KR20200131030A - Fusion system and method of simultaneous supplying fresh water and electric power linked with HCPVT - Google Patents

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KR20200131030A
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Abstract

According to the present invention, provided are a convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a concentration photo voltaic thermal complex system and an operating method thereof. The convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a concentration photo voltaic thermal complex system can variously control/configure an operating state of a fresh water/electric power system in accordance with various required amounts of electricity and fresh water required in various regions in connection with the concentration photo voltaic thermal complex system, thereby flexibly responding to and easily supplying the required amounts of electricity and fresh water.

Description

집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법 {Fusion system and method of simultaneous supplying fresh water and electric power linked with HCPVT}Convergence system and method of simultaneous supplying fresh water and electric power linked with HCPVT}

본 발명은 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 계절, 지역 등에 따라 변화될 수 있는 필요 전기량 및 필요 담수량에 따라 유연하게 대응하면서 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power while flexibly responding to a required amount of electricity and a required amount of fresh water that may vary according to seasons, regions, etc. in connection with a condensing solar thermal hybrid system, and an operating method thereof.

담수화란, 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 물(주로 바닷물)로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 수처리과정을 의미하며, 해수를 담수로 생산하는데 사용되는 설비를 해수담수화 설비 또는 해수담수화 플랜트라고 한다.Desalination refers to a water treatment process in which high-purity drinking water, household water, and industrial water are obtained by removing dissolved substances including salts from water (mainly seawater) that is difficult to use directly as domestic or industrial water.Seawater is produced as fresh water. The facility used for this is called a seawater desalination plant or a seawater desalination plant.

이러한 해수담수화 방식의 기본 원리는 크게 열원을 이용하여 해수를 가열하고 발생한 증기를 응축시켜 담수를 얻는 증발법과, 삼투현상을 역으로 이용하여 해수를 반투막에 통과시켜 담수를 생산하는 역삼투법(RO, Reverse Osmosis)이 대표적인 방식이며, 이 외에도 막증류식 방식(MD, Membrane Distillation) 등이 있다.The basic principle of this seawater desalination method is the evaporation method to obtain fresh water by heating seawater using a heat source and condensing the generated vapor, and the reverse osmosis method (RO, Reverse Osmosis), which produces fresh water by passing the seawater through a semipermeable membrane using reverse osmosis. Osmosis) is a representative method, and in addition to this, there is a membrane distillation method (MD, Membrane Distillation).

열원을 이용하는 증발법은 유체의 흐름 양상에 따라 다단 증발법(MSF, Multi-Stage Flash distillation), 다중 효용 증발 방식(MED, Multiple Effect Distillation)으로 구분된다. The evaporation method using a heat source is classified into a multi-stage evaporation method (MSF) and a multiple effect distillation method (MED) according to the flow pattern of the fluid.

현재 널리 상용화되는 해수담수화 방식으로는 MSF, MED와 RO의 3가지 방식이며, MSF 또는 MED와 RO를 혼용하여 담수를 생산하는 하이브리드 방식이 적용되는 경우도 있다.Currently, there are three methods of seawater desalination that are widely commercialized: MSF, MED and RO, and there are cases where a hybrid method of producing freshwater by mixing MSF or MED and RO is applied.

상세하게는, MSF은 순간적으로 증기(Vapor)를 방출하는 플래싱(Flashing) 현상을 이용해 해수를 증기로 만들어 준 후 응축시켜 담수를 생산하는 방법으로, 해수를 가열하는 데에 사용되는 열원은 주로 스팀(steam)이며, 이 스팀은 주로 발전 플랜트의 스팀 터빈이나 열회수 보일러 등으로부터 공급받기 때문에 MSF를 포함하는 해수담수화 설비의 경우, 발전 플랜트와 함께 같이 건설되는 것이 일반적이다.Specifically, MSF is a method of producing fresh water by converting seawater into steam using a flashing phenomenon that instantly releases vapor, and then condensing it to produce fresh water.The heat source used to heat seawater is mainly steam. (steam), and this steam is mainly supplied from a steam turbine or a heat recovery boiler of a power plant, so in the case of a seawater desalination facility including MSF, it is generally constructed together with a power plant.

MD는 MSF와 같이 증발 및 응축 과정을 통해 담수가 생산되는데 증발기와 응축기 사이에 소수성(Hydrophobic) 막을 설치하여 증기만 통과하도록 하여 낮은 압력으로 운전이 가능한 기술이다. 이러한, MD를 포함한 해수담수화 설비의 경우, 태양열과 같이 저온의 열원으로도 활용이 가능하고 RO를 포함한 해수담수화 설비보다 전력 소모량이 낮아서 최근 활발히 연구가 진행되고 있다.Like MSF, fresh water is produced through evaporation and condensation. MD is a technology capable of operating at low pressure by installing a hydrophobic membrane between the evaporator and the condenser so that only steam passes through it. In the case of such a seawater desalination facility including MD, it can be utilized as a low-temperature heat source such as solar heat, and power consumption is lower than that of a seawater desalination facility including RO, and thus, research has been actively conducted in recent years.

MED는 MSF의 단(stage)과 유사한 이펙트(effect)라는 일련의 용기 안에서 담수화 과정이 일어나며 관(Tube) 내에서 응축하는 수증기와 관 외부에 흐르는 농염수 간의 열교환에 의한 증발과 용기 내의 압력을 낮추는 원리를 이용한다.The desalination process takes place in a series of containers called effects similar to the MSF stage, and it reduces the pressure in the container by evaporation by heat exchange between the water vapor condensing in the tube and the concentrated salt water flowing outside the tube. Use the principle.

RO는 반투막(Semi-permeable Membrane)과 삼투압을 이용하여 해수에 용해되어 있는 용질을 제거하여 순도가 높은 담수를 얻는 기술로서, 현재 상용화된 해수담수화 설비에서 MSF 및 MED와 함께 가장 많이 적용되는 담수화 기술이다.RO is a technology to obtain high-purity fresh water by removing solutes dissolved in seawater using a semi-permeable membrane and osmotic pressure. The desalination technology most applied along with MSF and MED in seawater desalination facilities currently commercialized to be.

이러한 역삼투압 방식은 상술한 바와 같이, 해수를 고압으로 가압하기 위하여 전기에너지가 필요하기 때문에, 거의 모든 RO를 포함한 해수담수화 설비의 경우, 전력망으로부터 전기에너지를 공급받고 있다.As described above, the reverse osmosis method requires electric energy to pressurize seawater at high pressure, so in the case of seawater desalination facilities including almost all ROs, electric energy is supplied from the power grid.

그렇기 때문에, 소용량의 RO를 포함한 해수담수화 설비를 구성할 경우, 물 생산 단가와 소비 전력이 크게 증가하는 한계/문제점이 발생할 수 밖에 없다.Therefore, when a seawater desalination facility including a small amount of RO is configured, a limitation/problem that greatly increases the water production unit cost and power consumption is inevitable.

또한, 열원을 이용하는 증발법은 상술한 바와 같이, 열원을 주로 발전 플랜트의 스팀 터빈이나 열회수 보일러 등으로부터 공급받기 때문에, 환경파괴의 위험성이 따르는 문제점이 있다.In addition, as described above, the evaporation method using a heat source mainly receives the heat source from a steam turbine or a heat recovery boiler of a power plant, so there is a problem that there is a risk of environmental destruction.

이와 관련해서, 국내등록특허 제10-0905944호("태양광열 복합모듈을 이용한 해수 담수화 장치", 선행기술 1)에서는 태양광열 복합모듈부터 집광된 태양광을 이용하여 해수를 가열하고, 전기를 생산하여 해수담수화 장치에서 활용하는 장치에 대해서 개시하고 있다. 그렇지만, 선행기술 1은 태양광열 복합모듈에서 생산되는 모든 에너지의 전량이 해수담수화 장치에서만 이용되어, 오로지 담수 공급만 가능할 뿐, 생산된 전기에너지에 대해서 추가적인 이용에 대해서는 전혀 언급하지 않고 있다. 또한 RO의 생산수를 증류기에 직렬로 유입시켜 최종 담수는 증류기에서 만들어지는 형태이다.In this regard, in Korean Patent Registration No. 10-0905944 ("Seawater desalination device using solar thermal composite module", prior art 1), seawater is heated using sunlight collected from the solar thermal composite module, and electricity is produced. Thus, a device used in a seawater desalination device is disclosed. However, in Prior Art 1, all of the energy produced by the solar thermal composite module is used only in the seawater desalination system, so only fresh water can be supplied, and no additional use of the produced electrical energy is mentioned at all. In addition, the RO produced water is introduced in series into the still, so that the final fresh water is produced in the still.

한국등록특허 제10-0905944호(등록일 2009.06.26.)Korean Patent Registration No. 10-0905944 (Registration Date 2009.06.26.)

