KR20140053509A - Electricity generation system using ocean thermal energy conversion and heated air from wind power generator - Google Patents

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KR20140053509A
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Abstract

Disclosed is a power generation system using seawater temperature differences caused by heating air of a wind power generator. The power generation system using seawater temperature differences caused by heating air of a wind power generator includes: a heat exchanger for cooling the inside and gasifying a working fluid using heated air; a power generator unit for using the gasified working fluid to generate power; and a condenser for rotating the turbine of the power generator unit and heat-exchanging the working fluid with seawater.

Description

풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템{Electricity Generation System Using Ocean Thermal Energy Conversion And Heated Air From Wind Power Generator}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a seawater temperature difference generation system using heated air of a wind turbine generator,

본 발명은 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력발전기 내부를 냉각시키고 가열된 공기를 이용해, 작동 유체를 기화시키거나 표층수를 열원으로 기화된 작동 유체의 엔탈피를 증가시켜 해수 온도차 발전으로 전기를 생산하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a seawater temperature difference power generation system using heated air of a wind power generator, and more particularly, to a system for cooling a wind power generator and using heated air to vaporize a working fluid or to increase the enthalpy of a surface- To a seawater temperature difference power generation system using heated air of a wind power generator that produces electricity by generating seawater temperature difference power.

풍력은 지구상에 자연발생하는 무공해·무제한의 에너지원이다. 개발도상국과 저개발국가들의 경제개발이 활발히 추진되면서 종래에 주요한 에너지원으로 사용되던 화석연료가 고갈되어가고 있고, 환경에 대한 관심이 커지면서 지속가능한 개발과 무공해 에너지원에 대한 연구와 개발이 꾸준히 이루어지고 있다. 이에 따라 풍력을 이용한 발전도 주목받고 있다.Wind power is a pollution-free, unlimited source of energy naturally occurring on Earth. As the economic development of developing and less developed countries is actively promoted, fossil fuels that have been used as major energy sources have been depleted. As interest in the environment has increased, research and development on sustainable development and pollution-free energy sources are steadily being carried out . As a result, wind power generation has attracted attention.

풍력발전은 육상과 해상에 지지구조물을 설치하고, 이러한 지지구조물에 풍력발전기를 설치하여 발전하는 기술로 상용화되어 있다.Wind power generation is commercialized as a technology for installing support structures on the land and sea, and installing wind power generators on such support structures.

육상 풍력발전은 평야가 많지 않은 우리나라에서 부지 확보에 어려움이 있고, 산간 오지에 풍력발전기를 설치하는 것은 도로와 송전선 건설 비용이 많이 필요하며 유지관리도 어려운 문제가 있다. 이러한 이유로 최근 해상 풍력발전에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다.Land-based wind power generation has difficulties in securing land in Korea where there are not many plains, and installing wind power generators in mountainous areas requires a lot of construction costs for roads and transmission lines, and maintenance is difficult. For this reason, interest in offshore wind power generation is increasing recently.

해상 풍력발전은 고정식과 부유식으로 나눌 수 있는데, 고정식은 수심이 얕은 바다의 해저면에 기초공사를 하고, 그 위에 구조물을 설치한 후 풍력발전 설비를 설치하는 방식이고, 부유식은 해수면 위에 부유물을 띄우고 그 위에 풍력발전 설비를 설치하는 방식이다. Offshore wind power generation can be divided into fixed type and floating type. In fixed type, foundation is constructed on the bottom of shallow sea, wind power generation facility is installed after the structure is installed on it, and floating type float on the sea surface And installing wind power generation facilities thereon.

풍력발전 설비는 크게 풍력에 의해 회전하는 날개, 날개의 회전 공간을 확보할 수 있는 높이를 마련하는 타워, 날개의 회전력으로 발전하는 발전부, 발전부의 케이스에 해당하는 너셀(Nacelle)로 구성된다. The wind power generation facility consists largely of a blade rotating by wind power, a tower providing a height for securing a rotating space of the blade, a power generation section generating power by the rotational force of the blade, and a Nacelle corresponding to the case of the power generation section.

너셀 내부는 발전부의 발전에 의해 가열되므로, 이를 냉각시키기 위해 공기를 공급할 수 있다. 너셀 내부로 공급된 공기는 발전부의 발전 기기들을 냉각시키면서 가열되어 온도가 50 내지 70℃의 상당한 고온이 될 수 있다.Since the inside of the nacelle is heated by the power generation part, it can supply air to cool it. The air supplied into the nacelle is heated while cooling the power generating devices of the power generation unit, and the temperature can be a considerably high temperature of 50 to 70 ° C.

본 발명은 이러한 고온의 공기가 지닌 열 에너지를 활용하기 위한 시스템을 제안하여, 풍력 발전 시스템의 발전량을 더욱 높이고자 한다. The present invention proposes a system for utilizing the thermal energy of such a high temperature air to further increase the power generation amount of the wind power generation system.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해수 온도차 발전 시스템에 있어서,According to an aspect of the present invention, in the seawater temperature difference generation system,

풍력발전기 내부를 냉각시키고 가열된 공기로 작동 유체를 기화시키는 열교환기;A heat exchanger that cools the interior of the wind turbine and vaporizes the working fluid with heated air;

상기 열교환기에서 기화된 상기 작동 유체로 터빈을 회전시켜 발전하는 발전부; 및A power generator that generates power by rotating the turbine with the working fluid vaporized in the heat exchanger; And

상기 발전부에서 터빈을 회전시키고 배출되는 상기 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 액화하는 응축기를 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템이 제공된다. There is provided a seawater temperature difference power generation system using heated air of a wind power generator including a turbine rotating in the power generation section and a condenser for liquefying the working fluid discharged from the turbine by heat exchange with seawater.

상기 풍력발전기에서 가열된 공기를 상기 열교환기로 공급하는 가열공기 공급관과, 상기 가열된 공기를 상기 풍력발전기에서 상기 열교환기로 송풍하는 송풍기를 더 포함하되, 상기 가열된 공기는 상기 풍력발전기의 너셀 내부를 냉각시키면서 가열될 수 있다. A heated air supply pipe for supplying the heated air from the wind turbine generator to the heat exchanger and a blower for blowing the heated air from the wind turbine generator to the heat exchanger, And can be heated while cooling.

