KR20130143217A - Electricity generation system using solar energy - Google Patents

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KR20130143217A KR1020120066541A KR20120066541A KR20130143217A KR 20130143217 A KR20130143217 A KR 20130143217A KR 1020120066541 A KR1020120066541 A KR 1020120066541A KR 20120066541 A KR20120066541 A KR 20120066541A KR 20130143217 A KR20130143217 A KR 20130143217A
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Abstract

A solar power generating system is disclosed. The solar power generating system of the present invention is a generating system using solar heat energy and includes: a light collecting unit increasing the density of heat energy by collecting the solar light to a plurality of lenses; a generation unit generating electricity by heating a thermal medium by receiving the heat energy from the light collecting unit and forming vapor by heat exchanging with the thermal medium; and a temperature control unit controlling the temperature of the generation unit by blocking, with at least one cut-off screen, solar light of the lenses while measuring the temperature of the generation unit in order to prevent overheating. [Reference numerals] (AA) Electric power transmission

Description

태양열 발전 시스템{Electricity Generation System Using Solar Energy}Electricity Generation System Using Solar Energy

본 발명은 태양열 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열매체 또는 증기의 온도를 측정하여 차단막과 개폐식 댐퍼를 통해 온도를 조절함으로써 과열을 방지할 수 있는 태양열 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar power generation system, and more particularly, to a solar power generation system that can prevent overheating by measuring the temperature of the heat medium or steam by controlling the temperature through the barrier film and the open / close damper.

태양열 기술은 태양으로부터의 복사광선을 흡수하여 열에너지로 변환시켜 냉난방, 산업공정 열, 열 발전 등에 활용하는 기술이다.Solar thermal technology absorbs radiant light from the sun and converts it into thermal energy, which is used for cooling and heating, industrial process heat, and thermal power generation.

태양열 시스템은 열매체의 구동장치 유무에 따라 자연형(Passive) 시스템과 설비형(Active) 시스템으로 구분된다. 전자는 온실, 트롬 월(Trombe wall)과 같이 창문이나 벽면 등, 주로 건축 구조물을 활용하여 태양열을 집열해서 이용하며, 후자는 집열기를 별도로 설치하여 펌프와 같은 열매체 구동장치를 활용해서 태양열을 집열하는 시스템으로써 이를 흔히 태양열 시스템이라 한다.Solar thermal systems are classified into passive and active systems, depending on the presence or absence of a heating medium. The former collects solar heat mainly by building structures such as windows and walls such as greenhouses and trombe walls, and the latter collects solar heat by using heat medium drives such as pumps by installing collectors separately. Is a system, commonly called a solar system.

태양열 시스템은 보통 집열부, 축열부, 이용부, 제어장치 등으로 구성된다. A solar system usually consists of a heat collecting section, a heat storage section, a utilization section and a control device.

그 중에서 집열부는 태양으로부터의 에너지를 모아 열로 변환하는 부분인데, 일반적으로 태양열 집열기를 포함한다. 태양열 집열기는 여러 가지 종류가 있는데, 몇 가지 예를 들어보면 평판형 집열기, 진공관형 집열기, PTC(Parabolic Trough Concentrator)형 집열기, CPC(Compound Parabolic Concentrator)형 집열기, Dish형 집열기 등이 있다. 시스템의 이용분야나 시스템의 활용온도, 설치면적 등을 고려하여 적절한 태양열 집열기가 선택된다. Among them, the heat collecting portion is a portion that collects energy from the sun and converts it into heat, and generally includes a solar heat collector. There are many types of solar collectors. Some examples include flat collectors, tube collectors, PTC (Parabolic Trough Concentrator) collectors, CPC (Compound Parabolic Concentrator) collectors, and Dish collectors. Appropriate solar collectors are selected in consideration of the application field of the system, the application temperature of the system and the installation area.

태양열 시스템의 이용분야를 중심으로 분류하면 태양열 온수급탕시스템, 태양열 냉난방 시스템, 태양열 산업공정열 시스템, 태양열 발전 시스템 등이 있다.The main categories of solar systems are solar hot water supply system, solar air conditioning system, solar industrial process heat system, and solar power generation system.

그 중 태양열 발전 시스템은, 태양광을 집광하고 집열하여 이를 이용하여 발전하는 시스템이다.Among them, the solar power generation system is a system that collects and collects sunlight and generates power using the same.

태양열 발전은 발전용량을 극대화하기 위해 태양의 자오선 방향에 수직으로 태양의 위치를 따라가는데, 방향 변경 방법에 따라 태양 추적형, 반 추적형, 고정형 태양전기 시스템으로 나누어진다.Solar power generation follows the sun's position perpendicular to the sun's meridian to maximize power generation, and is divided into sun-tracked, semi-tracked, and stationary solar-electric systems, depending on how the direction is changed.

우선 추적형 시스템(Tracking array)은 태양열 발전 시스템의 발전효율 극대화를 위한 방식으로, 직사광선이 태양전지판의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력이나 기기조작으로 태양의 위치를 추적하는 방식이다. Firstly, a tracking array is a method for maximizing the power generation efficiency of a solar power generation system. The tracking array is a method of tracking the position of the sun by power or device manipulation so that direct sunlight can enter the front of the solar panel vertically.

반 추적형 시스템(semi-tracking array)은 태양전지 어레이 경사각을 계절 또는 월별로 상하 위치를 변화시키는 방식인데, 대개 사계절에 한 번씩 어레이 경사각을 변화시킨다.Semi-tracking arrays vary the tilt angle of the solar array by season or month, usually changing the tilt angle of the array every four seasons.

반 추적형 시스템은 고정형과 추적형 시스템의 중간 방식으로, 고정형 시스템에 비해 20% 가량 발전량이 증가한다.The semi-tracked system is an intermediate way between fixed and tracked systems, with a 20% increase in power over fixed systems.

마지막으로 고정형 시스템은, 가장 저렴하고 안정된 구조로써 비교적 설치 면적의 제한이 없는 곳에 많이 적용되나 발전효율이 상대적으로 낮다. Finally, the fixed type system is the cheapest and most stable structure, and is applied to many places where there is no limitation of the installation area, but the generation efficiency is relatively low.

태양광 발전 시스템에는 태양전지 모듈(Photovoltaic Module)이 사용되는데, 주로 평판형으로 이루어진다. 평판형 태양전지 모듈은, 일정 크기(예: 125㎜ X 125㎜)의 태양전지 셀(Photovoltaic Cell)들이 직렬로 연결되어 설정된 단위 전압을 생산할 수 있는 단위 태양전지 스트링(string)을 이루고, 다시 일정 개수의 태양전지 스트링을 직렬 또는 병렬로 연결하여 필요한 전력을 생산할 수 있도록 구성된다. Photovoltaic modules are used in photovoltaic power generation systems, which are primarily flat. The flat panel solar cell module is a unit solar cell string in which photovoltaic cells of a predetermined size (for example, 125 mm x 125 mm) are connected in series to produce a set unit voltage. The number of solar cell strings can be connected in series or in parallel to produce the required power.

