WO2020111419A1 - Lid 기반 에너지 자립형 발전 방법 및 시스템 - Google Patents

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권순철
조남주
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(주)케이워터크레프트
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Definitions

  • the present invention relates to an LID-based energy independent power generation method and system.
  • domestic power supply is a centralized energy supply system or nuclear power plant, which accounts for about 30% of the power supply, causes accidents and breakdowns every year, and there is little response to peak times or power outages.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is a method and system for optimizing energy efficiency by using a smart grid and a power storage device and supplying emergency power during a peak or power outage as a large-scale power outage and eco-friendly regional distributed green energy supply system. To provide.
  • the LID-based energy self-sustaining power generation system proposed in the present invention stores rainwater or seawater that has passed through a LID (Low Impact Development) facility in a storage tank, and screens, sediment filters, UV and membrane filters inside the storage tank. Filtering and purifying the sediment through the advanced water purification tank performing the treatment process for each use of water, filtered and purified water is introduced to generate clean hydrogen through hydrogen electrolysis using solar energy, and purifying the generated hydrogen
  • the photovoltaic water receiving tank that converts and stores high purity clean hydrogen and clean hydrogen flows in and transfers the energy converted through the fuel cell and the energy generated from the solar collector to the BMS (Battery Management System), and automatically controls It includes energy production and storage tanks that produce and store energy through interlocking with the system.
  • the advanced water purification tank is first filtered through the screen inside the reservoir tank after the stormwater or seawater that has passed through the LID facility, secondly filtered through the sedimentation filter, and then thirdly filtered and purified through the UV and membrane filters.
  • the treatment process for each use of water in the advanced water purification tank includes a continuous process of agglomeration/precipitation, filtration, activated carbon adsorption, reverse osmosis, and advanced oxidation, depending on the treatment level of the target value, optimal injection concentration, light intensity, contact time, and characteristics of water quality factors. Use a reactor designed accordingly.
  • the photovoltaic power receiving tank analyzes the efficiency of generating solar power compared to the power required for electrolysis of hydrogen and periodically injects a predetermined amount of clean hydrogen into an energy production and storage tank through an automatic control system.
  • the power generated through the fuel cell stack is stored through the energy storage system and can be used as an emergency power.
  • the energy production and storage panel panels are used to evaluate the storage status of the surplus power produced in the fuel cell. , It uses bi-directional PCS that converts and converts electricity produced by direct current into alternating current.
  • the LID-based self-supporting power generation method proposed in the present invention stores rainwater or seawater that has passed through a low impact development (LID) facility through an advanced water purification tank in a storage tank, and a screen inside the storage tank, Filtering and purifying the sediment through the sediment filter, UV and membrane filter to perform the treatment process for each use of water, and filtered and purified water through the photovoltaic water tank to clean through hydrogen electrolysis using solar energy Generating hydrogen, converting the generated hydrogen into high purity clean hydrogen through a hydrogen purification process and storing it, and clean hydrogen is introduced through an energy production and storage tank, and energy converted through a fuel cell and generated from a solar heat collector And transferring energy to a battery management system (BMS) and producing and storing energy through interworking with an automatic control system.
  • LID low impact development
  • a large-scale blackout preparation and an eco-friendly regional distributed green energy supply system can optimize energy efficiency by using a smart grid and a power storage device and supply emergency power during peak hours or power outages.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an LID-based energy independent power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of an advanced water purification tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing the configuration of a solar power receiving tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of an energy production and storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an LID-based energy self-sustaining power generation method according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a large-scale power outage and eco-friendly regional distributed green energy supply system that utilizes a smart grid and a power storage device to optimize energy efficiency and provide an LID-based energy self-sustaining power generation system that can supply emergency power during peak hours or power outages.
  • High water purification is performed by storing rainwater and seawater, and hydrogen is generated using a water electrolysis device.
  • the generated clean hydrogen is stored in a hydrogen tank and generates electricity through a fuel cell.
  • the generated energy is stored in an energy storage system along with solar energy using solar panels, and all processes are controlled through an automatic control panel.
