KR102027552B1 - 파력발전 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

유압회로에 의해서 전기 에너지를 생산하는 파력발전 시스템 및 제어 방법이 개시된다. 파력발전 시스템은, 파도에 부유하는 가동물체의 6자유도 운동에 의해 운동 에너지를 전달하는 복수의 장력전달 부재의 일 방향 운동 시 운동 에너지를 유압과 체적의 형태로 저장하고, 타 방향 운동시 저장된 에너지에 의해 상기 장력전달 부재의 장력을 유지하는 유압 모터를 포함하고, 상기 복수의 장력전달 부재의 양 방향 운동에 의해서 교대로 전기 에너지를 생산한다.

Description

파력발전 시스템 및 그 제어 방법{WAVE ENERGY GENERATION SYSTEM AND CONTROLLING METHOD FOR THE WAVE ENERGY GENERATION SYSTEM}
이하의 설명은 파력발전 시스템 및 그 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기를 발생시키는 발전방법으로는 수력발전, 화력발전, 원자력발전 등을 들 수 있는데, 이러한 발전방법들은 대규모의 발전설비가 필요하다. 뿐만 아니라 화력발전의 경우 발전 설비를 가동시키기 위해 엄청난 양의 석유 또는 석탄 에너지가 필수적으로 공급되어야 하므로, 석유, 석탄 자원이 고갈되고 있는 현 시점에서는 많은 어려움이 예견되고 있으며, 공해도 큰 문제가 되고 있다. 또한, 원자력발전의 경우는 방사능 유출과 핵폐기물 처리가 심각한 문제점을 안고 있다. 수력발전의 경우에는 물의 낙차를 이용하기 때문에, 대규모 댐을 건설해야 하므로 주위 환경에 변화를 초래할 뿐만 아니라, 수자원이 풍부한 하천 등이 전제가 되어야 건설될 수 있는 등 환경적인 제약이 따른다는 문제가 있다. 따라서 이러한 일반적인 발전방법보다 저렴하고, 안전하고, 환경 친화적인 획기적인 발전방법이 요구되고 있는데, 그 중 하나가 파도의 움직임을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 파력발전이다.
조수간만의 차를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 조력발전과, 바닷물의 빠른 유속을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 조류발전 및 파도의 움직임을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 파력발전이 주목 받고 있다. 특히, 파력발전은 끊임없이 발생되는 파도의 움직임을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 기술로서, 지속적으로 에너지를 생산할 수 있다. 파력발전은 파도에 의한 해수면의 주기적 상하 운동과 물 입자의 전후 운동을 에너지 변환장치를 통하여 기계적인 회전 운동 또는 축 방향 운동으로 변환시킨 후, 전기 에너지로 변환시키게 된다. 파력발전 방식에는 파고의 고저에 따른 에너지를 1차 변환하는 방식에 따라 여러 가지로 분류할 수 있으며, 대표적인 것으로, 수면에 떠있는 부표가 파도의 움직임에 의하여 상하 또는 회전 운동을 함에 따라 발전기를 작동시키는 가동물체형 방식이 있다.
가동물체형의 경우, 파도의 움직임에 따라 움직이는 물체, 예를 들어 부표의 움직임을 전달받아서 이를 왕복 혹은 회전 운동으로 변환시킨 후에 발전기를 통해 발전하는 방식으로서, 그 일 예로 한국 특허 공개번호 제10-2015-00120896호가 개시되어 있다.
다만, 파도의 특성상 불규칙적인 운동 에너지가 제공되므로 이를 이용하여 안정적으로 에너지를 생산하기 위해서는 파도 에너지를 전달하는 운동전달부 및 전달 받은 운동 에너지를 발전에 이용되는 회전 운동 에너지로 변환하는 유압 모터에서 효과적인 전기 에너지를 생산할 수 있는 시스템 및 제어 방법이 요구된다.
전술한 배경기술로서 설명된 내용은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 인정하는 것이라고 할 수는 없다.
