KR20200144995A - 해수 지하발전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 해수 지하발전시스템은, 해수면과 인접한 육지의 지하에 설치되며, 해수를 취수하여 발전하는 해수 지하발전부와, 상기 해수 지하발전부의 하부에 설치되며, 상기 해수 지하발전부에서 발전 후 배수되는 해수를 저장하면서 심해방향으로 이동하여 배수하는 해수 저수조터널부와, 상기 해수 저수조터널부의 하부에 연결되며, 상기 해수 저수조터널부로부터 배수되는 해수를 심해로 자동 배수하는 해수 자동배수부를 포함할 수 있다.

Description

해수 지하발전시스템{Seawater underground power generation system}
본 발명은 해수 지하발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수를 이용하여 발전 후 해수를 바다로 자동 배수할 수 있는 해수 지하발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 해수 지하발전소는 해수면과 인접한 육지의 지하에 설치되어 해수를 이용하여 터빈을 회전시켜서 터빈의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 발전한다.
그러나, 종래의 해수 지하발전기는 발전 후 해수를 바다로 자동 배수하는 장치가 없어서 대량 발전에 한계가 있다.
본 발명은 발전 후 해수를 바다로 자동 배수할 수 있는 해수 지하발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 바다 소금물의 부력과 아르키메데스법칙과 파스칼법칙에 의한 상호작용으로 자동배수현상이 발생하여 발전 후 해수를 바다로 이동시켜 자동 배수가 가능하도록 하는 해수 지하발전시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 지하발전시스템은, 해수면과 인접한 육지의 지하에 설치되며, 해수를 취수하여 발전하는 해수 지하발전부; 상기 해수 지하발전부의 하부에 설치되며, 상기 해수 지하발전부에서 발전 후 배수되는 해수를 저장하면서 심해방향으로 이동하여 배수하는 해수 저수조터널부; 및 상기 해수 저수조터널부의 하부에 연결되며, 상기 해수 저수조터널부로부터 배수되는 해수를 심해로 자동 배수하는 해수 자동배수부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 해수 지하발전부는, 해수를 취수하는 수중 지하취수구; 상기 수중 지하취수구와 연결되어 햐향 경사 입수 통로를 형성하는 수중 지하입수터널; 상기 수중 지하입수터널과 연결되어 입수되는 해수에 의해 회전하는 지하 터빈; 및 상기 지하 터빈의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하는 지하 발전기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 해수 저수조터널부와 상기 해수 자동배수부는 해수면 아래 육지의 지하에 상하로 각각 설치되고, 상기 해수 저수조터널부의 배수구는 상기 해수 자동배수부의 입수구와 연결되며, 상기 해수 자동배수부의 배수구는 육지에서 심해로 경사지게 설치되는 경사배수터널에 연결될 수 있다.
또한, 상기 해수 저수조터널부는 해수면 아래 육지의 지하와 바다에 설치되고, 상기 해수 자동배수부는 해수면 아래 바다에 설치될 수 있다.
또한, 상기 해수 저수조터널부와 상기 해수 자동배수부는 해수면 아래 육지의 지하와 바다에 상하로 각각 설치될 수 있다.
또한, 상기 해수 저수조터널부의 상측에 상기 해수 지하발전부의 배수구와 연결되는 상기 해수 저수조터널부의 입수구가 형성되고, 상기 해수 저수조터널부의 하측에 상기 해수 저수조터널부의 배수구가 형성되며, 상기 해수 저수조터널부의 배수구는 상기 해수 자동배수부의 하부에 형성된 상기 해수 자동배수부의 입수구와 J자 트랩으로 연결되며, 상기 해수 지하발전부에서 발전 후 해수가 배수되면 상기 해수 저수조터널부의 입수구로 입수가 되고, 상기 해수 저수조터널부의 입수구 하단의 해수 높이와 상기 해수 저수조터널부의 배수구 상단의 해수 높이 차이에 따른 해수 총중량이 상기 J자 트랩을 통과해서 상기 해수 자동배수부로 이동하여 배수할 수 있다.
또한, 발전 후 해수를 심해방향으로 이동하여 배수할 수 있도록 상기 해수 저수조터널부의 높이와 상기 해수 자동배수부의 높이를 각각 200m로 형성하거나 상기 해수 저수조터널부의 길이와 상기 해수 자동배수부의 길이를 각각 200m로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 해수 저수조터널부로부터 상기 해수 자동배수부의 내부로 해수가 입수되면 상기 해수 자동배수부의 내부에서 바다 소금물의 부력과 아르키메데스법칙과 파스칼법칙에 의한 상호작용으로 자동배수현상이 발생하여 상기 해수 자동배수부의 하단에 형성된 배수구로 해수가 자동 배수될 수 있다.
