KR102177846B1 - Wave energy converter integration on offshore floating platform - Google Patents

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KR102177846B1
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강홍구
원종화
강효동
김찬주
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Abstract

The present invention relates to a wave energy converter for connection to an offshore floating platform. The wave energy converter comprises: a body having at least one connection part provided to connect an offshore floating platform, and having at least one gear rail formed on the outer circumferential surface of an upper portion thereof in a vertical direction; a mooring unit fixed and installed on the sea bottom and connected to the body to moor the body within a preset ocean area; a wave energy generation unit which is installed on an outer side of the upper portion of the body and has at least one driving gear that corresponds to the gear rail to engage therewith and can be raised and lowered vertically along the gear rail, so as to generate operating power by raising and lowering of the driving gear linked to changes in the sea level due to waves; and a battery module accommodated and installed in the body to accumulate the operating power generated by the wave energy generation unit.

Description

해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치 {WAVE ENERGY CONVERTER INTEGRATION ON OFFSHORE FLOATING PLATFORM}Wave power generator for connection to offshore floating platform {WAVE ENERGY CONVERTER INTEGRATION ON OFFSHORE FLOATING PLATFORM}

본 발명은 해양 부유체에 직접 연결되는 해양 영역 내 계류하는 과정에서 파도의 변화에 연동되어 자가 발전이 가능하며, 이와 같이 파도를 이용한 자가 발전을 통해 생성된 동작 전원을 내부에 구비된 각종 모듈의 동작에 활용 가능한 연결 플랫폼에 관한 것이다.The present invention enables self-power generation by interlocking with changes in waves in the process of mooring in the ocean area directly connected to the ocean floating body. In this way, the operating power generated through self-power generation using waves is provided in various modules. It relates to a connection platform that can be used for operation.

해양에는 다양한 목적을 가지고 일정한 기능을 수행하기 위해 부유식으로 설치되는 해양 플랫폼들은 해양 부이(Buoy)에서부터 해양 환경정보 수집장치를 비롯해 특수한 구조의 해양 구조물에 이르기 까지 다양한 형태의 해양 부유체로서 제시되고 있다.Offshore platforms that are installed in a floating type to perform certain functions with various purposes in the ocean are presented as various types of marine floating bodies ranging from marine buoys to marine environment information collection devices and marine structures with special structures. have.

이러한 해양 부유체는 해양 특정 영역에 걸쳐 일반적으로 다수개가 넓게 분포되어 배치되는데, 이 경우 이들을 상호 연결하기 위한 연결 플랫폼의 마련 또한 필요하다. In general, a plurality of such floating bodies are widely distributed over a specific area of the ocean, and in this case, it is also necessary to provide a connection platform for interconnecting them.

다양한 종류의 해양 부유체를 비롯해 해양 영역 내 계류하는 형태로 설치되어 해양 부유체에 연결되는 연결 플랫폼은 부유체 자체 혹은 단순 연결부재의 형태에 그치는 것이 아니라 더욱 많은 기능성의 부가를 위해 다양한 모듈형 구성들을 내부에 장착하게 되었고, 이에 따라 다양한 내부 구성들의 동작을 위한 별도의 전원 공급이 필요하게 되었다.The connection platform that is installed in the form of mooring in the marine area as well as various types of marine floats and is connected to the marine float is not limited to the float itself or a simple connection member, but has a variety of modular configurations to add more functionality. They were mounted inside, and accordingly, a separate power supply was required for the operation of various internal components.

이에 따라, 해양 부유체 연결 플랫폼에 전원을 공급하거나 축전된 배터리를 설치하는 방법이 필요시 되었으나, 설치 환경이 특정 해양 영역인 점에 따라 별도의 케이블을 외부로부터 연결하여 전원을 공급함에는 환경적 한계가 존재했으며, 축전된 배터리의 경우 반복적으로 교체가 요구됨에 따라 전기적 활용의 효율성이 현저히 떨어지는 문제가 발생했다.Accordingly, there has been a need for a method of supplying power to the offshore floating body connection platform or installing a stored battery. There existed, and in the case of the recharged battery, the problem of remarkably deteriorating the efficiency of electric utilization occurred as the replacement was repeatedly required.

결과적으로, 해양 부유체 연결 플랫폼에 자가 발전 시스템의 적용이 가장 적합하였으며, 이에 따라 태양광 발전에서부터 풍력, 파력 등을 활용한 자가 발전 시스템의 적용이 시도되고 있다.As a result, the application of the self-generation system to the platform for connecting the floating body is most suitable, and accordingly, the application of the self-generation system utilizing wind power, wave power, etc. is being attempted.

이 중 부유식 플랫폼에 파력을 이용한 자가 발전 시스템의 적용 기술과 관련하여 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0001403호의 "부유체와 케이블하우징을 이용한 파력발전방법"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다. Among them, prior literature on the prior art prepared in relation to the application technology of a self-powered system using wave power to a floating platform includes the "wave power generation method using a floating body and a cable housing" in Korean Patent Publication No. 10-2018-0001403 ( Hereinafter, it is referred to as'conventional technology').