한국 공개특허 제10-2015-00120896호 일본등록특허 제5260092호
실시 예들에 따르면, 에너지 변환 효율을 향상시키고, 높은 제어 자유도를 갖는 파력발전 설비의 제어 시스템 및 방법을 제시하는 것이다.
실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 파력발전 시스템은, 파도에 부유하는 가동물체의 6자유도 운동에 의해 운동 에너지를 전달하는 복수의 장력전달 부재의 일 방향 운동 시 운동 에너지를 유압과 체적의 형태로 저장하고, 타 방향 운동시 저장된 에너지에 의해 상기 장력전달 부재의 장력을 유지하는 유압 모터를 포함하고, 상기 복수의 장력전달 부재의 양 방향 운동에 의해서 교대로 전기 에너지를 생산한다.
일 측에 따르면, 상기 장력전달 부재는 변환체에 연결되고, 상기 변환체의 일 측에는 상기 유압 모터가 연결되고, 타 측에는 전력생산부가 연결될 수 있다. 상기 유압 모터는 유체가 저장되는 탱크와 상기 유체가 저장되는 축압기가 구비될 수 있다. 상기 장력전달 부재가 당겨졌을 때는 상기 유압 모터가 일 방향으로 회전하여 상기 탱크에서 상기 축압기로 유체를 이동시키고, 상기 장력전달 부재가 당겨지지 않았을 때는 상기 축압기에서 상기 탱크로 유체가 이동됨에 따라 상기 유압 모터가 반대 방향으로 회전하게 된다.
일 측에 따르면, 상기 변환체의 회전 속도를 증속시키는 증속기를 포함하고, 상기 증속기는 상기 변환체와 상기 유압 모터의 사이, 상기 변환체와 상기 전력생산부의 사이에 각각 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 전력생산부에는 플라이휠이 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 장력전달 부재는 상기 가동물체의 3개소 이상의 위치에 연결되는 복수개가 구비될 수 있다. 상기 복수의 장력전달 부재에 각각 유압 모터가 구비될 수 있다. 또는, 상기 복수의 장력전달 부재가 1개의 유압 모터와 연결될 수 있다.
한편, 상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 파력발전 시스템은, 파도에 부유하면서 파도의 의해 움직이는 가동물체, 상기 가동물체의 6자유도 운동이 가능하도록 상기 가동물체의 적어도 3개소 이상의 위치에 연결되어서 상기 가동물체의 운동 에너지를 일 방향으로 전달하는 장력전달 부재를 포함하는 운동전달부, 상기 장력전달 부재가 연결되는 변환체, 상기 변환체의 일 측에 구비되는 유압 모터 및 상기 변환체의 타 측에 구비되는 전력생산부를 포함하고, 상기 장력전달 부재가 당겨졌을 때는 상기 유압 모터가 일 방향으로 회전하여 탱크에서 축압기로 유체를 이동시키고, 상기 장력전달 부재가 당겨지지 않았을 때는 상기 축압기에서 상기 탱크로 유체가 이동됨에 따라 상기 유압 모터가 반대 방향으로 회전하여 상기 변환체에 연결된 상기 장력전달 부재의 장력을 유지하게 된다.
일 측에 따르면, 상기 변환체의 회전 속도를 증속시키는 증속기가 구비되고, 상기 증속기는 상기 변환체와 상기 유압 모터 사이와, 상기 변환체와 상기 전력생산부 사이에 각각 구비될 수 있다.
한편, 상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 파력발전 시스템의 제어 방법은, 파도에 부유하는 가동물체의 6자유도 운동에 의해 장력전달 부재에 장력이 가해지면 유압 모터가 일 방향으로 회전하여 탱크에서 축압기로 유체를 저장하는 단계, 상기 장력전달 부재에서 장력이 가해지지 않을 때는, 상기 축압기에서 상기 탱크로 유체가 이동함에 따라 상기 유압 모터가 반대 방향으로 이동하여 상기 장력전달 부재의 장력을 유지시키는 단계 및 상기 가동물체의 운동에 의해서 상기 장력전달 부재에 인가되는 장력과 상기 유압 모터에 의해서 상기 장력전달 부재에 인가되는 장력에 의해서 교대로 전기 에너지를 생산하는 단계를 포함하여 구성된다.
