KR20230116128A - 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저속(低速)의 조류(潮流) 및 해류(海流)에서도 발전 가능한 발전 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 구조물에 연결 설치되어 구비되고 조류 및 해류를 증폭시키는 하우징을 통해 저속의 조류 및 해류를 증폭시켜 발전할 수 있도록 하며, 해상에 설치가 용이하고 구조가 단순하며 해상에서 정비 및 수리가 용이한 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치를 제안한다.

Description

저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치{A Power Generation System That Can Generate Electricity Even In Low-speed Tidal/Ocean currents}
본 발명은 저속(低速))의 조류(潮流)/해류(海流)에서도 발전 가능한 발전 장치에 관한 것이다.
우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 있어서 풍부한 해양에너지 자원을 가지고 있으며 이를 이용한 재생에너지 발전 설비로는 조력발전과 조류발전을 들 수 있다.
조력발전이란 해안에 방파제를 설치하여 조수간만의 차이를 이용하여 발전하는 방식이며, 조류발전이란 빠른 해수의 흐름이 나타나는 해역에 댐이나 방파제의 설치 없이 해류를 이용하여 바다 속에 설치한 터빈을 돌리는 발전방식이다.
조류발전은 방파제를 건설할 필요가 없기 때문에 조력발전에 비해 비용이 적게 들고, 선박이 다니기가 자유로우며, 어류의 이동을 방해하지 않고 주변 생태계에 영향을 주지 않아 환경 친화적인 발전으로 평가된다.
하지만 조수간만의 차가 커 유속이 빠른 지형에서만 발전 가능하며, 역으로 빠른 유속 때문에 발전 설비 설치가 어렵다는 문제가 있다.
조류에너지 및 발생 전력은 조류의 유속에 의해 크게 좌우되며, 보통 조류의 유속이 1m/s내외일 때도 발전이 가능하지만 유속이 2m/s 이상은 되어야 경제성이 있는 발전이 가능하다.
따라서 2m/s 미만의 저속의 조류에서는 경제성이 있는 발전이 어렵다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1596155호(2016.02.22.)
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 저속(低速)의 조류(潮流)/해류(海流)에서도 발전 가능한 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 해상에 설치가 용이하고 구조가 단순하며 해상에서 정비 및 수리가 용이한 저속의 조류/해류에서도 발전 가능한 발전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 수소에너지 시대에 발맞추어 조류를 이용한 자가발전 수소 생산설비를 포함하는 저속의 조류/해류에서도 발전 가능한 발전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치는, 부유식 또는 고정식 구조물의 하부에 형성되는 지주대; 상기 지주대에 연결 설치되고 조류 방향에 따라 회전 가능하도록 회전 구조로 형성되며, 조류 및 해류의 이동통로가 되면서 조류 및 해류의 속도를 증폭시켜주는 하우징; 상기 하우징의 방향을 조류의 방향에 맞추어 돌려주는 방향타; 상기 하우징 내에서 증폭된 조류를 받아 샤프트를 돌려주는 스크루; 상기 스크루를 통과한 와류의 흐름을 직선으로 유지시키는 방향판; 상기 스크루의 회전에 의해 회전 구동되며 일단에 베벨기어를 구비하는 제1 샤프트; 상기 제1 샤프트의 베벨기어와 맞물리는 베벨기어가 일단에 구비되고 상기 제1 샤프트의 회전운동을 터빈에 전달하는 제2 샤프트; 상기 하우징에 설치되며 제1 샤프트를 고정시키는 샤프트 고정 장치; 및 제1 샤프트의 베벨기어와 제2 샤프트의 베벨기어가 내부에 수용되어 설치되는 베벨기어 박스를 하우징에 고정시켜주는 고정장치를 포함하며; 상기 하우징을 통해 조류의 속도를 증폭시켜 발전하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징은, 저속의 조류를 수집하는 수집부; 수집된 조류를 압축하여 상기 스크루가 있는 곳으로 유도하는 유도부; 및 상기 압축되어 속도가 증폭된 조류가 스크루를 회전시키며 통과하는 통로부를 포함하며; 상기 압축부는 상기 수집부에서 통로부로 단면이 테이퍼진 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 구조물은, 상기 제2 샤프트의 다른 끝단에 연결되는 휠기어; 상기 휠기어에 연결되며 휠기어와 터빈의 회전수를 조정하는 감속기; 및 상기 감속기에 연결되며 스크루의 회전운동을 통해 전기를 생산하는 터빈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 구조물이 조류나 해류에 떠밀려 가지 않도록 고정하는 고정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 하우징 및 스크루의 정비나 또는 태풍 등에 의한 파손 방지를 위하여 하우징 및 지주대가 구조물 내부에 수용되도록 상하 이동이 가능하도록 하는 이송장치와, 이송된 하우징을 구조물에 고정시키는 고정장치와, 하우징이 상하 이동시 흔들리지 않도록 가이드하여 잡아주는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 구조물은, 상기 하우징의 조류 방향에 맞추어 회전할 수 있도록 조류방향을 확인하는 조류방향 센서; 상기 조류방향 센서를 통해 확인된 조류의 흐름 방향에 맞추어 상기 하우징의 방향을 회전시키는 스트링 기어; 상기 스트링기어와 연동하여 자동으로 하우징의 방향을 조절하는 컨트롤 판넬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 구조물에 복수개의 발전 장치를 연결 설치할 수 있으며; 복수개의 발전 장치 중 어느 하나의 발전 장치가 정비를 위해 구조물에 수용되는 경우에도 다른 발전 장치를 통해 전기를 생산할 수 있어, 조류 발전을 지속적으로 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 구조물에는, 상기 발전 장치를 통해 생산된 전기를 저장하는 에너지저장시스템; 상기 에너지저장 시스템으로부터 전기를 공급받아 해수를 전기분해하여 수소를 발생시키는 수전해 장치; 발생된 수소를 1차 압축하는 제1 압축기; 제1 압축기를 통해 1차 압축된 수소를 고압으로 압축시키는 제2 압축기; 제2 압축기를 통해 압축된 수소를 저장하는 압력탱크; 및 압축된 수소를 이송하는 이송배관을 포함하는 수소 생산을 위한 수소 생산설비가 연결 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 저속의 조류/해류에서도 발전 가능한 발전 장치에 따르면 저속의 조류나 해류에서도 안정적인 발전을 계속할 수 있는 장점이 있으며, 저속의 조류/해류에 발전 장치를 설치함으로써 설치비용의 감소 및 대용량의 해상 발전설비 구축이 가능한 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 하우징 및 지주대가 상하 이동 가능한 장치를 제공함으로써 해상에서의 발전 설비 유지 보수가 용이한 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 상부 구조물에 해수의 전기분해를 이용한 수소생산 장치를 추가하여 제로베이스의 탈탄소화된 수소생산 설비를 제공할 수 있는 효과를 가진다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징의 정면도와 우측면도이다.
도 2는 도 1의 하우징의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크루의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향판의 정면도와 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크루, 방향판, 제1 샤프트의 정비를 위하여 조류 통로부의 조립식 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상부구조물의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상부구조물의 정면도를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징이 조류 발전을 위하여 운전 구동되는 상태는 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징이 정비 및 수리를 위하여 상부구조물 내부에 수납되는 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물에 수소생산설비를 추가한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물이 복수개 연결 설치된 정면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징의 정면도와 우측면도이고, 도 2는 도 1의 하우징의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크루의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향판의 정면도와 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크루, 방향판, 제1 샤프트의 정비를 위하여 조류 통로부의 조립식 구조를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상부구조물의 평면도를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상부구조물의 정면도를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징이 조류 발전을 위하여 운전 구동되는 상태는 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징이 정비 및 수리를 위하여 상부구조물 내부에 수납되는 구성을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물에 수소생산설비를 추가한 평면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물이 복수개 연결 설치된 정면도이다.
조류(해류)발전은 풍력발전과 원리가 비슷하지만 예측이 어려운 바람 대신 일정 간격을 두고 지속적으로 일어나는 해류의 운동에너지를 이용해 터빈을 돌린다는 점에서 차이가 있다.
도 1을 참조하면, 하우징(101)은 조류를 수집하는 수집부(B), 수집된 조류를 압축하여 스크루가 있는 통로로 유도하는 단면이 테이퍼진 형태로 형성된 유도부( C), 압축되어 속도가 빨라진 조류가 스크루를 회전시키며 통과하는 통로부(D)로 구성된다.
수집부(B)의 단면 A1과 통로부(D)의 단면 A2의 면적 차이에 의해 단면 A1을 통과한 조류는 단면 A2를 통과하면서 속도가 빨라지게 된다. 이는 조류가 느린 지역에서도 빠른 속도를 구현할 수 있어 발전에 필요한 스크루(201)의 회전력을 충분이 얻을 수 있다.
또한, 설치되는 지역의 조류의 세기에 따라 하우징(101)의 수집부(B), 유도부(C), 통로부(D)의 크기를 선택적으로 조합함으로써 조류 및 해류를 이용한 유용한 발전 장치를 구현할 수 있다.
즉, 수집부(B)의 단면적 A1과 통로부(D)의 단면적 A2의 크기를 선택적으로 조합함으로써, 조류 및 해류의 유속을 발전가능한 수치로 증폭시킬 수 있다.
지주대(102)는 하우징(101)을 구조물(401)에 고정시켜주면서 또한 조류의 방향에 따라 움직이는 하우징(101)과 같이 회전한다.
또한, 유체는 연속적으로 흐르기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 단면적의 크기가 바뀌더라도 그 단면적을 통과하는 유체의 양은 같기 때문에 단면적이 작아지면 유속은 빨라지게 된다. 따라서 베르누이 원리를 이용하여 저속의 조류에서도 발전이 가능한 속도의 조류를 얻을 수 있다.
또한, 제2 샤프트(206)가 구조물(401) 내에 있는 휠기어(301)에 연결되도록 연결통로를 제공한다.
방향타(103)는 하우징(101)에 설치되어 있으며 조류의 방향에 맞추어 하우징(101)이 회전할 수 있도록 한다.
또한 하우징(101)의 수집부(B)의 형상은 도 2에 도시된 바와 같이, 마름모 형태나 또는 다각형의 형태로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크루(201)의 구성을 나타내는 도면이다.
하우징(101)의 수집부(B)의 단면 A1을 통과한 조류는 통로부(D)의 단면 A2를 통과하면서 속도가 빨라지고 빨라진 속도의 힘은 스크루(201)를 돌리게 된다. 또한 스크루(201)는 스크루(201)를 통과한 조류의 여분의 힘을 이용하기 위하여 2열 또는 3열로 복수개 설치할 수 있다.
또한, 스크루(201)를 통과한 조류의 와류 흐름을 직선으로 유지시키는 방향판(202)이 제공될 수 있다. 또한 방향판(202)는 스크루(201)의 다열 배열에 따라 2열 또는 3열로 복수개 설치될 수 있다.
즉, 스크루(201)가 복수개 구비되는 경우 스크루 간 사이에 방향판(202)을 설치하여 조류의 방향을 조정함으로써 방향판 전방에 설치된 스크루를 통과하여 와류가 형성된 조류의 힘과 유사하게 방향판 후방에 설치된 스크루가 받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
스크루(201)의 회전운동에 의해 회전 구동되는 제1 샤프트(203), 상기 제1 샤프트(203)의 일단에 구비되는 베벨기어(204a), 상기 베벨기어에 맞물려 방향을 바꾸어 주는 제2 샤프트(206)의 일단에 구비된 베벨기어(204b), 상기 제1 샤프트의 베벨기어(204a)와 제2 샤프트의 베벨기어(204b)가 수용되는 베벨기어 박스(205), 상기 제1 샤프트(203)의 회전 운동을 터빈에 전달하는 제2 샤프트(206)가 구비될 수 있다.
또한, 하우징 내부에 제1 샤프트를 고정하는 샤프트 고정장치(207)와, 베벨기어 박스(205)를 고정하는 베벨기어박스 고정장치(208)가 포함될 수 있다.
즉, 제1 샤프트의 베벨기어(204a)와 제2 샤프트의 베벨기어(204b)는 원활한 작동과 유지보수 및 부식방지를 위하여 수밀된 베벨기어 박스(205)의 내부에 설치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향판(202)의 정면도와 측면도이다.
방향판(202)은 스크루(201)를 통과하며 와류가 형성된 조류의 흐름을 다수의 판을 형성하여 직선으로 유지시킬 수 있다.
즉, 방향판(202)은 제1 샤프트(203)가 형성된 중심에서 방사향방으로 복수개의 칸을 나눌 수 있도록 다수의 판을 형성하여 조류의 흐름을 직선으로 유지시켜 방향판(202)의 후방에 위치하는 스크루(201)의 회전력을 향상시킬 수 있다.
도 5는 스크루(201), 방향판(202), 제1 샤프트(203)의 정비를 위하여 조류 통로부(D)가 조립식으로 제공될 수 있는 것을 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(101)의 통로부(D)는 방향타(103)가 상측 및 하측에 결합된 상태로 구성된 제1 통로부(101a)와 제1 통로부(101a)로부터 분리 및 결합이 가능하도록 구비된 제2 통로부(101b)를 포함할 수 있으며, 제2 통로부(101b)에는 제1 통로부(101a)에 볼트 등을 통하여 결합되어 고정 가능하도록 하는 결합부(101c)를 구비할 수 있다.
이것에 의해 스크루(201), 방향판(202) 및 제1 샤프트(203)의 정비가 용이하도록 하우징(101)의 통로부(D)가 조립식으로 구비될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물(401)의 평면과 정면을 나타내는 도면이다.
구조물(401)은 구조물(401)의 외부에서 하우징(101)을 지탱하고 있으며, 내부에는 발전 장치들을 포함하고 있다.
구체적으로 전술된 제2 샤프트(206)는 구조물(401) 내에 있는 휠기어(301)에 연결되고 휠기어(301)와 터빈(303)의 회전비를 조정하는 감속기(302)를 거쳐 터빈(303)에 회전 운동을 전달하며 터빈(303)의 회전운동에 의해 발전되는 발전장치가 제공될 수 있다.
즉, 휠기어(301)와 터빈(303) 사이에 감속기(302)가 설치되어 구비됨을 통하여 최고 속도의 조류와 최저 속도의 조류에서도 안정적으로 터빈(303)을 통하여 발전할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 발전된 전기를 육지로 송전하는 송전장치로 인버터(304), 변압기(305), 송전로(306) 등이 제공될 수 있다.
구체적으로 발전장치의 제2 샤프트(206)는 구조물(401) 내에 있는 휠기어(301)에 연결되고 휠기어(301)와 터빈(303)의 회전비를 조정하는 감속기(302)를 거쳐 터빈(303)에 회전운동을 전달하며, 터빈(303)의 회전운동에 의해 발전된다.
또한, 발전된 전기를 육지로 전송하는 송전장치로 인버터(304), 변압기(305), 송전로(306) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 터빈(303)은 2기 또는 3기가 동시에 제공될 수 있다.
또한, 송전되지 않은 전기를 저장하는 에너지저장시스템(307, ESS: Energy Storage System)이 구비될 수 있으며, 에너지저장시스템에 전기를 저장한 후 필요에 따라 사용할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(101)이 조류의 방향에 맞추어 회전할 수 있도록 조류방향을 실시간 또는 주기적으로 확인하는 조류방향 센서(308)가 구비될 수 있으며, 조류방향 센서를 통해 조류의 흐름방향에 맞추어 하우징(101)의 방향을 돌려주는 스트링기어(309)를 포함할 수 있다.
또한, 스트링기어(309)와 연동하여 자동으로 하우징(101)의 방향을 조류의 흐름에 맞게 방향을 맞추어 주는 컨트롤 판넬(310)이 제공될 수 있다.
예를 들어 도 7에서는 우측에서 좌측방향으로 조류가 흐르는 경우에 조류 발전이 용이하다. 그러나 조류의 방향이 변경되어 좌측에서 우측방향으로 조류가 흐르는 경우는 방향타로 하우징의 방향을 전환하는 것이 제한적이므로, 이러한 경우에는 조류방향 센서(308)를 통해 조류의 방향을 확인하고 조류의 흐름에 맞게 스트링기어(309)를 통해 하우징(101)의 방향을 바꿀 수 있다.
따라서, 자동으로 조류의 변화를 확인하고 조류의 흐름에 따라 하우징(101)의 방향을 전환할 수 있어, 발전 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 구조물(401)의 고정장치로 구조물(401)을 해저에 고정시키는 지지대(402) 또는 계류장치(403)가 제공될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(101)이 정비 및 수리를 위하여 구조물(401)의 내부에 수납되는 도면이다.
하우징(101)은 구조물(401) 내부에 구비되는 이송장치(501)에 의해 상하 이동하여 운전과 정비를 수행할 수 있다.
고정장치(502)는 하우징(101)을 구조물(401)에 고정시키며, 하우징(101)의 상하 이동시 유압 또는 기계식으로 작동하여 하우징(101)을 고정 및 해제할 수 있다.
또한, 가이드부(503)는 하우징(101)이 상하 이동시 흔들리지 않도록 잡아주는 역할을 한다.
도 8은 하우징(101)이 구조물(401) 외부로 이송되어 조류 발전을 위한 운전을 수행하기 위한 위치를 나타내며, 도 9는 하우징(101)이 구조물(401) 내부로 이송되어 정비를 수행하기 위한 위치를 나타낸다.
또한, 하우징(101)을 내부에 수용 시 구조물(401)의 내부의 수용 공간에 맞게 하우징(101)을 회전시켜서 수용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물(401)에 수소생산설비(600)을 추가한 평면도이다.
구체적으로는 에너지저장시스템(307, ESS)으로부터 전기를 공급받아 해수를 전기분해하여 수소를 발생시키는 수전해 장치(601)와 발생된 수소를 1차 압축하는 제1 압축기(602)와, 수소를 고압으로 압축시키는 제2 압축기(603)와, 압축된 수소를 저장하는 압력탱크(604)와, 압축된 수소를 육지로 이송하는 이송배관(605)을 포함할 수 있다.
이때 이송배관은 압축된 수소를 운반하기 위한 수소튜브(606)로 대체될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물(401)에 복수개의 발전 장치가 연결 설치된 상태를 나타내는 정면도이다.
따라서, 어느 하나의 발전 장치가 고장에 의해 정비를 수행하는 경우에도 다른 발전 장치를 통해 전기를 생산할 수 있어, 조류 발전을 지속적으로 수행할 수 있는 효과를 가지며, 필요한 발전용량에 맞게 복수개의 발전 장치를 설치 구동함으로써 저속의 조류/해류에도 발전 가능한 효과를 갖는다.
본 발명의 발전 장치는 태양광 발전이나 풍력 발전에 비해 훨씬 적은 설치 면적에서 고효율의 발전이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 저속의 조류에서도 하우징을 통하여 2m/s 이상의 조류로 증폭시킬 수 있으며, 증폭된 조류를 통해 조류 발전을 수행할 수 있는 효과를 가진다.
지금까지 본 발명의 저속의 조류/해류에서도 발전 가능한 발전 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러가지 실시변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한설명 보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 하우징 102: 지주대
103: 방향타 201: 스크루(Screw)
202: 방향판 203: 제1 샤프트
204: 베벨기어 205: 베벨기어 박스
206: 제2 샤프트 207: 샤프트 고정장치
208: 베벨기어박스 고정장치 301: 휠기어
302: 감속기 303: 터빈
304: 인버터 305: 변압기
306: 송전로
307: 에너지저장시스템(ESS: Energy Storage System)
308: 조류 방향 센서 309: 스트링 기어
310: 컨트롤 판넬 401: 구조물
402: 지지대 403: 계류장치
501: 이송장치 502: 고정장치
503: 가이드부 600: 수소생산설비
601: 수전해 장치 602: 제1 압축기
603: 제2 압축기 604: 저장탱크
605: 이송배관 606: 수소튜브

Claims (8)

  1. 부유식 또는 고정식 구조물의 하부에 형성되는 지주대;
    상기 지주대에 연결 설치되고 조류 방향에 따라 회전 가능하도록 회전 구조로 형성되며, 조류 및 해류의 이동통로가 되면서 조류 및 해류의 속도를 증폭시켜주는 하우징;
    상기 하우징의 방향을 조류의 방향에 맞추어 돌려주는 방향타;
    상기 하우징 내에서 증폭된 조류를 받아 샤프트를 돌려주는 스크루;
    상기 스크루를 통과한 와류의 흐름을 직선으로 유지시키는 방향판;
    상기 스크루의 회전에 의해 회전 구동되며 일단에 베벨기어를 구비하는 제1 샤프트;
    상기 제1 샤프트의 베벨기어와 맞물리는 베벨기어가 일단에 구비되고 상기 제1 샤프트의 회전운동을 터빈에 전달하는 제2 샤프트;
    상기 하우징에 설치되며 제1 샤프트를 고정시키는 샤프트 고정 장치; 및
    제1 샤프트의 베벨기어와 제2 샤프트의 베벨기어가 내부에 수용되어 설치되는 베벨기어 박스를 하우징에 고정시켜주는 고정장치를 포함하며;
    상기 하우징을 통해 조류의 속도를 증폭시켜 발전하는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은,
    저속의 조류를 수집하는 수집부;
    수집된 조류를 압축하여 상기 스크루가 있는 곳으로 유도하는 유도부; 및
    상기 압축되어 속도가 증폭된 조류가 스크루를 회전시키며 통과하는 통로부를 포함하며;
    상기 압축부는 상기 수집부에서 통로부로 단면이 테이퍼진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물은,
    상기 제2 샤프트의 다른 끝단에 연결되는 휠기어;
    상기 휠기어에 연결되며 휠기어와 터빈의 회전수를 조정하는 감속기; 및
    상기 감속기에 연결되며 스크루의 회전운동을 통해 전기를 생산하는 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물이 조류나 해류에 떠밀려 가지 않도록 고정하는 고정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징 및 스크루의 정비나 또는 태풍 등에 의한 파손 방지를 위하여 하우징 및 지주대가 구조물 내부에 수용되도록 상하 이동이 가능하도록 하는 이송장치와, 이송된 하우징을 구조물에 고정시키는 고정장치와, 하우징이 상하 이동시 흔들리지 않도록 가이드하여 잡아주는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물은,
    상기 하우징의 조류 방향에 맞추어 회전할 수 있도록 조류방향을 확인하는 조류방향 센서;
    상기 조류방향 센서를 통해 확인된 조류의 흐름 방향에 맞추어 상기 하우징의 방향을 회전시키는 스트링 기어;
    상기 스트링기어와 연동하여 자동으로 하우징의 방향을 조절하는 컨트롤 판넬을 포함하는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물에 복수개의 발전 장치를 연결 설치할 수 있으며;
    복수개의 발전 장치 중 어느 하나의 발전 장치가 정비를 위해 구조물에 수용되는 경우에도 다른 발전 장치를 통해 전기를 생산할 수 있어, 조류 발전을 지속적으로 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 구조물에는,
    상기 발전 장치를 통해 생산된 전기를 저장하는 에너지저장시스템;
    상기 에너지저장 시스템으로부터 전기를 공급받아 해수를 전기분해하여 수소를 발생시키는 수전해 장치;
    발생된 수소를 1차 압축하는 제1 압축기;
    제1 압축기를 통해 1차 압축된 수소를 고압으로 압축시키는 제2 압축기;
    제2 압축기를 통해 압축된 수소를 저장하는 압력탱크; 및
    압축된 수소를 이송하는 이송배관을 포함하는 수소 생산을 위한 수소 생산설비가 연결 구비되는 것을 특징으로 하는 저속의 조류 및 해류에서도 발전 가능한 발전 장치.
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