하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 부유식 플랫폼에 파력발전 시스템을 적용한 기술들의 경우, 대형 부유식 플랫폼에는 직선 축 유압 실린더를 이용하여 파도 에너지를 기계 에너지로 변환하는 PTO(Power-take-off) 시스템이 적용되어, 낮은 기계적 신뢰성 및 경제성의 부족 문제는 물론이고, 유압 실린더 내 작동 유체의 누수로 인해 환경오염을 일으킬 수 있는 문제점이 있었다.However, in the case of technologies that apply a wave power system to existing floating platforms including the prior art, a PTO (Power-take-off) system that converts wave energy into mechanical energy using a linear axis hydraulic cylinder on a large floating platform. In this application, as well as a problem of low mechanical reliability and lack of economy, there is a problem that may cause environmental pollution due to leakage of the working fluid in the hydraulic cylinder.

또한, 종래기술을 비롯한 기존의 부유식 플랫폼에 파력발전 시스템을 적용한 기술들의 경우, 소형 부유식 플랫폼에는 공기 압축을 이용하여 터빈을 구동하는 방식의 PTO(Power-take-off) 시스템이 적용되어, 파도 구동범위가 굉장히 좁을 뿐만 아니라 많은 에너지 변환 요구, 공기 압축성의 결함 및 에너지 손실의 빈번한 발생 등으로 인한 전력 생산량의 수준이 매우 낮아지는 문제점 있었다.In addition, in the case of technologies in which the wave power generation system is applied to the existing floating platform including the prior art, the PTO (Power-take-off) system is applied to the small floating platform by driving the turbine using air compression, Not only the wave driving range is very narrow, but also the level of power production is very low due to the need for a lot of energy conversion, defects in air compressibility, and frequent occurrence of energy loss.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 자가 발전형 파력발전을 넓은 파도 구동범위를 갖추고 에너지 생산 효율을 높여 안정적으로 수행함으로써, 자체적으로 동작 전원을 생성할 수 있는 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치를 형성하기 위한 기술을 제공하는데 있다.The present invention was created to solve the above problem, and an object of the present invention is to perform self-powered wave power generation stably by having a wide wave driving range and increasing energy production efficiency, thereby generating operating power by itself. It is to provide a technology for forming a wave power generator for connecting to an offshore floating platform.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 본 발명에 따른 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치는, 해양 부유체가 연결되도록 적어도 하나 이상의 연결부위를 구비하며, 상부 외주면 상에 상하방향을 따라 수직한 적어도 하나 이상의 기어 레일이 마련되는 본체; 해저 지반에 고정 설치되며, 상기 본체와 연결되어 상기 본체를 기 설정된 해양 영역 내에서 계류시키는 계류 유닛; 상기 본체의 상부 외측에 설치되며, 상기 기어 레일에 맞물리는 형태로 대응되어 상기 기어 레일을 따라 상하방향으로 승강 가능한 적어도 하나 이상의 구동 기어를 구비하여 파도에 의한 해수면 변화에 연동되는 상기 구동 기어의 승강 운동에 의해 동작전원을 발전시키는 파력발전 유닛; 및 상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 파력발전 유닛을 통해 발전된 동작전원을 축전하는 배터리 모듈;을 포함한다.In order to achieve the above object, the wave power generation device for connecting an offshore floating body platform according to the present invention of the present invention includes at least one connecting portion so that the offshore floating body is connected, and at least one perpendicular to the upper outer circumferential surface A main body provided with the above gear rails; A mooring unit fixedly installed on the submarine ground and connected to the main body to moor the main body within a preset marine area; Elevation of the drive gear that is installed on the outer side of the upper portion of the main body and is provided with at least one drive gear that corresponds to the gear rail in a form meshing with the gear rail so as to move up and down along the gear rail, and is linked to sea level change due to waves A wave power generation unit that generates operating power by movement; And a battery module accommodated and installed in the main body to store operating power generated through the wave power generation unit.

여기서, 상기 파력발전 유닛은, 해수면에 부유 가능한 튜브형태의 몸체를 형성하여, 상기 본체의 상부 외측을 감싸는 형태로 설치되며, 상기 본체에 마련된 적어도 하나 이상의 기어 레일 각각에 대응되는 일측에 상기 구동 기어가 구비되는 부유체; 및 상기 구동 기어의 일측에 구동축이 연결 가능한 형태로 마련되어 상기 부유체가 파도에 의한 해수면 변화에 연동되어 상승 이동함에 따라 회전하는 상기 구동기어에 의해 동작전원의 발전을 수행하는 제1발전기;를 포함할 수 있다.Here, the wave power generation unit is provided in a form that surrounds the upper and outer sides of the body by forming a body in the form of a tube that can be floated on the sea level, and the driving gear on one side corresponding to each of at least one gear rail provided in the body A floating body provided; And a first generator configured to have a drive shaft connected to one side of the drive gear to generate power for operation by the drive gear rotating as the floating body rises and moves in association with sea level changes caused by waves. I can.

