KR20100108155A - 조류를 이용한 발전방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수의 밀물과 썰물 즉, 조수를 이용한 조류발전에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바지선에 수차를 장착하고, 바지선 중앙에 바다밑 암반을 기초로 기둥(피아)(90)를 설치하여, 바지선을 고정시키며 밀물과 썰물 때에 바지선을 180도 회전시켜서 한번에 4시간씩 하루 2번 즉, 16시간 조류발전을하는 발전방법에 관한 것이다.
현대는 에너지의 고갈과 늘어나는 에너지의 수요를 공급하기 위해서 신, 청정에너지에 대하여 전 세계적으로 연구가 활발하다. 특히, 수력발전에 있어서는 소수력발전과 수차(터빈)의 연구가 많으며, 해수를 이용하는 조류발전, 조력발전, 파력발전, 온도차발전 등 많은 부분에 연구가 진행중이다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하고져, 바지선과 기둥(피아)(90)를 이용하여 공사비가 저렴하며 공사 1년 기간에 발전소를 건설하는 것이다.
예를들어, 울돌목 발전소의 건설은 몇차례 실패를 하고 있다. 이것은 조수의 흐름이 빠르기 때문인 것이 가장 문제가 되고 있다. 이에 본 발명은 기둥(피아)(90), 바지선, 수차의 조립 건설로 모든 것을 해결하는 것이다.
이러므로써, 본 발명의 조건을 충족하는 즉, 썰물때 수심의 깊이가 최소 5미터 정도와, 조류의 흐름이 빠른곳, 또는 느린곳도 포함하여 즉, 세계 어느곳이든지 상황과 여건에 따라서 용이하게 설치하여, 조류발전으로 에너지를 쉽게 얻어 에너지 고갈상태를 해결하며, 환경에 피해를 주지않는 청정에너지를 얻을 수 있는 효과 가 있다.
조류발전, 수차(터빈), 피아(기둥), 기아, 기어, 바지선, 울돌목

