KR20120062039A - 부유식 조류발전장치 및 그 시공방법 - Google Patents
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Abstract
부유식 조류발전장치 및 그 시공방법이 개시된다. 본 발명의 부유식 조류발전장치는, 조류에너지를 얻기 위해 해수면에 부유되는 모듈로 형성되며, 다수가 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 일렬로 연결 배치되어 유속에 의해 전력을 생산할 수 있도록 마련되는 조류발전부; 및 상기 조류발전부의 연결영역에 상호 일정간격을 두고 개재되도록 연결 배치될 수 있는 모듈로 형성되며, 상기 조류발전부를 조류에서 작용하는 힘으로부터 해수면에 고정할 수 있도록 마련되는 다수의 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 부유식 조류발전장치의 시공방법은, 조류가 심한 해역에 상기 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 다수의 고정부를 상호 일정간격 을 두고 배치하여 해저면에 고정하는 단계; 및 상기 고정부 사이에 다수의 조류발전부를 연결 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 부유식 조류발전장치의 시공방법은, 조류가 심한 해역에 상기 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 다수의 고정부를 상호 일정간격 을 두고 배치하여 해저면에 고정하는 단계; 및 상기 고정부 사이에 다수의 조류발전부를 연결 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 부유식 조류발전장치 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 해수면에 부유되어 조류에너지를 얻을 수 있도록 모듈형태로 형성되는 다수의 조류발전부를 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 연결 및 고정 시공하여 해수의 유속에 의해 전력을 생산하는 부유식 조류발전장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 바닷물을 이용하여 전력을 생산하는 해양에너지는 그 방법에 따라 파력발전, 조력발전, 조류발전 및 해양온도차발전으로 나뉘게 된다. 파력발전은 파도에 의한 해면의 상하운동을 이용해 전력을 생산하는 방식이고, 조력발전은 달이나 태양의 인력에 의해서 생기는 조석에너지를 이용해 전력을 생산하는 방식이며, 조류발전은 밀물과 썰물로 생기는 조류를 이용해 전력을 생산하는 방식이고, 해양온도차발전은, 표층과 심층의 해수 온도차를 이용해 전력을 생산하는 방식이다.
특히, 해양이나 하천의 조류를 이용하는 조력발전은 통상적으로 하나의 블레이드를 이용하여 독립적으로 발전하는 형태를 갖는다. 해양이나 하천의 수심이 낮은 지역에서는 블레이드의 크기가 한정되므로 복수의 소형 발전기를 설치하여 복수의 발전기를 가동시키고 있다.
이러한 조류발전은 발전장치의 설비에 따른 기초 시공비용이 과다하게 소요되어 경제성이 낮을 뿐만 아니라 발전장치의 유지 및 보수작업이 상당히 어렵다는 문제점이 있다.
즉, 해양이나 하천의 유속이 빠른 구역에서는 일반적인 수중 구조물과 같이 잠수부에 의존하여 발전장치를 수리 및 점검할 수 없기 때문에 특수한 잠수장치가 요구된다.
또한, 이와 같이 해양이나 하천의 유속이 빠른 구역에서 빠른 유속을 이용하여 발전작업이 용이하지만 이를 위해서는 상기와 같은 유지보수 및 관리에 대한 기술적 문제의 해결이 불가피하게 된다.
유속이 빠른 구역에서 잠수부의 도움없이 수중의 발전기를 유지보수 및 관리하기 위해서는 발전기를 해수면으로 이동시켜야 하는데 이러한 이동작업에는 고가의 복잡한 장치들이 요구된다.
상기한 문제를 개선하기 위한 조류발전장치는 일례로 수중의 발전기를 유지보수 및 관리하기 위해 대형의 파일을 해저 바닥면에서부터 수면위까지 일자형으로 위치하도록 설치하여 수중의 발전기가 대형의 파일을 따라 상하로 이동하여 수면위로 인양시키는 인양장치가 제안되어 있다.