또한, 상기 파력발전 유닛은, 상기 구동 기어의 타측에 구동축이 연결 가능한 형태로 마련되어 상기 부유체가 파도에 의한 해수면 변화에 연동되어 하강 이동함에 따라 회전하는 상기 구동기어에 의해 동작전원의 발전을 수행하는 제2발전기;를 더 포함할 수 있다.In addition, the wave power generation unit is provided in a form in which a drive shaft is connectable to the other side of the drive gear, and generates power for operation by the drive gear that rotates as the floating body moves downward in connection with sea level changes caused by waves. A second generator; may further include.

아울러, 상기 배터리 모듈은 상기 제1발전기 및 상기 제2발전기와 충전 케이블을 통해 전기적으로 연결되어, 상기 제1발전기 또는 상기 제2발전기를 통해 발전되는 동작전원을 축전할 수 있다.In addition, the battery module may be electrically connected to the first generator and the second generator through a charging cable to store operating power generated through the first generator or the second generator.

아울러, 상기 계류 유닛은, 해저 지반에 고정 설치되는 복수의 계류용 앵커; 및 상기 계류용 앵커와 상기 본체를 연결하는 복수의 계류선;을 포함할 수 있다.In addition, the mooring unit, a plurality of anchors for mooring fixed to the seabed; And a plurality of mooring lines connecting the mooring anchor and the main body.

그리고 상기 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치는, 상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 계류선에 작용하는 장력에 대한 감지 정보를 생성하는 감지 모듈; 상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 감지 모듈을 통해 생성되는 정보를 무선 통신망을 통해 외부 서버 또는 단말로 전송하거나, 외부 서버 또는 단말로부터 정보를 수신하는 통신모듈; 및 상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 본체의 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈;을 더 포함할 수 있으며, 상기 배터리 모듈은 내부에 축전된 동작 전원을 상기 감지 모듈, 통신 모듈 및 GPS 모듈에 공급할 수 있다.And the wave power generation device for connecting the floating platform of the ocean may include: a sensing module accommodated and installed in the main body to generate sensing information on the tension acting on the mooring line; A communication module accommodated and installed in the main body to transmit information generated through the detection module to an external server or terminal through a wireless communication network, or to receive information from an external server or terminal; And a GPS module accommodated and installed inside the main body to generate location information of the main body, wherein the battery module may supply operation power stored therein to the detection module, the communication module, and the GPS module. have.

그리고 상기 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치는, 상기 본체 상부에 설치되어 상기 본체가 기 설정된 해양 영역 내에서 계류하는 상태에서 해수면 위로 노출되며, 동작 전원을 공급받아 발광 가능한 조명 모듈; 상기 감지 모듈, 통신 모듈, GPS 모듈 및 조명 모듈의 동작 상태를 제어하는 제어 모듈;을 더 포함할 수 있으며, 상기 배터리 모듈은 내부에 축전된 동작 전원을 상기 조명 모듈 및 제어 모듈에 공급할 수 있다.In addition, the wave power generation device for connecting the marine floating platform includes: a lighting module installed on the main body and exposed above the sea level while the main body is moored in a preset marine area, and capable of emitting light by receiving operation power; The sensing module, the communication module, the GPS module, and the control module for controlling the operation state of the lighting module may further include, and the battery module may supply the operation power stored therein to the lighting module and the control module.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, there are the following effects.

첫째, 파도의 움직임에 연동되어 상하로 승강 운동하는 파력발전 유닛을 통해 자가 발전이 이루어져 생산되는 동작 전원을 배터리 모듈에 축전한 뒤, 축전된 동작전원을 플랫폼 내부에 설치된 각종 기능성 모듈의 구동에 이용할 수 있다.First, the operation power generated by self-generation through the wave power generation unit that moves up and down in connection with the movement of the waves is stored in the battery module, and then the stored operation power is used to drive various functional modules installed inside the platform. I can.

둘째, 파도의 움직임에 연동되어 상하로 승강 운동하는 파력발전 유닛을 통해 누수 시 환경오염에 원인이 되는 유체의 사용 없이 안정적으로 동적전원의 자가발전을 수행할 수 있다.Second, through the wave power generation unit that moves up and down in connection with the movement of the waves, it is possible to stably perform self-generation of dynamic power without the use of fluid that causes environmental pollution in case of leakage.

셋째, 파도의 움직임에 연동되어 상하로 승강 운동하여 자가 발전을 통해 동작 전원을 생성하는 파력발전 유닛이 튜브형태의 부유체를 기반으로 구동기어와 상승 작동형 발전기와 하강 작동형 발전기를 통해 구성되어 넓은 파도 구동범위를 갖추어 효율적으로 동작 전원의 생성을 수행할 수 있다.Third, the wave power generation unit that generates operating power through self-generation by moving up and down in connection with the movement of the waves is composed of a driving gear, an upward-actuated generator, and a descending-actuated generator based on a tube-shaped floating body. Equipped with a wide wave driving range, it is possible to efficiently generate operating power.

도1은 본 발명에 따른 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치의 구조 및 구성요소를 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명에 따른 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치의 계류형 설치 형태를 설명하기 위한 개념도이다.
도3 및 도4는 본 발명에 따른 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치의 파력발전을 위한 작동 형태를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a block diagram showing the structure and components of a wave power generation device for connecting an offshore floating platform according to the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a moored installation form of a wave power generation device for connecting an offshore floating body platform according to the present invention.
3 and 4 are conceptual diagrams for explaining the operation mode for wave power generation of the wave power generation device for connection to an offshore floating body platform according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but technical parts that are already well known will be omitted or compressed for conciseness of description.