상기 열교환기와 상기 발전부 사이에 마련되어 상기 작동 유체를 태양열로 가열하는 태양열 가열부를 더 포함하되, 상기 태양열 가열부는 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프와, 태양열을 집열하여 상기 가압 펌프에서 가압된 상기 유체를 가열하여 과열 유체를 생성하는 태양열 가열기와, 상기 태양열 가열기에서 생성된 상기 과열 유체를 공급받아 상기 작동 유체를 가열하는 태양열 열교환기를 포함할 수 있다. And a solar heating unit provided between the heat exchanger and the power generation unit for heating the working fluid with solar heat, wherein the solar heating unit includes a pressurizing pump for increasing the pressure of the supplied fluid, A solar heat exchanger for heating the fluid to generate a superheated fluid, and a solar heat exchanger for receiving the superheated fluid generated in the solar heaters to heat the working fluid.

상기 태양열 가열부는 상기 태양열 가열기의 후단에 마련되는 저장 탱크와, 상기 저장 탱크를 바이패스하여 상기 태양열 열교환기로 상기 과열 유체가 공급되는 바이패스 배관을 더 포함할 수 있다. The solar heating unit may further include a storage tank provided at a rear end of the solar heating unit and a bypass pipe bypassing the storage tank to supply the superheated fluid to the solar heat exchanger.

상기 응축기에서 액화된 상기 작동 유체를 상기 열교환기로 송출하는 순환펌프를 더 포함할 수 있다.
And a circulation pump for sending the working fluid liquefied in the condenser to the heat exchanger.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해수 온도차 발전 시스템에 있어서, According to another aspect of the present invention, in a seawater temperature difference power generation system,

표층수로 작동 유체를 기화시키는 기화기;A vaporizer for vaporizing the working fluid with surface water;

풍력발전기 내부를 냉각시키며 가열된 공기를 공급받아, 상기 기화기에서 기화된 상기 작동 유체를 가열하여 엔탈피를 증가시키는 가열공기 열교환기; A heating air heat exchanger that cools the interior of the wind turbine and receives heated air to heat the working fluid vaporized in the vaporizer to increase enthalpy;

상기 가열공기 열교환기로부터 상기 작동 유체를 공급받아 터빈을 회전시켜 발전하는 발전부; 및A power generator that receives the working fluid from the heated air heat exchanger and generates power by rotating the turbine; And

상기 발전부에서 터빈을 회전시키고 배출되는 상기 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 액화하는 응축기를 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템이 제공된다. There is provided a seawater temperature difference power generation system using heated air of a wind power generator including a turbine rotating in the power generation section and a condenser for liquefying the working fluid discharged from the turbine by heat exchange with seawater.

상기 풍력발전기에서 가열된 공기를 상기 가열공기 열교환기로 공급하는 가열공기 공급관과, 상기 가열된 공기를 상기 풍력발전기에서 상기 가열공기 열교환기로 송풍하는 송풍기를 더 포함하되, 상기 가열된 공기는 상기 풍력발전기의 너셀 내부를 냉각시키면서 가열될 수 있다. A heated air supply pipe for supplying the heated air from the wind turbine generator to the heated air heat exchanger and a blower for blowing the heated air from the wind turbine generator to the heated air heat exchanger, Can be heated while cooling the nacelle inside.

상기 가열공기 열교환기와 상기 발전부 사이에 마련되어 상기 작동 유체를 태양열로 가열하는 태양열 가열부를 더 포함하되, 상기 태양열 가열부는 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프와, 태양열을 집열하여 상기 가압 펌프에서 가압된 상기 유체를 가열하여 과열 유체를 생성하는 태양열 가열기와, 상기 태양열 가열기에서 생성된 상기 과열 유체를 공급받아 상기 작동 유체를 가열하는 태양열 열교환기를 포함할 수 있다. And a solar heating unit provided between the heating air heat exchanger and the power generation unit for heating the working fluid with solar heat, wherein the solar heating unit includes a pressurizing pump for increasing the pressure of the supplied fluid, And a solar heat exchanger for heating the pressurized fluid to generate a superheated fluid, and a solar heat exchanger for receiving the superheated fluid generated by the solar heaters to heat the working fluid.

상기 태양열 가열부는 상기 태양열 가열기의 후단에 마련되는 저장 탱크와, 상기 저장 탱크를 바이패스하여 상기 태양열 열교환기로 상기 과열 유체가 공급되는 바이패스 배관을 더 포함할 수 있다. The solar heating unit may further include a storage tank provided at a rear end of the solar heating unit and a bypass pipe bypassing the storage tank to supply the superheated fluid to the solar heat exchanger.

상기 응축기에서 액화된 상기 작동 유체를 상기 기화기로 송출하는 순환펌프를 더 포함할 수 있다.
And a circulation pump for sending the working fluid liquefied in the condenser to the vaporizer.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 해수 온도차 발전 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, in the method for generating a sea water temperature difference,

1) 풍력발전기 내부를 냉각시키고 가열된 공기로, 작동 유체를 기화시키거나 표층수를 열원으로 기화된 작동 유체의 엔탈피를 증가시키는 단계; 1) cooling the interior of the wind turbine and vaporizing the working fluid with heated air, or increasing the enthalpy of the working fluid vaporized from the surface water as a heat source;

2) 기화된 상기 작동 유체로 터빈을 회전시켜 발전하는 단계; 및2) generating power by rotating the turbine with the working fluid vaporized; And

3) 터빈을 회전시키고 배출되는 상기 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 응축시키는 단계를 포함하되, 3) rotating the turbine and exchanging the discharged working fluid with seawater for heat exchange,

상기 단계 1)에서 공기는 상기 풍력발전기의 너셀 내부를 냉각시키면서 가열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 방법이 제공된다.Wherein the air is heated while cooling the nacelle of the wind turbine in the step 1).