태양광이 조사되면 태양전지 모듈은 태양전지 스트링들을 이루는 각 태양전지 셀들의 광전효과에 의하여 직류 전기를 생산하고, 생산된 직류 전기는 직접 사용되거나 인버터를 통해 교류전기로 변환되어 사용된다.When solar light is irradiated, the solar cell module generates direct current electricity by the photoelectric effect of each solar cell constituting the solar strings, and the produced direct current electricity is used directly or converted into alternating current electricity through an inverter.

한편, 평판형 태양전지 모듈의 태양전지 셀들은 주로 고가의 반도체 소재인 규소(Si)를 사용하고 있어, 반도체 규소(Si)의 가격이 모듈 단가 구성의 50% 이상을 차지한다. 따라서 태양전지 모듈의 단가를 줄이거나 동일 출력에 대해 태양 전지의 설치 면적을 줄일 수 있는 방안이 요구되며, 그 해결 방안으로 태양광을 집속하여 광밀도를 증가시키는 광집속 장치를 접목시킨 광집속형 태양전지 모듈이 제안되고 있다.Meanwhile, the solar cells of the flat panel solar cell module mainly use silicon (Si), which is an expensive semiconductor material, and the price of semiconductor silicon (Si) accounts for more than 50% of the module unit cost. Therefore, there is a need to reduce the cost of solar cell modules or to reduce the installation area of solar cells for the same output, and to solve this problem, a light concentrating type incorporating a light concentrating device that focuses sunlight to increase light density. Solar cell modules have been proposed.

태양광을 집속하여 태양열 발전을 하는 시스템으로, 도 1에 도시된 출원번호 제10-2011-0118649호(등록번호 제10-1120906호)의 태양열 열에너지를 이용한 전기 발전 시스템(이하 선행 발명이라 함)을 들 수 있다.A system for concentrating solar light and generating solar power, an electric power generation system using solar thermal energy of Application No. 10-2011-0118649 (Registration No. 10-1120906) shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as a prior invention). Can be mentioned.

선행 발명의 태양열 열에너지를 이용한 전기 발전 시스템은, 그물눈이 있는 메쉬망 형상을 갖고 지상에 노출되는 상단부가 구 형상으로 형성된 고정몸체(11)와; 고정몸체의 그물눈에 각각 결합되어 태양광을 고정몸체(11) 하단부로 집중시키는 집광렌즈(12)와; 고정몸체(11)의 하단부에 설치되어 집광렌즈(12)를 통해 집중된 열에너지의 밀도를 증가시켜 몸체 하부에 열 전달하는 집열렌즈(13)로 구성된 집광부(10)와; 고정몸체(11)의 하단부와 결속되고 몸체 내부로 열저장매체(40)가 충진되어, 집열렌즈(13)를 통해 전달된 열 에너지로 열저장매체(40)를 가열 및 보관하는 열저장탱크(30)와; 열저장탱크(30) 내에서 상부 판형코일관(51)으로 적층 수납되며, 순환펌프(53)와 밸브의 동작으로 각 구성품에 선택적으로 스팀을 이동시키도록 하는 순환관로(50)와; 순환관로(50)의 상부 판형코일관(51) 내부 스팀이 열저장탱크(30)에서 가열되어 현열상태로 변화되고, 이 현열스팀을 분사시켜 증기터빈(61)을 구동해 전기를 생산하는 발전기(60)와; 발전기(60)를 통과한 잠열스팀을 더 열 수축되게 하는 제1 감열부(70a)와; 발전기 또는 제1 감열부(70a)를 통해 열 수축된 잠열스팀이 순환관로(50)의 하부 코일순환관(52)을 통해 열저장탱크(30)를 내부를 통과하면서 가열되고, 이 가열된 현열스팀을 열 수축하는 제2 감열부(70b)를 포함한 발전부(20)로 구성된 태양열 열에너지를 이용한 전기 발전 시스템에 있어서, The electric power generation system using the solar thermal energy of the prior invention, the fixed body 11 having a mesh network shape with a mesh and the upper end portion exposed to the ground in a spherical shape; A condensing lens 12 coupled to the mesh eyes of the fixed body to concentrate sunlight to the lower end of the fixed body 11; A light collecting part 10 installed at a lower end of the fixed body 11 and configured to collect heat lenses 13 that transfer heat to the lower part of the body by increasing the density of heat energy concentrated through the light collecting lens 12; A heat storage tank which is bound to the lower end of the fixed body 11 and filled with the heat storage medium 40 into the body, and heats and stores the heat storage medium 40 with heat energy transferred through the heat collecting lens 13 ( 30); A circulation pipe 50 which is stacked and received as an upper plate coil pipe 51 in the heat storage tank 30 and selectively moves steam to each component by the operation of the circulation pump 53 and the valve; The steam inside the upper plate coil pipe 51 of the circulation pipe 50 is heated in the heat storage tank 30 to change to a sensible heat state, and a generator that injects the sensible steam to drive a steam turbine 61 to produce electricity. 60; A first thermal part 70a for further heat shrinking the latent heat steam passing through the generator 60; The latent heat steam heat-shrinked through the generator or the first heat sink 70a is heated while passing through the heat storage tank 30 through the lower coil circulation pipe 52 of the circulation pipe 50, and the heated sensible heat In the electric power generation system using the solar thermal energy composed of the power generation unit 20 including the second heat-sensitive unit 70b for heat shrinking steam,

집광부(10)를 통해 열저장탱크(30)내의 열저장매체(40)를 가열하여 탱크 내부의 상부 판형코일관(51) 및 하부 코일순환관(52)과 열교환되게 하여, 내부에 현열스팀을 갖게 하며, 상부 판형코일관(51)을 통해 배출된 현열스팀이 증기터빈(61)을 구동시켜 전기를 생산하고, 잠열스팀이 제1 밸브(54a)와 제1 감열부(70a)를 통과하면서 더욱더 열 수축되고, 이 잠열스팀이 제2 밸브(54b)를 통해 하부 코일순환관(52)으로 공급되어 열저장매체와 열 교환하며, 상기 하부 코일순환관(52)을 통해 가열된 현열스팀은 제3 밸브(54c)와 제2 감열부(70b)를 통과하면서 열 수축되어, 제4 밸브(54d)를 통해 상부 판형코일관(51)으로 공급되어 순환하는 것을 특징으로 한다.The heat storage medium 40 in the heat storage tank 30 is heated through the condenser 10 so as to exchange heat with the upper plate coil pipe 51 and the lower coil circulation pipe 52 in the tank, and the sensible heat steam therein. The sensible heat steam discharged through the upper plate coil pipe 51 drives the steam turbine 61 to produce electricity, and the latent heat steam passes through the first valve 54a and the first heat sensitive portion 70a. While the heat shrink more and more, the latent heat steam is supplied to the lower coil circulation pipe 52 through the second valve 54b to exchange heat with the heat storage medium, and the sensible heat steam heated through the lower coil circulation pipe 52. The heat shrinks while passing through the third valve 54c and the second heat sensitive portion 70b, and is supplied to the upper plate coil pipe 51 through the fourth valve 54d to circulate.