<해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치의 구성요소에 관한 설명><Description of the components of the wave power generation device for connecting the floating platform of the offshore>

우선, 본 발명의 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)는 계류형 설치를 통한 해양 부유체 플랫폼의 연결 기능과 함께 더욱 발전되어 파력을 이용한 자가 발전 시스템을 갖추게 되는데, 이를 위해 본체(110), 계류 유닛(120), 파력 발전 유닛(130), 배터리 모듈(140), 감지 모듈(150), 통신 모듈(160), GPS 모듈(170), 조명 모듈(180), 제어 모듈(190)을 포함한다.First, the wave power generation device 100 for connection to the offshore floating body platform of the present invention is further developed with the connection function of the offshore floating body platform through a moored installation to have a self-power generation system using wave power. ), mooring unit 120, wave power generation unit 130, battery module 140, detection module 150, communication module 160, GPS module 170, lighting module 180, control module 190 Includes.

본체(110)는 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)의 기본적인 해양 부유체 연결용 하우징으로서, 측면에 해양 부유체 연결을 위한 연결부위를 적어도 하나 이상 구비한다. The main body 110 is a housing for connecting a basic marine floating body of the wave power generating device 100 for connecting an offshore floating body platform, and has at least one connection portion for connecting the offshore floating body on a side thereof.

여기서, 해양 부유체 플랫폼이라 함은 해양 부이(Buoy), 도크, 해양 구조물 등과 같이 해상에 부유하는 형태로 설치되는 다양한 부유식 해양 플랫폼을 의미하며, 특정 해양 부유체에 한정되지 않고 각종 부유식 해양 플렛폼이 적용 가능하다.Here, the marine floating platform refers to various floating offshore platforms that are installed in a floating form on the sea, such as an offshore buoy, dock, and offshore structure. The platform is applicable.

아울러, 본체(110)의 측면에는 추후 설명될 계류선(Mooring) 연결을 위한 적어도 하나 이상의 계류선 연결부위를 구비한다.In addition, at least one mooring line connection portion for connecting a mooring line to be described later is provided on the side of the main body 110.

더욱 구체적으로, 본체(110)는 상부 외주면 상에 상하방향을 따라 수직한 적어도 하나 이상의 기어 레일(111)이 마련되며, 이와 같은 기어 레일(111)을 아래 설명될 파력발전 유닛(130)의 승강을 위한 이송 레일의 구성이다.More specifically, the main body 110 is provided with at least one gear rail 111 perpendicular to the vertical direction on the upper outer circumferential surface, such a gear rail 111 is elevating the wave power generation unit 130 to be described below It is the configuration of the transfer rail for

또한, 본체(110)의 내부에는 배터리 모듈(140), 감지 모듈(150), 통신 모듈(160), GPS 모듈(170) 및 제어 모듈(190)이 수용 설치되며, 실시에 따라서 특정 구성을 외측으로 노출되어 연결 설치될 수도 있다.In addition, the battery module 140, the detection module 150, the communication module 160, the GPS module 170, and the control module 190 are accommodated and installed inside the main body 110, and a specific configuration is externally configured according to implementation. It can also be connected and installed.

계류 유닛(120)은 해저 지반에 고정 설치되며, 본체(110)와 연결되어 본체(110)를 기 설정된 해양 영역 내에서 계류시키기 위한 구성으로, 계류용 앵커(121) 및 계류선(122)을 포함한다.The mooring unit 120 is fixedly installed on the seabed and is connected to the main body 110 to moor the main body 110 within a preset marine area, and includes a mooring anchor 121 and a mooring line 122 do.

이러한 계류 유닛(120)은 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)의 설치에 있어 가장 우선적으로 설치되어야 하는 구성으로, 우선 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)을 설치하고자하는 지점을 중심으로 계류용 앵커(121)가 둘러싸도록 연결한 뒤, 계류선(122)을 본체(110)에 연결하게 된다.This mooring unit 120 is a configuration that should be installed first in the installation of the wave power generation device 100 for connection to an offshore floating body platform. After the mooring anchor 121 is connected to surround the mooring, the mooring line 122 is connected to the main body 110.

여기서, 계류용 앵커(121)는 도2에 도시된 바와 같이 복수 개로 마련되며, 해저 지반에 고정 설치되어 중력식 앵커로서, 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)을 설치하고자하는 지점을 중심으로 해저 지반에 고정 설치된 계류용 앵커(121) 각각은 계류선(122)을 통해 본체(110)의 측면에 형성된 적어도 하나 이상의 계류선 연결부위와 연결을 이룬다.Here, the mooring anchor 121 is provided in plural as shown in FIG. 2, and is fixedly installed on the seabed as a gravity-type anchor, centering on the point at which the wave power generation device 100 for connection to the offshore floating platform is to be installed. Each of the mooring anchors 121 fixedly installed on the submarine ground is connected to at least one mooring line connection portion formed on the side of the main body 110 through the mooring line 122.

