KR20130064517A - Apparatus for compressed air energy storage generation using the new renewable energy - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A compressed air storage power plant using a new renewable energy is provided to solve a difficulty of an application to a base electricity due to a heterogeness of a new renewable energy development electricity by using an artificial structure for a compressed air storage. CONSTITUTION: A compressive air storage power plant using a new renewable energy comprises multiple new energy generators(10), an outside structure(60) of a chambered structure, an air compressor, multiple compressed air storage structures(30), a re-heater, a turbine, and a generator. The outside structure is fixed above a sea base foundation, and an upper side is higher than a sea surface. The air compressor is installed at a top part compartment(62) of the outside structure. Electricity generated in the new renewable energy generator is compressed by inhaling an external air by driving a motor as a driving source. Multiple compressed air storage structures are interconnected to a connection pipe with storing air compacted by the air compressor through the compressed air incoming pipe. The re-heater is installed at a top part compartment of the external structure, and expands a volume of a compressed air which is extracted through a compressed air outlet from the compressed air storage structure. The turbine is installed at a top part compartment of the external structure, and driven by a compressed air expanded by the re-heater. The generator is installed at a top part compartment of the external structure and generates electricity by a driving of the turbine.

Description

신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치 {Apparatus for Compressed Air Energy Storage Generation using the New Renewable Energy}Apparatus for Compressed Air Energy Storage Generation using the New Renewable Energy}

본 발명은 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신재생에너지 발전전력의 불균질성으로 인하여 기저전력으로의 활용이 어려운 점을 해결하여 소비자의 수요에 맞춰 원하는 전기를 필요할 때, 필요한 만큼 쓸 수 있는 품질로 안정적으로 공급하기 위한 인공구조물을 이용한 압축공기 저장 발전 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a compressed air storage power generation apparatus using renewable energy, and more particularly, to solve the difficulty of using as a base power due to the heterogeneity of renewable energy generation power, it is necessary to meet the needs of consumers When the present invention relates to a compressed air storage power generation apparatus using an artificial structure to stably supply in a quality that can be used as needed.

일반적으로, 신재생에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 바람, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 지속 가능한 에너지 공급체계를 위한 미래에너지원을 그 특성으로 하고 있고, 신재생에너지는 유가의 불안정과 기후변화협약의 규제 대응 등으로 그 중요성이 커지게 되었다.In general, renewable energy is used by converting existing fossil fuels or converting renewable energy including sunlight, water, geothermal energy, wind, and bio-organisms into a future energy source for a sustainable energy supply system. Its main characteristics are that renewable energy is becoming more important due to the instability of oil prices and the regulatory response of the Climate Change Convention.

국내 발전원별 전력량은 석탄 및 LNG가 차지하는 비중은 다소 축소되며 원자력이 차지하는 비중은 증가될 전망이고, 전체 에너지에서 신재생에너지가 분담하는 비중이 2020년 6.6%, 2030년 11%를 목표로 하고 있다.The amount of electricity generated by domestic power generation sources is expected to decrease slightly in coal and LNG, while the share of nuclear power is expected to increase, and the share of renewable energy in total energy is expected to be 6.6% in 2020 and 11% in 2030. .

그러나, 이러한 신재생에너지(풍력, 태양광, 태양열, 조류, 조력, 파력 등)는 원자력, 화력, 수력 등에 의한 발전에 비하여 전력 발전량이 시간별로 불안정하기 때문에 신재생에너지 발전량 비율이 전체 발전량의 10%를 초과하는 경우 전체 전력망의 불안정으로 인해 전력품질에 심각한 피해가 우려된다.However, such renewable energy (wind, solar, solar, tidal current, tidal power, wave power, etc.) is unstable over time compared to the power generated by nuclear power, thermal power, hydropower, etc., so the ratio of renewable energy generation is 10% of the total generation. If the percentage is exceeded, instability of the entire grid may cause serious damage to power quality.

따라서, 전력품질의 안정화를 위해서는 에너지 저장이 필요한데 이러한 에너지저장 시스템은 경부하시 유휴전력을 저장하고 과부하시 전력을 사용함으로써 첨두 부하 분산을 통해 발전소 건설비, 송전선 설치비 등의 투자비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 전력 예비율을 높여 여름·겨울철의 전력 피크와 대규모 정전 사고 등에 효과적인 대응이 가능하고 신재생에너지 확산이라는 부가가치를 창출할 수 있다.Therefore, energy storage is required for stabilization of power quality. This energy storage system saves idle power at light load and uses power at overload, which can reduce the investment cost of power plant construction cost and transmission line installation cost through peak load distribution. In addition, it is possible to effectively cope with power peaks in summer and winter and large-scale blackout accidents by increasing the power reserve ratio and create added value of spreading renewable energy.

종래의 저장시스템으로는 압축공기 저장(CAES: Compressed Air Energy Storage) 시설과 양수발전이 있으나, 심야의 값싼 전력을 이용하여 하부댐의 물을 상부댐에 양수시켜 첨두부하 시에 발전함으로써 전체적인 전력계통의 발전효율 향상과 경제적인 전력계통의 운용이 가능한 상기 양수발전은 수량이 풍부하고 큰 자연 낙차를 줄 수 있는 조건이 형성되어야 하는 입지 제한조건 및 환경문제와 더불어 과거에 비해 심야전력의 사용 급증 등의 문제로 인해 그 효용이 떨어지게 되어, 대규모 에너지 저장 기술인 압축공기 저장이 주목을 받게 되었고, 이러한 에너지 저장을 통한 전력효율 극대화는 공급자와 소비자가 정보를 교환하여 에너지 효율을 최적화하는 스마트 그리드(Smart grid)의 핵심요소로 대두되게 되었다.Conventional storage systems include Compressed Air Energy Storage (CAES) facilities and pumped power generation, but by using low-cost electricity at midnight, water from the lower dam is pumped to the upper dam to generate power at peak load. The above-mentioned pumped power generation, which can improve the power generation efficiency and operate economic power system, has a lot of quantity and a condition that can cause a large natural drop. Due to the problem, its utility has declined, and compressed air storage, a large-scale energy storage technology, has attracted attention, and maximizing power efficiency through such energy storage is a smart grid that optimizes energy efficiency by exchanging information between suppliers and consumers. It has emerged as a key element of.