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 지역에서 다양하게 요구(계절, 특수한 날 등)되는 필요 전기량 및 필요 담수량에 따라 유연하게 대응할 수 있도록 다양하게 담수/전력 시스템을 구성할 수 있는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to flexibly respond to the required amount of electricity and the amount of fresh water required in various regions (seasons, special days, etc.). It is intended to provide a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal hybrid system that can constitute a freshwater/electric power system and an operation method thereof.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템은, 태양에너지를 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시 생산하는 고집광 태양광열 모듈(HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal)을 포함하여 구성되는 에너지 생산부(100), 제어에 따라, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전달받는 전력 소비부(200), 제어에 따라, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전달받아, 공급되는 해수의 담수화를 수행하는 담수화부(300) 및 상기 에너지 생산부(100), 전력 소비부(200) 및 담수화부(300)와 무선 또는 유선 네트워크 연결되어 전력 소비부(200)와 담수화부(300)의 동작 상태를 관리하며, 외부로부터의 에너지 요청 정보 또는 담수 요청 정보를 이용하여, 상기 전력 소비부(200) 또는 상기 담수화부(300)의 동작을 위해 공급되는 상기 에너지 생산부(100)의 생산 에너지를 제어하는 EMS(Energy Management System)을 포함하는 관리부(400)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to the present invention to solve the above problems is a highly condensing solar system that simultaneously produces electric energy and thermal energy using solar energy. The energy production unit 100 comprising a photothermal module (HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal), according to control, the power consumption unit 200 receiving electric energy produced by the energy production unit 100, according to the control , The desalination unit 300 and the energy production unit 100, the power consumption unit 200 and the desalination unit 300 receiving electric energy or thermal energy produced by the energy production unit 100 and performing desalination of the supplied seawater. ) Is connected to a wireless or wired network to manage the operation state of the power consuming unit 200 and the desalination unit 300, and using the energy request information or fresh water request information from the outside, the power consumption unit 200 or the It is preferable to include a management unit 400 including an EMS (Energy Management System) that controls the energy produced by the energy production unit 100 supplied for the operation of the desalination unit 300.

더 나아가, 상기 전력 소비부(200)는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 또는 전력 계통(Grid)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Further, the power consumption unit 200 is preferably configured to include an energy storage system (ESS) or a power system (Grid).

더 나아가, 상기 담수화부(300)는 역삼투압 모듈(RO, Reverse Osmosis) 또는 증발식 모듈로 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the desalination unit 300 is configured to include a reverse osmosis module (RO) or an evaporative module.

더 나아가, 상기 담수화부로 상기 역삼투압 모듈을 포함하여 구성할 경우, 상기 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열시키는 열교환 모듈(HX, Heat Exchanger)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Further, when the desalination unit includes the reverse osmosis module, it is preferable to further include a heat exchange module (HX, Heat Exchanger) for preheating the seawater supplied to the reverse osmosis module.

더 나아가, 상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우, 상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부(300)의 역삼투압 모듈과 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것이 바람직하다.Furthermore, when the energy request information exists and the freshwater request information is higher than a preset reference value, the electric energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to the energy storage system and the power system of the power consumption unit 200. And, the electric energy or thermal energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to the reverse osmosis pressure module and the evaporation module of the desalination unit 300, and the heat energy produced by the energy generation unit 100 is operated by the heat exchange module. It is desirable to transfer it by energy.

또는, 상기 관리부(400)는 상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우, 상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부(300)의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, when the energy request information exists and the freshwater request information is lower than a preset reference value, the management unit 400 produces the energy by the energy storage system and the power system of the power consumption unit 200 by the energy production unit 100 It is preferable to transmit one electric energy, and to transmit thermal energy produced by the energy production unit 100 to an evaporative module of the desalination unit 300.

또는, 상기 관리부(400)는 상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우, 상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부(300)의 역삼투압 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, when the energy request information does not exist and the freshwater request information is higher than a preset reference value, the management unit 400 uses the energy storage system of the power consumption unit 200 to generate electricity generated by the energy generation unit 100. It transmits energy, and transmits the electric energy produced by the energy production unit 100 to the reverse osmosis module of the desalination unit 300, and transmits the thermal energy produced by the energy production unit 100 to the operating energy of the heat exchange module. It is desirable to do.

또는, 상기 관리부(400)는 상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우, 상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부(300)의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, when the energy request information does not exist and the freshwater request information is lower than a preset reference value, the management unit 400 uses the energy storage system of the power consumption unit 200 to generate electricity generated by the energy generation unit 100. It is preferable to transmit energy, and to transmit thermal energy produced by the energy production unit 100 to an evaporative module of the desalination unit 300.

더 나아가, 상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템은 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 저장하며, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산되는 에너지 생산량을 기반으로 한 상기 관리부(400)의 제어에 따라, 상기 담수화부(300) 또는 상기 전력 계통으로 공급하는 것이 바람직하다.Furthermore, the energy storage system of the power consumption unit 200 stores the electric energy produced by the energy generation unit 100, and the management unit 400 based on the amount of energy produced by the energy generation unit 100 It is preferable to supply to the desalination unit 300 or the power system according to the control of.

더 나아가, 상기 관리부(400)는 외부로부터의 입력받은 에너지 요청 정보, 담수 요청 정보와, 태양에너지의 일사량 정보, 전기에너지 생산량 정보, 열에너지 생산량 정보, 상기 담수화부(300)의 에너지 소비량 정보를 포함하는 상기 모니터링 정보를 이용하여, 상기 에너지 생산부(100)의 생산 에너지에 대한 상기 전력 소비부(200)로의 전송 상태와 상기 담수화부(300)로의 동작 에너지 분배 상태를 제어하는 것이 바람직하다.Furthermore, the management unit 400 includes energy request information received from the outside, freshwater request information, solar energy insolation information, electric energy production information, thermal energy production information, and energy consumption information of the desalination unit 300 It is preferable to control the transmission state of the energy produced by the energy generation unit 100 to the power consumption unit 200 and the distribution state of operating energy to the desalination unit 300 using the monitoring information.

본 발명에 의한 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법은, 태양에너지를 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시 생산하는 고집광 태양광열 모듈(HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal)을 포함하여 구성되는 에너지 생산부의 생산 에너지를 제어하는 관리부에서, 외부로부터 입력받은 에너지 요청 정보, 담수 요청 정보와, 태양에너지의 일사량정보, 전기에너지 생산량 정보, 열에너지 생산량 정보, 담수화부에서의 에너지 소비량 정보를 포함하는 모니터링 정보들을 이용하여, 전력 소비부로의 전송 상태와 담수화부로의 동작 에너지 분배 상태의 제어를 결정하는 제어 분석단계(S100) 및 상기 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지의 상기 전력 소비부로의 전송 상태가 제어되고, 상기 담수화부의 동작 상태 제어를 위한 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지의 분배 상태가 제어되는 에너지 분배단계(S200)로 이루어지되, 상기 전력 소비부는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 또는 전력 계통(Grid)을 포함하여 구성되며, 상기 담수화부는 역삼투압 모듈(RO, Reverse Osmosis 또는 증발식 모듈을 포함하여 구성되며, 상기 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열시키는 열교환 모듈(HX, Heat Exchanger)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The operation method of the fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to the present invention is a highly condensing solar thermal module (HCPVT, High) that simultaneously produces electric energy and thermal energy using solar energy. Concentration Photo Voltaic Thermal) from the management department that controls the production energy of the energy production department, including externally input energy request information, freshwater request information, solar energy insolation information, electric energy production information, thermal energy production information, desalination By using monitoring information including energy consumption information in the unit, the control analysis step (S100) and the control analysis step (S100) determine the control of the transmission state to the power consumption unit and the operation energy distribution state to the desalination unit. According to the determination, the transmission state of the electric energy produced by the energy generation unit to the power consumption unit is controlled, and the distribution state of the electric energy or thermal energy produced by the energy generation unit for controlling the operation state of the desalination unit is controlled. It consists of a step (S200), wherein the power consumption unit includes an energy storage system (ESS) or a power system (Grid), and the desalination unit uses a reverse osmosis module (RO, Reverse Osmosis or evaporation type module). It is configured to include, and is preferably configured to further include a heat exchange module (HX, Heat Exchanger) for preheating the seawater supplied to the reverse osmosis module.

더 나아가, 상기 에너지 분배단계(S200)는 상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우, 상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부의 역삼투압 모듈과 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the energy distribution step (S200), when the energy request information is present and the freshwater request information is higher than a preset reference value, the electric energy produced by the energy production unit is converted into the energy storage system and the power system of the power consumption unit. It is preferable to transmit the electric energy or thermal energy produced by the energy generation unit to the reverse osmosis pressure module and the evaporation module of the desalination unit, and to transmit the thermal energy produced by the energy generation unit as the operating energy of the heat exchange module.

또는, 상기 에너지 분배단계(S200)는 상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우, 상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the energy distribution step (S200), when the energy request information exists and the freshwater request information is lower than a preset reference value, the electric energy produced by the energy generation unit is transmitted to the energy storage system and the power system of the power consumption unit. And, it is preferable to transmit the thermal energy produced by the energy production unit to the evaporation module of the desalination unit.

또는, 상기 에너지 분배단계(S200)는 상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우, 상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부의 역삼투압 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the energy distribution step (S200), when the energy request information does not exist and the fresh water request information is higher than a preset reference value, the electric energy produced by the energy production unit is transmitted to the energy storage system of the power consumption unit, It is preferable that the electric energy produced by the energy production unit is transmitted to the reverse osmosis pressure module of the desalination unit, and the thermal energy produced by the energy generation unit is transmitted as the operating energy of the heat exchange module.

