KR102280340B1

KR102280340B1 - 냉열을 활용하는 분산 발전시스템

Info

Publication number: KR102280340B1
Application number: KR1020190171253A
Authority: KR
Inventors: 홍주한
Original assignee: 주식회사 디이앤씨
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-07-21
Also published as: KR20210079110A

Abstract

본 발명은 냉열을 활용하는 분산 발전시스템에 관한 것으로, 전기를 발생시키는 분산발전부; 상기 분산발전부로 기화된 LNG를 공급하는 LNG부; 상기 분산발전부로부터 발전된 전기를 수요처에 공급하는 전기라인; 상기 분산발전부로부터 발생된 열을 수요처에 공급하는 난방라인; 및 상기 LNG의 기화를 통해 발생된 냉열을 공급하는 냉열공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 분산 발전으로부터 발생된 폐열을 활용함은 물론, LNG의 기화 시 발생되는 냉열을 다양한 형태로 활용하여 발전시스템 및 수요처에 공급함으로써 전체 시스템의 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 분산 발전으로부터 생성된 열을 열교환기를 통해 활용함과 동시에 ORC(Organic Rankin Cycle, 유기랭킨사이클)부를 통해 부가적으로 전기를 발전시킴으로써 발전 시스템의 효율을 증대시키고, 상기 ORC부의 냉각에도 냉열을 활용함으로써 ORC부의 동작 효율도 증대시킬 수 있다.

Description

냉열을 활용하는 분산 발전시스템{DISTRIBUTED GENERATION SYSTEM USING COLD HEAT}

본 발명은 냉열을 활용하는 분산 발전시스템에 관한 것이다.

최근 화석에너지의 고갈과 대기오염의 문제점을 극복하기 위한 여러 가지 방법이 대두 되면서 그 대안으로 연료전지의 중요성이 강조되고 있다.

연료전지는 연료의 산화에 의해 생기는 화학에너지를 직접적으로 전기에너지로 변환시키는 발전장치이며 고효율, 무공해, 무소음, 및 다양한 연료 사용가능성의 장점을 가지고 있어 미국, 일본, 독일 등 세계 여러 국가에서 기술개발이 활발히 진행되고 있다.

연료전지는 전해질 종류에 의한 작동온도와 용도에 따라 다르며, 온도에 따라, 600℃ 이상의 고온형에는 고체 산화물형 연료전지(Solid oxide fuel cell, SOFC), 용융 탄산염형 연료전지(molten carbonate fuel cell, MCFC)가 있고, 200℃ 이하 저온형에는 알카리형 연료전지(alkaline fuel cell, AFC), 인산형 연료전지(phosphoric acid fuel cell, PAFC), 고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte fuel cell, PEFC 또는 proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)가 있다.

특히 고분자 전해질 연료전지는 수소이온 전도성 고분자 막을 전해질로 사용하는 연료전지로서 다른 종류의 연료전지와 비교하여 저온에서 운전되기 때문에 이론 발전효율이 높고 전류밀도와 출력밀도가 크며 가동 및 정지가 용이한 장점이 있다. 또한, 전지구조 설계에 유연성을 가지므로 전지의 소형화에도 유리하다.

이런 특성 때문에 고분자 전해질 막 연료전지는 차세대 무공해 자동차, 휴대기구용, 주택과 건물용 등 매우 다양한 분야에서 응용될 수 있다.

고분자전해질 연료전지를 100℃ 이상의 고온에서 운전하게 될 경우, 온도에 상승에 따른 애노드(anode)와 캐소드(cathode)의 반응속도 향상으로 더 높은 출력값을 얻을 수 있고, 일산화탄소(CO)에 대한 백금 촉매 피독 현상이 감소함과 동시에 백금 사용량을 줄일 수 있어, 일산화탄소 제거(CO cleaner) 장치 없이 사용할 수 있고, 촉매 비용 절감 효과가 있으며, 개질가스를 직접 사용할 수 있고, 캐소드(cathode)극에서 발생된 물이 가스확산층(Gas diffusion layer, GDL)에서 넘쳐나는 현상을 줄일 수 있어, 물과 열 관리가 조금 더 용이해짐으로써 고분자전해질 연료전지 시스템의 전체적인 효율을 높일 수 있는 등 저온 고분자전해질막연료전지에 대비해서 많은 장점을 가지고 있다.

그리고 고온 고분자전해질막연료전지는 반응 중에 고온의 열을 배출한다. 이에 따라 이러한 고온의 열을 활용하기 위한 여러 시스템이 제안되고 있다.

