KR20150134943A - 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템 - Google Patents

부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치는, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 부력체와, 해상구조물에 설치되며, 케이블에 의해 상기 부력체의 상하 유동 방향과 직각 방향으로 연동되어 상기 부력체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 파력 발전부 및, 상기 해상구조물에 회전가능하게 설치되며, 상기 케이블을 상향 지지하여 상기 부력체의 상하 운동에너지를 수평 운동에너지로 전환시켜 상기 파력 발전부로 전달하는 지지롤러를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템은, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 부력체와, 해상구조물에 설치되며, 케이블에 의해 상기 부력체의 상하 유동 방향과 직각 방향으로 연동되어 상기 부력체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 파력 발전부와, 상기 해상구조물에 회전가능하게 설치되며, 상기 케이블을 상향 지지하여 상기 부력체의 상하 운동에너지를 수평 운동에너지로 전환시켜 상기 파력 발전부로 전달하는 지지롤러 및, 상기 해상구조물에 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전부를 포함한다.

Description

부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템{FLOATING GENERATOR AND HYBRID GENERATION SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비상시 보조 부력체에 전기적인 저항을 가해 보조 부력체의 운동속도를 감쇠시킴으로써, 해상구조물의 거동 안정성을 확보할 수 있는 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 해양파 에너지(Ocean wave energy)는 태양에너지와 함께 아무리 사용하여도 고갈되지 않는 무한청정 에너지라고 할 수 있다.
특히, 작은 파도의 조그만 부분에도 엄청난 에너지가 함유되어 있기 때문에 최근에는 파도 에너지로부터 전기를 생산하는 파력발전에 대하여 연구가 집중되고 있다.
최근의 파력발전 시스템은, 해수면에 부유된 상태로 설치되는 부력체와, 해상구조물에 설치도어 부력체의 상하 운동에너지를 전기에너지로 발전하는 파력 발전부 등으로 구성된다.
그런데, 종래의 파력발전 시스템은 태풍 등이 발생하는 경우 파도의 주기와 크기가 위험 수준에 도달하므로, 부력체가 설치된 해상구조물이 심하게 유동되는 문제점이 있었고, 이로 인해 해상구조물의 각종 장비가 파손 및 유실될 염려가 있었다.
따라서, 파도의 주기와 크기가 위험 수준에 도달하는 경우, 전기에너지를 생산하면서도 해상구조물의 거동 안정성을 확보할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명과 관련된 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2012-0129197호(2012년 11월 28일)가 있으며, 상기 문헌에는 부유식 파력 발전장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 파도의 주기와 높이가 위험 수준에 도달하는 경우 보조 부력체에 전기적인 저항을 가해 보조 부력체의 운동속도를 감쇠시킴으로써, 전기에너지의 발전 동작은 지속하면서도 해상구조물의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보할 수 있는 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 파력을 이용한 발전과 풍력을 이용한 발전을 동시에 구현함으로써, 발전 가동률을 높이고, 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치는, 해상구조물의 중심 또는 테두리를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체와, 상기 해상구조물의 테두리를 따라 설정간격으로 다수가 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 보조 부력체와, 상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 접속되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부 및, 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 보조 부력체는 상기 해상구조물의 테두리를 따라 등 간격으로 배열되며, 상기 전력 변환부는 파도의 주기와 크기가 상기 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체들의 상하 유동 축에 부하를 동시에 작용시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 해상구조물은 수평한 사각 틀 형상을 가질 수 있으며, 상기 보조 부력체는 상기 해상구조물의 꼭지 점 부위에 각각 배치될 수 있다.
또한, 상기 전력 변환부는 파도의 주기와 크기가 위험 수준인 경우를 가정한 비상범위가 기설정되며, 측정된 파도의 주기와 크기가 비상범위 이내인 경우, 상기 보조 부력체의 유동 축에 부하를 최대치로 작용시켜 상하 유동을 중지시킬 수 있다.
또한, 상기 파력 발전부는 해상구조물에 설치되며, 내부에 코일이 권선되는 고정자 및, 외부에 자성체가 설치된 상태로 상기 고정자의 내부에서 이동 가능하게 설치되며, 상기 유동 축과의 상하 연동을 통해 상기 코일에 유도전류를 발생시키는 이동자를 구비할 수 있다.
또한, 상기 전력 변환부에는 파도의 주기와 크기를 특정하기 위한 감지부가 전기적으로 더 연결될 수 있다.
또한, 상기 전력 변환부에는 상기 감지부의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부가 전기적으로 더 연결될 수 있다.