이러한 압축공기 저장 시스템은 잉여 전력으로 공기를 동굴이나 지하에 압축하고 압축된 공기를 가열하여 터빈을 돌리는 방식으로 대규모 저장이 가능하고 발전단가가 낮은 장점이 있으나, 압축공기 저장시설의 구축을 위해 암염층을 융해하여 공동을 건설하거나 천연가스 또는 석유채취 후의 배사구조 대수층을 이용하거나 광산의 폐갱도 또는 천연공동을 이용하여 암반공동을 건설하는 방법 등은 초기 구축비용이 과다하고 국내에는 암염층이나 배사구조 대수층을 찾아보기 어려운 지리적 제약이 따르는 단점이 있으며, 암반공동을 건설하는 방식으로는 공개특허공보 제10-2009-0025648호의 폐광이나 동굴의 유휴 지하공간을 압축공기에너지 저장장치로 활용한 발전방식 및 장치가 있다.The compressed air storage system compresses the air into a cave or underground with surplus power and heats the compressed air to turn the turbine, thereby enabling large-scale storage and low power generation cost. However, a rock salt layer is used to construct a compressed air storage facility. The construction of cavities by melting them, or by using aquatic aquifers after the extraction of natural gas or petroleum, or the construction of a rock cavity using a closed mine or natural cavity of a mine. There is a drawback in that it is difficult to find geological constraints, and the method of constructing a rock cavity is a power generation method and apparatus utilizing the underground underground space of the abandoned mine or cave of Patent Publication No. 10-2009-0025648 as a compressed air energy storage device. There is.

이에 국내에서도 해상풍력단지를 포함한 신재생 에너지원의 개발이 구체화되고 있고 에너지 시장의 확대와 신재생에너지 개발의 발달은 압축공기 저장기술의 시장 수요의 증가를 수반할 것이므로, 전력 소비자의 계통 연계성을 고려하면 에너지 저장시설의 위치선정에서의 유연성이 중요하게 되었고, 압축공기를 저장할 수 있는 인공 구조물 시스템의 개발을 통해 에너지원에 따른 저장용량 및 저장장소를 고려하여 에너지원별로 최적화하여 적용할 필요성이 있다.
In Korea, the development of renewable energy sources, including offshore wind farms, is being materialized, and the expansion of the energy market and development of renewable energy will entail increased market demand for compressed air storage technology. Considering this, flexibility in the location selection of energy storage facilities has become important, and through the development of an artificial structure system that can store compressed air, the necessity of optimizing and applying it to each energy source in consideration of storage capacity and storage location according to energy sources is needed. have.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 신재생에너지 발전전력의 불균질성으로 인하여 기저전력으로의 활용이 어려운 점을 해결하여 소비자의 수요에 맞춰 원하는 전기를 필요할 때, 필요한 만큼 쓸 수 있는 품질로 안정적으로 공급하기 위한 인공구조물을 이용한 압축공기 저장 발전 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to solve the difficult use of the base power due to the inhomogeneity of renewable energy generation power when the desired electricity to meet the needs of consumers In addition, the present invention provides a compressed air storage and power generation apparatus using an artificial structure to stably supply the required quality.

본 발명의 다른 목적은 압축공기 저장을 위해 인공구조물을 이용하므로 해저에서 압축공기 저장시설의 구축을 위해 암염층을 융해하여 공동을 건설하거나 국내에는 찾아보기 어려운 배사구조 대수층을 이용하는 것에 비해 비용이 절감되고 발전입지에 구애받지 않는 압축공기 저장 발전 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to use artificial structures for the storage of compressed air, so the cost is reduced compared to using a rock aquifer structure that is difficult to find in Korea by melting the rock salt layer to build a compressed air storage facility in the seabed It is an object of the present invention to provide a compressed air storage power generation device regardless of the power generation location.

본 발명의 또 다른 목적은 압축공기 저장을 위한 인공구조물을 병렬 분산형으로 설치하여 대용량 인공저장시설 구축이 가능하고 효율적으로 활용할 수 있는 압축공기 저장 발전 장치를 제공하는 데 있다.
Still another object of the present invention is to provide a compressed air storage power generation apparatus which can construct a large-scale artificial storage facility and efficiently utilize by installing an artificial structure for compressed air storage in parallel distributed type.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해상에 설치된 다수개의 신재생에너지 발전기와; 해저지반에 관입되는 해저 기초구조물과; 상기 해저 기초구조물 위에 고정 설치되고 상면이 해수면보다 높은 격실구조의 외부구조물과; 상기 외부구조물의 최상부 격실에 설치되고 상기 신재생에너지 발전기에서 생산된 전기를 구동원으로 모터를 구동시켜 외부의 공기를 흡입하여 압축시키는 공기압축기와; 상기 외부구조물의 하부격실에 설치되고 상기 공기압축기에 의해 압축된 공기를 압축공기 유입관을 통해 저장하며 연결관으로 상호 연통된 다수개의 압축공기 저장구조물과; 상기 외부구조물의 최상부 격실에 설치되고 상기 압축공기 저장구조물에서 압축공기 유출관을 통해 추출되는 압축공기의 부피를 팽창시키는 재가열기와; 상기 외부구조물의 최상부 격실에 설치되고 상기 재가열기에 의해 팽창된 압축공기에 의해 구동되는 터빈, 및 상기 외부구조물의 최상부 격실에 설치되고 상기 터빈의 구동에 의해 발전되는 발전기로 구성되는 것을 그 기본 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of renewable energy generators installed at sea; A seabed foundation structure intruding into the seabed ground; An outer structure of a compartment structure fixedly installed on the subsea foundation structure and having an upper surface higher than the sea level; An air compressor installed in the uppermost compartment of the external structure and driving the motor using the electricity generated by the renewable energy generator as a driving source to suck and compress external air; A plurality of compressed air storage structures installed in the lower compartment of the external structure and storing the compressed air by the air compressor through a compressed air inlet pipe and communicating with each other through a connection pipe; A reheater installed in the uppermost compartment of the outer structure and expanding a volume of compressed air extracted through the compressed air outlet pipe from the compressed air storage structure; It is characterized by consisting of a turbine installed in the top compartment of the outer structure and driven by compressed air expanded by the reheater, and a generator installed in the top compartment of the outer structure and generated by the drive of the turbine. It is done.

또한, 본 발명에서 상기 신재생에너지 발전기는 풍력 발전기, 조류 발전기, 조력 발전기 또는 파력 발전기인 것을 특징으로 한다.In addition, the renewable energy generator in the present invention is characterized in that the wind generator, tidal current generator, tidal generator or wave power generator.

