KR20170021490A - 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템 - Google Patents

풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템 Download PDF

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Abstract

단일의 블레이드를 이용하며, 풍력 및 해류의 유량에 따라 선택적으로 발전 방식을 가변하여 발전 효율을 높일 수 있도록 한 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템에 관한 것으로서, 풍력 또는 해류에 의해 회전하는 블레이드; 풍량 및 해류 유량을 검출하는 제1 및 제2 센서; 블레이드에 의한 기계에너지를 전기에너지로 변환하여 발전을 하며, 상기 제1 및 제2 센서에 의해 검출되는 풍량 및 해류 유량에 따라 타워의 높이를 제어하는 발전 및 높이 제어장치; 상기 발전 및 높이 제어장치의 제어에 따라 밸러스트 탱크에 공기 또는 물의 유입량을 조절하는 높이 조절수단; 및 상기 높이 조절수단의 높이 조절에 따라 수직 방향으로 높이가 조절되는 제1 및 제2타워를 포함하여, 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템을 구현한다.

Description

풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템{Wind and currents can develop a complex marine power system}
본 발명은 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템에 관한 것으로, 특히 단일의 블레이드를 이용하며, 풍력 및 해류의 유량에 따라 선택적으로 발전 방식을 가변하여 발전 효율을 높일 수 있도록 한 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전기를 생산하기 위한 대표적인 발전 형태로는 화석연료를 에너지원으로 하는 화력발전 및 핵분열을 이용하는 원자력발전을 들 수 있다.
그러나 화력발전은 화석연료의 연소에 의해 발생하는 에너지를 이용함에 따른 공해유발의 문제와 함께 막대한 건설비가 요구되는 문제가 있다. 아울러 원자력발전은 많은 양의 전기를 생산하는데 유리하기는 하지만 방사선 누출을 차단하기 위한 막대한 시설비가 요구됨은 물론 방사선 누출의 위험성 때문에 지역주민들의 강한 반발이 예상되며, 나아가 폐기물처리도 쉽지 않고, 사소한 사고라 할지라도 심각한 환경파괴를 초래할 수 있는 위험이 항상 존재하는 등 다양한 문제점이 있다.
이에, 화력이나 원자력에서 벗어나 공해문제로부터 자유롭고 고갈될 염려 없는 영구적인 에너지원으로서 풍력, 조력, 수력, 태양열 등과 같은 자연에너지를 에너지원으로 활용하려는 연구들이 활발하게 개시되고 있다.
하지만, 전통적인 발전 형태인 수력발전은 공해를 유발하지는 않지만, 물막이를 위한 막대한 건설비용이 요구되고, 댐 건설 후 광범위한 지역의 수몰에 따른 생태계의 변화와 더불어 심한 경우에는 해당지역의 기후까지도 변화시키는 2차적인 환경문제가 발생할 수 있는 등의 문제점을 갖고 있고, 풍력발전 및 태양열 발전은 기상상태의 영향에 지배되므로, 바람이 없는 경우 또는 태양복사에너지가 차단되는 경우에는 발전이 불가능한 문제점이 있다.
이와 같은 단점들 때문에 최근에는 날씨의 변화와 상관없이 지속적인 발전이 가능한 것과 동시에 오염이 없는 청정 에너지원을 이용한다는 측면에서 해양발전이 대안으로 부각되고 있다.
일반적으로 해상발전은 풍력 또는 해류, 조류 등과 같은 장소에서 유체 흐름을 이용하여 회전되는 로터의 블레이드(blade)를 통해 운동에너지가 기계에너지로 변환되어 전기에너지를 얻는 방법으로, 해양, 강 또는 연안지역에 설치된다.
해상 발전시스템은 주로 단일 블레이드를 이용하고, 이를 지지하기 위한 구조물을 해양에 설치하여, 풍력을 이용하여 전기에너지를 얻었으나, 근래에는 풍력 및 해류 발전을 동시에 수행하기 위해, 두 개의 블레이드를 이용하여 풍력 및 해류를 이용하여 동시에 발전을 하는 해상 발전 시스템도 제안되었다.
하기의 <특허문헌 1> 및 <특허문헌 2> 에 종래의 해상 발전 시스템이 개시되었다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 해류발전기를 지지대에 회전 가능하게 고정시키는 베어링 블럭; 해류발전기를 길이방향으로 관통하여 양단이 노출된 회전축에 각각 고정된 듀얼 타입 블레이드; 상기 풍력발전기를 상기 지지대에 회전 가능하게 고정하는 베어링 블럭; 상기 풍력발전기를 길이방향으로 관통하여 양단이 노출된 회전축에 각각 고정된 듀얼 타입 블레이드를 포함하여 구성된다.
