KR20230073421A - 재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230073421A
KR20230073421A KR1020210159659A KR20210159659A KR20230073421A KR 20230073421 A KR20230073421 A KR 20230073421A KR 1020210159659 A KR1020210159659 A KR 1020210159659A KR 20210159659 A KR20210159659 A KR 20210159659A KR 20230073421 A KR20230073421 A KR 20230073421A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hub
renewable energy
power
energy
generation system
Prior art date
Application number
KR1020210159659A
Other languages
English (en)
Inventor
하동현
최정훈
정재웅
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020210159659A priority Critical patent/KR20230073421A/ko
Priority to US17/829,780 priority patent/US20230151791A1/en
Priority to CN202211097289.4A priority patent/CN116136202A/zh
Publication of KR20230073421A publication Critical patent/KR20230073421A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • F03B13/181Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/182Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with a to-and-fro movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/20Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" wherein both members, i.e. wom and rem are movable relative to the sea bed or shore
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/38Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/708Photoelectric means, i.e. photovoltaic or solar cells
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 개시의 일 실시예에 의하면, 연근해 및 먼바다에 부유하는 오뚝이(roly poly)형 캡슐 형상의 복수의 전력 생산장치를 이용하여 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하는 생산과정; 생산과정에서 생산된 전기에너지를 전력 생산장치와 연결되어 있는 제1 허브에 저장하는 저장과정; 및 제1 허브에 저장된 전기에너지를 운송수단을 이용하여 소정의 장소로 이송시키는 이송과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법을 제공한다.

Description

재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법{Renewable Energy Generation System And Control Method Therefor}
본 개시는 재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
전력을 생산하기 위해 화석연료의 화학에너지를 이용하는 화력발전, 댐을 형성하여 물의 위치에너지를 이용하는 수력발전, 우라늄의 핵분열을 이용하는 원자력발전 등이 광범위하게 사용되고 있다.
하지만, 최근에는 자원 고갈, 안전성 문제 및 친환경적 가치를 중시하는 시대적 분위기에 따라 3대 발전에 대한 대안으로 재생에너지(renewable energy)의 비율을 증가시키는 추세이다. 재생에너지로는 무한 에너지원인 태양광, 태양열, 조력, 파력, 풍력, 지열 등을 이용한 발전이 있다.
지구 표면의 70% 이상은 바다이고, 특히 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 바다가 지니는 무한 에너지를 이용하기 좋은 환경이므로 국내도 파력발전(wave power generation)에 대한 관심이 증대되고 있다. 파력발전은 파도에 의한 수면의 주기적인 상하 운동을 이용하여 전기에너지를 생산하는 것을 말한다.
대규모 파력발전의 경우 지상에 인접한 해안가에 설치하기엔 공간적으로 한계가 존재한다. 또한 파력발전 장치를 먼바다 및 연근해에 설치하는 경우, 에너지 전송이 어렵고, 고가의 해저 케이블 설치가 필요하므로 상당한 비용이 발생하는 문제가 있다.
빌트인 타입의 고정된 파력발전 장치는 불규칙한 파도의 움직임에 따라 수평 및 수직운동이 불규칙적으로 이루어지므로 안정적으로 전력을 생산하기 어렵다. 즉, 해수면의 유동에 대응하여 안정적인 발전을 하기 어려워 효율적으로 전력을 생산할 수 없는 문제가 있다.
일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템은 연근해 및 먼바다에서 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하고, 별도의 운송수단을 이용하여 전기에너지를 지상으로 운송할 수 있다.
일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템은 파도의 세기, 속도 및 주기 등을 고려하여 복수의 전력 생산장치 및 모터를 제어하여 효과적으로 전력을 생산할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 연근해 및 먼바다에 부유하는 오뚝이(roly poly)형 캡슐 형상의 복수의 전력 생산장치를 이용하여 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하는 생산과정; 생산과정에서 생산된 전기에너지를 전력 생산장치와 연결되어 있는 제1 허브에 저장하는 저장과정; 및 제1 허브에 저장된 전기에너지를 운송수단을 이용하여 소정의 장소로 이송시키는 이송과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법을 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 연근해 및 먼바다에 부유하고, 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하는 오뚝이형 캡슐 형상의 복수의 전력 생산장치; 전력 생산장치와 연결되어 전기에너지를 저장하도록 구성된 제1 허브; 전력 생산장치 및 제1 허브를 연결하도록 구성된 복수의 케이블; 제1 허브에 결합 및 분리 가능하도록 구성되어 전기에너지를 저장하도록 구성된 복수의 배터리; 및 제1 허브에 결합 및 분리 가능하도록 구성되고, 배터리를 이송시키도록 구성된 복수의 운송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템을 제공한다.
