KR20120038062A - A plant for producting hydrogen using offshore wind power generator - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A plant for producing hydrogen using offshore wind power generator is provided to improve productivity of the hydrogen by balance a posture of a wind-driven electric plant. CONSTITUTION: A plant for producing hydrogen using offshore wind power generator includes a wind power generation unit(100), a floating body(200), and a control device. The wind power generation unit generates electricity by using wind force. The floating body distributes hydrogen produced with electrolysis of water and stores hydrogen in a plurality of storage tanks(220,230,250). The control device controls the location of electrolysis and floater.

Description

해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트{A PLANT FOR PRODUCTING HYDROGEN USING OFFSHORE WIND POWER GENERATOR}Hydrogen Production Plant Using Offshore Wind Power Plants {A PLANT FOR PRODUCTING HYDROGEN USING OFFSHORE WIND POWER GENERATOR}

본 발명은 수소생산 플랜트에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트에 관한 것이다.
The present invention relates to a hydrogen production plant, and more particularly, to a hydrogen production plant using an offshore wind turbine.

일반적으로, 풍력발전기는 주로 육상에 설치되었으나, 시간이 지날수록 해상에 설치되는 예가 늘어나고 있다. 해상에 설치될 때에는 천해상에 주로 설치되었고 해저면에 직접 고정하는 방식이므로 육상에서 설치하는 방식과 크게 다르지 않았다.In general, wind turbines are mainly installed on land, but as time goes by, the number of installations on the sea is increasing. When it is installed at sea, it is mainly installed on the sea and it is not directly different from the method of installation on land since it is directly fixed to the sea bottom.

그러나 점점 풍력발전에 대한 수요가 늘어남에 따라 심해상에도 해상용 풍력설비가 설치된다. 그 설치 방법은 풍력발전설비를 부유식으로 제작하여 부유체 전체를 해저면과 연결하여 고정하는 방식이 있을 수 있다.However, as demand for wind power increases, offshore wind facilities are installed in deep sea. The installation method may be a method of manufacturing the wind power plant floating to connect the entire floating body to the bottom of the sea to fix.

종래 기술 중에는 선박에 장착한 풍력발전기로서 전기분해에 의한 수소, 산소, 염소, 나트륨, 등 화학 제품을 생산 및 에너지 저장하는 기술이 있다.Among the prior art, there is a technology for producing and storing energy products such as hydrogen, oxygen, chlorine, sodium, etc., by electrolysis as a wind turbine mounted on a ship.

종래 기술은 단순히 풍력발전기를 선박에 장착하고, 전기분해를 이용하여 수소를 생산하는 원론적 기술만을 개시할 뿐이다.The prior art merely discloses the principle technology of mounting a wind generator on a ship and producing hydrogen using electrolysis.

이로 인해, 해상 환경 변화 등에 의해 풍력발전기의 발전 효율이 저하되고, 이로 인하여 수소 생산량이 적은 경우, 수소를 저장하는 탱크의 내부 압력이 변화하여 적은량의 수소를 저장하고 관리하는 것이 매우 어려워지는 단점을 갖는다.As a result, the power generation efficiency of the wind power generator decreases due to changes in the marine environment, and as a result, when the hydrogen production amount is low, the internal pressure of the tank storing hydrogen changes, which makes it very difficult to store and manage a small amount of hydrogen. Have

또한, 종래 기술에서는 해상에서 바람의 방향에 대응하게 자세 또는 균형을 적극적으로 제어할 수 있는 수단이 부재되어 있음에 따라, 바람 방향의 변화에 따라 급격히 발전 효율과 수소 생산 효율이 떨어지는 단점이 있다.In addition, in the prior art, since there is no means capable of actively controlling posture or balance in response to the direction of the wind at sea, there is a disadvantage in that power generation efficiency and hydrogen production efficiency drop rapidly as the wind direction changes.

또한, 종래 기술에서는 공기보다 가벼운 수소를 선박에 저장할 때 선박의 자세 또는 위치를 제어할 수 있는 수단이 부재되어, 풍력발전기가 기울어지져서 발전효율이 떨어지거나 수소 생산효율이 저하되는 등의 문제를 해결할 수 없는 단점이 있다.
In addition, in the prior art, there is no means to control the attitude or position of the vessel when storing hydrogen lighter than air in the vessel, the wind turbine is inclined to reduce the power generation efficiency or the hydrogen production efficiency is reduced. There is a disadvantage that cannot be solved.

본 발명의 실시예는 수소 생산량의 변화에 대응하게 탱크의 수소 저장량을 조절하거나 배분하여 저장할 수 있는 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트를 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a hydrogen production plant using the offshore wind power plant that can adjust or distribute the hydrogen storage of the tank in response to changes in the hydrogen production capacity.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해상에서 풍력을 이용하여 발전을 하는 풍력발전부와, 상기 풍력발전부에서 발전된 전력을 이용하여 물의 전기분해에 의해 생산한 수소를 저장 압력에 대응하게 배분하여 복수개의 저장탱크에 저장하는 부유체와, 상기 전기분해와 상기 부유체의 위치 및 자세를 제어하는 제어장치를 포함하는 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the wind power generation unit using the wind power generation at sea, and by using the power generated in the wind power generation unit by distributing hydrogen produced by the electrolysis of water corresponding to a plurality of storage pressure A hydrogen production plant using an offshore wind power generation facility including a float stored in a storage tank and a control device for controlling the electrolysis and the position and attitude of the float may be provided.

또한, 풍력발전부는 상기 부유체의 상판부에 세워진 포스트와, 상기 포스트의 상부에 설치된 터빈 형식의 풍력발전기와, 상기 풍력발전기에 결합된 복수개의 날개를 포함할 수 있다.In addition, the wind power generation unit may include a post erected on the upper plate of the floating body, a turbine-type wind generator installed on the upper portion of the post, and a plurality of wings coupled to the wind generator.

또한, 부유체는 상기 풍력발전부를 지지하는 상판부와, 상기 상판부의 상부에서 설치된 복수개의 보조 저장탱크와, 상기 상판부의 하부에서 이격 간격을 유지하면서 설치된 복수개의 메인 저장탱크와, 상기 풍력발전부와 상기 보조 저장탱크 사이에서 상기 상판부의 상부에 설치된 전기분해장치와, 상기 전기분해장치의 전기분해전극이 구비된 전기분해탱크를 포함할 수 있다.In addition, the floating body is a top plate for supporting the wind turbine, a plurality of auxiliary storage tanks installed in the upper portion of the top plate, a plurality of main storage tanks installed while maintaining a spaced apart interval from the lower portion of the top plate, the wind power generator and An electrolysis device installed above the upper plate part between the auxiliary storage tanks, and an electrolysis tank having an electrolysis electrode of the electrolysis device.