이상에서 본 바와 같이, 실시 예들에 따르면, 유압 모터에 의해서 가동물체의 일 방향 운동 에너지가 유체의 압력과 체적의 형태로 저장되고, 가동물체의 타 방향 운동 시에는 장력전달 부재의 장력을 유지시키게 된다. 또한, 가동물체에 의해서 인가되는 장력과 유압 모터에 의해서 인가되는 장력에 의해서 전력생산부가 교대로 전기 에너지를 생산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 파력발전 시스템 및 그 제어 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 파력발전 시스템의 개념도이다.
도 2와 도 3은 도 1의 파력발전 시스템의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도들이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 실시 예들에 따른 파력발전 시스템(10)에 대해서 설명한다. 참고적으로, 도 1은 일 실시 예에 따른 파력발전 시스템(10)의 모식도이고, 도 2 내지 도 3은 도 1의 파력발전 시스템(10)의 구성과 동작을 설명하기 위한 블록도들이다.
도면을 참조하면, 파력발전 시스템(10)은 가동물체(110), 운동전달부(120), 유압 모터(140) 및 전력생산부(160)를 포함하여 구성된다. 그리고 운동전달부(120)와 유압 모터(140) 사이에는 변환체(130)가 구비되고, 전력생산부(160)의 일 측에는 플라이휠(150)이 구비될 수 있다.
가동물체(110)는 파도 위에 부유하면서 파도의 움직임에 따라 6자유도로 운동한다. 구체적으로, 가동물체(110)는 파도의 움직임에 따라 x, y, z 축을 따라 변이운동(heave, surge, sway)을 하거나, 요우(yaw), 피치(pitch), 롤(roll)의 회전 운동을 함으로써, 총 6자유도(6 Degree of Freedom) 운동을 하게 된다.
예를 들어, 가동물체(110)는 파도에 부유하면서 파도의 움직임에 따라 움직이도록 형성되며, 부이 또는 부표이다. 가동물체(110)는 파도에 부유 가능하게 형성된 몸체(111)와 운동전달부(120)가 결합되는 결합부(112)를 포함하여 구성된다.
가동물체(110)의 몸체(111)는 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 예를 들어 원반형이거나 튜브형일 수 있으며, 원기둥, 다각기둥, 돔형상, 원반형상 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 몸체(111)는 각각의 모양, 형상, 재질, 기능, 특성, 효과, 결합관계에 의해서 원반형상으로 구성되나, 여기에 한정되는 것은 아니며 다양한 모양으로 구성될 수 있다. 또한, 몸체(111)는 그 재질이 파도에 부유할 수 있는 재질이면 족하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
결합부(112)는 몸체(111)에 운동전달부(120)가 결합되도록 형성되며, 일 예로, 360도의 운동각도를 가지고 있는 볼 조인트 형태를 가질 수 있다. 결합부(112)는 가동물체(110)가 파도의 움직임에 따라 다방향으로 일정범위 내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 결합되며, 가동물체(110)의 6자유도 운동을 전달할 수 있도록 몸체(111)의 적어도 서로 다른 3곳 이상에 결합된다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 결합부(112)는 운동전달부(120)가 가동물체(110)에 결합되어 제한된 범위 내에서 가동물체(110)가 자유롭게 움직일 수 있도록 하는 다양한 방식의 결합이 가능하다. 또한, 결합부(112)의 위치는 도면에 의해 한정되지 않으며, 몸체(111)의 다양한 위치에서 가동물체(110)가 일정 범위에서 이탈되는 것을 방지함과 동시에 그 일정 범위 내에서 자유롭게 유동될 수 있도록 하는 위치라면 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 결합부(112)는 몸체(111)의 하부에 수직 방향으로 형성된 격벽 형태를 갖는다. 이러한 결합부(112)는 가동물체(110)가 파도의 움직임에 보다 적극적으로 연동될 수 있도록 수평면과 수직되게 형성되어서, 결합부(112)에 파도의 힘이 수직으로 작용함에 따라 파도의 움직임에 의해 가동물체(110)가 보다 효율적으로 움직이게 할 수 있다. 그러나 이는 다만 일 예시에 불과한 것으로, 결합부(112)는 가동물체(110)가 모든 방향에서 파도의 힘을 받을 수 있으며, 파도의 움직임 또는 에너지가 가동물체(110)의 움직임에 효율적으로 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
운동전달부(120)는 가동물체(110)에 결합되어 가동물체(110)의 움직임을 전달하기 위한 장력전달 부재(121)와, 장력전달 부재(121)를 해저 등에 고정시키는 고정 부재(122)를 포함한다.
