KR101933053B1 - Tidal power generating system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 콤팩트하면서도 효율적인 조류수류터빈 구조로 물 흐름을 이용하여 전력을 생산할 수 있고 발전효율을 향상시킬 수 있음은 물론 설치 또는 유지보수 역시 편리하게 수행할 수 있는 경제적인 방식의 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention, half relates to a submerged buoyancy of bird, can flow generation systems and, more particularly, a compact yet available in efficient algae water flow turbine structure to produce electric power by using the water flow it it is possible to improve the power generation efficiency as well as The present invention relates to an economical semi-submerged buoyant bird and water power generation system that can be conveniently installed or maintained.
물을 이용한 발전 방식으로서 기존에는 댐을 설치해 수압을 올려 낙차를 주어 터빈을 돌리는 수력발전 방식이 사용되어 왔다.As a power generation system using water, a hydroelectric power generation system has been used in which a dam is installed and a turbine is rotated by increasing water pressure and giving a drop.
하지만, 이러한 방식은 자연 파괴의 원인이 될 뿐만 아니라 큰 환경 문제를 야기한다. 이에, 물 흐름을 이용해 발전하는 친환경적인 조류, 수류 발전의 기술개발이 요구되어 기술개발이 시작하였다.However, this method not only causes natural destruction but also causes great environmental problems. Therefore, development of technology for environmentally friendly tidal current and water current generation using water flow has been demanded and technology development has been started.
조류 발전은 신 재생에너지(Renewable energy)의 일종으로 조석에 의해 발생되는 조류 부존자원은 풍부하고 끊임없이 재생되며 광범위한 지역에 분포되어 있고 깨끗하며 또한 이용에 온실가스 배출이 없다는 환경 보호측면과 석유나 석탄과 같은 화석연료의 고갈에 대비한 유망한 대체 에너지원으로서 각광받는 이용 가능한 에너지원이다. 대한민국은 3면이 바다로 이루어진 반도국가로서, 연안해양 조류자원의 풍부해 조류 발전할 수 있는 천혜의 환경 조건을 가지고 있다.Tidal power generation is a kind of renewable energy. Tidal resources generated by tides are abundant and constantly recycled. They are distributed in a wide area and are clean. In addition, Is an available energy source that stands out as a promising alternative energy source for depletion of fossil fuels. The Republic of Korea is a peninsula consisting of three oceans and has abundant coastal marine algae resources.
조류 발전은 태양계의 천체의 인력에 기인한 무한청정 자연에너지로 태양계가 존재하는 한 지속적인 에너지원으로 조석현상이 우세한 우리나라 서남해 연안해양에서 현실적으로 가장이용 가능한 조류를 이용하여 발전하기 때문에 조석에 의한 강한유속이 발생할 때에는 안정적으로 대량의 전력을 발전할 수 있다.Algae development is an infinite clean natural energy caused by the man power of the solar system. As long as the solar system is present, the tidal phenomenon prevails in the coastal waters of the southwestern coast of Korea. When a flow velocity occurs, a large amount of electric power can be stably generated.
조류 발전의 특징은 해수는 공기에 비하여 밀도가 약 840배 큰 해수의 조류를 이용하기 때문에 발전량은 밀도와 비례하기 때문에 작은 수차(수직터빈)를 사용하더라도 풍력발전보다 큰 에너지를 생산할 수 있는 이점이 있다.The characteristic of tidal power generation is that since seawater uses seawater having a density of about 840 times that of air, the generation amount is proportional to the density, so even if a small turbine (vertical turbine) is used, have.
조력발전과 달리 조류 발전은 댐이 필요 없고 단지 조류의 흐름을 이용하여 발전해 해수 유통이 자유롭기 때문에 주변 연안 해양환경에 거의 영향을 끼치지 않는 장점이 있다.Unlike tidal power generation, tidal power generation is advantageous in that it does not need a dam, it does not affect the surrounding coastal marine environment because it is generated by using the current of the tidal current and is free from seawater circulation.