Description

조류를 이용한 발전방법{ The method of hydropower making an ocean current}
본 발명은 조류발전에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바지선 중앙에 기둥(피아)를 설치하여, 바지선을 고정시키고, 바지선에 수차(터빈)을 설치하여, 밀물과 썰물 때에 바지선을 180도 회전하여, 하루 4번 즉 16시간 조수력 발전을 하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수력발전에 있어서는 육지에 댐을 만들어서 수력발전 또는 양수발전을 하고 있으며, 소수력발전도 많이 진행되고, 개발되고 있다.
또한 바다에는 조류발전, 조력발전, 파력발전, 온도차발전 등등으로 많은 연구가 진행되고 있으며, 그외 풍력, 화력, 태양열, 태양광, 원자력 등등의 신, 재생에너지 개발에 주력하고 있다.
그러나, 상기의 많은 방법들이 안고 있는 문제점들은 환경오염과 파괴 그리고, 많은 공사비와 오랜 시간이 걸린다는 것 등등의 문제점을 가지고 있다.
실제로 조력발전의 경우에 있어서 우리나라에서는 울돌목 조수력발전소를 건설하고 있으나, 여러번 실패를 거듭하고 있으며, 많은 시간과, 공사비가 들어가는 문제점들을 가지고 있다.
또한, 수차(터빈)에 있어서는, 충격수차와 반동수차로 구분되는데, 그 종류들은 펠톤수차, 튜고수차, 오스버그수차, 프란시스수차, 그 외에 프로펠러수차인 카플란수차, 튜브라수차, 벌브수차, 림수차 등등이 있으며, 이 수차들은 수로식, 댐식, 터널식 등으로 이용되고 있는 설정이며, 국산화율을 높이는데 많은 연구가 진행중에 있다.
본 발명은 조류발전을 함에 있어서, 발전량을 극대화하며, 공사비를 최소화하고, 공사기간 1년 단축시켜 에너지의 개발에 최대의 효과를 얻는 것이 본 발명의 해결하고져하는 과제이며, 그 목적이 있다.
본 발명은 조류발전에 있어서, 상기의 문제점들을 해결하고져, 바지선 중앙에 기둥(피아)(90)를 설치하여, 바지선(999)이 떠내려가는 것을 막고, 밀물과 썰물때 바지선을 피아를 중심으로 180도 돌려서 조류에 의하여 발전을 하는 방법이다. 이때 바지선 10개를 조선소에 1개씩 하청주며 6개월 만에 건조하여바지선5개 넓이 105m 길이 439892mm 1개로 조립하고 바지선 5개 넓이 105m 길이 443361mm 1개로 조립하여 기둥(피아)(90) 중심으로 양쪽에 바지선(999)2개를 부처 바지선(999)2개를 보도로 조립 분해하도록 조립하며 바지선(999)1개 되며 바지선 넓이 105m 길이 883253mm 바지선(999) 내에 수차(15) 직경9m 길이2120cm 수차(15) 80개와 발전기 (1)20만kW 40개 바지선(999)내에 조립한다. 수차(15)에 기아와 기어(7) 모터(5)와 발전기 (1)기어(3)를 장착하여, 처음 수차의 회전에 많은 힘이 실릴 때까지 발전기기어(3)을 빼고, 수차의 모터(5)를 가동하여 어느정도 수차에 힘을 받았을 경우에 모터기어(7)를 빼고 모터(5)를 중지시키며, 발전기기어(3)5단넣는다. 바지선(999)에 케이블크레인(91)로 바지선(999)을180도 돌지리 못할 때 대비 바지선(999)갑판에 레류를 설치하여(1도)와같이 레일 1001 노라 1002 시린다 1003 이용 수차(15)와 발전기 1세트를시린다로 올려 썰물 밀물따라 방향으로 돌며 내려 보도 조립하고 레일 1001 노라 1002시린다 1003 를 이용하도록 한 것이 특징이다.
이러므로써, 지금까지 울돌목등의 조류가 심한 곳이나, 그외 조류가 약한 곳에서도 조류발전이 가능하도록 하는데, 본 발명의 특징있다.
본 발명으로 말미암아, 지금까지의 조류발전의 문제점이 되었던 상기의 문제점들 즉, 발전량을 극대화하며, 공사비를 최소화하고, 공사의 기간을 단축시켜 에너지의 개발에 최대의 효과를 얻으며, 조류발전의 여건이 되는 세계 어느 곳에나 저렴한 공사비와 빠른 공사기간을 확보하며, 조류발전의 특징인 고갈되지 않은 에너지를 이용한 무공해 발전, 해양생물의 이동및 선박의 항해에 지장을 주지 않으며, 조석현상은 장기간 정확한 사전 예보가 가능하고, 전력계통내에 조정이 용이하며, 장기적, 지속적으로 전력을 공급할 수 있는 효가가 있다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 바지선 중앙에 기둥(피아)(90)를 설치하여, 바지선(999)이 떠내려가는 것을 막고, 밀물과 썰물때 바지선을 기둥(피아)를 중심으로 180도 돌려서 조류에 의하여 발전을 하는 방법이다. 이때 바지선과 수차는 여러개를 만들어 조립하여 연결할 수도 이으며, 궁극적으로는 기둥(피아)(90)를 중심으로 2개로 만들어지며, 바지선 2개를 기둥(피아)(90)를 중심으로 연결하여, 하나가 되도록 바지선을 조립한다.
그리고, 바지선(999) 양쪽에 케이블(93)을 케이블크레인(91)에 연결하여, 바지선의 회전과 높낮이를 조정한다. 이때, 조류의 세기와 파도, 조류가 바지선으로 들어오는 방향을 즉, 도1에서 부호(500), (700) 일때 최대의 전력생산을 고려하여 바지선을 가로 또는 세로로 고정시키기 위한 기둥(1000)을 한쪽 또는 양쪽에 설치할 수도 있다.
바지선에 물레방아식 수차를 장착하며, 이 수차를 용이하게 움직이기 위하여, 도2에서 보는바와 같이 수차(15)에 수차의 모터(5)와 모터기어(7)을 장착하며, 그 사이에 발전기아(13)과 발전기기어(3)를 장착하여, 처음 수차의 회전에 많은 힘이 실릴때까지 발전기기어(3)을 빼고, 수차의 모터(5), 모터기어(7)를 가동하여 어느정도 수차에 힘을 받았을 경우에 모터기어(7)를 빼고 모터(5)를 중지시키며, 발전기기어(3)을 넣는다(도3 참조). 또한, 이와 마찬가지로 조류가 들어오는 방향(500)과(700)에 따라서 바지선(999)과 수차(15)를 가로와 세로로 가장 효과가 있도록 설치하며, 필요하면 조류의 세기에 따라 바지선을 고정시키기 위한 기둥(1000)을 양쪽 또는 한쪽에 설치하여 케이블(93)으로 연결 고정시킨다.
이렇게하여 터빈을 돌려 조류발전을 하는데 있어서, 기둥(피아)(90)은 수면 위에서 20미터 정도의 높이로 만들며 그 직경은 8∼10M정도가 알맞으며, 케이블(93)을 케이블크레인(91)을 이용하여, 감거나, 풀어서 바지선을 180도 돌릴 수도 있으며, 높낮이를 조절할 수도 있도록 설계한다.
이때, 수차날개(200)은 직경이 9m 수차(15)가 해수에 잠기는 부분이 4M 즉, 수차의 1/2 이 되도록하는 것이 바람직하다.
또한, 수차와 수차사이는 (17)처럼 철판으로 덮고, 수차와 수차와의 사우터(9)는 수차의 사우터를 연결하는 쪼인트(70)으로 연결한다.
바지선의 파도막이벽(97), (95)는 사면에서 오는 파도의 물을 막아주게 된다.
바지선을 지탱하는 것은 PVC, PP, HDPE등을 재질로한 원통또는 사각형 플로트(105)이며, 조류의 흐름을 초대한 이용하기 위해서 수로(101)를 만드는데, 설치장소와 썰물의 수심에 고려하여 그 길이를 선택한다. 마지막으로 송전탑(100)으로 송전을 하게되며, 발전기는 병렬로 설치하는것이 바람직하다.
실시예에서는 조금더 이해를 돕기 위하여 도면의 부호를 먼저 설명하면서 그 실시예를 간단히 설명하고져 한다.
<도면 부호의 설명>
1. 발전기 3. 발전기기어 5. 모터 7. 모터기어 9. 사우터 11. 수차기아 13. 발전기 기아 15. 수차 17. 수차와 수차사이의 철판 19. 수차의 베아링 20. 모터기 어 밋숑 22. 발전기 기어 미숑 25. 기아 사우터 70.수차의 사우터를 연결하는 쪼인트 90. 기둥(피아) 91. 케이블크레인 93. 케이블 95. 세로 파도막이벽 97. 가로 파도막이벽 100. 송전탑 101. 옆면수로 105. PVC, PP, HDPE등을 재질로한 원통또는 사각형 플로트 110. 2개 또는 그 이상의 바지선을 연결 또는 해체하는 연결고리 120. 수차와 수차를 연결조립하는 고리 200. 수차날개 500. 조류가 가로방향으로 들어오는 것을 예시하는 부호 700. 조류가 세로방향으로 들어오는 것을 예시하는 부호 999. 바지선 1000. 바지선 1001 레일 1002노라 1003 시린다를 이용
상기의 도면 부호들은 본 발명의 실시예를 조금더 상세하게 하기 위함이다.
도1에서는 기둥(피아)(90)을 설명하였는데, 피아직경은 8∼10M터가 바람직하며, 높이는 수면위에서 20M 적당하다.
물론, 이 수치들은 설치환경에 따라서 크거나 작게 만들 수도 있다.
바지선 앞과 뒤의 파도막이벽(97)은 12M, 옆의 파도막이벽(95)은 3M, 옆면 수로(101) 4M, PVC, PP, HDPE등을 재질로한 원통또는 사각형 플로트관은 직경60cm, 바지선(999)의 길이 883M 넓이105M 수차(15)의 직경 9M, 발전기기아(13)60cm, 모터(5)30KW, ( 발전기(1)200,000KW 수차(15)2개가 1세트) 즉, 발전기 40개를수차(15) 직경9M, 길이2120cm 수차(15) 80개설치할수 있다.
해일, 태풍이 올때는 바지선을 2개로 분리하여 안전하게 대피시킨다.
도1은 바지선 2개 즉, 2개의 바지선을 연결 또는 해체하는 연결고리(110)를 기둥(피아)(90)을 중심으로 2개의 바지선을 연결하며, 본 발명의 전반적인 것을 설명하는 설명도
도2는 수차, 수차기어, 모터, 모터기어, 발전기, 발전기기어, 사우터등을 설명하는 설명도
도3은 수차기아, 사우트, 발전기 기아, 발전기, 발전기 기어, 모터기어, 모터등을 설명하는 설명도

