KR20120106451A - 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 해저면에 고정되는 복수개의 지지체와, 상기 지지체의 사이에 적어도 1개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재와, 상기 지지체에 설치되어 전력을 생산하는 발전기로 이루어지며, 상기 회전부재는 연결축을 가지며, 일측이 개방된 한 개의 버킷형 회전체를 갖는 점에 있다. 이와 같이 구성된 본 발명은 파도에 의해 발생되는 에너지를 모두 이용할 수 있으므로 효율이 극대화되는 이점이 있다.

Description

능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템{Wave power generation system using active breakwater}
본 발명은 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템에 관한 것으로, 파도나 파랑의 움직임에 따라 자유롭게 회전하는 구조물을 이용하여 파력 발전을 수행할 수 있는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템에 관한 것이다.
최근, 에너지 부족현상으로 인하여 이러한 에너지를 얻고자 대체에너지로 주로 수력, 원자력, 풍력, 조력, 파력, 태양열 등을 이용한 발전이 주로 개발되어 왔다.
상기와 같은 대체에너지원을 이용하는데 있어서는 환경오염 등의 부작용, 위험성, 자원이용의 지속성 및 효율성 등이 고려되어야 한다. 예를 들어, 풍력 및 태양열 발전은 자원이용의 지속성이 작다는 문제점이 있고, 조력발전은 그 설비를 위한 입지조건 즉, 조수간만의 차이가 큰 특정지역이어야 하는 문제점이 있고, 원자력 발전은 사고시 치명적인 재앙이 야기 될 수 있다는 문제점 등이 있다.
한편, 상기 대체에너지원 중에서 최근 관심이 집중되며 중요성이 부각되고 있는 것이 파력 발전이다. 상기 파력 발전은 해상에서 발생되는 파도를 이용하는 것으로, 파도는 수면을 주기적으로 상하, 전후의 운동을 시키게 되고, 이러한 해수면의 운동에 의한 수면 근처의 물입자의 운동에너지를 에너지 변환장치를 통하여 기계적인 회전운동 또는 축방향 운동으로 변환시킨 후 전기에너지로 변환시키는 것이다.
또한, 파력발전에서 매립식 방파제는 사석이나 콘크리트 등을 해양에 투석해 파를 막는 방식인 반면에 부유식 방파제는 파 에너지의 대부분을 포함하고 있는 자유수면하 20%정도만을 육지에서 제작한 부유 구조물을 띄워 파를 막는 방식이다. 이러한 방식은 해수 흐름을 방해하지 않아 해양오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 파 에너지가 집중된 자유 수면하 20%만을 막는다는 의미에서 매립식 방파제보다 효율적이라고 한다.
그러나, 부유식 방파제의 경우 한쪽 방향의 파랑만을 사용할 수 있게 설계되어서 실제의 발전은 상당히 낮고, 부유 구조물이 띄워 있는 상태이므로 통제가 용이하지 않은 단점 등을 내포하고 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밀려오는 파도 또는 후원파의 흐름을 다목적으로 이용할 수 있는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템을 제공하는 점에 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 구조의 회전부재를 적용하여 파도의 높이에 대응하여 보다 많은 양의 전기에너지를 얻을 수 있는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템을 제공하는 점에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 파랑의 방향에 따라 회전 부재를 이동시킬 수 있는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템을 제공하는 점에 있다.
본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 해저면에 고정되는 복수개의 지지체와; 상기 지지체의 사이에 적어도 1개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재와; 상기 지지체에 설치되어 전력을 생산하는 발전기로 이루어지며, 상기 회전부재는 일측이 개방된 한 개의 버킷형 회전체로 이루어지는 점에 있다.
본 발명의 회전부재의 버킷형 회전체는 일측에 평탄하게 형성된 안내부와, 상기 안내부와 연결된 아치부로 이루어지는 점에 있다.
본 발명의 회전부재의 보강부재는 일측은 아치부에 연결되고 타측은 몸체에 연결되며, 회전부재의 몸체는 타원형태의 기둥이고, 내측에는 부력을 갖기 위하여 에어가 충진되는 점에 있다.