그러나 기존의 시스템은 폐가스의 열을 활용하여 통상적으로 온수를 만드는 것에 그치고 있기 때문에 전체 시스템의 효율을 향상시키는 것에 한계가 있다는 문제가 있다.

한국 공개 제2013-0034909호(2013년 4월 8일 공개) 한국 공개 제2009-0047163호(2009년 5월 12일 공개)

본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 분산 발전으로부터 발생된 폐열을 활용함은 물론, LNG의 기화 시 발생되는 냉열을 다양한 형태로 활용하여 발전시스템 및 수요처에 공급함으로써 전체 시스템의 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 냉열을 활용하는 분산 발전시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 분산 발전으로부터 생성된 열을 열교환기를 통해 활용함과 동시에 ORC(Organic Rankin Cycle, 유기랭킨사이클)부를 통해 부가적으로 전기를 발전시킴으로써 발전 시스템의 효율을 증대시키고, 상기 ORC부의 냉각에도 냉열을 활용할 수 있는 냉열을 활용하는 분산 발전시스템을 제공하는 데 있다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전기를 발생시키는 분산발전부; 상기 분산발전부로 기화된 LNG를 공급하는 LNG부; 상기 분산발전부로부터 발전된 전기를 수요처에 공급하는 전기라인; 상기 분산발전부로부터 발생된 열을 수요처에 공급하는 난방라인; 및 상기 LNG의 기화를 통해 발생된 냉열을 공급하는 냉열공급부; 를 포함하는 냉열을 활용하는 분산 발전시스템에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 분산발전부는 연료전지발전, 태양열발전, 태양광발전, 풍력발전, 수력발전, 화력발전, 열병합발전, 지열발전 중 어느 하나 또는 둘 이상의 발전 설비가 연계되어 마련될 수 있다.

또한, 상기 냉열공급부는 수요처로 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 냉열공급부는 상기 분산발전부의 냉각라인과 연결되어 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

한편, 상기 분산발전부로부터 발생한 열을 회수하여 전기를 발전하는 ORC(Organic Rankin Cycle)부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 냉열공급부는 상기 ORC부의 냉각라인과 연결되어 냉열을 공급하도록 마련된다.

또한, 상기 ORC부는 둘 이상으로 마련되며, 상기 둘 이상으로 마련되는 ORC부는 상호 간 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부로 동시에 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

또는, 상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 높은 ORC부에 우선적으로 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

또는, 상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 높은 ORC부 순으로 순차적으로 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

또는, 상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 낮은 ORC부에 우선적으로 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

또는, 상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 낮은 ORC부 순으로 순차적으로 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

한편, 상기 LNG의 기화를 통해 발생된 냉열을 저장하는 냉열저장조를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의해, 분산 발전으로부터 발생된 폐열을 활용함은 물론, LNG의 기화 시 발생되는 냉열을 다양한 형태로 활용하여 발전시스템 및 수요처에 공급함으로써 전체 시스템의 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.

또한, 분산 발전으로부터 생성된 열을 열교환기를 통해 활용함과 동시에 ORC(Organic Rankin Cycle, 유기랭킨사이클)부를 통해 부가적으로 전기를 발전시킴으로써 발전 시스템의 효율을 증대시키고, 상기 ORC부의 냉각에도 냉열을 활용함으로써 ORC부의 동작 효율도 증대시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템의 구성을 나타낸 블럭도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템의 실시예를 나타낸 개념도이며,
도 3 은 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템의 다른 실시예를 나타낸 개념도이며,
도 4 는 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템의 ORC부로 공급되는 냉각수의 온도와 발전량과의 관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비한다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템은, 분산발전부(10), LNG부(20), 전기라인(30), 난방라인(40), 냉열공급부(50) 및 ORC부(60)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 분산발전부(10)는 연료전지발전, 태양열발전, 태양광발전, 풍력발전, 수력발전, 화력발전, 열병합발전, 지열발전 중 어느 하나 또는 둘 이상의 발전 설비가 연계되어 마련될 수 있으며, 시스템 구축 지역에 따라 연료전지발전 및 그 외의 1종 이상의 발전 설비가 연계되는 형태로 구축될 수 있다.

여기서, 연료전지발전은 연료의 화학반응을 통해 전기를 발생시키는 구성이다.

여기서, 상기 연료전지발전의 연료전지는 PEMFC, PAFC, MCFC, SOFC 중 어느 하나 이상이 선택되어 마련될 수 있다.