  • the LID (Low Impact Development) based energy self-sustaining power generation system includes an advanced water purification tank, a solar power receiving tank, and an energy production and storage tank.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an LID energy self-supporting power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • the LID energy self-supporting power generation system includes an advanced water purification tank 110, a Taeanggwang water receiving tank 120, and an energy production and storage tank 130.
  • the advanced water purification tank 110 stores rainwater or seawater that has passed through the LID (Low Impact Development) facility in the water storage tank 111, and the screen 112 inside the water storage tank, the sedimentation filter 113, the UV 114, and The precipitate is filtered and purified through the membrane filter 115 to perform a treatment process for each use of water.
  • LID Low Impact Development
  • Rainwater or seawater that has passed through the LID facility is first filtered through a screen 112 inside the reservoir tank 111, and secondly filtered through a sedimentation filter 113, followed by UV 114 and membrane filter 115. Through the third filtration and purification.
  • the treatment process for each use of water includes a continuous process of agglomeration/precipitation, filtration, activated carbon adsorption, reverse osmosis, and advanced oxidation, and the reactor is designed according to the characteristics of the target treatment level, optimal injection concentration, light intensity, contact time, and water quality factors. To use.
  • the Taeangwang water electrolysis tank 120 generates filtered hydrogen through hydrogen electrolysis of the water electrolysis system 121 using the photovoltaic energy 122 by introducing filtered and purified water into the hydrogen purification process. It is converted to high purity clean hydrogen through and stored in the hydrogen tank 123.
  • the energy production and storage tank 130 transfers the energy converted through the fuel cell 131 when clean hydrogen flows in and energy generated by the solar heat collecting plate 122 to the battery management system (BMS) 132, and automatically controls the energy. Energy is produced through interworking with the system 124 and the generated energy is stored in the energy storage system 133.
  • BMS battery management system
  • the power generated through the fuel cell 132 stack is stored through the energy storage system 133, can be used as an emergency power, and surplus produced in the fuel cell 131 through the panel of the energy production and storage tank 130 It uses bi-directional PCS that evaluates the storage state of power and converts and converts the power produced by direct current into alternating current. 2 to 4, the LID-based energy self-supporting power generation system will be described in more detail.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of an advanced water purification tank according to an embodiment of the present invention.
  • Rainwater or seawater that has passed through the LID facility is stored in a reservoir tank through a flow meter 221 through an intake pump 210, and sediment is filtered in the pretreatment tank 230. In other words, it is primarily filtered through a screen inside the reservoir tank. Subsequently, it is secondly filtered through the precipitation filter of the pretreatment tank 230 and then filtered and purified through a flowmeter 222 through a UV 240 and a membrane filter 250. Focusing on the treatment process for each use of water, the treatment process consists of a continuous process of coagulation/precipitation, filtration, adsorption of activated carbon, reverse osmosis, and high oxidation.
  • the reactor was designed considering the treatment level of the target value, optimal injection concentration, light intensity, contact time, and characteristics of each water quality factor. In addition, it is possible to maintain the system performance with high efficiency for a long time by manually controlling the control and maintenance time points for each target material of the individual unit element system.
  • pollutants of rainwater and seawater contain various pollutants such as material that flew from the surrounding land or materials that have been washed away by corrosion, such as E. coli and bacteria.
  • the advanced water treatment unit processes include coagulation-sedimentation, filtration, activated carbon adsorption, advanced oxidation (AOP), and separation membrane (MF/UF/RO). Therefore, it has the advantage of prolonging filter life and reducing power consumption.
  • the main treatment target is classified into organic substances, trace organic substances, trace pollutants, salinity, hardness, microorganisms, viruses, etc. according to water quality characteristics, and selects an optimal unit process applicable according to water quality characteristics Should be.
  • the safety and economic efficiency of the membrane filtration process are secured through precision filtration and ultrafiltration of the pathogenic microorganism expression risk target during transportation, and the combination of activated carbon, membrane filtration, and high-oxidation is targeted for the risk of developing organic and trace organic matter. Through this, it is possible to secure the economics of the activated carbon adsorption process and to reduce operating costs through improving the operation method of the membrane filtration process (active control). Economic efficiency is secured through the composition of microfiltration/nanofiltration processes targeted for hardness, salinity, or heavy metals and viruses in water intake.
