KR20160088473A - 발명의 명칭 파력 발전용 부체 및 이를 포함하는 파력발전장치 - Google Patents

Abstract

파력 발전용 부체 및 이를 포함하는 파력발전장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파력 발전용 부체는,
내부에 액체가 채워지는 박스본체와, 박스본체의 내부를 구획하도록 박스본체 내에 이동 가능하게 결합되는 격벽과, 박스본체의 메타센터(GM)가 조절되도록 이러한 격벽의 위치를 가변시키는 위치조절부를 포함할 수 있다.

Description

발명의 명칭 파력 발전용 부체 및 이를 포함하는 파력발전장치{Floating body for wave power generation and wave power generator using the same}

본 발명은 파력 발전용 부체 및 이를 포함하는 파력발전장치에 관한 것이다.

일반적인 발전방법에는 수력을 이용한 수력발전, 화석연료를 이용한 화력발전, 원자력을 이용한 원자력발전 등이 있다.

이러한 발전방법들은 대규모의 발전설비와 발전설비를 가동시키기 위한 막대한 양의 에너지원을 필요로 하며 설치장소에 제약이 따른다.

특히, 화력발전에 이용되는 에너지원으로서 석유나 석탄 등의 화석연료는 타 연료에 비해 그 의존도가 매우 크기 때문에 자원 고갈 등의 문제를 야기하고, 그 사용이 영구적이지 못하다는 한계를 안고 있다. 또한, 대기오염과 방사능의 유출 우려가 있어 환경 친화적이지 않다는 문제가 있다.

이와 같이, 최근에는 화석연료의 고갈과 환경오염의 문제점이 부각되면서 자연에너지를 직접적으로 이용하여 전기를 발생시킬 수 있으며, 대규모의 발전설치가 필요 없는 대체에너지의 개발이 요구되고 있다.

이러한 대체에너지를 이용한 장치로는 태양열, 조력, 파력, 풍력 및 수력 등의 자연에너지를 이용한 친환경적이며 영구적으로 에너지원을 활용할 수 있는 발전장치들이 개발되고 있다.

이러한 발전장치 중 파력발전장치는 파에 의한 부유체의 병진 또는 회전 운동을 이용한 형태로, 이러한 운동에너지를 변환하여 전기에너지를 생산하는 장치이다.

종래의 파력발전장치는 발전효율을 증가시키기 위해 파에너지를 부유체의 운동으로 가능한 많이 전달하려 하였고 그 방법에 따라 다양한 형태의 부유체 형상이 제시되었다.　

그러나, 종래의 파력발전장치는 파 에너지 자체를 직접 이용하기 때문에 해상 상태에 따라 발전 효율이 낮아질수 있고, 더욱이 잔잔한 해상조건에서는 발전효율이 급격히 떨어지는 문제가 있다. 또한, 종래의 파력발전장치는 발전 효율을 증가시키기 위해 파 에너지가 큰 곳에 설치할 경우 발전장치 자체의 손상 위험성이 있었다.

이와 같이, 종래의 파력장치는 파력 발전이 가능한 지역이 제한되고, 안정적인 전기를 지속적으로 생산할 수 없으며, 이에 따라 실질적인 전기 생산 효율이 낮아 경제성 및 실용성이 떨어지는 요인이 된다.

공개번호 10-2012-0137696

본 발명의 실시예들은 파도 특성에 따라 파력 발전용 부체가 운동할 수 있도록 하여 공진에 의한 운동에너지를 증가시켜 발전효율을 향상시키는 수 있는 파력 발전용 부체 및 이를 포함하는 파력발전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 액체가 채워지는 박스본체와; 상기 박스본체의 내부를 구획하도록 상기 박스본체 내에 이동 가능하게 결합되는 격벽과; 상기 박스본체의 메타센터(GM)가 조절되도록 상기 격벽의 위치를가변시키는 위치조절부를 포함하는 파력 발전용 부체가 제공된다.

상기 박스본체의 메타센터를 조절함으로써, 파랑의 주기에 따라 상기 박스본체의 고유주기가 상기 파랑의 주기에 동기화되어 공진이 유도될 수 있다.

상기 박스본체의 정면부에는 경사면이 형성될 수 있다.