이렇게 구성된 종래기술은 바람과 해류라는 두 종류의 에너지원을 이용하여 풍력발전과 해류발전을 동시에 수행함으로써 연속적인 전기생산이 가능하며, 또한 블레이드를 듀얼 타입으로 설치함으로써 전기발생의 안정성을 확보하고, 발전량의 증대도 가능하며, 두 개의 발전기를 한꺼번에 관리할 수 있어 설치비의 절감, 유지보수의 경제성 등도 확보하는 효과를 제공한다.
<특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 수중에 고정되는 하단과 수상으로 노출된 상단이 해저 면에 수직으로 고정되는 원기둥 형태의 메인포스트를 포함하고, 상기 메인포스트는 하단 외주 면에 수직 상 방향으로 대칭되어 밀착고정된 직사각 형태의 가이드레일, 상기 메인포스트 하단에 삽입되며 일 측에 원형 통공이 형성된 가이드플레이트, 상기 가이드플레이트의 통공 저면에 상단이 고정되고 수직 하 방향으로 일정길이 돌출된 원형관, 상기 가이드플레이트 상부에 고정되며 통공에 삽입되는 와이어가 권취되는 전동 윈치가 형성된다.
이와 같이 구성된 종래기술은 해저 면에 고정된 메인포스트 하단에 삽입된
가이드플레이트와 제2 허브가 전동 윈치에 의해 수직으로 승강 됨으로써, 해수에 의한 침식 또는 운영중 고장으로 인한 보수가 필요할 때 수면위로 유체 발전 로터를 상승시켜 유지보수 할 수가 있어 발전장치의 유지비용이 크게 절감되고, 해상에서의 작업시간이 단축되는 효과가 있다.
대한민국 공개특허 10-2008-0023777호(2008.03.17. 공개) 대한민국 공개특허 10-2012-0102839호(2012.09.19)
그러나 상기와 같은 종래기술 중 <특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 2개의 블레이드를 이용하여 풍력과 해류를 동시에 이용하여 발전을 함으로써, 발전량을 증가할 수 있는 장점은 있으나, 해상 발전 설비의 설비비가 많이 소요되고, 해류 발전 설비가 장기간 바닷속에 잠겨있기 때문에 유지 보수에 어려움이 있는 단점이 있다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술도 풍력과 해류를 동시에 이용하기 때문에 발전량의 증가는 가능하나, 해상 발전 설비의 설비비가 많이 소요되는 단점이 있으며, 바람과 해류의 유량이 지속적이지 않을 때 발전 효율이 저하와 발전설비 낭비를 발생하는 단점이 있다.
또한, 단일의 블레이드를 사용하는 풍력 발전 설비 또는 해류 발전 설비는 바람 및 해류의 유량이 지속적이지 않을 때 발전 효율이 저하하는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 단일의 블레이드를 이용하며, 풍력 및 해류의 유량에 따라 선택적으로 발전 방식을 가변하여 발전 효율을 높일 수 있도록 한 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 블레이드의 높이 조절이 가능하도록 하여 유지 보수에 용이함을 도모해주도록 한 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템은 풍력 또는 해류에 의해 회전하는 블레이드; 풍량 및 해류 유량을 검출하는 제1 및 제2 센서; 상기 블레이드에 의한 기계에너지를 전기에너지로 변환하여 발전을 하며, 상기 제1 및 제2 센서에 의해 검출되는 풍량 및 해류 유량에 따라 타워의 높이를 제어하는 발전 및 높이 제어장치; 상기 발전 및 높이 제어장치의 제어에 따라 밸러스트 탱크에 공기 또는 물의 유입량을 조절하는 높이 조절수단; 상기 높이 조절수단의 높이 조절에 따라 수직 방향으로 높이가 조절되는 제1 및 제2타워를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력 및 해류 발전이 가능한 복합 해상발전시스템은 상기 제1 및 제2타워를 지지하기 위한 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 지지수단에는 상기 제2타워를 안착시키기 위한 안착수단이 마련된 것을 특징으로 한다.