또는, 상기 에너지 분배단계(S200)는 상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우, 상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며, 상기 담수화부의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the energy distribution step (S200), when the energy request information does not exist and the fresh water request information is lower than a preset reference value, the electric energy produced by the energy production unit 100 is converted to the energy storage system of the power consumption unit. It is preferable to transmit the thermal energy produced by the energy generation unit to the evaporation module of the desalination unit.

또는, 상기 에너지 분배단계(S200)는 상기 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 상기 에너지 생산부의 에너지 생산량 정보가 상기 담수화부의 에너지 소비량 정보 또는 상기 에너지 요청 정보보다 적을 경우, 상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템에서 저장하고 있는 전기에너지를 상기 담수화부(300) 또는 상기 전력 계통으로 공급하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the energy distribution step (S200), according to the determination by the control analysis step (S100), when the energy production amount information of the energy production unit is less than the energy consumption amount information or the energy request information of the desalination unit, the power consumption unit It is preferable to supply the electric energy stored in the energy storage system to the desalination unit 300 or the power system.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법에 의하면, 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 다양한 지역에서의 요구되는 다양한 필요 전기량/필요 담수량에 따라, 다시 말하자면, 다양한 지역에서 요구되는 다양한 필요 전기량/필요 담수량에 적용할 수 있을 뿐 아니라, 동일한 지역일지라도 계절이나 특수한 날 등의 경우에 따라 상이하게 요구되는 필요 전기량/필요 담수량에 다양하게 담수/전력 시스템의 구성 상태를 제어할 수 있어, 동작에 따른 다양한 필요 전기량/필요 담수량에 유연하게 대응하면서 용이하게 전기/담수를 공급할 수 있는 장점이 있다.According to the convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to a preferred embodiment of the present invention and its operation method, various required in various regions in connection with the condensing solar thermal complex system Depending on the amount of electricity required/needed fresh water, in other words, it can be applied to various required amount of electricity/needed fresh water required in various regions, and the required amount of electricity/needed differently depending on the season or special day, even in the same area Since it is possible to control the configuration of the freshwater/electric power system in various ways according to the amount of freshwater, there is an advantage of being able to easily supply electricity/freshwater while flexibly responding to various required electric quantity/required freshwater quantity according to operation.

다시 말하자면, 전기 수요량이 존재하면서 물 수요량이 많은 지역, 전기 수요량이 존재하면서도 물 수요량이 적은 지역, 전기 수요량이 존재하지 않으면서 물 수요량이 많은 지역, 전기 수요량도 존재하지 않고 물 수요량도 적은 지역 등 다양한 지역에 최적화되도록 담수/전력 시스템을 구성할 수 있는 장점이 있다.In other words, regions with high demand for water with the presence of electricity demand, regions with low demand for water with the presence of demand for electricity, regions with large demand for water with no demand for electricity, regions with no demand for electricity and with little water demand, etc. There is an advantage of being able to configure a freshwater/electric power system to be optimized for various areas.

뿐만 아니라, 지역의 상황에 맞추어 담수/전력 시스템을 구성했을지라도, 경우에 따라 계절이나 해당 지역의 특수한 상황에 따라 전기 수요량/물 수요량이 변화될 경우에도, 이에 맞게 최적화하여 담수/전력 시스템의 구성을 변경 제어하여 용이하게 전기/담수를 공급할 수 있는 장점이 있다.In addition, even if the freshwater/electricity system is configured according to the local situation, even if the electricity demand/water demand changes according to the season or the specific situation of the region, it is optimized accordingly to configure the freshwater/electricity system. It has the advantage of being able to easily supply electricity/fresh water by changing and controlling it.

이 때, 모든 담수화 설비를 구성하는 것이 아니라, 각 담수화 설비의 장점과 필요 담수량을 동시에 고려하여 다양한 담수화 설비들의 융합을 통한 해수 취수량 경감 및 생산수 수질까지 유연하게 조절할 수 있어 시너지 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.At this time, not all desalination facilities are configured, but the merits of each desalination facility and the required amount of fresh water can be considered at the same time, and the amount of seawater intake can be reduced through the fusion of various desalination facilities and the quality of the produced water can be flexibly adjusted to obtain a synergy effect. There is an advantage.

특히, 역삼투압 담수화 방식과 막증류식 담수화 방식을 결합하여 동작 상태를 제어/구성할 경우, 역삼투압 담수화 설비에서 배출된 농축수를 막증류식 담수화 설비로 다시 한번 담수화할 수 있어, 담수화 과정에서 반드시 발생하는 농축수도 줄일 수 있고, 생산수의 양도 증가하여 물 생산 단가 등의 경제성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In particular, when the operation state is controlled/configured by combining the reverse osmosis desalination method and the membrane distillation desalination method, the concentrated water discharged from the reverse osmosis desalination facility can be once again desalized with the membrane distillation desalination facility. Condensed water that must be generated can be reduced, and the amount of produced water can be increased, thereby improving economic efficiency such as water production cost.

특히, 기존에 별도의 전력망(발전 플랜트 등)이 없는 곳에서도 태양에너지를 이용하여, 전기와 열을 생산한 후 이를 통해서 최적의 시스템을 구성하며 동작할 수 있어 전력망이 없는 곳에서도 독립형으로 담수플랜트의 운전이 가능한 장점이 있다.In particular, even where there is no separate power grid (power plant, etc.), solar energy is used to produce electricity and heat, and the optimal system can be configured and operated through it. There is an advantage of being able to drive.

이를 통해서, 동일 용량 설비 기준 경쟁 기술(PV-RO) 대비 낮은 물 생산단가를 갖으며, 물과 전기의 수요량에 따라 최적화된 설비의 구성하고 이를 통해서 필요 전기량/필요 담수량을 원활하게 공급할 수 있어, 동일 용량의 전기 생산 설비(PV-RO)의 구축 비용 대비 더 낮은 구축 비용을 갖는 장점이 있다.Through this, it has a lower water production cost compared to competitive technology (PV-RO) based on the same capacity facility, and it is possible to smoothly supply the required amount of electricity/needed fresh water through the configuration of an optimized facility according to the demand for water and electricity. There is an advantage of having a lower construction cost compared to the construction cost of an electricity production facility (PV-RO) of the same capacity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a block diagram showing a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart showing an operating method of a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system of the present invention and an operating method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. In addition, the same reference numbers throughout the specification indicate the same elements.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, they have the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure will be omitted.

더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.In addition, the system refers to a set of components including devices, devices, and means that are organized and regularly interact to perform a required function.

본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법은, 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 다양한 지역뿐 아니라 계절에 따라 요구되는 다양한 필요 전기량/필요 담수량에 따라 최적화된 담수/전력 시스템의 동작 상태를 제어/구성할 수 있다. 이를 통해서, 요구되는 필요 전기량/필요 담수량에 유연하게 대응하며 공급할 수 있는 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention and its operation method are required according to the season as well as various regions in connection with the condensing solar thermal complex system. It is possible to control/configure the operation state of the optimized freshwater/electric power system according to the various required electricity quantity/needed freshwater quantity. Through this, it relates to a system that can flexibly respond and supply a required amount of electricity/needed fresh water required and an operation method thereof.

특히, 담수화설비로 RO 또는 증발식 모듈(MD 또는 MED)로 구성함으로써, RO 담수화 설비로부터 배출된 농축수를 증발식 담수화 설비에서 재차 담수화를 수행할 수 있어, 담수화의 부산물인 해수 농축수를 효과적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In particular, by configuring the RO or evaporative module (MD or MED) as the desalination facility, the concentrated water discharged from the RO desalination facility can be re-desalted in the evaporative desalination facility, effectively reducing the seawater concentrated water, a by-product of desalination. There is an advantage that can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템을 나타낸 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템을 나타낸 예시도이다.1 is a block diagram showing a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a condensing solar system according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary diagram showing a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a photovoltaic complex system.

도 1 및 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템을 상세히 설명한다.A fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal hybrid system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 에너지 생산부(100), 관리부(400)의 제어에 따라 동작하는 전력 소비부(200), 관리부(400)의 제어에 따라 동작하는 담수화부(300) 및 에너지 생산부(100), 전력 소비부(200), 담수화부(300)의 동작 상태를 관리하며, 에너지 생산부(100)의 생산 에너지의 흐름(공급)을 제어하는 관리부(400)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention is, as shown in FIG. 1, at least one of the energy production unit 100 and the management unit 400 The power consumption unit 200 operating according to the control, the desalination unit 300 operating under the control of the management unit 400, and the energy production unit 100, the power consumption unit 200, and the operation state of the desalination unit 300 It manages and is preferably configured to include a management unit 400 that controls the flow (supply) of the energy produced by the energy production unit 100.

각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each configuration,

에너지 생산부(100)는 태양에너지를 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시 생산하는 고집광 태양광열 모듈(HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The energy production unit 100 is preferably configured to include a high concentration photovoltaic module (HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal) that simultaneously produces electrical energy and thermal energy using solar energy.

기존 태양광 발전(PV, Photo Voltaic)의 에너지 변환 효율은 18% 수준에 불과하지만, 고집광 태양광열 모듈을 이용한 태양광 발전은 70% 이상의 에너지 전환 효율을 낼 수 있어, 집광 단위 면적당 가장 높은 에너지 효율을 나타낸다.The energy conversion efficiency of existing photovoltaic power generation (PV, Photo Voltaic) is only 18%, but solar power generation using high-concentration photovoltaic modules can achieve energy conversion efficiency of more than 70%, the highest energy per condensing unit area. Indicates efficiency.