장력전달 부재(121)는 가동물체(110)의 파도에 의한 다방향의 움직임을 선형의 왕복 운동으로 변환하여 유압 모터(140)로 전달한다. 일 예로, 장력전달 부재(121)는 소정의 와이어 형태를 갖고, 일 단이 가동물체(110)에 결합되고 타단이 유압 모터(140)에 연결된다. 또한, 장력전달 부재(121)는 와이어 외에도, 로프, 체인, 스프로킷, 벨트 등의 형태를 가질 수 있다. 이 외에도 장력전달 부재(121)는 가동물체(110)와 유압 모터(140)를 연결시키고 움직임을 전달할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다.
이러한 장력전달 부재(121)는 가동물체(110)의 6 자유도 운동에 연동하여 장력전달 부재(121)가 가동물체(110)의 모든 움직임에 반응하여 전달할 수 있으므로, 가장 효율적으로 가동물체(110)의 운동을 유압 모터(140)에 전달할 수 있다. 또한, 장력전달 부재(121)는 가동물체(110)의 3개소 이상의 위치에서 연결되며, 가동물체(110)가 일정 범위에서 이탈되는 것을 방지함과 동시에, 일정 범위 내에서 가동물체(110)가 자유롭게 유동될 수 있도록 하여, 가동물체(110)의 운동 에너지를 빠짐없이 전달하는 역할을 하는 것이다.
상세하게는, 장력전달 부재(121)는, 가동물체(110)가 파도에 의해 다방향의 힘으로 해면을 부유하면서, 어느 일 방향으로 가동물체(110)가 힘을 받으면, 해당 힘을 받는 부분의 일 장력전달 부재(121)가 당겨지면서 해당 장력전달 부재(121)에서 작용하는 장력에 의해서 변환체(130)에 장력이 전달된다. 그리고 가동물체(110)에 다른 방향의 힘이 가해지면 다시 가동물체(110)에서 힘을 받는 부분의 장력전달 부재(121)가 당겨지면서 해당 장력전달 부재(121)에서 작용하는 장력에 의해서 변환체(130)에 장력이 전달된다. 그리고 이와 같이 가동물체(110)에 파도의 힘이 다방향에서 지속적으로 발생함에 따른 가동물체(110)가 다방향으로 움직이는데, 이러한 가동물체(110)의 움직임에 따라 복수의 장력전달 부재(121)들이 왕복 선형 운동을 하게 된다. 장력전달 부재(121)는 가동물체(110)의 움직임을 선형의 왕복 운동으로 전환하여 변환체(130)를 통해 유압 모터(140)에 전달한다.