그리고 조류 발전은 초기 투자비용이 조력발전보다 저렴한 친환경 발전방법으로 연안지역 바다의 조류가 빠른 지역에 설치해 조력발전에 비해 상대적으로 투자비용이 저렴하고 친화적인 해양에너지원으로 안정적인 조류를 이용해 발전하여 화석연료 사용의 절감과 온실가스 저감을 통한 기후변화 협약대응에 좋은 대안의 에너지원으로 부각되고 있다. 자연적인 조석현상은 장기적으로 정확한 사전예보가 가능하고 조류 발전의 큰 장점은 타 재생에너지와 달리 계절적 요인이나 날씨에 관계없이 발전량을 정확히 예측하여 발전할 수 있는 신뢰성 있는 청정에너지원이다.In addition, tidal power generation is an eco-friendly power generation method in which the initial investment cost is lower than the tidal power generation, and it is installed in a region where the tidal current of the coastal area is fast, and is relatively low in investment cost compared to the tidal power generation. It is emerging as a good alternative energy source to reduce the use of fuel and to respond to the Convention on Climate Change through reduction of greenhouse gases. Natural tidal phenomena can be predicted in the long term and a great advantage of algae development is that it is a reliable and clean energy source that can accurately predict and generate electricity regardless of seasonal factors or weather.
조류 발전은 설치 방법에 따라 착저식(수평형) 조류 발전과 부유식(수직형) 조류 발전으로 구분된다.Algae power generation can be classified into two types depending on the installation method: a settling type (horizontal type) and a floating type (vertical type).
착저식 수평축 조류 발전은 프로펠러 모양의 터빈으로 일반적으로 중요설비가 물속 해저에 설치되어 초기 투자비용이 높고 발전주요 설비가 해저물속에 설치되어있어 운전 및 유지보수가 어렵고 투자 비용이 증가되어 경제성을 확보하기에 미흡한 문제점이 있었다.In the case of the tidal-type horizontal axis tidal power generation, the propeller-shaped turbine is generally installed in the subsea underwater, and the initial investment cost is high and the main power generation facility is installed in the seabed water, making it difficult to operate and maintain. There is a problem that it is insufficient.
이에 반해, 부유식(수직형) 조류 발전은 수직축 조류터빈 외 발전기. 증속기 및 주요 전력설비 핵심장비를 수면위에 위치시킬 수 있어 설치투자 비용이 저렴하고 유지보수 운영이 안전하며 조류 발전기 설치공사 기간이 짧다는 장점과 초기 시설 투자비용과 유지보수 비용이 저렴한 경제성 있는 조류 발전 방식이다.On the other hand, floating (vertical) tidal power generators are vertical tidal turbine generators. It is possible to place the key equipments and main power equipment equipments on the surface of the water, so that the installation investment cost is low, the maintenance operation is safe, the advantage of short installation period of the tidal generator and the low cost economical bird Power generation method.
현재까지 알려져 있는 부유식 조류 발전을 이용한 조류 발전 시스템의 문제는, 터빈 구조적인 한계로 인해 발전효율이 떨어진다는 문제점을 수직 항력터빈 기술 개발로 극복 해결한 신개념의 반 잠수 부력형 조류 발전터빈 시스템에 대한 필요성이 요구되어 왔었다.The problem of the tidal power generation system using the floating tidal power generation, which has been known so far, is to solve the problem that the power generation efficiency is deteriorated due to the structural limit of the turbine due to the development of the vertical drag turbine technology, The need for
본 발명의 목적은, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 발전효율을 향상시킬 수 있음은 물론 설치 또는 유지보수 역시 편리하게 수행할 수 있는 반 잠수 부력형 조류 수류 발전 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semi-submersible buoyancy type bird power generation system that can improve power generation efficiency due to a compact and efficient structure and can also easily perform installation or maintenance.
