은 시설의 수로에 연결되어, 방출된 해수가 유입관(100)을 통해 유입되도록 할 수 있다.
수차(200)는 유입된 물에 의해 회전되어, 운동 에너지를 발생시키기 위해 마련된다. 구체적으로 수차(200)는 러너의 각도, 구면, 길이, 넓이, 회전 시에 발생되는 진동 등이 고려되어 제작된다.
수차용 하우징(300)은 수차(200)를 보호하기 위해 마련된다. 구체적으로, 수차용 하우징(300)은 수차(200)를 둘러 쌓도록 형성되고, 내부에 수차(200)를 수용하도록 마련되어, 유입된 물이 수차(200)를 통과하며, 수차(200)가 회전되는 경우, 유입 과정에서 발생된 거품이 수차(200)의 고속 회전에 의해 터지는 과정 또는 고속 회전에 의해 거품이 발생되는 과정에서, 수차(200)에 전달되는 충격을 흡수하여 수차(200)를 보호할 수 있다.
영구자석 발전기(400)는 수차(200)에 회전자(410)가 직렬로 축결합되어, 회전자(410)가 회전되면, 기전력이 발생되어 전기 에너지가 발생되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로 영구자석 발전기(400)는 550~620V의 정격전압에 회전자(410)의 분당 회전수(RPM)가 900~1000RPM을 유지하며, 전기 에너지를 생산할 수 있다.
영구자석 발전기용 하우징(500)은 유입된 물이 영구자석 발전기(400)와 직렬로 축결합된 수차(200)를 통과하도록 하는 이송경로를 제공하되, 영구자석 발전기(400)를 고정시키고, 보호하기 위해 마련된다. 더불어, 영구자석 발전기용 하우징(500)은 영구자석 발전기(400)의 하중을 부담하고, 영구자석 발전기(400)의 구동에 의해 발생되는 진동을 흡수할 수 있다.
이를 위해, 영구자석 발전기용 하우징(500)은 몸체를 이루는 바디부(510)와 바디부(510)에 연결되어, 유입된 물의 흐름을 변화시키는 가이드 베인 하우징부(520)로 구성될 수 있다.
가이드 베인 하우징부(520)는 바디부(510)에 연결되도록 마련되되, 수차(200)에 인접한 바디부(510)의 일측에 연결되도록 형성된 가이드 베인 타입으로 마련되어,
상기 수차(200)에 인접한 상기 바디부(510)의 일측에 연결되도록 형성되어, 상기 유입된 물의 흐름을 변화시킴으로써, 상기 수차(200)를 향하여 이송되도록 유도할 수 있다.
이를 통해, 수차(200)를 통과하는 물의 유속을 향상시킬 수 있으며, 통과하는 물의 유속이 향상되면, 수차(200)의 회전속도가 향상되어, 전략 생산 효율이 증가될 수 있다.
다만, 수차(200)의 회전속도가 향상되는 경우에도, 영구자석 발전기(400)는 550~620V의 정격전압에 회전자(410)의 분당 회전수(RPM)가 900~1000RPM을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 유입관(100)은 영구자석 발전기용 하우징(500)과 연결되기 위해, 제1 연결 부재(110)가 구비되어, 유입관(100)으로부터 유입된 물이 수차(200)를 통과하는 과정에서 누수되는 것을 최소화시키고, 유압을 유지시켜 줄 수 있다.
인버터(미도시)는 영구자석 발전기(400)와 연결되어, 회전하는 회전자(410)에 토크(torque)가 발생되도록 하여, 회전자(410)의 회전속도가 기설정된 범위에 벗어나지 않도록 할 수 있다.
구체적으로 인버터는 회전자(410)의 회전속도가 기설정된 범위를 초과하면, 회전자(410)의 회전방향의 역방향 토크를 발생시켜, 회전자(410)의 회전속도를 감소시킬 수 있으며, 반대로, 회전자(410)의 회전속도가 기설정된 범위 이하인 경우, 정방향 토크를 발생시켜, 회전속도를 증가시킬 수 있다.
이를 통해, 유입되는 물의 유량이 일정하지 못한 경우에도, 회전자(410)의 회전속도를 기설정된 범위 이내로 유지하여, 영구자석 발전기(400)가 안정적으로 구동되도록 할 수 있다.
압력 측정 모듈(미도시)은 영구자석 발전기(400)에 연결되어, 유입된 물의 유량에 따라 영구자석 발전기(400)에 작용하는 압력(수압 및 유압)을 측정하기 위해 마련되며, 온도 측정 모듈(미도시)은 영구자석 발전기(400)에 연결되어, 영구자석 발전기(400)의 내부의 온도를 측정하기 위해 마련된다.
제어 모듈(600)은 소수력발전 시스템(10)의 구성요소들을 제어하여, 소수력발전 시스템(10)이 안정적으로 구동되도록 하기 위해 마련된다. 구체적으로, 압력 측정 모듈 및 온도 측정 모듈은 측정된 측정 결과를 제어 모듈(600)에 전달하고, 제어 모듈(600)은 수신된 측정 결과에 따라 인버터를 제어하여, 영구자석 발전기(400)가 안정적으로 구동되도록 할 수 있다.