이러한 종래의 조류발전장치는 해저면에서 수면까지 일자형 파일을 설치하게 되므로, 조류에 의한 외력과 모멘트가 파일에 작용하게 되고 이러한 점을 보강하기 위해 파일구조물이 복잡하고 거대해져 파일구조물의 제작 및 설치에 따른 비용이 과다하게 소요되고 작업시간도 길어지는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 해수면에 부유되어 조류에너지를 얻을 수 있도록 모듈형태로 형성되는 다수의 조류발전부를 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 연결 및 고정 시공함으로써 설비의 간편한 시공을 통해 시공성의 향상과 유지 및 보수에 따른 관리가 용이하게 이루어질 수 있는 부유식 조류발전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는, 상기한 부유식 조류발전장치의 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제는, 본 발명에 따라, 조류에너지를 얻기 위해 해수면에 부유되는 모듈로 형성되며, 다수가 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 일렬로 연결 배치되어 유속에 의해 전력을 생산할 수 있도록 마련되는 조류발전부; 및 상기 조류발전부의 연결영역에 상호 일정간격을 두고 개재되도록 연결 배치될 수 있는 모듈로 형성되며, 상기 조류발전부를 조류에서 작용하는 힘으로부터 해수면에 고정할 수 있도록 마련되는 다수의 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 조류발전장치에 의해 달성된다.
상기 조류발전부는, 내부에 터빈 룸을 갖는 사각면체로 형성되며, 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 전·후면 표면에 상기 터빈 룸과 연결될 수 있도록 수로가 마련되는 하우징 블록; 상기 하우징 블록의 터빈 룸에 회전되도록 설치되며, 상기 수로를 통과하는 해수의 유속에 의해 회전력을 발생할 수 있도록 마련되는 터빈; 및 상기 하우징 블록의 내부에 배치되며, 상기 터빈의 회전력을 전달받아 발전할 수 있도록 마련되는 발전기를 포함할 수 있다.
상기 수로는, 상기 하우징 블록의 전·후면 표면에 마련되는 입구영역 및 상기 수로와 상기 터빈 룸의 경계부에 마련되는 출구영역을 포함하며, 상기 입구영역에서 상기 출구영역을 향해 그 폭이 점점 축소될 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다.
상기 수로는, 상기 출구영역에 상기 하우징 블록의 상·하 방향으로 승강 가능하게 배치되어 상기 터빈 룸을 개폐할 수 있도록 마련되는 수문을 더 포함할 수 있다.
상기 고정부는, 상기 조류발전부와 대응되는 형상을 가지며, 해수면에 부유되어 상기 조류발전부와 연결될 수 있도록 마련되는 고정블록; 상기 고정블록을 수직 방향으로 관통하도록 배치되며, 상기 조류발전부를 해수면에 고정하기 위해 해저면에 고정될 수 있도록 마련되는 고정말뚝; 및 상기 고정블록의 내부에 상기 고정말뚝의 둘레를 따라 다수가 배치되며, 상기 고정블록으로 작용하는 조류의 힘을 완충할 수 있도록 마련되는 완충부재를 포함할 수 있다.
상기 조류발전부와 조류발전부 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부를 연결하기 위해, 이들의 연결면에 상호 끼움 연결될 수 있도록 마련되는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 연결부는, 상기 조류발전부와 조류발전부의 연결면 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부의 연결면에 대응되게 형성 배치되어 상호 끼움 연결될 수 있도록 마련되는 연결홈 및 연결돌기를 포함할 수 있다.
상기 연결부는, 상기 조류발전부와 조류발전부의 연결면 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부의 연결면에 표면으로부터 함몰 형성되도록 마련되는 연결홈; 및 상기 연결홈과 대응되는 형상을 가지며, 상기 연결홈에 삽입 결합되어 상기 조류발전부와 조류발전부 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부를 상호 연결할 수 있도록 마련되는 연결블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 다른 기술적 과제는, 본 발명에 따라, 부유식 조류발전장치를 조류가 심한 해역에 시공하는 방법으로서, 상기 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 다수의 고정부를 상호 일정간격을 두고 배치하여 해저면에 고정하는 단계; 및 상기 고정부 사이에 다수의 조류발전부를 연결 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 조류발전장치의 시공방법에 의해 달성된다.