상기 목적은, 반 잠수정 형태로 수면에 배치되는 부력형 시스템 본체; 상기 부력형 시스템 본체의 발전용 터빈의 일측에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 설치되는 업/다운 유닛; 상기 업/다운 터빈 유닛에 탑재되며, 조류에 의해 터빈이 회전되면서 회전에너지를 발생시키는 터빈 블레이드 장치; 및 상기 터빈 중앙회전 샤프트 장치에 연결되고, 상기 터빈 장치의 의한 기계적 회전에너지로 변환되고 증속기를 통해 회전을 증속하여 발전하는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류수류 발전 시스템에 의해 달성된다.The object is achieved by a buoyancy type system body disposed on a water surface in a semi-submersible form; An up / down unit installed on one side of the power generation turbine of the buoyant type main body so as to be movable up / down; A turbine blade device mounted on the up / down turbine unit, the turbine blade device generating rotational energy by rotating the turbine by the tidal current; And a generator connected to the turbine center rotary shaft device and converted to mechanical rotational energy by the turbine device and generating power by increasing rotation through an accelerator, do.
상기 부력형 시스템 본체의 일측에 고정되게 설치되는 고정형 덮개를 더 포함할 수 있다.And a fixed lid fixedly installed on one side of the buoyancy type system body.
상기 고정형 덮개의 반대편에서 상기 고정형 덮개에 접근 또는 이격되게 마련되며, 상기 업/다운 유닛의 일부와 상기 발전기를 보호하는 가동형 덮개를 더 포함할 수 있다.And may further include a movable cover provided to approach or separate from the fixed cover at the opposite side of the fixed cover and to protect a portion of the up / down unit and the generator.
상기 수직형 터빈 블레이드 장치는 한 쌍으로 마련될 수 있다.The vertical turbine blade devices may be provided in a pair.
한 쌍의 상기 터빈 블레이드 장치 사이에는 중앙 조류유도 가이드 유닛이 배치될 수 있다.A central algae guiding guide unit may be disposed between a pair of the turbine blade devices.
상기 중앙 가이드 유닛의 양측에는 한 쌍의 사이드 가이드 유닛이 마련될 수 있다.A pair of side guide units may be provided on both sides of the central guide unit.
상기 부력형 시스템 본체의 배면에는 부유 이물질 유입방지 망이 배치될 수 있다.A floating foreign matter inflow preventing net may be disposed on the back surface of the buoyant type system main body.
상기 터빈 블레이드 장치는, 상기 부력형 시스템 본체의 하부로 수직하게 배치되되 상기 발전기에 연결되는 수직 회전축; 상기 수직 회전축에 연결되며, 상기 수직 회전축으로 회전력을 전달하는 다수의 블레이드; 및 상기 다수의 블레이드의 주변에 배치되며, 상기 다수의 블레이드의 수직과 수평 상태를 가이드해서 역회전저항력을 최소화시키기 위한 제1 및 제2 레일을 포함할 수 있다.The turbine blade device includes: a vertical rotating shaft vertically disposed at a lower portion of the buoyant type system body and connected to the generator; A plurality of blades connected to the vertical rotation axis and transmitting rotational force to the vertical rotation axis; And first and second rails disposed around the plurality of blades, the first and second rails guiding the vertical and horizontal states of the plurality of blades to minimize reverse rotation resistance.
수직 발전터빈은 1모듈 3개의 블레이드로 구성되어 있고 수류(조류) 입구방향의 블레이드는 회전 수직되고 역방향 블레이드는 회전수평 되어 역 회전저항력이 최소화하여 가장 물 흐름에너지를 터빈이 효율적으로 기계적 회전력으로 변환해 전력을 생산하는 것이다.Vertical power generation turbine consists of three blades of one module. The blade in the inlet direction of the water current (bird) is vertical and the reverse direction is horizontal. The reverse rotation resistance is minimized so that the water flow energy is efficiently converted into mechanical rotational force To produce electricity.
상기 제1 및 제2 레일은 비직선형 레일이며, 서로 분리되게 배치될 수 있다.The first and second rails are non-linear rails and may be disposed separately from each other.
상기 블레이드의 단부에는 상기 제1 및 제2 레일에 가이드되는 가이드 롤러가 마련될 수 있다.A guide roller guided by the first and second rails may be provided at an end of the blade.
상기 터빈 블레이드 장치는, 상기 수직 회전축과 상기 블레이드를 연결하여 회전을 상기 수직 회전축으로 전달하는 회전 전달축을 더 포함할 수 있다.The turbine blade device may further include a rotation transmission shaft connecting the vertical rotation shaft and the blade to transmit the rotation to the vertical rotation shaft.