고정 부재(122)는 해저나 다른 곳에 설치되어서 장력전달 부재(121)를 고정시키고, 더불어, 장력전달 부재(121)의 방향을 바꾸는 역할을 한다. 즉, 장력전달 부재(121)는 고정 부재(122)를 중심축으로 하여 일정 범위 내에서 움직이게 된다. 또한, 고정 부재(122)는 장력전달 부재(121)의 길이 방향을 따라 적어도 1개소 이상, 복수의 위치에 구비되어서 장력전달 부재(121)를 고정함과 더불어, 장력전달 부재(121)의 방향을 바꾸기 위한 위치에도 구비되어서 방향을 바꾸게 된다. 예를 들어, 고정 부재(122)는 복수의 롤러 또는 도르래를 포함한다.
변환체(130)는 장력전달 부재(121)에서 가동물체(110)와 연결된 쪽과 반대쪽의 타단 부에 연결되고, 장력전달 부재(121)의 왕복 선형 운동을 일 방향의 회전 운동으로 변환하는 회전축 또는 드럼 등의 형태를 갖는다. 또한, 변환체(130)는 장력전달 부재(121)의 왕복 선형 운동을 일 방향의 회전 운동으로 변환할 수 있도록 원웨이 클러치(one way clutch)가 포함된다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 변환체(130)는 장력전달 부재(121)의 움직임을 왕복 회전 운동 또는 왕복 직선 운동으로 변환 가능하다면 실질적으로 다양한 수단이 사용될 수 있다.
변환체(130)에서 장력전달 부재(121)와 연결된 쪽과 반대쪽에는 유압 모터(140)와 전력생산부(160)가 구비된다. 또한, 유압 모터(140)와 전력생산부(160)는 변환체(130)에 대해서 동일 선 상에 구비되는 것이 아니라, 일 측에는 유압 모터(140)가 연결되고, 타 측에는 전력생산부(160)가 연결되도록 분지되어 구비된다. 그리고 변환체(130)와 유압 모터(140) 사이, 그리고 변환체(130)와 전력생산부(160) 사이에는 각각 변환체(130)의 저속 회전을 고속 회전으로 증속시키는 증속기(131, 132)가 구비된다.
한편, 장력전달 부재(121)는 와이어 등의 형태를 갖기 때문에, 가동물체(110)가 당겨지지 않으면 변환체(130)에 힘이 가해질 수 없다. 즉, 가동물체(110)의 움직임에 따라 일 방향으로 움직일 때는 변환체(130)에 장력이 가해지고, 반대 방향으로 움직일 때는 변환체(130)에 힘이 가해지지 않는다. 이와 같이 변환체(130)에 힘이 가해지지 않는 경우에는 유압 모터(140)에 저장된 유압에 의해서 전력생산부(160)를 작동시킬 수 있다.
유압 모터(140)는 장력전달 부재(121)의 왕복 운동에 의해 발생되는 에너지를 유압으로서 저장하는 역할을 한다. 그리고 이와 같이 유압 모터(140)에 저장된 에너지가 장력전달 부재(121)에서 장력이 해제되었을 때 변환체(130)의 장력을 유지시킴과 더불어 전력생산부(160)를 구동하여 전기 에너지를 생산하게 된다.
전력생산부(160)는 변환체(130)에서 전달되는 장력전달 부재(121)의 왕복 회전 운동에 의해서 발전기를 구동하여 전기 에너지를 생산한다. 그리고 전력생산부(160)에는 변환체(130)에서 전달되는 회전 운동을 기계에너지로 저장하는 플라이휠(150)이 구비된다.
한편, 본 실시 예에서는 하나의 가동물체(110)에 복수의 장력전달 부재(121)가 연결되고, 복수의 장력전달 부재(121)에 하나의 유압 모터(140)와 하나의 전력생산부(160)가 연결되는 구성을 예시하였다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 복수의 장력전달 부재(121)에 각각 유압 모터(140)와 전력생산부(160)가 연결되도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 실시 예들에서는 파력발전 시스템(10)이 연안(onshore) 방식으로 설치된 것을 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 해안(offshore) 방식으로 설치되는 시스템에도 본 실시 예들에 따른 파력발전 시스템(10)을 적용할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 실시 예들에 따른 파력발전 시스템(10)에서의 구성과 동작에 대해서 설명한다.