상기 단계 1)과 상기 단계 2)의 사이에,Between the step 1) and the step 2)

1-a) 유체를 가압하고 태양열을 집열하여 가압된 상기 유체를 가열하여 형성된 과열 유체로 기화된 상기 작동 유체를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.1-a) heating the pressurized fluid to pressurize the fluid, collect solar heat, and heat the vaporized working fluid with the superheated fluid formed by heating the pressurized fluid.

본 발명의 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템은, 풍력발전기 내부를 냉각시키고 가열된 공기를 이용해, 작동 유체를 기화시키거나 표층수를 열원으로 기화된 작동 유체의 엔탈피를 증가시켜 해수 온도차 발전을 하도록 함으로써 풍력발전 시스템의 발전량을 증가시킬 수 있다.The present invention provides a seawater temperature difference generation system using the heated air of the present invention for cooling the inside of a wind turbine and using heated air to vaporize a working fluid or increase the enthalpy of a working fluid vaporized from a surface water as a heat source, The power generation amount of the wind power generation system can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예로써, 풍력발전기 내부를 냉각시키고 가열된 공기로 작동 유체를 기화시키는 열교환기가 마련된 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템의 제1 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 태양열로 작동 유체를 추가로 가열하는 태양열 가열부가 추가된 제2 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예로써, 표층수로 작동 유체를 가열한 후, 풍력발전기 내부를 냉각시키며 가열된 공기를 공급받아, 기화된 작동 유체를 가열하여 엔탈피를 증가시키는 가열공기 열교환기가 마련된 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템의 제3 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 태양열로 작동 유체를 추가로 가열하는 태양열 가열부가 추가된 제4 실시예를 개략적으로 도시한다.
1 schematically shows a first embodiment of a seawater temperature difference power generation system using heated air of a wind turbine provided with a heat exchanger for cooling the inside of a wind turbine and vaporizing a working fluid with heated air as an embodiment of the present invention .
Fig. 2 schematically shows a second embodiment in which a solar heating unit for further heating a working fluid with solar heat is added to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the wind turbine is provided with a heating air heat exchanger for heating the working fluid as surface water, cooling the interior of the wind turbine, heating the evaporated working fluid, And schematically shows a third embodiment of a seawater temperature difference power generation system using heated air of a generator.
Fig. 4 schematically shows a fourth embodiment in which a solar heating unit for further heating a working fluid with solar heat is added to the third embodiment 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 1은 본 발명의 일 실시예로써, 풍력발전기(WP) 내부를 냉각시키고 가열된 공기로 작동 유체를 기화시키는 열교환기(100)가 마련된 풍력발전기(WP)의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템의 제1 실시예를 개략적으로 도시하며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 태양열로 작동 유체를 추가로 가열하는 태양열 가열부(500)가 추가된 제2 실시예를 개략적으로 도시한다.FIG. 1 is a schematic diagram of a seawater temperature difference power generation system (hereinafter, referred to as " system ") using heated air of a wind power generator WP provided with a heat exchanger 100 for cooling the inside of a wind turbine Fig. 2 schematically shows a second embodiment in which a solar heating unit 500 for additionally heating a working fluid by solar heat is added to the first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기(WP)의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템은, 해수 온도차 발전 시스템에 있어서, 풍력발전기(WP) 내부를 냉각시키고 가열된 공기로 작동 유체를 기화시키는 열교환기(100)와, 열교환기(100)에서 기화된 작동 유체로 터빈을 회전시켜 발전하는 발전부(200)와, 발전부(200)에서 터빈을 회전시키고 배출되는 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 액화하는 응축기(300)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, in the seawater temperature difference power generation system using the heated air of the wind turbine (WP) according to an embodiment of the present invention, in the sea water temperature difference power generation system, A generator 200 for generating electricity by rotating the turbine with the working fluid vaporized in the heat exchanger 100, an operation for rotating the turbine in the generator 200, And a condenser 300 for liquefying the fluid by heat exchange with seawater.

본 실시예는 풍력발전기(WP)에서 가열된 공기를 상기 열교환기(100)로 공급하는 가열공기 공급관(AL)과, 가열된 공기를 풍력발전기(WP)에서 열교환기(100)로 송풍하는 송풍기를 더 포함하되, 가열된 공기는 풍력발전기(WP)의 너셀(N) 내부를 냉각시키면서 가열될 수 있다. This embodiment includes a heating air supply pipe AL for supplying air heated by the wind power generator WP to the heat exchanger 100 and a blower fan for blowing the heated air from the wind turbine WP to the heat exchanger 100. [ And the heated air can be heated while cooling the inside of the nacelle N of the wind power generator WP.

풍력발전기(WP)의 너셀(N) 내부에는 날개의 회전력을 전기 에너지로 변환하는 발전 장치들이 마련된다. 발전 장치들이 회전력에 의한 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 과정에서 열이 발생하는데, 이러한 열로 너셀(N) 내부가 지나치게 가열되는 것을 방지하기 위해 외부의 공기를 너셀(N) 내부로 순환시켜준다. In the nose cell N of the wind power generator WP, power generating devices for converting the rotational force of the wing into electric energy are provided. Generating apparatus generates heat in the process of converting kinetic energy due to rotational force into electrical energy, and circulates external air to the inside of the nacelle (N) in order to prevent the inside of the nacelle (N) from being heated excessively.

이처럼 너셀(N) 내부를 냉각시키기 위해 공급된 공기는 온도가 50 내지 70℃까지 도달하는데, 본 실시예는 이러한 가열된 공기를 열교환기(100)에 공급하여 해수 온도차 발전 시스템의 작동 유체를 기화시키는 열원으로 활용한다.The temperature of the air supplied to cool the inside of the nacelle N reaches a temperature of 50 to 70 ° C. This embodiment supplies the heated air to the heat exchanger 100 to vaporize the working fluid of the seawater temperature difference power generation system As a heat source.