상기 다수의 블레이드가 상기 수직 회전축 상에 상호 이격되게 4개 배치되며, 각각이 독립적으로 회전될 수 있다.The four blades are spaced apart from each other on the vertical rotation axis, and each of the blades can be independently rotated.
상기 업/다운 유닛, 상기 터빈 블레이드 장치 및 상기 발전기의 동작을 유기적인 메커니즘으로 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.And a controller for controlling operations of the up / down unit, the turbine blade unit, and the generator with an organic mechanism.
본 발명에 따르면, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 발전효율을 향상시킬 수 있음은 물론 설치 또는 유지보수 역시 편리하게 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to improve power generation efficiency owing to a compact and efficient structure, and also to perform installation or maintenance conveniently.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템의 이미지이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 단계별 동작도들이다.
도 5는 터빈 블레이드 장치에 조류가 인입되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 터빈 블레이드 장치에 조류가 배출되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 4에 대응되는 도면이다.
도 8은 도 7의 배면도이다.
도 9는 도 1에 대응되는 도면이다.
도 10은 터빈 유닛 영역의 확대도이다.
도 10a는 도 10의 요부 확대도이다.
도 10b는 도 10a의 동작 이미지이다.
도 11은 도 10의 요부 확대도이다.
도 11a 및 도 11b는 도 11의 실제 이미지이다.
도 12는 도 11의 배면도이다.
도 13a 내지 도 13f는 하나의 블레이드의 회전 동작을 단계적으로 도시한 이미지들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템의 시스템 제어블록도이다.1 is an image of a semi-submerged buoyant bird and water current generation system according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 4 are operation diagrams for the steps of FIG.
FIG. 5 is a view schematically showing a state in which a bird is drawn into a turbine blade apparatus. FIG.
6 is a view schematically showing a state in which the alga is discharged to the turbine blade apparatus.
Figure 7 is a view corresponding to Figure 4;
8 is a rear view of Fig.
9 is a view corresponding to FIG.
10 is an enlarged view of the turbine unit area;
10A is an enlarged view of the main part of FIG.
10B is an operation image of FIG. 10A.
11 is an enlarged view of the main part of Fig.
11A and 11B are actual images of Fig.
Fig. 12 is a rear view of Fig. 11. Fig.
13A to 13F are images showing a stepwise rotation operation of one blade.
FIG. 14 is a system control block diagram of a semi-submerged buoyant bird and water current generation system according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
한편, 하기 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하다. 따라서 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.The following description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation. Accordingly, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described herein.
예컨대, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.For example, it is to be understood that the embodiments may be variously modified and may take various forms, and thus the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing technical ideas.
또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effects.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템의 이미지, 도 2 내지 도 4는 도 1의 단계별 동작도들, 도 5는 터빈 블레이드 장치에 조류가 인입되는 상태를 개략적으로 도시한 도면, 도 6은 터빈 블레이드 장치에 조류가 배출되는 상태를 개략적으로 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템의 시스템 제어블록도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터빈 블레이드 장치의 개략적인 도면, 도 9는 터빈 블레이드 장치의 저면도, 도 10은 도 9의 측면도, 도 10a는 도 10의 요부 확대도, 도 10b는 도 10a의 동작 이미지, 도 11은 블레이드부의 사시도, 도 11a 및 도 11b는 도 11의 실제 이미지, 도 12는 블레이드부의 평면도, 도 13은 블레이드부의 측면도, 도 14는 블레이드부의 작동상태도, 그리고 도 15a 내지 도 15e는 블레이드의 동작을 단계적으로 도시한 이미지들이다.FIG. 1 is an image of a semi-submerged buoyant algae and a hydroelectric power generation system according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 4 are operation diagrams of the steps of FIG. 1, FIG. 6 is a view schematically showing a state in which a tidal current is discharged to a turbine blade apparatus, and FIG. 7 is a system control block diagram of a semi-submerged buoyant algae and a hydroelectric power generation system according to an embodiment of the present invention. Fig. 8 is a schematic view of a turbine blade apparatus according to an embodiment of the present invention, Fig. 9 is a bottom view of the turbine blade apparatus, Fig. 10 is a side view of Fig. 9, Fig. 10A is an enlarged view of the main part of Fig. 11 is a perspective view of the blade portion, Figs. 11A and 11B are actual images of Fig. 11, Fig. 12 is a plan view of the blade portion, Fig. 13 is a side view of the blade portion, Fig. 14 is an operational state of the blade portion, 1 5a to 15e are images showing the operation of the blade step by step.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템은 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 발전효율을 향상시킬 수 있음은 물론 설치 또는 유지보수 역시 편리하게 수행할 수 있도록 한 것으로서, 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같은 외형을 가질 수 있다. 물론, 도시된 이미지는 하나의 예일 뿐이며, 이러한 사항에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.Referring to these drawings, the semi-submerged buoyant bird and water current generation system according to the present embodiment can improve the power generation efficiency due to a compact and efficient structure, and can also easily perform installation or maintenance. It may have the appearance as shown in Figs. Of course, the illustrated image is only an example, and the scope of rights of the present invention is not limited to these matters.