상기에서 제1센서는 풍량 센서이고, 제2센서는 해류 유량센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력 및 해류 발전이 가능한 복합 해상발전시스템은 상기 제1 및 제2 타워를 상승시킨 상태에서, 제1 및 제2 타워를 고정하기 위한 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 고정 수단은 복수로 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 고정 수단은 록킹 부재; 상기 록킹 부재가 이동할 수 있는 이동공간; 유압을 이용하여 상기 록킹 부재를 상기 이동공간에서 위치를 이동시키는 유압장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제1 및 제2 타워의 외주 면은 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제2타워는 상기 제1타워를 안착시키기 위한 타워 안착공간이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 발전 및 높이 제어장치는 상기 제1 및 제2 센서의 검출 값을 이용하여 풍량 및 해류 유량을 판단하고, 판단한 풍량 및 해류 유량에 따라 타워의 높이를 제어하여 발전 방식을 제어하며, 상기 발전 방식은 풍력 발전과 해류 발전을 의미하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 높이 조절수단은 밸러스트 탱크에 공기의 유량을 조절하거나 물의 유량을 조절하여 제1타워의 높이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 단일의 블레이드를 이용하고, 풍력 및 해류의 유량에 따라 선택적으로 발전 방식을 가변함으로써, 발전 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 타워의 높이 조절이 가능하도록 하여 유지 보수에 용이함을 도모해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 해상 상태가 좋지 않을 때는 블레이드를 바닷속으로 잠기게하여 발전 설비의 안전을 도모해주는 장점이 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템의 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템의 구성도로서, 도 1a는 블레이드가 해상에 위치한 상태이며, 도 1b는 블레이드가 바닷속에 잠긴 상태를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템은 블레이드(10), 제1센서(21) 및 제2센서(22), 발전 및 높이 제어장치(15), 제1타워(41) 및 제2타워(42), 높이 조절수단(70), 지지수단(30) 및 고정수단(80)을 포함한다.
블레이드(10)는 풍력 또는 해류에 의해 회전하는 역할을 한다.
제1센서(21)는 풍량을 검출하는 센서로서, 풍량 센서로 구현하는 것이 바람직하고, 제2센서(22)는 해류 유량을 검출하는 센서로서, 해류 유량센서로 구현하는 것이 바람직하다. 제1센서(21)는 발전 및 위치 제어장치(15)의 소정 위치에 설치되는 것이 바람직하고, 제2센서(22)는 제2타워(22)의 소정 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
발전 및 높이 제어장치(15)는 상기 블레이드(10)에 의한 기계에너지를 전기에너지로 변환하여 발전을 하며, 상기 제1센서(21) 및 제2센서(22)에 의해 검출되는 풍량 및 해류 유량에 따라 타워의 위치를 제어하는 역할을 한다. 여기서 발전을 제어하는 역할은 일반적인 해상 발전 시스템에서 발전을 제어하는 것과 동일하게 발전을 제어하며, 높이 제어는 풍량 및 해류 유량에 따라 위치 조절수단(70)을 제어하여 타워의 높이를 제어한다.
이러한 발전 및 높이 제어장치(15)는 상기 제1센서(21) 및 제2센서(22)의 검출 값을 이용하여 풍량 및 해류 유량을 판단하고, 판단한 풍량 및 해류 유량에 따라 타워의 높이를 제어하여 발전 방식을 제어한다. 여기서 발전 방식은 풍력 발전과 해류 발전을 의미한다.
높이 조절수단(70)은 상기 발전 및 높이 제어장치(15)의 제어에 따라 밸러스트 탱크(60)에 공기 또는 물의 유입량을 조절하여 타워의 높이를 조절하는 역할을 한다. 여기서 높이 조절 수단(70)은 제1타워(41)의 높이를 조절한다.
제1타워(41) 및 제2타워(42)는 상기 높이 조절수단(70)의 높이 조절에 따라 수직 방향으로 높이가 조절되며, 제1타워(41)는 상기 블레이드(10)와 발전 및 높이 제어장치(15)가 장착된다.
여기서 제1타워(41) 및 제2타워(42)의 외주 면은 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
아울러 제2타워(42)는 상기 제1타워(41)를 안착시키기 위한 타워 안착공간(42a)이 마련되며, 이러한 타워 안착공간(42a)을 이용하여 제1타워(41)를 내측에 삽입하여 안착시킨다.
지지수단(30)은 제1타워(41) 및 제2타워(42)를 지지하는 역할을 한다. 이러한 지지수단(30)은 바닷속에서도 상기 제1타워(41) 및 제2타워(42)를 안정적으로 고정하기 위해 콘크리트 구조물로 구현하는 것이 바람직하다. 이러한 지지수단(30)은 상기 제2타워(42)를 내부에 삽입하여 안착시키기 위한 안착수단(50)이 마련된다.