이러한 선행 발명은 고정식 태양광 발전 설비이면서 일조시간에는 집광렌즈를 통해 집열렌즈로 태양광이 집중되게 하여 집열렌즈를 통해 열저장매체와 순환스팀을 가열해 가열된 스팀의 분사압력으로 발전기를 구동시켜 전기를 생산하고, 태양 빛이 가려지거나 없는 상태에서는 일조시간에 집열렌즈를 통해 가열된 열저장매체로 스팀을 가열해, 이 스팀의 분사압력으로 증기터빈을 구동시킴에 따라 발전기를 통하여 전기를 생산한다. This prior invention is a fixed photovoltaic power generation facility, and during daylight hours, the solar light is concentrated through the condensing lens to heat the heat storage medium and the circulation steam through the condensing lens to drive the generator by the injection pressure of the heated steam. Electricity is produced, and in the absence of solar light, the steam is heated by a heat storage medium heated by a collecting lens during sunshine, and electricity is generated through a generator as the steam turbine is driven by the injection pressure of the steam. do.

선행 발명은 구형상의 집광렌즈를 연속 배열하여, 각각의 집광렌즈가 집열렌즈로 열에너지의 밀도를 집중시키도록 함으로써, 태양의 자오선 방향에 관계없이 태양광 조사시에 집열렌즈로 열저장매체를 가열시킬 수 있도록 한 태양열 열에너지를 이용한 전기 발전 시스템을 제공한다. The prior invention arranges spherical condensing lenses continuously so that each condensing lens concentrates the heat energy density on the condensing lens, thereby heating the heat storage medium with the condensing lens during solar irradiation irrespective of the meridian direction of the sun. To provide an electric power generation system using solar thermal energy.

이러한 선행 발명은 몇 가지 문제를 지닌다. This prior invention has several problems.

우선 순환펌프(53)의 위치가 문제된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선행 발명의 순환 펌프(53)는 코일순환관(52)의 상부에 위치한다. 이러한 선행 발명은 순환 펌프의 입구 측에 코일들이 여러 번 감겨 있어서, 펌프가 유체를 흡입할 때에 유동 저항이 상대적으로 높으므로 흡입이 제대로 이루어지지 않을 수 있으며, 유효 흡입 수두를 제공해 주기가 어렵다.First, the position of the circulation pump 53 is a problem. As shown in Figure 1, the circulation pump 53 of the prior invention is located on top of the coil circulation pipe (52). In this prior art, the coils are wound several times on the inlet side of the circulation pump, so that the suction resistance may not be properly performed because the flow resistance is relatively high when the pump sucks the fluid, and it is difficult to provide an effective suction head.

다음으로 코일순환관(52)의 배관구조가 문제된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선행 발명의 코일순환관은 제1 감열부(70a)를 거쳐 열저장탱크(30)의 상부에서 하부로 내려왔다가 다시 상부로 향하도록 되어 있는데, 이러한 배관 구조는 유동저항이 커서 에너지가 손실되고, 이로 인해 순환펌프(53)가 많은 에너지를 필요로 하게 된다. Next, the piping structure of the coil circulation pipe 52 is problematic. As shown in Figure 1, the coil circulation tube of the prior invention is to descend from the top of the heat storage tank 30 to the bottom through the first heat-sensitive portion (70a) and back to the top, this pipe structure flows The resistance is large and energy is lost, which causes the circulation pump 53 to require a lot of energy.

또한 선행 발명은 코일순환관(52)에서 열교환된 증기가 제2 감열부(70b)를 지나면서 냉각되어, 건도 또는 과열도가 낮아지거나 과열 증기가 습증기로 바뀌게 되며 엔탈피가 낮아지게 되므로 발전기의 출력이 낮아지는 점 또한 문제된다.
In addition, in the prior invention, the steam heat exchanged in the coil circulation pipe 52 is cooled while passing through the second heat sensing portion 70b, so that the dryness or superheat is lowered, or the superheated steam is changed to wet steam, and the enthalpy is lowered. This lowering also matters.

한국특허등록공보 제10-1120906호 (2012. 1. 30)Korean Patent Registration Publication No. 10-1120906 (January 30, 2012)

본 발명은 상술한 바와 같은 선행 발명에 존재하는 문제점을 해결함으로써 선행 발명을 개선한 시스템을 제공하고자 하는 것으로서, 태양열 발전 시스템의 열매체 또는 증기의 온도를 측정하여, 렌즈에 조사되는 태양광을 차단막으로 차단하여 온도를 조절함으로써 열매체 또는 증기의 불필요한 과열을 방지할 수 있는 태양열 발전 시스템을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a system that improves the prior invention by solving the problems present in the prior invention as described above, by measuring the temperature of the heat medium or steam of the solar power generation system, the solar light irradiated to the lens as a barrier film It is to provide a solar power generation system that can prevent unnecessary overheating of the heat medium or steam by controlling the temperature by blocking.

본 발명의 일 측면에 따르면, 태양열의 열에너지를 이용한 발전 시스템에 있어서,According to an aspect of the present invention, in the power generation system using thermal energy of solar heat,

복수의 렌즈로 태양광을 집광하여 열에너지의 밀도를 증가시키는 집광부;A light concentrating unit condensing sunlight with a plurality of lenses to increase density of thermal energy;

상기 집광부에서 열에너지를 전달받아 열매체를 가열하고 상기 열매체와 열 교환으로 증기를 형성시켜 전기를 생산하는 발전부; 및A power generation unit which receives heat energy from the light collecting unit to heat the heat medium, and generates electricity by heat exchange with the heat medium to produce electricity; And

과열 방지를 위해 상기 발전부의 온도를 측정하면서 상기 복수의 렌즈에 대한 태양광을 적어도 하나의 차단막으로 차단하여 상기 발전부의 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하는 태양열 발전 시스템이 제공된다.In order to prevent overheating, a solar power generation system including a temperature control unit configured to control the temperature of the power generation unit by blocking the sunlight for the plurality of lenses with at least one blocking film while measuring the temperature of the power generation unit is provided.

상기 온도 조절부는 모터로 구동되며 상기 집광부에 전달되는 태양광을 차단하는 적어도 하나의 차단막과, 모터로 구동되며 통풍을 통해 상기 발전부의 온도를 조절하는 개폐식 댐퍼(damper)와, 상기 발전부의 주위에 마련되어 상기 열매체 또는 증기의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 온도 센서에서 측정된 온도를 기준으로 상기 차단막 또는 상기 개폐식 댐퍼를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The temperature control unit is driven by a motor and at least one blocking film to block the sunlight transmitted to the condensing unit, a motor-driven damper (opening damper) to adjust the temperature of the power generation unit through the ventilation, the surroundings of the power generation unit It may be provided in the temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium or steam, and a control unit for controlling the blocking film or the open-type damper based on the temperature measured by the temperature sensor.