  • FIG 3 is a view showing the configuration of a solar power receiving tank according to an embodiment of the present invention.
  • the purified water is introduced into the water electrolysis system 310 and hydrogen electrolysis is performed, thereby generating clean hydrogen.
  • the water electrolysis process is efficiently operated through the solar energy of the solar heat collecting plate 311.
  • the generated hydrogen is converted to clean hydrogen of high purity through a process of hydrogen purification 330 through MFC 321 and stored 340 in a hydrogen tank through MFC 322.
  • a certain amount of hydrogen is periodically injected into the energy production and storage tank through an automatic control system. It analyzes the efficiency of solar power generation compared to the power required at the time of power reception and operates it efficiently through an automatic control system.
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of an energy production and storage tank according to an embodiment of the present invention.
  • the energy converted from the injected hydrogen through the fuel cell 410 and the energy generated from the solar heat collecting plate 420 are transferred to the BMS 430, and an optimal energy production and storage process is operated through interworking with an automatic control system. do.
  • the power generated through the fuel cell 410 stack is stored through the energy storage system 440 and may be used as emergency power. According to an embodiment of the present invention, it is possible to evaluate the storage state of surplus power produced in the fuel cell 410 through the panel of the energy production and storage tank, and uses bidirectional PCS to convert and store the power produced by direct current to alternating current.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an LID energy self-sustaining power generation method according to an embodiment of the present invention.
  • the LID energy self-sustaining power generation method stores the stormwater or seawater that has passed through the LID (Low Impact Development) facility through an advanced water purification tank in a storage tank, and filters the sediment through a screen, precipitation filter, UV and membrane filter inside the storage tank.
  • Step 510 of performing purified water treatment process for each use of water, filtered and purified water is introduced through a photovoltaic water tank to generate clean hydrogen through hydrogen electrolysis using solar energy, and generates the hydrogen.
  • Converting and storing high purity clean hydrogen through a purification process (520), and clean hydrogen is introduced through an energy production and storage tank to convert energy generated through a fuel cell and energy generated from a solar heat collecting plate to a BMS (Battery Management System) ), and generates and stores energy through interworking with an automatic control system (530 ).
  • BMS Battery Management System
  • step 510 the rainwater or seawater that has passed through the LID facility through the advanced water purification tank is stored in a storage tank, and the sediment is filtered and purified through a screen, a sedimentation filter, UV and membrane filters inside the storage tank, according to water use purpose.
  • the treatment process is performed.
  • Rainwater or seawater that has passed through the LID facility is first filtered through a screen inside the reservoir tank, second filtered through a sedimentation filter, then third filtered and purified through UV and membrane filters.
  • the treatment process for each use of water includes a continuous process of agglomeration/precipitation, filtration, activated carbon adsorption, reverse osmosis, and advanced oxidation, and the reactor is designed according to the characteristics of the target treatment level, optimal injection concentration, light intensity, contact time, and water quality factors. To use.
  • step 520 filtered and purified water is introduced through a solar water electrolysis tank to generate clean hydrogen through hydrogen electrolysis using solar energy, and the generated hydrogen is converted into high purity clean hydrogen through a hydrogen purification process. Convert and save.
  • the efficiency of solar power generation compared to the required power is analyzed, and a predetermined amount of clean hydrogen is periodically injected into the energy production and storage tank through an automatic control system.
  • step 530 clean hydrogen flows through the energy production and storage tank to transfer the energy converted through the fuel cell and energy generated by the solar heat collecting plate to the BMS, and produce energy through interworking with an automatic control system. To save.
  • the power generated through the fuel cell stack is stored through an energy storage system, can be used as emergency power, evaluates the storage state of surplus power produced in the fuel cell through the panel of the energy production and storage tank, and is produced by direct current. It uses bi-directional PCS that converts and converts power into alternating current.
