KR102517893B1 - 열전 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

열전 발전 장치는 열전모듈 어레이 및 무부하 상태에서 열전모듈 어레이에서 획득된 온도 차이 및 전압에 기초하여 열전모듈 어레이의 이상 여부를 획득하는 제어부를 포함한다.

Description

열전 발전 장치{Thermoelectric generation device}
실시예는 열전 발전 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 제철소와 같이 고온 환경에서 전력을 생성하는 기술이 개발되고 있다.
이러한 기술 중에서, 열전 발전 장치가 있다. 열전 발전 장치는 열전모듈을 이용한다. 즉, 열전 발전 장치에서 열전모듈의 일측이 제철소의 고온 환경에 노출되도록 하고 열전모듈의 타측에 냉각수가 공급됨으로써, 열전모듈의 일측과 타측 사이의 온도 차이가 발생되는데, 이러한 온도 차이를 이용하여 전력을 생산한다.
열전 발전 장치의 열전모듈은 제철소와 같은 고온 환경에서 사용되므로, 장시간 사용하는 경우 열전모듈이 고온 환경에 견디지 못하고 소손된다.
하지만, 종래에는 이와 같이 열전모듈이 소손되어 열전 발전 장치에서 전력이 생성되지 못하는데도 이를 인지하지 못하는 문제가 있다.
특히, 종래에는 열전모듈의 소손을 미리 파악하지 못하여 그에 따른 대응을 하지 못해 열전모듈 교체에 따른 비용이 증가되는 문제가 있다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 열전모듈의 이상 여부를 미리 파악할 수 있는 열전 발전 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 열전모듈의 수명을 예측할 수 있는 열전 발전 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 열전모듈이 성능 저하되거나 소손되기 전에 대응 조치를 취할 수 있는 열전 발전 장치를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 열전 발전 장치는, 열전모듈 어레이; 및 무부하 상태에서 상기 열전모듈 어레이에서 획득된 온도 차이 및 전압에 기초하여 상기 열전모듈 어레이의 이상 여부를 획득하는 제어부를 포함한다.
실시예에 따른 열전 발전 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 무부하 상태에서 온도 차이에 따른 전압이 생성될 때, 온도 차이에 따른 전압에 기초하여 열전모듈 어레이 또는 열전모듈의 이상 유무를 파악하여, 조업에 방해주지 않으면서 열전모듈 어레이 또는 열전모듈을 수리 또는 교체할 수 있어, 신속한 대응 조치를 통해 발전 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 부하 상태에서 최대 출력이 출력되도록 전류를 가변하여 전압을 조절할 때, 전류에 대한 전압의 기울기에 기초하여 열전모듈 어레이 또는 열전모듈의 이상 유무를 파악하여, 조업에 방해주지 않으면서 열전모듈 어레이 또는 열전모듈을 수리 또는 교체할 수 있어, 신속한 대응 조치를 통해 발전 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 초기 발전시뿐만 아니라 부하 상태로 가동 중일 때에도 항시 실시간으로 열전모듈 어레이 또는 열전모듈의 이상 여부를 파악하여, 관리 성능을 향상시켜 제품 수명을 연장할 수 있다는 장점이 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 열전 발전 장치를 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 열전 발전 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 실시예에 따른 열전모듈 어레의 일 예시를 도시한 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 열전모듈 어레이의 다른 예시를 도시한 단면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 열전 발전 장치에서의 열전모듈 진단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 초기 발전시의 안정화 구간을 설명하는 도면이다.
도 7은 온도 차이와 전압 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 열전 발전 장치에서의 열전모듈 진단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9는 전류와 전압 간의 관계를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 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 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
실시예는 제철소, 태양광, 지열 등과 같은 같은 고온 환경에서 전력을 생산할 수 있는 열전 발전 장치에 관한 것이다. 예컨대, 제철소에서는 철광석을 용광로에 녹여, 일련의 과정을 거쳐 불순물을 제거한 후, 이를 원하는 형상으로 제조할 수 있다. 철광석을 녹일 때 고온의 열이 발생하는데, 이 열은 통상 폐열로 버려진다. 이와 같이 버려지는 폐열을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 장치가 열전 발전 장치이다. 열전 발전 장치는 열전모듈을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 열전 발전 장치를 도시하고, 도 2는 실시예에 따른 열전 발전 장치를 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 열전 발전 장치(100)는 열전모듈 어레이(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 실시예에서는 하나의 열전모듈 어레이(110)로 한정하여 설명하고 있지만, 2개 이상의 열전모듈 어레이이 구비될 수도 있다. 2개 이상의 열전모듈 어레이가 구비되는 경우, 이러한 2개 이상의 여전모듈 어레이가 패키징화되어 열전모듈 패키지로 제조될 수 있다.