참고로, 편의상 도 1 및 도 15a의 이미지에만 도면 참조부호를 부여하였으며, 다른 이미지들의 도면은 도 1 및 도 15a를 참조하도록 한다.For the sake of convenience, reference will be made only to the images of FIG. 1 and FIG. 15A for convenience, and drawings of other images will be referred to FIG. 1 and FIG. 15A.
도 1 내지 도 7을 먼저 참조하면, 본 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템은 부력형 시스템 본체(10)와, 부력형 시스템 본체(10)의 일측에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 설치되는 업/다운 유닛(30)과, 업/다운 유닛(30)에 탑재되며, 조류에 의해 회전되면서 회전에너지를 발생시키는 터빈 블레이드 장치(100, 도 8 내지 도 14 참조)와, 터빈 블레이드 장치(100)에 연결되며, 터빈 블레이드 장치(100)의 회전에너지를 이용해서 발전하는 증속기 발전기(115)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 7, the semi-submerged buoyant bird and water current generating system according to the present embodiment includes a buoyant
부력형 시스템 본체(10)는 반 잠수정 형태로 수면에 배치되는 일종의 선박이다. 이러한 부력형 시스템 본체(10)에 모든 구성들이 탑재될 수 있다.The buoyant
본 실시예에서 터빈 블레이드 장치(100)는 한 쌍으로 마련된다. 따라서 그 구조는 동일하다. 터빈 블레이드 장치(100)의 세부 구조는 도 8 내지 도 14를 참조해서 후술한다. 물론, 도 15a 내지 도 15f에 도시된 블레이드(210)와 그 동작 구조가 적용될 수도 있다.In this embodiment, the
발전기(115)는 한 쌍의 터빈 블레이드 장치(100)의 일측에 연결되어 발전된다. 한 쌍의 터빈 블레이드 장치(100) 중 타측에는 발전기(115) 와 증속기(미도시)가 배치될 수 있다.The
한편, 부력형 시스템 본체(10)의 일측에는 고정형 덮개(21)가 고정되게 설치될 수 있다. 그리고 고정형 덮개(21)의 반대편에는 가동형 덮개(22)가 고정형 덮개(21)에 접근 또는 이격되게 마련된다.On the other hand, a fixed
이러한 가동형 덮개(22)는 도 4처럼 동작됨으로써 업/다운 유닛(30)의 일부와 발전기(115) 등을 보호한다.This
한 쌍의 터빈 블레이드 장치(100) 사이에는 조류의 흐름이 원활해질 수 있게 중앙 물 유도 가이드 유닛(40)이 배치된다. 중앙 물 유도 가이드 유닛(40)의 양측에는 한 쌍의 사이드 물 유도 가이드 유닛(41)이 마련된다.A central water induction guide unit (40) is disposed between the pair of turbine blade apparatuses (100) so that the flow of algae can be smooth. A pair of side water guiding
그리고 부력형 시스템 본체(10)의 배면에는 망상체의 부유 이물질 유입방지장치망(43)이 배치된다. 이물질 방지망(43)에는 다수의 통공(43a)이 형성되는데, 조류의 흐름 시 부유물 (폐그물) 등을 비롯한 이물질이 터빈 블레이드 장치(100)로 향해서 터빈 블레이드 장치(100)를 손상시키는 것을 방지한다. 이물질 방지망(43)은 해당 위치에서 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.On the rear surface of the buoyant
한편, 조류에 의해 회전에너지를 발생시키기 위한 핵심요소로서의 수직터빈 블레이드 장치(100)가 마련된다.On the other hand, a vertical
터빈 블레이드 장치(100)는 발전기(115)와 연결된다. 터빈 블레이드 장치(100)의 회전에너지를 이용해서 발전기(115)가 발전된다. 이러한 작용이 컨트롤러(300)에 의해 유기적으로 컨트롤된다.The
터빈 블레이드 장치(100)는 부력형 시스템 본체(10)의 하부로 수직하게 배치되되 발전기(115)에 연결되는 수직 회전축(120)과, 수직 회전축(120)에 연결되며, 수직 회전축(120)으로 회전력을 전달하는 다수의 블레이드(210)와, 다수의 블레이드(210)의 주변에 배치되며, 다수의 블레이드(210)의 수직과 수평 상태를 가이드해서 저항력을 최소화시키기 위한 제1 및 제2 레일(221,222)과, 수직 회전축(120)과 블레이드(210)를 연결하여 회전을 수직 회전축(120)으로 전달하는 회전 전달축(220)을 포함할 수 있다.The
본 실시예에서 다수의 블레이드(210)는 수직 회전축(120) 상에 상호 이격되게 4개 배치되며, 각각이 독립적으로 회전된다. 따라서 발전 효율이 높다. 터빈 블레이드 장치(100) 하나당 수직 회전축(120)과 발전기(115)가 하나씩 마련되는데, 이들은 한 쌍으로 적용된다. 이에, 이들을 지지하는 지지체(122)가 구비된다. 한편, 도 10b에 도시된 바와 같이, 도 10a의 전체 구조가 조류 방향에 따라 각도 변형이 가능하다. 이를 위해, 각도 조정 수단(125)이 더 갖춰질 수 있다.In the present embodiment, the plurality of