그렇기 때문에, 에너지 생산부(100)로 고집광 태양광열 모듈을 포함하여 구성함으로써, 기존 해수담수화 설비(PV-RO)의 절반 면적으로 동일 수준의 담수화 성과를 나타낼 수 있으며, 오히려 담수 생산량은 5~10% 가량 증가함을 실험을 통해서 알 수 있다.Therefore, by configuring the energy production unit 100 to include a high-concentration photovoltaic module, it is possible to achieve the same level of desalination performance in half the area of the existing seawater desalination facility (PV-RO). It can be seen through an experiment that it increases by about %.

상세하게는, 기존의 PV-RO 대비 설치비용은 유사하나, 필요 부지 면적은 24~59% 감소하고, 담수 생산량은 5~10% 증가함을 실험을 통해서 알 수 있어, 낮은 물 생산단가/낮은 구축비용을 갖을 수 있는 장점이 있다.In detail, the installation cost compared to the existing PV-RO is similar, but the required site area is reduced by 24 to 59%, and the freshwater production is increased by 5 to 10% through experiments, so low water production cost/low It has the advantage of having a construction cost.

상세하게는, RO 구성 비용은 동일하므로 PV와 HCPVT 간의 설치비용과 면적 비교한 분석 결과를 하기의 표 1, 표 2와 같이 나타낼 수 있다.In detail, since the RO configuration cost is the same, the analysis result of comparing the installation cost and area between PV and HCPVT can be expressed as shown in Tables 1 and 2 below.


PV(700kWp 기준)

PV (based on 700kWp)
설치가격Installation price 13.413.4 Billion
필요면적Required area 11,60011,600 m2 m 2 kW당 면적Area per kW 16.616.6 m2/kWm 2 /kW



HCPVT


HCPVT
개당 면적Area per unit 5050 m2 m 2
정격용량Rated capacity 8.58.5 kWkW 700kW 소요 개수700kW required number 8282 dog 필요면적Required area 4,1184,118 m2 m 2 필요가격Required price 14.014.0 Billion

에너지 생산부(100)는 고집광 태양광열 모듈의 발전효율을 극대화시키기 위하여, 태양 위치 정밀 추적 수단(미도시)을 더 포함하여 구성할 수 있다.The energy production unit 100 may further include a solar position precise tracking means (not shown) in order to maximize the power generation efficiency of the highly concentrated solar thermal module.

이를 통해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템은 에너지 생산부(100)의 고집광 태양광열 모듈을 통해서 생산한 열과 전기를 해수담수화 설비로 제공함으로써, 전기에너지를 이용하는 역삼투압(RO, Reverse Osmosis) 담수화 설비나 열에너지를 이용하는 증발식 담수화 설비에 각각 공급하면서도, 전력 계통에 전력을 공급함으로써, 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 장점이 있다.Through this, the convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and power in connection with the condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention uses heat and electricity produced through the highly condensing solar thermal module of the energy production unit 100 to seawater. By providing it as a desalination facility, it is possible to simultaneously supply fresh water and electricity by supplying power to the power system while supplying power to the power system while supplying power to the reverse osmosis (RO) desalination facility using electric energy or the evaporative desalination facility using thermal energy. There is this.

특히, 상술한 바와 같이, 관리부(400)를 통해서 다양하게 요구되는 다양한 필요 전기량/필요 담수량에 따라 에너지 생산부(100)의 생산 에너지(전기에너지, 열에너지 등)의 담수화부(300), 전력 소비부(200)로의 흐름을 최적화하여 제어할 수 있어, 필요 전기량/필요 담수량을 용이하게 공급할 수 있다.In particular, as described above, the desalination unit 300 of the production energy (electrical energy, thermal energy, etc.) of the energy production unit 100 according to various required electric quantity/needed freshwater quantity required in various ways through the management unit 400, the power consumption unit Since the flow to 200 can be optimized and controlled, the required amount of electricity / required amount of fresh water can be easily supplied.

전력 소비부(200)는 관리부(400)의 제어에 따라, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전달받는 것이 바람직하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System), 전력 계통(Grid)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The power consumption unit 200 preferably receives the electric energy produced by the energy production unit 100 under the control of the management unit 400, and as shown in FIG. 2, an energy storage system (ESS) ), it is preferable to be configured to include a power system (Grid).

이 때, 기본적으로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지는 담수화부(300)에서 요구되는 동작 에너지로 활용되게 된다. 즉, 열에너지를 이용하는 증발식 담수화 설비라 하더라도 기본 설비 구동을 위한 전기에너지가 요구되는 것은 당연하기 때문에, 우선적으로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지는 담수화부(300)에서 요구되는 기본 동작 에너지로 활용되는 것이 바람직하다.In this case, the electric energy produced by the energy generating unit 100 is basically used as the operating energy required by the desalination unit 300. That is, even in the case of an evaporative desalination facility using thermal energy, it is natural that electric energy for driving the basic facility is required. Therefore, the electric energy produced by the energy production unit 100 first is the basic operating energy required by the desalination unit 300 It is desirable to be utilized as.

이 후, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 중 담수화부(300)의 기본 동작 에너지로 활용되고 남은 잉여 에너지는 태양에너지가 존재하지 않을 때의 담수화부(300)의 동작 에너지로 제공될 수 있도록 에너지 저장 시스템에 저장해놓거나, 외부의 에너지 요청 정보에 따라 전력 계통으로 전송하는 것이 바람직하다.Thereafter, among the electric energy produced by the energy production unit 100, the remaining energy is used as the basic operating energy of the desalination unit 300, and the remaining surplus energy may be provided as the operating energy of the desalination unit 300 when solar energy does not exist. It is desirable to store it in the energy storage system or transmit it to the power system according to external energy request information.

일 예를 들자면, 담수화부(300)를 통해서 열원을 이용한 담수화설비만을 구성할 경우에는, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 중 기본 동작 에너지를 제외한 대부분을 전력 소비부(200)로 전달하여 활용할 수 있게 된다.For example, in the case of configuring only the desalination facility using a heat source through the desalination unit 300, most of the electric energy produced by the energy production unit 100, except for the basic operating energy, is transferred to the power consumption unit 200. You can use it.

이 때, 외부로부터의 에너지 요청 정보에 따라, 전부 전력 계통으로 전송하거나, 일부는 에너지 저장 시스템에 저장하고 일부는 전력 계통으로 전송하거나, 전부 에너지 저장 시스템에 저장할 수 있다.In this case, in accordance with the energy request information from the outside, all of them may be transmitted to the power system, some may be stored in the energy storage system and some may be transmitted to the power system, or all may be stored in the energy storage system.

이러한 동작 상태는 관리부(400)의 제어에 따라 이루어지며, 관리부(400)의 제어 동작에 대해서는 자세히 후술하도록 한다.This operation state is made under the control of the management unit 400, and the control operation of the management unit 400 will be described in detail later.

담수화부(300)는 관리부(400)의 제어에 따라, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지는 전달받는 것이 바람직하다. 다시 말하자면, 담수화부(300)는 관리부(400)의 제어에 따라 전달받은 에너지에 따라 담수화 동작 진행 여부가 제어되게 된다.It is preferable that the desalination unit 300 receives electric energy or thermal energy produced by the energy production unit 100 under the control of the management unit 400. In other words, the desalination unit 300 controls whether to proceed with the desalination operation according to the energy transmitted under the control of the management unit 400.

자세하게는, 담수화부(300)는 역삼투압 담수화 설비(이하, 역삼투압 모듈(RO, Reverse Osmosis)) 또는 증발식 담수화 설비(이하, 증발식 모듈)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 역삼투압 모듈은 담수화를 진행함에 있어서 전기에너지를 이용하며, 증발식 모듈은 주로 열에너지를 이용하여 담수화가 진행되게 된다.In detail, the desalination unit 300 is preferably configured to include a reverse osmosis desalination facility (hereinafter referred to as a reverse osmosis module (RO)) or an evaporative desalination facility (hereinafter, an evaporation type module), and a reverse osmosis pressure module In desalination, electric energy is used, and the evaporative module mainly uses thermal energy to desalination.

이 때, 증발식 모듈로는 막증류식 모듈(MD, Membrane Distillation) 또는 다중 효용 증발식 모듈(MED, Multi-Effect Distillation)로 구성되되, 막증류식 모듈의 생산성 정보나 다중 효용 증발식 모듈의 경제성 정보를 이용하여 선택적으로 구성할 수 있다.At this time, the evaporation module is composed of a membrane distillation module (MD, Membrane Distillation) or a multi-effect evaporation module (MED, Multi-Effect Distillation), but the productivity information of the membrane distillation module or the multi-effect evaporation module It can be configured selectively using economic information.

일 예를 들자면, 막증류식 모듈의 생산성 정보가 더 뛰어나다면 증발식 모듈로 막증류식 모듈을 구성할 수 있으며, 다중 효용 증발식 모듈의 경제성 정보가 더 뛰어나다면 증발식 모듈로 다중 효용 증발식 모듈을 구성할 수 있으며, 물론 막증류식 모듈과 다중 효용 증발식 모듈을 모두 한꺼번에 구성할 수 있으나, 이 경우 전체 시스템의 경제성 부분에 영향을 줄 수 있기 때문에 상술한 정보들을 이용하여 선택하여 구성하는 것이 가장 바람직하다.For example, if the productivity information of the film distillation module is better, the film distillation module can be configured with an evaporative module, and if the economic information of the multi-effect evaporation module is better, the evaporation module can be used for multi-effect evaporation. A module can be configured, and of course, both a film distillation module and a multi-effect evaporation module can be configured at once, but in this case, since it may affect the economics of the entire system, it is selected and configured using the above information. It is most preferred.