열전모듈 어레이(110)는 제어부(120)의 제어 하에 전력을 생산할 수 있다. 제어부(120)는 생산된 전력을 ESS 장치(140)에 저장하거나 계통(130)으로 공급할 수 있다. 계통(130)은 교류 계통이나 직류 계통일 있다. 예컨대, 직류 계통은 고압 직류 전압(high voltage direct current) 계통일 수 있다.
열전모듈 어레이(110)는 복수의 열전모듈(1110 내지 1140)을 포함할 수 있다. 복수의 열전모듈(1110 내지 1140)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
도면에는 2*4의 매트릭스 형태로 8개의 열전모듈이 도시되고 있지만, 수십 개 내지 수백 개의 열전모듈이 배열될 수도 있다. 즉, 열전모듈 어레이(110)의 용량이나 열전모듈 어레이(110)의 설치할 점유 면적 등을 고려하여 열전모듈의 개수와 배열이 설계될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 열전모듈(1110 내지 1140)이 나란하게 배치될 수 있다. 각 열전모듈(1110 내지 1140)은 열전소자(111, 1121, 1131, 1141), 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142) 및 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)를 포함할 수 있다.
열전소자(111, 1121, 1131, 1141)는 서로 반대 방향으로 작동하는 두 개의 반도체를 연결해 만들어질 수 있다. 즉, 열전소자(111, 1121, 1131, 1141)는 N형 열전반도체 및 P형 열전반도체를 포함할 수 있다. 이러한 열전소자(111, 1121, 1131, 1141)에 열이 가해지면, N형 반도체와 P형 열전반도체가 서로 연결된 지점에서 전기(전력)가 생산될 수 있다. 따라서, 열전 발전 장치(100)는 이러한 열전소자(111, 1121, 1131, 1141)를 포함한 열전모듈(1110 내지 1140)을 이용하여 발전을 수행할 수 있다.
냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)는 냉각수 공급부(105)로부터 공급된 냉각수에 의해 냉각되는 플레이트일 수 있다. 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)는 열전 소자의 일 측 상에 설치될 수 있다. 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)에는 냉각수가 흐를 수 있는 튜브가 구비될 수 있다.
열전모듈(1110 내지 1140)의 각 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)는 냉각수 공급관(135)으로 연결될 수 있다. 따라서, 냉각수 공급부(105)는 냉각수 공급관(135)과 각 열전모듈(1110 내지 1140)의 튜브를 통해 각 열전모듈(1110 내지 1140)에 냉각수를 공급할 수 있다.
히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)는 열을 수집하는 부재로서, 열전소자(111, 1121, 1131, 1141)의 타측에 설치될 수 있다. 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)는 히트 플레이트, 컬렉터 플레이트 등으로 불려질 수도 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143)는 각 열전모듈(1110 내지 1140)에 개별적으로 설치될 수도 있다. 또는 도 4에 도시한 바와 같이, 히트 컬렉터(1150)는 각 열전모듈(1110 내지 1140)에 공통으로 설치될 수도 있다. 예컨대, 제철소의 용광로 주변에 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)가 위치되는 경우, 용광로에서 발생된 열이 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)에 의해 수집될 수 있다.
이러한 경우, 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)의 냉각과 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)에서 수집된 열에 의해 온도 차이가 발생되고, 이러한 온도 차이에 의해 전력이 생산될 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 열전모듈(1110 내지 1140)는 온도 차이에 따라 상이한 전압을 생성할 수 있다. 전압은 온도 차이에 비례하여 생성될 수 있다. 즉, 온도 차이가 클수록 전압도 커질 수 있다.
열전모듈(1110 내지 1140)에서 초기에 생성된 전압은 무부하 상태에서의 전압, 즉 개방 전압(open-circuit voltage)일 수 있다. 이 전압은 ESS 장치(140)나 계통(130)으로 공급되기 전의 전압일 수 있다.
예컨대, 제1 온도 센서(155)가 열전모듈 어레이(110)에 설치되고, 제2 온도 센서(170)가 냉각수 공급관(135)에 설치될 수 있다.
제1 온도 센서(155)는 도 3에 도시한 바와 같이 복수의 제1 온도 센서(161 내지 164)로 구비되거나, 도 4에 도시한 바와 같이 하나의 제1 온도 센서(166)가 설치될 수 있다.
일 예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 온도 센서(161 내지 164)가 열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143)에 설치되어, 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143)의 온도가 측정될 수 있다.
