KR20180136239A - 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 구형상으로 형성되고, 상기 구형상 외주면 일부 또는 전체에 발전자석이 형성되는 고정자와, 상기 고정자의 외측에 구형상으로 형성되며, 상기 발전자석에 대향하여 발전코일이 형성되고, 상기 발전코일 외주면에 다수의 블레이드가 형성된 회전자와, 상기 회전자의 블레이드 외측에 다수의 통기구가 형성된 구형상으로 형성되는 구형 프레임과, 상기 고정자 및 상기 구형 프레임을 고정 지지하고, 상기 회전자의 회전축이 가이드되는 이중관축과, 해저면에 계류시키는 해저 구조물, 상기 해저 구조물과 상기 구형 프레임을 연결하는 와이어 및 와이어의 길이를 조절하는 구동부로 이루어지는 승강 부재와, 상기 구형 프레임 하부에 형성되고, 해상에서의 기후 변화에 따라 승강 부재를 제어하여 해수면 위에서의 파력 또는 해수면 아래에서의 조력 발전을 선택하도록 하는 제어부로 구성되는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기를 개시한다.

Description

부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기{Sphere-Shaped Tidal Power Generator of Combining Float and Sink}
본 발명은 조력 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외력에 의한 충돌 및 파손을 최소화하거나 방지할 수 있는 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 조력 발전은 조석이 발생하는 하구나 만을 방조제로 막아 해수를 가두고 수차발전기를 설치하여 썰물 때에 저수지와 해수면의 수위차를 이용하여 발전하여 전기에너지를 생산하는 방식이다.
통상, 해상에 설치되는 조력 발전기의 특성상, 해상에서의 급변하는 기상 및 기후 변화로 인한 강한 풍량과 거친 파도로 인한 그 구조물의 진동 또는 외부로부터의 부유물과의 충돌 및 접촉에 의한 파손을 회피할 수 없고, 파손시에도 해상에서의 접근성이 용이하지 않아서, 그 유지 관리에 상당한 어려움이 따르는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 해상에서의 기후 변화에 따라 상황별 선택적으로 파력 또는 조력 발전을 수행하고, 외력에 의한 파손을 최소화할 수 있는 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
전술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 구형상으로 형성되고, 상기 구형상 외주면 일부 또는 전체에 발전자석이 형성되는 고정자와, 상기 고정자의 외측에 구형상으로 형성되며, 상기 발전자석에 대향하여 발전코일이 형성되고, 상기 발전코일 외주면에 다수의 블레이드가 형성된 회전자와, 상기 회전자의 블레이드 외측에 다수의 통기구가 형성된 구형상으로 형성되는 구형 프레임과, 상기 고정자 및 상기 구형 프레임을 고정 지지하고, 상기 회전자의 회전축이 가이드되는 이중관축과, 해저면에 계류시키는 해저 구조물, 상기 해저 구조물과 상기 구형 프레임을 연결하는 와이어 및 와이어의 길이를 조절하는 구동부로 이루어지는 승강 부재와, 상기 구형 프레임 하부에 형성되고, 해상에서의 기후 변화에 따라 승강 부재를 제어하여 해수면 위에서의 파력 또는 해수면 아래에서의 조력 발전을 선택하도록 하는 제어부로 구성되는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기를 제공한다.
또한, 상기 구형 프레임은 고탄발 및 고탄성 금속 재질, 합성 수지 또는 고무 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 통기구는 격자 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 구형 프레임과 상기 제어부 사이에는 스위블 부재가 형성되고, 상기 스위블 부재에 의해 파도 또는 조류의 방향 변화에 따라 파도 및 조류의 진행 방향에 대향하도록 회전할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 송수신모듈을 포함하고, 상기 송수신모듈을 통해서 상기 제어부로 상기 승강 부재를 제어하도록 하는 해상 기후정보를 포함하는 원격제어신호를 원격 제어 서버로부터 수신할 수 있다.
또한, 조류의 파속 및 유속을 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서에 의해 감지된 파속 및 유속을 비교판단하여 승강 부재를 제어하여 파력 또는 조력으로 발전하도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 해상 기후 변화에 따라 부유 또는 수중 조력 발전이 가능하도록 하고 파도 및 조류의 방향에 따라 회전하도록 하도록 하여서, 그 발전 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 외관을 고탄발 및 고탄성 재질 및 구형 형상의 프레임으로 형성하여 부유물과의 예기치 않은 충돌 또는 접촉에 의한 파손을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기의 개략적인 정면도 및 측면도를 예시한 것이다.
도 2는 도 1의 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기의 기후 또는 조류 방향 변화에 따른 회전 및 승강 동작을 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
도 1의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기의 개략적인 정면도 및 측면도를 예시한 것이고, 도 2는 도 1의 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기의 기후 또는 조류 방향 변화에 따른 회전 및 승강 동작을 예시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기는, 구형상(sphere type)의 고정자(110)와, 고정자(110)에 대향하여 감싸는 회전자(120)와, 회전자(120)에 대향하여 감싸는 구형 프레임(130)과, 이중관축(140)과, 계류시키기 위한 해저 구조물(150)과, 부유 및 침수시키는 승강 부재(미도시)와, 승강 부재를 제어하는 제어부(160)로 구성된다.
고정자(stator)(110)는, 도시된 바와 같이, 구형상으로 형성되고, 구형상 외주면 일부 또는 전체에 발전자석(여자기에 의해 유도되는 전자석 또는 영구자석)이 형성된다.
회전자(rotor)(120)는 고정자(110)의 외측에 구형상으로 형성되며, 발전자석에 대향하여 발전코일이 형성되고, 발전코일 외주면에 다수의 블레이드(121)가 형성된다.
구형 프레임(130)은 회전자(120)의 블레이드(121) 외측에 해수가 유입되는 다수의 통기구(131)가 형성된 구형상으로 형성되는데, 원활한 해수 유입을 위해 격자 형상으로 형성될 수도 있다.
여기서, 구형 프레임(130)은 고탄발 및 고탄성 금속 재질, 합성 수지 또는 고무 재질로 이루어져, 해상 또는 해저 부유물과 충돌 또는 접촉시에도 그 파손을 최소화하거나 방지하여 내구성을 향상시킬 있다.
이중관축(140)은 고정자(110) 및 구형 프레임(130)와 결합되어 고정 지지하고, 회전자(120)의 회전축(122)을 가이드한다.
해저 구조물(150)은 해저면에 계류시켜 구형 프레임(130)을 고정시킨다.
승강 부재는, 해저 구조물(150)과 구형 프레임(130)을 연결하는 와이어(W) 및 와이어(W)의 길이를 조절하는 구동부로 구성된다.
제어부(160)는 구형 프레임(130) 하부에 형성되고, 해상에서의 기후 변화에 따라 승강 부재를 제어하여 해수면 위에서의 파력 또는 해수면 아래에서의 조력 발전을 선택하도록 제어하여, 발전 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 제어부(160)는 송수신모듈을 포함하고, 송수신모듈을 통해서 승강 부재의 승강을 제어하도록 하는 해상 기후 정보를 포함하는 원격제어신호를 원격 제어 서버(미도시)로부터 수신하여, 그 수신된 원격제어신호에 따라 조력 발전 또는 파력 발전을 선택할 수 있다.
또한, 조류의 파속 및 유속을 감지하는 센서(S)를 더 포함하여서, 제어부(160)는 센서(S)에 의해 감지된 파속 및 유속을 비교 판단하여 효율적인 발전을 위해 승강 부재의 승강을 제어하여서 파력 또는 조력으로 발전하도록 할 수 있다.
한편, 구형 프레임(130)과 제어부(160) 사이에는 스위블 부재(swivel member)(170)가 형성되고, 스위블 부재(170)에 의해 파도 또는 조류의 진행 방향 변화에 따라 파도 및 조류의 진행 방향에 대향하도록 회전하도록 하여 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 스위블 부재(170)의 회전은 센서(S)에 의해 감지된 측정값을 기초로 하여 자체 제어 또는 제어부(160)의 제어에 의해 회전할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기의 구성에 의해서, 해상 기후 변화에 따라 부유 또는 수중 조력 발전이 가능하도록 하고 파도 및 조류의 방향에 따라 회전하도록 하도록 하여서, 그 발전 효율을 최대화할 수 있고, 외관을 고탄발 및 고탄성 재질 및 구형 형상의 프레임으로 형성하여 부유물과의 예기치 않은 충돌 또는 접촉에 의한 파손을 최소화할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 고정자 120 : 회전자
130 : 구형 프레임 140 : 이중관축
150 : 해저 구조물 160 : 제어부
170 : 스위블 부재 W : 와이어
S : 센서

