KR20100120012A - 파력발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파도의 운동에너지를 이용한 전기에너지를 생산하는 파력발전시스템에 관한 것으로 모터겸용발전기를 이용하여 모터작동이 가능한 파력발전기를 해수면 아래 바다지면에 고정되게 하여 상부로 부표가 상승시 발전되고 다시 하부로 하강시 모터에 의해서 체인(스프로킷인 경우)이나 벨트(풀리인 경우)를 감게 하는 것으로, 파고의 높낮이 문제점 기타 기상상태악화에서 오는 해수면의 차이를 부표와 발전기의 거리를 모터제어 시스템에 의하여 자동 조절되게 함으로 부력체가 하강할 때 스프링 형태의 고정물이 아닌 모터를 이용시켜 부력체를 당기는 역할을 하게하여 파고가 높을 경우 혹은 낮을 경우 특히 태풍 기타 기상악화상태에서도 해수표면과 발전기와의 거리를 계산하여 발전할 수 있도록 하는 모터시스템을 발전기에 적용하는 것으로 환경변화가 많은 바다의 상황을 고려하여 에너지효율을 낼 수 있도록 하는 파력발전시스템을 관한 것이다.

모터, 발전기, 부력체, 전동축, 뿌래

Description

파력발전시스템 {wave power generation system}

본 발명은 파도의 운동에너지를 이용한 전기에너지를 생산하는 파력발전시스템에 관한 것으로 모터겸용 발전기 일체형으로 모터가 동시에 가동이 가능한 파력발전기를 바다속 지면에 고정시켜 상부로 부표가 상승시 발전되고 다시 하부로 하강시 모터에 의해서 체인(스프로킷인 경우)이나 벨트(풀리인 경우)를 감게 하는 것으로,

계절변화 및 기상상태악화에서 오는 해수면의 차이를 부표와 발전기의 거리를 모터겸용 발전기시스템에 의하여 자동 조절되게 함으로 파도표면이 하강할시 부력체가 동시에 하강할 때 스프링 형태 혹은 다른 피스톤 형태의 고정적 기구물이 아닌 모터를 이용하는 것이다.

일반적으로, 바다에서 전기를 생산할 목적으로 개발 되어진 발전시스템 중에는 조수 간만의 차를 이용하는 조력발전 방법 등이 보편적으로 이용되고 있으며 이와 같은 방법은 조수 간만의 차가 큰 장소를 찾기가 쉽지 않은 문제점과 조수 오랜 건설 기간과 막대한 건설비용이 수반되며, 시스템의 가동시간의 제약등으로 비효율적인 전력 생산의 문제가 있다.

또한 파도를 이용한 파력 발전기는 고정 상태에서 파도의 상하 운동에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 시스템에 있어서 부력체와 발전기사이의 밸트 형태가 고정적으로 설치되어 있어서 여름 겨울등 파고의 높이나 태풍 기타 환경변환에 능동적으로 대처할 수 없음은 물론이며 정확한 에너지 효율을 얻기 위하여 계산된 상하 운동에너지의 효율을 계산하여 전기를 생산하는 방식이 아니라 규칙적인 운동 에너지만을 고려한 시스템으로 환경변화 기타 수시로 바뀌는 파도의 운동에너지의 파고높이를 고려해서 제작되어진 적합한 구조체라 할 수 없다.

본 고안은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상시 생성과 소멸되는 파도의 상하 운동에너지를 전기에너지로 에너지로 변환시킬 때 모터겸용 발전기 일체형를 통해서 환경변화에 대응하는 구조를 갖는 파력발전시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 파도의 운동에너지를 이용한 전기에너지를 생산하는 파력발전시스템에 있어서 모터겸용 발전기 일체형으로 모터기능은 파도가 하강시 항상 작동하며 상승시 발전이 가능한 시스템이며 이렇게 생산된 전기에너지는 해저케이블로 전송된다. 더욱 상세하게는 모터는 파도의 상승시 발전된 에너지원을 이용하여 다시 하강시 밸트를 감는 역할을 함으로 파도표면이 상승시 발전될 수 있도록 발전기 시스템과 부력체 사이 간격 거리를 확보하는 역할을 하는 것으로 본 발명의 목적은 기존고정틀 예컨대 스프링 구조물들은 부력체를 당기는 작용은 하지만 해수면이 올라가고 내려가는 파고에 차이 즉 계절변화나 기후변화에 즉시 대처하기 힘든 구조이다.