물론, 반드시 다수의 블레이드(210)는 수직 회전축(120) 상에서 상호 이격되게 4개 마련되어야 하는 것은 아니다. 즉 블레이드(210)의 개수는 얼마든지 변경이 가능하므로 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.Of course, it is not necessary that four
본 실시예에서 제1 및 제2 레일(221,222)은 비직선형 레일이며, 서로 분리되게 배치된다.In the present embodiment, the first and
블레이드(210)의 단부에는 제1 및 제2 레일(221,222)에 가이드되는 가이드 롤러(211)가 마련된다.At the end of the
가이드 롤러(211)가 마련되어 제1 및 제2 레일(221,222)을 따라 가이드되면서 블레이드(210)를 회전시키기 때문에 블레이드(210)는 수직 또는 수평 상태로 저항 없이 용이하게 회전될 수 있고, 이러한 회전력이 수직 회전축(120)을 통해 발전기(115)로 전달되어 효율적인 전기 생산이 진행되게 할 수 있는 것이다.Since the
이에 대해 도 13a 내지 도 13f를 참조하여 좀 더 부연한다. 본 실시예에서 블레이드(210)의 회전 전달축(220)은 블레이드(210)의 단부에서 외측으로 노출되게 마련되되 그 노출 단부에는 가이드 롤러(211)가 마련된다. 가이드 롤러(211)는 무동력 자유회전롤러이다.This will be further described with reference to Figs. 13A to 13F. In this embodiment, the
그리고 블레이드(210)의 외측에는 수직 회전축(120)을 기준으로 한 블레이드(210)의 공전 시 가이드 롤러(211)의 이동을 가이드하면서 블레이드(210)를 자전시키는 제1 및 제2 레일(221,222)이 마련된다.First and
이때, 제1 및 제2 레일(221,222)은 비직선형 형상을 가지되 서로 분리되어 블레이드(210)의 공전 궤적을 따라 일부에 배치될 수 있다.At this time, the first and
본 실시예처럼 블레이드(210)에 가이드 롤러(211)가 적용되는 한편 블레이드(210)의 외측으로 제1 및 제2 레일(221,222)이 배치되는 경우, 블레이드(210)가 공전될 때 제1 및 제2 레일(221,222)과 가이드 롤러(211) 간의 상호작용에 의해 도 13a 내지 도 13f와 같은 동작이 구현될 수 있다. 따라서 보다 원활한 회전에너지를 창출하는 데에 기여할 수 있게 되는 것이다.When the
한편, 본 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템에는 컨트롤러(300)가 더 마련된다.Meanwhile, the
컨트롤러(300)는 본 실시예에 따른 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템을 이루는 업/다운 유닛(30), 터빈 블레이드 장치(100) 및 발전기(115)의 동작을 유기적인 메커니즘으로 컨트롤한다. 물론, 이 외에도 컨트롤러(300)는 가동형 덮개(22)의 동작뿐만 아니라 발전기(111)의 동작 역시 컨트롤한다.The
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(300)는 중앙처리장치(310, CPU), 메모리(320, MEMORY), 그리고 서포트 회로(330, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.The
중앙처리장치(310)는 본 실시예에서 업/다운 유닛(30), 터빈 블레이드 장치(100), 발전기(115), 가동형 덮개(22) 및 발전기(115)의 동작을 유기적인 메커니즘으로 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.The
메모리(320, MEMORY)는 중앙처리장치(310)와 연결된다. 메모리(320)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.The memory 320 (MEMORY) is connected to the
서포트 회로(330, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(310)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(330)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.The support circuit 330 (SUPPORT CIRCUIT) is coupled with the
본 실시예에서 컨트롤러(300)는 업/다운 유닛(30), 터빈 블레이드 장치(100), 발전기(115), 가동형 덮개(22)의 동작을 유기적인 메커니즘으로 컨트롤한다. 이때, 컨트롤러(300)가 업/다운 유닛(30), 터빈 블레이드 장치(100), 발전기(115), 가동형 덮개(22)의 동작을 유기적인 메커니즘으로 컨트롤하는 일련의 프로세스 등은 메모리(320)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(320)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.In this embodiment, the
