KR20030061431A - 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치 - Google Patents
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Abstract
태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 장치는 태양으로부터의 광 에너지를 수집하기 위한 태양 에너지 수집 장치(1)와, 물을 그 내부에 보유하기 위한 탱크(2)를 포함한다. 탱크(2)는 태양 에너지 수집 장치(1)에 대해서 제 위치에 유지되어 태양 에너지 수집 장치(1)가 이 장치에 의해 수집된 광 에너지를 탱크(2)로 배향시킬 수 있으며, 이에 의해 탱크의 온도를 상승시켜 탱크내의 물을 증기로 변환시킨다. 증기 터빈 및 발전기 조립체(3)는 탱크(2)에 결합되고, 탱크로부터의 증기를 수신하여 전기 에너지를 생성한다.
Description
태양 전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 기술 분야에 유용한 반면에, 높은 전력 출력을 생성하는데는 적당하지 않으며, 실행하기 위해서는 비용이 많이 든다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 탱크내의 물을 증기로 변환하고, 또한 전기 에너지로 전환되는 태양 에너지를 수집할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 태양 에너지를 전기 에너지로 전환하기 위하 장치는 태양으로부터의 광 에너지를 수집하기 위한 태양 에너지 수집 장치와, 물을 내부에 보유하기 위한 탱크를 포함한다. 탱크는 태양 에너지 수집 장치에 대해서 제 위치에 유지되어 태양 에너지 수집 장치가 이 장치에 의해 수집된 광 에너지를 탱크로 배향시킬 수 있으며, 이에 의해 탱크의 온도를 상승시켜 탱크내의 물을 증기로 변환시킨다. 증기 터빈은 탱크에 연결되어 있고, 탱크로부터의 증기를 수신하여 증기 에너지로부터 기계적 회전 운동을 생성한다. 전력 발전기는 기계적 회전 운동을 전기 에너지로 전환시키기 위해 증기 터빈에 연결되어 있다.
본 발명은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치에 관한 것이며, 특히 탱크내의 물을 증기로 전환시키기 위해서 태양 에너지 수집 장치에 의해 태양으로부터 수집된 광 에너지를 탱크로 향하게 하며 그 결과 전기 에너지를 생성하는데 사용되는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예의 하기의 상세한 설명에 명확하게 개시되어 있다.
도 1은 본 발명에 따라 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 장치의 개략적인 블록도,
도 2는 사용 상태의 장치의 개략도,
도 3은 본 발명의 장치의 탱크의 부분 단면도.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예가 도시되어 있으며, 태양으로부터의 광 에너지를 수집하기 위한 태양 에너지 수집 장치(1)와, 물 공급 유닛(5)과, 탱크(2)와, 증기 터빈 및 발전기 조립체(3)와, 저장 장치(4)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 태양 에너지 수집 장치(1)는 태양으로부터의 평행한 광선을 수신하고 평행한 광선을 초점으로 반사하기에 적합한 포물선 반사체(11)와, 태양과의 일정한 정렬을 유지하기 위해 포물선 반사체(11)를 구동시키기 위한 공지된 서보 제어 유닛(10)을 포함한다.
물 공급 유닛(5)은 물 저장소(51)와, 공급 파이프(52)와, 물 저장소(51) 및 공급 파이프(52)를 연결시키는 물 펌프(54)를 포함한다.
탱크(2)는 포물선 반사체(11)에 대해서 초점에서 제 위치에 유지되어서 태양 에너지 수집 장치(1)가 수집된 태양 에너지를 탱크(2)의 바닥부로 향하게 할 수 있으며, 이에 의해 탱크(2)내에 보유된 물을 증기로 전환시키기 위해 탱크(2)의 온도를 상승시킨다. 이러한 실시예에 있어서, 탱크(2)는 서보 제어 유닛(10)에 의해 구동된 포물선 반사체(11)와 함께 이동된다.
도 3을 참조하면, 탱크(2)는 내부 탱크 층(25)과, 이 내부 탱크 층(25)과 협력하여 챔버를 형성하는 외부 탱크 층(26)과, 챔버를 충전하는 초전도체 물질(20)을 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 초전도체 물질(20)은 챔버의 진공 내부에 접착시키기 위해 분말 형태의 무기 초전도체이다. 초전도체 물질(20)은 약 -50℃ 내지 1700℃의 적용가능한 온도 범위(물리적 상태의 변화가 없음)를 갖고 있으며, 비방사성 물질이다. 카본 스틸로 제조된 뚜껑(21)은 탱크(2)의 개방 상부를 밀봉식으로 커버하도록 배치된다. 뚜껑(21)은 물 공급 유닛(5)의 공급 파이프(52)에 연결된 물 입구(22)와, 증기 출구(23)와, 압력 안전 밸브(24)를 포함한다. 또한,외부 탱크 층(26)의 주위 모든 부분의 주위에는 단열 층(55)이 둘러싸여 있다. 포물선 반사체(11) 대 탱크(2)의 사이즈의 비율은 충분히 커서, 탱크(2)에 의해 최소로 차단하면서 포물선 반사체가 태양으로부터의 많은 양의 광 에너지를 수신할 수 있으며, 포물선 반사체(11)에 의해 배향된 광 에너지가 탱크(2)의 비교적 작은 바닥부에 수렴되게 할 수 있으며, 이에 의해 물의 증기로의 전환을 개선한다.