일 실시예에 의하면, 재생에너지 발전시스템은 설치 제약 조건없이 연근해 및 먼바다에서 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하고, 고가의 해저 케이블 설치 없이 별도의 운송수단을 이용하여 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다.
일 실시예에 의하면, 재생에너지 발전시스템은 파도의 세기, 속도 및 주기 등을 고려하여 복수의 전력 생산장치 및 모터를 제어하여 재생에너지 발전시스템의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 블럭도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전방법의 순서도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치의 내부 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치 및 제1 허브의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 6는 본 개시의 다른 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치 및 제1 허브의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 제1 허브, 제2 허브 및 제3 허브의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 제1 허브를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 제1 허브의 단면을 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 재생에너지 발전시스템(renewable energy generation system, 100)은 전력 생산장치(power generator, 110), 제1 허브(first hub, 120), 제2 허브(second hub, 130), 제3 허브(third hub, 140), 운송수단(transportation, 150) 및 배터리(battery, 160)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
복수의 전력 생산장치(110)는 케이블(cable)을 이용하여 서로 연결되고, 연근해 및 먼바다에 부유(float)할 수 있다. 복수의 전력 생산장치(110)는 오뚝이(roly poly)형 캡슐 형상을 할 수 있다. 복수의 전력 생산장치(110)는 각각 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산할 수 있다.
제1 허브(120)는 복수의 전력 생산장치(110)에 둘러싸이도록 위치할 수 있다. 제1 허브(120)는 복수의 전력 생산장치(110)와 케이블로 연결되어, 복수의 전력 생산장치(110)로부터 전기에너지를 전달받을 수 있다. 제1 허브(120)는 복수의 전력 생산장치(110)로부터 전기에너지를 전달받아 전기에너지를 저장할 수 있다. 제1 허브(120)에 전달된 전기에너지는 제1 허브(120)에 결합된 배터리(160) 및 운송수단(150)을 충전할 수 있다. 이때, 운송수단은 무인 항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle), 무인 선박(unmanned ship) 및 드론(drone) 등일 수 있다.
제2 허브(130)는 제1 허브(120)를 포함하는 복수의 제1 군집(first cluster, 710)에 둘러싸이도록 위치할 수 있다. 제3 허브(140)는 제2 허브(130)를 포함하는 복수의 제2 군집(second cluster, 720)에 둘러싸이도록 위치할 수 있다. 제1 허브(120) 내지 제3 허브(140), 제1 군집(710) 및 제2 군집(720) 사이의 관계에 대해서는 이하 자세히 설명한다.
운송수단(150)은 제1 허브(120), 제2 허브(130) 및 제3 허브(140) 상호간에 배터리(160) 및 전기에너지를 전달할 수 있다. 또한, 운송수단(150)은 제1 허브(120), 제2 허브(130), 제3 허브(140) 및 지상에 위치한 별도의 장소에 배터리(160) 및 전기에너지를 전달할 수 있다. 이때, 별도의 장소는 EV(Electric Vehicle), PBV(Purpose Built Vehicle), UAM(Urban Air Mobility), 로봇 등의 미래 모빌리티(mobility), 전기 충전소, 일반 가정 및 산업시설 등일 수 있다. 예를 들어, V2G(Vehicle To Grid)기술을 이용하여 충전식 친환경차를 전력망과 연결해 남은 전력을 이용할 수 있다. 전력망(power grid)을 이용하여 친환경차를 충전했다가 주행한 후 남은 전기를 전력망으로 다시 공급하는 등의 방식을 이용하면, 친환경차가 움직이는 에너지 저장장치(ESS: Energy Storage System)가 될 수 있다.
본 개시의 재생에너지 발전시스템(100)은 전기에너지를 수소에너지로 변환하여 이송시킬 수 있다. 제1 허브(120) 내지 제3 허브(130)에 장기간 에너지가 저장되면 대용량(1TWh 이상)의 에너지가 저장될 수 있다. 대용량 에너지의 경우 전기에너지보다 수소에너지로 저장하는 것이 적합하다. 또한 장거리 이송시 수소에너지가 전기에너지보다 에너지 손실이 적으므로 특히 국가간 에너지 더 적합하다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전방법은 복수의 전력 생산장치(110)를 이용하여 전기에너지를 생산한다(S210). 복수의 전력 생산장치(110)는 각각 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산한다.
전력 생산장치(110)가 생산한 전기에너지를 제1 허브(120)에 전달한다(S220). 복수의 전력 생산장치(110)와 제1 허브(120)는 상호 케이블로 연결되어 있고, 케이블을 이용하여 전력 생산장치(110)에서 제1 허브(120)로 전기에너지가 전달될 수 있다. 제1 허브(120)에 전달된 전기에너지는 제1 허브(120)에 결합된 복수의 배터리(160)를 충전할 수 있다(S230).
운송수단(150)은 제1 허브(120)에 결합되어 충전된 복수의 배터리(160)를 제2 허브(130) 및 제3 허브(140)로 이송시킬 수 있다(S240). 운송수단(150)은 제1 허브(120), 제2 허브(130) 및 제3 허브(140) 상호간에 배터리(160) 및 전기에너지를 전달할 수 있다.
재생에너지 발전시스템(100)은 전기에너지를 수소에너지로 전환할 필요가 있는지 판단하고(S250), 필요시 전기에너지를 수소에너지로 전환한다(S270). 장기간 에너지가 저장되거나, 국가간 에너지 운송 등 장거리 이송시 수소에너지로 전환이 필요할 수 있다. 전기에너지를 수소에너지로 전환하면, 운송수단(150)을 이용하여 수소에너지를 이송시킬 수 있다(S280).
수소에너지로 전환할 필요가 없는 경우 운송수단(150)을 이용하여 배터리(160) 및 전기에너지를 이송시킬 수 있다(S260). 운송수단(150)은 제1 허브(120), 제2 허브(130) 및 제3 허브(140) 지상에 위치한 별도의 장소에 배터리(160) 및 전기에너지를 전달할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 재생에너지 발전시스템(100)의 복수의 전력 생산장치(110)는 케이블을 이용하여 서로 연결될 수 있다. 케이블은 부표 타입 케이블(float type cable, 310) 및 플렉시블 파워 케이블(flexible power cable, 320)을 포함할 수 있다. 부표 타입 케이블(310)의 양단에는 플렉시블 파워 케이블(320)의 일단이 연결될 수 있다. 플렉시블 파워 케이블(320)의 타단은 전력 생산장치(110)와 연결될 수 있다.
부표 타입 케이블(310)은 바다 위에 부유하고, 복수의 전력 생산장치(110) 사이의 충돌을 방지할 수 있다. 또한 부표 타입 케이블(310)은 양단에 스토퍼(stopper)를 포함하여 전력 생산장치(110)와 충돌시 전력 생산장치(110) 및 부표 타입 케이블(310)에 가해지는 충격을 완화할 수 있다.
플렉시블 파워 케이블(320)은 복수의 전력 생산장치(110)에서 생산된 전기에너지를 제1 허브(120) 및 다른 전력 생산장치(110)로 전달할 수 있다. 전력을 생산하는 전력 생산장치(110)의 움직임에 방해가 되지 않도록 플렉시블 파워 케이블(320)은 와이어(wire) 타입일 수 있다.
전력 생산장치(110)의 표면에는 태양광패널(solar panel, 111)이 설치될 수 있다. 태양광패널(111)은 전력 생산장치(110)의 표면 상부, 즉 바닷물에 잠기지 않는 부분에 설치될 수 있다. 전력 생산장치(110)는 파력에너지를 전기에너지로 전환할 뿐만 아니라 태양광패널(111)을 이용하여 태양광에너지를 전기에너지로 전환할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치의 내부 단면도이다.
도 4를 참조하면, 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치(110)는 진자(pendulum, 113), 기어부(gear unit, 115), 발전 모터(generation motor, 117), 내부 배터리(internal battery, 119) 및 제어기(controller)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치(110)는 진자(113)의 움직임을 이용하여 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산할 수 있다. 파도의 움직임에 따라 전력 생산장치(110) 내부의 진자(113)가 운동하고, 진자의 운동에너지가 전기에너지를 생산할 수 있다. 진자(113)의 운동은 기어부를 통하여 발전 모터(117)로 전달될 수 있다. 발전 모터(117)는 전기에너지를 생산하여 내부 배터리에 저장할 수 있다.
제어기는 파도의 세기, 속도 및 주기 등을 고려하여 전력 생산장치(110)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 파도의 세기, 속도 및 주기 등을 고려하여 전력 생산장치(110)를 회전시켜 전력 생산장치(110)의 발전효율을 높일 수 있다. 제어기는 롤링(rolling), 피칭(pitching), 요잉(yawing), 위치에너지 및 상하좌우 운동에너지 등 다양한 파도의 파력에너지를 이용하도록 전력 생산장치(110)를 제어할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치 및 제1 허브의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 6는 본 개시의 다른 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 전력 생산장치 및 제1 허브의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템(100)의 제1 허브(120)는 복수의 전력 생산장치(110)에 둘러싸이도록 위치할 수 있다. 제1 허브(120)는 복수의 전력 생산장치(110)와 케이블로 연결되어, 복수의 전력 생산장치(110)로부터 전기에너지를 전달받을 수 있다. 제1 허브(120)는 복수의 전력 생산장치(110)로부터 전기에너지를 전달받아 전기에너지를 저장할 수 있다.
도 5는 복수의 전력 생산장치(110)가 서로 직렬로 연결된 상태를 나타낸 도면이다. 도 6은 복수의 전력 생산장치(110)가 서로 병렬로 연결된 상태를 나타낸 도면이다. 본 개시의 재생에너지 발전시스템(100)의 구조는 이에 한정되지 않고 복수의 전력 생산장치(110)는 다양한 실시예로 서로 연결될 수 있다. 재생에너지 발전시스템(100)은 발전용량에 따라 복수의 전력 생산장치(110)를 연결하여 재생에너지 발전시스템(100)을 축소 또는 확장될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 제1 허브, 제2 허브 및 제3 허브의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 재생에너지 발전시스템(100)은 제1 군집(710), 제2 군집(720) 및 제3 군집(730)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
제1 군집(710)은 제1 허브(120) 및 복수의 전력 생산장치(110)를 포함할 수 있다. 제1 허브(120) 및 제1 허브(120)를 둘러싼 복수의 전력 생산장치(110)는 제1 군집(710)을 형성할 수 있다. 본 개시에 따른 재생에너지 발전시스템(100)은 복수의 제1 군집(710)을 포함할 수 있다.
제2 군집(720)은 제2 허브(130) 및 복수의 제1 군집(710)을 포함할 수 있다. 제2 허브(130)는 복수의 제1 군집(710)에 둘러싸이도록 위치할 수 있다. 제2 허브(130) 및 제2 허브(130)를 둘러싼 복수의 제1 군집(710)은 제2 군집(720)을 형성할 수 있다. 본 개시에 따른 재생에너지 발전시스템(100)은 복수의 제2 군집(720)을 포함할 수 있다.
제3 군집(730)은 제3 허브(140) 및 복수의 제2 군집(720)을 포함할 수 있다. 제3 허브(140)는 복수의 제2 군집(720)에 둘러싸이도록 위치할 수 있다. 제3 허브(140) 및 제3 허브(140)를 둘러싼 복수의 제2 군집(720)은 제3 군집(730)을 형성할 수 있다. 본 개시에 따른 재생에너지 발전시스템(100)은 복수의 제3 군집(730)을 포함할 수 있다. 재생에너지 발전시스템(100)의 구조는 이에 한정되지 않고 복수의 군집들이 누적되어 축소 또는 확장될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 제1 허브를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 재생에너지 발전시스템의 제1 허브의 단면을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 재생에너지 발전시스템(100)의 제1 허브(120)는 복수의 제1 캐빈(first cabin, 121), 복수의 제2 캐빈(second cabin, 123) 및 보관장소(125)를 포함할 수 있다.
복수의 제1 캐빈(121)은 제1 허브(120)에 배터리(160)가 결합 및 분리되도록 형성될 수 있다. 제1 캐빈(121)은 복수의 전력 생산장치(110)로부터 전기에너지를 전달받아 배터리(160)를 충전시킬 수 있다.
본 개시의 배터리(160)는 사이즈에 따라 장거리용 및 단거리용으로 이원화될 수 있다. 제1 캐빈(121)은 장거리용 배터리(160a)가 결합 및 분리되는 장거리용 제1 캐빈(121a) 및 단거리용 배터리(160b)가 결합 및 분리되는 단거리용 제1 캐빈(121b)을 포함할 수 있다. 운송수단(150)은 기상상황 및 이송거리를 고려하여 장거리용 배터리(160a) 및 단거리용 배터리(160b)를 선택하여 배터리(160)를 이송시킬 수 있다. 운송수단(150)은 제1 캐빈(121)에 접근하여 배터리(160)를 장착 또는 회수할 수 있다.
복수의 제2 캐빈(123)은 운송수단(150)이 결합 및 분리되도록 형성될 수 있다. 제2 캐빈(123)은 복수의 전력 생산장치(110)로부터 전기에너지를 전달받아 운송수단(150)을 충전시킬 수 있다.
보관장소(125)는 제1 허브(120)의 중앙에 위치할 수 있다. 보관장소(125)에는 배터리(160)를 이송시키는 UAM 및 UAV 등의 운송수단(150)이 충전 및 보관될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 캐빈(121) 및 제2 캐빈(123)은 제1 허브(120)에 오목하게 형성된 수용부를 포함할 수 있다. 제1 캐빈(121)의 수용부는 배터리(160)가 결합 및 분리되도록 형성될 수 있다. 제1 캐빈(121)의 수용부는 배터리(160)가 결합 및 분리될 수 있도록 배터리(160)의 형상일 수 있다. 예를 들어, 장거리용 배터리(160a)가 결합 및 분리되는 장거리용 제1 캐빈(121a) 및 단거리용 배터리(160b)가 결합 및 분리되는 단거리용 제1 캐빈(121b)의 수용부는 각각 배터리(160)의 사이즈에 맞도록 형성될 수 있다.
제2 캐빈(123)의 수용부는 운송수단(150)이 결합 및 분리되도록 형성될 수 있다. 제2 캐빈(123)의 수용부는 운송수단(150)이 결합 및 분리될 수 있도록 운송수단(150)의 형상일 수 있다. 예를 들어, 제2 캐빈(123)의 수용부는 운송수단(150)의 날개 등이 수용될 수 있는 별도의 공간을 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 재생에너지 발전시스템
110: 전력 생산장치
120: 제1 허브
130: 제2 허브
140: 제3 허브
150: 운송수단
160: 배터리

Claims (20)

  1. 바다에 부유하는 오뚝이(roly poly)형 캡슐 형상의 복수의 전력 생산장치를 이용하여 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하는 제1 생산과정;
    상기 생산과정에서 생산된 상기 전기에너지를 상기 전력 생산장치와 연결되어 있는 제1 허브에 저장하는 저장과정; 및
    상기 제1 허브에 저장된 상기 전기에너지를 운송수단을 이용하여 소정의 장소로 이송시키는 이송과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 생산장치는,
    서로 직렬 및 병렬적으로 연결되고, 상기 제1 허브를 둘러싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 생산과정은,
    상기 전력 생산장치 내부에 설치된 진자를 이용하여 파력에너지를 전기에너지로 전환하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 생산장치를 이용하여 태양광에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하는 제2 생산과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 생산과정은,
    파도의 세기, 속도 및 주기 등을 고려하여 상기 전력 생산장치를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 생산장치와 상기 제1 허브를 연결하는 복수의 케이블을 이용하여 상기 전기에너지를 상기 제1 허브에 전달하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 저장과정은,
    상기 제1 허브에 결합 및 분리 가능하도록 구성된 복수의 배터리 및 상기 운송수단을 충전하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이송과정은,
    상기 제1 허브에 장착되어 충전된 상기 배터리를 상기 운송수단을 이용하여 이송시키는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 소정의 장소로 이송시킨 상기 배터리를 상기 운송수단을 이용하여 상기 제1 허브로 회수하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이송과정은,
    기상상황, 이송거리 등을 고려하여 상기 배터리를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 장소는,
    상기 제1 허브;
    상기 제1 허브에 둘러싸이도록 구성된 제2 허브;
    상기 제2 허브에 둘러싸이도록 구성된 제3 허브; 및
    지상에 위치한 EV(Electric Vehicle), PBV(Purpose Built Vehicle), UAM(Urban Air Mobility), 로봇 등의 미래 모빌리티, 전기 충전소, 일반 가정 및 산업시설 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이송과정은,
    상기 전기에너지를 수소에너지 전환하여 이송시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전방법.
  13. 바다에 부유하고, 파력에너지를 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하는 오뚝이형 캡슐 형상의 복수의 전력 생산장치;
    상기 전력 생산장치와 연결되어 전기에너지를 저장하도록 구성된 제1 허브;
    상기 전력 생산장치 및 상기 제1 허브를 연결하도록 구성된 복수의 케이블;
    상기 제1 허브에 결합 및 분리 가능하도록 구성되어 상기 전기에너지를 저장하도록 구성된 복수의 배터리; 및
    상기 제1 허브에 결합 및 분리 가능하도록 구성되고, 상기 배터리를 이송시키도록 구성된 복수의 운송수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전력 생산장치는,
    서로 직렬 및 병렬적으로 연결되고, 상기 제1 허브를 둘러싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전력 생산장치는,
    내부의 진자 및 모터를 포함하고, 상기 진자의 운동에너지를 이용하여 상기 파력에너지를 상기 전기에너지로 전환하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전력 생산장치는,
    태양광에너지를 상기 전기에너지로 전환하여 전력을 생산하는 태양광패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 허브는,
    상기 배터리가 결합 및 분리되도록 구성된 제1 캐빈; 및
    상기 운송수단이 결합 및 분리되도록 구성된 제2 캐빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 허브에 둘러싸이도록 구성된 제2 허브; 및
    상기 제2 허브에 둘러싸이도록 구성된 제3 허브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 운송수단은,
    상기 제1허브 내지 제3 허브 및 소정의 장소 상호간에 상기 배터리를 이송시키는 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 운송수단은,
    드론, 무인항공기 및 무인선박 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 재생에너지 발전시스템.
KR1020210159659A 2021-11-18 2021-11-18 재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법 KR20230073421A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210159659A KR20230073421A (ko) 2021-11-18 2021-11-18 재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법
US17/829,780 US20230151791A1 (en) 2021-11-18 2022-06-01 Renewable energy generation system and control method therefor
CN202211097289.4A CN116136202A (zh) 2021-11-18 2022-09-08 可再生能源产生系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210159659A KR20230073421A (ko) 2021-11-18 2021-11-18 재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230073421A true KR20230073421A (ko) 2023-05-26

Family

ID=86324291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210159659A KR20230073421A (ko) 2021-11-18 2021-11-18 재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230151791A1 (ko)
KR (1) KR20230073421A (ko)
CN (1) CN116136202A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230112780A (ko) * 2022-01-20 2023-07-28 현대자동차주식회사 재생에너지 생산장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019113137A2 (en) * 2017-12-04 2019-06-13 Gordon John Taylor Ii Data retrieval and transmitting marine exploration vessel systems

Also Published As

Publication number Publication date
CN116136202A (zh) 2023-05-19
US20230151791A1 (en) 2023-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7142914B2 (ja) 再生可能なエネルギバージ船
CN112531827B (zh) 一种海上漂浮式供电系统及供电方法
JP2005171977A (ja) 海流・潮流発電装置により発生した電力の送電、水素変換、輸送方法、ならびに海流・潮流発電装置の制御、係留
CN203793585U (zh) 一种近海绿色客运系统
CN202991334U (zh) 洋流发电装置
CN111404235B (zh) 用于无人水下航行器能量补给的深远海能源中继系统
CN105179170A (zh) 海上风电和水面漂浮光伏电站互补发电的增加电量装置
KR20230073421A (ko) 재생에너지 발전시스템 및 이의 제어방법
KR20230126258A (ko) 재생에너지 발전시스템
CN112879207A (zh) 波浪能发电制氢系统
KR20230096203A (ko) 재생에너지 생산장치 및 이의 제어방법
CN105221346A (zh) 海上移动式风力发电系统
KR20230096199A (ko) 재생에너지 생산장치 및 이의 제어방법
KR20230126254A (ko) 재생에너지 발전시스템
Sharkey Offshore electrical networks and grid integration of wave energy converter arrays-techno-economic optimisation of array electrical networks, power quality assessment, and Irish market perspectives
KR20240006534A (ko) 선박으로 에너지를 운송하는 시스템 및 방법
CN110185573A (zh) 一种运用联合供电系统的海上超大型浮体
TW201425649A (zh) 利用風力發電之電能進行氫氧電解及收集之裝置
CN111779617A (zh) 一种潮汐波浪能发电系统
KR20130093979A (ko) 이차전지를 이용한 전력 운송 시스템 및 방법
KR20230123526A (ko) 재생에너지 운송수단의 충전 및 보관시스템
KR20230112780A (ko) 재생에너지 생산장치
CN102263415A (zh) 一种水上风光互补并网发电系统
KR20230123064A (ko) 재생에너지 이송시스템 및 이송방법
NL2031827B1 (en) Method for generating and storing energy.