또한, 본 발명에서 상기 압축공기 저장구조물은 외부구조물 내에서 격실구조프레임으로 구분되는 다층의 격실구조에 병렬 분산형으로 고정설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the compressed air storage structure in the present invention is characterized in that the fixed structure is installed in a parallel distributed type in a multi-layer compartment structure divided into a compartment structure frame in the outer structure.

또한, 본 발명에서 상기 압축공기 저장구조물은 고압 (100bar)을 견딜 수 있도록 강합성 또는 철근콘크리트 재료 등의 복합재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the compressed air storage structure in the present invention is characterized by using a composite material such as steel composite or reinforced concrete material to withstand high pressure (100bar).

또한, 본 발명은 상기 공기압축기에 의해 배출되는 고열의 압축공기의 열에너지를 축열기로 전달하는 열교환기가 상기 외부구조물의 최상부 격실에 추가로 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the heat exchanger for transferring the heat energy of the high-temperature compressed air discharged by the air compressor to the heat accumulator is further installed in the upper compartment of the outer structure.

또한, 본 발명은 상기 압축공기 저장구조물로 저장되는 압축공기의 부피를 축소시켜 저장용량을 증가시키기 위한 냉각기가 상기 외부구조물의 최상부 격실에 추가로 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the cooler for reducing the volume of the compressed air stored in the compressed air storage structure to increase the storage capacity is further installed in the top compartment of the outer structure.

또한, 본 발명은 상기 압축공기 저장구조물에 저장된 압축공기를 균일한 압력으로 추출하는 레귤레이터가 상기 외부구조물의 최상부 격실에 추가로 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the regulator for extracting the compressed air stored in the compressed air storage structure at a uniform pressure is further installed in the top compartment of the outer structure.

또한, 본 발명은 상기 연결관, 압축공기 유입관 또는 압축공기 유출관에 설치되고 압축공기 저장구조물에 저장되는 압축공기량에 따라 제어부에 의해 그 개폐가 제어되는 유량조절밸브가 추가로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the flow control valve is installed in the connecting pipe, compressed air inlet pipe or compressed air outlet pipe and the flow control valve that is controlled by the control unit according to the amount of compressed air stored in the compressed air storage structure is further configured. It is done.

또한, 본 발명은 상기 압축공기 저장구조물의 다층 구조에서 압축공기의 압축공기 저장구조물로의 유입과 압축공기 저장구조물로부터의 유출은 각 층별로 압축공기 저장구조물이 병렬로 연통되어 있어 각 층별로 압축공기의 유입과 유출이 이루어지거나, 모든 층의 압축공기 저장구조물이 모두 병렬로 연통되어 유입과 유출이 각각 단일의 경로에 의해서만 이루어거나, 각 층별로 또는 모든 층의 압축공기 저장구조물이 병렬로 연통되어 있지만 각각의 압축공기 저장구조물별로 압축공기의 유출이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention is the inlet of compressed air into the compressed air storage structure and the outflow from the compressed air storage structure in the multi-layer structure of the compressed air storage structure is compressed by the compressed air storage structure in parallel in each layer is compressed by each layer Inflow and outflow of air are carried out, or compressed air storage structures in all layers are communicated in parallel so that inflow and outflow can be made only through a single path, or compressed air storage structures in each layer or in all layers are communicated in parallel. Although it is characterized in that the compressed air flows out for each compressed air storage structure.

이상에서 살펴본, 본 발명인 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치는 첫째, 압축공기 저장을 위해 인공구조물을 이용하므로 신재생에너지 발전전력의 불균질성으로 인하여 기저전력으로의 활용이 어려운 점을 해결하여 소비자의 수요에 맞춰 원하는 전기를 필요할 때, 필요한 만큼 쓸 수 있는 품질로 안정적으로 공급할 수 있고,As described above, the present invention uses compressed energy storage power generation apparatus using renewable energy. First, since the artificial structure is used for storing compressed air, it is difficult to utilize the base power due to the inhomogeneity of renewable energy generation power. When you need it, you can reliably supply it with the quality that you need when you need it.

둘째, 압축공기 저장을 위해 인공구조물을 이용하므로 해저에서 압축공기 저장시설의 구축을 위해 암염층을 융해하여 공동을 건설하거나 국내에는 찾아보기 어려운 배사구조 대수층을 이용하는 것에 비해 비용이 절감되고 발전입지에 구애받지 않으며,Second, since artificial structures are used for the storage of compressed air, the cost is lowered and the development site is reduced compared to the construction of cavities by melting rock salt layers for the construction of compressed air storage facilities on the seabed or using an aquatic aquifer, which is rarely found in Korea. Not received,

세째, 압축공기 저장을 위한 인공구조물을 병렬 분산형으로 설치하여 대용량 인공저장시설 구축이 가능하고 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
Third, it is possible to build a large-scale artificial storage facility and effectively utilize the artificial structure for the compressed air storage in parallel distributed type.

도 1 은 본 발명에 따른 압축공기 저장 발전 장치의 개념도.
도 2 는 본 발명에 따른 압축공기 저장 발전 장치의 해중 설치 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 압축공기 저장구조물이 외부구조물 내에서 다층의 격실구조에 설치된 것을 나타낸 확대도.
도 4 는 본 발명에 따른 외부구조물의 최상부 격실에 설치된 발전 장치를 나타낸 확대도.
도 5 는 본 발명에 따른 압축공기 저장구조물의 일실시예를 나타낸 도면.1 is a conceptual diagram of a compressed air storage power generation apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a sea installation section of the compressed air storage power generation apparatus according to the present invention.
Figure 3 is an enlarged view showing that the compressed air storage structure according to the present invention is installed in a multi-layered compartment structure in the outer structure.
Figure 4 is an enlarged view showing a power generation device installed in the uppermost compartment of the external structure according to the present invention.
5 illustrates one embodiment of a compressed air storage structure in accordance with the present invention.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 압축공기 저장 발전 장치의 개념도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 압축공기 저장 발전 장치의 해중 설치 단면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 압축공기 저장구조물이 외부구조물 내에서 다층의 격실구조에 설치된 것을 나타낸 확대도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 외부구조물의 최상부 격실에 설치된 발전 장치를 나타낸 확대도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 압축공기 저장구조물의 일실시예를 나타낸 도면이다.1 is a conceptual diagram of a compressed air storage power generation apparatus according to the present invention, Figure 2 is a sea installation sectional view of the compressed air storage power generation apparatus according to the present invention, Figure 3 is a compressed air storage structure according to the present invention in an external structure Figure 4 is an enlarged view showing that installed in the multi-layer compartment structure, Figure 4 is an enlarged view showing a power generation device installed in the upper compartment of the external structure according to the invention, Figure 5 is an embodiment of a compressed air storage structure according to the present invention The figure shown.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 모터(21)를 구동시켜 외부의 공기를 흡입하여 압축시키는 공기압축기(20)는 그 구동원으로 본 발명의 일실시예에서는 해상에 설치된 신재생에너지 발전기인 다수개의 풍력 발전기(10)에서 생산된 전기를 이용함으로써 풍력발전과 연계된 압축공기 저장시설을 설명하지만, 본 발명에서는 그 구동원으로서 풍력 발전기에만 한정되는 것은 아니고 신재생에너지원인 조류, 조력 또는 파력 발전기를 이용할 수도 있다.As shown in FIGS. 1 to 5, the air compressor 20 driving the motor 21 to suck and compress external air is a driving source, and in one embodiment of the present invention, a renewable energy generator installed at sea. Although the compressed air storage facility associated with wind power generation is described by using electricity produced by a plurality of wind generators 10, the present invention is not limited to a wind generator as its driving source, but is a new renewable energy source of tidal current, tidal or wave power generator. Can also be used.

