WO2020235842A1 - Building-type pumped storage power generation system - Google Patents

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WO2020235842A1
WO2020235842A1 PCT/KR2020/006065 KR2020006065W WO2020235842A1 WO 2020235842 A1 WO2020235842 A1 WO 2020235842A1 KR 2020006065 W KR2020006065 W KR 2020006065W WO 2020235842 A1 WO2020235842 A1 WO 2020235842A1
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power generation
water tank
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pumped
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PCT/KR2020/006065
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박범훈
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Park Beomhum
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    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Definitions

  • the present invention builds a transmission system that enables transmission of electricity by connecting the generated electricity to the grid-connected system to a pumped-up power generation system that connects and controls a plurality of drag-type hydraulic turbines by block, so that operation cannot be stopped at night. It is possible to generate electricity by efficiently using late-night electricity discarded from nuclear power plants or thermal power plants, and electricity that cannot be used but obtained through solar power generation.
  • FIG. 4 is a view showing to explain the configuration according to the shape of one side of the drag-type hydro turbine among the configuration of the building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • the pumped-up power generation system further equipped with a transmission system that enables transmission of electricity generated by connecting the generated electricity to the pumped-up power generation system 70 that connects and controls the above-described single or plurality of drag-type hydraulic turbines 50 by block.
  • the system 70 is also safe.

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The present invention relates to a building-type pumped storage power generation system, and more specifically, is in the form of a pumped storage power plant in which a building is equipped with an upper water tank and a lower water tank. The system has the effects wherein: a pumping system is used to pump power generation water from the lower water tank to the upper water tank by using late-night surplus electricity generated from a nuclear power plant or thermal power plant, and a power generation channel for power generation is created from the upper water tank to the lower water tank in the building, thus making it possible to generate power using the flow of water due to the slope of the power generation channel by opening a sluice gate of the upper water tank when electricity is needed; a drag-type rotor and a generator are connected, on one side of the power generation channel connecting the upper water tank to the lower water tank in the building, by a power transmission device, such as an overdrive gear, a belt or chain, or a sprocket gear, and a large number of drag-type water turbines for generating electricity through a control system controlling the operation of the generator are installed, thus allowing power to be generated using the flow of water in the power generation channel; and the power generation channel installed in the building is arranged in an appropriate position, thus allowing the interior of the building to be utilized in various ways.

Description

건물형 양수발전시스템Building type pumping power generation system
본 발명은 건물에 상부수조와 하부수조를 갖춘 양수발전소의 형태로, 펌핑시스템을 이용하여 원자력발전소나 화력발전소에서 발전된 심야의 잉여전기를 이용하여 하부수조에서 상부수조로 발전용수를 펌핑하고, 건물의 상부수조에서 하부수조로 발전을 위한 발전수로를 만들어 줌으로써, 전기가 필요한 시간에 상부수조의 수문을 개방하여 발전수로의 경사로 인한 물의 흐름을 이용하여 발전할 수 있고, 건물의 상부수조에서 하부수조로 연결되는 발전수로의 일측에 항력형 로터와 발전기를 증속기어, 벨트 또는 체인, 스프라켓 기어와 같은 동력전달장치로 연결하고, 발전기의 작동을 제어하는 제어시스템을 통하여 전기를 발생시켜 주는 다수의 항력형 수력터빈을 설치하여 줌으로써, 발전수로의 용수의 흐름을 이용하여 발전할 수 있으며, 원자력발전소나 화력발전소 건설시 최소 하나의 양수발전소를 건설하는 것이 필요한 상황이므로 원자력발전소나 화력발전소 인근의 용지의 적정한 곳에 설치하여 줌으로써, 자연의 훼손을 최소화할 수 있고, 건물 안에 설치되는 발전수로를 적당한 위치에 배치하여 줌으로써, 건물 내부의 활용을 다양하게 할 수 있으며, 다수의 항력형 수력터빈을 블록별로 연결하여 제어하는 양수발전시스템에 발전된 전기를 계통연계 시스템에 연결하여 송전할 수 있도록 하는 송전시스템을 구축하여 줌으로써, 심야에 가동을 멈출 수 없는 원자력발전소나 화력발전소에서 버려지는 심야전기와 태양광발전을 통하여 얻어지나 사용하지 못하는 전기를 효율적으로 이용하여 발전할 수 있고, 건물의 하부수조의 물은 펌핑시스템을 통해 상부수조로 이동하는 반복적인 과정을 통하여 발전함으로써, 적은 비용으로 많은 전력을 생산할 수 있음은 물론 양수발전시스템을 콤팩트화하여 아파트나 공장 등에 설치하여 사용할 수도 있는 건물형 양수발전시스템에 관한 기술이다.The present invention is in the form of a pumping power plant having an upper water tank and a lower water tank