  • the device described above may be implemented with hardware components, software components, and/or combinations of hardware components and software components.
  • the devices and components described in the embodiments include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors (micro signal processors), microcomputers, field programmable arrays (FPAs), It may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions.
  • the processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include.
  • the processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller.
  • other processing configurations such as parallel processors, are possible.
  • the software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device.
  • Software and/or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device.
  • the software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
  • the method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded in the medium may be specially designed and configured for the embodiments or may be known and usable by those skilled in computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • -Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.

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Abstract

LID 기반 에너지 자립형 발전 방법 및 시스템이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 LID 기반 에너지 자립형 발전 시스템은 LID(Low Impact Development) 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 고도 정수조, 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장하는 태양광 수전해조 및 청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS(Battery Management System)로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장하는 에너지 생산 및 저장조를 포함한다.

Description

LID 기반 에너지 자립형 발전 방법 및 시스템
본 발명은 LID 기반 에너지 자립형 발전 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도시 물순환 체계 파괴 등을 대비하기 위해 도시물 순환 건전화 및 분산형 물관리 체계 구축 관련 연구는 활발히 진행되고 있으나 현재 집수된 우수의 활용을 위한 효율적인 시스템 및 기술이 부족한 실정이다. 또한 국내의 전력 공급은 중앙 집중형 에너지 공급 시스템이나 공급 전력의 약 30%를 차지하고 있는 핵발전소는 매년 사고와 고장이 발생하며 피크 시간이나 정전 시에 대한 대응이 미비한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대규모 정전 대비 및 친환경적인 지역 분산형 그린 에너지 공급 시스템으로 스마트 그리드와 전력 저장장치를 활용하여 에너지 효율을 최적화하고 피크시간이나 정전 시 비상전원을 공급하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 LID 기반 에너지 자립형 발전 시스템은 LID(Low Impact Development) 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 고도 정수조, 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장하는 태양광 수전해조 및 청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS(Battery Management System)로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장하는 에너지 생산 및 저장조를 포함한다.
고도 정수조는 LID 시설을 통과한 우수 또는 해수가 저수 탱크 내부의 스크린을 통해 1차 여과되고, 침전 필터를 통해 2차 여과된 후 UV 및 멤브레인 필터를 통해 3차 여과 및 정수된다.
고도 정수조의 용수 사용 용도별 처리 공정은 응집/침전, 여과, 활성탄 흡착, 역삼투, 고도 산화의 연속 공정을 포함하고, 목표치의 처리수준, 최적 주입농도, 빛 세기, 접촉 시간, 수질 인자별 특성에 따라 설계된 반응기를 이용한다.
태양광 수전해조는 수소 전기 분해 시 필요 전력 대비 태양광 전력 발생 효율을 분석하여 자동 제어 시스템을 통해 미리 정해진 양의 청정 수소를 주기적으로 에너지 생산 및 저장조로 주입한다.
에너지 생산 및 저장조는 연료전지 스택을 통해 발생된 전력은 에너지 저장 시스템을 통해 저장되고, 비상 전력으로 사용 가능하며, 에너지 생산 및 저장조의 패널을 통해 연료전지에서 생산된 잉여 전력의 저장 상태를 평가하고, 직류로 생산된 전력을 교류로 전환하여 저장하는 양방향 PCS를 이용한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 LID 기반 에너지 자립형 발전 방법은 고도 정수조를 통해 LID(Low Impact Development) 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 단계, 태양광 수전해조를 통해 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장하는 단계 및 에너지 생산 및 저장조를 통해 청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS(Battery Management System)로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 대규모 정전 대비 및 친환경적인 지역 분산형 그린 에너지 공급 시스템으로 스마트 그리드와 전력 저장장치를 활용하여 에너지 효율을 최적화하고 피크시간이나 정전 시 비상전원을 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LID 기반 에너지 자립형 발전 시스템 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고도 정수조의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 수전해조의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 생산 및 저장조의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LID 기반 에너지 자립형 발전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 대규모 정전 대비 및 친환경적인 지역 분산형 그린 에너지 공급 시스템으로 스마트 그리드와 전력 저장장치를 활용하여 에너지 효율을 최적화하고 피크시간이나 정전 시 비상전원을 공급할 수 있는 LID 기반 에너지 자립형 발전 시스템에 관한 것이다. 우수 및 해수를 저류시켜 고도 정수처리를 실시하고 수전해 장치를 이용하여 수소를 발생시킨다. 발생된 청정 수소는 수소 탱크에 저장 및 연료전지를 통해 전력을 생산한다. 발전된 에너지는 태양광 패널을 활용한 태양열 에너지와 함께 에너지 저장 시스템에 저장되며 모든 프로세스는 자동 제어 판넬을 통해 제어된다. LID(Low Impact Development) 기반 에너지 자립형 발전 시스템은 고도 정수조, 태양광 수전해조 및 에너지 생산 및 저장조를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LID 에너지 자립형 발전 시스템 개략도이다.