상기 집광부는 표면이 메쉬(mesh) 형태를 띠며 지상에 노출된 반구 형상의 고정 몸체와, 상기 고정 몸체에 마련된 복수의 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈에서 전달된 태양광의 열에너지의 밀도를 증가시키는 집열 렌즈를 포함할 수 있다.The light collecting part has a hemispherical fixed body exposed to the ground in the form of a mesh and a surface, a plurality of light collecting lenses provided on the fixed body, and a heat collecting lens for increasing the density of thermal energy of sunlight transmitted from the light collecting lens. It may include.

상기 발전부는 상기 고정 몸체의 하부와 연결되는 열전달 탱크와, 상기 열전달 탱크의 내부에 충진되어 상기 집열 렌즈로부터 열에너지를 공급받아 가열되는 열매체와, 물이 흐르며 상기 열매체와 열교환하여 증기를 형성하는 열교환용 튜브와, 상기 열교환용 튜브에서 증기를 공급받아 터빈을 구동시켜 전기를 생산하는 터빈 발전기를 포함할 수 있다.The power generation unit is a heat transfer tank connected to the lower portion of the fixed body, the heat medium is filled in the heat transfer tank is supplied with heat energy from the heat collecting lens and heated, and the water flows through the heat medium to heat exchange with the heat medium for heat exchange It may include a turbine and a turbine generator for receiving electricity from the tube for heat exchange to drive the turbine to produce electricity.

상기 발전부는 상기 터빈을 구동시키고 배출되는 증기를 복수(復水)하는 복수기와, 상기 복수기에서 생성된 물을 상기 열교환용 튜브로 펌핑하는 급수 펌프를 더 포함할 수 있다.The power generation unit may further include a condenser for driving the turbine and a plurality of vapors discharged, and a feed pump for pumping the water generated in the condenser to the heat exchange tube.

상기 적어도 하나의 차단막은 상기 복수의 집광 렌즈의 상부에 마련됨으로써, 상기 적어도 하나의 차단막이 제어부의 신호에 의해, 하부에 배열된 상기 복수의 집광 렌즈 중 적어도 일부에 입사되는 태양광을 차단할 수 있는 것을 특징으로 한다.
The at least one blocking film may be provided on an upper portion of the plurality of condensing lenses so that the at least one blocking film may block sunlight incident on at least some of the plurality of condensing lenses arranged below by a signal from a controller. It is characterized by.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 태양열의 열에너지를 이용한 발전 방법에 있어서, According to another aspect of the present invention, in the power generation method using thermal energy of solar heat,

1) 복수의 렌즈로 태양광을 집광하고 열에너지의 밀도를 증가시키는 단계; 1) condensing sunlight with a plurality of lenses and increasing the density of thermal energy;

2) 밀도가 증가된 열에너지를 전달받아 탱크에 마련된 열매체를 가열하고, 열매체와의 열교환으로 증기를 형성하여 터빈을 구동시켜 전기를 생산하는 단계; 및2) heating the heat medium provided in the tank by receiving heat energy having increased density, and generating steam by heat exchange with the heat medium to drive a turbine to produce electricity; And

3) 터빈을 구동시키고 배출되는 상기 증기를 복수하고 상기 열매체와의 열교환을 위해 상기 탱크로 순환시키는 단계를 포함하되, 3) driving a turbine and circulating a plurality of said vapors discharged and circulating to said tank for heat exchange with said heat medium,

상기 복수의 렌즈에 전달되는 태양광을 적어도 하나의 차단막으로 차단하고, 상기 열매체가 마련된 탱크에 댐퍼를 구비하여 통풍시킴으로써, 상기 열매체 또는 상기 증기의 과열을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 온도 제어 태양열 발전 방법이 제공된다.By blocking the sunlight transmitted to the plurality of lenses with at least one blocking film, and by providing a damper in the tank is provided with the heat medium, it is possible to prevent overheating of the heat medium or the steam can be prevented. A power generation method is provided.

본 발명의 태양열 발전 시스템은, 열매체 또는 증기의 온도를 측정하여, 렌즈에 조사되는 태양광을 차단막으로 차단하여 온도를 조절함으로써 열매체 또는 증기의 과열을 방지할 수 있어, 과열로 인한 시스템의 열화 및 수명단축을 방지할 수 있다.In the solar power generation system of the present invention, by measuring the temperature of the heat medium or steam, by blocking the sunlight irradiated to the lens with a blocking film to control the temperature to prevent overheating of the heat medium or steam, deterioration of the system due to overheating and It can prevent shortened life.

도 1은 선행 발명의 태양열 에너지를 이용한 전기 발전 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에서 집광 렌즈를 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 발전 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 태양열 발전 시스템에서 차단막에 의해, 집광렌즈로 조사되는 태양광이 차단되는 개념을 개략적으로 도시한다.
1 is a schematic diagram of an electric power generation system using solar energy of the prior invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the condenser lens of FIG. 1.
Figure 3 schematically shows a solar power system according to an embodiment of the present invention.
4 schematically illustrates a concept in which solar light emitted to a condenser lens is blocked by a blocking film in the solar power generation system of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 발전 시스템을 개략적으로 도시한다.Figure 3 schematically shows a solar power system according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 발전 시스템은, 태양열의 열에너지를 이용한 발전 시스템에 있어서, 복수의 렌즈로 태양광을 집광하여 열에너지의 밀도를 증가시키는 집광부(100)와, 집광부(100)에서 열에너지를 전달받아 열매체(220)를 가열하고 열매체(220)와 열 교환으로 증기를 형성시켜 전기를 생산하는 발전부(200)와, 과열 방지를 위해 발전부(200)의 온도를 측정하면서 복수의 렌즈에 대한 태양광을 적어도 하나의 차단막으로 차단하여 발전부(200)의 온도를 조절하는 온도 조절부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 3, in the solar power generation system according to an exemplary embodiment of the present invention, in a power generation system using thermal energy of solar heat, a light concentrating unit 100 condensing sunlight with a plurality of lenses to increase the density of thermal energy. The power generation unit 200 generates electricity by heating the heat medium 220 by receiving heat energy from the light collecting unit 100 and forming steam by heat exchange with the heat medium 220, and the power generation unit 200 to prevent overheating. It includes a temperature control unit 300 for controlling the temperature of the power generation unit 200 by blocking the sunlight of the plurality of lenses with at least one blocking film while measuring the temperature of the).

집광부(100)는 태양광을 집광하고 이를 열에너지로 변환한 후, 열에너지의 밀도를 증가시켜 발전부(200)로 전달하는 기능을 한다. The condenser 100 condenses sunlight and converts it into thermal energy, and increases the density of the thermal energy to transmit it to the power generation unit 200.