in a building, using a pumping system to pump power generation water from the lower water tank to the upper water tank by using late-night surplus electricity generated at a nuclear power plant or thermal power plant, and By creating a power generation channel for power generation from the upper water tank of the building to the lower water tank, the water gate of the upper water tank can be opened at the time when electricity is needed, and power can be generated using the flow of water due to the slope of the power generation channel. A number of drags that generate electricity through a control system that controls the operation of the generator by connecting the drag-type rotor and the generator to one side of the power generation channel connected by a power transmission device such as an increase gear, belt or chain, and sprocket gear. By installing a type hydro turbine, it is possible to generate electricity using the flow of water in the power generation channel. When constructing a nuclear power plant or thermal power plant, it is necessary to construct at least one pumping power plant. By installing it in an appropriate place, damage to nature can be minimized, and by arranging the power channel installed in the building in an appropriate position, the use of the inside of the building can be varied, and a number of drag-type hydro turbines can be connected by block. By constructing a transmission system that connects the generated electricity to the grid-connected system and transmits it to the pumped-out power generation system that is controlled by the system, it is possible to prevent late-night electricity and photovoltaic power from being discarded in nuclear power plants or thermal power plants that cannot be stopped at night. Power can be generated by efficiently using electricity that is obtained through but cannot be used, and the water in the lower tank of the building is generated through a repetitive process of moving to the upper tank through the pumping system, so that a lot of power can be produced at a low cost. Of course, it is a technology related to a building type pumping power generation system that can be installed and used in an apartment or factory by compacting the pumping power generation system.
수력발전은 화석연료를 이용한 화력발전, 핵연료를 이용한 원자력발전에 비해 일반적으로 발전용량이 작지만, 자연적인 유수의 유량, 상류와 하류의 낙차를 이용하여 발전을 하는 방식으로 별도의 화석연료의 소비가 없고, 방사능 위험으로부터 자유로우므로 친환경 에너지 자원으로 각광받고 있다.Hydroelectric power generation generally has a smaller power generation capacity than fossil fuel-based thermal power generation and nuclear power-based nuclear power generation, but it is a method of generating power by using natural flowing water flow, upstream and downstream drops. There is no, and it is free from radioactive risk, so it is in the spotlight as an eco-friendly energy resource.
수력발전은 수력터빈이 생산한 회전동력을 이에 커플링되는 발전기에 제공하여 발전기에서 전력을 생산한다.Hydroelectric power generates electric power from the generator by providing the rotational power produced by the hydro turbine to a generator coupled thereto.
일반적으로 소규모의 발전량을 가지는 소수력발전 예를 들어, 양수발전, 조력발전, 기타 자연하천에 설치되는 발전장치를 설치하는 방식 등에는 유수의 유량, 유속 등이 작다.In general, small-scale power generation with a small amount of power generation, such as pumped water power generation, tidal power generation, and other methods of installing power generation devices installed in natural rivers, have small flow rates and flow rates of running water.
따라서, 이러한 상황을 개선할 수 있는 구조를 가진 수력터빈을 이용한 양수발전시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a demand for the development of a pumped-up power generation system using a hydro turbine having a structure capable of improving this situation.
또한, 화석연료의 사용으로 인한 지구온난화 등의 환경문제를 고려하여 친환경 에너지매체로서 수소의 제조가 거론되고 있다. 특히 무한한 자원인 물로부터 낮은 비용으로 수소를 대량 생산할 수 있다면 에너지자원의 확보 면에서 획기적이라 할 것이다. 종래 설비 면에서 저렴한 수소제조방식은 물을 전기분해하여 수소를 얻는 것이다. 그러나 이러한 전기분해과정에 소요되는 전기에너지는 수소를 제조하여 이를 에너지화 하는데 소요되는 비용을 상회하는 문제점이 있다.In addition, in consideration of environmental issues such as global warming caused by the use of fossil fuels, the production of hydrogen as an eco-friendly energy medium has been discussed. In particular, if it is possible to mass-produce hydrogen from water, which is an infinite resource, at low cost, it will be a breakthrough in securing energy resources. In terms of conventional facilities, an inexpensive hydrogen production method is to obtain hydrogen by electrolyzing water. However, there is a problem in that the electric energy required for this electrolysis process exceeds the cost required to produce hydrogen and convert it into energy.