본 발명은 이런 구조물의 문제점을 해결하고자 발전기와 모터를 제어하는 시스템을 모터겸용 발전기 일체형으로 수면 상승, 하강시 능동적으로 즉각 대처하기위한 파력발전 시스템에 관한 것으로

본 발명의 장점은 첫째로, 파력발전 시스템을 해수 아래 둠으로 발전기 및 모터에서 나오는 열을 바다의 온도에 의해 모터에서 발생되어지는 열을 많은 부분 방열기능이 있으며,

둘째로, 파력 발전기를 설치할 경우 바다에 고정시키는 문제에 있어서 일부는 방파제를 이용한 방식 또는 무거운 구조물을 바다 해저밑에 설치함으로 설치비용이 또다시 투자되는 문제점이 있으나 본 발명에서는 파력발전기 전체구조물이 해저 바다 밑에 설치됨으로 파력 발전기를 설치함에 있어서 추가비용이 들지않은 장점이 있다.

본 발명에서 모터에 사용되어지는 에너지양은 발전 되어지는 에너지양보다 작은 이유는 파도가 하강시 부력체 무게에 의해 하강하므로 모터는 밸트를 감는 정도의 에너지만을 필요로 하게 된다.

부력체의 크기는 파도와 파도사이의 거리를 평균 하였을 경우 2-3m로 부력체는 직경이 1m내지는 2.5m의 부력체를 사용하는 것으로 발전전력량은 수면이 하강시 모터에서 밸트를 감는 에너지를 제외한 잉여 전력이 생산 가능한 에너지라 할 것이다.

또한 본 발명에서 태풍이나 기상 상황의 악화로 파력발전이 어려운 경우 자동 제어 시스템에 의하여 부력체가 해수면 아래로 내려오게 모터를 제어하며 해일 또는 태풍이 지나간 후 해수면으로 상승하도록 하여 기상 상태에 대처하도록 되어 있다.

본 실시예의 파력발전시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째로, 파력발전 시스템을 해수 아래 둠으로 발전기 및 모터에서 나오는 열을 바다의 온도에 의해 모터에서 발생되어지는 열을 많은 부분 방열기능이 있으며,

둘째로, 파력 발전기를 설치할 경우 바다에 고정시키는 문제에 있어서 일부는 방파제를 이용한 방식 또는 무거운 구조물을 바다 해저밑에 설치함으로 설치비용이 또다시 투자되는 문제점이 있으나 본 발명에서는 파력발전기 전체구조물이 해저 바다 밑에 설치됨으로 발전기의무게로 인하여 바다에서의 고정 역할을 하도록 함으로 파력 발전기를 설치함에 있어서 구조물을 고정시키는 추가비용이 들지않은 장점이 있다.

셋째로, 본 발명에서 모터를 사용하여 수면에 떠있는 부력체를 제어하도록 함으로 인하여 도4과같이 파고가 높거나 또는 낮더라도 수면위로 부력체를 최대 효율이 있는 부분까지 거리를 조절함으로 최대의 발전양을 높일 수 있음은 물론이며 태풍 기타 기상 악화에서도 자동 조절되고 심지어는 부력체를 태풍 또는 해일과 같은 악천우에서는 수면 아래로 내려오게 하여 시스템이 손상을 입는 경우를 막을수 있다.

본 발명은 파도의 운동에너지를 이용한 전기에너지를 생산하는 파력발전시스템에 있어서 모터겸용 발전기 일체형으로 모터기능은 파도가 하강시 항상 작동하며 상승시 발전이 가능한 시스템이며 이렇게 생산된 전기에너지는 해저케이블로 전송된다. 더욱 상세하게는 모터는 파도의 상승시 발전된 에너지원을 이용하여 다시 하강시 밸트를 감는 역할을 함으로 파도표면이 상승시 발전될 수 있도록 발전기 시스템과 부력체 사이 간격 거리를 확보하는 역할을 하는 것으로 본 발명의 목적은 기존고정틀 예컨대 스프링 구조물들은 부력체를 당기는 작용은 하지만 해수면이 올라가고 내려가는 파고에 차이 즉 계절변화나 기후변화에 즉시 대처하기 힘든 구조이다.