또한, 상기 해상구조물의 하부에는,
상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 외부를 수직하게 안내하기 위한 가이드가 더 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템은 해상구조물의 중심 또는 둘레를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체와, 상기 해상구조물의 둘레를 따라 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 보조 부력체와, 상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 연결되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부와, 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부 및, 상기 해상구조물에 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 파도의 주기와 높이가 위험 수준에 도달하는 경우 보조 부력체에 전기적인 저항을 가해 보조 부력체의 운동속도를 감쇠시킴으로써, 전기에너지의 발전 동작은 지속하면서도 해상구조물의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 파력을 이용한 발전과 풍력을 이용한 발전을 동시에 구현함으로써, 발전 가동률을 높이고, 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 보조 부력체의 부하 작용을 통해 해양구조물의 거동 안전성을 확보하므로 해양 구조물에서 감쇠판을 제거할 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 정면도이다.
도 2는 도 1에 따른 요부 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치 갖는 복합 발전시스템을 보여주기 위한 정면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하게 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 정면도이고, 도 2는 도 1에 따른 요부 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치를 보여주기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 메인 부력체(100)와, 보조 부력체(200)와, 파력 발전부(300) 및, 전력 변환부(400)를 포함한다.
먼저, 상기 메인 부력체(100)는 해상에 설치되는 해상구조물(20)의 중심 또는 테두리를 따라 다수로 배열되며, 해수면(10)에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동한다.
여기서, 상기 메인 부력체(100)는 부력을 갖는 재질로 제작하거나 내부에 부력을 형성시키기 위한 공간부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 메인 부력체(100)는 하단이 해수면(10)에 일정부분 잠긴 상태로 설치된 상태에서 파도에 의해 상하로 유동된다.
이때, 상기 메인 부력체(100)는 파도의 주기에 따라 유동되는 횟수 및 속도가 달라지고, 파도의 높이에 따라 유동되는 폭이 달라질 수 있다.
또한, 상기 메인 부력체(100)의 상부에는 후술 될 파력 발전부(300)의 이동자(320)와 연동하도록 유동 축(110)이 수직하게 형성된다.
즉, 상기 메인 부력체(100)의 상하 유동에 의해 유동 축(110)이 상하 운동을 하며, 상기 메인 부력체(100)의 유동 축(110)과 연동하는 이동자(320)에 의해 파력 발전부(300)의 발전이 시작된다.
아울러, 상기 메인 부력체(100)의 하단에는 해저면으로 연장되는 계류선과, 상기 계유선에 연결되어 해저면에 위치되는 중량체 등이 연결될 수 있다.
이와 같은 상기 메인 부력체(100)는, 해상구조물(20)의 형태 및 사이즈에 따라 그 적용 개수 및 설치 위치를 달리 적용할 수 있다.
그리고, 상기 메인 부력체(100)는 상시 유동을 통해 파력 발전부(300)로 운동에너지를 지속적으로 전달할 수 있다.
보조 부력체(200)는, 파도의 주기와 크기가 커지는 비상 상황이 발생하는 경우, 후술 될 전력 변환부(400)의 부하 조절을 통해 상하 운동 속도를 줄일 수 있는 것으로, 해상구조물(20)을 안정적으로 거동시킬 수 있다.
이를 위한 상기 보조 부력체(200)는, 해상구조물(20)의 테두리를 따라 설정간격으로 다수가 배열되며, 해수면(10)에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동한다.
그리고, 상기 보조 부력체(200)는 부력을 갖는 재질로 제작하거나 내부에 부력을 형성시키기 위한 공간부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 부력체(200)는 하단이 해수면(10)에 일정부분 잠긴 상태로 설치된 상태에서 파도에 의해 상하로 유동된다.
이때, 상기 보조 부력체(200)는 파도의 주기에 따라 유동되는 횟수 및 속도가 달라지고, 파도의 높이에 따라 유동되는 폭이 달라질 수 있다.
아울러, 상기 보조 부력체(200)의 상부에는 후술 될 파력 발전부(300)의 이동자(320)와 연동하도록 유동 축(210)이 수직하게 형성된다.
즉, 상기 보조 부력체(200)의 상하 유동에 의해 유동 축(210)이 상하 운동을 하며, 상기 보조 부력체(200)의 유동 축(210)과 연동하는 이동자(320)에 의해 파력 발전부(300)의 발전이 시작된다.
뿐만 아니라, 상기 보조 부력체(200)의 하단에는 해저면으로 연장되는 계류선과, 상기 계유선에 연결되어 해저면에 위치되는 중량체 등이 연결될 수 있다.
이와 같은 상기 보조 부력체(200)는, 해상구조물(20)의 형태 및 사이즈에 따라 그 적용 개수 및 설치 위치를 달리 적용할 수 있으며, 상시 유동을 통해 파력 발전부(300)로 운동에너지를 전달할 수 있다.
예를 들어, 해상구조물(20)을 도 3에서처럼 수평한 사각 틀 형상으로 적용하는 경우, 상기 보조 부력체(200)는 해상구조물(20)의 꼭지 점 부위에 각각 배치시킬 수 있다.