또한, 부유체는 상기 부유체의 하판부의 저면에 설치된 선회형추진기와, 상기 메인 저장탱크의 사이사이에 설치된 밸러스트탱크와, 상기 하판부에 결합되어 해저면으로 연장되는 텐션 와이어를 더 포함할 수 있다.In addition, the floating body may further include a swing-type propeller installed on the bottom surface of the lower plate portion of the floating body, a ballast tank provided between the main storage tank, and a tension wire coupled to the lower plate portion to extend to the sea bottom. have.

또한, 제어장치는 상기 풍력발전부에서 발전된 1차 전력을 이용하여 상기 부유체에 설치된 전기분해장치와 전기분해탱크에서 수소가 생산되게 제어하고, 수소 일부를 이용하여 연료전지에서 2차 전력이 생산되게 제어할 수 있다.In addition, the control device controls the production of hydrogen in the electrolysis device and the electrolysis tank installed in the floating body using the primary power generated in the wind power generation unit, the secondary power is produced in the fuel cell using a portion of the hydrogen Can be controlled.

또한, 제어장치는 상기 전기분해탱크에서 압축기를 경유하여 연장된 수소라인의 전자변을 제어하여 나머지 수소가 보조 저장탱크 또는 메인 저장탱크에 수소양의 변화에 따라 분배 및 저장되게 제어할 수 있다.In addition, the control device may control the electronic valve of the hydrogen line extended through the compressor in the electrolysis tank to control the remaining hydrogen is distributed and stored in accordance with the change in the amount of hydrogen in the auxiliary storage tank or the main storage tank.

또한, 제어장치는 상기 풍력발전부에서 생산된 1차 전력과 상기 연료전지에서 생산된 2차 전력을 배터리에 충전하고, 상기 전력을 전원공급부에 공급하는 충전모듈과, 상기 전원공급부의 전기분해장치 작동용 전원을 상기 전기분해장치에 제공하는 전기분해제어모듈과, 상기 수소라인 또는 산소라인 상에 배관된 복수개의 전자변의 개폐를 제어하는 전자변제어모듈과, 상기 전기분해탱크에서 생산된 수소를 압축하도록 상기 압축기의 작동을 제어하는 압축기제어모듈과, 상기 부유체에 설치된 복수개의 밸러스트탱크(270)에 밸러스트수를 분배하여 저장하거나 배출시키는 밸러스트수제어모듈과, 상기 부유체에 설치된 선회형추진기에 대해 동적위치제어를 수행하는 동적위치제어모듈을 포함할 수 있다.In addition, the control device is a charging module for charging the battery and the primary power produced by the wind power generator and the secondary power produced by the fuel cell, the power supply to the power supply, the electrolysis device of the power supply unit An electrolysis control module for providing an operating power to the electrolysis device, an electronic valve control module for controlling the opening and closing of a plurality of electron valves piped on the hydrogen line or the oxygen line, and compressing the hydrogen produced in the electrolysis tank. A compressor control module for controlling the operation of the compressor, a ballast water control module for distributing and storing or discharging ballast water to a plurality of ballast tanks 270 installed in the floating body, and a swing type thruster installed in the floating body. It may include a dynamic position control module for performing a dynamic position control for.

또한, 밸러스트수제어모듈은 상기 부유체의 경사센서에서 들어오는 경사값에 대응하여 상기 부유체의 자세 또는 균형을 안정되게 복원시킬 수 있는 밸러스트탱크별 저수량을 계산한 후, 액면계에서 계측한 수치가 산출한 저수량의 수치에 도달할 때까지 밸러스트수를 상기 밸러스트탱크에 공급 또는 회수시키도록 밸러스트수 펌프와 밸러스트수라인 상의 밸브의 작동을 제어하도록 되어 있을 수 있다.
In addition, the ballast water control module calculates the storage amount for each ballast tank that can stably restore the attitude or balance of the float in response to the inclination value from the inclination sensor of the float, and then the numerical value measured by the liquid level meter is calculated. It may be adapted to control the operation of the ballast water pump and the valves on the ballast water line to supply or recover ballast water to the ballast tank until a low water level is reached.

본 발명의 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트는 수소 생산량의 변화에 대응하게 탱크의 수소 저장량을 조절하거나 배분하여 저장할 수 있다.Hydrogen production plant using the offshore wind power plant according to an embodiment of the present invention can adjust or store the hydrogen storage amount of the tank in response to the change in the hydrogen production amount.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트는 파도와 바람이 심한 해상에서도 자동으로 부유체의 위치를 안정적으로 유지하여, 풍력발전부에서의 전력 발생을 극대화시킬 수 있다.In addition, the hydrogen production plant using the offshore wind power plant according to an embodiment of the present invention can automatically maintain a stable position of the floating body even in the sea with a strong wind and wind, can maximize the generation of power in the wind power generation unit have.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트는 부유체의 기울어짐을 보정하여 풍력발전부의 자세 또는 균형을 안정되게 유지시킬 수 있어 안정적인 전력 생산에 따라 수소의 생산량을 증가시킬 수 있다.
In addition, the hydrogen production plant using the offshore wind power plant according to an embodiment of the present invention can correct the inclination of the floating body to maintain a stable posture or balance of the wind power generation unit to increase the production of hydrogen according to the stable power production You can.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 응용예를 설명하기 위한 사시도이다.
1 is a perspective view of a hydrogen production plant using the offshore wind power plant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a hydrogen production plant using the offshore wind turbine shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production plant using the offshore wind turbine shown in FIG. 1.
4 is a perspective view illustrating an application example of a hydrogen production plant using the offshore wind power generation facility shown in FIG.

이하, 첨부한 도 1내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 1 to 4 will be described in detail with respect to the hydrogen production plant using the offshore wind power plant according to an embodiment of the present invention.

이하의 구체적인 실시예는 본 발명에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트에 대하여 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.The following specific examples are merely illustrative of the hydrogen production plant using the offshore wind power plant according to the present invention, it is not intended to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 사시도이다.1 is a perspective view of a hydrogen production plant using the offshore wind power plant according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트는 풍력을 이용하여 발전을 수행하는 풍력발전부(100)와, 이런 풍력발전부(100)에서 발전된 전력을 이용하여 전기분해에 의해 수소를 생산하고 분배 저장하도록 수소생산 설비와 수소저장 설비가 설치된 부유체(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a hydrogen production plant using an offshore wind power generation facility according to an embodiment of the present invention includes a wind power generation unit 100 that performs power generation using wind power, and is generated in such a wind power generation unit 100. It includes a floating body 200 is installed hydrogen production equipment and hydrogen storage equipment to produce and distribute hydrogen by electrolysis using electric power.

여기서, 수소생산 설비는 하기에 상세히 설명할 제어장치에 의해 관리되고 상기 부유체(200)의 상판부(210)에 설치된 전기분해장치(240), 전기분해탱크(250)(도 2 참조)를 포함할 수 있다.Here, the hydrogen production equipment includes an electrolysis device 240 and an electrolysis tank 250 (see FIG. 2), which are managed by a control device to be described in detail below and installed on the upper plate portion 210 of the floating body 200. can do.