이 때, 역삼투압 모듈은 해수 예열용으로 열교환 모듈(HX, Heat Exchanger)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 열교환 모듈은 열에너지를 이용하여 해수를 예열하기 때문에, 역삼투압 모듈 역시 오로지 전기에너지만을 이용하는 것이 아니라 일부 열에너지를 이용하는 것이 바람직하다.At this time, the reverse osmosis module is preferably configured to further include a heat exchanger module (HX, Heat Exchanger) for seawater preheating, and since the heat exchange module preheats seawater using thermal energy, the reverse osmosis module also uses only electrical energy. It is preferable not to use it, but to use some heat energy.

열교환 모듈을 통해서 해수의 5℃ 예열(반투막 수명이나 생산수 수질에 영향이 없는 수준의 예열 온도)시, 예열한 해수를 공급받는 역삼투압 모듈의 투수율(permeability)이 10 ~ 15% 증가함을 실험을 통해서 확인한 바, 해수 예열을 통해서 역삼투압 모듈의 담수 효율을 향상시키는 것이 바람직하다.Test that the permeability of the reverse osmosis module receiving the preheated seawater increases by 10-15% when preheating the seawater to 5℃ through the heat exchange module (the preheating temperature at a level that does not affect the life of the semipermeable membrane or the quality of the water produced). As confirmed through, it is desirable to improve the freshwater efficiency of the reverse osmosis module through seawater preheating.

관리부(400)는 에너지 생산부(100), 전력 소비부(200) 및 담수화부(300)와 무선 또는 유선 네트워크 연결되어 동작 상태를 관리하며, 에너지 소비량을 포함하는 모니터링 정보 또는 에너지 요청 정보, 담수 요청 정보를 이용하여 전력 소비부(200) 또는 담수화부(300)로 공급되는 에너지 생산부(100)의 생산 에너지를 제어하는 EMS(Energy Management System)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The management unit 400 is connected to the energy production unit 100, the power consumption unit 200, and the desalination unit 300 and is connected to a wireless or wired network to manage the operation state, and monitoring information or energy request information including energy consumption, freshwater request It is preferable to include an EMS (Energy Management System) that controls the energy produced by the energy production unit 100 supplied to the power consumption unit 200 or the desalination unit 300 using information.

다시 말하자면, 관리부(400)는 외부로부터 입력되는 필요 전기량 정보인 에너지 요청 정보와, 필요 담수량 정보인 담수 요청 정보를 기반으로, 에너지 생산부(100)로부터 전송받은 태양에너지의 일사량 정보, 전기에너지 생산량 정보, 열에너지 생산량 정보, 담수화부(300)에 포함되어 있는 각각의 담수화 설비들의 에너지 소비량 정보 등을 포함하는 모니터링 정보를 분석하는 것이 바람직하다.In other words, the management unit 400 is based on the energy request information, which is the required amount of electricity information input from the outside, and the freshwater request information, which is the required freshwater amount information, information about solar energy transmitted from the energy production unit 100, and information on the amount of electric energy produced. , It is preferable to analyze monitoring information including information on the amount of heat energy production, information on the amount of energy consumption of each desalination facility included in the desalination unit 300, and the like.

이러한 분석 과정은 미리 저장되어 있는 최적분석 또는 최적제어 알고리즘을 이용하는 것이 가장 바람직하다.It is most preferable to use a previously stored optimal analysis or optimal control algorithm for this analysis process.

분석 결과에 따라, 담수화부(300)에 포함되어 있는 설비들 중 에너지 요청 정보를 가장 최적화하여 만족시킬 수 있는 적어도 하나의 설비를 선택하여, 에너지 생산부(100)의 생산 에너지를 해당하는 설비의 동작 에너지로 전송함으로써, 에너지 생산부(100)의 생산 에너지에 대한 담수화부(300)로의 동작 에너지 분배 상태를 제어할 수 있다. 물론, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템 또는 전력 설비로의 에너지 생산부(100)의 생산 에너지에 대한 전송 상태도 제어할 수 있다.According to the analysis result, the operation of the facility corresponding to the energy produced by the energy production unit 100 by selecting at least one facility that can most optimize and satisfy the energy request information among the facilities included in the desalination unit 300 By transmitting as energy, the distribution of operating energy to the desalination unit 300 with respect to the energy produced by the energy generation unit 100 may be controlled. Of course, the transmission state of the energy produced by the energy generation unit 100 to the energy storage system of the power consumption unit 200 or the power facility may also be controlled.

관리부(400)는 분석 결과에 따라 에너지 요청 정보를 크게 4가지로 분류할 수 있으며, 분류한 4가지에 따른 담수화부(300)에 포함되어 있는 각각의 담수화 설비들의 동작 분배를 후술하도록 한다.The management unit 400 may classify the energy request information into four types according to the analysis result, and the operation distribution of each desalination facility included in the desalination unit 300 according to the classified four types will be described later.

제 1 분류Category 1

관리부(400)는 분석 결과에 따라, 에너지 요청 정보(외부에서 전기에너지의 공급을 요청하는 에너지 요청 정보)가 존재하며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 높을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.According to the analysis result, the management unit 400 has energy request information (energy request information that requests the supply of electric energy from the outside), and when the freshwater request information is higher than a preset reference value, the power consumption unit 200 stores energy. It is preferable to transmit the electric energy produced by the energy production unit 100 to the system and the power system.

또한, 담수화부(300)의 역삼투압 모듈과 증발식 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 각 모듈에 의한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to consist of a reverse osmosis module of the desalination unit 300 and an evaporation type module, and it is preferable to transmit electric energy or thermal energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater by each module. desirable.

상세하게는, 역삼투압 모듈로는 전기에너지를 동작 에너지로 공급할 수 있으며, 증발식 모듈로는 기본 동작을 위한 소량의 전기에너지와 담수 동작을 위한 열에너지를 동작에너지로 공급할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열하기 위한 열교환 모듈을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.Specifically, the reverse osmosis module can supply electric energy as operating energy, and the evaporation module can supply a small amount of electric energy for basic operation and thermal energy for freshwater operation as operating energy, as described above. It is preferable to configure, including a heat exchange module for preheating seawater supplied to the reverse osmosis module.

그렇기 때문에, 열교환 모듈에도 역시 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 공급하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to also supply the heat energy produced by the energy production unit 100 to the heat exchange module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 담수화부(300)에서 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하나, 외부의 관리자의 제어에 따라 '에너지 요청 정보'를 우선시할 경우, 전력 소비부(200)를 통한 요구되는 전기 수요량을 먼저 충족시킨 후 나머지 전기에너지를 이용하여 담수화부(300)의 동작을 구동할 수도 있다.At this time, the electric energy transmitted to the power consumption unit 200 is most preferably the remaining electric energy consumed by the desalination unit 300 first, but when'energy request information' is prioritized under the control of an external manager. , After satisfying the amount of electricity demanded through the power consumption unit 200 first, the desalination unit 300 may be operated using the remaining electric energy.

여기서, 담수 요청 정보는 담수를 공급받을 주민수를 기준으로 설정되는 것이 바람직하며, 담수 요청 정보의 미리 설정된 기준값이란, 역삼투압 모듈의 생산성과 경제성을 동시에 고려하여 설정한 기준값인 것이 바람직하다.Here, the freshwater request information is preferably set based on the number of residents who will be supplied with freshwater, and the preset reference value of the freshwater request information is preferably a reference value set in consideration of productivity and economy of the reverse osmosis module.

더불어, 역삼투압 모듈과 함께 증발식 모듈을 구성함으로써, 역삼투압 모듈에서 배출된 농축수를 증발식 모듈로 다시 한번 담수화 수행함으로써, 농축수를 줄일 수 있어 친환경적으로 구성할 수 있는 장점이 있다.In addition, by configuring the evaporative module together with the reverse osmosis module, the concentrated water discharged from the reverse osmosis module is once again desalted with the evaporative module, thereby reducing the concentration of water, thereby making it eco-friendly.

제 2 분류Category 2

관리부(400)는 분석 결과에 따라, 에너지 요청 정보(외부에서 전기에너지의 공급을 요청하는 에너지 요청 정보)가 존재하며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 낮을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.According to the analysis result, the management unit 400 has energy request information (energy request information that requests the supply of electric energy from the outside), and when the freshwater request information is lower than a preset reference value, the power consumption unit 200 stores energy. It is preferable to transmit the electric energy produced by the energy production unit 100 to the system and the power system.

또한, 담수화부(300)는 증발식 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 증발식 모듈에 의한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, the desalination unit 300 is preferably configured as an evaporation type module, and it is preferable to transmit the thermal energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater by the evaporation type module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 담수화부(300)에서 기본 동작을 위한 소량을 전기에너지를 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하다.In this case, the electric energy transmitted to the power consuming unit 200 is most preferably the remaining electric energy after the desalination unit 300 preferentially consumes a small amount of electric energy for basic operation.