본 발명은, 조류발전설비의 기초 시공비용을 절감하기 위한 수단으로 부유식 모듈구조의 조류발전부와 고정부를 구비하는 부유식 조류발전장치 및 그 시공방법을 제공함으로써, 조류발전설비의 기초 시공시 부유식 모듈구조에 의한 설비의 간소화, 작업의 용이성, 공기 단축 등을 통해 시공 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
또한, 시공 현장여건에 따라 터빈의 개수를 유동적으로 조절 가능하고 터빈 룸의 내부에서 부품의 수리, 교체 등의 작업이 가능하게 됨으로써, 설비의 유지보수 및 관리가 용이하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 정단면도.
도 2는 도 1에 도시된 부유식 조류발전장치의 평단면도.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 시공과정을 보인 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 평단면도.
도 2는 도 1에 도시된 부유식 조류발전장치의 평단면도.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 시공과정을 보인 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 평단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 정단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 부유식 조류발전장치의 평단면도이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 시공과정을 보인 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다수가 해수면에 부유된 상태에서 일렬로 연결 배치되어 조류의 유속에 의해 전력을 생산할 수 있도록 마련되는 조류발전부(100)와, 조류발전부(100)의 연결영역에 다수가 개재되도록 연결 배치되어 조류발전부(100)를 조류에서 작용하는 힘으로부터 해수면에 고정할 수 있도록 마련되는 고정부(200)와, 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)를 상호 연결할 수 있도록 마련되는 연결부(300)를 포함한다.
조류발전부(100)는, 조류에너지를 얻기 위해 해수면에 부유된 상태에서 조류의 유속에 의해 전력을 생산할 수 있도록 마련되는 모듈로 형성되어 있다. 이를 위해서, 조류발전부(100)는 해수면에 부유되어 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 연결 배치되는 하우징 블록(110)과, 하우징 블록(110)의 내부에 회전되도록 설치되는 터빈(120)과, 터빈(120)의 회전력을 전달받아 발전할 수 있도록 마련되는 발전기(130)로 구성된다.
하우징 블록(110)은, 사각면체의 형상을 가지며, 해수면에서 부유될 수 있도록 물을 흡수하지 아니하면서 물보다 비중이 낮아 수중에서 부상력을 받는 소재로 형성되어 있다. 즉, 하우징 블록(100)의 소재로서는 수면에 뜨는 통상의 모든 소재가 가능하며, 예를 들어서 각종 발포수지를 포함한 각종 합성수지, 천연 또는 합성 고무, 실리콘, 방수 처리한 목재 등을 사용할 수 있다.
하우징 블록(100)의 내부에는, 터빈(120)을 설치할 수 있도록 마련되는 터빈 룸(112)이 형성되어 있다. 이러한 터빈 룸(112)은 터빈이 회전 가능하게 설치될 수 있는 공간을 제공한다.
하우징 블록(110)의 전·후면 표면에는, 조류가 통과되기 위해 터빈 룸(112)과 연결될 수 있도록 마련되는 수로(114)가 형성되어 있다. 여기서, 하우징 블록(110)의 전·후면 표면은 조류의 진행방향과 직교하는 방향을 말한다.
수로(114)는, 하우징 블록(110)의 전·후면 표면 마련되는 입구영역(114A)과, 수로(114)와 터빈 룸(112)의 경계부에 마련되는 출구영역(114B)으로 구성된다.
이러한, 수로(114)는 입구영역(114A)에서 출구영역(114B)을 향해 그 폭이 점점 축소될 수 있도록 경사지게 형성되어 있다. 즉, 수로(114)는 입구영역(114A)에서 출구영역(114B)으로 갈수록 작아지게 형성됨으로써 조류의 통과시 유속을 증진시킬 수 있는 구조를 갖게 된다.
수로(114)의 출구영역(114A)에는, 하우징 블록(110)의 상·하 방향으로 승강 가능하게 배치되어 터빈 룸(112)을 개폐할 수 있도록 마련되는 수문(116)이 형성되어 있다. 이러한 수문(114)에 의해 수로(114)와 연결되는 터빈 룸(112)이 개폐 가능하게 됨으로써 터빈 룸(112)의 내부에서 부품의 수리 및 교체 작업을 수월하게 진행할 수 있는 구조를 갖게 된다.