Claims (1)

  1. 조류발전에 있어서, 바지선 중앙에 기둥(피아)(90)을 만들고, 바지선에 수차를 장착하여 발전을 하며, 밀물과, 썰물 때에 기둥(피아)를 중심으로, 바지선을 180도로 회전하여 발전하며, 바지선 10개를 5개 5개조립하여 기둥(피아)(90) 중심으로 양쪽에 바지선(999)2개를 부처 바지선(999) 2개를 보도로 조립 분해하도록 조립하며 바지선(999)1개 되며 바지선 넓이 105m 길이 883253mm 바지선(999) 내에 수차(15) 직경9m 길이2120cm 수차(15) 80개와 발전기(1)20만kW 40개 바지선(999)내에 조립한다. 수차(15)에 기아와 기어(7) 모터(5) 기아사이 발전기아(13)와 발전기기어(3)와 발전기를 장착하여, 처음 수차의 회전에 많은 힘이 실릴때까지 발전기기어(3)을 빼고, 수차의 모터(5), 모터기어(7)를 가동하여 어느정도 수차에 힘을 받았을 경우에 모터기어(7)를 빼고 모터(5)를 중지시키며, 발전기 기어(3)5단넣어서 발전하는 것을 특징으로하는 수차발전 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190065559A (ko) 2017-12-04 2019-06-12 이성암 원호날개 유체통로 발전터빈

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