작동 유체는 열교환기(100)에서, 풍력발전기(WP)의 너셀(N)로부터 공급된 공기로 기화되고, 기화된 작동 유체는 발전부(200)에서 터빈의 회전에 의해 발전기를 구동시켜 전기를 생산한다. 터빈을 회전시키고 배출된 작동 유체는 응축기(300)에서 해수, 특히 저온의 심층수에 의해 액화되어 배관을 따라 열교환기(100)로 순환된다. The working fluid is vaporized in the heat exchanger 100 by the air supplied from the nucelle N of the wind turbine WP and the vaporized working fluid drives the generator by the rotation of the turbine in the generator 200, Production. The rotating working fluid and the discharged working fluid in the turbine are liquefied in the condenser 300 by seawater, in particular, low temperature deep water and circulated to the heat exchanger 100 along the piping.

본 실시예 및 후술할 제2, 제3, 제4 실시예에서 냉매로는 암모니아, 프로판, 부탄, 프론 등의 끓는점이 낮은 물질을 선택할 수 있다. 끓는점이 낮은 냉매는 풍력발전기(WP)의 너셀(N)로부터 공급된 공기, 또는 후술하는 제3 및 제4 실시예에서 표층수를 열원으로 기화될 수 있다. 보다 끓는점이 높은 냉매를 작동 유체로 이용하는 경우에는, 열교환기(100, 100a) 또는 기화기(110, 110c) 내부를 저압 상태로 설정하여 냉매의 끓는점을 낮출 수 있다. In the present embodiment and the second, third and fourth embodiments to be described later, a low boiling point substance such as ammonia, propane, butane, furon and the like can be selected as the refrigerant. The refrigerant having a low boiling point may be vaporized from the air supplied from the nucelle N of the wind power generator WP or the surface water in the third and fourth embodiments described later as a heat source. When a refrigerant having a higher boiling point is used as a working fluid, the boiling point of the refrigerant can be lowered by setting the inside of the heat exchanger 100, 100a or the vaporizer 110, 110c to a low pressure state.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예는, 제1 실시예의 구성에 추가하여 열교환기(100a)와 발전부(200a) 사이에 마련되어 작동 유체를 태양열로 가열하는 태양열 가열부(500)를 더 포함하되, 태양열 가열부(500)는 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프(510)와, 태양열을 집열하여 가압 펌프(510)에서 가압된 유체를 가열하여 과열 유체를 생성하는 태양열 가열기(520)와, 태양열 가열기(520)에서 생성된 과열 유체를 공급받아 작동 유체를 가열하는 태양열 열교환기(530)를 포함할 수 있다. 2, the second embodiment of the present invention further includes a solar heating unit 500 provided between the heat exchanger 100a and the power generation unit 200a to heat the working fluid with solar heat, in addition to the configuration of the first embodiment The solar heating unit 500 further includes a pressurizing pump 510 for increasing the pressure of the supplied fluid, a solar heat collecting unit for collecting the solar heat and heating the pressurized fluid from the pressurizing pump 510 to generate a superheated fluid, A heater 520 and a solar heat exchanger 530 that receives the superheated fluid generated by the solar heaters 520 and heats the working fluid.

제2 실시예는 제1 실시예의 해수 온도차 발전 시스템에 태양열로 작동 유체를 추가로 가열하여 작동 유체의 엔탈피를 높이는 태양열 가열부(500)가 추가된다. In the second embodiment, a solar heating unit 500 is further added to the seawater temperature difference power generation system of the first embodiment to further heat the working fluid by solar heat to increase enthalpy of the working fluid.

본 실시예에 기재된 과열 유체란 과열 가스와 과열 액체를 포함하는 개념으로 사용된 것으로서, 여기서 과열 액체란 외부압력의 상승에 따라 끓는점 이상의 온도에 도달하였음에도 기화되지 않고 액체 상태를 유지하는 액체를 말한다.The superheated fluid described in this embodiment is used as a concept including a superheated gas and a superheated liquid. Here, superheated liquid refers to a liquid that maintains a liquid state without being vaporized even when the temperature reaches a boiling point or more as the external pressure rises.

이는 다음의 원리에 의한 것이다. This is based on the following principle.

보일-샤를의 법칙(Boyle-Charles' Law)은 온도가 일정할 때 기체의 압력은 부피에 반비례한다는 보일의 법칙과 압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도의 증가에 비례한다는 샤를의 법칙을 조합하여 만든 법칙으로 온도, 압력, 부피가 동시에 변화할 때 이들 사이의 관계를 나타낸다. Boyle-Charles' Law defines Bohr's law that the gas pressure is inversely proportional to the volume when the temperature is constant, and Charles's law that the volume of the gas is proportional to the increase in temperature when the pressure is constant And the relationship between temperature, pressure, and volume at the same time.

이는 다음과 같은 수식으로 표현된다.This is expressed by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

위의 식에서 k는 일정하다. In the above equation, k is constant.

따라서 위의 식을 만족시키려면, 압력이 상승할 경우 이에 따른 온도도 상승해야 함을 알 수 있다. Therefore, in order to satisfy the above equation, it can be seen that when the pressure rises, the corresponding temperature must also rise.

액체의 끓는점이란, 액체가 증발하면서 발생한 기체의 내부 압력과 외부 압력이 동일하게 되는 온도이고, 이를 위의 식에 적용해 보면 외부 압력이 상승하는 경우, 액체의 끓는점도 상승해야 한다는 결론에 도달한다. The boiling point of the liquid is the temperature at which the internal pressure and the external pressure of the gas generated as the liquid evaporates, and when applied to the above equation, it is concluded that the boiling point of the liquid should rise when the external pressure rises .

본 발명은 이러한 압력 상승에 의한 끓는점 오름 원리를 이용한다. 즉 가압 펌프(510)를 통해 압력을 상승시켜 유체의 끓는점을 높이고, 태양열로 가열하여 유체를 원래의 끓는점 이상으로 가열된 과열 유체를 형성시킨 후 이를 기화된 냉매와 열 교환시켜 발전에 사용한다.The present invention utilizes the boiling point ascending principle by such a pressure rise. That is, the boiling point of the fluid is increased by raising the pressure through the pressurizing pump 510, and the fluid is heated by the solar heat to form the superheated fluid heated to the original boiling point or more and then heat-exchanged with the vaporized refrigerant.