Claims (6)

  1. 구형상으로 형성되고, 상기 구형상 외주면 일부 또는 전체에 발전자석이 형성되는 고정자와,
    상기 고정자의 외측에 구형상으로 형성되며, 상기 발전자석에 대향하여 발전코일이 형성되고, 상기 발전코일 외주면에 다수의 블레이드가 형성된 회전자와,
    상기 회전자의 블레이드 외측에 다수의 통기구가 형성된 구형상으로 형성되는 구형 프레임과,
    상기 고정자 및 상기 구형 프레임을 고정 지지하고, 상기 회전자의 회전축이 가이드되는 이중관축과,
    해저면에 계류시키는 해저 구조물, 상기 해저 구조물과 상기 구형 프레임을 연결하는 와이어 및 와이어의 길이를 조절하는 구동부로 이루어지는 승강 부재와,
    상기 구형 프레임 하부에 형성되고, 해상에서의 기후 변화에 따라 승강 부재를 제어하여 해수면 위에서의 파력 또는 해수면 아래에서의 조력 발전을 선택하도록 하는 제어부로 구성되는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구형 프레임은 고탄발 및 고탄성 금속 재질, 합성 수지 또는 고무 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통기구는 격자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구형 프레임과 상기 제어부 사이에는 스위블 부재가 형성되고, 상기 스위블 부재에 의해 파도 또는 조류의 방향 변화에 따라 파도 및 조류의 진행 방향에 대향하도록 회전하는 것을 특징으로 하는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 송수신모듈을 포함하고, 상기 송수신모듈을 통해서 상기 제어부로 상기 승강 부재를 제어하도록 하는 해상 기후정보를 포함하는 원격제어신호를 원격 제어 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 하는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기.
  6. 제1항에 있어서,
    조류의 파속 및 유속을 감지하는 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서에 의해 감지된 파속 및 유속을 비교판단하여 승강 부재를 제어하여 파력 또는 조력으로 발전하도록 하는 것을 특징으로 하는, 부유식 및 수중식 겸용 구형 조력발전기.
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WO2023058821A1 (ko) * 2021-10-08 2023-04-13 주식회사 인진 파력 발전 시스템
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