LID 에너지 자립형 발전 시스템은 고도 정수조(110), 태앙광 수전해조(120) 및 에너지 생산 및 저장조(130)를 포함한다.
고도 정수조(110)는 LID(Low Impact Development) 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크(111)에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린(112), 침전 필터(113), UV(114) 및 멤브레인 필터(115)를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행한다.
LID 시설을 통과한 우수 또는 해수가 저수 탱크(111) 내부의 스크린(112)을 통해 1차 여과되고, 침전 필터(113)를 통해 2차 여과된 후 UV(114) 및 멤브레인 필터(115)를 통해 3차 여과 및 정수된다.
용수 사용 용도별 처리 공정은 응집/침전, 여과, 활성탄 흡착, 역삼투, 고도 산화의 연속 공정을 포함하고, 목표치의 처리수준, 최적 주입농도, 빛 세기, 접촉 시간, 수질 인자별 특성에 따라 설계된 반응기를 이용한다.
태앙광 수전해조(120)는 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지(122)를 이용한 수전해 시스템(121)의 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 수소 탱크(123)에 저장한다.
수소 전기 분해 시 필요 전력 대비 태양광 전력 발생 효율을 분석하여 자동 제어 시스템(124)을 통해 미리 정해진 양의 청정 수소를 주기적으로 에너지 생산 및 저장조(130)로 주입한다.
에너지 생산 및 저장조(130)는 청정 수소가 유입되어 연료전지(131)를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판(122)에서 발생된 에너지를 BMS(Battery Management System)(132)로 전달하고, 자동 제어 시스템(124)과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 생성된 에너지를 에너지 저장 시스템(133)에 저장한다.
연료전지(132) 스택을 통해 발생된 전력은 에너지 저장 시스템(133)을 통해 저장되고, 비상 전력으로 사용 가능하며, 에너지 생산 및 저장조(130)의 패널을 통해 연료전지(131)에서 생산된 잉여 전력의 저장 상태를 평가하고, 직류로 생산된 전력을 교류로 전환하여 저장하는 양방향 PCS를 이용한다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 LID 기반 에너지 자립형 발전 시스템에 대해 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고도 정수조의 구성을 나타내는 도면이다.
LID 시설을 통과한 우수나 해수가 취수 펌프(210)를 통해 유량계(221)를 거쳐 저수 탱크에 저류되고, 전처리조(230)에서 침전물이 걸러진다. 다시 말해, 저수 탱크 내부의 스크린을 통해 1차 여과된다. 이후 전처리조(230)의 침전 필터를 통해 2차 여과된 후 유량계(222)를 거쳐 UV(240)와 멤브레인 필터(250)를 통해 3차 여과 및 정수된다. 용수 사용 용도별 처리 공정에 대해 중점을 두었으며 처리 공정에는 응집/침전, 여과, 활성탄 흡착, 역삼투, 고도 산화의 연속 공정으로 이루어진다. 목표치의 처리수준, 최적 주입농도, 빛 세기, 접촉 시간, 수질 인자별 특성을 고려하여 반응기를 설계하였다. 또한 개별 단위 요소 시스템의 처리 목표 물질별 제어 및 유지관리 시점을 매뉴얼화시켜 시스템의 성능을 장시간동안 고효율로 유지시킬 수 있다.