또한, 수소저장 설비는 하기에 상세히 설명할 제어장치에 의해 관리되는 것으로서, 압축기, 수소라인, 전자변을 경유하여 상기 수소생산 설비의 전기분해탱크(250)로부터 수소를 공급받도록 연결된 보조 저장탱크(220) 및 메인 저장탱크(230) 등이 될 수 있다.In addition, the hydrogen storage facility is managed by a control device to be described in detail below, the auxiliary storage tank 220 connected to receive hydrogen from the electrolysis tank 250 of the hydrogen production facility via a compressor, a hydrogen line, an electron valve. ) And the main storage tank 230.

풍력발전부(100)는 부유체(200)의 상판부(210) 위에 세워져 설치된 포스트(130)를 가질 수 있다. 또한, 풍력발전부(100)는 포스트(130)의 상부에 설치된 터빈 형식의 풍력발전기(120)와, 풍력발전기(120)에 결합된 복수개의 날개(110)를 포함할 수 있다.The wind power generator 100 may have a post 130 that is installed on the upper plate 210 of the floating body 200. In addition, the wind power generator 100 may include a turbine-type wind generator 120 installed on the upper portion of the post 130, and a plurality of blades 110 coupled to the wind generator 120.

풍력발전부(100)는 해상에서 바람의 흐름에 따라 복수개의 날개(110)가 회전되어 풍력발전기(120)에서 발전이 이루어지고, 풍력발전기(120)에서 인출된 전선은 포스트(130)를 경유하여 하기에 설명할 제어장치에 접속되어, 전력을 제어장치쪽으로 입력시킬 수 있다.Wind power generation unit 100 is a plurality of wings 110 is rotated in accordance with the flow of wind in the sea is generated in the wind power generator 120, the wires drawn from the wind power generator 120 via the post 130 It is connected to the control device to be described later, the power can be input to the control device.

전기분해장치(240)는 수소생산 설비의 일부 구성으로서, 포스트(130)의 주변으로 부유체(200)의 상판부(210)에 복수개로 설치될 수 있다.Electrolysis device 240 is a part of the hydrogen production equipment, a plurality of the upper plate portion 210 of the floating body 200 around the post 130 may be installed.

예컨대, 복수개의 전기분해장치(240)는 상판부(210)의 상부에서 풍력발전부(100)와 보조 저장탱크(220) 사이에 설치될 수 있고, 이에 따라 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있게 된다.For example, the plurality of electrolysis devices 240 may be installed between the wind power generator 100 and the auxiliary storage tank 220 at the upper portion of the upper plate 210, thereby easily performing maintenance. .

전기분해장치(240)는 풍력발전부(100)에서 발생되는 전력을 이용하여 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생산하고, 수소라인, 복수개의 전자변, 압력계를 이용하여 그 수소를 보조 저장탱크(220)와 메인 저장탱크(230)에 배분하여 저장할 수 있다.The electrolysis device 240 produces hydrogen and oxygen by electrolyzing water using the power generated from the wind power generator 100, and using the hydrogen line, a plurality of electron valves, and a pressure gauge to store the hydrogen in an auxiliary storage tank ( 220 may be distributed to and stored in the main storage tank 230.

부유체(200)의 상판부(210)는 도 1에 보이듯이 원형이거나, 다각형으로 형성될 수 있다.The upper plate portion 210 of the floating body 200 may be circular or polygonal as shown in FIG. 1.

보조 저장탱크(220)는 상판부(210)를 기준으로 부유체(200)의 상부에 복수개로 배열될 수 있다.The auxiliary storage tank 220 may be arranged in plurality on the upper portion of the floating body 200 based on the upper plate portion 210.

상판부(210)는 원주 방향을 따라 복수개의 구역으로 나누어져 구분될 수 있다. 그리고, 구분된 복수개의 구역은 보조 저장탱크(220)로 사용되거나, 또는 하기에서 설명할 수소생산 설비가 설치되는 저장소로 사용될 수 있다. The upper plate portion 210 may be divided into a plurality of zones along the circumferential direction. In addition, the divided plurality of zones may be used as the auxiliary storage tank 220, or may be used as a reservoir in which the hydrogen production facilities to be described below are installed.

예를 들어, 상판부(210)는 8개로 등분된 구역을 가질 수 있다.For example, the upper plate portion 210 may have eight equal sections.

이런 경우, 보조 저장탱크(220)는 1, 3, 5, 7 구역에 설치되어서, 복수개로 부유체(200)에 구비될 수 있다. 그리고, 보조 저장탱크(220)의 사이사이인 2, 4, 6, 8구역은 수소생산 설비가 설치되는 저장소로서 활용될 수 있다.In this case, the auxiliary storage tank 220 may be installed in zones 1, 3, 5, and 7, and may be provided in the plurality of floating bodies 200. In addition, areas 2, 4, 6, and 8, which are between the auxiliary storage tanks 220, may be utilized as a reservoir in which hydrogen production facilities are installed.

또한, 메인 저장탱크(230)는 보조 저장탱크(220)의 연직 하방향으로 부유체(200)의 상판부(210)의 하부에 각각 설치될 수 있다.In addition, the main storage tank 230 may be installed in the lower portion of the upper plate portion 210 of the floating body 200 in the vertical downward direction of the auxiliary storage tank 220, respectively.

이 경우, 메인 저장탱크(230)는 부유체(200)의 하부에 배치되어 있되, 상판부(210)와 하판부(280)의 사이에서 부유체(200)의 원주 방향을 따라 이격 공간을 사이사이에 두면서 배치될 수 있고, 이런 메인 저장탱크(230)의 사이사이의 이격 공간에는 밸러스트탱크(270)가 각각 설치될 수 있다.In this case, the main storage tank 230 is disposed in the lower portion of the floating body 200, the space between the space between the upper plate 210 and the lower plate 280 along the circumferential direction of the floating body 200. The ballast tanks 270 may be installed in spaced spaces between the main storage tanks 230, respectively.

밸러스트탱크(270)는 하기의 도 3에 설명할 밸러스트수모듈과 함께 부유체(200)의 기울어짐을 보상하여, 풍력발전부(100)에서 최적의 발전이 이루어지도록, 해상에서 부유체(200)와 풍력발전부(100)의 자세를 안정화시킬 수 있다. The ballast tank 270 compensates the inclination of the floating body 200 together with the ballast water module to be described with reference to FIG. 3 below, so that the optimum power generation is achieved in the wind power generation unit 100, the floating body 200 at sea And can stabilize the posture of the wind power generator 100.

메인 저장탱크(230)의 하부에는 부유체(200)의 하판부(280)가 설치될 수 있다.The lower plate part 280 of the floating body 200 may be installed below the main storage tank 230.