본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 해저면에 고정되는 한 개의 지지체와, 상기 지지체에 회전 가능하게 설치되며, 파도의 방향에 따라 자유롭게 이동하는 방향 전환부재와, 상기 방향 전환부재의 양측에 각기 적어도 한 개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재와, 상기 회전부재의 회전을 발전기에 전달하는 회전 전달부재와, 상기 회전 전달부재에 연결되어 전력을 생산하는 발전기로 이루어지며, 상기 회전부재는 일측이 개방된 한 개의 버킷형 회전체를 구비하는 점에 있다.
본 발명의 회전부재의 버킷형 회전체는 부력을 가지며, 밀도는 0.95 내지 1.2의 범위 내에 있는 점에 있다.
또한, 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 회전부재의 높이와 방향을 능동적으로 조절하기 위하여 해수면의 평균 수위와 파도의 방향을 측정하기 위한 적어도 한 개 이상의 부이를 더 포함하는 점에 있다.
본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 파도에 의해 발생되는 물입자의 회전운동 에너지를 각 방향에서 모두 이용할 수 있으므로 효율이 극대화되는 이점이 있다.
본 발명의 능동형 방파제는 회전부재를 수직으로 복수개 설치하게 되므로 파도의 높이에 대응하여 많은 양의 파랑에너지를 전기에너지로 변환시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 간단한 구조의 밀도 0.95 내지 1.2를 갖는 회전부재를 적용하여 파도의 강,약에 대응하여 회전부재가 용이하게 회전할 수 있으므로 설치비를 줄일 수 있는 이점이 있다.
게다가, 본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 파랑의 방향에 따라 방향 전환부재를 이용하여 회전부재를 회전시킬 수 있으므로 보다 효과적인 발전을 수행할 수 있고 아울러, 발전과정에서도 동력 손실을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템이 해상에 적용된 상태를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템의 일부가 설치된 상태를 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템의 사시도,
도 4는 본 발명의 요부인 회전부재의 사시도,
도 5는 본 발명의 요부인 지지체의 내측에 설치된 회전부재와 발전기의 연결관계를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템의 다른 실시예를 나타낸 측면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템을 나타낸 사시도,
도 8은 도 7의 분해사시도,
도 9는 본 발명의 요부인 지지체를 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명의 요부인 방향 전환부재를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예들에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템의 실시예들을 설명하기 전에 파랑에 대하여 개략적으로 설명하기로 한다.
일반적으로, 파도는 위아래로 파랑을 일으키게 되고, 파랑(W:Wave)은 심해파에 대한 표면파로 구분되는 것으로 바람에 의해 생기는 수면상의 풍랑과 풍랑이 다른 해역까지 진행하면서 감쇄하여 생긴 너울을 의미한다. 그리고, 풍랑은 마루가 뾰쪽하고 파도 사이의 간격이 짧은 반면에 너울은 마루가 둥글고 간격이 길다. 또한, 풍랑은 수심이 얇은 연안에 오면, 밑바닥의 영향으로 연안쇄파가 된다. 또한, 파랑의 성격을 나타내는 요소로는 파고, 주기, 외파장, 파압 등이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 해저면(10)에 고정되는 복수개의 지지체(100)와, 상기 지지체(100)의 사이에 적어도 1개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재(200)와, 상기 지지체(100)에 설치되어 전력을 생산하는 발전기(300)(도 5 참조)로 크게 이루어지게 된다. 상기 복수개의 지지체(100)는 콘크리트와 같은 재질로 이루어지고, 지지체(100)의 내측에는 후술하게 되는 발전기(300) 및 증속기(350)를 설치되게 된다.
상기 회전부재(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 일측이 개방된 버킷형 회전체(210)와, 상기 버킷형 회전체(210)의 내측에 간격을 두고 형성된 복수개의 보강부재(220)와, 부력을 갖는 몸체(230)로 이루어지게 된다. 상기 버킷형 회전체(210)는 도저 블레이드와 유사한 형태로 구성되며, 유입되는 파랑에 대응할 수 있도록 상부 일측이 개방되게 형성된다.