고도 정수의 연속공정에서, 우수 및 해수의 오염물질에는 주변대지에서 날아든 물질이나 부식으로 씻겨 들어온 물질 등의 다양한 영양물질, 대장균, 박테리아와 같은 많은 오염물질들이 존재한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 유입원수의 오염 정도를 파악하여 오염원 종류, 농도, 유량, 이용용도에 따라 원수 재이용을 위한 가변운전 가능한 단위공정 조합방안을 제안한다. 고도 정수처리 단위공정으로는 응집-침전공정, 여과공정, 활성탄흡착, 고도산화(AOP), 분리막(MF/UF/RO)등의 기술으로, 개발된 알고리즘에 따라 단위공정들을 최적조합 운영 가능하도록 하여 필터수명장기화 및 전력소비량 감소의 장점이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수질특성에 따라 주처리 대상을 유기물질, 미량유기물질, 미량오염물질, 염도, 경도, 미생물, 바이러스 등으로 구분하고 수질특성에 따른 적용 가능한 최적의 단위공정을 선정해야 한다. 운수 중 병원성 미생물 발현 위험대상을 정밀 여과 및 한외여과 중심으로 공정구성을 통하여 막여과 공정의 안정성 및 경제성을 확보하며, 유기물질 및 미량유기물질 발현위험 대상을 활성탄, 막여과, 고도산화의 조합구성을 통하여 활성탄 흡착공정의 경제성을 확보하고 막여과 공정의 운영방안개선(능동형 제어)을 통해 운영비용을 절감할 수 있다. 취수 원수 중 경도 및 염도 또는 중금속, 바이러스 발현 대상 정밀여과/나노여과 공정의 구성을 통해 경제성을 확보한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 수전해조의 구성을 나타내는 도면이다.
정수된 용수는 수전해 시스템(310)으로 유입되어 수소 전기 분해가 실시되며 이를 통해 청정수소가 발생된다. 수전해 프로세스는 태양광 집열판(311)의 태양광 에너지를 통해 효율적으로 운용된다. 발생된 수소는 MFC(321)를 통해 수소 정제(330) 과정을 거쳐 고순도의 청정 수소로 변환되고, MFC(322)를 통해 수소 탱크에 저장(340)된다. 수소 탱크에 저장된 후 자동 제어 시스템을 통하여 일정량의 수소가 주기적으로 에너지 생산 및 저장조로 주입된다. 수전해 시 필요 전력 대비 태양광 전력 발생 효율을 분석하여 자동 제어 시스템을 통해 효율적으로 운용한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 생산 및 저장조의 구성을 나타내는 도면이다.
주입된 수소가 연료전지(410)를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판(420)에서 발생된 에너지는 BMS(430)로 전달되며 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 최적의 에너지 생산 및 저장 공정이 운용된다. 연료전지(410) 스택을 통해 발생된 전력은 에너지 저장 시스템(440)을 통해 저장되며 비상 전력으로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 에너지 생산 및 저장조의 패널을 통해 연료전지(410)에서 생산된 잉여 전력의 저장 상태를 평가할 수 있으며 직류로 생산된 전력을 교류로 전환하여 저장하는 양방향 PCS를 이용한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LID 에너지 자립형 발전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
LID 에너지 자립형 발전 방법은 고도 정수조를 통해 LID(Low Impact Development) 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 단계(510), 태양광 수전해조를 통해 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장하는 단계(520) 및 에너지 생산 및 저장조를 통해 청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS(Battery Management System)로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장하는 단계(530)를 포함한다.
단계(510)에서, 고도 정수조를 통해 LID 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행한다.
LID 시설을 통과한 우수 또는 해수가 저수 탱크 내부의 스크린을 통해 1차 여과되고, 침전 필터를 통해 2차 여과된 후 UV 및 멤브레인 필터를 통해 3차 여과 및 정수된다. 용수 사용 용도별 처리 공정은 응집/침전, 여과, 활성탄 흡착, 역삼투, 고도 산화의 연속 공정을 포함하고, 목표치의 처리수준, 최적 주입농도, 빛 세기, 접촉 시간, 수질 인자별 특성에 따라 설계된 반응기를 이용한다.