이때, 도 2에서처럼 상기 해상구조물(20)의 하부에는 전술한 메인 부력체(100)와 보조 부력체(200)의 외부를 수직하게 안내하기 위한 가이드(30)가 더 구비될 수 있다.
파력 발전부(선형 발전기: Linear Generator, 300)는, 메인 부력체(100)와 보조 부력체(200)의 상부 유동 축(110)(210)과 접속되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시킨다.
이를 위한 상기 파력 발전부(300)는, 고정자(310) 및, 이동자(320)로 구비될 수 있다.
상기 고정자(310)는, 해상구조물(20)에 설치되며, 상기 고정자(310)의 내부에는 유도전류를 발생시키기 위한 코일(미도시)이 권선된다.
여기서, 상기 고정자(220)에는 전기에너지를 충전하기 위한 축전부(미도시)가 전기적으로 더 연결될 수 있다.
이동자(320)는, 고정자(310)의 내부에서 이동 가능하게 설치되며, 상기 이동자(320)의 외부와 고정자(310)의 내부 사이에는 자성체(미도시)가 설치된다.
이와 같은 상기 이동자(230)는, 메인 부력체(100)와 보조 부력체(200)의 상부 유동 축(110)(210)와 연동하면서 코일에 유도전류를 발생시킨다.
이때, 상기 이동자(320)의 상하 양 방향 이동에 의한 유도전류 발생을 통해 전기에너지를 발생시켜 축전부에 충전시킬 수 있다.
전력 변환부(PCS: Power Conversion System: 전력변환시스템, 400)는 전력의 형태를 사용하는 기기에 맞게 변환시켜주는 장비를 말한다.
이와 같은 상기 전력 변환부(400)는, 도 4에서처럼 파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 보조 부력체(200)의 상하 유동 축(210)에 전기적인 부하를 작용시켜 보조 부력체(200)의 유동을 감쇠시킨다.
여기서, 상기 전력 변환부(400)는 파도의 주기와 크기가 기설정된 설정범위를 초과하는 경우, 보조 부력체(200)들의 유동 축(210)에 부하를 동시에 작용시킨다.
이때, 보조 부력체(200)는 부하 작용에 따른 저항에 의해 상하 운동 속도가 현저하게 줄어들게 되며, 상기 보조 부력체(200)의 운동 속도는 작아지지만 상기 보조 부력체(200)에 작용하는 힘(파력)은 늘어난다.
즉, 상기 보조 부력체(200)들에 힘이 집중되므로 해상구조물(20)의 유동이 줄어들게 되며, 이를 통해 해상구조물(200)의 거동 안전성을 확보할 수 있다. 종래에는 해상구조물(200)의 거동 안전성 확보를 위해 해상구조물(20)의 4개의 귀퉁이에 별도의 감쇠판을 설치하였는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 보조 부력체(200)의 부하 작용을 통해 거동 안전성을 확보하므로 감쇠판을 제거할 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 전력 변환부(400)는 파도의 주기와 크기가 위험 수준인 경우를 가정한 비상범위가 기설정될 수 있다.
이때, 전력 변환부(400)로 전달되는 파도의 주기와 크기가 비상범위 이내인 경우, 보조 부력체(200)의 유동 축(210)에 부하를 최대치로 작용시켜 상하 유동을 중지시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 보조 부력체(200)의 유동이 중지되는 경우는 힘이 상기 보조 부력체(200)에 더 크게 걸리게 되므로, 전력 생산량은 줄어들지만 해상구조물(200)의 거동 안전성은 높일 수 있다.
한편, 전력 변환부(400)에는, 도 2에서처럼 파도의 주기와 크기를 실시간으로 감지하기 위한 감지부(410)가 전기적으로 더 연결될 수 있다.
이와 더불어, 상기 전력 변환부에는 감지부(410)의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부(500)가 전기적으로 더 연결될 수도 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템을 설명하면 다음과 같으며, 전술한 구성과 동일 구성들에 대해서는 반복적으로 설명하지 않도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템은 메인 부력체(100)와, 보조 부력체(200)와, 파력 발전부(300)와, 전력 변환부(400) 및, 풍력 발전부(600)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 풍력 발전부(wind power generator, 600)는 해상구조물(20)에 하나 또는 다수로 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환한다.
이를 위한 상기 풍력 발전부(600)는, 도 4에서처럼 해상구조물(20)의 상부에 수직하게 설치되는 타워(610)의 상단에 설치될 수 있다.
그리고, 상기 풍력 발전부(600)는 상기 타워(610)의 상단에 결합된 하우징의 내부에 설치될 수 있으며, 상기 하우징의 전단에 회전가능하게 설치된 날개(620)의 회전 운동에너지가 전달될 수 있다.
이때, 상기 날개(620)의 회전축과 풍력 발전부(600) 간에는 별도의 동력전달부(미도시)가 더 설치될 수도 있다.
이와 같은 상기 풍력 발전부(600)는 내부에 코일이 설치된 고정자와 자성체가 구비된 회전자의 유도전류 발생 방식을 사용할 수 있으며, 생산된 전력을 파력 발전부(300)의 축전부에 저장할 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 파도의 주기와 높이가 위험 수준에 도달하는 경우 보조 부력체(200)에 전기적인 저항을 가해 운동속도를 감쇠시킴으로써, 해상구조물(20)의 유동을 줄여 거동 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 파력을 이용한 발전과 풍력을 이용한 발전을 동시에 구현함으로써, 발전 가동률을 높이고, 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 해수면 20: 해상구조물
30: 가이드 100: 메인 부력체
110: 유동 축 200: 보조 부력체
210: 유동 축 300: 파력 발전부
310: 고정자 320: 이동자
400: 전력 변환부 410: 감지부
500: 제어부 600: 풍력 발전부
610: 타워 620: 날개