상기 지지체(100)에는 회전부재(200)의 연결축(251)을 끼우기 위한 삽입홀(도시되지 않음)이 간격을 두고 설치된다. 그리고, 상기 연결축(251)에는 바닷물(해수)의 유입을 방지하기 위하여 밀봉부재(120)가 설치되고, 사용자의 요구에 따라 연결축(251)에는 마찰을 줄이기 위하여 베어링(260)을 적용하게 된다.
상기 버킷형 회전체(210)는 일측에 평탄하게 형성된 안내부(212)와, 상기 안내부(212)와 연결된 아치부(214) 및 상기 아치부(214)의 양측에 연결된 측벽부(218)로 이루어지게 된다. 상기 버킷형 회전체(210)는 소정의 밀도를 갖는 예를 들어, 플라스틱 중합체로 구성하여 밀도를 0.95 내지 1.2 정도로 갖도록 구성하게 된다.
상기 보강부재(220)는 일측은 아치부(214)에 연결되고 타측은 몸체(230)에 연결되도록 구성하게 된다. 상기 보강부재(220)는 유입되는 물의 양이 많은 경우에 회전부재(200)의 연결축(250)에 무리가 가는 것을 회피하기 위하여 설치한 것이다.
상기 회전부재(200)의 몸체(230)는 도 4 도시된 바와 같이, 타원형태의 기둥으로 형성하게 된다. 그리고, 몸체(230)의 내측에는 부력을 갖기 위하여 에어가 충진되게 된다. 또한, 상기 몸체(230)는 타원형태로 구성되어 무게중심이 위쪽에 있으므로 연결축(250)과 편심되게 설치하게 된다.
상기 회전부재(200)의 연결축(250)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회전부재(200)를 3개 적용한 경우, 3개의 연결축(250)은 한 개의 링크(270)에 연결된다. 그리고, 상기 링크(270)는 한 개의 축(330)에 연결되어 증속기(350)로 연결되게 된다. 그리고, 상기 증속기(350)는 다시 발전기(300)에 연결되게 된다. 상기 증속기(350)는 회전부재의 회전속도를 증속하기 위하여 설치된다.
한편, 사용자가 증속기(350)를 적용하지 않는 경우에는 상기 축(330)을 직접 발전기(300)의 축(도시되지 않음)에 연결시킬 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 도 6에 도시된 바와 같이, 해저면에 고정되는 복수개의 지지체(100)와, 상기 지지체(100)의 사이에 적어도 1개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재(200)와, 상기 지지체(100)에 설치되어 전력을 생산하는 발전기(300)와, 상기 지지체(100)에 설치되며, 지지체(100)의 높이를 조절하기 높이 조절부재(400)로 이루어지게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 전술한 실시예와 달리 높이 조절부재(400)를 적용하게 된다. 상기 높이 조절부재(400)를 적용한 이유도 파도의 다양한 높이에 적응할 수 있고, 밀물과 썰물에 의해 해수면의 높이에 대응하기 위한 것이다.
상기 높이 조절부재(400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 지지체(100)의 하부에 설치되며, 축(430)에 의해 연결된 복수개의 고 부력체(410)를 설치하여 상기 고 부력체(410)가 축(430)을 따라 상,하로 이동할 수 있게 구성하였다. 상기 복수개의 고 부력체(410)는 채널(405,405)을 통하여 유입되는 물의 양과 이에 따른 압력에 따라 고 부력체(410)를 승,하강시킴에 의해 지지체(100)를 승,하강하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 나머지 구성요소는 전술한 실시예와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 해저면에 고정되는 한 개의 지지체(500)와, 상기 지지체(500)에 회전 가능하게 설치되며, 해수면의 높이와 파도의 방향에 따라 자유롭게 상하, 좌우 이동하는 방향 전환부재(600)와, 해수면의 수위와 파도의 위상을 측정할 수 있는 복수개의 부이(575)와, 상기 방향 전환부재(600)의 양측에 각기 적어도 한 개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재(700)와, 상기 회전부재(700)의 회전을 발전기(800)에 전달하는 회전 전달부재(900)와, 상기 회전 전달부재(900)에 연결되어 전력을 생산하는 발전기(800)로 이루어진다.