기화된 냉매, 즉 냉매의 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.The vapor of the vaporized refrigerant, that is, the refrigerant, is increased in heat 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.

여기서 건도란 습포화 증기 중에서 건포화 증기의 중량비를 말한다. 건도는 잠열량 및 엔탈피와 정비례관계를 나타낸다. Here, dryness refers to the weight ratio of dry saturated steam in the wetted steam. The dryness shows the relationship between latent heat capacity and enthalpy.

이러한 과열 증기를 이용하면 터빈 등의 출력을 높일 수 있다.By using such superheated steam, the output of the turbine, etc. can be increased.

한편, 가압 펌프(510)에 의한 압력 상승의 정도는 원하는 끓는점 오름 효과를 고려하여 결정할 수 있는데, 도입된 유체의 임계점 이하의 압력 중에서 선택될 수 있다. On the other hand, the degree of the pressure rise by the pressure pump 510 can be determined in consideration of the desired boiling point rise effect, and can be selected from pressures below the critical point of the introduced fluid.

일 예로, 도입된 유체가 물인 경우 임계점은 225.56 kgf/㎠, 374.15℃이고, 본 실시예의 가압 펌프(510) 및 태양열 가열기(520)를 이용하여 약 370℃까지의 고온수가 형성될 수 있다. 해상에 설치된 풍력발전기(WP)에 본 실시예가 적용되는 경우, 쉽게 취수할 수 있는 해수를 가압 펌프(510)로 가압하여 태양열 가열기(520)로 도입시킬 수 있고, 해수의 몰랄 농도에 담수보다 고온인 과열 유체, 즉 고온수 생성이 가능할 것이다. For example, when the introduced fluid is water, the critical point is 225.56 kgf / cm 2 and 374.15 ° C, and high temperature water up to about 370 ° C can be formed using the pressurization pump 510 and the solar heaters 520 of the present embodiment. When this embodiment is applied to a wind turbine (WP) mounted on the sea, seawater which can be easily taken out can be pressurized by a pressurizing pump 510 and introduced into the solar heaters 520, and the molar concentration of seawater It will be possible to generate a superheated fluid, that is, high temperature water.

태양열 가열부(500)는 태양열 가열기(520)의 후단에 마련되는 저장 탱크(540)와, 저장 탱크(540)를 바이패스하여 태양열 열교환기(530)로 과열 유체가 공급되는 바이패스 배관(550)을 더 포함할 수 있다. The solar heating unit 500 includes a storage tank 540 provided at the rear end of the solar heating unit 520 and a bypass pipe 550 through which the superheating fluid is supplied to the solar heat exchanger 530 by bypassing the storage tank 540 ). ≪ / RTI >

저장 탱크(540)를 마련해두고, 태양열 가열기(520)를 가동할 수 있는 때에는 바이패스 배관(550)을 통해 태양열 열교환기(530)로 과열 유체를 공급하고, 계절이나 기상 상황으로 인해 태양열에 의한 과열 유체 생성이 어려운 때에는 저장 탱크(540)에 저장된 과열 유체를 태양열 열교환기(530)로 공급함으로써 계절 등에 무관하게 지속적으로 시스템을 구동할 수 있다. A storage tank 540 is provided to supply the superheating fluid to the solar heat exchanger 530 through the bypass pipe 550 when the solar heaters 520 can be operated, When it is difficult to generate the superheated fluid, the superheated fluid stored in the storage tank 540 is supplied to the solar heat exchanger 530 to continuously drive the system regardless of the season or the like.

제1 및 제2 실시예는, 응축기(300, 300c)에서 액화된 작동 유체를 열교환기(100, 100a)로 송출하는 순환펌프(400, 400a)를 더 포함할 수 있다.
The first and second embodiments may further include circulation pumps 400 and 400a for delivering the liquefied working fluid from the condensers 300 and 300c to the heat exchangers 100 and 100a.

도 3은 본 발명의 다른 실시예로써, 표층수로 작동 유체를 가열한 후, 풍력발전기(WP) 내부를 냉각시키며 가열된 공기를 공급받아, 기화된 작동 유체를 가열하여 엔탈피를 증가시키는 가열공기 열교환기(120)가 마련된 풍력발전기(WP)의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템의 제3 실시예를 개략적으로 도시하고, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 태양열로 작동 유체를 추가로 가열하는 태양열 가열부(500c)가 추가된 제4 실시예를 개략적으로 도시한다. FIG. 3 illustrates another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, after heating a working fluid with surface water, the interior of the wind turbine WP is cooled and heated air is supplied. 4 schematically shows a third embodiment of a seawater temperature difference power generation system using heated air of a wind power generator WP provided with a heater 120. Fig. The solar heating unit 500c is added to the first embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기(WP)의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템은, 해수 온도차 발전 시스템에 있어서, 표층수로 작동 유체를 기화시키는 기화기(110)와, 풍력발전기(WP) 내부를 냉각시키며 가열된 공기를 공급받아, 기화기(110)에서 기화된 작동 유체를 가열하여 엔탈피를 증가시키는 가열공기 열교환기(120)와, 가열공기 열교환기(120)로부터 작동 유체를 공급받아 터빈을 회전시켜 발전하는 발전부(200b)와, 발전부(200b)에서 터빈을 회전시키고 배출되는 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 액화하는 응축기(300b)를 포함한다. 3, the sea water temperature difference generation system using the heated air of the wind turbine (WP) according to another embodiment of the present invention includes a vaporizer 110 for vaporizing a working fluid as surface water, A heating air heat exchanger 120 that heats the inside of the wind turbine WP and receives the heated air and heats the working fluid vaporized in the vaporizer 110 to increase the enthalpy; And a condenser 300b for rotating the turbine in the power generator 200b and exchanging the working fluid with the seawater by heat exchange with the condenser 300b.