여기서, 하우징 블록(110)의 내부에는 수문(116)을 출구영역(114B)의 상·하 방향으로 승강시키기 위해 승강수단(도면에 미도시)이 마련될 수 있으며, 승강수단은 일례로, 수문(116)에 마련되는 랙기어와 터빈 룸(112)에 모터와 연결되어 랙기어 맞물리도록 마련되는 피니언기어로 구성될 수 있으며, 수문(116)은 모터로부터 구동력을 전달받아 회전되는 피니언기어와 랙기어 간의 맞물림 구조에 의해 하우징 블록(110)의 상·하 방향으로 승강될 수 있다.
이러한 승강수단은 상기한 본 발명의 실시예에 한정되지 아니하며, 수문(116)을 상·하 방향으로 승강시킬 수 있는 구성을 갖는다면 공지된 모든 승강수단을 적용할 수 있다.
터빈(120)은, 하우징 블록(110)의 터빈 룸(112)에 회전 가능하게 설치되어 있다. 이때, 터빈(120)은 조류의 유속에 의해 최대한의 회전력을 발생시킬 수 있는 헬리컬 터빈으로 형성된다. 이러한 터빈(120)은 수로(114)를 통과하는 조류의 유속에 의해 회전력을 발생시켜 발전기(130)로 전달하는 역할을 담당한다.
발전기(130)는, 하우징 블록(110)의 내부에 터빈(120)과 연결될 수 있도록 마련되어 있다. 이러한 발전기(130)는 터빈(120)으로부터 전달되는 회전력에 의해 전력을 생산하는 역할을 담당한다.
이와 같은 조류발전부(100)는 해수면에 부유된 상태로 조류의 진행방향에 대하여 직교되는 방향으로 다수의 하우징 블록(110)이 일렬로 상호 연결되도록 배치된 상태에서 유속에 의해 터빈(120)을 회전시켜 발전기(130)로 전력을 생산하는 역할을 담당한다.
이러한, 조류발전부(100)는 조류에너지를 얻기 위해 시공위치에 따라 적정 개수의 조류발전부(100)가 일렬로 연결 배치될 수 있다.
고정부(200)는, 조류발전부(100)의 연결영역에 상호 일정간격을 두고 개재되도록 연결 배치되며 조류발전부(100)를 조류에서 작용하는 힘으로부터 해수면에 고정할 수 있도록 마련되는 모듈로 형성되어 있다. 이를 위해서 고정부(200)는 해수면에 부유되며 조류발전부(100)의 연결영역에 상호 일정간격을 두고 개재되어 연결 배치될 수 있도록 마련되는 고정블록(210)과, 고정블록(210)을 수직 방향으로 관통하도록 형성되며 조류발전부(100)를 해수면에 고정할 수 있도록 마련되는 고정말뚝(220)과, 고정블록(210)으로 작용하는 조류의 힘을 완충할 수 있도록 마련되는 완충부재(230)로 구성된다.
고정블록(210)은, 하우징 블록(110)과 대응되며 내부가 중공되는 사각면체로 형성되어 있다. 이러한 고정블록(210)은 해수면에서 부유될 수 있도록 하우징 블록(110)과 마찬가지로 수면에 뜨는 통상의 모든 소재로 형성될 수 있다.
고정말뚝(220)은, 일정길이로 형성되며 고정블록(210)을 수직 방향으로 관통하도록 배치되어 있다. 이러한 고정말뚝(220)은 고정블록(210)을 관통한 상태에서 그 하단부가 해저면에 관입 고정되어 고정블록(210)과 연결되어 있는 조류발전부(100)를 해수면에 고정하는 역할을 담당한다.
완충부재(230)는, 고정블록(210)의 내부에 고정말뚝(220)의 둘레를 따라 다수가 마련되어 있다. 즉, 완충부재(230)는 일정길이를 가지며 그 양단이 고정블록(210)의 내부면과 고정말뚝(220)의 둘레면에 밀착되도록 설치된다. 이때, 완충부재(230)는 고정블록(210)의 내부에서 고정말뚝(220)을 탄성으로 지지할 수 있도록 고정말뚝(220)의 둘레를 따라 일정간격으로 이격 배치되는 고무 또는 스프링으로 형성된다.