Claims (9)

  1. 해상구조물의 중심 또는 테두리를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체;
    상기 해상구조물의 테두리를 따라 설정간격으로 다수가 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 보조 부력체;
    상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 접속되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부; 및
    파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 부력체는,
    상기 해상구조물의 테두리를 따라 등 간격으로 배열되며,
    상기 전력 변환부는,
    파도의 주기와 크기가 상기 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체들의 상하 유동 축에 부하를 동시에 작용시키는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 해상구조물은,
    수평한 사각 틀 형상을 가지며,
    상기 보조 부력체는,
    상기 해상구조물의 꼭지 점 부위에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 변환부는,
    파도의 주기와 크기가 위험 수준인 경우를 가정한 비상범위가 기설정되며, 측정된 파도의 주기와 크기가 비상범위 이내인 경우, 상기 보조 부력체의 유동 축에 부하를 최대치로 작용시켜 상하 유동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 파력 발전부는,
    해상구조물에 설치되며, 내부에 코일이 권선되는 고정자 및,
    외부에 자성체가 설치된 상태로 상기 고정자의 내부에서 이동 가능하게 설치되며, 상기 유동 축과의 상하 연동을 통해 상기 코일에 유도전류를 발생시키는 이동자를 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 변환부에는,
    파도의 주기와 크기를 특정하기 위한 감지부가 전기적으로 더 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전력 변환부에는,
    상기 감지부의 감지신호를 전달받으며, 수동 제어 또는 자동 제어를 위한 제어부가 전기적으로 더 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 해상구조물의 하부에는,
    상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 외부를 수직하게 안내하기 위한 가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치.
  9. 해상구조물의 중심 또는 둘레를 따라 다수로 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파도에 의해 상하로 유동하는 메인 부력체;
    상기 해상구조물의 둘레를 따라 배열되며, 해수면에 부유된 상태로 파력에 의해 상하로 유동하는 보조 부력체;
    상기 메인 부력체와 상기 보조 부력체의 상부 유동 축과 연결되어, 상하 유동에 의한 수직 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 파력 발전부;
    파도의 주기와 크기가 설정범위를 초과하는 경우, 상기 보조 부력체의 상하 유동 축에 전기적인 부하를 작용시켜 상기 보조 부력체의 유동을 감쇠시키는 전력 변환부; 및
    상기 해상구조물에 설치되며, 해풍에 의한 날개의 회전 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력 발전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 파력 발전장치를 갖는 복합 발전시스템.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017090791A1 (ko) * 2015-11-25 2017-06-01 한국해양과학기술원 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템
WO2017104889A1 (ko) * 2015-12-17 2017-06-22 주식회사 인진 파력 발전 설비 제어 시스템 및 방법
WO2017142169A1 (ko) * 2016-02-18 2017-08-24 주식회사 인진 블럭형 파력 발전 장치 및 그 설치 방법
WO2017164450A1 (ko) * 2016-03-23 2017-09-28 전자부품연구원 최대 출력 추종을 위한 능동 위상 제어 방법 및 이를 지원하는 파력 발전 시스템
WO2018124816A1 (ko) * 2017-01-02 2018-07-05 박성우 수평 확장 부력터빈 발전 장치
WO2018182086A1 (ko) * 2017-03-31 2018-10-04 주식회사 인진 파력 발전 설비 제어 시스템 및 방법
KR20190005367A (ko) * 2017-07-06 2019-01-16 김정록 수로를 갖는 해양 구조물을 이용한 파력 발전 장치
KR102039692B1 (ko) * 2018-05-31 2019-11-01 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물
CN111005844A (zh) * 2019-12-12 2020-04-14 华中科技大学 一种新型海上漂浮风机阻尼系统及其应用
WO2022045740A1 (ko) * 2020-08-28 2022-03-03 한국해양과학기술원 자력을 이용하여 운동량을 감쇠하는 부유체
US20220325697A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-13 Guangzhou Institute Of Energy Conversion, Chinese Academy Of Sciences Deep-sea multi-energy integrated platform for complementary power generation, production, living and exploration