해수 중 상부에 형성되는 표층수는 20℃이상, 열대지방 등 저위도지역에서는 30℃ 내외의 온도를 나타내므로, 전술한 바와 같은 끓는점이 낮은 작동 유체를 기화시키는 열원이 될 수 있다. 본 실시예는 이러한 표층수로 작동 유체를 기화시키고, 풍력발전기(WP)에서 내부를 냉각시키며 가열된 공기를 가열공기 열교환기(120)에 공급하여 작동 유체의 엔탈피를 높여 터빈 등 발전부(200b)의 출력을 높일 수 있다. The surface water formed in the upper part of the seawater indicates a temperature of about 20 ° C or more, and in a low latitude region such as a tropical region, it is about 30 ° C, so that it can be a heat source for vaporizing a working fluid having a low boiling point as described above. In this embodiment, the working fluid is vaporized by the surface water, the interior of the wind turbine WP is cooled, and the heated air is supplied to the heating air heat exchanger 120 to increase the enthalpy of the working fluid, Can be increased.

본 실시예는 풍력발전기(WP)에서 가열된 공기를 가열공기 열교환기(120)로 공급하는 가열공기 공급관(AL)과, 가열된 공기를 풍력발전기(WP)에서 가열공기 열교환기(120)로 송풍하는 송풍기를 더 포함하되, 가열된 공기는 풍력발전기(WP)의 너셀(N) 내부를 냉각시키면서 가열될 수 있다. This embodiment includes a heating air supply line AL for supplying air heated by the wind power generator WP to the heating air heat exchanger 120 and a heating air supply line AL for supplying the heated air from the wind power generator WP to the heating air heat exchanger 120 The blower further includes a blowing blower, wherein the heated air can be heated while cooling the inside of the nucelle N of the wind power generator WP.

즉, 표층수로 작동 유체를 기화시키고, 풍력발전기(WP)의 너셀(N) 내부에서 가열된 공기를 가열공기 공급관(AL)을 통해 가열공기 열교환기(120)로 보내 작동 유체의 엔탈피를 높여 발전부(200b)로 공급한다. 발전부(200b)에서 작동 유체는 터빈을 회전시켜 발전기를 구동시켜 발전하고, 배출되는 작동 유체는 응축기(300b)에서 해수, 특히 심층수와 열교환을 통해 액화되어 기화기(110)로 순환된다.That is, the working fluid is vaporized by surface water and the heated air in the nacelle N of the wind turbine (WP) is sent to the heating air heat exchanger (120) through the heated air supply pipe (AL) (200b). In the power generation unit 200b, the working fluid is generated by rotating the turbine to drive the generator, and the discharged working fluid is circulated in the condenser 300b to the vaporizer 110 through heat exchange with seawater, especially deep water.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예는, 제3 실시예의 구성에 추가로 가열공기 열교환기(120c)와 발전부(200c) 사이에 마련되어 작동 유체를 태양열로 가열하는 태양열 가열부(500c)를 더 포함하되, 태양열 가열부(500c)는 공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프(510c)와, 태양열을 집열하여 가압 펌프(510c)에서 가압된 유체를 가열하여 과열 유체를 생성하는 태양열 가열기(520c)와, 태양열 가열기(520c)에서 생성된 과열 유체를 공급받아 작동 유체를 가열하는 태양열 열교환기(530c)를 포함할 수 있다. 4, in addition to the configuration of the third embodiment, the fourth embodiment of the present invention further includes a solar heating unit (not shown) provided between the heating air heat exchanger 120c and the power generating unit 200c to heat the working fluid with solar heat, The solar heating unit 500c includes a pressurizing pump 510c for increasing the pressure of the supplied fluid, a heat pump 500c for collecting solar heat and heating the pressurized fluid from the pressurizing pump 510c to generate a superheated fluid And a solar heat exchanger 530c that receives the superheated fluid generated by the solar heaters 520c and heats the working fluid.

제4 실시예에서 태양열 가열부(500c)는 태양열 가열기(520c)의 후단에 마련되는 저장 탱크(540c)와, 저장 탱크(540c)를 바이패스하여 태양열 열교환기(530c)로 과열 유체가 공급되는 바이패스 배관(550c)을 더 포함할 수 있다.In the fourth embodiment, the solar heating unit 500c includes a storage tank 540c provided at the rear end of the solar heat heater 520c, and a solar heat exchanger 530c bypassing the storage tank 540c to supply the superheated fluid to the solar heat exchanger 530c And may further include a bypass pipe 550c.

제4 실시예는 표층수로 작동 유체를 기화시키고, 풍력발전기(WP)의 너셀(N)에서 공급되는 공기로 작동 유체를 가열하여 엔탈피를 높인 후, 태양열 가열부(500c)로 다시 작동 유체의 엔탈피를 추가로 높여 터빈 등 발전부(200c)의 출력을 높이는 구성으로, 태양열 가열부(500c)의 구성과 작동 원리는 제2 실시예와 동일하다. 이에 대한 중복된 설명은 생략한다. In the fourth embodiment, the working fluid is vaporized by surface water and the enthalpy is increased by heating the working fluid with the air supplied from the nucelle N of the wind turbine WP. Then, the enthalpy of the working fluid is again supplied to the solar heating unit 500c So that the output of the power generation unit 200c such as a turbine is increased, and the construction and operation principle of the solar heating unit 500c are the same as those of the second embodiment. A duplicate description thereof will be omitted.

제3 및 제4 실시예는 응축기(300b, 300c)에서 액화된 작동 유체를 기화기(110, 110c)로 송출하는 순환펌프(400b, 400c)를 더 포함할 수 있다.
The third and fourth embodiments may further include circulation pumps 400b and 400c for delivering the liquefied working fluid to the carburettors 110 and 110c in the condensers 300b and 300c.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 해수 온도차 발전 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, in the method for generating a sea water temperature difference,

1) 풍력발전기(WP) 내부를 냉각시키고 가열된 공기로, 작동 유체를 기화시키거나 표층수를 열원으로 기화된 작동 유체의 엔탈피를 증가시키는 단계; 1) cooling the interior of the wind turbine (WP) and vaporizing the working fluid with heated air or increasing the enthalpy of the working fluid vaporized from the surface water as a heat source;

2) 기화된 작동 유체로 터빈을 회전시켜 발전하는 단계; 및2) generating power by rotating the turbine with the vaporized working fluid; And

3) 터빈을 회전시키고 배출되는 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 응축시키는 단계를 포함하되, 3) rotating the turbine and heat exchanging the discharged working fluid with seawater to condense it,

단계 1)에서 공기는 풍력발전기(WP)의 너셀(N) 내부를 냉각시키면서 가열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기(WP)의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 방법이 제공된다.Wherein the air is heated while cooling the nacelle (N) of the wind turbine (WP) in step 1).