열에너지를 전달받은 발전부(200)에서는 이를 통해 열매체(220)를 가열하고, 가열된 열매체(220)와 열 교환을 통해 증기가 형성된다. 형성된 증기를 이용하여 전기가 생산된다.In the power generation unit 200 receiving the thermal energy, the heating medium 220 is heated through this, and steam is formed through heat exchange with the heated heating medium 220. Electricity is produced using the steam formed.

온도 조절부(300)는 모터로 구동되며 집광부(100)에 전달되는 태양광을 차단하는 적어도 하나의 차단막(310)과, 모터로 구동되며 통풍을 통해 발전부(200)의 온도를 조절하는 개폐식 댐퍼(damper, 320)와, 발전부(200)의 주위에 마련되어 열매체(220) 또는 증기의 온도를 측정하는 온도 센서(330)와, 온도 센서(330)에서 측정된 온도를 기준으로 차단막(310) 또는 개폐식 댐퍼(320)를 제어하는 제어부(340)를 포함할 수 있다.The temperature control unit 300 is driven by a motor and at least one blocking film 310 to block the sunlight transmitted to the condenser 100, and the motor is driven by the ventilation to control the temperature of the power generation unit 200 through ventilation A shut-off damper 320, a temperature sensor 330 provided around the power generation unit 200 to measure the temperature of the heat medium 220 or steam, and a blocking film based on the temperature measured by the temperature sensor 330. 310 or the control unit 340 for controlling the open and close damper (320).

열매체(220)는 집광과 집열 과정을 거친 태양열로 지속적으로 가열되며, 열 교환을 통해 증기를 형성하는 과정에서 냉각된다. 그러나 증기 형성 과정에서 손실되는 열 에너지보다 집광부(100)로부터 공급받는 열 에너지의 양이 많은 경우, 열매체(220)는 계속해서 온도가 상승하게 되며, 이에 따라 형성되는 증기도 과열된다. The heat medium 220 is continuously heated by solar heat that has undergone condensing and collecting, and is cooled in the process of forming steam through heat exchange. However, when the amount of heat energy supplied from the light concentrator 100 is greater than the heat energy lost in the steam formation process, the heat medium 220 continues to rise in temperature, and thus the steam formed is also overheated.

증기는 열교환을 통해 건도가 높아지고, 과열 증기로 변환될 수 있다. 여기서 과열 증기란 다음과 같다. 압력이 일정한 상태에서 액체를 가열하면 온도가 올라가고, 일정온도에 달하면 증발하기 시작하고, 이를 다시 가열하더라도 전부가 증발할 때까지는 온도가 변하지 않고 액체와 증기가 공존한다. 이것을 습윤포화증기라 하고, 전부 증기로 상 변화된 것을 건조포화증기라 한다. 건조포화증기를 다시 가열하면 증기의 온도는 상승하는데, 이것을 과열증기라 하며, 과열 증기온도 및 포화 증기온도의 차를 과열도라 한다. 이러한 과열 증기를 이용하면 터빈 등의 출력을 높일 수 있어, 발전에 효과적이다.The steam becomes heat dry through heat exchange and can be converted to superheated steam. Here, the superheated steam is as follows. When the liquid is heated under a constant pressure, the temperature rises. When it reaches a certain temperature, it begins to evaporate. Even if it is heated again, the temperature does not change until all the liquid evaporates. This is referred to as wet saturated steam, and all of which is phase-changed by steam is referred to as dry saturated steam. When the dry saturated steam is heated again, the temperature of the steam rises, which is called superheated steam, and the difference between the superheated steam temperature and the saturated steam temperature is called superheated steam. By using such superheated steam, the output of a turbine etc. can be raised and it is effective for power generation.

그러나 열매체(220)의 온도가 필요 이상의 고온으로 상승하여, 증기가 과도하게 과열되면, 설비의 열화 및 이로 인한 시스템의 수명 단축을 초래할 수 있다.However, if the temperature of the heat medium 220 rises to a higher temperature than necessary, and the steam is excessively overheated, it may cause deterioration of the installation and thereby shorten the life of the system.

따라서 설비의 안전성과 내구성을 유지하기 위해, 열매체(220)와 증기가 불필요하게 과열되는 것을 막아야 하는데, 본 발명은 이를 위해 온도 조절부(300)를 구비하였다. Therefore, in order to maintain safety and durability of the equipment, the heat medium 220 and the steam should be prevented from unnecessarily overheating, the present invention is provided with a temperature control unit 300 for this purpose.

즉, 발전부(200)의 주위에 온도 센서(330)를 마련하여 열매체(220) 또는 증기의 온도를 모니터링하고, 온도 센서(330)에서 측정된 온도를 기준으로 제어부(340)의 제어 하에 차단막(310) 또는 개폐식 댐퍼(320)를 작동시켜 온도를 조절하게 된다.That is, the temperature sensor 330 is provided around the power generation unit 200 to monitor the temperature of the heat medium 220 or steam, and under the control of the control unit 340 based on the temperature measured by the temperature sensor 330. The temperature is controlled by operating the 310 or the retractable damper 320.

차단막(310)은 조사되는 태양광을 차단함으로써 열매체(220) 또는 증기가 필요 이상으로 과열되는 것을 예방하고, 개폐식 댐퍼(320)는 열매체(220)가 저장된 탱크에 통풍을 통해 온도를 낮춰준다. 개폐식 댐퍼(320)는 힌지(Hinge)형 또는 슬라이딩 도어형으로 작동하도록 마련될 수 있다. The blocking film 310 prevents overheating of the heat medium 220 or steam more than necessary by blocking the irradiated sunlight, and the open / close damper 320 lowers the temperature by ventilating the tank in which the heat medium 220 is stored. The openable damper 320 may be provided to operate in a hinge type or a sliding door type.

개폐식 댐퍼(320)의 통풍에 의한 온도 조절 효과를 높이기 위해, 필요한 경우 댐퍼 주위에 송풍기(fan, 미도시)를 추가할 수도 있다.In order to increase the temperature control effect by the ventilation of the retractable damper 320, a fan (not shown) may be added around the damper if necessary.

전기로 작동되는 온도 조절부(300)의 각 구성부분들은 본 실시예의 발전부(200)에서 송전받아 작동될 수 있다.Each component of the electrically operated temperature control unit 300 may be operated by being transmitted from the power generation unit 200 of the present embodiment.

집광부(100)는 표면이 메쉬(mesh) 형태를 띠며 지상에 노출된 반구 형상의 고정 몸체(110)와, 고정 몸체(110)에 마련된 복수의 집광 렌즈(120)와, 집광 렌즈(120)에서 전달된 태양광의 열에너지의 밀도를 증가시키는 집열 렌즈(130)를 포함할 수 있다.The light collecting part 100 has a hemispherical fixed body 110 having a surface in the form of a mesh and exposed to the ground, a plurality of light collecting lenses 120 provided on the fixed body 110, and a light collecting lens 120. It may include a collecting lens 130 to increase the density of thermal energy of the solar light transmitted from.

