KR20220111156A - 조수 간만차 운하 발전 및 내륙항 - Google Patents

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Abstract

조수 간만의 차이가 큰 곳에 운하를 건설하여 밀물과 썰물 사이에 흐르는 바닷물로 전기를 생산할 수 있도록 발전기를 단 수문을 설치하여 배도 통과할 수 있도록 한다.

Description

조수 간만차 운하 발전 및 내륙항{Lunar hydro power plant canal and inner continental port}
토목공학, 기계공학, 전기공학, 해양공학, 항만공학, 청정공학, 에너지공학 등
조력발전소, 운하, 항구, 터널, 발파시공, 수문
[발명의 내용]
석탄, 석유, 천연가스 등의 화석 연료를 연소하여 전기를 생산해 내는 화력발전소는 지구 온난화 등 이상 기후 변화의 원인 중 하나이며,
불안정한 우라늄 원자의 핵 분열을 열원으로 하여 전기를 생산하는 원자력발전소는 모든 생명체에 치명적인 방사능 누출의 위험성이 있다.
막대한 전력 수급량의 원천에 대부분을 차지하는 화전과 원전은 대기, 토양, 수질에 심각한 오염을 유발하는 원인이 된다.
그래서 친환경 청정 에너지원 개발의 중요성이 대두되고 있는데,
태양 전지와 풍력 터빈은 발전 효율과 경제성이 극히 낮고 수력, 조력, 지열 발전소는 건설 가능한 장소가 매우 제한적이다.
배가 다닐 수 있는 운하는 산업 발전과 무역 통상 증진에 효과적이다. 그러나 많은 곳에 운하를 파기엔 재정적으로 부담스러운 것이 현실이다.
조수 간만 차에 해당하는 해발 고도 위치에 운하 수로를 건설하면 교통 수단인 동시에 발전 수단으로도 이용할 수 있다.
운하 근처에 있는 도시나 마을에는
Figure pat00001
식에 기인한 장거리 도선의 저항에 의한 전력 손실 문제와, 이를 해결하기 위해 변전소를 설치하여 고전압 송전을 할 필요도 없다.
공사 후 남은 석재 등은 건축 자재나 간척지 등에 조달한다.
* 전력P는 전압V와 전류I의 곱으로 나타내어지며, V=IR (R은저항) 이므로 손실 전력을 낮추기 위해 전류를 줄이고 전압을 높인다.
[해결하고자 하는 과제]
전력 수급 문제, 친환경 청정 에너지 자원 개발, 환경 오염 문제 경제적인 다목적 운하 건설, 내륙 지역 경제 활성화
해안가로부터 밀물과 썰물의 해발 고도 차이를 포함하는 위치에 운하 수로와 터널을 건설하여 배가 지나갈 때 열고 닫아 통과시킬 수 있게 개폐식 문을 바닷물이 문의 개폐와 관련 없이 흐를 수 있도록 제작하여 발전기를 설치한다. 즉, 문에 발전기를 붙여 연결시킨 것을 운하에 여러 개 설치한다. 그러면 바닷물이 발전기를 돌려 전기를 발생시킨다.
해운 및 제조 수출업 증대, 관광 산업 활성화, 대체 에너지 개발, 운하 길이에 비례하는 전력 생산, 내륙 해상 교통망 구축
개폐 가능 발전기 수문: 반복되는 간조와 만조 사이의 밀려들고 빠지는 해수가 수문에 고정된 발전기 터빈 프로펠러를 회전시켜 전력을 생산한다.
선박이 지나가야 할 때에는 문을 열어 통과시킨다.
Figure pat00002
H: 조수 간만의 차이, 이 해발 고도에 해당하는 위치에만 운하를 판다.
h위: 만조(밀물)때 해수면으로부터 터널 천장까지의 높이.
물에 뜬 배의 수면 위 높이가 h위 미만인 선박들만 지나다닐 수 있도록 제한한다.
h아래: 간조(썰물)때 해수면으로부터 운하 밑바닥까지의 깊이.
물에 뜬 배의 수면 밑 깊이가 h아래 미만인 선박들만 지나다닐 수 있도록 제한한다.
Figure pat00003
: 운하 수로의 길이
Figure pat00004
: 운하 수로의 폭
운하 수로의 건설 위치를 조석 간만의 차이가 큰 지역의 해안가로부터 내륙 안으로 한다. 이렇게 하여 바다와 연결시키면 밀물과 썰물이 영구히 지속 반복되어 운하 통로 내부로 바닷물이 밀려들고 빠진다. (조수 간만의 차에 해당하는 고도를 포함하도록 시공한다.)
운하 내부 사이 사이 여러 곳에 수문을 설치하여 배가 드나들 수 있도록 한다. 수문이 닫힌 상태에서는 통과하여 흐르는 해수로 프로펠러 터빈을 돌려서 전기를 생산할 수 있도록 수문에 발전기를 부착하여 설계한다.
내륙항의 수평면 넓이를 A라 한다면 운하와 항구 전체에 밀려들고 빠지는 해수의 전체 수량은
Figure pat00005
이다. (k는 항구의 번호. n은 항구의 갯수. Ak는 k번 항구의 수평넓이) 이 해수량의 역학적 에너지 만큼 발전량을 확보할 수 있다.

Claims (1)

  1. 조수 간만의 차이가 큰 지역의 해안가를 입구로 조수간만차에 해당하는 해발고도 폭을 포함하는 깊이로 운하를 건설하여 운하 수로 내부 사이사이에 발전기를 연결한 수문을 설치하여 배가 지나갈 수 있도록 하고 밀물과 썰물로 인해 흐르는 해수로 발전기를 회전시켜서 전기를 생산할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 발명
KR1020210014744A 2021-02-01 2021-02-01 조수 간만차 운하 발전 및 내륙항 KR20220111156A (ko)

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