부유체(200)의 하판부(280)의 저면에는 복수개의 선회형추진기(260)가 설치될 수 있다.A plurality of swing type thrusters 260 may be installed on the bottom of the lower plate portion 280 of the floating body 200.

해저면에 일측 단부가 고정된 텐션 와이어(290)는 그의 타측 단부가 부유체(200)의 하판부(280)에 결합되어, 선회형추진기(260)와 함께 동적위치제어에 사용될 수 있다.The tension wire 290 having one end fixed to the sea bottom is coupled to the lower plate portion 280 of the floating body 200, and the tension wire 290 may be used for dynamic position control with the swing type propeller 260.

도 2는 도 1에 도시된 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a hydrogen production plant using the offshore wind turbine shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 전기분해탱크(250)는 전기분해장치(240)의 내부에 마련될 수 있거나, 메인 저장탱크(230)의 사이를 기준으로 부유체(200)의 상판부(210)의 하부에 마련될 수 있다.As shown in FIG. 2, the electrolysis tank 250 may be provided inside the electrolysis device 240 or the upper plate 210 of the floating body 200 based on the main storage tank 230. It may be provided at the bottom of the.

전기분해탱크(250)의 내부에는 복수개의 전기분해장치(240)로부터 연장된 전기분해전극(241)이 마련될 수 있다. 이런 전기분해탱크(250)에는 정수장치(도시 안됨)와 연결된 물 유입구멍이 형성되어 있을 수 있다.An electrolysis electrode 241 extending from the plurality of electrolysis devices 240 may be provided in the electrolysis tank 250. The electrolysis tank 250 may be formed with a water inlet hole connected to the water purifier (not shown).

이런 전기분해탱크(250)의 내부에는 정수장치를 통해 물이 유입되어 전기분해전극(241)에 의해 전기분해가 수행될 수 있다.Water may be introduced into the electrolysis tank 250 through a water purification device to perform electrolysis by the electrolysis electrode 241.

전기분해장치(240)의 가동시 전기분해전극(241)에 의해 물로부터 수소가 분해된다. 수소는 전기분해탱크(250)에 연결된 압축기(242) 및 수소라인을 거쳐 보조 저장탱크(220) 또는 메인 저장탱크(230)에 저장될 수 있다.Hydrogen is decomposed from water by the electrolysis electrode 241 during operation of the electrolysis device 240. Hydrogen may be stored in the auxiliary storage tank 220 or the main storage tank 230 via a compressor 242 and a hydrogen line connected to the electrolysis tank 250.

도 3은 도 1에 도시된 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production plant using the offshore wind turbine shown in FIG. 1.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 부유체(200)에는 풍력발전부(100)의 전력을 이용하여 전기분해장치(240)를 가동시키면서 부유체(200)의 위치 및 자세를 제어하고, 기타 수소생산 설비의 작동을 제어하는 제어장치(300)가 설치될 수 있다.As shown in FIG. 3, the floating body 200 of the present invention controls the position and attitude of the floating body 200 while operating the electrolysis device 240 using the power of the wind power generator 100, A control device 300 for controlling the operation of other hydrogen production facilities may be installed.

제어장치(300)는 제어기(310), 충전모듈(320), 전기분해제어모듈(330), 전자변제어모듈(340), 압축기제어모듈(350), 밸러스트수제어모듈(360), 동적위치제어모듈(370), 전원공급부(380)를 구비할 수 있다.The control device 300 includes a controller 310, a charging module 320, an electrolysis control module 330, an electronic valve control module 340, a compressor control module 350, a ballast water control module 360, dynamic position control The module 370 and the power supply unit 380 may be provided.

제어기(310)는 풍력발전부(100)에서 1차 전력이 생산되게 제어하고, 전기분해장치(240) 및 전기분해탱크(250)에서 수소가 생산되게 제어하고, 수소 일부를 이용하여 연료전지(302)에서 2차 전력이 생산되게 제어하고, 상기 전기분해탱크(250)에서 압축기(242)를 경유하여 연장된 수소라인(243 ~ 247)의 전자변(S1 ~ S6)을 제어하여 나머지 수소가 보조 저장탱크(220) 또는 메인 저장탱크(230)에 수소양의 변화에 따라 분배 및 저장되게 제어하도록, 상기 각각의 모듈(320 ~ 370)과 전원공급부(380)를 제어하도록 구성될 수 있다.The controller 310 controls the primary power to be produced in the wind power generation unit 100, controls the hydrogen to be produced in the electrolysis device 240 and the electrolysis tank 250, and uses a part of the hydrogen fuel cell ( 302 controls the secondary power to be produced, and the electrolysis tank 250 controls the electron valves S1 to S6 of the hydrogen lines 243 to 247 extended via the compressor 242 to assist the remaining hydrogen. The storage tank 220 or the main storage tank 230 may be configured to control the respective modules 320 to 370 and the power supply 380 to be distributed and stored according to the change in the amount of hydrogen.

제어장치(300)는 본 발명에 따른 플랜트 시스템 온/오프 스위치를 구비한 제어반(도시 안됨)을 통해 부유체(200)에 설치될 수 있다. The control device 300 may be installed in the floating body 200 through a control panel (not shown) having a plant system on / off switch according to the present invention.

충전모듈(320)은 풍력발전부(100)에서 생산된 1차 전력과 연료전지(302)에서 생산된 2차 전력을 배터리(301)에 충전하는 충전회로와, 전력을 전원공급부(380)에 공급하는 전력관리회로를 가질 수 있다.The charging module 320 may include a charging circuit for charging the battery 301 with primary power produced by the wind power generator 100 and secondary power produced by the fuel cell 302, and supplying power to the power supply 380. It may have a power management circuit for supplying.

전기분해제어모듈(330)은 제어기(310)의 제어하에 전원공급부(380)의 전기분해장치 작동용 전원을 전기분해장치(240)에 제공할 수 있도록 구성될 수 있다.The electrolysis control module 330 may be configured to provide the electrolysis device 240 with power for operating the electrolysis device of the power supply unit 380 under the control of the controller 310.

전자변제어모듈(340)은 수소라인(243 ~ 247) 또는 산소라인(248)상에 배관된 복수개의 전자변(S1 ~ S6)의 개폐를 제어하도록 구성될 수 있다.The electromagnetic valve control module 340 may be configured to control the opening and closing of the plurality of electromagnetic valves S1 to S6 piped on the hydrogen lines 243 to 247 or the oxygen line 248.

예를 들어, 전기분해탱크(250)에서 압축기(242)를 경유하여 연장된 수소라인(243 ~ 246)의 전자변(S1 ~ S3)을 제어하여 나머지 수소가 보조 저장탱크(220) 또는 메인 저장탱크(230)에 수소양의 변화에 따라 분배 및 저장되게 제어할 수 있다. For example, the electrolysis tank 250 controls the electron valves S1 to S3 of the hydrogen lines 243 to 246 extending through the compressor 242 so that the remaining hydrogen is stored in the auxiliary storage tank 220 or the main storage tank. 230 may be controlled to be distributed and stored according to the change in the amount of hydrogen.