반구 형상의 고정 몸체(110)는 메쉬 형태로 제작됨으로써 복수의 집광 렌즈(120)가 고정 몸체(110)의 표면에 고정되어 설치되고, 이를 통해 태양 자오선정보에 따라 집광 렌즈(120)의 위치나 입사각을 조절하지 않아도 효과적으로 태양광을 집광 및 집열할 수 있다.The hemispherical fixed body 110 is manufactured in the form of a mesh, so that the plurality of condenser lenses 120 are fixed to the surface of the fixed body 110, and through this, the position of the condenser lens 120 according to the solar meridian information or It is possible to effectively collect and collect sunlight without adjusting the angle of incidence.

고정 몸체(110)는 야외 환경에서 집광 렌즈(120)를 효과적으로 고정시킬 수 있도록, 도 2에서와 같이 이중 또는 다중의 층상 구조로 제작될 수 있다. The fixing body 110 may be manufactured in a double or multiple layered structure as shown in FIG. 2 to effectively fix the condensing lens 120 in an outdoor environment.

집광 렌즈(120)는, 몸체 부분이 깔때기 또는 원뿔 형태를 띠며, 몸체 상단 또는 상, 하부 양단에 볼록 렌즈를 구비한다. 도 2의 집광 렌즈(12)와 기본적으로 유사할 수 있다. 집광 렌즈(120)의 몸체 내경에는 하부로 태양광을 반사시키도록 반사면을 마련한다. The condenser lens 120 has a body portion having a funnel or cone shape, and includes a convex lens at both ends of the top, top, and bottom of the body. It may be basically similar to the condensing lens 12 of FIG. 2. The inner surface of the condenser lens 120 is provided with a reflective surface to reflect the sunlight to the bottom.

집열 렌즈(130)는 고정 몸체(110)의 하단에 마련되어, 복수의 집광 렌즈(120)를 통해 집중된 태양열 에너지의 밀도를 높여 발전부(200)의 열매체(220)로 전달한다.The collecting lens 130 is provided at the lower end of the fixed body 110 and increases the density of solar energy concentrated through the plurality of condensing lenses 120 and transmits it to the heat medium 220 of the power generation unit 200.

발전부(200)는 고정 몸체(110)의 하부와 연결되는 열전달 탱크(210)와, 열전달 탱크(210)의 내부에 충진되어 집열 렌즈(130)로부터 열에너지를 공급받아 가열되는 열매체(220)와, 물이 흐르며 열매체(220)와 열교환하여 증기를 형성하는 열교환용 튜브(230)와, 열교환용 튜브(230)에서 증기를 공급받아 터빈을 구동시켜 전기를 생산하는 터빈 발전기(240)를 포함할 수 있다.The power generation unit 200 includes a heat transfer tank 210 connected to the lower portion of the fixed body 110, a heat medium 220 filled in the heat transfer tank 210, and supplied with heat energy from the heat collecting lens 130. , A heat exchange tube 230 for flowing water and heat-exchanging with the heat medium 220 to form steam, and a turbine generator 240 for supplying steam from the heat exchange tube 230 to drive the turbine to produce electricity. Can be.

열전달 탱크(210)는 열에너지를 공급받아 가열되는 열매체(220)를 저장하고 열에너지를 보존해줄 수 있도록, 고온 및 고압에 대한 내구성과 내열성을 지닌 소재로 제작될 수 있다. The heat transfer tank 210 may be made of a material having durability and heat resistance to high temperature and high pressure so as to store the heat medium 220 that is heated by receiving heat energy and preserve the heat energy.

열매체(220)는 충분한 열을 흡수하여 저장해 둘 수 있도록, 비열이 높은 물질을 선택할 수 있다. 예를 들어, 대기압에서 안정적이며 융점이 높고, 비열과 융해열이 높은 소금이 사용될 수 있다. 그 외에도 이미다졸, 염화이미다졸륨, 피롤 유도체를 포함하여, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 적절한 열에너지 저장 물질을 열매체(220)로 사용할 수 있다.The heat medium 220 may select a material having a high specific heat so as to absorb and store sufficient heat. For example, salts that are stable at atmospheric pressure, have a high melting point, and high specific heat and heat of fusion can be used. In addition, suitable thermal energy storage materials that can be recognized by a person skilled in the art, including imidazole, imidazolium chloride, and pyrrole derivatives, may be used as the heat medium 220.

집열 렌즈(130)로부터 열에너지를 공급받아 열매체(220)가 가열되면, 열전달 탱크(210) 내부에 마련된 열교환용 튜브(230) 내로 물이 흐르면서 열매체(220)로부터 열에너지를 공급받아 기화된다. 열교환용 튜브(230)를 흐르며 형성된 증기는 터빈을 가동시키고, 이에 따라 터빈 발전기(240)가 구동되어 전기가 생산된다. When the heat medium 220 is heated by receiving heat energy from the heat collecting lens 130, water flows into the heat exchange tube 230 provided in the heat transfer tank 210 and is supplied with heat energy from the heat medium 220. The steam formed flowing through the heat exchange tube 230 drives the turbine, thereby driving the turbine generator 240 to produce electricity.

발전부(200)는 터빈을 구동시키고 배출되는 증기를 복수(復水)하는 복수기(250)와, 복수기(250)에서 생성된 물을 열교환용 튜브(230)로 펌핑하는 급수 펌프(260)를 더 포함할 수 있다.The power generation unit 200 includes a condenser 250 for driving a turbine and a plurality of vapors discharged, and a water feed pump 260 for pumping water generated in the condenser 250 to a heat exchange tube 230. It may further include.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 급수 펌프(260)를 상대적으로 낮은 위치인 열교환용 튜브(230)의 입구 측에 배치함으로써 선행 발명에 비해 유효 흡입 수두를 확보하기가 용이하다. 또한 작동 유체의 유로가 급격히 변하는 선행 발명의 문제점을 개선하여 유동 저항을 감소시킴으로써, 유동 저항에 의한 에너지 손실을 줄일 수 있고 이에 따라 펌프 구동을 위해 모터에서 소모되는 전기에너지를 줄일 수 있다.As shown in FIG. 3, the present embodiment makes it easy to secure an effective suction head compared to the prior art by disposing the feed pump 260 at the inlet side of the heat exchange tube 230 at a relatively low position. In addition, by reducing the flow resistance by improving the problem of the prior invention that the flow path of the working fluid is changed rapidly, it is possible to reduce the energy loss due to the flow resistance and thus to reduce the electrical energy consumed in the motor for driving the pump.

적어도 하나의 차단막(310)은 복수의 집광 렌즈(120)의 상부에 마련됨으로써, 적어도 하나의 차단막(310)이 제어부(340)의 신호에 의해, 하부에 배열된 복수의 집광 렌즈(120) 중 적어도 일부에 입사되는 태양광을 차단할 수 있다. The at least one blocking film 310 is provided on the plurality of condensing lenses 120, so that the at least one blocking film 310 of the plurality of condensing lenses 120 is arranged below by the signal of the controller 340. It is possible to block the sunlight incident on at least a part.