다른 예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 열전모듈(1110 내지 1140)에 히트 컬렉터(1150)가 공통으로 설치되는 경우, 하나의 제1 온도 센서(166)가 설치될 수 있다. 공통으로 설치된 히트 컬렉터(1150)에 2개 이상의 제1 온도 센서(166)가 설치될 수도 있다.
한편, 냉각수 공급관(135) 상에 적어도 하나 이상의 제2 온도 센서(170)가 설치되어, 냉각수의 온도가 측정될 수 있다.
열전모듈(1110 내지 1140)과 제어부(120) 사이에는 전력선(150, 201 내지 210)이 배치될 수 있다. 열전모듈(1110 내지 1140)에서 생성된 전압이 전력선(150, 201 내지 210)을 통해 제어부(120)로 전달될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 각 열전모듈(1110 내지 1140)과 제어부(120) 사에에 2개의 전력선(201 내지 208)이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제어부(120)에서 각 열전모듈(1110 내지 1140)에 연결된 2개의 전력선(201 내지 208)이 서로 직렬로 연결될 수 있다. 따라서, 각 열전모듈(1110 내지 1140)에서 생성된 전압이 더해지게 되어 전압이 증가될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 전력선(209)이 복수의 열전모듈(1110 내지 1140) 중 제1 열전모듈(1110)에 전기적으로 연결되고, 제2 전력선(210)이 복수의 열전모듈(1110 내지 1140) 중 제4 연전모듈(1140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 아울러, 각 열전모듈(1110 내지 1140)은 연결 전력선(143)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제1 전력선(209)은 양의 전력선이고, 제2 전력선(210)은 음의 전력선일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 연결 구성에 의해 각 열전모듈(1110 내지 1140)에서 생성된 전압의 합이 제1 및 제2 전력선(209, 210)을 통해 제어부(120)로 전달될 수 있다.
열전모듈(1110 내지 1140)과 제어부(120) 사이 그리고 냉각수 공급관(135)과 제어부(120) 사이에 신호선(160, 1610, 1620)이 배치될 수 있다. 예컨대, 열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)에서 측정된 제1 온도가 제1 신호선(1610)을 통해 제어부(120)로 전달될 수 있다. 예컨대, 냉각수 공급관(135)에서 측정된 제2 온도가 제2 신호선(1620)을 통해 제어부(120)로 전달될 수 있다. 제1 온도는 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도이고, 제2 온도는 냉각수의 온도일 수 있다.
제어부(120)는 열전모듈 어레이(110)를 제어하여 전압을 생성하도록 하고, 상기 생성된 전력을 ESS 장치(140)에 저장하거나 계통(130)으로 공급할 수 있다.
실시예에 따른 열전 발전 장치(100)가 가동되어 초기 발전시, 도 6에 도시한 바와 같이, 전압이 포화될 때까지 일정 시간이 소요될 수 있다. 즉 전압이 생성되기 시작한 이후부터 전압이 포화될 때까지의 구간이 안정화 구간으로 정의될 수 있다. 안정화 구간은 예컨대, 4분 내지 6분일 수 있지만, 이는 열전모듈 어레이(110)의 규모나 여러 주변 상황에 따라 달라질 수 있다.
열전 발전 장치(100)는 예컨대 제철소의 용광로와 함께 가동될 수 있다. 예컨대, 제철소의 용광로가 가동되어 열이 발생되면, 열전 발전 장치(100)의 각 열전모듈(1110 내지 1140)이 이 열에 기초한 온도 차이에 따라 전압이 생성되고, 이 전압에 기초하여 최대 출력이 ESS 장치(140) 장치(140)나 계통(130)에 공급될 수 있다. 예컨대, 제철소의 용광로의 가동이 중지되는 경우 열이 발생되지 않으며, 이에 따라 열전모듈(1110 내지 1140)에 온도 차이가 발생하지 않아 전압도 생성되지 않으므로, 열전 발전 장치(100)의 가동도 중지될 수 있다.
안정화 구간에 생성된 전압은 불안정한 전압으로서 ESS 장치(140)나 계통(130)에 공급하기에 부적당할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 안정화 구간 이후에 생성된 전압에 기반한 전력을 ESS 장치(140)나 계통(130)에 공급할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
발전이 시작되면, 제어부(120)는 발전이 시작되면, 냉각수 공급부(105)를 제어하여 냉각수가 열전모듈 어레이(110)의 열전모듈(1110 내지 1140) 각각으로 공급되도록 할 수 있다.