이러한 신재생에너지는 외부 환경에 따라 출력변동성이 심하므로 본 발명에서는 전력분전반(11)을 통해 우선적으로 공기압축기(20)의 모터(21)를 구동하는데 전력을 공급하고 잉여 전력을 기타 전력계통으로 공급한다.Since the renewable energy is highly variable in output according to the external environment, the present invention preferentially supplies power to drive the motor 21 of the air compressor 20 through the power distribution panel 11 and transfers surplus power to other power systems. Supply.

상기 공기압축기(20)는 두 개 이상을 병렬로 설치하여 공기압축시간을 단축시킬 수도 있다.The air compressor 20 may shorten the air compression time by installing two or more in parallel.

상기 공기압축기(20)에 의해 압축된 공기는 압축공기 유입관(34)을 통해 인공구조물인 압축공기 저장구조물(30)로 저장되는데 그 형태는 원통형이 바람직하고 그 상부는 돔형상으로 하는 것이 고압에도 잘 견딜 수 있다. 상기 압축공기 저장구조물(30) 내의 압축공기의 압력을 감지하여 일정압력 이상일 경우 공기압축기(20)의 작동을 제어부(25)가 제어할 수도 있다.The air compressed by the air compressor 20 is stored as a compressed air storage structure 30, which is an artificial structure, through a compressed air inlet pipe 34, and the shape is preferably cylindrical, and the upper portion is a high pressure. Can withstand well. The controller 25 may control the operation of the air compressor 20 when the pressure of the compressed air in the compressed air storage structure 30 is greater than a predetermined pressure.

여기서, 인공구조물인 압축공기 저장구조물(30)은 해저에서 압축공기 저장시설의 구축을 위해 암염층을 융해하여 공동을 건설하거나 배사구조 대수층을 이용하는 것에 비해 비용이 절감되고 입지의 영향이 적다.Here, the compressed air storage structure 30, which is an artificial structure, has a cost reduction and a small influence on location compared to using a rock aquifer to melt a rock salt layer for construction of a compressed air storage facility on the seabed.

또한, 도 5에 도시된 두 가지 실시예에 나타낸 바와 같이, 상기 압축공기 저장구조물(30)은 고압 (100bar)을 견딜 수 있도록 강합성 또는 철근콘크리트 재료 등의 복합재료를 사용함이 바람직하고, 대용량의 단일의 압축공기 저장구조물을 사용하는 경우 고압의 위험성에 대한 피해가 크므로 소용량의 다수개의 압축공기 저장구조물(30)을 연결관(35)으로 상호 연통시키고 상기 연결관(35)을 통해 압축공기가 이동할 수 있으며 연결관(35)에 유량조절밸브(37)를 설치하여 압축공기량에 따라 그 개폐를 제어함이 바람직하다.In addition, as shown in the two embodiments shown in Figure 5, the compressed air storage structure 30 is preferably using a composite material such as steel composite or reinforced concrete material to withstand high pressure (100bar), large capacity In the case of using a single compressed air storage structure of the high risk of the high pressure, the large number of compressed air storage structures 30 are interconnected to the connection pipe 35 and compressed through the connection pipe 35 Air can be moved and the flow control valve 37 is installed in the connecting pipe 35 is preferable to control the opening and closing according to the amount of compressed air.

즉, 전체 압축공기량이 적은 경우에는 연결관(35)의 유량조절밸브(37)를 이용하여 일부 연결관(35)을 폐쇄함으로써 압축공기가 저장되어 있는 일부 압축공기 저장구조물(30) 내의 압력을 일정하게 유지하도록 할 수 있고, 압축공기량이 많아질수록 폐쇄된 연결관(35)을 개방함으로써 압축공기가 저장되는 압축공기 저장구조물(30)의 수를 증가시키게 된다.That is, when the total amount of compressed air is small, the pressure in some of the compressed air storage structures 30 in which the compressed air is stored is closed by closing some of the connecting pipes 35 by using the flow control valve 37 of the connecting pipe 35. It can be kept constant, and as the amount of compressed air increases, the number of the compressed air storage structures 30 in which the compressed air is stored is increased by opening the closed connection pipe 35.

나아가, 상기 유량조절밸브(37)는 상기 압축공기 저장구조물(30) 내의 압축공기의 압력을 감지하여 일정압력 이상일 경우 그 개폐가 제어부(25)에 의해 자동으로 제어되는 전동밸브일 수도 있다.In addition, the flow control valve 37 may be an electric valve in which the opening and closing is automatically controlled by the controller 25 when the pressure of the compressed air in the compressed air storage structure 30 is greater than a predetermined pressure.

한편, 상기 공기압축기(20)와 압축공기 저장구조물(30) 사이에는 상기 공기압축기(20)에 의해 배출되는 고열의 압축공기의 열에너지를 축열기(24)로 전달하는 열교환기(22)와 압축공기 저장구조물(30)로 저장되는 압축공기의 부피를 축소시켜 저장용량을 증가시키기 위한 냉각기(23)가 개재될 수 있다.On the other hand, between the air compressor 20 and the compressed air storage structure 30, the heat exchanger 22 and the compression to transfer the heat energy of the high-temperature compressed air discharged by the air compressor 20 to the heat accumulator 24 The cooler 23 may be interposed to reduce the volume of the compressed air stored in the air storage structure 30 to increase the storage capacity.