고정수단(80)은 상기 제1타워(41) 및 제2타워(42)를 상승시킨 상태에서, 제1타워(41) 및 제2타워(42)를 고정하는 역할을 한다. 이러한 고정 수단(80)은 안정적인 고정을 위해 복수로 마련되는 것이 바람직하다.
여기서 고정수단(80)은 록킹 부재(81); 상기 록킹 부재(81)가 이동할 수 있는 이동공간(83); 유압을 이용하여 상기 록킹 부재(81)를 상기 이동공간(83)에서 위치를 이동시키는 유압장치(82)를 포함한다. 유압장치(82)를 이용하여 타워를 잠수시킬 경우에는 록킹을 해제하고, 타워가 해상으로 완전히 부상된 경우에는 록킹을 하여, 타워가 안정적으로 고정되도록 한다.
이렇게 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 복합 해상발전시스템의 동작은 블레이드가 해상에 위치한 상태에서의 타워 높이를 조절하는 방식과 블레이드가 잠수된 상태에서의 타워 높이 조절 방식으로 대별되는 데, 설명의 편의를 위해 블레이드가 해상에 위치한 상태에서 타워 높이를 조절하는 방식을 먼저 설명한다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 제1타워(41) 및 제2타워(42)가 완전히 상승하여 블레이드(10)가 해상에 위치한 상태에서, 고정수단(80)의 유압장치(82)에 의해 록킹 부재(81)가 이동공간(83)에서 이동하여 록킹을 한다. 예컨대, 지지수단(30)에 마련된 타워 안착수단(50)의 소정 위치에는 제2타워(42)를 고정하기 위한 이동공간이 마련되고, 제2타워(42)의 소정 위치에도 제1타워(41)를 고정하기 위한 이동공간이 각각 마련된다. 여기서 이동공간은 고정수단을 몇 개로 구현하느냐에 따라 그에 대응하게 마련된다. 이동공간은 삽입 홈이라고 할 수 있다. 타워를 완전히 상승시킨 상태에서 유압장치(82)를 이용하여 록킹 부재(81)를 상기 삽입 홈에 삽입시켜 타워를 고정한다. 즉, 제2타워(42)는 타워 안착수단(50)에 고정하고, 제1타워(41)는 제2타워(42)에 고정한다. 여기서 콘크리트 구조물로 형성된 지지수단(30)에 의해 제1타워(41) 및 제2타워(42)는 안정적으로 지지가 된다. 제1타워(41) 및 제2타워(42)가 육상에 부상한 상태에서는 밸러스트 탱크(60)에 공기가 주입된다.
타워를 고정한 상태에서, 제1센서(21)는 풍량을 검출하게 되고, 제2센서(22)는 해류 유량을 검출한다. 각각 검출된 풍량 검출 값과 해류 유량 검출 값은 발전 및 높이 제어장치(15)에 전달된다.
발전 및 높이 제어장치(15)는 일반적인 해상 발전 제어와 동일하게 블레이드(10)를 통해 발생한 기계에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산한다. 아울러 상기 제1센서(21) 및 제2센서(22)에서 각각 검출되는 풍량 및 해류 유량을 분석하여, 발전 방식을 선택한다. 예컨대, 풍량 검출 값과 기준으로 미리 설정된 풍량 기준 값을 비교하고, 해류 유량 검출 값과 기준으로 미리 설정된 해류 기준 값을 각각 비교하여 그 차이의 비율을 통해 발전 방식을 선택한다. 즉, 각각의 차이를 살펴보고, 풍량이 풍량 기준 값보다 훨씬 더 크고, 해류 유량이 해류 기준 값보다 조금 더 클 경우, 풍력 발전으로 발전 방식을 결정하고, 이와는 반대로 해류 발전으로 발전 방식을 결정한다. 아울러 풍량과 해류 유량이 동일한 비율일 경우에는 현재의 상태를 유지하는 방식으로 발전 방식을 결정한다.
풍량 비율이 해류 유량 비율보다 좋은 경우 현재의 풍력 발전 방식을 그대로 유지한다.
반대로, 해류 유량 비율이 좋은 경우 발전 방식을 해류 발전 방식으로 결정한다. 발전 방식을 해류 발전 방식으로 결정한 경우, 발전 및 높이 제어장치(15)는 해류 발전을 위해, 블레이드(10)를 잠수시키도록 높이 조절수단(70) 및 고정수단(80)을 제어한다.