예를 들면, 제어 모듈(600)은 회전자(410)의 회전속도가 900rpm 내지 1000rpm을 벗어나지 않도록, 인버터를 제어하되, 영구자석 발전기(400)에 작용하는 압력의 측정 결과가 클수록, 회전자(410)의 회전속도가 증가되도록 제어할 수 있다.
이때, 제어 모듈(600)은, 압력 측정 모듈로부터 수신된 압력의 측정 결과가 0.5~5kgf/cm2를 유지하도록 하되, 압력의 측정 결과가 회전자(410)의 회전속도가 증가되도록 제어함에도 불구하고, 6kgf/cm2를 초과한 상태로 소수력발전 시스템(10)이 30분 이상 가동되면, 관리자의 입력 없이도, 소수력발전 시스템(10)의 가동이 강제 중단되도록 하여, 영구자석 발전기(400)의 손상을 예방할 수 있다.
더불어, 제어 모듈(600)은, 온도 측정 모듈로부터 수신된 영구자석 발전기(400)의 온도 측정 결과에 따라 회전자(410)의 회전속도가 감소되도록 제어하거나, 소수력발전 시스템(10)의 가동이 강제 중단되도록 할 수 있다.
예를 들면, 제어 모듈(600)은 영구자석 발전기의 베어링(420)의 온도가 58℃~62℃의 범위 이내로 영구자석 발전기(400)가 가동되도록 하되, 온도 측정 모듈로부터 수신된 온도 측정 결과가 이를 초과하면, 온도 측정 결과에 따라 회전자(410)의 회전속도가 감소되도록 제어하며, 가동하되, 이러한 온도 비정상 문제가 30분 이상 지속하면, 관리자의 입력 없이도, 소수력발전 시스템(10)의 가동이 강제 중단되도록 할 수 있다.
이외에도, 제어 모듈(600)은, 영구자석 발전기(400)에 전원을 공급하기 위한 전원 라인과 내부에 누수를 방지할 수 있는 방수 처리된 하우징이 구비될 수 있다.
이때, 하우징은, 용접을 통해 1차 방수 처리된 후, 실리콘 마감을 통해 2차 방수 처리될 수 있다.
흡출관(700)은 수차(200)를 통과한 물이 배출되도록 하되, 배출되는 물이 이송되는 과정에서 낙차가 발생되어, 이송되는 물의 유속이 향상되도록 하기 위해 마련된다.
이때, 흡출관(700)을 통해, 이송되는 물의 유속이 향상되면, 수차(200)를 통과하는 물의 유속 역시 향상되고, 이에 따라 수차(200)의 회전속도가 향상되어, 전략 생산 효율이 증가될 수 있다.
이를 위해, 흡출관(700)은 수차(200)를 통과하는 물과 동일한 높이로 배출되도록 하는 제1 흡출관(710) 및 제1 흡출관(710)에 연결되어 제1 흡출관(710)으로부터 수차(200)를 통과한 물이 유입되어 배출되도록 하되, 제1 흡출관(710) 보다 높이가 낮아 제1 흡출관(710)으로부터 유입되는 물에 낙차가 발생되도록 하는 제2 흡출관(720), 그리고 제1 흡출관(710)과 제2 흡출관(720) 사이에 마련되어, 제1 흡츨관과 제2 흡출관(720)을 연결시켜주는 제2 연결 부재(730)로 구성될 수 있다.
다만, 흡출관(700)에 의해, 수차(200)의 회전속도가 향상되는 경우에도, 영구자석 발전기(400)는 550~620V의 정격전압에 회전자(410)의 분당 회전수(RPM)가 900~1000RPM을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
보호 프레임(800)은 수차(200) 및 영구자석 발전기(400)와 같은 구성요소들이 보호하기 위해 마련된다. 구체적으로, 보호 프레임(800)은, 본 소수력발전 시스템(10)이 지중에 설치되는 경우, 수차(200) 및 영구자석 발전기(400)와 같은 구성요소들이 지면의 하중으로부터 보호되도록, 지면의 하중을 부담하고, 외부로부터 물리적인 충격이 수차(200) 및 영구자석 발전기(400)에 전달되지 않도록 보호할 수 있다.
이를 위해, 보호 프레임(800)은 상부 보호 프레임(810)과 하부 보호 프레임(820)으로 구성되며, 각각의 프레임은 부식 대비를 위해, 표면에 부식방지제가 도포될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전 시스템(10)의 구성요소 중 영구자석 발전기(400)의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
본 영구자석 발전기(400)는 수중에 설치되기 때문에, 소수력발전 시스템(10)의 안정적인 구동을 위해, 수로에 유입된 물이 영구자석 발전기(400)의 내부로 침입하지 않도록 하는 것이 매우 중요하다.