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106848983B (zh) * 2017-01-20 2018-07-10 浙江海洋大学东海科学技术学院 一种多功能海洋输电系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010068480A (ko) * 2000-01-06 2001-07-23 서정수 풍력과 파력을 이용한 발전기
JP2007521436A (ja) * 2003-06-23 2007-08-02 フォボックス エーエス 波力ステーション

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010068480A (ko) * 2000-01-06 2001-07-23 서정수 풍력과 파력을 이용한 발전기
JP2007521436A (ja) * 2003-06-23 2007-08-02 フォボックス エーエス 波力ステーション

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017090791A1 (ko) * 2015-11-25 2017-06-01 한국해양과학기술원 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템
WO2017104889A1 (ko) * 2015-12-17 2017-06-22 주식회사 인진 파력 발전 설비 제어 시스템 및 방법
KR20170072674A (ko) * 2015-12-17 2017-06-27 주식회사 인진 파력 발전 설비 제어 시스템 및 방법
WO2017142169A1 (ko) * 2016-02-18 2017-08-24 주식회사 인진 블럭형 파력 발전 장치 및 그 설치 방법
WO2017164450A1 (ko) * 2016-03-23 2017-09-28 전자부품연구원 최대 출력 추종을 위한 능동 위상 제어 방법 및 이를 지원하는 파력 발전 시스템
WO2018124816A1 (ko) * 2017-01-02 2018-07-05 박성우 수평 확장 부력터빈 발전 장치
WO2018182086A1 (ko) * 2017-03-31 2018-10-04 주식회사 인진 파력 발전 설비 제어 시스템 및 방법
US10794355B2 (en) 2017-03-31 2020-10-06 Ingine, Inc. System and method for controlling wave power generation facilities
KR20190005367A (ko) * 2017-07-06 2019-01-16 김정록 수로를 갖는 해양 구조물을 이용한 파력 발전 장치
KR102039692B1 (ko) * 2018-05-31 2019-11-01 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물
CN111005844A (zh) * 2019-12-12 2020-04-14 华中科技大学 一种新型海上漂浮风机阻尼系统及其应用
WO2022045740A1 (ko) * 2020-08-28 2022-03-03 한국해양과학기술원 자력을 이용하여 운동량을 감쇠하는 부유체
KR20220028399A (ko) * 2020-08-28 2022-03-08 한국해양과학기술원 자력을 이용하여 운동량을 감쇠하는 부유체
US20220325697A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-13 Guangzhou Institute Of Energy Conversion, Chinese Academy Of Sciences Deep-sea multi-energy integrated platform for complementary power generation, production, living and exploration
US11555478B2 (en) * 2021-04-09 2023-01-17 Guangzhou Institute Of Energy Conversion, Chinese Academy Of Sciences Deep-sea multi-energy integrated platform for complementary power generation, production, living and exploration

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