우선, 도 2를 참조하면, 장력전달 부재(121)가 당겨졌을 때(도면에서는 화살표 A로 표시함), 변환체(130)에 연결되어 있는 전력생산부()가 작동됨과 동시에, 유압 모터(140)가 작동된다.
상세하게는, 장력전달 부재(121)가 당겨지면, 장력전달 부재(121)에서 발생되는 장력에 의해서 변환체(130)가 일 방향으로 회전하게 된다. 그리고 변환체(130)의 일 방향 회전이 변환체(130)에 연결되어 있는 전력생산부()와 유압 모터(140)에 전달된다. 그리고 변환체(130)의 일 방향 회전은, 일 측에 연결되어 있는 증속기(131)를 통해 일정 속도 이상으로 증속되어서 유압 모터(140)에 전달되고, 타 측에 연결되어 있는 증속기(132)를 통해서 일정 속도 이상으로 증속되어서 플라이휠(150) 및 전력생산부(160)에 전달된다.
그리고, 유압 모터(140)는 변환체(130)에서 회전력이 전달되면, 저압측인 탱크(141)에서 고압측인 축압기(142) 쪽으로 유체를 유동시킨다(화살표 ① 방향). 그리고 축압기(142)에서는 유입되는 유체에 의해서 압력과 유체의 체적이 증가 및 저장된다. 즉, 장력전달 부재(121)가 당겨졌을 때의 운동 에너지가 축압기(142)에서 유체의 압력과 체적의 형태로 저장되는 것이다.
그리고 전력생산부(160)는 변환체(130)에서 회전력이 전달되면, 전기 에너지를 생산한다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 장력전달 부재(121)가 당겨지지 않았을 때는(도면에서는 화살표 B로 표시함), 축압기(142)에 저장되어 있던 유체가 탱크(141) 쪽으로 유동한다(화살표 ② 방향). 이 경우, 고압측인 축압기(142)에 저장된 유체가 저압측인 탱크(141)로 유동하게 되고, 이러한 유체의 유동에 의해 유압 모터(140)가 회전한다. 이 경우의 유압 모터(140)의 회전 방향은 상술한 경우와 반대 방향으로 회전하게 된다.
유압 모터(140)가 반대 방향으로 회전하게 되면, 유압 모터(140)에서 가해지는 힘에 의해 변환체(130)가 반대 방향으로 회전함과 더불어, 변환체(130)에 연결된 장력전달 부재(121)의 장력을 유지시키게 된다.
그리고 변환체(130)의 타 측에 연결된 쪽에서는, 상술한 바와 같이 유압 모터(140)에 의해서 유지되는 장력전달 부재(121)의 장력에 의해서, 증속기(132)를 통해 변환체(130)의 회전이 일정 속도 이상으로 증속되어서 플라이휠(150) 및 전력생산부(160)에 전달된다. 이 경우에도 전력생산부(160)에서는 회전 에너지를 전달 받아서 전기 에너지를 생산할 수 있다.
여기서, 유압 모터(140)와, 탱크(141) 및 축압기(142)가 없다면, 장력전달 부재(121)에서 장력이 전달되지 않을 때는 전력생산부(160)가 작동할 수 없으나, 본 실시 예들에서는 장력전달 부재(121)에서 장력이 전달되지 않을 때는, 도 3에 도시한 바와 같이, 유압 모터(140)와, 탱크(141) 및 축압기(142)에서 전달되는 힘에 의해 전력생산부(160)가 작동할 수 있다.