단계(520)에서, 태양광 수전해조를 통해 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장한다.
수소 전기 분해 시 필요 전력 대비 태양광 전력 발생 효율을 분석하여 자동 제어 시스템을 통해 미리 정해진 양의 청정 수소를 주기적으로 에너지 생산 및 저장조로 주입한다.
단계(530)에서, 에너지 생산 및 저장조를 통해 청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장한다.
연료전지 스택을 통해 발생된 전력은 에너지 저장 시스템을 통해 저장되고, 비상 전력으로 사용 가능하며, 에너지 생산 및 저장조의 패널을 통해 연료전지에서 생산된 잉여 전력의 저장 상태를 평가하고, 직류로 생산된 전력을 교류로 전환하여 저장하는 양방향 PCS를 이용한다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. LID(Low Impact Development) 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 고도 정수조;
    여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장하는 태양광 수전해조; 및
    청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS(Battery Management System)로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장하는 에너지 생산 및 저장조
    를 포함하는 LID 에너지 자립형 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    고도 정수조는,
    LID 시설을 통과한 우수 또는 해수가 저수 탱크 내부의 스크린을 통해 1차 여과되고, 침전 필터를 통해 2차 여과된 후 UV 및 멤브레인 필터를 통해 3차 여과 및 정수되는
    LID 에너지 자립형 발전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    고도 정수조는,
    용수 사용 용도별 처리 공정은 응집/침전, 여과, 활성탄 흡착, 역삼투, 고도 산화의 연속 공정을 포함하고, 목표치의 처리수준, 최적 주입농도, 빛 세기, 접촉 시간, 수질 인자별 특성에 따라 설계된 반응기를 이용하는
    LID 에너지 자립형 발전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    태양광 수전해조는,
    수소 전기 분해 시 필요 전력 대비 태양광 전력 발생 효율을 분석하여 자동 제어 시스템을 통해 미리 정해진 양의 청정 수소를 주기적으로 에너지 생산 및 저장조로 주입하는
    LID 에너지 자립형 발전 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    에너지 생산 및 저장조는,
    연료전지 스택을 통해 발생된 전력은 에너지 저장 시스템을 통해 저장되고, 비상 전력으로 사용 가능하며, 에너지 생산 및 저장조의 패널을 통해 연료전지에서 생산된 잉여 전력의 저장 상태를 평가하고, 직류로 생산된 전력을 교류로 전환하여 저장하는 양방향 PCS를 이용하는
    LID 에너지 자립형 발전 시스템.
  6. 고도 정수조를 통해 LID(Low Impact Development) 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 단계;
    태양광 수전해조를 통해 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장하는 단계; 및
    에너지 생산 및 저장조를 통해 청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS(Battery Management System)로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장하는 단계
    를 포함하는 LID 에너지 자립형 발전 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    고도 정수조를 통해 LID 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 단계는,
    LID 시설을 통과한 우수 또는 해수가 저수 탱크 내부의 스크린을 통해 1차 여과되고, 침전 필터를 통해 2차 여과된 후 UV 및 멤브레인 필터를 통해 3차 여과 및 정수되는
    LID 에너지 자립형 발전 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    고도 정수조를 통해 LID 시설을 통과한 우수 또는 해수를 저수 탱크에 저장하고, 저수 탱크 내부의 스크린, 침전 필터, UV 및 멤브레인 필터를 통해 침전물을 여과 및 정수하여 용수 사용 용도별 처리 공정을 수행하는 단계는,
    용수 사용 용도별 처리 공정은 응집/침전, 여과, 활성탄 흡착, 역삼투, 고도 산화의 연속 공정을 포함하고, 목표치의 처리수준, 최적 주입농도, 빛 세기, 접촉 시간, 수질 인자별 특성에 따라 설계된 반응기를 이용하는