본 발명의 해수 지하발전시스템에 따르면, 해수면 아래의 육지와 바다에 설치 가능하고, 해수를 이용하여 발전 후 해수를 바다로 자동 배수하도록 하여 대량 발전을 할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 바다 소금물의 부력과 아르키메데스법칙과 파스칼법칙에 의한 상호작용으로 자동배수현상이 발생하여 발전 후 해수를 바다로 이동시켜 자동 배수가 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해수 지하발전시스템의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해수 지하발전시스템의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해수 지하발전시스템의 개략 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해수 지하발전시스템의 개략 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해수 지하발전시스템은 해수 지하발전부(100), 해수 저수조터널부(200) 및 해수 자동배수부(300)를 포함할 수 있다.
해수 지하발전부(100)는 해수면(21)과 인접한 육지(10)의 지하에 설치되며, 해수(바닷물)를 취수하여 발전한다.
해수 지하발전부(100)는 해수를 취수하는 수중 지하취수구(110)와, 유입 해수의 수량을 조절하는 수중 지하 수문(미도시됨)과, 수중 지하취수구(110)와 연결되어 햐향 경사 입수 통로를 형성하는 수중 지하입수터널(120)과, 수중 지하입수터널(120)과 연결되어 입수되는 해수에 의해 회전하는 지하 터빈(130)과, 지하 터빈(130)의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하는 지하 발전기(140)를 포함할 수 있다.
해수 저수조터널부(200)는 해수 지하발전부(100)의 하부에 설치되며, 해수 지하발전부(100)에서 발전 후 배수되는 해수를 일시 저장하면서 심해방향으로 이동하여 배수하는 지하 배수 통로 역할을 한다.
해수 자동배수부(300)는 해수 저수조터널부(200)의 하부에 연결되며, 해수 저수조터널부(200)로부터 배수되는 해수를 심해로 자동 배수한다.
해수 저수조터널부(200)로부터 해수 자동배수부(300)의 내부로 해수가 입수되면 해수 자동배수부(300)의 내부에서 바다 소금물의 부력과 아르키메데스법칙과 파스칼법칙에 의한 상호작용으로 자동배수현상이 발생하고, 이러한 해수 자동배수법칙으로 해수 자동배수부(300)의 하단에 형성된 배수구(302)로 해수가 자동 배수된다.
구체적으로 설명하면, 해수 자동배수부(300)의 내부에서 같은 부피에 대해 밀도가 1.5g/cm³인 바다 소금물은 물에 비해 1.5배의 힘으로 물체를 들어 올리는 것과 바닷물에 잠긴 물체는 물에 잠기는 것보다 부유하는 경향이 더 큰 것과, 어떤 물체에 작용하는 부력 = 그 물체에 의해 밀려난 유체의 무게와, 밀폐된 곳에 담긴 유체의 표면에 압력이 가해질 때, 유체의 모든 지점에 같은 크기의 압력이 전달 되어서, 해수 자동배수현상이 발생해서 해수 자동배수법칙으로 해수 자동배수부(300) 하단의 배수구(302)로 해수가 자동배수된다
해수 저수조터널부(200)와 해수 자동배수부(300)는 해수면(21) 아래 육지(10)의 지하에 상하로 각각 설치되고, 해수 저수조터널부(200)의 배수구(202)는 해수 자동배수부(300)의 입수구(301)와 연결되며, 해수 자동배수부(300)의 배수구(302)는 육지(10)에서 심해로 경사지게 설치되는 경사배수터널(310)에 연결된다.
해수 저수조터널부(200)의 상측에 해수 지하발전부(100)의 배수구(미도시됨)와 연결되는 해수 저수조터널부(200)의 입수구(201)가 형성되고, 해수 저수조터널부(200)의 하측에 해수 저수조터널부(200)의 배수구(202)가 형성되며, 해수 저수조터널부(200)의 배수구(202)는 해수 자동배수부(300)의 하부에 형성된 해수 자동배수부(300)의 입수구(301)와 J자 트랩(210)으로 연결되며, 해수 지하발전부(100)에서 발전 후 해수가 배수되면 해수 저수조터널부(200)의 입수구(201)로 입수가 되고, 해수 저수조터널부(200)의 입수구(201) 하단의 해수 높이와 해수 저수조터널부(200)의 배수구(202) 상단의 해수 높이 차이에 따른 해수 총중량이 J자 트랩(210)을 통과해서 해수 자동배수부(300)로 이동하여 배수하게 된다.