도 4에서 차단막에 의해 집광 렌즈로 조사되는 태양광이 완전히 차단되는 본 실시예의 개념을 개략적으로 도시하였다. 차단막은 일 예로써 태양광을 차단할 수 있는 다양한 태양광 차단 장치가 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.4 schematically illustrates the concept of the present embodiment in which the sunlight irradiated to the condensing lens is completely blocked by the blocking film. As an example, the blocking film will be described as various solar blocking devices that can block sunlight within the scope of the present invention.

차단막(310)은 복수의 집광 렌즈(120)의 상부에 복수로 마련될 수 있다. 집광 렌즈(120) 별로 차단막(310)을 마련할 수도 있고, 고정 몸체(110)의 반구 표면에 구획을 획정하여 구획 별로 차단막(310)을 마련할 수도 있다. 차단막(310)은 제어부(340)의 신호에 따라, 일부 또는 전부가 작동하여 집광 렌즈(120)로 조사되는 태양광을 차단할 수 있다. The blocking layer 310 may be provided in plurality on the plurality of condensing lenses 120. The blocking film 310 may be provided for each condensing lens 120, or the blocking film 310 may be provided for each compartment by defining a compartment on the hemisphere surface of the fixing body 110. The blocking layer 310 may block sunlight emitted to the condenser lens 120 by operating part or all of the blocking layer 310 according to a signal from the controller 340.

필요에 따라 복수가 아닌 1개의 차단막(310)을 마련하여, 차단막(310)이 집광 렌즈(120)가 마련된 고정 몸체(110)를 덮는 범위를 조절함으로써 태양광의 조사량을 조절할 수도 있다.If necessary, one shielding film 310 may be provided instead of a plurality, and the irradiation amount of sunlight may be adjusted by adjusting a range in which the blocking film 310 covers the fixed body 110 provided with the condenser lens 120.

제어부(340)의 신호에 의해 차단막(310)이 고정 몸체(110) 상부를 덮을 수 있도록 유도하는 가이드 레일 등의 장치가 필요에 따라 추가될 수 있다.A device such as a guide rail for inducing the blocking layer 310 to cover the upper portion of the fixed body 110 by a signal of the controller 340 may be added as necessary.

차단막(310)에 의해 집광 렌즈(120)로 조사되는 태양광이 차단되면, 열매체(220)로 전달되는 열에너지가 감소하여 열매체(220) 또는 증기의 온도를 저하시킬 수 있다. 차단막(310)은 집광 렌즈(120)와 고정 몸체(110) 등, 외부에 노출되어 오염 가능성이 있는 시스템의 구성부분을, 야간이나 기타 태양광을 받지 않는 동안, 외부 오염으로부터 차단할 수 있는 기능도 한다.When the sunlight irradiated to the condensing lens 120 is blocked by the blocking film 310, the thermal energy transmitted to the heat medium 220 may be reduced to lower the temperature of the heat medium 220 or steam. The blocking film 310 may also block a part of the system that is exposed to the outside, such as the condenser lens 120 and the fixed body 110, and may be contaminated, at night or other sunlight, while being blocked from external contamination. do.

차단막(310)은 조사되는 태양광을 차단시켜 열매체(220) 또는 증기의 온도를 조절할 수 있고, 개폐식 댐퍼(320)는 열전달 탱크(210) 내부에 외부 공기를 유입시킴으로써, 보다 신속하게 과열된 열매체(220)를 냉각시킬 수 있다.
The blocking film 310 may block the irradiated sunlight to adjust the temperature of the heat medium 220 or steam, and the open / close damper 320 may introduce external air into the heat transfer tank 210 to heat the heat medium more quickly. 220 may be cooled.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 태양열의 열에너지를 이용한 발전 방법에 있어서, According to another embodiment of the present invention, in the power generation method using thermal energy of solar heat,

1) 복수의 렌즈로 태양광을 집광하고 열에너지의 밀도를 증가시키는 단계; 1) condensing sunlight with a plurality of lenses and increasing the density of thermal energy;

2) 밀도가 증가된 열에너지를 전달받아 탱크에 마련된 열매체를 가열하고, 열매체와의 열교환으로 증기를 형성하여 터빈을 구동시켜 전기를 생산하는 단계; 및2) heating the heat medium provided in the tank by receiving heat energy having increased density, and generating steam by heat exchange with the heat medium to drive a turbine to produce electricity; And

3) 터빈을 구동시키고 배출되는 증기를 복수하고 열매체와의 열교환을 위해 탱크로 순환시키는 단계를 포함하되, 3) driving a turbine and circulating a discharged vapor to a tank for heat exchange with a heating medium,

복수의 렌즈에 전달되는 태양광을 적어도 하나의 차단막으로 차단하고, 열매체가 마련된 탱크에 댐퍼를 구비하여 통풍시킴으로써, 열매체 또는 증기의 과열을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 온도 제어 태양열 발전 방법이 제공된다.Provided is a temperature controlled solar power generation method characterized in that the solar light transmitted to a plurality of lenses is blocked by at least one blocking film, and a tank is provided with a damper and ventilated to prevent overheating of the heat medium or steam. do.

본 실시예에서 댐퍼는 탱크에 설치된 개폐식 장치로서, 통풍을 통해 탱크 내부의 온도를 낮춰주는 역할을 한다. 댐퍼는 다양한 방식으로 작동될 수 있는데, 예를 들어 힌지(Hinge)형 또는 슬라이딩 도어형으로 작동될 수 있다.
In this embodiment, the damper is a retractable device installed in the tank, and serves to lower the temperature inside the tank through ventilation. The damper can be operated in a variety of ways, for example a hinge or sliding door type.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예의 태양열 발전 시스템은, 열매체 또는 증기의 온도를 측정하여, 렌즈에 입사되는 태양광을 차단하거나 개폐식 댐퍼(320)를 통해 열전달 탱크(210) 내부를 통풍시켜 온도를 조절함으로써 과열을 방지하고, 시스템의 온도를 제어할 수 있다. As described above, the solar power generation system of the present embodiment measures the temperature of the heat medium or steam, and blocks the sunlight incident on the lens or ventilates the inside of the heat transfer tank 210 through the open / close damper 320 to increase the temperature. By adjusting, it is possible to prevent overheating and to control the temperature of the system.

또한 급수 펌프(260)를 열교환용 튜브(230)의 입구 쪽에 배치하여 열교환용 튜브의 도입에 앞서 물을 펌핑함으로써 선행 발명보다 유효 흡입 수두를 확보하기가 용이하다. 또한 배관 구조를 변경함으로써 유동 저항에 의한 에너지 손실을 막아 펌프의 소모에너지를 감소시킬 수 있고, 증기의 엔탈피 손실을 막아 발전기의 출력을 높일 수 있다.
In addition, the feed pump 260 is disposed at the inlet side of the heat exchange tube 230 to pump water prior to the introduction of the heat exchange tube, thereby making it easier to secure an effective suction head than the prior invention. In addition, by changing the pipe structure, it is possible to reduce energy consumption of the pump by preventing energy loss due to the flow resistance, and to increase the output of the generator by preventing the enthalpy loss of steam.