고정 수단(80)은 이러한 제어에 대응하여, 유압장치(82)에서 록킹 부재(81)를 원래의 상태로 이동시켜, 록킹을 해제한다.
록킹이 해제된 상태에서, 높이 조절수단(70)은 펌프와 같은 장치를 이용하여, 밸러스트 탱크(60) 내에 공기를 채워 제1타워(41)의 하중을 증가시키게 되고, 이러한 하중 및 중력에 의해 제1타워(41)는 하강을 하게 된다. 이러한 방식 이외에 높이 조절수단(70)은 펌프와 같은 장치를 이용하여 밸러스트 탱크(60) 내에 물(해수 또는 청수)을 채워 제1타워(41)를 하강시키는 것도 가능하다. 아울러 제2타워 (42)도 록킹 해제에 따라 하중에 의해 하강을 하게 된다.
제2타워(42)는 완전히 하강을 하여 지지수단(30)에 마련된 타워 안착수단(50) 내로 삽입되어 안착이 이루어지고, 제1타워(41)는 완전히 하강을 하여 제2타워(42)의 내부에 마련된 안착수단(42a)에 삽입되어 안착 된다. 이때, 잠수가 이루어지면 높이 조절수단(70)은 펌프를 이용하여 해수를 상기 밸러스트 탱크(60) 내로 유입시켜, 잠수된 제1타워(41) 및 제2타워(42)가 바닷속에서 안정감을 유지하도록 한다. 만약, 잠수시 밸러스트 탱크(60)에 물(해수 또는 청수)을 주입하여 하강을 하였다면, 잠수가 이루어진 후 별도로 밸러스트 탱크(60)에 물을 주입하는 동작은 별도로 수행할 필요가 없다.
도 1b는 해류 발전시 제1타워(41) 및 제2타워(42)가 잠수된 상태를 나타낸 것이다. 이로써 블레이드(10)는 바닷속에서 해류 유량에 따라 회전을 하여, 기계적인 에너지를 발생하고, 발전 및 높이 제어장치(15)는 해류 발전을 통해 발전 효율을 높이면서 발전을 지속적으로 하게 된다.
해류 발전을 수행하는 상태에서는 지속적으로 제2센서(22)를 통해 해류 유량을 검출한다. 그리고 검출한 해류 유량이 미리 설정된 최소 해류발전 유량보다 낮아지는 상태가 되면, 발전 및 높이 제어장치(15)는 풍력 발전으로 발전 방식을 결정한다. 여기서 최소 해류발전 유량이란 해류 발전을 하여 최소한의 발전을 유발할 수 있는지를 결정하기 위해 설정된 기준 값이다. 해류 유량이 상기 최소 해류발전 유량보다 작을 경우에는, 해류 발전의 실효성이 없으므로, 부상을 하여 풍력 발전을 도모하는 것이 바람직하다.
잠수 상태에서, 발전 방식을 풍력 발전으로 결정하여 타워를 부상시키고자 하면, 발전 및 높이 제어장치(15)는 높이 조절수단(70)을 제어하여, 밸러스트 탱크(60) 내의 물을 배출하도록 한다. 물을 배출한 후에는 밸러스트 탱크(60)에 공기를 주입하여 부상 후 안정감을 유지하도록 한다. 높이 조절수단(70)의 동작에 의해 밸러스트 탱크(60) 내의 물이 배출되면 제1타워(41)는 가벼워져 부상을 한다. 이때 제2타워(42)도 제1타워(41)와 연동하고, 부력 등에 의해 부상을 한다.
부상이 완료되면, 발전 및 높이 제어장치(15)는 고정수단(80)을 제어하여, 다시 제1타워(41) 및 제2타워(42)를 록킹시킨다. 여기서 록킹 방식은 이전의 부상시의 설명과 동일하게 이루어진다. 상기에서 부상의 완료는 별도의 센서(예를 들어, 접촉 센서, 위치 센서, 기타)를 이용하여 확인하는 것이 바람직하다.
제1타워(41) 및 제2타워(42)가 다시 도 1a에 도시한 바와 같이, 완전히 해상으로 상승하면, 발전 및 높이 제어장치(15)는 위치 조절수단(7)을 제어하여, 밸러스트 탱크(60)에 공기를 주입하도록 한다. 여기서 밸러스트 탱크(60)에 공기를 주입하는 이유는 제1타워(41)의 하중을 증가시켜, 해상에서 제1타워(41)가 안정적으로 지지되도록 하기 위함이다. 만약, 밸러스트 탱크(60)의 물을 배출시킬 때 공기를 주입하였다면 제1타워(41) 및 제2타워(42)가 완전히 상승한 후, 별도로 밸러스트 탱크(60)에 공기를 주입하는 동작은 수행할 필요가 없다.