제 3 분류Category 3

관리부(400)는 분석 결과에 따라, 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 높을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.According to the analysis result, when the energy request information does not exist and the freshwater request information is higher than a preset reference value, the management unit 400 uses the energy storage system of the power consumption unit 200 to convert the electric energy produced by the energy production unit 100. It is desirable to transmit.

즉, 외부로부터 전기에너지의 공급 요청이 발생하지 않기 때문에, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 에너지 저장 시스템으로 전송하여 저장할 수 있다.That is, since a request for supply of electric energy does not occur from the outside, the electric energy produced by the energy generating unit 100 can be transmitted to and stored in the energy storage system.

또한, 담수화부(300)의 역삼투압 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 역삼투압 모듈에 의한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to configure a reverse osmosis module of the desalination unit 300, and it is preferable to transmit the electric energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater by the reverse osmosis module.

더불어, 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열하기 위한 열교환 모듈을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to include a heat exchange module for preheating seawater supplied to the reverse osmosis module.

그렇기 때문에, 열교환 모듈에도 역시 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 공급하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to also supply the heat energy produced by the energy production unit 100 to the heat exchange module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 '에너지 요청 정보'가 존재하지 않기 때문에 담수화부(300)에서 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하다.At this time, since the'energy request information' does not exist, the electric energy transmitted to the power consuming unit 200 is most preferably the remaining electric energy consumed by the desalination unit 300.

제 4 분류Category 4

관리부(400)는 분석 결과에 따라, 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 낮을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.According to the analysis result, when the energy request information does not exist and the freshwater request information is lower than a preset reference value, the management unit 400 uses the energy storage system of the power consumption unit 200 to store the electric energy produced by the energy production unit 100. It is desirable to transmit.

즉, 외부로부터 전기에너지의 공급 요청이 발생하지 않기 때문에, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 에너지 저장 시스템으로 전송하여 저장할 수 있다.That is, since a request for supply of electric energy does not occur from the outside, the electric energy produced by the energy generating unit 100 can be transmitted to and stored in the energy storage system.

또한, 담수화부(300)의 증발식 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 증발식 모듈에 대한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to configure an evaporative module of the desalination unit 300, and it is preferable to transmit the thermal energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater for the evaporative module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 '에너지 요청 정보'가 존재하지 않기 때문에 담수화부(300)에서 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하다.At this time, since the'energy request information' does not exist, the electric energy transmitted to the power consuming unit 200 is most preferably the remaining electric energy consumed by the desalination unit 300.

뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템은, 에너지 생산부(100)로 고집광 태양광열 모듈 외에 폐열(waste heat)이 발생하는 디젤발전기와 같은 발전 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention includes waste heat in addition to the highly condensing solar thermal module to the energy production unit 100. It may be configured to include a power generation module such as a diesel generator to generate.

이 경우, 관리부(400)는 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지는 담수화부(300)의 역삼투압 모듈의 동작 에너지로 일부 전송할 뿐, 나머지는 전부 전력 소비부(200)의 전력 계통과 에너지 저장 시스템로 전송할 수 있어 최대의 전력 운용이 가능한 장점이 있다.In this case, the management unit 400 only partially transmits the electric energy produced by the energy generation unit 100 as the operating energy of the reverse osmosis module of the desalination unit 300, and all the rest is the power system and energy of the power consumption unit 200. Since it can be transmitted to a storage system, there is an advantage that maximum power operation is possible.

또한, 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지는 담수화부(300)의 역삼투압 모듈에 포함되어 있는 열교환 모듈로 해수의 예열을 위한 동작 에너지로 전송하면서도 증발식 모듈의 동작 에너지로 전송할 수 있어, 최대의 담수 공급이 가능한 장점이 있다.In addition, the thermal energy produced by the energy production unit 100 can be transmitted as the operating energy for preheating seawater with a heat exchange module included in the reverse osmosis module of the desalination unit 300 and can be transmitted as the operating energy of the evaporative module. It has the advantage of being able to supply fresh water.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flow chart showing an operating method of a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법을 상세히 설명한다.Referring to FIG. 3, a method of operating a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal hybrid system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 관리부(400)에 의한, 전력 소비부(200)와 담수화부(300)로의 에너지 생산부(100)의 생산 에너지 분배 상태의 제어를 결정하는 제어 분석단계(S100), 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라 생산 에너지의 분배가 이루어지는 에너지 분배단계(S200)로 이루어지는 것이 바람직하다.The operation method of the fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal hybrid system according to an embodiment of the present invention is as shown in FIG. 3, by the management unit 400, the power consumption unit ( Energy distribution in which the production energy is distributed according to the determination by the control analysis step (S100) and control analysis step (S100) of determining the control of the distribution state of the energy production unit 100 to the desalination unit 300 and the energy production unit 300 It is preferable that it consists of step (S200).

각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each step,

제어 분석단계(S100)는 태양에너지를 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시 생산하는 고집광 태양광열 모듈을 포함하여 구성되는 에너지 생산부(100)의 생산 에너지를 관리하는 관리부(400)에서, 외부로부터 입력되는 필요 전기량 정보인 에너지 요청 정보와 필요 담수량 정보인 담수 요청 정보를 기반으로, 에너지 생산부(100)로부터 전송받은 태양에너지의 일사량 정보, 전기에너지 생산량 정보, 열에너지 생산량 정보, 담수화부(300)에 포함되어 있는 각각의 담수화 설비들의 에너지 소비량 정보 등을 포함하는 모니터링 정보를 분석하게 된다.The control analysis step (S100) is input from the outside in the management unit 400 that manages the energy produced by the energy production unit 100, which includes a high-concentration photovoltaic module that simultaneously produces electric energy and thermal energy using solar energy. Based on the energy request information, which is the required amount of electricity that is required, and the fresh water request information, which is the required freshwater amount information, the solar energy information transmitted from the energy production unit 100, electric energy production information, thermal energy production information, and the desalination unit 300 Monitoring information including energy consumption information of each desalination facility that has been installed is analyzed.

분석 결과에 따라, 에너지 생산부(100)의 생산 에너지에 대한 전력 소비부(200)로의 전송 상태의 제어와 담수화부(300)로의 동작 에너지 분배 상태의 제어를 위한 결정이 이루어지게 된다.According to the analysis result, a determination is made for controlling the transmission state of the energy produced by the energy generation unit 100 to the power consumption unit 200 and the distribution state of the operating energy to the desalination unit 300.

에너지 분배단계(S200)는 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 전력 소비부(200)로의 에너지 생산부(100)의 생산 에너지의 전송 상태를 제어하고, 담수화부(300)의 동작 에너지를 위한 에너지 생산부(100)의 생산 에너지의 분배 상태를 제어할 수 있다.In the energy distribution step (S200), according to the determination by the control analysis step (S100), the transmission state of the energy produced by the energy generation unit 100 to the power consumption unit 200 is controlled, and the operation energy of the desalination unit 300 is controlled. It is possible to control the distribution state of the energy produced by the energy production unit 100 for.

제어 분석단계(S100)에 의한 결정은 상술한 제 1 분류, 제 2 분류, 제 3 분류, 제 4 분류와 같다.The determination by the control analysis step (S100) is the same as the first classification, the second classification, the third classification, and the fourth classification described above.

다시 말하자면, 에너지 분배단계(S200)는 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 에너지 요청 정보(외부에서 전기에너지의 공급을 요청하는 에너지 요청 정보)가 존재하며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 높을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In other words, in the energy distribution step (S200), according to the determination by the control analysis step (S100), energy request information (energy request information for requesting the supply of electric energy from the outside) exists, and the freshwater request information is less than a preset reference value. When it is high, it is preferable to transmit the electric energy produced by the energy generation unit 100 to the energy storage system and the power system of the power consumption unit 200.

또한, 담수화부(300)의 역삼투압 모듈과 증발식 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 각 모듈에 의한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to consist of a reverse osmosis module of the desalination unit 300 and an evaporation type module, and it is preferable to transmit electric energy or thermal energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater by each module. desirable.

상세하게는, 역삼투압 모듈로는 전기에너지를 동작 에너지로 공급할 수 있으며, 증발식 모듈로는 기본 동작을 위한 소량의 전기에너지와 담수 동작을 위한 열에너지를 동작에너지로 공급할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열하기 위한 열교환 모듈을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.Specifically, the reverse osmosis module can supply electric energy as operating energy, and the evaporation module can supply a small amount of electric energy for basic operation and thermal energy for freshwater operation as operating energy, as described above. It is preferable to configure, including a heat exchange module for preheating seawater supplied to the reverse osmosis module.

그렇기 때문에, 열교환 모듈에도 역시 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 공급하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to also supply the heat energy produced by the energy production unit 100 to the heat exchange module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 담수화부(300)에서 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하나, 외부의 관리자의 제어에 따라 '에너지 요청 정보'를 우선시할 경우, 전력 소비부(200)를 통한 요구되는 전기 수요량을 먼저 충족시킨 후 나머지 전기에너지를 이용하여 담수화부(300)의 동작을 구동할 수도 있다.At this time, the electric energy transmitted to the power consumption unit 200 is most preferably the remaining electric energy consumed by the desalination unit 300 first, but when'energy request information' is prioritized under the control of an external manager. , After satisfying the amount of electricity demanded through the power consumption unit 200 first, the desalination unit 300 may be operated using the remaining electric energy.