여기서, 상기 축열기(24)는 상기 열교환기(22)와 재가열기(32) 사이에 개재되어 설치되어 있고, 상기 열교환기(22)와 냉각기(23)는 상기 공기압축기(20)와 일체로 구성될 수도 있다.Here, the heat accumulator 24 is interposed between the heat exchanger 22 and the reheater 32, and the heat exchanger 22 and the cooler 23 are integrally formed with the air compressor 20. It may be configured.

상기에서 언급하였듯이, 유량조절밸브(37)를 이용하여 일부 연결관(35)을 폐쇄함으로써 압축공기가 저장되어 있는 일부 압축공기 저장구조물(30) 내의 압력을 일정하게 유지할 수도 있지만, 상기 압축공기 저장구조물(30)에 저장된 압축공기를 균일한 압력으로 추출하기 위해 레귤레이터(31)가 압축공기 저장구조물(30)에 연결설치될 수도 있다.As mentioned above, although the pressure in some compressed air storage structures 30 in which compressed air is stored may be kept constant by closing some connecting pipes 35 using the flow control valve 37, the compressed air storage may be performed. The regulator 31 may be connected to the compressed air storage structure 30 to extract the compressed air stored in the structure 30 at a uniform pressure.

또한, 상기 열교환기(22)로부터 열에너지를 전달받는 축열기(24)로부터 열에너지를 다시 전달받는 재가열기(32)는 상기 압축공기 저장구조물(30)에서 압축공기 유출관(36)을 통해 추출되는 압축공기의 부피를 팽창시켜 터빈(40)의 구동효율을 증가시키도록 한다.In addition, the reheater 32, which receives the heat energy from the heat accumulator 24, which receives the heat energy from the heat exchanger 22, is extracted through the compressed air outlet pipe 36 in the compressed air storage structure 30. By expanding the volume of the compressed air to increase the driving efficiency of the turbine (40).

상기 압축공기 저장구조물(30)에서 추출되는 압축공기와 연료를 혼합하여 연소시키는 경우에는 연소기(33)가 추가로 설치될 수 있으나, 공기터빈을 이용할 경우에는 화석연료를 사용하지 않고 전력을 생산할 수 있다.Combustor 33 may be additionally installed when the compressed air extracted from the compressed air storage structure 30 is mixed with fuel and combusted. However, when an air turbine is used, electric power may be produced without using fossil fuel. have.

최종적으로, 상기 재가열기(32)에 의해 팽창된 압축공기에 의해 터빈(40)은 구동되고, 상기 터빈(40)의 구동에 의해 발전기(50)는 발전된다.Finally, the turbine 40 is driven by the compressed air expanded by the reheater 32, and the generator 50 is generated by the drive of the turbine 40.

본 발명에서는 상기 풍력 발전기(10)를 제외한 상기 다수개의 압축공기 저장구조물(30)을 포함한 발전 장치들은 해중에 설치되는 외부구조물(60) 내에 설치되어 근거리에 있는 해상 풍력 발전기(10)로부터 전력을 공급받을 수 있을 뿐만 아니라 육상에서의 발전소 건설에 따른 부지비용을 절감할 수 있다.In the present invention, the power generation apparatus including the plurality of compressed air storage structures 30 except for the wind generator 10 is installed in the outer structure 60 to be installed in the sea to receive power from the offshore wind generator 10 in the near distance. Not only can it be supplied, but it can also reduce the site costs associated with the construction of power plants on land.

이러한 외부구조물(60)은 해중에 설치되는 만큼 바다의 수압에 견딜 수 있도록 철근콘크리트로 제작됨이 바람직하고 방수 및 방식처리가 되어야 하며, 그 형상은 해류의 영향을 최소화할 수 있도록 원통형이 바람직하다.The external structure 60 is preferably made of reinforced concrete to withstand the water pressure of the sea as it is installed in the sea, and should be waterproof and anticorrosive, and its shape is preferably cylindrical to minimize the influence of the current. .

또한, 상기 외부구조물(60)은 해저 기초구조물(70) 위에 고정 설치되는데 해저 기초구조물(70)로는 석션파일 기초, 말뚝 기초, 부유식 기초 및 자켓식 기초 등이 있다.In addition, the outer structure 60 is fixedly installed on the subsea foundation 70, the subsea foundation 70 includes a suction pile foundation, pile foundation, floating foundation and jacketed foundation.

본 발명에서는 그 일실시예로 파일 내부의 물이나 공기와 같은 유체를 외부로 석션함으로써 발생된 파일 내부와 외부의 압력차를 이용하여 설치되는 파일인 석션파일(Suction Pile)을 사용함이 바람직하고, 이러한 석션파일의 형상은 석션을 가하기 용이하게 상단부는 밀폐되고 하단부가 열린 모양으로 상기 외부구조물의 저면이 석션파일의 밀폐된 상단부에 고정되게 된다.In the present invention, it is preferable to use a suction pile (Suction Pile) that is installed using the pressure difference between the inside and the outside of the pile generated by suctioning a fluid such as water or air inside the pile to the outside, The shape of the suction pile is such that the upper end is closed and the lower end is open to facilitate the suction, and the bottom of the external structure is fixed to the closed upper end of the suction pile.

여기서, 상기 외부구조물(60)의 석션파일(70)에의 고정은 육상에서 석션파일의 제작시 외부구조물(60)과 석션파일(70)을 상하 일체형으로 제작하여 해저지반에 관입시키거나, 전단키나 별도의 고정구조물 등을 이용하여 외부구조물(60)과 석션파일(70)을 상호 결합시킬 수도 있다.In this case, the external structure 60 is fixed to the suction pile 70 by manufacturing the external structure 60 and the suction pile 70 up and down integrally when the suction pile is manufactured on land, and injecting it into the seabed, or shearing key or The external structure 60 and the suction pile 70 may be coupled to each other by using a separate fixed structure.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 외부구조물(60) 내에서 다수개의 압축공기 저장구조물(30)을 포함한 발전 장치의 배치구조를 살펴보면, 외부구조물(60)의 하부격실에는 외부구조물(60)의 저면에서 일정정도 이격된 높이에서부터 다수개의 압축공기 저장구조물(30)이 연결관(35)을 통해 연통되면서 다층으로 설치된다.2 to 4, when looking at the arrangement of the power generation device including a plurality of compressed air storage structure 30 in the outer structure 60, the lower structure of the outer structure 60, the outer structure ( 60, a plurality of compressed air storage structures 30 are installed in multiple layers while communicating through the connection pipe 35 from a height spaced to some extent from the bottom of the 60).