또한, 발전 후 해수를 심해방향으로 이동하여 배수하도록 함으로써 계속 발전을 할 수 있도록 해수 저수조터널부(200)의 높이와 해수 자동배수부(300)의 높이를 각각 200m로 형성하거나 해수 저수조터널부(200)의 길이와 해수 자동배수부(300)의 길이를 각각 200m로 형성하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해수 지하발전시스템의 개략 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해수 지하발전시스템은 해수 지하발전부(100), 해수 저수조터널부(200) 및 해수 자동배수부(300)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 해수 저수조터널부(200)를 해수면(21) 아래 육지(10)의 지하와 바다(20)에 설치하고, 해수 자동배수부(300)를 해수면(21) 아래 바다(20)에 설치하는 구성을 제외하고는 도 1을 참고하여 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 구성 및 작동이 동일하므로 본 실시예에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해수 지하발전시스템의 개략 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해수 지하발전시스템은 해수 지하발전부(100), 해수 저수조터널부(200) 및 해수 자동배수부(300)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 해수 저수조터널부(200)와 해수 자동배수부(300)를 해수면(21) 아래 육지(10)의 지하와 바다(20)에 상하로 각각 설치하는 구성을 제외하고는 도 1을 참고하여 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 구성 및 작동이 동일하므로 본 실시예에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 후술할 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 육지 20 : 바다
21 : 해수면 100 : 해수 지하발전부
110 : 수중 지하취수구 120 : 수중 지하입수터널
130 : 지하 터빈 140 : 지하 발전기
200 : 해수 저수조터널부 201 : 해수 저수조터널부의 입수구
202 : 해수 저수조터널부의 배수구 210 : J자 트랩
300 : 해수 자동배수부 301 : 해수 자동배수부의 입수구
302 : 해수 자동배수부의 배수구 310 : 경사배수터널

Claims (8)

  1. 해수면과 인접한 육지의 지하에 설치되며, 해수를 취수하여 발전하는 해수 지하발전부;
    상기 해수 지하발전부의 하부에 설치되며, 상기 해수 지하발전부에서 발전 후 배수되는 해수를 저장하면서 심해방향으로 이동하여 배수하는 해수 저수조터널부; 및
    상기 해수 저수조터널부의 하부에 연결되며, 상기 해수 저수조터널부로부터 배수되는 해수를 심해로 자동 배수하는 해수 자동배수부를 포함하는 해수 지하발전시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수 지하발전부는,
    해수를 취수하는 수중 지하취수구;
    상기 수중 지하취수구와 연결되어 햐향 경사 입수 통로를 형성하는 수중 지하입수터널;
    상기 수중 지하입수터널과 연결되어 입수되는 해수에 의해 회전하는 지하 터빈; 및
    상기 지하 터빈의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하는 지하 발전기를 포함하는 해수 지하발전시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수 저수조터널부와 상기 해수 자동배수부는 해수면 아래 육지의 지하에 상하로 각각 설치되고, 상기 해수 저수조터널부의 배수구는 상기 해수 자동배수부의 입수구와 연결되며, 상기 해수 자동배수부의 배수구는 육지에서 심해로 경사지게 설치되는 경사배수터널에 연결되는 것을 특징으로 하는 해수 지하발전시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수 저수조터널부는 해수면 아래 육지의 지하와 바다에 설치되고, 상기 해수 자동배수부는 해수면 아래 바다에 설치되는 것을 특징으로 하는 해수 지하발전시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수 저수조터널부와 상기 해수 자동배수부는 해수면 아래 육지의 지하와 바다에 상하로 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 해수 지하발전시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수 저수조터널부의 상측에 상기 해수 지하발전부의 배수구와 연결되는 상기 해수 저수조터널부의 입수구가 형성되고, 상기 해수 저수조터널부의 하측에 상기 해수 저수조터널부의 배수구가 형성되며, 상기 해수 저수조터널부의 배수구는 상기 해수 자동배수부의 하부에 형성된 상기 해수 자동배수부의 입수구와 J자 트랩으로 연결되며, 상기 해수 지하발전부에서 발전 후 해수가 배수되면 상기 해수 저수조터널부의 입수구로 입수가 되고, 상기 해수 저수조터널부의 입수구 하단의 해수 높이와 상기 해수 저수조터널부의 배수구 상단의 해수 높이 차이에 따른 해수 총중량이 상기 J자 트랩을 통과해서 상기 해수 자동배수부로 이동하여 배수하는 것을 특징으로 하는 해수 지하발전시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    발전 후 해수를 심해방향으로 이동하여 배수할 수 있도록 상기 해수 저수조터널부의 높이와 상기 해수 자동배수부의 높이를 각각 200m로 형성하거나 상기 해수 저수조터널부의 길이와 상기 해수 자동배수부의 길이를 각각 200m로 형성하는 것을 특징으로 하는 해수 지하발전시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수 저수조터널부로부터 상기 해수 자동배수부의 내부로 해수가 입수되면 상기 해수 자동배수부의 내부에서 바다 소금물의 부력과 아르키메데스법칙과 파스칼법칙에 의한 상호작용으로 자동배수현상이 발생하여 상기 해수 자동배수부의 하단에 형성된 배수구로 해수가 자동 배수되는 것을 특징으로 하는 해수 지하발전시스템.
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