실시에 따라, 계류용 앵커(121)는 석션 앵커, 토페도 앵커, 드래그 앵커 등 다양하게 해저 지반의 상태를 고려하여 변형 설계될 수 있으며, 궁극적으로 계류선(122) 각각에 작용 혹은 전달되는 표류력에 대한 계류 반력을 본체(110)에 전달한다.Depending on implementation, the mooring anchor 121 may be designed to be deformed in consideration of the state of the seabed in various ways, such as a suction anchor, a topedo anchor, and a drag anchor, and ultimately, a drifting force acting or transmitted to each of the mooring ships 122 It transmits the mooring reaction force to the main body 110.

파력발전 유닛(130)은 본체(110)의 상부 외측에 설치되며, 기어 레일(111)에 맞물리는 형태로 대응되어 기어 레일(111)을 따라 상하방향으로 승강 가능한 적어도 하나 이상의 구동 기어(132)를 구비하여 파도에 의한 해수면 변화에 연동되는 구동 기어(132)의 승강 운동에 의해 동작전원을 자가 발전시킨다.Wave power generation unit 130 is installed on the outside of the upper portion of the main body 110, corresponding to the form meshing with the gear rail 111, at least one drive gear 132 that can be lifted up and down along the gear rail 111 It is provided with a self-generating operation power by the lifting movement of the drive gear 132 linked to the sea level change by the wave.

이를 위해, 적어도 하나 이상의 구동 기어(132) 외에도 부유체(131), 제1발전기(133), 제2발전기(134) 및 충전 케이블(130C)을 포함한다.To this end, in addition to the at least one drive gear 132, a floating body 131, a first generator 133, a second generator 134, and a charging cable 130C are included.

여기서, 부유체(131)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 해수면에 부유 가능한 튜브형태의 몸체를 형성하여, 본체(110)의 상부 외측을 감싸는 형태로 설치되며, 본체(111)에 마련된 적어도 하나 이상의 기어 레일(111) 각각에 대응되는 일측에 구동 기어(132)가 구비된다.Here, the floating body 131 forms a tube-shaped body that can be floated on the sea surface as shown in Figs. 1 and 2, and is installed to surround the upper and outer sides of the body 110, and is provided in the body 111 A drive gear 132 is provided on one side corresponding to each of the at least one gear rail 111.

또한, 부유체(131)는 본체(110)와 비교해 상호 상이한 부유성 및 부력의 수준을 갖추게 되는데, 파도의 움직임에 연동되어 계류 설치된 본체(110)와 달리 부유체(131)가 더욱 쉽게 영향을 받아 상하 방향으로 승강될 수 있도록 하기 위함이다.In addition, the floating body 131 has different levels of floatability and buoyancy compared to the main body 110, and unlike the main body 110 installed in mooring in connection with the movement of the wave, the floating body 131 is more easily affected. It is to be able to receive and move up and down.

다시 말해, 부유체(131)와 본체(110)는 파도에 의한 입사파에 대해 상호 다른 부유 운동형태를 보이게 되고, 이는 상이한 부유성 및 부력에 기인한 결과이다.In other words, the floating body 131 and the main body 110 exhibit different floating motion patterns with respect to the incident wave caused by the wave, which is a result of different floating properties and buoyancy.

이와 같은 특징은 부유체(131) 내부를 구성하는 밀도적 특성을 비롯해, 재질적 특성, 실시에 따라서는 부유체(131)의 튜브 형상이 갖추고 있는 해수면과 튜브형 저면 간의 접촉 단면적의 수준 등에 의해 발생된다.Such characteristics are caused by the density characteristics constituting the interior of the floating body 131, material characteristics, and depending on implementation, the level of the contact cross-sectional area between the sea level and the tubular bottom surface of the tube shape of the floating body 131 do.

다음으로, 구동 기어(132)은 본체(110)는 상부 외주면 상에 상하방향을 따라 수직한 형태로 마련된 적어도 하나 이상의 기어 레일(111)의 수와 대응되며, 형성 위치 역시 대응되어 각각의 기어 레일(111)과 구동 기어(132)가 상호 맞물려 구동 기어(132)의 승강 이동이 기어 레일(111)을 따라 상하 방향으로 이루어지도록 한다.Next, the drive gear 132 corresponds to the number of at least one gear rail 111 provided in a vertical shape on the upper outer circumferential surface of the main body 110, and the formation position also corresponds to each gear rail (111) and the drive gear 132 are mutually meshed so that the lifting movement of the drive gear 132 is made in the vertical direction along the gear rail (111).

따라서 기어 레일(111)과 구동 기어(132)는 상호 맞물릴 수 있도록 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 외주면 상에 톱니형 굴곡 구조를 형성함이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the gear rail 111 and the drive gear 132 form a toothed curved structure on the outer circumferential surface as shown in Figs. 3 and 4 so that the gear rail 111 and the driving gear 132 can mesh with each other.

다음으로, 제1발전기(133)는 구동 기어(132)의 일측에 구동축이 연결 가능한 형태로 마련되어 부유체(131)가 파도에 의한 해수면 변화에 연동되어 상승 이동함에 따라 회전하는 구동기어(132)에 의해 동작전원의 발전을 수행하는 상승 작동형 발전기이다.Next, the first generator 133 is provided in a form in which a drive shaft can be connected to one side of the drive gear 132, and the drive gear 132 rotates as the floating body 131 moves upward in connection with the sea level change caused by the wave. It is a rise-actuated generator that generates power by means of a power source.