이러한 완충부재(230)는 조류의 힘이 고정말뚝으로 전달되지 않도록 고정블록(210)으로 작용하는 조류의 힘을 완충하는 역할을 담당한다.
이와 같은 고정부(200)는 조류가 심한 해역 또는 해협 등에 조류의 진행방향과 직교되는 방향으로 상호 일정간격을 두고 해저면에 고정되도록 시공되며 조류발전부(100)를 일렬로 연결 배치하여 시공하는 과정에서 조류발전부(100)의 연결영역에 개재되도록 연결 배치함으로써 조류발전부(100)를 조류에서 작용하는 힘으로부터 해수면에 고정하는 역할을 담당한다.
이때, 고정부(200)는 조류발전부(100)를 해수면에 고정하기 위해 조류발전부(100)의 연결영역에 적정 개수가 연결 배치될 수 있다.
연결부(300)는, 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)를 연결하기 위해 이들의 연결면에 대응되게 배치되어 상호 끼움 연결될 수 있도록 형성되는 연결홈(310)과 연결돌기(320)로 마련되어 있다.
이러한, 연결부(300)는 조류발전부(100)와 조류발전부(100)가 상호 연결되는 경우, 한쪽 조류발전부(100)의 연결면에 연결홈(310)이 형성 배치되고, 이와 연결되기 위한 다른 쪽 조류발전부(100)의 연결면에 연결홈(310)과 대응되는 연결돌기(320)가 형성 배치되어 상호 연결될 수 있다.
즉, 연결부(300)의 연결홈(310)과 연결돌기(320)는 한쪽 조류발전부(100)의 연결면 양측에 조합되도록 형성 배치되어 상호 연결되거나 또는 한쪽 조류발전부(100) 연결면 양측에 연결홈(310)이 형성되고 이와 연결되기 위한 다른 쪽 조류발전부(100)의 연결면 양측에 연결돌기(320)가 형성되도록 배치되어 상호 연결될 수 있다.
그리고, 연결부(300)는 조류발전부(100)와 고정부(200)가 상호 연결되는 경우, 조류발전부(100)의 연결면에 연결홈(310)이 형성 배치되고, 이와 연결되기 위한 고정부(200)의 연결면에 연결홈(310)과 대응되는 연결돌기(320)가 형성 배치되어 상호 연결될 수 있다.
이때, 연결홈(310)과 연결돌기(320)는 조류발전부(100) 및 고정부(200)의 연결면에 다양한 구조로 형성 배치될 수 있다.
즉, 연결부(300)의 연결홈(310)과 연결돌기(320)는 한쪽 조류발전부(100)의 연결면 양측에 조합되도록 형성 배치되거나 또는 고정부(200)의 연결면 양측에 조합되도록 형성 배치되어 조류발전부(100)와 고정부(200)가 연결될 수 있다.
또한, 조류발전부(100) 연결면 양측에 연결홈(310) 또는 연결돌기(320)가 형성 배치되고 이와 연결되기 위한 고정부(200)의 연결면 양측에 대응되는 연결홈(310) 또는 연결돌기(320)가 형성 배치되어 조류발전부(100)와 고정부(200)가 연결될 수도 있다.
이러한 연결부(300)는 도면에 도시되지는 않았지만, 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)을 일렬로 상호 연결하기 위해 사각형상을 포함하는 공지된 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이하, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 시공과정을 설명한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 조류가 심한 해역 또는 해협 등에 조류의 진행방향과 직교되는 방향으로 조류발전부를 해수면에 고정할 수 있도록 하나의 모듈로 형성되어 있는 다수의 고정부(200)를 상호 일정간격을 두고 배치하여 해저면에 고정되도록 시공한다.
이때, 고정부(200)의 고정블록(210)은 해수면에 부유된 상태로 배치되고 고정말뚝(220)은 완충부재(230)에 의해 탄성 지지된 상태로 그 하단부가 해저면에 관입되어 고정된다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 고정부(200)가 해저면에 고정 시공되면, 조류에 의해 전력을 생산할 수 있도록 하나의 모듈로 형성되어 있는 다수의 조류발전부(100)를 조류의 진행방향과 직교되는 방향으로 고정부(200)와 연결하여 일렬로 배치되도록 시공함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 시공작업이 완료된다.