또는, 에너지 분배단계(S200)는 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 에너지 요청 정보(외부에서 전기에너지의 공급을 요청하는 에너지 요청 정보)가 존재하며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 낮을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the energy distribution step (S200), according to the determination by the control analysis step (S100), energy request information (energy request information for requesting the supply of electric energy from the outside) exists, and the freshwater request information is lower than a preset reference value. In this case, it is preferable to transmit the electric energy produced by the energy generation unit 100 to the energy storage system and the power system of the power consumption unit 200.

또한, 담수화부(300)의 증발식 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 증발식 모듈에 의한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to configure an evaporative module of the desalination unit 300, and it is preferable to transmit the thermal energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater by the evaporation type module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 담수화부(300)에서 기본 동작을 위한 소량을 전기에너지를 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하다.In this case, the electric energy transmitted to the power consuming unit 200 is most preferably the remaining electric energy after the desalination unit 300 preferentially consumes a small amount of electric energy for basic operation.

또는, 에너지 분배단계(S200)는 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 높을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the energy distribution step (S200), according to the determination by the control analysis step (S100), when there is no energy request information and the freshwater request information is higher than a preset reference value, the energy storage system of the power consumption unit 200 is used. It is preferable to transmit the electric energy produced by the energy production unit 100.

즉, 외부로부터 전기에너지의 공급 요청이 발생하지 않기 때문에, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 에너지 저장 시스템으로 전송하여 저장할 수 있다.That is, since a request for supply of electric energy does not occur from the outside, the electric energy produced by the energy generating unit 100 can be transmitted to and stored in the energy storage system.

또한, 담수화부(300)의 역삼투압 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 역삼투압 모듈에 의한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to configure a reverse osmosis module of the desalination unit 300, and it is preferable to transmit the electric energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater by the reverse osmosis module.

더불어, 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열하기 위한 열교환 모듈을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to include a heat exchange module for preheating seawater supplied to the reverse osmosis module.

그렇기 때문에, 열교환 모듈에도 역시 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 공급하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to also supply the heat energy produced by the energy production unit 100 to the heat exchange module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 '에너지 요청 정보'가 존재하지 않기 때문에 담수화부(300)에서 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하다.At this time, since the'energy request information' does not exist, the electric energy transmitted to the power consuming unit 200 is most preferably the remaining electric energy consumed by the desalination unit 300.

또는, 에너지 분배단계(S200)는 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 담수 요청 정보가 미리 설정된 기준값보다 낮을 경우, 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the energy distribution step (S200), according to the determination by the control analysis step (S100), when there is no energy request information and the freshwater request information is lower than a preset reference value, the energy storage system of the power consumption unit 200 is used. It is preferable to transmit the electric energy produced by the energy production unit 100.

즉, 외부로부터 전기에너지의 공급 요청이 발생하지 않기 때문에, 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 에너지 저장 시스템으로 전송하여 저장할 수 있다.That is, since a request for supply of electric energy does not occur from the outside, the electric energy produced by the energy generating unit 100 can be transmitted to and stored in the energy storage system.

또한, 담수화부(300)의 증발식 모듈로 구성하는 것이 바람직하며, 증발식 모듈에 대한 해수의 담수화를 위한 동작 에너지로 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to configure an evaporative module of the desalination unit 300, and it is preferable to transmit the thermal energy produced by the energy production unit 100 as operating energy for desalination of seawater for the evaporative module.

이 때, 전력 소비부(200)로 전송되는 전기에너지는 '에너지 요청 정보'가 존재하지 않기 때문에 담수화부(300)에서 우선적으로 소비하고 남은 전기에너지인 것이 가장 바람직하다.At this time, since the'energy request information' does not exist, the electric energy transmitted to the power consuming unit 200 is most preferably the remaining electric energy consumed by the desalination unit 300.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템 및 그 동작 방법은, 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 다양한 지역 뿐 아니라, 계절에 따라, 특수한 상황(경우)에 따라 상이하게 요구되는 다양한 필요 전기량/필요 담수량에 따라 최적화된 담수/전력 시스템의 구성을 제공하고, 이들의 동작에 따른 필요 전기량/필요 담수량을 용이하게 공급할 수 있는 장점이 있다.That is, in other words, the convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system according to an embodiment of the present invention and its operation method are limited to various areas in connection with the condensing solar thermal complex system. Rather, it provides a configuration of a freshwater/electric power system optimized according to the various required electric quantity/needed freshwater quantity that is differently required according to the season and special situation (case), and the required electric quantity/needed freshwater quantity according to their operation is easily provided. There are advantages to supply.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components, etc. and limited embodiments have been described, but this is provided only to aid in a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above-described embodiment. It is not, and those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs can make various modifications and variations from this description.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be determined, and all things equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the spirit of the present invention. .

100 : 에너지 생산부
200 : 전력 소비부
300 : 담수화부
400 : 관리부
100: Energy Production Department
200: power consumption unit
300: desalination unit
400: management department

Claims (16)