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.Although processes according to the present invention are described as being performed by software routines, it is also possible that at least some of the processes of the present invention may be performed by hardware. As such, the processes of the present invention may be implemented in software executed on a computer system, or in hardware such as an integrated circuit, or in combination of software and hardware.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로 인해 발전효율을 향상시킬 수 있음은 물론 설치 또는 유지보수 역시 편리하게 수행할 수 있게 된다.According to the present embodiment having the structure and function as described above, the power generation efficiency can be improved due to the compact and efficient structure, and installation and maintenance can be performed conveniently.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It is therefore intended that such modifications or alterations be within the scope of the claims appended hereto.
1 : 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템
10 : 부력형 시스템 본체
21 : 고정형 덮개
22 : 가동형 덮개
30 : 업/다운 유닛
40 : 중앙 가이드 유닛
41 : 사이드 가이드 유닛
43 : 이물질 걸름망
100 : 터빈 블레이드 장치
115 : 발전기
120 : 수직 회전축
210 : 블레이드
211 : 가이드 롤러
220 : 회전 전달축
221 : 제1 레일
222 : 제2 레일1: Semi-submersible buoyant bird, water current generation system
10: buoyancy type system body
21: Fixed cover
22: movable cover
30: Up / down unit
40: central guide unit
41: Side guide unit
43: Foreign matter filter
100: turbine blade unit
115: generator
120: vertical rotating shaft
210: blade
211: guide roller
220: rotation transmission shaft
221: first rail
222: second rail
Claims (13)
상기 부력형 시스템 본체의 일측에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 설치되는 업/다운 유닛;
상기 업/다운 유닛에 탑재되며, 조류에 의해 회전되면서 회전에너지를 발생시키는 터빈 블레이드 장치; 및
상기 터빈 블레이드 장치에 연결되며, 상기 터빈 블레이드 장치의 회전에너지를 이용해서 발전하는 발전기를 포함하며,
상기 터빈 블레이드 장치는 한 쌍으로 마련되며,
한 쌍의 상기 터빈 블레이드 장치 사이에는 중앙 가이드 유닛이 배치되며,
상기 중앙 가이드 유닛의 양측에는 한 쌍의 사이드 가이드 유닛이 마련되는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.A buoyant system body disposed on the water surface in a semi-submersible form;
An up / down unit installed on one side of the buoyant type main body so as to be movable up / down;
A turbine blade unit mounted on the up / down unit for generating rotational energy while being rotated by an algae; And
And a generator connected to the turbine blade unit and generating power using rotational energy of the turbine blade unit,
The turbine blade devices are provided in a pair,
A central guide unit is disposed between a pair of the turbine blade units,
And a pair of side guide units are provided on both sides of the central guide unit.