바람직하게, 사이즈가 작은 탱크(2)는 적은 물 보유 용량(예를 들면 약 1000㏄ 내지 3000㏄)을 가지며, 탱크(2)내의 온도는 바람직하게 500℃ 이상으로 유지되어 탱크(2)내로 유입되는 물이 효율적으로 변환될 수 있다.
바람직하게, 물은 탱크(2)에 들어가기 전에 물 공급 유닛(5)에서 약 70℃ 내지 90℃의 온도로 사전 가열될 수 있다. 예를 들면, 물 저장소(51)는 태양광에 노출될 수 있으며, 공급 파이프(52)는 물 저장소(51)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
증기 터빈 및 발전기 조립체(3)는 증기 터빈(31) 및 전력 발전기(32)를 포함한다. 증기 터빈(31)은 탱크(2)의 증기 출구(23)에 연결되어, 탱크(2)로부터의 증기를 수신하고, 공지된 방법으로 증기 에너지로부터 기계적 회전 운동을 생성한다. 전력 발전기(32)는 기계적 회전 운동을 전기 에너지로 변환시키기 위해 증기 터빈(31)에 연결된다. 전력 발전기(32)는 AC 발전기 또는 DC 발전기일 수 있다. 저장 장치(4)는 배터리 유닛(42)과, 이 배터리 유닛(42)과 전력 발전기(32)를 상호 연결하여 배터리 유닛(42)이 발전기(32)로부터의 전기 에너지에 의해 충전될 수 있게 하는 충전 회로(41)를 포함한다. 도 2에 도시된 실시예의 변형예에 있어서, 증기 터빈 및 발전기 조립체(3)는 탱크(2)와 함께 이동하도록 배치될 수 있다.
바람직하게, 탱크(2)로부터의 증기는 증기 수집 유닛(도시하지 않음)내에 수집되어 증기 터빈 및 발전기 조립체(3)에 공급된 증기의 압력을 제어할 수 있다.
본 발명은 가장 실제적이고 바람직한 실시예를 고려된 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않으며, 가장 넓은 범위 및 동등한 구성의 정신 및 영역내에 포함된 다양한 구성을 커버하도록 의도된 다양한 구성을 커버하고자 한다.
Claims (11)
- 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 장치에 있어서,태양으로부터의 태양 에너지를 수집하기 위한 태양 에너지 수집 장치와,물을 그 내부에 보유하기 위한 탱크로서, 상기 탱크는 내부 탱크 층과, 상기 내부 탱크 층과 협력하여 챔버를 형성하는 외부 탱크 층을 포함하며, 상기 탱크는 상기 태양 에너지 수집 장치에 대해서 제 위치에 유지되어서 상기 태양 에너지 수집 장치가 수집된 태양 에너지를 탱크로 향하게 할 수 있으며, 이에 의해 탱크내의 물을 증기로 전환시키기 위해 탱크의 온도를 상승시키는, 상기 탱크와,상기 탱크에 연결되고, 상기 탱크로부터의 증기를 수신하고, 증기의 에너지로부터 기계적 회전 운동을 생성하는 증기 터빈과,상기 증기 터빈에 연결되어 기계적 회전 운동을 전기 에너지로 변환시키기 위한 전력 발전기를 포함하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 태양 에너지 수집 장치가 평행한 태양 광선을 수신하고 평행한 광선을 초점으로 반사하기에 적합한 포물선 반사체를 포함하며, 상기 탱크는 상기 포물선 반사체에 대해서 상기 초점에서 제 위치에 유지되는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 태양 에너지 수집 장치가 태양과의 일정한 정렬을 유지하기 위해 상기 포물선 반사체를 구동시키기 위한 서보 제어 유닛을 더 포함하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 포물선 반사체 대 탱크의 사이즈의 비율은 충분히 커서, 상기 탱크에 의해 최소로 차단하면서 포물선 반사체가 태양으로부터의 많은 양의 광 에너지를 수신할 수 있으며, 상기 포물선 반사체에 의해 배향된 광 에너지가 상기 탱크의 비교적 작은 바닥부에 수렴되게 할 수 있으며, 이에 의해 물의 증기로의 전환을 개선하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 태양 에너지 수집 장치는 수집된 광 에너지를 상기 탱크의 바닥부로 향하게 하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 탱크가 초전도체 물질로 제조되는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 탱크가 내부 탱크 층과, 이 내부 탱크 층과 협력하여 챔버를 형성하는 외부 탱크 층과, 챔버를 충전하는 초전도체 물질을 포함하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 탱크가 상기 외부 탱크 층의 주위 벽 부분 둘레에 권취된 단열 층을 더 포함하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 탱크에 연결되고, 사전가열된 물을 상기 탱크내로 공급하도록 작동가능한 물 공급 유닛을 더 포함하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 물 공급 유닛이 물 저장소와, 상기 탱크에 연결된 공급 파이프와, 상기물 저장소 및 상기 공급 파이프에 연결된 물 펌프를 포함하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 유닛을 포함하는 저장 장치와, 상기 배터리와 상기 발전기를 상호연결하여 상기 배터리 유닛이 상기 발전기로부터의 전기 에너지에 의해 충전될 수 있게 하는 충전 회로를 더 포함하는태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치.
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