또한, 발전시스템에 있어서도 수력발전인 경우 발전에 사용된 물을 경제적으로 일부 양수하여 발전에 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 통상적으로 양수발전은 전력소비가 적은 야간에 물을 양수하였다가 발전에 이용하는 것으로 이러한 발전시스템에서 물을 높은 위치로 양수하기 위한 양수동력원은 발전시 생산되는 전력이다.In addition, in the power generation system, in the case of hydroelectric power generation, it is desirable to economically pump some of the water used for power generation so that it can be used for power generation. In general, pumped-up power generation pumps water at night when power consumption is low and then uses it for power generation. In such a power generation system, the pumping power source for pumping water to a high position is power produced during power generation.
즉, 수력발전은 높은 곳의 물이 가지고 있는 '위치에너지'를 이용해서 전기를 일으킨다. 즉, 물이 떨어지는 힘으로 수차(水車)를 돌리면, 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생하는 것이다. 수차에도 여러 가지 종류가 있으나, 대부분의 발전소에서는 물의 압력을 이용하는 프랜시스 수차가 쓰이고 있다.In other words, hydroelectric power generates electricity by using the'potential energy' of high water. In other words, when the water wheel is turned by the force of falling water, the generator attached to the axis of the water wheel rotates and electricity is generated. There are various types of aberrations, but in most power plants, Francis aberrations that use the pressure of water are used.
그러나 물의 낙차가 큰 곳에서는 분출시킨 물의 충동으로 회전시키는 펠톤 수차가 사용된다. 그밖에 프로펠러를 회전시키는 방식의 카플란 수차나 프로펠러 수차 등도 사용된다.However, in places where the water drop is large, the Pelton aberration, which rotates by the impulse of the ejected water, is used. In addition, Kaplan aberrations and propeller aberrations, which rotate the propeller, are also used.
우리나라의 팔당수력발전소와 같이 흐르는 물의 양은 많으나, 낙차가 적은 곳에는 발브(Bulb) 수차가 쓰인다.Like Korea's Paldang Hydroelectric Power Plant, the amount of water flowing is large, but in places where there is little drop, a bulb aberration is used.
이러한 수력발전의 장점으로는 자연적인 물위 위치에너지를 이용하여 발전을 함으로써, 화력발전에서와 같은 매연을 발생시키지 않아 오염이 적다는 것이다.The advantage of such hydropower generation is that it generates less pollution as it does not generate soot as in thermal power generation by generating power using natural potential energy on water.
또한, 지속적으로 에너지를 만들 수 있고, 발전장치의 운전비용이 적으며, 발전 소요시간도 짧은 장점이 있다.In addition, energy can be continuously generated, the operation cost of the power generation device is low, and the time required for power generation is also short.
이러한 장점에 반하여 물을 담아두는 댐을 건설하는데, 많은 비용이 소요되고, 넓은 지역에 걸쳐 담수를 하여야 되어 생태계 파괴는 물론 많은 역사유적과 함께 명승지가 침수되고 많은 사람이 고향을 잃는 실향민의 신세가 되는 문제점이 있는 것이다.Contrary to these advantages, it costs a lot of money to build a dam to store water, and because freshwater must be done over a wide area, the ecosystem is destroyed, as well as many historic sites and scenic spots are flooded and many people lose their hometown. There is a problem.
그리고 댐을 건설할 적당한 장소에 따른 제한과 함께 물의 양에 따라 에너지량이 달라진다는 단점이 있는 것이다.In addition, there is a disadvantage in that the amount of energy varies depending on the amount of water along with the limitation on the appropriate place to build the dam.
따라서, 적은 비용으로 일정한 에너지를 얻기 위한 방법으로 소형 수력발전기가 제안되어 왔다.Therefore, a small hydroelectric generator has been proposed as a method for obtaining constant energy at low cost.
한편, 대한민국 공개특허공보(2005-0111075, 2005. 11. 24)에 개시되어 있는 바에 의하면, 스크류식 양수처리한 기술 종래 기술은 양수기로 저수장에 심야에 양수하여 주간 배전함에 양수전력 소모가 많음으로 경제성 문제점이 있었다.On the other hand, as disclosed in Korean Patent Publication (2005-0111075, 2005. 11. 24), the conventional technology of screw-type pumping treatment has a high consumption of pumping power in the weekly distribution box by pumping water into a reservoir with a water pump at night. As a result, there was an economic problem.