여기서, 압축공기 저장구조물(30)의 다층 구조를 위해 외부구조물(60)의 저면에는 일정높이의 평평한 마운드(61)가 있고 그 상부로 다층의 격실구조가 형성되어 압축공기 저장구조물(30)이 병렬 분산형으로 고정설치되도록 하는데, 상기 마운드(61)는 외부구조물(60)의 누수로 인해 외부구조물(60)의 저면에 고이는 해수로부터 압축공기 저장구조물(30)을 보호하기 위함이고 다층의 격실구조는 격실구조프레임(63)으로 구분되고 다층의 격실구조로 외부구조물(60)의 직경을 줄임으로써 구조물의 자중을 저감시켜 해저 기초구조물(70)에 걸리는 하중을 최소화할 수 있도록 하기 위함이다.Here, for the multilayer structure of the compressed air storage structure 30, there is a flat mound 61 having a predetermined height on the bottom of the outer structure 60, and a multi-layered compartment structure is formed thereon, so that the compressed air storage structure 30 is formed. The mount 61 is fixed in parallel, and the mound 61 is to protect the compressed air storage structure 30 from seawater that accumulates on the bottom of the outer structure 60 due to leakage of the outer structure 60 and is a multi-layered compartment. The structure is to be divided into a compartment structure frame 63 to reduce the weight of the structure by reducing the diameter of the outer structure 60 in a multi-layer compartment structure to minimize the load on the subsea foundation structure 70.

또한, 압축공기 저장구조물(30)이 설치되는 격실과 구분되는 상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에는 압축공기 저장구조물(30)을 제외한 발전 장치에 필요한 기기인 공기압축기(20), 열교환기(22), 냉각기(23), 축열기(24), 레귤레이터(31), 재가열기(32), 연소기(33), 터빈(40), 발전기(50) 및 제어부(25)가 설치되는데, 열교환기(22), 냉각기(23), 레귤레이터(31), 재가열기(32) 등은 압축공기 저장구조물(30)에 설치될 수도 있다.In addition, the upper compartment 62 of the outer structure 60 is separated from the compartment in which the compressed air storage structure 30 is installed, the air compressor 20, which is a device necessary for the power generation device except the compressed air storage structure 30, The heat exchanger 22, the cooler 23, the heat storage 24, the regulator 31, the reheater 32, the combustor 33, the turbine 40, the generator 50 and the control unit 25 are installed. The heat exchanger 22, the cooler 23, the regulator 31, the reheater 32, and the like may be installed in the compressed air storage structure 30.

한편, 상기 외부구조물(60)의 상면에는 발전 장치의 관리를 위해 사람이 드나들 수 있도록 개폐식 통로가 있어야 하고, 발전시 발생할 수 있는 배기가스를 배출하기 위한 환풍구도 마련되어야 하는데, 이를 위해 상기 외부구조물(60)의 상면은 해수면보다 항상 높아야 한다.On the other hand, the upper surface of the outer structure (60) must have a retractable passage so that a person can enter and exit the management of the power generation device, a vent for discharging the exhaust gas that may occur during power generation should be provided, for this purpose The top surface of the structure 60 should always be higher than the sea level.

본 발명과 같이 압축공기 저장구조물(30)의 다층 구조에서 압축공기의 압축공기 저장구조물(30)로의 유입과 압축공기 저장구조물(30)로부터의 유출은 각 층별로 압축공기 저장구조물(30)이 병렬로 연통되어 있어 각 층별로 압축공기의 유입과 유출이 이루어질 수도 있고, 모든 층의 압축공기 저장구조물(30)이 모두 병렬로 연통되어 유입과 유출이 각각 단일의 경로에 의해서만 이루어질 수도 있으며, 각 층별로 또는 모든 층의 압축공기 저장구조물(30)이 병렬로 연통되어 있지만 각각의 압축공기 저장구조물(30)별로 압축공기의 유출이 이루어질 수도 있다. 어떠한 압축공기 유입 및 유출방식 구조를 사용하더라도 상기 압축공기 저장구조물(30) 내의 압축공기의 압력을 감지하여 일정압력 이상일 경우 그 개폐가 제어부에 의해 자동으로 제어되는 상기 유량조절밸브(37)에 의해 압축공기가 저장되어 있는 압축공기 저장구조물(30) 내의 압력을 일정하게 유지하도록 할 수 있다.In the multilayered structure of the compressed air storage structure 30 as in the present invention, the inflow of compressed air into the compressed air storage structure 30 and the outflow from the compressed air storage structure 30 are compressed air storage structure 30 for each layer. In parallel with each other, the inflow and outflow of the compressed air may be performed for each layer, or the compressed air storage structure 30 in all the layers may be in communication with each other, and the inflow and outflow may be made only through a single path. Although the compressed air storage structures 30 in layers or in all layers are in parallel communication, the compressed air may flow out of each compressed air storage structure 30. Whatever compressed air inflow and outflow structure is used, when the pressure of the compressed air in the compressed air storage structure 30 is detected and the pressure is greater than or equal to a predetermined pressure, the opening and closing is automatically controlled by the flow control valve 37. The pressure in the compressed air storage structure 30 in which the compressed air is stored may be kept constant.

여기서, 상기 유량조절밸브(37)는 연결관(35)뿐만 아니라, 압축공기 유입관(34) 및 압축공기 유출관(36)에도 설치될 수 있다.Here, the flow control valve 37 may be installed in the compressed air inlet pipe 34 and the compressed air outlet pipe 36 as well as the connection pipe 35.

더불어, 상기 압축공기 저장구조물(30)을 병렬 분산형으로 설치함으로써 대용량 인공저장시설 구축이 가능하고 압축공기를 효율적으로 활용할 수 있게 된다.
In addition, by installing the compressed air storage structure 30 in parallel distributed type, a large capacity artificial storage facility can be constructed and compressed air can be efficiently utilized.

이러한 본 발명인 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치에 의한 발전과정을 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the power generation process by the compressed air storage power generation apparatus using the new renewable energy of the present invention with reference to Figure 1 as follows.

우선, 풍력 발전기(10) 등에서 생산된 신재생에너지는 외부 환경에 따라 출력변동성이 심하므로 전력분전반(11)을 통해 우선적으로 공기압축기(20)의 모터(21)를 구동하는데 전력을 공급하고 잉여 전력을 기타 전력계통으로 공급한다.First, since the renewable energy produced by the wind generator 10, etc. is severely fluctuated according to the external environment, power is supplied and surplus to drive the motor 21 of the air compressor 20 preferentially through the power distribution board 11. Supply power to other power systems.