가장 기초적인 형태의 연료전지는 수소와 산소를 사용하는 것으로서, 수소와 산소가 반응하여 물이 만들어지는 반응을 사용한다. 물을 전기분해하면 양극에서는 산소가 생성되고 음극에서는 수소가 생성되는데, 이 과정을 완전히 거꾸로 진행시킴으로서 전기가 생성된다.

PEMFC의 경우 수소와 산소를 사용하는 연료전지의 음극(anode)에서는 H2인 수소가 2개의 수소 이온과 2개의 전자로 분해된다. 전자는 도선을 타고 양극(cathode)로 이동하고, 수소 이온은 전해질(electrolyte)를 통과하여 양극으로 이동하게 된다. 양극에서는 이동해온 수소 이온과 전자, 산소가 반응하여 물이 생성된다. SOFC의 경우 양극(anode)에서 산소가 산소이온과 전자로 분리되고 음극에서 산소이온, 수소, 전자가 반응하여 물이 생성된다. 이 과정에서 존재하는 전자의 이동을 전력으로서 사용한다는 것이 연료전지의 기본 개념이다.

특히, 주거 분야 및 건축물 분야에서의 연료전지의 이점은 도시가스를 공급받아 연료전지의 연료로 사용할 수 있어 설치 비용이 비싼 수소 공급 라인을 설치하지 않아도 되며, PEMFC를 적용한 시스템의 경우 개질기 모듈이 장착된 제품이 출시되어 있다.

연료전지의 연료는 수소, LNG, LPG, DME 및 연료전지의 개질이 가능한 다양한 연료로 채택될 수 있으나 본 발명에서는 LNG를 연료로 채택하였고, LNG의 기화시 발생되는 냉열을 활용하도록 시스템을 구축하였다.

LNG부(20)는 연료전지의 개질 반응을 위하여 상기 연료전지발전부(10)로 기화된 LNG를 공급하는 구성으로, LNG 탱크 및 LNG 기화기의 세부 구성을 포함할 수 있다.

전기라인(30)은 상기 분산발전부(10)로부터 발전된 전기를 수요처(D)에 공급하도록 마련되며, 난방라인(40)은 상기 수요처에 요구되는 온/냉수, 온/냉풍의 순환을 통해 수요처(D)의 냉난방을 담당하도록 마련된다.

여기서, 상기 수요처는 다양한 구조물로 마련될 수 있으며, 예를 들면, 연료전지발전시스템이 구축된 주택, 아파트, 빌딩 등 또는 공장 등의 산업 시설물, 온실 등의 식물 생장을 위한 시설물 또는 대형 선박 등 온/냉수, 온/냉풍이 요구되는 구조물로 마련될 수 있다.

냉열공급부(50)는 본 발명의 특징적 구성으로, LNG의 기화를 통해 발생된 냉열을 요구되는 수요처 또는 냉각 라인으로 공급하도록 마련된다.

상기 냉열공급부(50)는 LNG 기화로부터 발생된 냉열을 제어에 따라 요구되는 구성(도 1 의 p1, p2, p3)으로 공급하도록 마련되며, 시스템 및 배관의 설계에 따라 냉열기체 또는 냉열액체의 순환 및 유동을 통해 냉열을 공급하도록 마련될 수 있으며, 바람직하게는 LNG 기화에 따른 냉각된 열매체의 유동을 통해 냉열 활용이 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 냉열공급부(50)는 상기 수요처(D)와 연결(p3)되어 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다. 이 경우, 수요처(D)는 연료전지발전부(10)로부터 발전전원을 공급받는 주체일 수도 있으며, 해당 수요처와 연계되는 관리소, 관제실 등의 수요처와는 다른 영역일 수도 있다. 예를 들면, 수요처의 에어컨 구동 또는 냉각수 사용에 대하여 냉열공급부(50)는 냉열을 미리 설정된 수요처(D) 또는 다른 영역의 냉방라인으로 공급하도록 마련될 수 있으며, 수요처가 스마트 팜과 같은 온실로 마련될 경우, 냉열공급부(50)는 냉열로 냉각된 냉각수를 온실 상부에 분사하거나 냉열을 온실의 통풍/환기 장치에 공급하거나 온실 내부로 연결된 냉각라인으로의 냉열 공급을 통해 온실의 냉방을 구현할 수도 있다.