여기서, 제1발전기(133)는 도3에 도시된 바와 같이 구동 기어(132)의 구동축과 클러치를 통해 연결되기 때문에, 구동기어(132)가 기어 레일(111)을 따라 상승 이동됨에 따라 수행되는 회전 운동에만 연결되어 동작전원의 발전이 이루어지게 된다.Here, since the first generator 133 is connected to the drive shaft of the drive gear 132 through the clutch as shown in FIG. 3, the drive gear 132 is performed as the drive gear 132 is moved upwardly along the gear rail 111. It is connected only to the rotational motion, so that the power of operation is generated.

또한, 제2발전기(134)는 구동 기어의 타측에 구동축이 연결 가능한 형태로 마련되어 상기 부유체가 파도에 의한 해수면 변화에 연동되어 하강 이동함에 따라 회전하는 상기 구동기어에 의해 동작전원의 발전을 수행하는 하강 작동형 발전기이다.In addition, the second generator 134 is provided in a form in which a drive shaft is connectable to the other side of the drive gear, and generates the operation power by the drive gear that rotates as the floating body moves downward in connection with sea level change due to waves. It is a down-actuated generator.

여기서, 제2발전기(134)는 도4에 도시된 바와 같이 구동 기어(132)의 구동축과 클러치를 통해 연결되기 때문에, 구동기어(132)가 기어 레일(111)을 따라 하강 이동됨에 따라 수행되는 회전 운동에만 연결되어 동작전원의 발전이 이루어지게 된다.Here, since the second generator 134 is connected to the drive shaft of the drive gear 132 through the clutch as shown in FIG. 4, the drive gear 132 is performed as it moves downward along the gear rail 111. It is connected only to the rotational motion, so that the power of operation is generated.

이와 같이 각자의 기 설정된 단일 방향을 통한 동작 전원 발전만을 수행하는 각각의 제1발전기(133) 및 제2발전기(134)는 충전 케이블(130C)과 같은 별도의 전선 수단을 통해 배터리 모듈(140)과 전기적으로 연결되어, 각각의 제1발전기(133) 및 제2발전기(134)를 통해 발전되는 동작전원이 내부에 축전되게 된다.In this way, each of the first generator 133 and the second generator 134 performing only operation power generation through a single preset direction of the battery module 140 through a separate wire means such as a charging cable (130C). It is electrically connected to, and the operation power generated through each of the first generator 133 and the second generator 134 is stored therein.

배터리 모듈(140)은 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 파력발전 유닛을 통해 발전된 동작전원을 축전하는 구성으로, 적어도 하나 이상 마련되어 본체(110)의 크기 및 요구되는 동작전원의 수준을 고려해 다양한 수로 구현될 수 있다.The battery module 140 is accommodated and installed inside the main body to store operation power generated through the wave power generation unit, and at least one or more is provided and implemented in various numbers in consideration of the size of the main body 110 and the level of the required operation power. Can be.

이를 통해 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)는 파력을 이용한 자가발전 및 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)의 구축이 가능해진다.Through this, the wave power generation device 100 for connection to an offshore floating body platform enables self-generation using wave power and the construction of an energy storage system (ESS).

감지 모듈(150)은 본체(110) 내부에 수용 설치되어, 계류선(122)에 작용하는 장력을 감지하여, 이에 대한 감지정보를 생성하여, 일측에 연결된 해양 부유체의 상호 연결 상태 혹은 계류 유닛(120)에 의한 고정 설치 상태의 분석에 필요한 정보를 제공한다.The detection module 150 is accommodated and installed inside the main body 110, detects the tension acting on the mooring line 122, generates detection information therefor, and generates an interconnection state or a mooring unit ( 120) provides information necessary for analysis of the fixed installation condition.

통신 모듈(160)은 통신 수단을 구비한 외부 관리 단말 혹은 관리 서버와 무선 통신망을 구축함은 물론이고, 감지 모듈(150)을 통해 생성된 감지정보를 비롯해 추후 설명될 위치정보, 동작전원 발전 및 축전내역에 대한 정보, 동작전원의 사용내역에 대한 정보, 제어 내역에 대한 정보 등을 무선 통신망을 상호 구축한 별도의 외부 관리 서버 혹은 관리 단말에 전송할 수 있는 통신 기능을 갖춘 모듈이다.The communication module 160 not only establishes a wireless communication network with an external management terminal or a management server equipped with a communication means, but also detects information generated through the detection module 150 as well as location information to be described later, power generation and power storage. It is a module with a communication function that can transmit information on details, information on usage details of operating power, and information on control details to a separate external management server or management terminal in which a wireless communication network is mutually built.

다시 말해, 통신 모듈(160)은 본체(110) 내부에 수용 설치되어, 감지 모듈(150)을 통해 생성되는 정보를 무선 통신망을 통해 외부 서버 또는 단말로 전송하거나, 외부 서버 또는 단말로부터 정보를 수신한다.In other words, the communication module 160 is accommodated and installed inside the main body 110, and transmits information generated through the detection module 150 to an external server or terminal through a wireless communication network, or receives information from an external server or terminal. do.