전기분해탱크(250)에서 수소가 빠져나오는 라인 시작 위치에는 압축기(242)가 연결될 수 있다.The compressor 242 may be connected to a line start position at which hydrogen is discharged from the electrolysis tank 250.

압축기(242)에 의해 압축된 수소가 빠져나오는 라인 결합 위치에는 제1 수소라인(243)이 배관되어 있을 수 있다.The first hydrogen line 243 may be piped at a line coupling position at which hydrogen compressed by the compressor 242 exits.

제1 수소라인(243) 상에는 유량계(FT)와 압력계(PT)가 설치될 수 있다.A flowmeter FT and a pressure gauge PT may be installed on the first hydrogen line 243.

탱크용 압력계(PT1, PT2)는 보조 저장탱크(220)와 메인 저장탱크(230)에 각각 설치될 수 있다.The pressure gauges PT1 and PT2 for the tank may be installed in the auxiliary storage tank 220 and the main storage tank 230, respectively.

제1 수소라인(243)은 분지관을 이용하여 제2 수소라인(244)과 제3 수소라인(245)로 분지될 수 있다.The first hydrogen line 243 may be branched into the second hydrogen line 244 and the third hydrogen line 245 using a branch pipe.

제2 수소라인(244)은 제1 전자변(S1)을 경유하여 보조 저장탱크(220)에 관통하게 연결될 수 있다.The second hydrogen line 244 may be connected to the auxiliary storage tank 220 through the first electron valve S1.

제3 수소라인(245)은 제2 전자변(S2)을 경유하여 메인 저장탱크(230)에 관통하게 연결될 수 있다.The third hydrogen line 245 may be connected to the main storage tank 230 through the second electron valve S2.

제4 수소라인(246)은 보조 저장탱크(220)와 메인 저장탱크(230)의 사이에 관통하게 연결될 수 있다. 이런 제4 수소라인(246)에는 제3 전자변(S3)이 설치될 수 있고, 제3 전자변(S3)은 수소의 저장탱크(220, 230)간 배분 또는 수소의 압력 조절에 사용될 수 있다.The fourth hydrogen line 246 may be connected through the auxiliary storage tank 220 and the main storage tank 230. A third electron valve S3 may be installed in the fourth hydrogen line 246, and the third electron valve S3 may be used for distribution between hydrogen storage tanks 220 and 230 or pressure control of hydrogen.

메인 저장탱크(230)에는 수소 배출구 및 그 수소 배출구의 개폐를 제어하는 제4 전자변(S4)이 설치될 수 있다.The main storage tank 230 may be provided with a hydrogen discharge port and a fourth electronic valve S4 for controlling opening and closing of the hydrogen discharge port.

제5 수소라인(247)은 메인 저장탱크(230)로부터 연료전지(302)의 일측까지 관통하게 연결될 수 있다. 이런 제5 수소라인(247)에는 제5전자변(S5)이 설치될 수 있다.The fifth hydrogen line 247 may be connected to one side of the fuel cell 302 from the main storage tank 230. The fifth electron line S5 may be installed in the fifth hydrogen line 247.

연료전지(302)의 타측에는 수소 입구 및 그 수소 입구의 개폐를 제어하는 제6 전자변(S6)이 설치될 수 있다.The other side of the fuel cell 302 may be provided with a hydrogen inlet and a sixth electronic valve (S6) for controlling the opening and closing of the hydrogen inlet.

압축기제어모듈(350)은 전기분해장치(240)에 의해 전기분해탱크(250)에서 생산된 수소를 압축하여 제1 수소라인(243)에 공급하도록 압축기(242)의 작동을 제어하는 회로를 가질 수 있다. 이때, 압축기제어모듈(350)의 회로는 제1 수소라인(243)의 유량계(FT) 및 압력계(PT)와 전기적으로 접속되어 있고, 이런 유량계(FT) 및 압력계(PT)에서 들어오는 수소 유량과 수소 압력에 대한 계측값을 피드백 신호로 이용하여 압축기(242)의 작동을 제어할 수 있다.Compressor control module 350 has a circuit for controlling the operation of the compressor 242 to compress the hydrogen produced in the electrolysis tank 250 by the electrolysis device 240 to supply to the first hydrogen line (243). Can be. At this time, the circuit of the compressor control module 350 is electrically connected to the flow meter FT and the pressure gauge PT of the first hydrogen line 243, and the flow rate of hydrogen coming from the flow meter FT and the pressure gauge PT and The measured value for the hydrogen pressure may be used as a feedback signal to control the operation of the compressor 242.

밸러스트수제어모듈(360)은 복수개의 밸러스트탱크(270)에 밸러스트수를 분배하여 저장하거나 배출시키도록 밸러스트탱크(270)별로 설치된 밸러스트수 펌프(361)와 밸러스트수라인 상의 밸브(362)에 접속될 수 있다. 또한, 밸러스트수제어모듈(360)은 밸러스트탱크(270)별로 설치된 액면계(363)에 접속되어 밸러스트탱크(270)의 밸러스트수 저수량을 실시간으로 계측할 수 있다.The ballast water control module 360 is connected to a ballast water pump 361 installed in each ballast tank 270 and a valve 362 on the ballast water line so as to distribute and store or discharge the ballast water to the plurality of ballast tanks 270. Can be. In addition, the ballast water control module 360 may be connected to a liquid level meter 363 installed for each ballast tank 270 to measure the ballast water storage amount of the ballast tank 270 in real time.

이런 밸러스트수제어모듈(360)은 부유체(200)의 경사센서(도시 안됨)에서 들어오는 경사값에 대응하여 부유체(200)의 자세 또는 균형을 안정되게 복원시킬 수 있는 밸러스트탱크(270)별 저수량을 계산한 후, 액면계(363)에서 계측한 수치가 산출한 저수량의 수치에 도달할 때까지 밸러스트수를 해당 밸러스트탱크(270)에 공급 또는 회수시키도록 밸러스트수 펌프(361)와 밸브(362)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다.동적위치제어모듈(370)은 선회형추진기(260)에 대해 동적위치제어를 수행하도록 작동 제어 신호와 동력원을 공급하는 역할을 담당할 수 있다.The ballast water control module 360 according to the ballast tank 270 that can stably restore the attitude or balance of the floating body 200 in response to the inclination value coming from the tilt sensor (not shown) of the floating body 200. After calculating the low water amount, the ballast water pump 361 and the valve 362 so that the ballast water is supplied or recovered to the ballast tank 270 until the value measured by the liquid level meter 363 reaches the calculated low water value. The dynamic position control module 370 may play a role of supplying an operation control signal and a power source to perform dynamic position control on the swing type propeller 260.