상기 위치조절부는, 상기 박스본체의 내측면을 따라 수평방향으로 배열된 래크기어와; 상기 래크기어에 치합되도록 상기 격벽의 단부에 회전가능하게 결합되는 피니언기어와; 상기 피니언기어가 상기 래크기어를 따라 이동하도록 상기 피니언기어를 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 파도에 의해 요동하는 파력 발전용 부체와; 상기 파력 발전용 부체가 수선면 상에 위치하도록 상기 파력 발전용 부체를 회전 가능하게 지지하는 구조체와; 상기 파력 발전용 부체와 상기 구조체 중 어느 하나에 설치되어, 상기 파력 발전용 부체의 회전운동시 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전부를 포함하는 파력발전장치가 제공된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 파도 특성에 따라 파력 발전용 부체가 운동할 수 있도록 구성함으로써 공진에 의한 운동에너지를 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 파력 발전용 부체의 회전운동량을 증가시킬 수 있어 발전효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력 발전용 부체가 파랑에 의해 회전운동하는 상태를 개략적으로 나타낸도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 파력 발전용 부체 및 이를 포함하는 파력발전장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력 발전용 부체가 파랑에 의해 회전운동하는 상태를 개략적으로 나타낸도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파력 발전용 부체의 내부의 수선면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력 발전용 부체의 자유표면효과를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 4는 본발명의 일 실시예에 따른 파력 발전용 부체를 투시하여 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른파력 발전용 부체의 격벽을 정면에서 바라본 도면이다.

이하, 본 실시예에서는 파력 발전용 부체가 부유식 구조물에 적용된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

본 발명에서의 부유식 구조물이라 함은, 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage &offloading unit, or FPSO)나 부유식 가스저장재기화 설비(floating storage and regasification unit, or FSRU)와 같은 부유식 해양 구조물을 포함하며, 이외에도 예를 들어 상선이나 여객선 또는 드릴쉽(drill ship)과 같이 자항능력을 가지고 추진 가능한 선박을 모두 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 파력 발전용 부체(100)는, 내부에 물이 채워지는 박스본체(110) 와, 박스본체(110)의 내부를 구획하도록 박스본체(110) 내에 이동 가능하게 결합되는 격벽(120)과, 박스본체(110)의 메타센터(GM)가 파랑의 주기에 따라 조절되도록 격벽(120)의 위치를 가변시키는 위치조절부(130)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 해상의 파도 특성에 따라 파력 발전용 부체(100)가 운동할 수 있도록 구성함으로써 공진에의한 운동에너지를 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 파력 발전용 부체(100)의 회전운동량을 증가시킬 수 있어 발전효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 파력 발전용 부체(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

박스본체(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이 파도에 의해 요동될 수 있도록 수선면 상에 배치될 수 있다. 또한,

박스본체(110)는 그 내부에 자유표면을 갖는 액체가 채워지도록 중공부를 갖는 박스형상의 탱크 형태로 이루어질 수 있다.

여기서, 자유표면을 갖는 액체로는 주변에서 공급되는 해수를 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 파력 발전용 부체(100)의 설계 조건에 따라 다양한 특성을 갖는 액체를 포함할 수 있다.

이러한 박스본체(110)는 예를 들어 해상에 계류중인 부유식 구조물(10)에 연결부재(12)를 통해 지지되게 설치될수 있다

10: 부유식 구조물 12: 연결부재
100: 파력 발전용 부체 110: 박스본체
112: 피봇축 120: 격벽
130: 위치조절부 132: 래크기어

Claims (1)

1. 내부 공간에 액체가 일부 채워지는 박스본체와;
   상기 박스본체의 내부를 구획하도록 상기 박스본체 내에 이동 가능하게 결합되는 격벽과;
   상기 박스본체의 메타센터(GM)가 조절되도록 상기 격벽의 위치를 가변시키는 위치조절부를 포함하되,
   상기 박스본체의 무게중심은 상기 박스본체의 부력중심보다 낮게 설정되고,
   상기 격벽이 제1 위치에 있는 경우, 상기 박스본체는 제1 메타센터를 갖고,
   상기 격벽이 상기 제1 위치와 다른 제2 위치에 있는 경우, 상기 박스본체는 상기 제1 메타센터와 다른 제2 메타센터를 갖는, 파력 발전용 부체.

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