아울러, 본 발명의 경우 상기 분산발전부(10)로부터 발생한 열에 의해 난방수를 가열하는 열교환기(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 분산발전부(10)로부터 발생된 폐열은 상기 열교환기를 통해 온수로 활용할 수 있으며, 열교환기 구성 시 히트펌프(heat pump)를 부가하고 이에 냉열을 공급함으로써 수요처 내부 온도를 조절하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 냉열공급부(50)는 상기 분산발전부(10)의 냉각라인과 연결되어 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 분산발전부(10)는 각 개별 발전 설비의 발전 효율을 증대시키기 위하여 냉각 구성을 부가하며, 이 냉각 구성으로 냉열을 공급함으로써 발전 효율을 증대시킬 수 있다.

예를 들면, 분산발전부(10)가 연료전지발전과 태양광발전의 이종으로 마련될 경우, 냉열공급부(50)는 연료전지발전 시스템의 냉각 라인으로 일정 정도의 냉열을 공급함과 동시에 태양광발전 시스템의 태양광패널로 냉각 열매체에 의해 냉각된 냉각수를 분사하도록 마련될 수 있다.

즉, 연료전지발전 시스템으로는 냉열을 공급하고, 태양광발전 시스템으로는 냉각수 분사를 통해 패널의 온도를 하강시킴으로써 연료전지발전 시스템과 태양광발전시스템의 발전 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

아울러 본 발명의 경우, 상기 분산발전부(10)로부터 발생한 열을 회수하여 전기를 발전하는 ORC(Organic Rankin Cycle)부(60)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 유기랭킨사이클 발전의 경우 70~400도의 중, 저온 폐열을 회수하여 전력을 생산하는 발전 방식으로 물보다 증기압이 높은 유기열매체를 작동유체로 이용한다.

여기서, 상기 냉열공급부(50)는 상기 ORC부(60)의 냉각라인과 연결되어 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

상기 ORC부(60)는 ORC 응축기를 구성하며, ORC 응축기 라인(P2)으로 냉열을 공급하면, ORC 응축기의 온도 저감에 의해 ORC부(60)의 동작 효율이 증대되므로 냉열공급부(50)는 ORC 응축기로 냉열기체 또는 냉열액체를 공급하도록 마련될 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 냉열공급부(50)는 전술한 수요처(p3), 연료전지발전부(p1), ORC부(p2)로 냉열을 공급하도록 마련된다. 여기서, 냉열공급부(50)는 냉열공급에 대한 전체적인 제어를 담당하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있으며, 각 냉열 공급 지점(p1, p2, p3) 및 냉열 수요 구성의 온도 등의 상태를 감지하는 복수의 센서가 구성된다. 또한, 각 공급라인에서 냉열의 공급 여부를 결정하는 삼방밸브 또는 펌프가 구성될 수 있으며, 이러한 센서 및 라인 상의 삼방밸브 또는 펌프의 구동을 제어부에서 제어하도록 마련된다. 또한, 제어부는 각 지점으로 공급되는 냉열의 우선순위를 설정하거나 냉열 공급의 양을 조절하여 보유한 냉열을 최적으로 공급하는 기능을 포함할 수 있다. 이러한 최적 냉열 공급 기능은 시스템 설정 및 제어에 따라 다양한 형태로 구축될 수 있다. 예를 들면, 수요처(p3)에 의해 요구된 냉열 공급을 우선으로 하고 연료전지발전부(p1) 및 ORC부(p2)에 의해 요구된 냉열 공급을 차선으로 하거나, 수요처(p3)로 보유 냉열의 70% 이상을 할당하고 분산발전부(p1) 및 ORC부(p2)로 보유 냉열의 30% 이하를 할당하도록 시스템이 구축될 수 있다.

한편, 도 3 에서와 같이, 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템은 둘 이상의 ORC부(60a, 60b)가 설치될 수 있으며, 이 경우 상기 둘 이상으로 마련되는 ORC부(60a, 60b)는 상호 간 직렬 또는 병렬로 연결되어 분산발전부(10)와 연계될 수 있으며, 둘 이상으로 마련되는 ORC부의 경우 수요처가 별도의 냉열 공급이 필요치 않을 경우 채택되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 냉열공급부(50)는 상기 분산발전부(10)와 연결된 둘 이상의 ORC부에 동시에 냉열을 공급하거나, 분산발전부(10)로부터의 공급 열량이 높거나 또는 낮은 ORC부에 우선적 또는 순차적으로 냉열을 공급하도록 마련될 수 있다.