만일, 선회형추진기(260)가 전기 모터 타입으로 형성될 경우, 동적위치제어모듈(370)은 풍력발전부(100)가 해상의 풍력에 가장 효과적으로 노출될 수 있도록 미리 동적위치제어모듈(370)에 기록된 동적위치제어방식에 대응하게 전원공급부(380)의 선회형추진기 작동용 전원과 작동 제어 신호를 선회형추진기(260)에게 제공하게 된다.If the swing type thruster 260 is formed of an electric motor type, the dynamic position control module 370 may advance the dynamic position control module 370 in advance so that the wind power generator 100 may be most effectively exposed to the offshore wind power. Corresponding to the dynamic position control method recorded in the power supply unit 380, the power supply for the swivel propeller operation and the operation control signal is provided to the swivel propeller 260.

전원공급부(380)는 배터리(301)의 축전 전력 또는 충전모듈(320)에서 출력되는 전력을, 제어장치(300) 자체의 회로 전원, 전기분해장치 작동용 전원, 압축기 모터 작동용 전원, 밸브 작동용 전원, 액면계 작동용 전원, 유량계 또는 압력계 작동용 전원, 밸러스트수 펌프와 밸브 작동용 전원, 선회형추진기 작동용 전원으로 변환하여 해당 장치 또는 기기에 공급하도록 구성될 수 있다.The power supply unit 380 stores the electric power stored in the battery 301 or the power output from the charging module 320, the circuit power of the controller 300 itself, the power for operating the electrolysis device, the power for operating the compressor motor, and valve operation. It can be configured to convert the power supply, the power supply for the liquid level gauge, the power supply for the flowmeter or pressure gauge, the power supply for the ballast water pump and valves, the power supply for the swivel propeller and to supply the device or equipment.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트의 작동방법에 대해서 설명하도록 하겠다.Hereinafter, an operation method of a hydrogen production plant using an offshore wind power generation facility according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2를 참조하면, 부유체(200)는 견인선 등을 이용하여 해상의 설치 위치까지 운반되어 온 후, 텐션 와이어(290)에 의해 계류될 수 있다.Referring to FIG. 2, the floating body 200 may be moored by the tension wire 290 after being transported to an installation position on the sea by using a traction line or the like.

이후 도 3을 참조하면, 제어장치(300)가 온(ON) 될 수 있다.3, the control device 300 may be turned on.

풍력발전부(100)에서는 해상에서 불어오는 바람에 영향을 받아 날개(110)가 회전되고, 이에 따라 풍력발전기(120)에서 1차 전력이 생산된다.In the wind power generator 100, the wing 110 is rotated by the wind blowing from the sea, and thus, the primary power is produced in the wind generator 120.

1차 전력은 도 3에 도시된 바와 같이 제어장치(300)의 충전모듈(320)로 입력된다.Primary power is input to the charging module 320 of the control device 300 as shown in FIG.

충전모듈(320)은 1차 전력의 일부를 배터리(301)에 저장하거나, 1차 전력의 나머지를 전원공급부(380)에 입력시킬 수 있다.The charging module 320 may store a part of the primary power in the battery 301 or may input the rest of the primary power into the power supply 380.

전원공급부(380)는 입력된 전력을 변환하여 전기분해장치 작동용 전원으로 변환하여 전기분해제어모듈(330)에게 공급할 수 있다.The power supply unit 380 may convert the input power and convert the input power into power for operating the electrolysis device, and supply the power to the electrolysis control module 330.

전기분해제어모듈(330)은 공급받은 전기분해장치 작동용 전원을 전기분해장치(240)에 제공한다. 결국 전기분해탱크(250)에서 수소가 생산될 수 있다.The electrolysis control module 330 provides the supplied electrolysis device operating power to the electrolysis device 240. As a result, hydrogen may be produced in the electrolysis tank 250.

압축기제어모듈(350)은 압축기(242) 가동시 상기 생산된 수소를 압축하여 제1 수소라인(243) 쪽으로 공급할 수 있고, 압축기(242) 비 가동시 상기 생산된 수소를 기체 상태로 제1 수소라인(243) 쪽으로 공급할 수 있다.The compressor control module 350 may compress the produced hydrogen and supply the hydrogen to the first hydrogen line 243 when the compressor 242 is operated. When the compressor 242 is not operated, the compressor control module 350 may convert the produced hydrogen into a gaseous state. May be fed towards line 243.

전자변제어모듈(340)은 제1, 제2, 제3 전자변(S1, S2, S3)을 개방 또는 폐쇄시켜서, 압축된 수소가 보조 저장탱크(220) 또는 메인 저장탱크(230)에 저장되게 한다.The electromagnetic valve control module 340 opens or closes the first, second, and third electromagnetic valves S1, S2, and S3, so that the compressed hydrogen is stored in the auxiliary storage tank 220 or the main storage tank 230. .

예컨대, 제어기(310)는 탱크용 압력계(PT1, PT2)를 통해 들어오는 수소 압력값을 이용하여, 저장되는 수소 양을 탱크별로 인식한 후, 전자변제어모듈(340)을 이용하여 제1, 제2, 제3 전자변(S1, S2, S3)을 개방 또는 폐쇄시킴에 따라, 수소 양의 변화에 따라 압력을 조절하면서 보조 저장탱크(220) 또는 메인 저장탱크(230)에 수소를 배분하여 저장할 수 있다.For example, the controller 310 recognizes the amount of hydrogen stored for each tank by using the hydrogen pressure values input through the pressure gauges PT1 and PT2 for the tanks, and then uses the electronic variable control module 340 to determine the first and the second. By opening or closing the third electron valves S1, S2, and S3, hydrogen may be distributed and stored in the auxiliary storage tank 220 or the main storage tank 230 while controlling the pressure according to the change in the amount of hydrogen. .

만일, 수소의 생산량이 적을 경우, 전자변제어모듈(340)은 제1 전자변(S1)을 개방시키고, 제2, 제3 전자변(S2, S3)을 폐쇄시킬 수 있다. 이후 압축기(242) 비 가동에 따라 기체 상태의 수소가 보조 저장탱크(220)에 저장될 수 있다.If the amount of hydrogen produced is small, the electromagnetic valve control module 340 may open the first electron valve S1 and close the second and third electron valves S2 and S3. Thereafter, the hydrogen of the gaseous state may be stored in the auxiliary storage tank 220 according to the operation of the compressor 242.

보조 저장탱크(220)에서 기체 수소가 미리 정한 압력에 도달하고, 수소의 생산량이 커질 경우, 압축기제어모듈(350)은 압축기(242)를 가동시켜 기체 수소를 압축하여 보조 저장탱크(220)에 저장하거나, 또는 압축하여 저장할 수 있는 한계가 넘을 경우 메인 저장탱크(230)에 하도록 한다.When the gaseous hydrogen reaches a predetermined pressure in the auxiliary storage tank 220 and the amount of hydrogen production increases, the compressor control module 350 operates the compressor 242 to compress the gaseous hydrogen to the auxiliary storage tank 220. If the limit that can be stored, or compressed and stored exceeds the main storage tank 230.