다음으로, 공기압축기(20)에 의해 압축된 공기는 압축공기 유입관(34)을 통해 압축공기 저장구조물(30)로 유입되는데, 상기 공기압축기(20)는 두 개 이상을 병렬로 설치하는 경우 공기압축시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 풍력 발전기(10) 등에서 생산된 전력량이 많아도 공기압축기(20)에 발생할 수 있는 과부하를 줄일 수 있다.Next, the air compressed by the air compressor 20 is introduced into the compressed air storage structure 30 through the compressed air inlet pipe 34, the air compressor 20 is installed when two or more in parallel Not only can shorten the air compression time but also reduce the overload that may occur in the air compressor 20 even if the amount of power produced by the wind generator 10 is high.

한편, 압축공기가 압축공기 저장구조물(30)에 저장되기 전에 상기 공기압축기(20)와 일체 또는 별개로 구성된 열교환기(22)와 냉각기(23)에 의해 고열의 압축공기의 열에너지가 축열기(24)로 전달되고 압축공기의 부피가 축소된다.On the other hand, before the compressed air is stored in the compressed air storage structure 30, the heat energy of the high-temperature compressed air is stored in the heat accumulator by the heat exchanger 22 and the cooler 23, which are integrally or separately formed with the air compressor 20. 24) and the volume of the compressed air is reduced.

그 다음으로, 다층 구조로 설치되고 고압(100bar)에 견딜 수 있는 인공구조물인 상기 압축공기 저장구조물(30)은 연결관(35)으로 상호 연통되어 있어 상기 연결관(35)을 통해 압축공기가 이동할 수 있으며 연결관(35)에 설치된 유량조절밸브(37)에 의해 압축공기량에 따라 그 개폐를 제어하여 압축공기 저장구조물(30) 내의 압력을 일정하게 유지하도록 한다.Next, the compressed air storage structure 30, which is an artificial structure that is installed in a multi-layer structure and can withstand high pressure (100 bar), is connected to each other through a connection pipe 35 so that compressed air is connected through the connection pipe 35. It can move and control the opening and closing according to the amount of compressed air by the flow control valve 37 installed in the connecting pipe 35 to maintain a constant pressure in the compressed air storage structure (30).

또한, 상기에서 상술한 바와 같이 압축공기 저장구조물(30)의 다층 구조에서 압축공기의 압축공기 저장구조물(30)로의 유입과 압축공기 저장구조물(30)로부터의 유출은 각 층별로 압축공기의 유입과 유출이 이루어질 수도 있고, 압축공기의 유입과 유출이 각각 단일의 경로에 의해서만 이루어질 수도 있으며, 각각의 압축공기 저장구조물(30)별로 압축공기의 유출이 이루어질 수도 있다.In addition, as described above, the inflow of the compressed air into the compressed air storage structure 30 and the outflow from the compressed air storage structure 30 in the multilayer structure of the compressed air storage structure 30 are the inflow of the compressed air for each layer. And the outflow may be made, the inflow and outflow of the compressed air may be made only by a single path, respectively, or the compressed air may be made out of each compressed air storage structure (30).

그 다음으로, 상기 열교환기(22)로부터 열에너지를 전달받는 축열기(24)로부터 열에너지를 다시 전달받는 재가열기(32)는 상기 압축공기 저장구조물(30)에서 압축공기 유출관(36)을 통해 추출되는 압축공기의 부피를 팽창시킨다.Subsequently, the reheater 32 which receives heat energy from the heat accumulator 24 which receives heat energy from the heat exchanger 22 passes through the compressed air outlet pipe 36 in the compressed air storage structure 30. The volume of compressed air extracted is expanded.

여기서, 공기의 압축 및 팽창과정에서 발생하는 열에너지를 저장 활용하여 냉난방원으로 이용할 수도 있다.Here, the heat energy generated during the compression and expansion of the air may be stored and used as a cooling and heating source.

한편, 레귤레이터(31)가 압축공기 저장구조물(30)에 연결설치되어 압축공기 저장구조물(30)에 저장된 압축공기를 균일한 압력으로 추출할 수 있고, 상기 압축공기 저장구조물(30)에서 추출되는 압축공기와 연료를 혼합하여 연소시키는 경우에는 연소기(33)가 추가로 설치될 수 있다.On the other hand, the regulator 31 is connected to the compressed air storage structure 30 is installed to extract the compressed air stored in the compressed air storage structure 30 with a uniform pressure, and is extracted from the compressed air storage structure 30 In the case where the compressed air and fuel are mixed and combusted, a combustor 33 may be additionally installed.

마지막으로, 상기 재가열기(32)에 의해 팽창된 압축공기는 터빈(40)을 구동시키고, 상기 터빈(40)의 구동에 의해 발전기(50)는 발전된다.Finally, the compressed air expanded by the reheater 32 drives the turbine 40, the generator 50 is generated by the drive of the turbine 40.

상기에서는 본 발명에 대한 특정의 바람직한 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변경시킬 수 있을 것이다.
While specific preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a person skilled in the art to which the present invention pertains has the technical gist of the present invention. Various changes can be made without departing.

10: 신재생에너지 발전기 11: 전력분전반
20: 공기압축기 21: 모터
22: 열교환기 23: 냉각기
24: 축열기 25: 제어부
30: 압축공기 저장구조물 31: 레귤레이터
32: 재가열기 33: 연소기
34: 압축공기 유입관 35: 연결관
36: 압축공기 유출관 37: 유량조절밸브
40: 터빈 50: 발전기
60: 외부구조물 61: 마운드
62: 최상부 격실 63: 격실구조 프레임
70: 해저 기초구조물10: Renewable Energy Generator 11: Power Distribution Board
20: air compressor 21: motor
22: heat exchanger 23: cooler
24: heat storage 25: control unit
30: compressed air storage structure 31: regulator
32: reheater 33: burner
34: compressed air inlet pipe 35: connector
36: compressed air outlet pipe 37: flow control valve
40: turbine 50: generator
60: outer structure 61: mound
62: top compartment 63: compartment frame
70: subsea foundation

Claims (9)