예컨대, 발전의 시작은 예컨대, 제철소의 용광로가 가동될 때일 수 있다. 예컨대, 발전의 시작은 제철소의 용광로가 가동되어 열이 발생된 후, 일정 시간이나 시일이 지난 후일 수 있다. 즉, 열전 발전 장치(100)의 필요에 따라, 발전이 시작되거나 종료될 수 있다. 여기서, 발전의 종료는 열전 발전 장치(100)를 통해 더 이상 전력을 생산하지 않는 것을 의미할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 전력변환 제어부(121) 및 열전 제어부(122)를 포함할 수 있다.
전력변환 제어부(121)는 MPPT 제어를 수행하여, 최대의 출력이 출력되도록 제어할 수 있다. 최대의 출력은 ESS 장치(140) 또는 계통(130)에 공급될 수 있다. MPPT 제어는 최대의 출력(또는 전력)이 출력되도록 전류를 가변하여 열전모듈 어레이(110)에서 생성된 전압을 조절하는 제어 방식일 수 있다. 이러한 MPPT 제어 방식을 이용함으로써, 항상 최대 출력이 출력되어 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
전력변환 제어부(121)는 인버터를 포함하는 인버터 장치일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
전력은 전류와 전압의 곱에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 전류가 증가할수록 전압은 작아지고, 전류가 감소할수록 전압은 커질 수 있다. 즉, 전류와 전압은 반비례 관계를 가질 수 있다. MPPT 제어를 통해, 전류를 가변하여 전압을 조절함으로써 최대 출력이 출력될 수 있다.
열전 제어부(122)는 열전모듈 어레이 또는 열전모듈(1110 내지 1140)을 제어할 수 있다. 예컨대, 열전 제어부(122)는 냉각수 공급부(105)를 제어하여 냉각수가 열전모듈 어레이(110)의 각 열전모듈(1110 내지 1140)로 공급할 수 있다. 예컨대, 열전 제어부(122)는 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)를 진단하여, 그에 상응하는 조치를 취하도록 제어할 수 있다.
한편, 열전모듈(1110 내지 1140)은 예컨대, 제철소의 용광로의 온도를 고려하여 정격 온도가 설정되어 있다. 하지만, 제철소의 용광로는 매분, 매시간, 매일, 매주 등과 같이 시시각각 온도가 달라질 수 있다. 특히, 갑작스런 발작에 의해 온도가 순간적으로 급격히 올라가는 상황이 발생될 수도 있다.
이와 같이, 제철소의 용광로의 온도가 불안정한 상황에 실시예에 따른 열전 발전 장치(100)가 장시간 노출되는 경우, 용광로의 급격히 상승한 열에 의해 열전모듈 어레이(110)나 열전모듈(1110 내지 1140)의 성능이 저하되거나 열전모듈 어레이(110)나 열전모듈(1110 내지 1140)이 소손될 수 있다. 열전모듈(1110 내지 1140)의 성능이라 함은 열전모듈(1110 내지 1140)의 전압 생성 능력으로서, 예컨대 동일한 온도 차이에 대해 정상일 때에는 100V의 전압을 생성하는데 반해, 비정상일 때에는 80V의 전압을 생성할 수 있다.
실시예는 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 제시된 것으로서, 열전모듈(1110 내지 1140)의 이상 유무를 미리 파악하여, 그에 상응하는 신속한 대응 조치를 통해 발전 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며 비용을 절감할 수 있다.
일 예로, 제어부(120), 즉 열전 제어부(122)는 무부하 상태에서 열전모듈 어레이(110)에서 획득된 온도 차이 및 전압에 기초하여 열전모듈(1110 내지 1140)의 이상 유무를 획득할 수 있다. 이는 도 5 및 도 7과 관련하여 나중에 설명한다.
다른 예로, 제어부(120), 즉 열전 제어부(122)는 부하 상태에서 최대 전력이 출력되도록 전류를 가변하여 전압을 조절할 때, 전류 및 전압 간의 관계에 기초하여 열전모듈 어레이(110)의 이상 유무를 획득할 수 있다. 이는 도 8 및 도 9와 관련하여 나중에 설명한다.
예컨대, 제어부(120)는 전류 센서(123)과 전압 센서(124)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 전류 센서(123)와 전압 센서(124)는 제어부(120)와 별개로 구비될 수도 있다. 전류 센서(123)는 전류를 감지하고, 전압 센서(124)는 전압을 감지할 수 있다. 예컨대, 전류 센서(123)는 전류미터(current meter)이고, 전압 센서(124)는 전압 미터(voltage meter)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
전류를 가변하여 전압을 조절할 때, 전류 센서(123) 및 전압 센서(124) 각각이 전류 및 전압을 감지할 수 있다. 제어부(120)는 상기 감지된 전류 및 전압에 기초하여 전류 및 전압 간의 관계를 산출하고, 그 산출된 전류 및 전압 간의 관계에 기초하여 열전모듈 어레이(110)의 이상 유무를 획득할 수 있다.