상기 지지체(500)는 도 9에 도시된 바와 같이, 그 하부에 받침부(510)가 형성되고, 그 상부에 연결부(520)이 형성된다. 그리고, 상기 받침부(510) 및 연결부(520)에는 홀(512)과 관통홀(522)이 각기 형성된다.
방향 전환부재(600)는 밀려오는 파도 또는 후원파의 흐름에 대하여 좌,우 방향으로 회동되게 구성된다. 즉, 방향 전환부재(600)는 도 10에 도시된 바와 같이, 직육면체 형태의 몸체(620)의 상,하측에 축(610)이 형성된다. 그리고, 상기 축(610,610)은 지지체(500)의 받침부(510) 및 연결부(520)에 각기 형성된 홀(512)과 관통홀(522)에 끼워지게 구성된다. 상기 몸체(620)의 양측에는 복수개의 회전부재(700)를 끼우기 위하여 복수개의 삽입홈(630)이 각기 형성된다. 또한, 상기 몸체(620)의 전면에는 방향 전환 안내 블레이드(550)를 끼우기 위하여 블레이드 삽입부(640)가 형성된다. 상기 방향 전환 안내 블레이드(550)는 양측에 경사부(552,552)를 형성하여 파랑에 따라 잘 움직일 수 있게 구성된다.
상기 회전부재(700)는 도 8에 도시된 바와 같이, 일측이 개방된 한 개의 버킷형 회전체(710)를 구비하게 된다. 상기 버킷형 회전체(710)는 부력을 갖고, 0.95 내지 1.2의 범위 내의 밀도를 갖게 된다. 그리고, 상기 버킷형 회전체(710)는 그 축(750,755)이 링크(970) 및 연결핀(930)에 수직 방향으로 몸체(620)의 양측에 각기 3개 설치된다. 여기서, 상기 버킷형 회전체(710)는 축(750,755)에 한 개 설치되며, 이는 한 개의 도저형 버킷 형태를 갖는 형태로 적용하게 된다. 만일 버킷형 회전체(710)를 수차의 블레이드(도시되지 않음)처럼 복수개를 설치하게 되면, 회전시 복수개의 블레이드로 인해 회전을 저해하는 요소로 작용하게 되므로 축(750,755)에 한 개의 버킷형 회전체(710)를 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 회전부재(700)는 일측이 회전 전달부재(900)의 링크(970)에 회전 가능하게 끼워지고 타측이 회전부재의 연결축(755)과 연결핀(930)을 경유하여 보강부재(570)에 회전 가능하게 끼워지게 된다.
상기 회전부재(700)는 상기 버킷형 회전체(710)의 내측에 간격을 두고 형성된 복수개의 보강부재(720)와, 부력을 갖는 몸체(730)를 더 포함하게 된다. 또한, 상기 버킷형 회전체(710)는 일측에 평탄하게 형성된 안내부(712)와, 상기 안내부(712)와 연결된 아치부(714) 및 상기 아치부(714)의 양측에 연결된 측벽부(718)로 이루어지게 된다. 상기 버킷형 회전체(710)의 구성은 전술한 실시예와 거의 동일하며 단지 도면부호만 차이 나는 것이고, 전술한 실시예는 지지체의 사이에 설치하지만, 이 실시예에서는 지지체(500)의 양측에 회전부재(700)를 설치한 것이다.
한편, 상기 회전 전달부재(900)는 회전부재(700)의 연결축(755)과 연결되는 연결핀(930)과, 회전부재(700)의 연결축(750)과 연결되는 링크(970)와, 상기 링크(970)에 연결되어 증속기(850)나 발전기(800)에 연결되는 축(980)으로 이루어지게 된다.