GPS 모듈(170)은 본체(110) 내부에 수용 설치되어, 본체(110)의 위치정보를 생성하는 모듈로서 주기적으로 신호를 생성하여 통신 유닛(160)을 통해 외부 관리 장치, 서버 혹은 관리자 단말 등으로 정보를 송신하여 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)의 실시간 위치에 대한 모니터링이 가능하도록 할 수 있다. The GPS module 170 is a module that is accommodated and installed inside the main body 110 and generates location information of the main body 110, and periodically generates a signal to provide an external management device, a server, or a manager terminal through the communication unit 160. It is possible to monitor the real-time location of the wave power generation device 100 for connection to an offshore floating platform by transmitting information.

조명 모듈(180)은 본체(110) 상부에 설치되어 상기 본체가 기 설정된 해양 영역 내에서 계류하는 상태에서 해수면(S) 위로 노출되며, 동작 전원을 공급받아 발광 가능한 형태로 마련된다.The lighting module 180 is installed above the main body 110 and exposed above the sea level S while the main body is moored in a preset marine area, and is provided in a form capable of emitting light by receiving operating power.

따라서 조명 모듈(180)은 동작 전원 공급에 의해 작동하여 기 설정된 주기에 맞춰 일정 조도의 광을 출력하여 조명을 제공함으로써 야간 해상에서의 선박과의 충동을 방지할 수 있다.Therefore, the lighting module 180 is operated by operating power supply and outputs light of a predetermined illuminance in accordance with a preset period to provide illumination, thereby preventing impulse with the ship at night.

다음으로, 제어 유닛(190)은 감지 모듈(150), 통신 모듈(160), GPS 모듈(170) 및 조명 모듈(180)의 동작상태를 제어하여 각 모듈들이 동작전원을 제공받아 각각의 기능을 발현 가능하도록 제어한다.Next, the control unit 190 controls the operation states of the detection module 150, the communication module 160, the GPS module 170, and the lighting module 180, so that each module receives operation power and performs each function. It is controlled so that it can be expressed.

이에 따라, 배터리 모듈(140)은 감지 모듈(150), 통신 모듈(160), GPS 모듈(170), 조명 모듈(180) 및 제어 유닛(190)의 기능 구현에 요구되는 동작전원을 내부에 축전된 동작전원을 이용해 공급한다.Accordingly, the battery module 140 internally stores the operating power required to implement the functions of the detection module 150, the communication module 160, the GPS module 170, the lighting module 180, and the control unit 190. It is supplied using the previously operated power.

실시에 따라, 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치(100)는 본체(110) 내부에 별도의 밸러스트(Ballast) 유닛을 설치하여 밸러스트 탱크 내부에 수용된 물을 외부로 배출하거나 외부로부터 유입 받아 본체(110)의 부력을 조절하여 본체(110)의 부유 상태를 전환시키도록 구현될 수도 있다.Depending on implementation, the wave power generator 100 for connection to the offshore floating body platform installs a separate ballast unit inside the main body 110 to discharge the water contained in the ballast tank to the outside or receive it from the outside to receive the main body ( It may be implemented to change the floating state of the main body 110 by adjusting the buoyancy of 110).

본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치
110 : 본체
111 : 기어 레일
120 : 계류 유닛
121 : 계류용 앵커 122 : 계류선
130 : 파력 발전 유닛
131 : 부유체 132 : 구동 기어
133 : 제1발전기 134 : 제2발전기
130C : 충전 케이블
140 : 배터리 모듈 150 : 감지 모듈
160 : 통신 모듈 170 : GPS 모듈
180 : 조명 모듈 190 : 제어모듈100: Wave power generation device for connection to an offshore floating platform
110: main body
111: gear rail
120: mooring unit
121: mooring anchor 122: mooring ship
130: wave power generation unit
131: floating body 132: drive gear
133: first generator 134: second generator
130C: charging cable
140: battery module 150: detection module
160: communication module 170: GPS module
180: lighting module 190: control module

Claims (7)