<제1 실시예>
도 5는 제1 실시예에 따른 열전 발전 장치에서의 열전모듈 진단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 제어부(120)는 제1 온도 및 제2 온도를 획득할 수 있다(S311).
예컨대, 제1 온도 센서(155)는 열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)에 설치되어 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도, 즉 제1 온도를 측정하여 제어부(120)로 전달할 수 있다. 제어부(120)는 제1 온도 센서(155)에서 측정된 제1 온도를 획득할 수 있다. 제1 온도는 주변 열에 의해 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)에 의해 수집된 온도일 수 있다. 주변 열이라 함은 예컨대, 제철소의 용광로에서 발생된 열일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제2 온도 센서(170)는 냉각수 공급관(135)에 설치되어 냉각수 공급관(135)을 흐르는 냉각수의 온도, 즉 제2 온도를 측정하여 제어부(120)로 전달할 수 있다. 제어부(120)는 제2 온도 센서(170)에서 측정된 제2 온도를 획득할 수 있다.
제어부(120)는 무부하 상태에서의 전압을 획득할 수 있다(S312).
예컨대, 제철소의 용광로가 가동되어 철광석이 용광로에서 녹여지는 공정이 수행되고, 이때 고온의 열이 발생될 수 있다. 제어부(120)의 제어하여 발전이 시작되면, 냉각수 공급부(105)로부터 열전모듈 어레이(110)로 냉각수가 공급될 수 있다. 이러한 경우, 열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)와 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142) 사이에 온도 차이가 발생되고, 이러한 온도 차이에 대응하는 전압이 생성될 수 있다.
열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)가 예컨대, 제출소의 용광로에서 발생된 열이 수집되므로, 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도가 증가될 수 있다. 냉각수가 흐름에 따라 열전모듈(1110 내지 1140)의 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)는 냉각될 수 있다. 이에 따라, 열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도와 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142) 사이의 온도 사이에 온도 차이가 발생할 수 있다. 예컨대, 온도 차이가 커질수록 전압 또한 비례하여 커질 수 있다.
예컨대, 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)의 온도가 일정한 경우, 온도 차이는 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도에 따라 달라질 수 있다. 즉, 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도가 커질수록 온도 차이가 커질 수 있다. 예컨대, 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)의 온도와 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도가 일정한 경우, 온도 차이 또한 일정한 값을 가질 수 있다.
냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)의 온도가 일정한 것으로 설명하고 있지만, 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)의 온도 또한 냉각수 공급부(105)에서 공급되는 냉각수의 온도에 따라 달라질 수 있다.
제어부(120)는 전압의 안정화 여부를 획득할 수 있다(S313).
도 6에 도시한 바와 같이, 발전이 시작되면, 주변 열이 열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)에 수집될 수 있다. 주변 열에 의해 열전모듈(1110 내지 1140)의 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 온도가 점진적으로 증가될 수 있다. 아울러 냉각수 공급부(105)는 냉각수를 열전모듈 어레이(110)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 열전모듈 어레이(110)에 포함된 각 열전모듈(1110 내지 1140)의 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)가 점진적으로 냉각되어 온도가 낮아질 수 있다.
이와 같이, 발전이 시작되면, 열전모듈 어레이(110)의 각 열전모듈(1110 내지 1140)에서의 온도 차이가 점진적으로 증가되고, 점진적으로 증가하는 온도 차이에 의해 전압 또한 점진적으로 커질 수 있다. 이와 같이 증가되는 온도 차이는 포함될 수 있다. 이는 히트 컬렉터(1113, 1123, 1133, 1143, 1150)의 열 수집 성능의 한계와 냉각 플레이트(1112, 1122, 1132, 1142)의 냉각 성능의 한계에 기인할 수 있다.
따라서, 발전이 시작되어 전압이 발생되는 시점부터 전압이 포함되는 시점까지의 구간이 안정화 구간으로 정의될 수 있다.
제어부(120)는 열전모듈 어레이(110)에서 생성된 전압의 변화에 기초하여 전압의 안정화 여부를 획득할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 열전모듈 어레이(110)에서 생성된 전압의 변화가 없는 경우, 전압이 안정화된 것으로 결정할 수 있다.
제어부(120)는 제1 온도와 제2 온도 사이의 온도 차이를 획득할 수 있다(S314).
제1 온도 센서(155)에서 측정된 제1 온도와 제2 온도 센서(170)에서 측정된 제2 온도에 기초하여 온도 차이가 산출될 수 있다. 제1 온도가 제2 온도보다 크므로, 제1 온도에서 제2 온도를 감산한 값이 온도 차이로 산출될 수 있다.