본 실시 예들에 따르면, 유압 모터(140)에 의해서 장력전달 부재(121)의 양 방향 운동 에너지를 전력생산부(160)에 전달하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 또한, 장력전달 부재(121)에서 장력이 가해지면 유압 모터(140)에 의해서 축압기(142)에 유압이 압력과 체적의 형태로 저장되고, 장력전달 부재(121)에서 장력이 가해지지 않을 경우에는 유압 모터(140)에서 저장된 유압을 이용하여 전력생산부(160)를 작동시킬 수 있다. 또한, 복수의 장력전달 부재(121)마다 유압 모터(140)를 분리하여 개별적으로 설치함으로써, 보다 효율적으로 전기 에너지를 생산할 수 있다. 또한, 파력발전 시스템(10)의 전력 설비 용량을 소형화하고, 유압 모터(140)의 장치 크기를 소형화할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 파력발전 시스템
110: 가동물체
111: 몸체
112: 결합부
120: 운동전달부
121: 장력전달 부재
122: 고정 부재
130: 변환체
131, 132: 증속기
140: 유압 모터
141: 탱크
142: 축압기(accumulator)
150: 플라이휠
160: 전력생산부

Claims (12)

  1. 파도에 부유하면서 상기 파도의 의해 움직이는 가동물체
    상기 가동물체의 6자유도 운동이 가능하도록 상기 가동물체의 적어도 3개소 이상의 위치에 연결되는 복수의 장력전달 부재를 포함하는 운동전달부;
    상기 복수의 장력전달 부재에서 상기 가동물체와 반대쪽의 타 단에 연결되고, 상기 각 장력전달 부재의 왕복 선형 운동을 일 방향의 회전 운동으로 변환하는 변환체;
    상기 변환체의 일 측에 구비되는 유압 모터;
    상기 유압 모터에 구비되는 유체가 저장되는 탱크 및 상기 유체가 저장되는 축압기; 및
    상기 변환체의 타 측에 구비되는 전력생산부;
    를 포함하고,
    상기 장력전달 부재가 당겨졌을 때는, 상기 변환체가 일 방향으로 회전함에 따라, 상기 전력생산부에서 전기 에너지를 생산하고, 상기 유압 모터는 상기 탱크에서 상기 축압기로 유체를 이동시키고, ,
    상기 장력전달 부재가 당겨지지 않았을 때는, 상기 축압기에서 상기 탱크로 유체가 이동됨에 따라 상기 유압 모터가 반대 방향으로 회전하여 상기 변환체를 통해 상기 장력전달 부재에 장력을 유지하고, 유지되는 상기 장력전달 부재의 장력에 의해서 상기 전력생산부에서 전기 에너지를 생산하는 파력발전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변환체의 회전 속도를 증속시키는 증속기를 포함하고,
    상기 증속기는 상기 변환체와 상기 유압 모터의 사이, 상기 변환체와 상기 전력생산부의 사이에 각각 구비되는 파력발전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력생산부와 상기 변환체 사이에는 플라이휠이 구비되는 파력발전 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 장력전달 부재에 각각 유압 모터가 구비되는 파력발전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 장력전달 부재가 1개의 유압 모터와 연결되는 파력발전 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 파도에 부유하는 가동물체의 6자유도 운동에 의해 장력전달 부재에 장력이 가해지면, 변환체에서 일 방향의 회전 운동으로 변환되고, 상기 변환체의 일 방향 회전이 상기 변환체의 일 측에 구비된 유압 모터가 일 방향으로 회전하여 탱크에서 축압기로 유체를 저장함과 더불어, 상기 변환체의 타 측에 구비된 전력생산부에서 전기를 생산하는 단계; 및
    상기 장력전달 부재에서 장력이 가해지지 않을 때는, 상기 축압기에서 상기 탱크로 유체가 이동함에 따라 상기 유압 모터가 반대 방향으로 이동하여 상기 변환체를 통해 상기 장력전달 부재의 장력을 유지시킴과 더불어, 유지되는 상기 장력전달 부재의 장력에 의해서 상기 변환체를 통해 상기 전력생산부에서 전기를 생산하는 단계;
    를 포함하는 파력발전 시스템의 제어 방법.
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