본 발명은 이런 구조물의 문제점을 해결하고자 발전기와 모터를 제어하는 시스템을 모터겸용 발전기 일체형으로 수면 상승, 하강시 능동적으로 즉각 대처하기위한 파력발전 시스템에 관한 것으로

본 발명의 장점은 첫째로, 파력발전 시스템을 해수 아래 둠으로 발전기 및 모터에서 나오는 열을 바다의 온도에 의해 모터에서 발생되어지는 열을 많은 부분 방열기능이 있으며,

둘째로, 파력 발전기를 설치할 경우 바다에 고정시키는 문제에 있어서 일부는 방파제를 이용한 방식 또는 무거운 구조물을 바다 해저밑에 설치함으로 설치비용이 또다시 투자되는 문제점이 있으나 본 발명에서는 파력발전기 전체구조물이 해저 바다 밑에 설치됨으로 파력 발전기를 설치함에 있어서 추가비용이 들지않은 장점이 있다.

본 발명에서 모터에 사용되어지는 에너지양은 발전 되어지는 에너지양보다 작은 이유는 파도가 하강시 부력체 무게에 의해 하강하므로 모터는 밸트를 감는 정도의 에너지만을 필요로 하게 된다.

부력체의 크기는 파도와 파도사이의 거리를 평균 하였을 경우 2-3m로 부력체는 직경이 1m내지는 2.5m의 부력체를 사용하는 것으로 발전전력량은 수면이 하강시 모터에서 밸트를 감는 에너지를 제외한 잉여 전력이 생산 가능한 에너지라 할 것이다.

또한 본 발명에서 태풍이나 기상 상황의 악화로 파력발전이 어려운 경우 자동 제어 시스템에 의하여 부력체가 해수면 아래로 내려오게 모터를 제어하며 해일 또는 태풍이 지나간 후 해수면으로 상승하도록 하여 기상 상태에 대처하도록 되어 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파력발전시스템을 개략적으로 도시한 예시도

도 2는 도 1의 주요 부분을 도시한 상세도

도 3 4은 계절 또는 기상변화에 따른 모터제어를 통한 파고의 높이에 맞춘 파력발전시스템 예시도

<도면의 주요부분에 대한 설명>

100 : 부력체

500: 모터겸용 발전기

400: 벨트

400-1:뿌래

700: 해저 전기송신 수신 케이블

Claims (3)

1. 파도의 상하운동에너지를 이용한 파력 발전 시스템에 있어서 모터겸용 발전기 일체형시스템에 관한 것으로 파도에 의해서 해수면이 상승시 발전된 에너지를 이용하여 부력체가 하강시 발전되어진 에너지보다 적은 에너지로 모터제어를 하여 부력체와 연결되어진 닷줄 혹은 밸트를 잡아당김으로 일정지 않은 파도높이를 정밀하게 제어하는 파력발전 시스템에 있어서,

   수면에 노출되며 파도에 의해 상하로 이동하는 수면부력체와; 상기 수면부력체와 연결되어진 모터겸용 발전기 일체형에 밸트를 감는 뿌래와, 상기 모터와 발전기를 제어하는 제어장치와; 상기 모터겸용 발전기 일체형에 연결되어 부력체를 당겨 팽팽하게 유지되도록 하는 기능을 하는 제어부로 이루어진 파력 발전 시스템.
2. 파도의 상하운동에너지를 이용한 파력 발전 시스템에 있어서 파력발전 시스템은 해면 아래로 고정되게 설치하여 발전기를 바다 밑바닥에 설치하고 모터기능을 하는 발전기부분에서 나오는 높은 열을 방열시키는 방열 구조에 있어서 수면에서 온도를 직접 발전기 부분의 방열판 구조를 갖는 고정 방열판이 사면 전체가 해수면과 직접 닿도록 하여 발전기에서 방출 되는 열을 줄임으로 발전기의 수명과 에너지의 효율을 올릴 수 있는 파력 발전 시스템.
3. 태풍이나 기상상태에 따라서 해수표면과 발전기와의 거리및 모터 회전수의 반복정도를 계산하여 발전을 중지하고 모터제어를 통해서 부력체를 바다 안으로 당긴 후 다시 기상상태가 좋을 경우 부력체가 상승 하도록 하여 발전할 수 있도록 하는 모터제어시스템이 장착된 파력 발전기.

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