제어부(120)는 전압 안정화 여부를 획득할 때까지 온도 차이를 산출하지 않을 수 있다.
다른 예로서, S314는 S313보다 먼저 수행될 수도 있다. 이러한 경우, 제어부(120)가 전압의 안정화 여부를 획득하는 것에 상관없이 온도 차이를 획득할 수 있다.
제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 기준값보다 작은지 여부를 획득할 수 있다. 제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 기준값보다 일정 범위 벗어난 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정하고 알람을 출력할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 열전모듈(1110 내지 1140)의 온도 차이에 따라 상이한 전압이 생성될 수 있다. 제어부(120)는 열전모듈 어레이(110)에서 생성된 전압을 획득할 수 있다.
제어부(120)는 제1 온도 센서(155)와 제2 온도 센서(170) 각각에서 제1 온도 및 제2 온도가 측정될 때에 열전모듈 어레이(110)에서 생성된 전압을 제1 온도 및 제2 온도 사이의 온도 차이에 따른 전압으로 결정할 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 제1 오차 전압보다 작은지 여부를 획득할 수 있다(S315).
도 7에 도시한 바와 같이, 제1 오차 전압(232)은 기준값(231) 대비 제1 오차율(241)에 해당할 수 있다. 즉, 제1 오차 전압(232)은 기준값(231)보다 제1 오차율(241)만큼 작을 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 기준값(231)과 일치하는 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 정상인 것으로 결정할 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 제1 오차 전압(232)과 같거나 큰 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 정상인 것으로 결정할 수 있다.
제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 제1 오차 전압(232)보다 작은 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정하고 1차 경고를 나타내는 알람을 출력할 수 있다(S316). 예컨대, 1차 경고를 나타내는 알람은 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)의 성능이 저하됨을 나타낼 수 있다.
온도 차이에 따른 전압이 제1 오차 전압(232)보다 작은 경우, 제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 제2 오차 전압(233)보다 작은지 여부를 획득할 수 있다(S317).
도 7에 도시한 바와 같이, 제2 오차 전압(233)은 기준값(231) 대비 제2 오차율(242)에 해당할 수 있다. 즉, 제2 오차 전압(233)은 기준값(231)보다 제2 오차율(242)만큼 작을 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 제2 오차 전압(233)과 같거나 큰 경우, 1차 경고를 나타내는 알람을 출력할 수 있다.
제어부(120)는 온도 차이이 따른 전압이 제2 오차 전압(233)보다 작은 경우, 2차 경고를 나타내는 알람을 출력할 수 있다(S318).
예컨대, 2차 경고를 나타내는 알람은 1차 경고보다 강도가 더 센 것으로서, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)의 성능이 현저히 떨어지거나 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 소손됨을 나타낼 수 있다.
1차 경고를 나타내는 알람이나 2차 경고를 나타내는 알람은 음성 출력부(미도시)를 통해 출력될 수 있다.
실시예에서는 온도 차이에 따른 전압이 제1 오차 전압(232)과 제2 오차 전압(233)과 비교를 하는 것으로 설명하고 있지만, 이보다 더 많은 오차 전압과의 비교를 통해 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)의 상태를 보다 상세하고 정밀하게 알람으로 출력할 수도 있다.
한편, 제어부(120)는 온도 차이에 따른 전압이 제1 오차 전압(232)과 같거나 크거나 제2 오차 전압(233)과 같거나 큰 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 정상인 것으로 결정하고 부하 상태에서의 전력 공급을 시작할 수 있다(S319).
실시예에 따르면, 무부하 상태에서 온도 차이에 따른 전압이 생성될 때, 온도 차이에 따른 전압에 기초하여 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)의 이상 유무를 파악하여, 조업에 방해주지 않으면서 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)을 수리 또는 교체할 수 있어, 신속한 대응 조치를 통해 발전 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며 비용을 절감할 수 있다.
<제2 실시예>
도 8은 제2 실시예에 따른 열전 발전 장치에서의 열전모듈 진단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 8을 참조하면, 무부하 상태에서의 전력 생산이 수행된 후, 제어부(120)는 부하 상태에서 출력(또는 전력)이 공급되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 최대 출력이 출력되도록 제어할 수 있다(S321).
부하 상태에서의 출력 공급이란 열전모듈 어레이(110)에서 생성되는 전압을 이용하여 최대 출력으로 출력하는 것을 의미할 수 있다. 이를 위해, 제어부(120)는 최대 출력이 출력되도록 전류를 가변하여 열전모듈 어레이(110)에서 생성되는 전압을 조절할 수 있다. 이러한 제어 방식은 MPPT 제어 방식으로 불려질 수 있다.