상기 발전기(800)는 회전 전달부재(900)와 증속기(850)를 거쳐서 연결되게 된다. 파도가 많이 발생하여 증속기(850)를 적용할 필요가 없을 경우에는 사용자의 요구에 의해 회전 전달부재(900)를 직접 발전기(800)에 연결시키는 것이 바람직하다. 이 실시예에서는 파랑의 방향에 따라 방향 전환부재(600)가 지지체(500)를 중심으로 방향 전환부재(600)에 설치된 회전부재(700)를 이동시킬 수 있게 구성되므로 보다 효과적인 발전을 할 수 있게 된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템의 동작관계에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 지지체(100)의 사이에 복수개의 회전부재(200)가 연결된 상태이므로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 파도가 밀려오는 방향과 대향하도록 파도의 유입 방향이나 해안선의 모양에 따라 아치 형태로 배치하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지체(100)의 사이에 회전부재(200)를 3개 적용하는 경우, 각각의 회전부재(300)에 적용된 파압에 의해 회전부재(300)의 연결축(250)이 회전함에 따라 링크(270)가 회전하게 된다. 상기 회전부재(200)는 회전시, 수평면에서 90도 이상 상승하게 되면 회전부재(200)의 아치부(214)의 내측에 바닷물이 수용되므로 하부 방향으로 바닷물에 양에 해당되는 만큼의 무게가 더해져서 연결축(250)의 회전이 용이하게 된다.
상기 3개의 연결축(250)에 연결된 링크(270)가 회전하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 링크(270)와 연결된 축(330)도 회전하게 되고, 동시에 상기 축(330)에 연결된 증속기(350)도 작동하게 된다. 그리고, 상기 증속기(350)는 발전기(300)에 연결되므로 증속기(350)의 동작에 의해 발전기(300)는 발전을 하게 된다.
또한, 본 발명의 회전부재(200)는 파도에 의한 물의 운동이 반대방향으로 진행될 때에도 회전부재(200)가 이에 순응하여 일 방향으로 회전하면서 연결축(250)을 회전시키게 된다. 그러면, 상기 회전축(250)과 연결된 링크(270)가 회전하게 되고 아울러, 축(330)도 회전하여 증속기(350)를 동작시키게 된다. 상기 증속기(350)는 전술한 바와 마찬가지로 발전기(300)에 연결되므로 발전을 하게 된다. 즉, 본 발명의 회전부재(200)는 파도에 의한 물입자의 회전운동에 순응하여 일 방향으로 회전이 가능하며 아울러, 상기 회전부재(200)와 연결된 연결축(250), 링크(270) 및 축(330)도 버킷형 회전체(210)의 회전에 따라 회전하게 된다.
따라서, 본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 일 방향으로 회전부재(200)가 회전을 하면서 발전기(300)에 의해 발전을 수행할 수 있게 구성되어 있다.
한편, 본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 도 6에 도시된 바와 같이, 지지체(100)의 하부에 설치된 높이 조절부재(400)를 적용하여 지지체(100)의 높이를 조절할 수 있으므로 밀물과 썰물시에도 지지체(100)를 적절한 높이로 유지할 수 있어 파도의 파압을 효과적으로 활용할 수 있다. 즉, 지지체(100)에 설치된 회전부재(200)중 가장 상부에 설치된 회전부재가 거의 수평면과 수평이 된 상태를 유지하는 것이 효과적이므로 높이 조절부재(400)를 적용하게 된다. 상기 높이 조절부재(400)는 채널(405)을 통하여 유입되는 바닷물에 따라 복수개의 고부력체(410)가 축(430)을 따라 이동하게 되므로 지지체(100)가 승,하강하게 된다. 특히, 상기 지지체(100)는 높이를 조절할 수 있으므로 밀물과 썰물시는 물론 파도의 높이가 높을 경우에 보다 효과적으로 발전을 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 전술한 실시예와 달리 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 지지체(500)에 설치된 방향 전환부재(600)가 해수면의 높이에 따라 상하 이동하고 파도의 방향에 따라 소정 각도로 이동할 수 있게 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 지지체(500)는 해저(10)의 적절한 위치에 설치하게 되고, 상기 지지체(500)의 받침부(510) 및 연결부(520)에 방향 전환부재(600)를 설치하게 된다. 그리고, 상기 방향 전환부재(600)의 몸체(620)의 양측에는 복수개의 회전부재(700)가 설치되므로 상기 회전부재(700)는 전술한 실시예와는 달리 방향 전환부재(600)가 지지체(500)를 중심으로 상하 이동과 함께 양방향으로 소정 각도 만큼 회전할 수 있다.