이때, 해수면에 부유되도록 형성되어 있는 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)의 연결면은 접촉된 상태에서 연결부(300)의 연결홈(310)과 연결돌기(320)에 의해 상호 끼움 연결된다.
그리고, 조류발전부(100)의 하우징 블록(110)에 설치되는 터빈(120)은 현장여건에 따라 그 개수를 유동적으로 조절 가능하여 설치할 수 있다.
즉, 조류발전부(100)가 일렬로 연결 배치될 때 조류의 유속이 약해 터빈(120)의 회전력이 미약하게 발생하는 하우징 블록(110)에는 터빈(120)을 설치하지 않음으로써 조류에너지를 얻기 위한 터빈(120)의 개수를 유동적으로 조절할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 조류발전장치 및 그 시공방법은, 부유식 모듈구조를 갖는 조류발전부(100)와 고정부(200)를 구비하여 해수면에서 조류의 진행방향에 대하여 직교되는 방향으로 다수의 조류발전부(100)를 일렬로 연결 배치하고 조류발전부(100)의 연결영역에 다수의 고정부(200)를 개재하여 해저면에 고정 시공함으로써, 부유식 모듈구조에 의한 설비의 간소화와 작업의 편리성을 통해 시공작업을 용이하게 실시할 수 있게 된다.
게다가, 조류발전의 기초 시공시 복잡하고 거대한 다수의 파일구조물이 소요되는 종래기술과 달리, 부유식 모듈구조에 의해 조류발전부(100)를 해수면에 고정하도록 고정말뚝(220)이 마련되어 있는 고정부(200)의 개수를 감소시킬 수 있게 된다.
따라서, 조류발전설비의 기초 시공에 따른 시공비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
그리고, 조류발전부(100)가 부유식 모듈로 형성되어 있기 때문에 현장여건에 따라서 하우징 블록(110)에 설치되어 있는 터빈(120)의 개수를 유동적으로 조절 가능하고, 하우징 블록(110)에 마련되어 있는 터빈 룸(112)이 수문(116)을 통해 개폐되어 터빈 룸(112)의 내부에서 부품의 수리, 교체 등의 작업할 수 있게 됨으로써, 설비의 유지보수 및 관리가 용이하게 이루어질 수 있다.
아울러, 조류발전부(100)의 하우징 블록(110)에 유속 증진이 가능한 수로(114)가 마련됨으로써, 조류발전부(100)에 의한 발전량을 현저하게 증가시킬 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 조류발전장치의 평단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 조류발전장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)를 상호 연결할 수 있도록 마련되는 연결부(300)의 구성이 본 발명의 일 실시예와 다른 구조를 갖는 것이며, 이를 제외한 나머지 구성 및 시공방법은 본 발명의 일 실시예와 동일하다.
즉, 본 실시예의 연결부(300)는, 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)의 연결면에 형성되는 연결홈(330)과, 연결홈(330)에 삽입 결합될 수 있도록 마련되는 연결블록(340)으로 구성된다.
연결홈(330)은, 조류발전부(100)와 조류발전부(100)의 연결면 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)의 연결면에 표면으로부터 함몰 형성되어 있다.