해상에 설치된 다수개의 신재생에너지 발전기(10)와;
해저지반에 관입되는 해저 기초구조물(70)과;
상기 해저 기초구조물(70) 위에 고정 설치되고 상면이 해수면보다 높은 격실구조의 외부구조물(60)과;
상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에 설치되고 상기 신재생에너지 발전기(10)에서 생산된 전기를 구동원으로 모터(21)를 구동시켜 외부의 공기를 흡입하여 압축시키는 공기압축기(20)와;
상기 외부구조물(60)의 하부격실에 설치되고 상기 공기압축기(20)에 의해 압축된 공기를 압축공기 유입관(34)을 통해 저장하며 연결관(35)으로 상호 연통된 다수개의 압축공기 저장구조물(30)과;
상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에 설치되고 상기 압축공기 저장구조물(30)에서 압축공기 유출관(36)을 통해 추출되는 압축공기의 부피를 팽창시키는 재가열기(32)와;
상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에 설치되고 상기 재가열기(32)에 의해 팽창된 압축공기에 의해 구동되는 터빈(40), 및
상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에 설치되고 상기 터빈(40)의 구동에 의해 발전되는 발전기(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
A plurality of renewable energy generators 10 installed at sea;
A subsea foundation structure 70 penetrated into the seabed ground;
An outer structure 60 of a compartment structure fixedly installed on the subsea foundation structure 70 and having an upper surface higher than that of the sea level;
An air compressor 20 installed in the uppermost compartment 62 of the external structure 60 and driving the motor 21 as a driving source using electricity produced by the renewable energy generator 10 to inhale and compress external air. Wow;
A plurality of compressed air storage structure is installed in the lower compartment of the outer structure 60 and the air compressed by the air compressor 20 is stored through the compressed air inlet pipe 34 and communicated with the connecting pipe 35. 30;
A reheater (32) installed in the uppermost compartment (62) of the outer structure (60) and expanding the volume of compressed air extracted through the compressed air outlet pipe (36) from the compressed air storage structure (30);
A turbine 40 installed in the uppermost compartment 62 of the outer structure 60 and driven by compressed air expanded by the reheater 32, and
Compressed air storage power generation apparatus using renewable energy, characterized in that the generator is installed in the top compartment (62) of the outer structure (60) is generated by the drive of the turbine (40).
제 1 항에 있어서,
상기 신재생에너지 발전기(10)는 풍력 발전기, 조류 발전기, 조력 발전기 또는 파력 발전기인 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 1,
The renewable energy generator 10 is a compressed air storage generator using renewable energy, characterized in that the wind generator, tidal current generator, tidal generator or wave generator.
제 1 항에 있어서,
상기 압축공기 저장구조물(30)은 외부구조물(60) 내에서 격실구조프레임(63)으로 구분되는 다층의 격실구조에 병렬 분산형으로 고정설치되는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 1,
The compressed air storage structure (30) is compressed air storage power generation using renewable energy, characterized in that the fixed structure is installed in parallel distributed in a multi-layer compartment structure divided into compartment structure frame (63) in the outer structure (60). Device.
제 1 항에 있어서,
상기 압축공기 저장구조물(30)은 고압 (100bar)을 견딜 수 있도록 강합성 또는 철근콘크리트 재료 등의 복합재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 1,
The compressed air storage structure 30 is a compressed air storage power generation apparatus using renewable energy, characterized in that using a composite material such as steel composite or reinforced concrete material to withstand high pressure (100bar).
제 1 항에 있어서,
상기 공기압축기(20)에 의해 배출되는 고열의 압축공기의 열에너지를 축열기(24)로 전달하는 열교환기(22)가 상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 1,
Heat exchanger 22 for transferring the heat energy of the high-temperature compressed air discharged by the air compressor 20 to the heat accumulator 24 is additionally installed in the upper compartment 62 of the outer structure (60). Compressed air storage power generation equipment using renewable energy.
제 1 항에 있어서,
상기 압축공기 저장구조물(30)로 저장되는 압축공기의 부피를 축소시켜 저장용량을 증가시키기 위한 냉각기(23)가 상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 1,
Cooler 23 for reducing the volume of the compressed air stored in the compressed air storage structure 30 to increase the storage capacity is further installed in the top compartment 62 of the outer structure 60, characterized in that Compressed air storage generator using renewable energy.
제 1 항에 있어서,
상기 압축공기 저장구조물(30)에 저장된 압축공기를 균일한 압력으로 추출하는 레귤레이터(31)가 상기 외부구조물(60)의 최상부 격실(62)에 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 1,
Using a new and renewable energy, characterized in that the regulator 31 for extracting the compressed air stored in the compressed air storage structure 30 at a uniform pressure is additionally installed in the upper compartment 62 of the outer structure (60). Compressed air storage power generation device.
제 1 항에 있어서,
상기 연결관(35), 압축공기 유입관(34) 또는 압축공기 유출관(36)에 설치되고 압축공기 저장구조물(30)에 저장되는 압축공기량에 따라 제어부(25)에 의해 그 개폐가 제어되는 유량조절밸브(37)가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 1,
The opening and closing is controlled by the control unit 25 according to the amount of compressed air installed in the connection pipe 35, the compressed air inlet pipe 34 or the compressed air outlet pipe 36 and stored in the compressed air storage structure 30. Compressed air storage power generation apparatus using renewable energy, characterized in that the flow control valve 37 is further configured.
제 3 항에 있어서,
상기 압축공기 저장구조물(30)의 다층 구조에서 압축공기의 압축공기 저장구조물(30)로의 유입과 압축공기 저장구조물(30)로부터의 유출은
각 층별로 압축공기 저장구조물(30)이 병렬로 연통되어 있어 각 층별로 압축공기의 유입과 유출이 이루어지거나,
모든 층의 압축공기 저장구조물(30)이 모두 병렬로 연통되어 유입과 유출이 각각 단일의 경로에 의해서만 이루어거나,
각 층별로 또는 모든 층의 압축공기 저장구조물(30)이 병렬로 연통되어 있지만 각각의 압축공기 저장구조물(30)별로 압축공기의 유출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치.
The method of claim 3, wherein
Inflow of compressed air into the compressed air storage structure 30 and outflow from the compressed air storage structure 30 in the multilayer structure of the compressed air storage structure 30
Compressed air storage structure 30 is communicated in parallel for each floor inflow and outflow of compressed air for each floor,
Compressed air storage structures 30 of all layers are all communicated in parallel so that inflow and outflow are each made by a single path,
Compressed air storage power generation device using new and renewable energy, characterized in that the compressed air storage structure 30 of each layer or all of the layers are communicated in parallel, but the compressed air is discharged for each compressed air storage structure (30). .
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