상기 회전부재(700)의 일측은 방향 전환부재(600)의 몸체(620)에 그리고 타측은 보강부재(570)에 각기 끼워지며, 끼워진 두 개의 보강부재(570)에는 각각 부이(575)를 설치하여 양 끝에서 파도에 의한 수위변화를 측정한다. 이를 통하여 해수면의 평균 높이를 측정할 뿐만 아니라 양 끝의 파도 위상 차이를 비교하여 파도의 방향을 파악할 수 있다. 즉, 양 끝에서 측정한 수위가 차이가 나는 경우 양 끝은 파도의 위상이 다른 지점에 위치하고 있다는 뜻이고, 이는 본 발명의 능동형 방파제가 파도와 정면으로 바라보고 있지 않은 것이므로 회전부재(700)의 방향을 조절하여 바로 잡게 된다. 또한, 평균 수위에 따라 회전부재(700)의 높이도 조절하게 된다.
상기 회전부재(700)는 도 8에 도시된 바와 같이, 방향 전환부재(600)의 양측에 각기 복수개가 설치되며, 상기 복수개의 회전부재(700)는 링크(970)와 축(980)을 경유하여 증속기(850)에 연결된다. 상기 회전부재(700)에 파압이 작용하게 되면, 회전부재(700)의 연결축(750,755)에 각기 끼워진 링크(970) 및 연결핀(930)이 회전하게 된다. 즉, 상기 회전부재(700)는 링크(970) 및 연결핀(930)을 거쳐서 일측은 방향 전환부재(600)의 몸체(620)에 그리고 타측은 보강부재(570)에 각기 끼워지므로 회전부재(700)의 회전에 의해 링크(970) 및 연결핀(930)이 회전 동작을 하게 된다. 그리고, 상기 링크(970)에는 도 8에 도시된 바와 같이, 축(980)이 연결되므로 상기 축(980)도 링크(970)의 회전에 따라 회전하게 된다. 상기 축(980)은 증속기(850)에 연결되어 있으므로 축(980)의 회전에 따라 증속기(850)가 작동되게 된다. 그리고, 상기 증속기(850)는 발전기(800)에 연결되므로 증속기(850)의 동작에 의해 발전기(800)는 발전을 하게 된다.
또한, 상기 회전부재(700)는 파도에 의한 물의 운동이 반대방향으로 진행될 때에도 이에 순응하여 일 방향으로 회전하게 되고, 전술한 실시예와 거의 동일하게 동작하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 해수면의 평균수위와 파도의 진행방향을 측정하여 상기 방향 전환부재(600)를 작동시킴으로써, 수위와 파도의 방향에 맞추어 능동적으로 대처할 수 있는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템을 제공하게 되므로 파도의 방향을 무시하고 설치한 것에 비하여 매우 효과적인 발전을 할 수 있게 된다.
본 발명의 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 파도에 의해 발생하는 에너지를 이용하여 에너지 변환장치를 통하여 기계적인 회전운동 또는 축 방향으로 변환시킨 후 전기에너지로 변환시키는 파력 발전분야에 널리 적용가능하다.