상술한 단계 1)과 상기 단계 2)의 사이에, 유체를 가압하고 태양열을 집열하여 가압된 유체를 가열하여 형성된 과열 유체로 기화된 작동 유체를 가열하는 1-a) 단계를 더 포함할 수 있다.
Between step 1) and step 2) described above, it may further include 1-a) heating the working fluid vaporized with the superheated fluid formed by pressurizing the fluid and collecting solar heat to heat the pressurized fluid .

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예들의 풍력발전기(WP)의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템은 풍력발전기(WP) 내부, 즉 너셀(N) 내부를 냉각시키고 가열된 공기를 이용해, 작동 유체를 기화시키거나 기화된 작동 유체의 엔탈피를 증가시켜 해수 온도차 발전을 하도록 한다. As described above, the seawater temperature difference power generation system using the heated air of the wind power generator (WP) according to the present embodiments cools the interior of the wind turbine (WP), that is, the nacelle (N) Or to increase the enthalpy of the vaporized working fluid to make the seawater temperature difference development.

이러한 본 실시예를 풍력발전 시스템에 적용함으로써, 너셀(N) 내부를 냉각시키며 가열된 고온 공기의 열 에너지를 버리지 않고 활용할 수 있어 풍력발전 시스템의 에너지 효율성을 높일 수 있고, 풍력발전 시스템의 발전량을 증가시킬 수 있다. 또한 본 실시예는 친환경 에너지인 풍력 발전, 해수 온도차 발전 및 태양열 발전을 접목시켜 효율적으로 발전할 수 있는 시스템을 제시한다.
By applying this embodiment to a wind power generation system, it is possible to cool the inside of the nacelle (N) and utilize the heat energy of the heated hot air without throwing away, thereby increasing the energy efficiency of the wind power generation system, . In addition, the present embodiment suggests a system capable of efficiently generating electricity by combining eco-friendly wind power, seawater temperature difference power generation, and solar power generation.

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.

WP: 풍력발전기
N: 너셀
T: 타워
AL: 가열공기 공급관
100, 100a: 열교환기
110, 110c: 기화기
120, 120c: 가열공기 열교환기
200, 200a, 200b, 200c: 발전부
300, 300a, 300b, 300c: 응축기
400, 400a, 400b, 400c: 순환펌프
500, 500c: 태양열 가열부
510, 510c: 가압 펌프
520, 520c: 태양열 가열기
530, 530c: 태양열 열교환기
540, 540c: 저장 탱크
550, 550c: 바이패스 배관
WP: Wind generator
N: Nussel
T: Tower
AL: Heating air supply pipe
100, 100a: heat exchanger
110, 110c: vaporizer
120, 120c: Heating air heat exchanger
200, 200a, 200b, 200c:
300, 300a, 300b, 300c: condenser
400, 400a, 400b, 400c: circulation pump
500, 500c: solar heating unit
510, 510c: pressure pump
520, 520c: solar heaters
530, 530c: Solar heat exchanger
540, 540c: Storage tank
550, 550c: Bypass piping

Claims (12)