제어부(120)는 MPPT 제어 방식으로 출력된 최대 출력을 ESS 장치(140)이나 계통(130)으로 공급할 수 있다.
제어부(120)는 전류 및 전압을 획득할 수 있다(S322).
전류 센서(123)에 의해 전류가 감지되고, 전압 센서(124)에 의해 전압이 감지될 수 있다. 제어부(120)는 이와 같이 감지된 전압 및 전류를 획득할 수 있다.
제어부(120)는 전류에 대한 전압의 기울기를 획득할 수 있다(S323).
MPPT 제어를 통해 전류가 가변됨에 따라 전압도 조절되고, 이에 따라 전류 센서(123) 및 전압 센서(124) 각각에서 생성된 전류 및 전압도 가변될 수 있다.
예컨대, 도 9에 도시한 바와 같이, 전류와 전압은 반비례 관계를 가질 수 있다. 예컨대, 전류가 증가할수록 전압은 작아지고, 전류가 감소할수록 전압은 커질 수 있다. 이와 같은 반비례 관계를 이용하여 최대 출력이 출력될 수 있다.
열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 정상일 때에 전류에 대한 전압의 기울기를 기준 기울기(251)로 설정할 수 있다. 기울 기울기는 전류의 변화에 대한 전압의 변화의 비율로 정의될 수 있다. 상술한 바와 같이, 전류가 증가할수록 전압은 작아질 있다. 기준 기울기(251)는 전류의 변화에 대한 전압의 변화에 대한 비율로 정의될 수 있다. 이때, 전압과 전류가 반비례 관계이므로, 기준 기울기(251)는 음의 값을 가질 수 있다. 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 정상 상태인 경우에, 해당 열전모듈 어레이(110)에서 생성된 전압의 변화와 전류의 변화에 기초하여 최대 출력을 출력하는 반복 실험을 통해, 기울 기울기가 설정될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 전류의 가변에 따른 전압의 변화에 기초하여 전류에 대한 전압의 기울기를 획득할 수 있다.
제어부(120)는 전류에 대한 전압의 기울기가 기준 기울기(251)와 일치하는지 여부를 획득할 수 있다(S324).
제어부(120)는 전류에 대한 전압의 기울기가 기준 기울기(251)와 일치하는 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 정상인 것으로 결정하고, S321로 이동하여 MPPT 제어 방식을 이용하여 최대 출력이 출력되도록 제어할 수 있다.
제어부(120)는 전류에 대한 전압의 기울기가 기준 기울기(251)와 일치하지 않는 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정하고 알람을 출력할 수 있다(S325).
제어부(120)는 전류에 대한 전압의 기울기가 기준 기울기(251)보다 작거나 큰 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정하고 알람을 출력할 수 있다. 알람은 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)의 성능 저하나 소손 상태를 나타내는 음성 출력일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 9에 도시한 바와 같이, 전류에 대한 전압의 기울기가 비정상 기울기(252, 253)인 경우, 해당 비정상 기울기가 기준 기울기(251)와 일치하지 않거나 벗어나게 되어, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정될 수 있다.
예컨대, 기준 기울기(251)가 -1인데, 전류에 대한 전압의 기울기가 -0.7인 경우 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정될 수 있다. 예컨대, 기준 기울기(251)가 -1인데, 전류에 대한 전압의 기울기가 -2인 경우 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정될 수 있다.
제어부(120)는 전류에 대한 전압의 기울기가 기준 기울기(251)보다 소정의 오차 비율을 벗어난 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정하고 알람을 출력할 수 있다.
오차 비율은 서로 상이한 복수의 오차 비율로 세분화될 수 있다.
예컨대, 오차 비율이 20%이고, 기준 기울기(251) -1이라고 하면, 전류에 대한 전압의 기울기가 -1의 20%인 -0.8 이하 또는 -1.2 이상인 경우, 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)이 비정상인 것으로 결정될 수 있다.
실시예에 따르면, 부하 상태에서 최대 출력이 출력되도록 전류를 가변하여 전압을 조절할 때, 전류에 대한 전압의 기울기에 기초하여 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)의 이상 유무를 파악하여, 조업에 방해주지 않으면서 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)을 수리 또는 교체할 수 있어, 신속한 대응 조치를 통해 발전 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며 비용을 절감할 수 있다.