100: 지지체 200: 회전부재
210: 버킷형 회전체 220: 보강부재
230: 몸체 250: 연결축
270: 링크 300: 발전기
330: 축 350: 증속기
500: 지지체 600: 방향 전환부재
700: 회전부재 800: 발전기
850; 증속기

Claims (17)

  1. 해저면에 고정되는 복수개의 지지체와;
    상기 지지체의 사이에 적어도 1개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재와;
    상기 지지체에 설치되어 전력을 생산하는 발전기로 이루어지며,
    상기 회전부재는 연결축을 가지며, 일측이 개방된 한 개의 버킷형 회전체를 갖는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전부재는 버킷형 회전체의 내측에 간격을 두고 형성된 복수개의 보강부재와, 부력을 갖는 몸체를 더 포함하고, 상기 몸체는 내측에 부력을 갖기 위하여 에어가 충진되는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 보강부재는 일측은 아치부에 연결되고 타측은 몸체에 연결되는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전부재의 연결축은 링크와 축을 거쳐 발전기에 연결되는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버킷형 회전체는 일측에 평탄하게 형성된 안내부와, 상기 안내부와 연결된 아치부 및 상기 아치부의 양측에 연결된 측벽부 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 버킷형 회전체는 0.95 내지 1.2의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 발전기의 일측에 회전 속도를 증대시키기 위한 증속기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  8. 해저면에 고정되는 복수개의 지지체와;
    상기 지지체의 사이에 적어도 1개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재와;
    상기 지지체에 설치되어 전력을 생산하는 발전기와;
    상기 지지체에 설치되며, 지지체의 높이를 조절하기 높이 조절부재로 이루어지며,
    상기 회전부재는 일측이 개방된 한 개의 버킷형 회전체를 갖는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 버킷형 회전체는 0.95 내지 1.2의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  10. 해저면에 고정되는 한 개의 지지체와;
    상기 지지체에 회전 가능하게 설치되며, 해수면의 높이에 따라 상하 이동하고, 파도의 방향에 따라 자유롭게 좌우 이동하는 방향 전환부재와;
    상기 방향 전환부재의 양측에 각기 적어도 한 개 이상 설치되며, 파랑의 움직임에 따라 회전하는 회전부재와;
    상기 회전부재의 회전을 발전기에 전달하는 회전 전달부재와;
    상기 회전 전달부재에 연결되어 전력을 생산하는 발전기로 이루어지며,
    상기 회전부재는 일측이 개방된 한 개의 버킷형 회전체로 이루어져 일 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전부재는 일측이 회전 전달부재의 링크에 회전 가능하게 끼워지고 타측이 회전부재의 연결축과 연결핀을 경유하여 보강부재에 회전 가능하게 끼워지는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 회전부재의 버킷형 회전체는 부력을 갖는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 버킷형 회전체는 0.95 내지 1.2의 범위 내의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 방향 전환부재는 몸체의 상,하측에 지지체에 끼워지기 위하여 각기 축이 형성되고, 몸체의 양측에 복수개의 회전부재를 끼우기 위하여 복수개의 삽입홈이 각기 형성되며, 전면에는 방향 전환 안내 블레이드를 끼우기 위하여 블레이드 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 회전 전달부재는 회전부재의 연결축과 연결되는 연결핀과, 회전부재의 연결축과 연결되는 링크와, 상기 링크에 연결되어 증속기나 발전기에 연결되는 축으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 회전부재의 높이와 방향을 능동적으로 조절하기 위하여 해수면의 평균 수위와 파도의 방향을 측정하기 위한 적어도 한 개 이상의 부이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
  17. 밀려오는 파도나 후원파의 흐름을 이용하여 회전부재를 회전시키고 발전기를 구동하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템이고,
    상기 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템은 지지체를 중심으로 상하, 좌우로 회동되는 방향 전환부재와, 방향 전환부재에 설치되어 일 방향으로 회전되는 버킷형 회전체와, 상기 버킷형 회전체의 회전력을 증폭기나 발전기로 전달하는 회전 전달부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 방파제를 이용한 파력 발전 시스템.
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