    LID 에너지 자립형 발전 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    태양광 수전해조를 통해 여과 및 정수된 용수가 유입되어 태양광 에너지를 이용한 수소 전기 분해를 통해 청정수소를 발생시키고, 발생된 수소를 수소 정제 과정을 통해 고순도의 청정 수소로 변환하여 저장하는 단계는,
    수소 전기 분해 시 필요 전력 대비 태양광 전력 발생 효율을 분석하여 자동 제어 시스템을 통해 미리 정해진 양의 청정 수소를 주기적으로 에너지 생산 및 저장조로 주입하는
    LID 에너지 자립형 발전 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    에너지 생산 및 저장조를 통해 청정 수소가 유입되어 연료전지를 통해 변환된 에너지와 태양광 집열판에서 발생된 에너지를 BMS로 전달하고, 자동 제어 시스템과의 연동을 통해 에너지를 생산하고 저장하는 단계는,
    연료전지 스택을 통해 발생된 전력은 에너지 저장 시스템을 통해 저장되고, 비상 전력으로 사용 가능하며, 에너지 생산 및 저장조의 패널을 통해 연료전지에서 생산된 잉여 전력의 저장 상태를 평가하고, 직류로 생산된 전력을 교류로 전환하여 저장하는 양방향 PCS를 이용하는
    LID 에너지 자립형 발전 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230040981A1 (en) * 2021-08-06 2023-02-09 KWaterCraft Co., Ltd. Self-contained hydrogen power system for electric car charging station

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400061B1 (ko) * 2020-07-13 2022-05-24 부경대학교 산학협력단 내수면 양식장용 에너지 자립형 발전 시스템
KR102384331B1 (ko) * 2020-07-15 2022-04-11 (주)케이워터크레프트 에너지 자립형 수소발전 시스템 일체형 스마트양식장
KR102395381B1 (ko) * 2020-07-16 2022-05-11 (주)케이워터크레프트 에너지 자립형 수소발전 시스템 일체형 스마트팜

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776353B1 (ko) * 2006-10-31 2007-11-15 한국전력공사 수소에너지를 이용한 독립형 에너지 시스템
KR20120114182A (ko) * 2011-04-06 2012-10-16 (주) 테크윈 해수전해 및 연료전지 복합시스템
KR101343032B1 (ko) * 2013-07-29 2013-12-18 조영숙 태양광 전지를 이용한 연료전지 발전 장치 및 이를 적용한 가로등
KR20170008401A (ko) * 2015-07-14 2017-01-24 장희철 에너지 순환형 하이브리드 전력 공급 시스템을 위한 통합 전원 분배 장치
JP2018085862A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社日立製作所 電力供給安定化システムおよび再生エネルギ発電システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100416709B1 (ko) * 2001-03-06 2004-01-31 대한주택공사 정수 방법 및 그 시스템
JP2003257443A (ja) * 2002-02-28 2003-09-12 Ebara Corp 自然エネルギー発電装置と燃料電池を有する自己完結型発電システム
KR20160085101A (ko) * 2015-01-07 2016-07-15 재단법인 한국계면공학연구소 하수 우수 종합처리방법 및 이를 이용한 처리 시스템
CN105130068A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 无锡华虹信息科技有限公司 一种废水净化回收再利用系统及其应用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776353B1 (ko) * 2006-10-31 2007-11-15 한국전력공사 수소에너지를 이용한 독립형 에너지 시스템
KR20120114182A (ko) * 2011-04-06 2012-10-16 (주) 테크윈 해수전해 및 연료전지 복합시스템
KR101343032B1 (ko) * 2013-07-29 2013-12-18 조영숙 태양광 전지를 이용한 연료전지 발전 장치 및 이를 적용한 가로등
KR20170008401A (ko) * 2015-07-14 2017-01-24 장희철 에너지 순환형 하이브리드 전력 공급 시스템을 위한 통합 전원 분배 장치
JP2018085862A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社日立製作所 電力供給安定化システムおよび再生エネルギ発電システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230040981A1 (en) * 2021-08-06 2023-02-09 KWaterCraft Co., Ltd. Self-contained hydrogen power system for electric car charging station

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