연결블록(340)은, 조류발전부(100) 또는 고정부(200)와 별개로 마련되며 연결홈(330)과 대응되는 형상으로 형성되어 있다. 이러한 연결블록(340)은 연결홈(330)에 이탈이 방지될 수 있도록 삽입 결합되어 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)를 상호 연결하는 역할을 담당한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 조류발전장치는, 연결블록(340)의 양단이 연결홈(330)에 삽입 결합되어 조류발전부(100)와 조류발전부(100) 또는 조류발전부(100)와 고정부(200)가 상호 연결됨으로써, 조류발전부(100) 및 고정부(200)의 연결부위에 대한 더욱 견고한 연결구조를 제공할 수 있는 것이며, 이를 제외한 나머지 작용 및 효과는 본 발명의 일 실시예와 동일하다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 조류발전부
110: 하우징 블록
112: 터빈 룸
114: 수로
114A: 입구영역
114B: 출구영역
116: 수문
120: 터빈
130: 발전기
200: 고정부
210: 고정블록
220: 고정말뚝
230: 완충부재
300: 연결부
310: 연결홈
320: 연결돌기
330: 연결홈
340: 연결블록
110: 하우징 블록
112: 터빈 룸
114: 수로
114A: 입구영역
114B: 출구영역
116: 수문
120: 터빈
130: 발전기
200: 고정부
210: 고정블록
220: 고정말뚝
230: 완충부재
300: 연결부
310: 연결홈
320: 연결돌기
330: 연결홈
340: 연결블록
Claims (9)
- 조류에너지를 얻기 위해 해수면에 부유되는 모듈로 형성되며, 다수가 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 일렬로 연결 배치되어 유속에 의해 전력을 생산할 수 있도록 마련되는 조류발전부; 및
상기 조류발전부의 연결영역에 상호 일정간격을 두고 개재되도록 연결 배치될 수 있는 모듈로 형성되며, 상기 조류발전부를 조류에서 작용하는 힘으로부터 해수면에 고정할 수 있도록 마련되는 다수의 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제1항에 있어서,
상기 조류발전부는,
내부에 터빈 룸을 갖는 사각면체로 형성되며, 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 전·후면 표면에 상기 터빈 룸과 연결될 수 있도록 수로가 마련되는 하우징 블록;
상기 하우징 블록의 터빈 룸에 회전되도록 설치되며, 상기 수로를 통과하는 해수의 유속에 의해 회전력을 발생할 수 있도록 마련되는 터빈; 및
상기 하우징 블록의 내부에 배치되며, 상기 터빈의 회전력을 전달받아 발전할 수 있도록 마련되는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제2항에 있어서,
상기 수로는,
상기 하우징 블록의 전·후면 표면에 마련되는 입구영역 및 상기 수로와 상기 터빈 룸의 경계부에 마련되는 출구영역을 포함하며, 상기 입구영역에서 상기 출구영역을 향해 그 폭이 점점 축소될 수 있도록 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제3항에 있어서,
상기 수로는,
상기 출구영역에 상기 하우징 블록의 상·하 방향으로 승강 가능하게 배치되며, 상기 터빈 룸을 개폐할 수 있도록 마련되는 수문을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제1항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 조류발전부와 대응되는 형상을 가지며, 해수면에 부유되어 상기 조류발전부와 연결될 수 있도록 마련되는 고정블록;
상기 고정블록을 수직 방향으로 관통하도록 배치되며, 상기 조류발전부를 해수면에 고정하기 위해 해저면에 고정될 수 있도록 마련되는 고정말뚝; 및
상기 고정블록의 내부에 상기 고정말뚝의 둘레를 따라 다수가 배치되며, 상기 고정블록으로 작용하는 조류의 힘을 완충할 수 있도록 마련되는 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제1항에 있어서,
상기 조류발전부와 조류발전부 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부를 연결하기 위해, 이들의 연결면에 상호 끼움 연결될 수 있도록 마련되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제6항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 조류발전부와 조류발전부의 연결면 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부의 연결면에 대응되게 형성 배치되어 상호 끼움 연결될 수 있도록 마련되는 연결홈 및 연결돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제6항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 조류발전부와 조류발전부의 연결면 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부의 연결면에 표면으로부터 함몰 형성되도록 마련되는 연결홈; 및
상기 연결홈과 대응되는 형상을 가지며, 상기 연결홈에 삽입 결합되어 상기 조류발전부와 조류발전부 또는 상기 조류발전부와 상기 고정부를 상호 연결할 수 있도록 마련되는 연결블록을 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 부유식 조류발전장치를 조류가 심한 해역에 시공하는 방법으로서,
상기 조류의 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 다수의 고정부를 상호 일정간격을 두고 배치하여 해저면에 고정하는 단계; 및
상기 고정부 사이에 다수의 조류발전부를 연결 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
부유식 조류발전장치의 시공방법.
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