상기 부력형 시스템 본체의 일측에 고정되게 설치되는 고정형 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a fixed lid fixedly installed on one side of the buoyant type system main body.
상기 고정형 덮개의 반대편에서 상기 고정형 덮개에 접근 또는 이격되게 마련되며, 상기 업/다운 유닛의 일부와 상기 발전기를 보호하는 가동형 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.3. The method of claim 2,
Down unit and a movable cover for protecting the generator, the semi-submersible buoyant algae and water power generation system being provided so as to approach or separate from the fixed lid at the opposite side of the fixed lid, .
상기 부력형 시스템 본체의 배면에는 망상체의 부유 이물질 걸름망이 배치되는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein a buoyant foreign matter filter net of a network is disposed on the back surface of the buoyant type system main body.
상기 터빈 블레이드 장치는,
상기 부력형 시스템 본체의 하부로 수직하게 배치되되 상기 발전기에 연결되는 수직 회전축;
상기 수직 회전축에 연결되며, 상기 수직 회전축으로 회전력을 전달하는 다수의 블레이드; 및
상기 다수의 블레이드의 주변에 배치되며, 상기 다수의 블레이드의 수직과 수평 상태를 가이드해서 저항력을 최소화시키기 위한 제1 및 제2 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.The method according to claim 1,
The turbine blade device includes:
A vertical rotating shaft disposed vertically to a lower portion of the buoyant type main body and connected to the generator;
A plurality of blades connected to the vertical rotation axis and transmitting rotational force to the vertical rotation axis; And
Wherein the first and second rails are disposed around the plurality of blades and guide the vertical and horizontal states of the plurality of blades to minimize resistance.
상기 제1 및 제2 레일은 비직선형 레일이며, 서로 분리되게 배치되는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the first and second rails are non-linear rails and are disposed separately from each other.
상기 블레이드의 단부에는 상기 제1 및 제2 레일에 가이드되는 가이드 롤러가 마련되는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.9. The method of claim 8,
And a guide roller guided by the first and second rails is provided at an end of the blade.
상기 터빈 블레이드 장치는,
상기 수직 회전축과 상기 블레이드를 연결하여 회전을 상기 수직 회전축으로 전달하는 회전 전달축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.9. The method of claim 8,
The turbine blade device includes:
Further comprising a rotation transmission shaft connecting the vertical rotation shaft and the blade to transmit the rotation to the vertical rotation axis.
상기 다수의 블레이드가 상기 수직 회전축 상에 상호 이격되게 4개 배치되며, 각각이 독립적으로 회전되는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of blades are disposed on the vertical rotation axis so as to be spaced apart from each other, and each of the four blades is independently rotated.
상기 업/다운 유닛, 상기 터빈 블레이드 장치 및 상기 발전기의 동작을 유기적인 메커니즘으로 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반 잠수 부력형 조류, 수류 발전 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a controller for controlling an operation of the up / down unit, the turbine blade unit, and the generator by an organic mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170127586A KR101933053B1 (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Tidal power generating system |
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KR1020170127586A KR101933053B1 (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Tidal power generating system |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111911340A (en) * | 2020-07-09 | 2020-11-10 | 哈尔滨首捷智能科技有限公司 | Tidal power generation equipment of double-horizontal vertical axis water turbine |
KR102293440B1 (en) * | 2021-02-14 | 2021-08-25 | 이병찬 | Water stream and wind power generation apparatus |
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---|---|---|---|---|
KR200386085Y1 (en) * | 2005-03-04 | 2005-06-07 | (주)레네테크 | Tidal current power plant |
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- 2017-09-29 KR KR1020170127586A patent/KR101933053B1/en active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |