KR20120086413A

KR20120086413A - 수압및 유량조절 소수력발전기와 제어 시스템 및 운영방법

Info

Publication number: KR20120086413A
Application number: KR1020110007613A
Authority: KR
Inventors: 신영산
Original assignee: 신영산
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-03
Also published as: KR101292630B1

Abstract

본 발명은 수관을 통해 유입되는 물의 운동에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하게 되는데 재사용, 전력 재판매로 연결시킨다. 수압과 유량 그리고 생산된 전력에너지를 이미적으로 정해진 값에 연동되어 자동조절 되나 PC나 휴대 단말기 (휴대폰, 스마트폰, PDA,테블릿PC)로 원거리에서 원격으로 접속반 시스템에 인증후(록인증 모듈을 이용 제3의 불특정한 자의 접근을 제한)제어 할 수 있다.

Description

수압및 유량조절 소수력발전기와 제어 시스템 및 운영방법{water pressure control type water power generator}

본 발명은 상수를 공급하는 공급원에서 소비원 까지 송수단계에서 가압을 하였다가 소비원에서 사용하기 위한 압력으로 감압을 하기위해 사용되는 감압밸브나 시스템을 배제하고 본 개발장치로 대체하여 수압과 유량을 조절하여 발전기의 회전량을 일정하게 유지하여 발전기의 발전 능력을 최대치로 끌어올려 재생 전기에너지로 변환하는 수압및 유량조절 소수력발전기와 제어 시스템 및 운영방법에 관한 것이다.

세계 각국은 에너지절약과 함께 재생에너지와 그린에너지 생산에 기술과 자본을 기울이고 있다. 그러한 기술로는 태양광과 풍력, 파력, 수력 등 이 있으며 이러한 기술들은 날씨와 환경의 요인으로 인한 발전량에 상당한 영향을 받고 있으며 아직까지 비용에 비해 효율이 낮은 발전 설비 등을 설치하고 있는데 이는 Co2를 줄이고자하는 각국의 노력이며 지구의 환경과 인류를 지키고자 하는 노력이며 투자라 할 것이다.

현재 수도공급원에서는 일정거리 까지 송수를 위하여 생산된 수도자원에 가압을 하여 송수능력을 확보 하고 있는데 이는 송수에 절대 필요한 에너지 이지만 실제 소비원에 도달 할 경우 실제 사용을 위해 가해진 압력을 낮춰야 하는 감압 공정이 필요하다. 감압을 하기 위해서는 별도의 장치가 필요하며, 이는 송수를 위하여 제공된 에너지를 소멸 시키는 공정으로 본 개발 기술은 이러한 부분을 전력에너지로 재생산하는 발전과 감압, 측정, 제어 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 소수력이나 풍력발전의 발전 과정에서 발전기의 모터를 일정한 시간동안 균일한 회전수를 얻어 많은 발전량을 얻는 것이 중요한데 풍력 발전의 경우도 발전기의 회전날개에 정면으로 불어오는 정해진 값 이상의 바람이 불어야 발전이 되며 지속적인 바람의 양이 있어야 발전의 용량이 많아지는데 소수력의 발전기의 원리도 비슷하다.

또한 설치비용에 비해 발전량이 떨어지며 설치장소도 한정되어 있다.

수관이 설치된 건물에서 설치장소의 구애를 받지 않고 저렴한 시설비로 각종 수관의 인입부분의 위치에 장착하여 수압의 압력을 조절하며 재생에너지로 만드는 것이며 물의 압력을 이용하여 동력을 얻어 전기를 생산하는 발전기를 회전시켜서 전기를 생산하는 방법으로서 건물에서 물을 사용할 때마다 흐르는 물의 압력을 이용하여 친환경적으로 재생에너지를 만들며 설치비용 절감과 장소에 따른 비용과 장소의 구애를 받지 않아 효율적으로 관리한다.

송수를 위하여 사용된 에너지는 단순히 물의 물리적인 위치를 변동하기 위하여 사용되는 에너지로 사용단계에서는 오히려 감압 공정을 거쳐야 하는 소모적인 공정이다.

본 기술은 감압을 위한 에너지 사용을 배제하고 감압공정을 전력 재생산으로 대체하는 기술로 감압으로 인해 소모되는 에너지 재생에너지로 활용하여 전기에너지를 만들기 위한 비용과 Co2 배출의 저감효과가 기대된다.

본 장치는 수도를 사용하는 장소(가정집, 목욕탕, 사우나, 찜질방, 집합건물 등)이면 어디든 가능하며 특정 장소(수도사업소, 폐수처리장 등)에서도 가능하다.

[도 1]은 수압 및 유량 조절 장치로 조절판이 상하로 움직이며 조절을 한다는것을 보여주는 전체구성도이며 [도 2]는 발전기와 회전체 및 수압?유량 계측기로 회전량을 측정하여 수압과 유량을 계산하기 위한 하드웨어를 보여주는 구성도이다. [도 3]은 제어시스템 및 운영방법의 구성도이다.

수관(120)을 통해 유입되는 물은 조절판(110)를 통해 수압과 유량을 조절하며 물의 운동에너지를 이용하여 회전날개(220)를 회전시키며 회전축(230)으로 전달된 에너지는 발전기(200)축으로 연결되며 전기에너지를 생산하게 되는데 이때 계측기(210)에 절달된 회전속도를 측정하여 조절기(110)의 높낮이를 모터(100)을 가동하여 수압과 유량을 조절하게 된다. 회전축에는 베어링부재(240)를 이용하여 회전축(230)이 회전하는데 용이 하도록 하였으며 여러 개의 베어링부재(240)를 사용하여 물이 밖으로 새 나가는 것을 차단하였다.

발전기(200)로 생산된 전력은 접속반(300)을 통하여 재사용, 전력 재판매로 연결시킨다. 접속반(300)은 인버터가 들어있다. 조절판(110)은 송수압에 따라 회전날개의 과도한 회전을 방지하고 소비원의 사용 압력에 맞추기 위하여 설치하였으며 발전축의 회전량을 조절하며 설치장치의 과부하와 파손을 방지할 수 있도록 하였다. 접속반(300)은 회전날개의 회전수, 발전량 을 측정하고 조절판(110)의 구동 모터(100)를 이용 상하로 제어하고 수압과 양 그리고 생산된 전력에너지를 제어한다. PC나 휴대 단말기 (휴대폰, 스마트폰, PDA,테블릿PC)로 원거리에서 제어가 가능하다. 발전기(100)의 발전량과 회전량이 계측되면 접속반(300)으로 보내지고 접속반(300)에서 산출된 값을 PC나 휴대 단말기 (휴대폰, 스마트폰, PDA,테블릿PC)중 어느 하나 이상에 표시되며 계측한 값을 이미적으로 정해진 값에 연동되어 자동조절 되나 사용자가 원거리에서 원격으로 접속반 시스템에 인증후(록인증 모듈을 이용 제3의 불특정한 자의 접근을 제한)제어 할 수 있다. 인버터에서는 직류전압, 직류전류를 교류전압, 교류전류로 변환하고 출력량을 제어함과 동시에 주요 동작 값을 실시간으로 화면에 표시하며 이상동작을 감시하고 알려주는 역할을 한다. 기기구조가 간단하여 제조원가가 낮고 또 발전설비 설치를 주택이나 건물내에 바로설치 사용함으로 비용이 저렴하고 크기가 스마트하여 어디든지 수관이 있는 곳이면 효과적으로 사용할 수 있는 큰 이익을 줄 개발장치이다.

100 조절판 상하 구동 모터 110 수압 및 유량 조절판
120 수관 200 발전기
210 계측센서 220 회전날개
230 회전축 240 베어링 부재
300 접속반

Claims

[도 1]의 수압 및 유량 조절 장치로 수관에 흐르는 물의 압력과 양을 조절하는 장치로 조절판(110)을 상하로 동작시키는 구동모터(100)로 소수력 발전기의 회전체(220)를 일정하게 회전을 유지시켜며 생산에너지를 극대화하는 소수력발전장치.
[도 2]의 발전기(200)와 회전체(220) 및 수압?유량 계측기(210)로 구성되어 있는 장치로 수관을 통과하며 유입된 물의 압력과 양을 이용 회전체를 회전시켜 회전축(230)을 따라 운동에너지로 발전기(200)의 축을 회전시켜 재생에너지를 만들어 사용하게 되는데 이때 계측기(210)에서 회전량을 측정하여 구동모터(100)를 동작 조절판을 상하로 움직여 압력과 양을 조절하며 일정한 수압과 유량으로 물을 통과시키면서 재생에너지를 생산하는 소수력 발전기장치.
[도 3]의 제어시스템 및 운영방법에서 발전기(100)의 발전량과 회전량이 계측기(230)되면 접속반(300)으로 보내지고 접속반에서 산출된 값을 PC나 휴대 단말기 (휴대폰, 스마트폰, PDA,테블릿PC)중 어느 하나이상에 표시되며 계측한 값을 이미적으로 정해진 값에 연동되어 자동조절 되나 사용자가 원거리에서 원격으로 접속반 시스템에 인증후(록인증 모듈을 이용 제3의 불특정한 자의 접근을 제한)제어 할 수 있는 접속반(300) 및 제어장치.