즉, 다시 수소의 생산량이 적어질 경우, 압축기제어모듈(350)은 압축기(242)를 비 가동시킴과 함께, 전자변제어모듈(340)은 제1 전자변(S1)을 폐쇄시키고, 제2 전자변(S2)을 개방시킬 수 있다.That is, when the hydrogen production amount again decreases, the compressor control module 350 deactivates the compressor 242, and the electromagnetic valve control module 340 closes the first electromagnetic valve S1, and the second electronic valve ( S2) can be opened.

이에 따라, 기체 상태의 수소가 메인 저장탱크(230)에 저장될 수 있다. 계속하여 수소의 생산량이 적어서 메인 저장탱크(230)의 저장 압력이 매우 낮을 때, 전자변제어모듈(340)은 제2 전자변(S2)을 폐쇄시키고, 제3 전자변(S3)을 개방시켜서, 보조 저장탱크(220)에 저장된 고압의 수소가 메인 저장탱크(230)에 공급되어 저장 압력을 보상할 수 있게 된다.Accordingly, gaseous hydrogen may be stored in the main storage tank 230. Subsequently, when the storage pressure of the main storage tank 230 is very low due to the low amount of hydrogen production, the electromagnetic valve control module 340 closes the second electromagnetic valve S2 and opens the third electronic valve S3 to perform auxiliary storage. The high pressure hydrogen stored in the tank 220 is supplied to the main storage tank 230 to compensate for the storage pressure.

이렇듯, 보조 저장탱크(220)는 메인 저장탱크(230)의 버퍼로서 압력 조절에 사용될 수 있다.As such, the auxiliary storage tank 220 may be used to adjust the pressure as a buffer of the main storage tank 230.

한편, 수소를 하역시에는 제4 전자변(S4)이 이용될 수 있고, 연료전지(302)의 가동을 위해서는 수소 공급용 제5 전자변(S5)과 산소 공급용 제6 전자변(S6)이 사용될 수 있다.Meanwhile, when unloading hydrogen, the fourth electron valve S4 may be used, and the fifth electron valve S5 for hydrogen supply and the sixth electron valve S6 for oxygen supply may be used to operate the fuel cell 302. have.

연료전지(302)는 제5, 제6 전자변(S5, S6)의 개방시 수소와 산소를 공급받은 후 2차 전력을 생산한다.The fuel cell 302 generates secondary power after receiving hydrogen and oxygen when the fifth and sixth electron valves S5 and S6 are opened.

2차 전력은 충전모듈(320)을 통해 배터리(301)에 저장되거나, 전원공급부(380)에 공급될 수 있다.Secondary power may be stored in the battery 301 through the charging module 320, or may be supplied to the power supply unit 380.

한편, 제어기(310)는 밸러스트수제어모듈(360)과 부유체(200)의 경사센서를 이용하여 부유체(200)의 자세를 안정되게 유지시킬 수 있다.On the other hand, the controller 310 can maintain the stance of the floating body 200 by using the inclination sensor of the ballast water control module 360 and the floating body 200.

예컨대, 밸러스트수제어모듈(360)은 부유체(200)의 경사센서에서 측정된 경사값이 미리 정해진 수치와 비교하여 클 경우, 상기 측정된 경사값에 대응하여 부유체(200)의 자세를 안정되게 복원시킬 수 있는 밸러스트탱크(270)별 저수량을 계산한다.For example, the ballast water control module 360 stabilizes the attitude of the floating body 200 in response to the measured tilt value when the inclination value measured by the inclination sensor of the floating body 200 is larger than a predetermined value. Calculate the water storage for each ballast tank 270 that can be restored.

이후, 밸러스트수제어모듈(360)은 액면계(363)에서 계측한 수치가 산출한 저수량의 수치에 도달할 때까지 밸러스트수를 해당 밸러스트탱크(270)에 공급 또는 회수시키도록 밸러스트수 펌프(361)와 밸브(362)의 작동을 제어함으로써, 결국 부유체(200)는 안정된 자세로 유지될 수 있다. Thereafter, the ballast water control module 360 supplies or recovers the ballast water to the corresponding ballast tank 270 until the value measured by the liquid level meter 363 reaches the value of the low water amount calculated. By controlling the operation of the valve 362, the float 200 can eventually be maintained in a stable posture.

또한, 제어기(310)는 동적위치제어모듈(370)과 선회형추진기(260)를 이용하여, 풍력발전부(100)가 해상의 풍력에 가장 효과적으로 노출될 수 있도록 하여, 발전 효율과 수소 생산 효율을 높일 수 있다.In addition, the controller 310 uses the dynamic position control module 370 and the swivel propeller 260 to allow the wind power generator 100 to be most effectively exposed to offshore wind power, generating power generation efficiency and hydrogen production efficiency. Can increase.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트는 선체(200a) 형태로 응용될 수 있다.As shown in Figure 4, the hydrogen production plant using the offshore wind turbine of the present invention may be applied in the form of a hull (200a).

선체(200a)는 갑판의 상부에 풍력발전부(100), 복수개의 보조 저장탱크(220), 전기분해장치(240) 등을 구비할 수 있다. 이런 선체(200a)의 간판의 하부에는 복수개의 메인 저장탱크(230)가 설치될 수 있고, 선체(200a)의 선수미 방향을 따라 메인 저장탱크(230)의 사이사이에는 밸러스트탱크(270)가 설치될 수 있다.The hull 200a may include a wind power generation unit 100, a plurality of auxiliary storage tanks 220, an electrolysis device 240, and the like on an upper portion of the deck. A plurality of main storage tanks 230 may be installed at a lower portion of the signboard of the hull 200a, and ballast tanks 270 may be provided between the main storage tanks 230 along the bow direction of the hull 200a. Can be installed.

풍력발전부(100)는 선체(200a) 또는 앞서 설명한 부유체 상에 복수개로 배치될 수 있다.The wind power generator 100 may be disposed in plurality on the hull 200a or the above-described floating body.

또한, 하나 또는 하나 이상의 풍력발전부(100)를 갖는 선체(200a) 또는 부유체는 이들을 상호 연결하는 연결 빔(도시 안됨)을 사용하여 멀티식 플랜트로 확장 설계될 수 있다.In addition, the hull 200a or floating body having one or more wind turbines 100 may be designed to be extended to a multi-plant using a connecting beam (not shown) interconnecting them.