해수 온도차 발전 시스템에 있어서,
풍력발전기 내부를 냉각시키고 가열된 공기로 작동 유체를 기화시키는 열교환기;
상기 열교환기에서 기화된 상기 작동 유체로 터빈을 회전시켜 발전하는 발전부; 및
상기 발전부에서 터빈을 회전시키고 배출되는 상기 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 액화하는 응축기를 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
In a seawater temperature difference power generation system,
A heat exchanger that cools the interior of the wind turbine and vaporizes the working fluid with heated air;
A power generator that generates power by rotating the turbine with the working fluid vaporized in the heat exchanger; And
And a condenser for rotating the turbine in the power generation unit and liquefying the working fluid discharged from the power generation unit by heat exchange with the seawater.
제 1항에 있어서,
상기 풍력발전기에서 가열된 공기를 상기 열교환기로 공급하는 가열공기 공급관; 및
상기 가열된 공기를 상기 풍력발전기에서 상기 열교환기로 송풍하는 송풍기를 더 포함하되,
상기 가열된 공기는 상기 풍력발전기의 너셀 내부를 냉각시키면서 가열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The method according to claim 1,
A heated air supply pipe for supplying air heated by the wind power generator to the heat exchanger; And
Further comprising a blower for blowing the heated air from the wind power generator to the heat exchanger,
Wherein the heated air is heated while cooling the inside of the nacelle of the wind turbine generator.
제 1항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 발전부 사이에 마련되어 상기 작동 유체를 태양열로 가열하는 태양열 가열부를 더 포함하되, 상기 태양열 가열부는
공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프;
태양열을 집열하여 상기 가압 펌프에서 가압된 상기 유체를 가열하여 과열 유체를 생성하는 태양열 가열기; 및
상기 태양열 가열기에서 생성된 상기 과열 유체를 공급받아 상기 작동 유체를 가열하는 태양열 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a solar heating unit provided between the heat exchanger and the power generation unit for heating the working fluid with solar heat,
A pressurizing pump for increasing the pressure of the supplied fluid;
A solar heater for collecting solar heat and heating the pressurized fluid in the pressurizing pump to generate a superheated fluid; And
And a solar heat exchanger for receiving the superheated fluid generated by the solar heaters and heating the working fluid.
제 3항에 있어서, 상기 태양열 가열부는
상기 태양열 가열기의 후단에 마련되는 저장 탱크; 및
상기 저장 탱크를 바이패스하여 상기 태양열 열교환기로 상기 과열 유체가 공급되는 바이패스 배관을 더 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The solar heating apparatus according to claim 3, wherein the solar heating unit
A storage tank provided at a rear end of the solar heaters; And
And a bypass pipe through which the superheating fluid is supplied to the solar heat exchanger by bypassing the storage tank.
제 1항에 있어서,
상기 응축기에서 액화된 상기 작동 유체를 상기 열교환기로 송출하는 순환펌프를 더 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The method according to claim 1,
And a circulation pump for sending the working fluid liquefied in the condenser to the heat exchanger.
해수 온도차 발전 시스템에 있어서,
표층수로 작동 유체를 기화시키는 기화기;
풍력발전기 내부를 냉각시키며 가열된 공기를 공급받아, 상기 기화기에서 기화된 상기 작동 유체를 가열하여 엔탈피를 증가시키는 가열공기 열교환기;
상기 가열공기 열교환기로부터 상기 작동 유체를 공급받아 터빈을 회전시켜 발전하는 발전부; 및
상기 발전부에서 터빈을 회전시키고 배출되는 상기 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 액화하는 응축기를 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
In a seawater temperature difference power generation system,
A vaporizer for vaporizing the working fluid with surface water;
A heating air heat exchanger that cools the interior of the wind turbine and receives heated air to heat the working fluid vaporized in the vaporizer to increase enthalpy;
A power generator that receives the working fluid from the heated air heat exchanger and generates power by rotating the turbine; And
And a condenser for rotating the turbine in the power generation unit and liquefying the working fluid discharged from the power generation unit by heat exchange with the seawater.
제 6항에 있어서,
상기 풍력발전기에서 가열된 공기를 상기 가열공기 열교환기로 공급하는 가열공기 공급관; 및
상기 가열된 공기를 상기 풍력발전기에서 상기 가열공기 열교환기로 송풍하는 송풍기를 더 포함하되,
상기 가열된 공기는 상기 풍력발전기의 너셀 내부를 냉각시키면서 가열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The method according to claim 6,
A heated air supply pipe for supplying air heated by the wind power generator to the heated air heat exchanger; And
Further comprising a blower for blowing the heated air from the wind power generator to the heated air heat exchanger,
Wherein the heated air is heated while cooling the inside of the nacelle of the wind turbine generator.
제 6항에 있어서,
상기 가열공기 열교환기와 상기 발전부 사이에 마련되어 상기 작동 유체를 태양열로 가열하는 태양열 가열부를 더 포함하되, 상기 태양열 가열부는
공급되는 유체의 압력을 상승시키는 가압 펌프;
태양열을 집열하여 상기 가압 펌프에서 가압된 상기 유체를 가열하여 과열 유체를 생성하는 태양열 가열기; 및
상기 태양열 가열기에서 생성된 상기 과열 유체를 공급받아 상기 작동 유체를 가열하는 태양열 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The method according to claim 6,
Further comprising a solar heating unit provided between the heating air heat exchanger and the power generation unit for heating the working fluid with solar heat,
A pressurizing pump for increasing the pressure of the supplied fluid;
A solar heater for collecting solar heat and heating the pressurized fluid in the pressurizing pump to generate a superheated fluid; And
And a solar heat exchanger that receives the superheated fluid generated by the solar heaters and heats the working fluid.
제 8항에 있어서, 상기 태양열 가열부는
상기 태양열 가열기의 후단에 마련되는 저장 탱크; 및
상기 저장 탱크를 바이패스하여 상기 태양열 열교환기로 상기 과열 유체가 공급되는 바이패스 배관을 더 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The solar heating apparatus according to claim 8, wherein the solar heating unit
A storage tank provided at a rear end of the solar heaters; And
And a bypass pipe through which the superheating fluid is supplied to the solar heat exchanger by bypassing the storage tank.
제 6항에 있어서,
상기 응축기에서 액화된 상기 작동 유체를 상기 기화기로 송출하는 순환펌프를 더 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 시스템.
The method according to claim 6,
And a circulation pump for sending the working fluid liquefied in the condenser to the vaporizer.
해수 온도차 발전 방법에 있어서,
1) 풍력발전기 내부를 냉각시키고 가열된 공기로, 작동 유체를 기화시키거나 표층수를 열원으로 기화된 작동 유체의 엔탈피를 증가시키는 단계;
2) 기화된 상기 작동 유체로 터빈을 회전시켜 발전하는 단계; 및
3) 터빈을 회전시키고 배출되는 상기 작동 유체를 해수와 열 교환시켜 응축시키는 단계를 포함하되,
상기 단계 1)에서 공기는 상기 풍력발전기의 너셀 내부를 냉각시키면서 가열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 방법.
In the seawater temperature difference generation method,
1) cooling the interior of the wind turbine and vaporizing the working fluid with heated air, or increasing the enthalpy of the working fluid vaporized from the surface water as a heat source;
2) generating power by rotating the turbine with the working fluid vaporized; And
3) rotating the turbine and exchanging the discharged working fluid with seawater for heat exchange,
Wherein the air is heated while cooling the nacelle of the wind turbine in the step 1).
제 11항에 있어서, 상기 단계 1)과 상기 단계 2)의 사이에
1-a) 유체를 가압하고 태양열을 집열하여 가압된 상기 유체를 가열하여 형성된 과열 유체로 기화된 상기 작동 유체를 가열하는 단계를 더 포함하는 풍력발전기의 가열 공기를 이용한 해수 온도차 발전 방법.
12. The method according to claim 11, wherein between step 1) and step 2)
1-a) heating the working fluid vaporized by the superheated fluid formed by pressurizing the fluid, heating the pressurized fluid by collecting solar heat, and heating the working fluid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110138276A (en) * 2019-04-30 2019-08-16 罗运山 Atmospheric temperature difference power generation device
CN111911375A (en) * 2019-05-07 2020-11-10 青岛理工大学 Novel hybrid ocean thermoelectric power generation system

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