예를 들면, 도 3 의 경우, 60a 가 분산발전부와 일차측으로 연결되어 이차측으로 연결된 60b 보다 공급 열량이 높으므로 60a에 우선적으로 낮은 냉열을 공급하거나, 60a, 60b 순으로 냉열을 공급하는 방식으로 냉열공급부(50)의 냉열 공급이 이루어질 수 있으며, 또한 전술한 내용과 반대로 공급 열량이 낮은 ORC부로 냉열 공급이 이루어질 수도 있다.

아울러, 60a와 60b에 동시에 냉열 공급을 하는 것으로 시스템이 구축될 수도 있으며, 이러한 동시/공급 열량의 고하에 따른 순차적/우선적 냉열 공급은 시스템 설정, 각 냉열 공급 구성에 설치된 상태 정보를 센싱하는 센서로부터 전송된 센싱값에 기초한 제어부의 경제성 분석 등을 통해 상기 냉열 공급 방식 중 최적의 방식을 선택하도록 구축될 수도 있다.

전술한 동시 또는 우선적 또는 순차적 냉열 공급에 의하여 도 4 에서와 같이 ORC부로 공급되는 냉열 공급의 제어에 따라 ORC부의 발전 효율을 극대화시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템은 상기 LNG의 기화를 통해 발생된 냉열을 저장하는 냉열저장조(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 냉열저장조는 냉열의 상시 사용이 필요치 않을 경우(수요처가 태양광 설비 및 온실 등의 특정 케이스일 경우) 기화된 냉열에 의해 냉각된 냉각수를 저장하는 냉각수탱크 등으로 마련될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉열을 활용하는 분산 발전시스템은, 분산 발전으로부터 발생된 폐열을 활용함은 물론, LNG의 기화 시 발생되는 냉열을 다양한 형태로 활용하여 발전시스템 및 수요처에 공급함으로써 전체 시스템의 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 분산발전부
20 : LNG부
30 : 전기라인
40 : 난방라인
50 : 냉열공급부
60 : ORC부
D : 수요처

Claims

전기를 발생시키는 분산발전부;
상기 분산발전부로 기화된 LNG를 공급하는 LNG부;
상기 분산발전부로부터 발전된 전기를 수요처에 공급하는 전기라인;
상기 분산발전부로부터 발생된 열을 수요처에 공급하는 난방라인;
상기 LNG의 기화를 통해 발생된 냉열을 공급하는 냉열공급부; 및
상기 분산발전부로부터 발생한 열을 회수하여 전기를 발전하며, ORC(Organic Rankin Cycle) 응축기를 포함하는 ORC부;를 포함하고,
상기 분산발전부는 연료전지발전, 태양열발전, 태양광발전, 풍력발전, 수력발전, 화력발전, 열병합발전, 지열발전 중 어느 하나 또는 둘 이상의 발전 설비가 연계되어 마련되며,
상기 냉열공급부는 상기 분산발전부에 연계된 발전 설비를 냉각시키는 냉각라인, 상기 ORC부의 ORC 응축기와 연결된 냉각라인 및 상기 수요처에 난방라인과 연결되어 냉열을 공급하도록 마련되고,
상기 난방라인은 상기 분산발전부로부터 발생된 폐열을 통해 난방수를 가열하는 열교환기 및 상기 냉열공급부와 연결되고 상기 열교환기로부터 공급된 난방수를 수요처에 공급하는 히트펌프(Heat pump)를 포함하며,
상기 히트펌프는 상기 냉열공급부로부터 공급된 냉열을 통해 상기 열교환기에 의해 가열된 난방수의 온도를 조절하여 상기 수요처에 공급하는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 ORC부는 둘 이상으로 마련되며, 상기 둘 이상으로 마련되는 ORC부는 상호 간 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.
제7항에 있어서,
상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부로 동시에 냉열을 공급하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.
제7항에 있어서,
상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 높은 ORC부에 우선적으로 냉열을 공급하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.
제7항에 있어서,
상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 높은 ORC부 순으로 순차적으로 냉열을 공급하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.
제7항에 있어서,
상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 낮은 ORC부에 우선적으로 냉열을 공급하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.
제7항에 있어서,
상기 냉열공급부는 상기 분산발전부와 연결된 둘 이상의 ORC부 중 분산발전부로부터 공급 열량이 낮은 ORC부 순으로 순차적으로 냉열을 공급하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.
제1항에 있어서,
상기 LNG의 기화를 통해 발생된 냉열을 저장하는 냉열저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
냉열을 활용하는 분산 발전시스템.