해양 부유체 플랫폼이 연결되도록 적어도 하나 이상의 연결부위를 구비하며, 상부 외주면 상에 상하방향을 따라 수직한 적어도 하나 이상의 기어 레일이 마련되는 본체;
해저 지반에 고정 설치되며, 상기 본체와 연결되어 상기 본체를 기 설정된 해양 영역 내에서 계류시키되, 해저 지반에 고정 설치되는 복수의 계류용 앵커와, 상기 계류용 앵커와 상기 본체를 연결하는 복수의 계류선을 포함하는 계류 유닛;
상기 본체의 상부 외측에 설치되며, 상기 기어 레일에 맞물리는 형태로 대응되어 상기 기어 레일을 따라 상하방향으로 승강 가능한 적어도 하나 이상의 구동 기어를 구비하여 파도에 의한 해수면 변화에 연동되는 상기 구동 기어의 승강 운동에 의해 동작전원을 발전시키는 파력발전 유닛;
상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 파력발전 유닛을 통해 발전된 동작전원을 축전하는 배터리 모듈;
상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 계류선에 작용하는 장력에 대한 감지 정보를 생성하는 감지 모듈;
상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 감지 모듈을 통해 생성되는 정보를 무선 통신망을 통해 외부 서버 또는 단말로 전송하거나, 외부 서버 또는 단말로부터 정보를 수신하는 통신모듈; 및
상기 본체 내부에 수용 설치되어, 상기 본체의 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈;을 포함하며,
상기 배터리 모듈은 내부에 축전된 동작 전원을 상기 감지 모듈, 통신 모듈 및 GPS 모듈에 공급하는 것을 특징으로 하는
해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치.
A main body having at least one connecting portion so as to connect the marine floating platform, and having at least one gear rail vertically disposed on an upper outer circumferential surface;
A plurality of mooring anchors fixedly installed on the seabed ground and connected to the main body to moor the main body within a preset marine area, and a plurality of mooring anchors fixedly installed on the seabed ground, and a plurality of mooring ships connecting the mooring anchor and the main body Mooring unit comprising a;
Elevation of the drive gear that is installed on the outer side of the upper portion of the main body and is provided with at least one drive gear that corresponds to the gear rail in a form meshing with the gear rail so as to move up and down along the gear rail, and is linked to sea level change due to waves A wave power generation unit that generates operating power by movement;
A battery module accommodated and installed in the main body to store operating power generated through the wave power generation unit;
A sensing module accommodated and installed in the main body to generate sensing information on tension acting on the mooring line;
A communication module accommodated and installed in the main body to transmit information generated through the detection module to an external server or terminal through a wireless communication network, or to receive information from an external server or terminal; And
Includes; a GPS module that is accommodated and installed in the body to generate location information of the body,
The battery module is characterized in that to supply the operation power stored therein to the sensing module, the communication module, and the GPS module.
Wave power generation device for connecting to an offshore floating platform.
 제1항에 있어서,
상기 파력발전 유닛은,
해수면에 부유 가능한 튜브형태의 몸체를 형성하여, 상기 본체의 상부 외측을 감싸는 형태로 설치되며, 상기 본체에 마련된 적어도 하나 이상의 기어 레일 각각에 대응되는 일측에 상기 구동 기어가 구비되는 부유체; 및
상기 구동 기어의 일측에 구동축이 연결 가능한 형태로 마련되어 상기 부유체가 파도에 의한 해수면 변화에 연동되어 상승 이동함에 따라 회전하는 상기 구동기어에 의해 동작전원의 발전을 수행하는 제1발전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는
해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치.
The method of claim 1,
The wave power generation unit,
A floating body which forms a tube-shaped body that can float on the sea level, is installed to surround the upper and outer sides of the body, and has the driving gear on one side corresponding to each of at least one gear rail provided in the body; And
And a first generator configured to have a drive shaft connected to one side of the drive gear to generate power generation by the drive gear rotating as the floating body rises and moves in association with sea level changes caused by waves. Characterized
Wave power generation device for connecting to an offshore floating platform.
 제2항에 있어서,
상기 파력발전 유닛은,
상기 구동 기어의 타측에 구동축이 연결 가능한 형태로 마련되어 상기 부유체가 파도에 의한 해수면 변화에 연동되어 하강 이동함에 따라 회전하는 상기 구동기어에 의해 동작전원의 발전을 수행하는 제2발전기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치.
The method of claim 2,
The wave power generation unit,
A second generator configured to have a drive shaft connectable to the other side of the drive gear to generate power generation by the drive gear rotating as the floating body moves downward in connection with sea level changes caused by waves. Characterized by
Wave power generation device for connecting to an offshore floating platform.
 제3항에 있어서,
상기 배터리 모듈은 상기 제1발전기 및 상기 제2발전기와 충전 케이블을 통해 전기적으로 연결되어, 상기 제1발전기 또는 상기 제2발전기를 통해 발전되는 동작전원을 축전하는 것을 특징으로 하는
해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치.
The method of claim 3,
The battery module is electrically connected to the first generator and the second generator through a charging cable, and stores operating power generated through the first generator or the second generator.
Wave power generation device for connecting to an offshore floating platform.
 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치는,
상기 본체 상부에 설치되어 상기 본체가 기 설정된 해양 영역 내에서 계류하는 상태에서 해수면 위로 노출되며, 동작 전원을 공급받아 발광 가능한 조명 모듈;
상기 감지 모듈, 통신 모듈, GPS 모듈 및 조명 모듈의 동작 상태를 제어하는 제어 모듈;을 더 포함하며,
상기 배터리 모듈은 내부에 축전된 동작 전원을 상기 조명 모듈 및 제어 모듈에 공급하는 것을 특징으로 하는
해양 부유체 플랫폼 연결용 파력발전장치.The method of claim 1,
Wave power generation device for connecting the floating platform of the offshore,
A lighting module installed on the main body and exposed above sea level while the main body is moored in a preset marine area and capable of emitting light by receiving operation power;
The detection module, the communication module, the GPS module, and a control module for controlling the operation state of the lighting module; further comprises,
The battery module, characterized in that to supply the operation power stored therein to the lighting module and the control module
Wave power generation device for connecting to an offshore floating platform.
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