따라서, 본 영구자석 발전기(400)는 전술한 회전자(410)와 회전자(410)를 지지하여 회전자(410)가 회전되도록 하는 베어링(420) 이외에, 내부로 물이 침입하는 것을 방지하기 위해 마련되는 메카니컬씰(430)이 추가로 마련될 수 있다.
메카니컬씰(430)은 회전자의 축(410a)과 베어링(420) 사이로 물이 침입하는 것을 방지하기 위해 마련된다. 구체적으로, 메카니컬씰(430)은 회전자의 축(410a)과 베어링(420) 사이에서 각각 면 접촉하되, 회전자의 축(410a)과 함께 회전하며, 회전자(410)가 물에 대하여 밀봉되도록 함으로써, 회전자의 축(410a)과 베어링(420) 사이에 물이 침입하는 것을 방지할 수 있다.
이에 의해, 본 소수력발전 시스템(10)은, 영구자석 발전기(400)의 내부에 물이 침입하지 않도록 밀봉 처리를 하고, 효율적으로 층류 레벨을 제어함으로써, 유입되는 물의 유량이 일정하지 못한 경우에도, 지속적이고 안정적으로 전력 생산이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 수차(200)를 통과하는 물의 유속이 향상되도록 하여, 전력 발생의 효율이 증가되도록 할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10 : 소수력발전 시스템
100 : 유입관 110 : 제1 연결 부재
200 : 수차 300 : 수차용 하우징
400 : 영구자석 발전기 410 : 회전자
420 : 베어링 430 : 메카니컬씰(mechanicah seal)
500 : 영구자석 발전기용 하우징 510 : 바디부
520 : 가이드 베인 하우징부 600 : 제어 모듈
700 : 흡출관(draft tube) 710 : 제1 흡출관
720 : 제2 흡출관 730 : 제2 연결 부재
800 : 보호 프레임 810 : 상부 보호 프레임
820 : 하부 보호 프레임

Claims (6)

  1. 물이 유입되는 유입관;
    상기 유입관을 통해 유입된 물에 의해 회전되는 수차;
    상기 회전되는 수차에 회전자가 직렬로 축결합되어, 상기 회전자가 회전되면, 기전력이 발생되어 전기 에너지가 발생되도록 하는 영구자석 발전기;
    상기 영구자석 발전기의 하중을 부담하고, 상기 영구자석 발전기의 구동에 의한 진동을 흡수하는 영구자석 발전기용 하우징;
    상기 영구자석 발전기에 연결되어, 상기 회전자의 회전속도가 기설정된 범위를 벗어나지 않도록 토크를 발생시키는 인버터;
    상기 영구자석 발전기에 연결되어, 상기 유입된 물의 유량에 따라 상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력을 측정하는 압력 측정 모듈; 및
    상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력의 측정 결과에 따라 상기 인버터를 제어하는 제어 모듈;을 포함하고,
    상기 영구자석 발전기는,
    상기 회전자를 지지하여 회전되도록 하는 베어링; 및
    상기 회전자의 축과 상기 베어링 사이로 물의 침입이 방지되도록, 상기 회전자의 축에 연결되어, 상기 회전자의 축과 함께 회전되며, 상기 회전자의 밀봉을 유지하는 메카니컬씰(mechanicah seal);을 더 포함하며,
    상기 영구자석 발전기용 하우징은,
    몸체를 이루는 바디부; 및
    상기 수차를 통과하는 물의 유속을 향상시켜, 상기 수차의 회전속도가 향상되도록 하기 위해, 상기 바디부에 연결되도록 마련되되, 상기 수차에 인접한 상기 바디부의 일측에 연결되도록 형성되어, 상기 유입된 물의 흐름을 변화시킴으로써, 상기 수차를 향하여 이송되도록 유도하는 가이드 베인 하우징부;를 포함하고,
    상기 수차를 통과하는 물의 유속을 향상시켜, 상기 수차의 회전속도가 향상되도록 하기 위해, 상기 수차를 통과한 물이 배출되도록 하되, 상기 배출되는 물이 이송되는 과정에서 낙차가 발생되도록 하여, 상기 배출되는 물의 유속이 향상되도록 하는 흡출관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 회전자의 회전속도가 900rpm 내지 1000rpm을 벗어나지 않도록, 상기 인버터를 제어하되, 상기 영구자석 발전기에 작용하는 압력의 측정 결과가 클수록, 상기 회전자의 회전속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 압력 측정 모듈로부터 수신된 상기 압력의 측정 결과가 0.5~5kgf/cm2를 유지하도록 하되, 상기 압력의 측정 결과가 6kgf/cm2를 초과한 상태로 상기 소수력발전 시스템이 30분 이상 가동되면, 관리자의 입력 없이도, 상기 소수력발전 시스템의 가동이 중단되도록 하는 것을 특징으로 하는 고효율 층류 레벨 제어가 가능한 소수력발전 시스템.
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