실시예에 따르면, 초기 발전시뿐만 아니라 부하 상태로 가동 중일 때에도 항시 실시간으로 열전모듈 어레이(110) 또는 열전모듈(1110 내지 1140)의 이상 여부를 파악하여, 관리 성능을 향상시켜 제품 수명을 연장할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
100: 열전 발전 장치
105: 냉각수 공급부
110: 열전모듈 어레이
120: 제어부
121: 전력변환 제어부
122: 열전 제어부
123: 전류 센서
124: 전압 센서
130: ESS 장치
135: 냉각수 공급관
140: 계통
143: 연결 전력선
150, 201 내지 210: 전력선
155, 161 내지 164, 166: 제1 온도 센서
160, 1610, 1620: 신호선
170: 제2 온도 센서
231: 기준값
232: 제1 오차 전압
233: 제2 오차 전압
241, 242: 오차율
251: 기준 기울기
252, 253: 비정상 기울기
1110 내지 1140: 열전모듈
1111, 1121, 1131, 1141: 열전소자
1112, 1122, 1132, 1142: 냉각 플레이트
1113, 1123, 1133, 1143, 1150: 히트 컬렉터

Claims (14)

  1. 열전모듈 어레이; 및
    무부하 상태에서 전력을 생산하고, 부하 상태에서 상기 생산된 전력을 ESS 장치나 계통으로 공급하록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 무부하 상태는 상기 ESS 장치나 상기 계통에 연결되기 전의 상태이고,
    상기 부하 상태는 상기 ESS 장치나 상기 계통에 연결된 후의 상태이며,
    상기 제어부는,
    상기 무부하 상태에서 상기 열전모듈 어레이에서 획득된 온도 차이에 따른 전압에 기초하여 1차적으로 상기 열전모듈 어레이의 이상 여부를 획득하고,
    상기 부하 상태에서 상기 열전모듈 어레이에서 획득된 온도 차이에 따른 전압을 조절하기 위해 전류를 가변하여 최대 출력이 출력되도록 제어할 때, 상기 전류 및 상기 전압 간의 관계에 기초하여 2차적으로 상기 열전모듈 어레이의 이상 여부를 획득하는 제어부
    를 포함하는
    열전 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도 차이 및 전압에 기초하여 온도 차이에 따른 전압을 획득하고,
    상기 획득된 온도 차이에 따른 전압을 기준값과 비교하고,
    비교 결과 상기 온도 차이에 따른 전압이 상기 기준값보다 일정 범위 벗어난 경우, 상기 열전모듈 어레이가 비정상인 것으로 결정하는
    열전 발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일정 범위는 상기 온도 차이에 따른 전압이 상기 기준값 대비 제1 오차율에 해당하는 제1 오차 전압보다 작고,
    상기 제어부는,
    상기 온도 차이에 따른 전압이 상기 제1 오차 전압보다 작은 경우, 1차 경고를 나타내는 알람을 출력하는
    열전 발전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일정 범위는 상기 온도 차이에 따른 전압이 상기 기준값 대비 제2 오차율에 해당하는 제2 오차 전압보다 작고,
    상기 제2 오차율은 상기 제1 오차율보다 크며,
    상기 제어부는,
    상기 온도 차이에 따른 전압이 상기 제2 오차 전압보다 작은 경우, 2차 경고를 나타내는 알람을 출력하는
    열전 발전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열전모듈 어레이는 복수의 열전모듈을 포함하는
    열전 발전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열전모듈의 히트컬렉터의 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 및
    상기 열전모듈 어레이로 공급되는 냉각수의 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 온도와 상기 제2 온도 사이의 온도 차이를 획득하는
    열전 발전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 히트컬렉터는 상기 복수의 열전모듈에 공통으로 설치되고,
    상기 제1 온도 센서는 상기 히트컬렉터에 설치되는
    열전 발전 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 히트컬렉터는 상기 복수의 열전모듈 각각에 개별적으로 설치되고,
    상기 제1 온도 센서는 상기 복수의 열전모듈 각각의 히트컬렉터에 설치되는
    열전 발전 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무부하 상태에서 안정화 구간을 지난 후에 상기 열전모듈 어레이의 이상 여부를 획득하는
    열전 발전 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류를 측정하는 전류 센서; 및
    상기 전압을 측정하는 전압 센서를 포함하는
    열전 발전 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전류 및 상기 전압 간의 관계는 상기 전류에 대한 전압의 기울기인
    열전 발전 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류에 대한 전압의 기울기를 기준 기울기와 비교하고,
    비교 결과, 상기 전류에 대한 전압의 기울기가 상기 기준 기울기와 불일치하는 경우, 상기 열전모듈 어레이가 비정상인 것으로 결정하는
    열전 발전 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류에 대한 전압의 기울기가 상기 기준 기울기보다 일정 비율 벗어난 경우, 상기 열전모듈 어레이가 비정상인 것으로 결정하는
    열전 발전 장치.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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