이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Such a technical configuration of the present invention will be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is represented by the following claims rather than the foregoing description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

100 : 풍력발전부 200 : 부유체
200a : 선체 210 : 상판부
220 : 보조 저장탱크 230 : 메인 저장탱크
240 : 전기분해장치 250 : 전기분해탱크
260 : 선회형추진기 270 : 밸러스트탱크
280 : 하판부 290 : 텐션 와이어
300 : 제어장치 302 : 연료전지
100: wind power generation unit 200: floating body
200a: hull 210: top plate
220: auxiliary storage tank 230: main storage tank
240: electrolysis device 250: electrolysis tank
260: swing type propeller 270: ballast tank
280: lower plate 290: tension wire
300: control device 302: fuel cell

Claims (8)

해상에서 풍력을 이용하여 발전을 하는 풍력발전부와,
상기 풍력발전부에서 발전된 전력을 이용하여 물의 전기분해에 의해 생산한 수소를 저장 압력에 대응하게 배분하여 복수개의 저장탱크에 저장하는 부유체와,
상기 전기분해와 상기 부유체의 위치 및 자세를 제어하는 제어장치를 포함하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
Wind power generation unit that generates power by using wind at sea,
Floating body for distributing hydrogen produced by electrolysis of water by using the power generated in the wind power generation unit corresponding to the storage pressure to store in a plurality of storage tanks,
And a control device for controlling the electrolysis and the position and posture of the floating body.
Hydrogen production plant using offshore wind power plant.
제1항에 있어서,
상기 풍력발전부는
상기 부유체의 상판부에 세워진 포스트와,
상기 포스트의 상부에 설치된 터빈 형식의 풍력발전기와,
상기 풍력발전기에 결합된 복수개의 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
The method of claim 1,
The wind power generation unit
A post erected on the upper plate of the float,
A turbine-type wind turbine installed on an upper portion of the post,
It characterized in that it comprises a plurality of wings coupled to the wind turbine
Hydrogen production plant using offshore wind power plant.
제1항에 있어서,
상기 부유체는
상기 풍력발전부를 지지하는 상판부와,
상기 상판부의 상부에서 설치된 복수개의 보조 저장탱크와,
상기 상판부의 하부에서 이격 간격을 유지하면서 설치된 복수개의 메인 저장탱크와,
상기 풍력발전부와 상기 보조 저장탱크 사이에서 상기 상판부의 상부에 설치된 전기분해장치와,
상기 전기분해장치의 전기분해전극이 구비된 전기분해탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
The method of claim 1,
The float is
An upper plate part supporting the wind power generation part;
A plurality of auxiliary storage tanks installed at an upper portion of the upper plate,
A plurality of main storage tanks installed while maintaining a spacing distance from a lower portion of the upper plate,
An electrolysis device installed at an upper portion of the upper plate part between the wind turbine and the auxiliary storage tank;
It characterized in that it comprises an electrolysis tank equipped with an electrolysis electrode of the electrolysis device
Hydrogen production plant using offshore wind power plant.
제 3항에 있어서,
상기 부유체는
상기 부유체의 하판부의 저면에 설치된 선회형추진기와,
상기 메인 저장탱크의 사이사이에 설치된 밸러스트탱크와,
상기 하판부에 결합되어 해저면으로 연장되는 텐션 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
The method of claim 3, wherein
The float is
A swing-type propeller installed on the bottom of the lower plate of the floating body,
A ballast tank installed between the main storage tanks,
It is characterized in that it further comprises a tension wire coupled to the lower plate portion extending to the sea bottom
Hydrogen production plant using offshore wind power plant.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는
상기 풍력발전부에서 발전된 1차 전력을 이용하여 상기 부유체에 설치된 전기분해장치와 전기분해탱크에서 수소가 생산되게 제어하고, 수소 일부를 이용하여 연료전지에서 2차 전력이 생산되게 제어하는 것을 특징으로 하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
The method of claim 1,
The control device
By using the primary power generated in the wind power generation unit to control the production of hydrogen in the electrolysis device and electrolysis tank installed in the floating body, by using a portion of the hydrogen to control the production of secondary power in the fuel cell By
Hydrogen production plant using offshore wind power plant.
제 5항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 전기분해탱크에서 압축기를 경유하여 연장된 수소라인의 전자변을 제어하여 나머지 수소가 보조 저장탱크 또는 메인 저장탱크에 수소양의 변화에 따라 분배 및 저장되게 제어하는 것을 특징으로 하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
6. The method of claim 5,
The control device controls the electronic valve of the hydrogen line extended through the compressor in the electrolysis tank to control the remaining hydrogen is distributed and stored according to the change in the amount of hydrogen in the auxiliary storage tank or the main storage tank.
Hydrogen production plant using offshore wind power plant.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는
상기 풍력발전부에서 생산된 1차 전력과 상기 연료전지에서 생산된 2차 전력을 배터리에 충전하고, 상기 전력을 전원공급부에 공급하는 충전모듈과,
상기 전원공급부의 전기분해장치 작동용 전원을 상기 전기분해장치에 제공하는 전기분해제어모듈과,
상기 수소라인 또는 산소라인 상에 배관된 복수개의 전자변의 개폐를 제어하는 전자변제어모듈과,
상기 전기분해탱크에서 생산된 수소를 압축하도록 상기 압축기의 작동을 제어하는 압축기제어모듈과,
상기 부유체에 설치된 복수개의 밸러스트탱크(270)에 밸러스트수를 분배하여 저장하거나 배출시키는 밸러스트수제어모듈과,
상기 부유체에 설치된 선회형추진기에 대해 동적위치제어를 수행하는 동적위치제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
The method of claim 1,
The control device
A charging module for charging the battery with the primary power produced by the wind power generator and the secondary power produced by the fuel cell, and supplying the power to a power supply unit;
An electrolysis control module for providing power to the electrolysis device for operating the electrolysis device of the power supply unit;
Electronic valve control module for controlling the opening and closing of the plurality of electromagnetic valves piped on the hydrogen line or oxygen line;
Compressor control module for controlling the operation of the compressor to compress the hydrogen produced in the electrolysis tank;
A ballast water control module for distributing and storing or discharging ballast water to a plurality of ballast tanks 270 installed in the floating body;
And a dynamic position control module for performing dynamic position control with respect to the swing-type propeller installed in the floating body.
Hydrogen production plant using offshore wind power plant.
제7항에 있어서,
상기 밸러스트수제어모듈은
상기 부유체의 경사센서에서 들어오는 경사값에 대응하여 상기 부유체의 자세 또는 균형을 안정되게 복원시킬 수 있는 밸러스트탱크별 저수량을 계산한 후, 액면계에서 계측한 수치가 산출한 저수량의 수치에 도달할 때까지 밸러스트수를 상기 밸러스트탱크에 공급 또는 회수시키도록 밸러스트수 펌프와 밸러스트수라인 상의 밸브의 작동을 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
해상용 풍력발전설비를 이용한 수소생산 플랜트.
The method of claim 7, wherein
The ballast water control module
After calculating the storage amount for each ballast tank that can stably restore the attitude or balance of the floating body in response to the inclination value from the inclined sensor of the floating body, the value measured by the liquid level gauge reaches the value of the calculated storage amount. Control the operation of the ballast water pump and the valve on the ballast water line to supply or recover ballast water to the ballast tank until
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