여기서 도 1a 및 도 1b에는 도시하지 않았지만, 제2타워(42)에는 제1타워(41)를 안내하여 용이하게 안착시키거나 부상할 수 있도록 가이드장치를 마련하는 것이 더욱 바람직하다. 가이드 장치가 존재하면 제1타워(41)가 제2타워(42)에 안착되거나 부상을 할 경우 흔들림을 방지하여, 안정감 있게 안착이나 부상이 이루어진다.
한편, 본 발명의 다른 특징으로서, 풍력 발전을 수행하는 상태에서, 해상 상태를 확인하여 해상 상태가 좋지 않을 경우 즉, 태풍이나 풍랑 등으로 해상 발전 시스템에 영향을 줄 우려가 있을 경우에는 상기와 같이 제1타워(41) 및 제2타워(42)를 잠수시켜, 해상 발전 시스템이 태풍이나 풍랑 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 여기서 해상 상태의 확인은 상기 제1센서(21)를 이용하거나 다른 기상 센서를 이용할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 단일의 블레이드를 이용하고, 풍량과 해류 유량을 검출하여 알맞은 발전 방식을 선택한 후, 위치 제어 장치를 이용하여 해상 발전 시스템의 높이를 해상 또는 수중으로 조절함으로써, 발전 효율을 높이면서도 발전 설비비를 절감할 수 있는 장점이 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 풍력 발전과 해류 발전을 복합적으로 하기 위한 해상 발전 시스템 기술에 적용된다.
10: 블레이드
15: 발전 및 높이 제어장치
21, 22: 제1 및 제2 센서
30: 지지수단
41, 42 : 제1 및 제2 타워
50: 타워 안착수단
60: 밸러스트 탱크
70: 높이 조절수단
80: 고정수단

Claims (11)

  1. 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템으로서,
    풍력 또는 해류에 의해 회전하는 블레이드;
    풍량 및 해류 유량을 검출하는 제1 및 제2 센서;
    상기 블레이드에 의한 기계에너지를 전기에너지로 변환하여 발전을 하며, 상기 제1 및 제2 센서에 의해 검출되는 풍량 및 해류 유량에 따라 타워의 높이를 제어하는 발전 및 높이 제어장치;
    상기 발전 및 높이 제어장치의 제어에 따라 밸러스트 탱크에 공기 또는 물의 유입량을 조절하는 높이 조절수단; 및
    상기 높이 조절수단의 높이 조절에 따라 수직 방향으로 높이가 조절되는 제1 및 제2타워를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  2. 청구항 1에서, 상기 제1타워 및 제2타워를 지지하기 위한 지지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  3. 청구항 2에서, 상기 지지수단은 상기 제2타워를 안착시키기 위한 안착수단이 마련된 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  4. 청구항 1에서, 상기 제1센서는 풍량 센서이고, 제2센서는 해류 유량센서인 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  5. 청구항 1에서, 상기 제1타워 및 제2타워를 상승시킨 상태에서, 제1타워 및 제2타워를 고정하기 위한 고정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  6. 청구항 5에서, 상기 고정 수단은 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  7. 청구항 5에서, 상기 고정 수단은 록킹 부재; 상기 록킹 부재가 이동할 수 있는 이동공간; 유압을 이용하여 상기 록킹 부재를 상기 이동공간에서 위치를 이동시키는 유압장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  8. 청구항 1에서, 상기 제1타워 및 제2 타워의 외주 면은 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  9. 청구항 1에서, 상기 제2타워는 상기 제1타워를 안착시키기 위한 타워 안착공간이 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  10. 청구항 1에서, 상기 발전 및 높이 제어장치는 상기 제1 및 제2 센서의 검출 값을 이용하여 풍량 및 해류 유량을 판단하고, 판단한 풍량 및 해류 유량에 따라 타워의 높이를 제어하여 발전 방식을 제어하며, 상기 발전 방식은 풍력 발전과 해류 발전을 의미하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
  11. 청구항 1에서, 상기 높이 조절수단은 밸러스트 탱크에 공기의 유량을 조절하거나 물의 유량을 조절하여 제1타워의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 해류발전이 가능한 복합 해상발전시스템.
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