이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100: 집광부
110: 고정 몸체
120: 집광 렌즈
130: 집열 렌즈
200: 발전부
210: 열전달 탱크
220: 열매체
230: 열교환용 튜브
240: 터빈 발전기
250: 복수기
260: 급수 펌프
300: 온도 조절부
310: 차단막
320: 개폐식 댐퍼
330: 온도 센서
340: 제어부
100: condenser
110: fixed body
120: condenser lens
130: collecting lens
200: power generation unit
210: heat transfer tank
220: heat medium
230: tube for heat exchange
240: turbine generator
250: Avenger
260: water pump
300: Temperature control unit
310: barrier
320: retractable damper
330: temperature sensor
340:

Claims (7)

태양열의 열에너지를 이용한 발전 시스템에 있어서,
복수의 렌즈로 태양광을 집광하여 열에너지의 밀도를 증가시키는 집광부;
상기 집광부에서 열에너지를 전달받아 열매체를 가열하고 상기 열매체와 열 교환으로 증기를 형성시켜 전기를 생산하는 발전부; 및
과열 방지를 위해 상기 발전부의 온도를 측정하면서 상기 복수의 렌즈에 대한 태양광을 적어도 하나의 차단막으로 차단하여 상기 발전부의 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하는 태양열 발전 시스템.
In the power generation system using thermal energy of solar heat,
A light concentrator configured to increase the density of thermal energy by condensing sunlight with a plurality of lenses;
A power generation unit which receives heat energy from the light collecting unit to heat the heat medium, and generates electricity by heat exchange with the heat medium to produce electricity; And
A solar power generation system including a temperature control unit for controlling the temperature of the power generation unit by blocking the sunlight for the plurality of lenses with at least one blocking film while measuring the temperature of the power generation unit to prevent overheating.
제 1항에 있어서, 상기 온도 조절부는
모터로 구동되며 상기 집광부에 전달되는 태양광을 차단하는 적어도 하나의 차단막;
모터로 구동되며 통풍을 통해 상기 발전부의 온도를 조절하는 개폐식 댐퍼(damper);
상기 발전부의 주위에 마련되어 상기 열매체 또는 증기의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
상기 온도 센서에서 측정된 온도를 기준으로 상기 차단막 또는 상기 개폐식 댐퍼를 제어하는 제어부를 포함하는 태양열 발전 시스템.
The method of claim 1, wherein the temperature control unit
At least one blocking film driven by a motor and blocking sunlight transmitted to the light collecting part;
An open-type damper that is driven by a motor and adjusts the temperature of the power generation unit through ventilation;
A temperature sensor provided around the power generation unit and measuring a temperature of the heat medium or steam; And
And a controller configured to control the blocking film or the open / close damper based on the temperature measured by the temperature sensor.
제 2항에 있어서, 상기 집광부는
표면이 메쉬(mesh) 형태를 띠며 지상에 노출된 반구 형상의 고정 몸체;
상기 고정 몸체에 마련된 복수의 집광 렌즈; 및
상기 집광 렌즈에서 전달된 태양광의 열에너지의 밀도를 증가시키는 집열 렌즈를 포함하는 태양열 발전 시스템.
The method of claim 2, wherein the light collecting unit
A hemispherical fixed body whose surface is meshed and exposed on the ground;
A plurality of condenser lenses provided on the fixed body; And
And a heat collecting lens for increasing a density of thermal energy of sunlight transmitted from the light collecting lens.
제 3항에 있어서, 상기 발전부는
상기 고정 몸체의 하부와 연결되는 열전달 탱크;
상기 열전달 탱크의 내부에 충진되어 상기 집열 렌즈로부터 열에너지를 공급받아 가열되는 열매체;
물이 흐르며 상기 열매체와 열교환하여 증기를 형성하는 열교환용 튜브; 및
상기 열교환용 튜브에서 증기를 공급받아 터빈을 구동시켜 전기를 생산하는 터빈 발전기를 포함하는 태양열 발전 시스템.
The method of claim 3, wherein the power generation unit
A heat transfer tank connected to a lower portion of the fixed body;
A heat medium filled in the heat transfer tank and heated by receiving heat energy from the heat collecting lens;
A heat exchange tube through which water flows and heat exchanges with the heat medium to form steam; And
And a turbine generator for generating electricity by driving a turbine by receiving steam from the heat exchange tube.
제 4항에 있어서, 상기 발전부는
상기 터빈을 구동시키고 배출되는 증기를 복수(復水)하는 복수기; 및
상기 복수기에서 생성된 물을 상기 열교환용 튜브로 펌핑하는 급수 펌프를 더 포함하는 태양열 발전 시스템.
The method of claim 4, wherein the power generation unit
A condenser for driving the turbine and plural vapors discharged; And
And a feed pump for pumping the water generated in the condenser into the heat exchange tube.
제 3항에 있어서,
상기 적어도 하나의 차단막은 상기 복수의 집광 렌즈의 상부에 마련됨으로써,
상기 적어도 하나의 차단막이 제어부의 신호에 의해, 하부에 배열된 상기 복수의 집광 렌즈 중 적어도 일부에 입사되는 태양광을 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열 발전 시스템.
The method of claim 3, wherein
The at least one blocking film is provided on the plurality of condensing lenses,
The solar power generation system of claim 1, wherein the at least one blocking film can block sunlight incident on at least part of the plurality of condensing lenses arranged below by a signal from the controller.
태양열의 열에너지를 이용한 발전 방법에 있어서,
1) 복수의 렌즈로 태양광을 집광하고 열에너지의 밀도를 증가시키는 단계;
2) 밀도가 증가된 열에너지를 전달받아 탱크에 마련된 열매체를 가열하고, 열매체와의 열교환으로 증기를 형성하여 터빈을 구동시켜 전기를 생산하는 단계; 및
3) 터빈을 구동시키고 배출되는 상기 증기를 복수하고 상기 열매체와의 열교환을 위해 상기 탱크로 순환시키는 단계를 포함하되,
상기 복수의 렌즈에 전달되는 태양광을 적어도 하나의 차단막으로 차단하고, 상기 열매체가 마련된 탱크에 댐퍼를 구비하여 통풍시킴으로써, 상기 열매체 또는 상기 증기의 과열을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 온도 제어 태양열 발전 방법.
In the power generation method using thermal energy of solar heat,
1) condensing sunlight with a plurality of lenses and increasing the density of thermal energy;
2) heating the heat medium provided in the tank by receiving heat energy having increased density, and generating steam by heat exchange with the heat medium to drive a turbine to produce electricity; And
3) driving a turbine and circulating a plurality of said vapors discharged and circulating to said tank for heat exchange with said heat medium,
By blocking the sunlight transmitted to the plurality of lenses with at least one blocking film, and by providing a damper in the tank is provided with the heat medium, the temperature control solar heat, characterized in that overheating of the heat medium or the steam can be prevented Development method.
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