태양에너지를 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시 생산하는 고집광 태양광열 모듈(HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal)을 포함하여 구성되는 에너지 생산부(100);
제어에 따라, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전달받는 전력 소비부(200);
제어에 따라, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전달받아, 공급되는 해수의 담수화를 수행하는 담수화부(300); 및
상기 에너지 생산부(100), 전력 소비부(200) 및 담수화부(300)와 무선 또는 유선 네트워크 연결되어 전력 소비부(200)와 담수화부(300)의 동작 상태를 관리하며, 외부로부터의 에너지 요청 정보 또는 담수 요청 정보를 이용하여, 상기 전력 소비부(200) 또는 상기 담수화부(300)의 동작을 위해 공급되는 상기 에너지 생산부(100)의 생산 에너지를 제어하는 EMS(Energy Management System)을 포함하는 관리부(400);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
An energy production unit 100 comprising a high concentration photovoltaic module (HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal) that simultaneously produces electrical energy and thermal energy using solar energy;
A power consumption unit 200 receiving electric energy generated by the energy generation unit 100 according to the control;
A desalination unit 300 receiving electric energy or thermal energy produced by the energy production unit 100 according to control, and performing desalination of the supplied seawater; And
The energy production unit 100, the power consumption unit 200, and the desalination unit 300 are connected to a wireless or wired network to manage the operation state of the power consumption unit 200 and the desalination unit 300, and request energy from the outside. Including an EMS (Energy Management System) that controls the energy produced by the energy production unit 100 supplied for the operation of the power consumption unit 200 or the desalination unit 300 using information or freshwater request information Management unit 400;
Convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, comprising: a.
제 1항에 있어서,
상기 전력 소비부(200)는
에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 또는 전력 계통(Grid)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method of claim 1,
The power consumption unit 200 is
Convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that it is configured to include an energy storage system (ESS) or a grid.
제 2항에 있어서,
상기 담수화부(300)는
역삼투압 모듈(RO, Reverse Osmosis) 또는 증발식 모듈로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method of claim 2,
The desalination unit 300 is
Convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that it includes a reverse osmosis module (RO) or an evaporative module.
제 3항에 있어서,
상기 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템은
상기 담수화부로 상기 역삼투압 모듈을 포함하여 구성할 경우,
상기 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열시키는 열교환 모듈(HX, Heat Exchanger)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method of claim 3,
A convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system
When configured to include the reverse osmosis module as the desalination unit,
A fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that it further comprises a heat exchange module (HX, Heat Exchanger) for preheating seawater supplied to the reverse osmosis module.
제 4항에 있어서,
상기 관리부(400)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우,
상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부(300)의 역삼투압 모듈과 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method of claim 4,
The management unit 400
When the energy request information exists and the fresh water request information is higher than a preset reference value,
The electric energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to the energy storage system and the power system of the power consumption unit 200,
The electric energy or thermal energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to the reverse osmosis pressure module and the evaporation module of the desalination unit 300, and the thermal energy produced by the energy generation unit 100 is converted to the operating energy of the heat exchange module. Convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system characterized in that transmission.
제 4항에 있어서,
상기 관리부(400)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우,
상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부(300)의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method of claim 4,
The management unit 400
When the energy request information is present and the fresh water request information is lower than a preset reference value,
The electric energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to the energy storage system and the power system of the power consumption unit 200,
A convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that the thermal energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to an evaporative module of the desalination unit 300.
제 4항에 있어서,
상기 관리부(400)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우,
상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부(300)의 역삼투압 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method of claim 4,
The management unit 400
When the energy request information does not exist and the fresh water request information is higher than a preset reference value,
The electric energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to the energy storage system of the power consumption unit 200,
The electric energy produced by the energy generating unit 100 is transmitted to the reverse osmosis module of the desalination unit 300, and the thermal energy produced by the energy generating unit 100 is transmitted as operating energy of the heat exchange module. Convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with the condensing solar thermal complex system.
제 4항에 있어서,
상기 관리부(400)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우,
상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부(300)의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 열에너지를 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method of claim 4,
The management unit 400
When the energy request information does not exist and the fresh water request information is lower than a preset reference value,
The electric energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to the energy storage system of the power consumption unit 200,
A convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that the thermal energy produced by the energy production unit 100 is transmitted to an evaporative module of the desalination unit 300.
제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 소비부(200)의 에너지 저장 시스템은
상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 저장하며,
상기 에너지 생산부(100)에서 생산되는 에너지 생산량을 기반으로 한 상기 관리부(400)의 제어에 따라,
상기 담수화부(300) 또는 상기 전력 계통으로 공급하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method according to any one of claims 5 to 8,
The energy storage system of the power consumption unit 200
It stores the electric energy produced by the energy production unit 100,
According to the control of the management unit 400 based on the amount of energy produced by the energy production unit 100,
Convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that supplying to the desalination unit 300 or the power system.
제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관리부(400)는
외부로부터의 입력받은 에너지 요청 정보, 담수 요청 정보와, 태양에너지의 일사량 정보, 전기에너지 생산량 정보, 열에너지 생산량 정보, 상기 담수화부(300)의 에너지 소비량 정보를 포함하는 상기 모니터링 정보를 이용하여, 상기 에너지 생산부(100)의 생산 에너지에 대한 상기 전력 소비부(200)로의 전송 상태와 상기 담수화부(300)로의 동작 에너지 분배 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템.
The method according to any one of claims 5 to 8,
The management unit 400
Using the monitoring information including energy request information, freshwater request information, solar energy information, electric energy production information, thermal energy production information, and energy consumption information of the desalination unit 300, received from the outside, In connection with the condensing solar thermal complex system, characterized in that the transmission status of the energy produced by the energy production unit 100 to the power consumption unit 200 and the distribution of operating energy to the desalination unit 300 are controlled, Convergence system that can supply power simultaneously.
태양에너지를 이용하여 전기에너지와 열에너지를 동시 생산하는 고집광 태양광열 모듈(HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal)을 포함하여 구성되는 에너지 생산부의 생산 에너지를 제어하는 관리부에서, 외부로부터 입력받은 에너지 요청 정보, 담수 요청 정보와, 태양에너지의 일사량정보, 전기에너지 생산량 정보, 열에너지 생산량 정보, 담수화부에서의 에너지 소비량 정보를 포함하는 모니터링 정보들을 이용하여, 전력 소비부로의 전송 상태와 담수화부로의 동작 에너지 분배 상태의 제어를 결정하는 제어 분석단계(S100); 및
상기 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지의 상기 전력 소비부로의 전송 상태가 제어되고, 상기 담수화부의 동작 상태 제어를 위한 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지의 분배 상태가 제어되는 에너지 분배단계(S200);
로 이루어지되,
상기 전력 소비부는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 또는 전력 계통(Grid)을 포함하여 구성되며,
상기 담수화부는 역삼투압 모듈(RO, Reverse Osmosis 또는 증발식 모듈을 포함하여 구성되며, 상기 역삼투압 모듈로 공급되는 해수를 예열시키는 열교환 모듈(HX, Heat Exchanger)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법.
Energy request information received from the outside from the management department that controls the energy produced by the energy production department, which includes a high concentration photovoltaic module (HCPVT, High Concentration Photo Voltaic Thermal) that simultaneously produces electrical energy and thermal energy using solar energy. Using monitoring information including freshwater request information, solar energy insolation information, electric energy production information, thermal energy production information, and energy consumption information in the desalination unit, the transmission status to the power consumption unit and the operating energy distribution to the desalination unit A control analysis step (S100) of determining control of a state; And
According to the determination by the control analysis step (S100), the transmission state of the electric energy produced by the energy generation unit to the power consumption unit is controlled, and the electric energy produced by the energy generation unit for controlling the operation state of the desalination unit or An energy distribution step (S200) in which a distribution state of heat energy is controlled;
Is made of,
The power consumption unit is configured to include an energy storage system (ESS) or a power system (Grid),
The desalination unit is configured to include a reverse osmosis module (RO, Reverse Osmosis or evaporation type module, and further comprises a heat exchange module (HX, Heat Exchanger) for preheating seawater supplied to the reverse osmosis module). A method of operating a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and power in connection with a condensing solar thermal complex system.
제 11항에 있어서,
상기 에너지 분배단계(S200)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우,
상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부의 역삼투압 모듈과 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지 또는 열에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법.
The method of claim 11,
The energy distribution step (S200)
When the energy request information exists and the fresh water request information is higher than a preset reference value,
The electric energy produced by the energy production unit is transmitted to the energy storage system and the power system of the power consumption unit,
Condensing solar heat, characterized in that the electric energy or thermal energy produced by the energy production unit is transmitted to the reverse osmosis module and the evaporation module of the desalination unit, and the thermal energy produced by the energy generation unit is transmitted as operating energy of the heat exchange module. A method of operating a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electricity in connection with a complex system.
제 11항에 있어서,
상기 에너지 분배단계(S200)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우,
상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템과 전력 계통으로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법.
The method of claim 11,
The energy distribution step (S200)
When the energy request information is present and the fresh water request information is lower than a preset reference value,
The electric energy produced by the energy production unit is transmitted to the energy storage system and the power system of the power consumption unit,
A method of operating a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that transmitting thermal energy produced by the energy generating unit to an evaporative module of the desalination unit.
제 11항에 있어서,
상기 에너지 분배단계(S200)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 높을 경우,
상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부의 역삼투압 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 전기에너지를 전송하되, 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 상기 열교환 모듈의 동작 에너지로 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법.
The method of claim 11,
The energy distribution step (S200)
When the energy request information does not exist and the fresh water request information is higher than a preset reference value,
The electric energy produced by the energy production unit is transmitted to the energy storage system of the power consumption unit,
Fresh water in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that the electric energy produced by the energy production unit is transferred to the reverse osmosis module of the desalination unit, and the thermal energy produced by the energy production unit is transferred to the operating energy of the heat exchange module. And a method of operating a fusion system capable of simultaneously supplying power.
제 11항에 있어서,
상기 에너지 분배단계(S200)는
상기 에너지 요청 정보가 존재하지 않으며 상기 담수 요청 정보가 기설정된 기준값보다 낮을 경우,
상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템으로 상기 에너지 생산부(100)에서 생산한 전기에너지를 전송하며,
상기 담수화부의 증발식 모듈로 상기 에너지 생산부에서 생산한 열에너지를 전송하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법.
The method of claim 11,
The energy distribution step (S200)
When the energy request information does not exist and the fresh water request information is lower than a preset reference value,
Transmitting the electric energy produced by the energy production unit 100 to the energy storage system of the power consumption unit,
A method of operating a fusion system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that transmitting thermal energy produced by the energy generating unit to an evaporative module of the desalination unit.
제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 분배단계(S200)는
상기 제어 분석단계(S100)에 의한 결정에 따라, 상기 에너지 생산부의 에너지 생산량 정보가 상기 담수화부의 에너지 소비량 정보 또는 상기 에너지 요청 정보보다 적을 경우,
상기 전력 소비부의 에너지 저장 시스템에서 저장하고 있는 전기에너지를 상기 담수화부(300) 또는 상기 전력 계통으로 공급하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광열복합시스템과 연계하여 담수 및 전력의 동시 공급이 가능한 융합 시스템의 동작 방법.
The method according to any one of claims 12 to 15,
The energy distribution step (S200)
According to the determination by the control analysis step (S100), when the energy production amount information of the energy production unit is less than the energy consumption information or the energy request information of the desalination unit,
A convergence system capable of simultaneously supplying fresh water and electric power in connection with a condensing solar thermal complex system, characterized in that the electric energy stored in the energy storage system of the power consuming unit is supplied to the desalination unit 300 or the power system. Method of operation.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124447A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 (주)비온시이노베이터 Smart grid monitoring method for heat-pump cooling and heating system using building-integrated photovoltaic and thermal hybrid
KR20230067080A (en) 2021-11-09 2023-05-16 최중식 Rainfall to prevent non-point pollutants and soil runoff in farmland
KR20230099226A (en) * 2021-12-27 2023-07-04 한재민 Power generating and desalinating apparatus using tepg

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100905944B1 (en) 2009-01-06 2009-07-06 뉴엔텍(주) Seawater desalination equipment using solar complex modules
KR20110071977A (en) * 2009-12-22 2011-06-29 (주) 코네스코퍼레이션 Solar thermal-combinded desalination system
KR20120071023A (en) * 2010-12-22 2012-07-02 한국기계연구원 Simultaneous producing system of electric power and distilled water
KR20140014763A (en) * 2012-07-26 2014-02-06 한국전력공사 Integrated supply apparatus for energy and fresh water used microgrid

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100905944B1 (en) 2009-01-06 2009-07-06 뉴엔텍(주) Seawater desalination equipment using solar complex modules
KR20110071977A (en) * 2009-12-22 2011-06-29 (주) 코네스코퍼레이션 Solar thermal-combinded desalination system
KR20120071023A (en) * 2010-12-22 2012-07-02 한국기계연구원 Simultaneous producing system of electric power and distilled water
KR20140014763A (en) * 2012-07-26 2014-02-06 한국전력공사 Integrated supply apparatus for energy and fresh water used microgrid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124447A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 (주)비온시이노베이터 Smart grid monitoring method for heat-pump cooling and heating system using building-integrated photovoltaic and thermal hybrid
KR20230067080A (en) 2021-11-09 2023-05-16 최중식 Rainfall to prevent non-point pollutants and soil runoff in farmland
KR20230099226A (en) * 2021-12-27 2023-07-04 한재민 Power generating and desalinating apparatus using tepg

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