그러므로 건물에 상부수조와 하부수조를 갖춘 양수발전소의 형태로, 펌핑시스템을 이용하여 원자력발전소나 화력발전소에서 발전된 심야의 잉여전기를 이용하여 하부수조에서 상부수조로 발전용수를 펌핑하고, 건물의 상부수조에서 하부수조로 발전을 위한 발전수로를 만들어 주어 전기가 필요한 시간에 상부수조의 수문을 개방하여 발전수로의 경사로 인한 물의 흐름을 이용하여 발전할 수 있고, 원자력발전소나 화력발전소 인근의 용지의 적정한 곳에 설치하여 주어 자연의 훼손을 최소화할 수 있고, 건물 안에 설치되는 발전수로를 적당한 위치에 배치하여 주어 건물 내부의 활용을 다양하게 할 수 있으며, 적은 비용으로 많은 전력을 생산할 수 있음은 물론 양수발전시스템을 콤팩트화하여 아파트나 공장 등에 설치하여 사용할 수도 있는 건물형 양수발전시스템의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Therefore, it is in the form of a pumping power plant equipped with an upper and lower water tank in the building, and pumping power generation water from the lower water tank to the upper water tank by using the late-night surplus electricity generated by a nuclear power plant or thermal power plant using a pumping system. By creating a power generation channel for power generation from the water tank to the lower water tank, the water gate of the upper water tank can be opened when electricity is needed, and power can be generated using the flow of water due to the slope of the power generation channel. It can be installed in a place to minimize damage to nature, and it is possible to diversify the use of the inside of the building by arranging the power channel installed in the building in an appropriate position, and it is possible to produce a lot of electricity at a low cost. There is an urgent need to develop a building-type pumped-up power generation system that can be installed and used in an apartment or factory by making the system compact.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 건물에 상부수조와 하부수조를 갖춘 양수발전소의 형태로, 펌핑시스템을 이용하여 원자력발전소나 화력발전소에서 발전된 심야의 잉여전기를 이용하여 하부수조에서 상부수조로 발전용수를 펌핑하고, 건물의 상부수조에서 하부수조로 발전을 위한 발전수로를 만들어 줌으로써, 전기가 필요한 시간에 상부수조의 수문을 개방하여 발전수로의 경사로 인한 물의 흐름을 이용하여 발전할 수 있는 건물형 양수발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was conceived to solve the above problems, in the form of a pumping power plant equipped with an upper water tank and a lower water tank in a building, using a pumping system to use late-night surplus electricity generated by a nuclear power plant or a thermal power plant. By pumping power generation water from the lower water tank to the upper water tank and creating a power generation channel for power generation from the upper water tank of the building to the lower water tank, open the sluice gate of the upper water tank when electricity is needed to use the water flow due to the slope of the power generation channel. Its purpose is to provide a building-type pumped-up power generation system that can be developed by doing so.
본 발명의 다른 목적은 건물의 상부수조에서 하부수조로 연결되는 발전수로의의 일측에 항력형 로터와 발전기를 증속기어, 벨트 또는 체인, 스프라켓 기어와 같은 동력전달장치로 연결하고, 발전기의 작동을 제어하는 제어시스템을 통하여 전기를 발생시켜 주는 다수의 항력형 수력터빈을 설치하여 줌으로써, 발전수로의 용수의 흐름을 이용하여 발전할 수 있는 건물형 양수발전시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to connect a drag-type rotor and a generator to one side of a power generation channel connected from an upper water tank to a lower water tank of a building with a power transmission device such as a speed increase gear, a belt or chain, and a sprocket gear, and to control the operation of the generator. It is to provide a building-type pumped-up power generation system capable of generating electricity by using the flow of water in a power generation channel by installing a number of drag-type hydro turbines that generate electricity through a controlling control system.
본 발명의 다른 목적은 원자력발전소나 화력발전소 건설시 최소 하나의 양수발전소를 건설하는 것이 필요한 상황이므로 원자력발전소나 화력발전소 인근의 용지의 적정한 곳에 설치하여 줌으로써, 자연의 훼손을 최소화할 수 있는 건물형 양수발전시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is a situation where it is necessary to construct at least one pumping power plant when constructing a nuclear power plant or a thermal power plant, so by installing it in an appropriate place on the site near the nuclear power plant or thermal power plant, it is a building type that can minimize damage to nature. It is to provide a pumped-up power generation system.
본 발명의 다른 목적은 건물 안에 설치되는 발전수로를 적당한 위치에 배치하여 줌으로써, 건물 내부의 활용을 다양하게 할 수 있는 건물형 양수발전시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a building-type pumped-up power generation system capable of diversifying the use of the inside of a building by arranging the power generation channel installed in the building at an appropriate position.
본 발명의 다른 목적은 다수의 항력형 수력터빈을 블록별로 연결하여 제어하는 양수발전시스템에 발전된 전기를 계통연계 시스템에 연결하여 송전할 수 있도록 하는 송전시스템을 구축하여 줌으로써, 심야에 가동을 멈출 수 없는 원자력발전소나 화력발전소에서 버려지는 심야전기와 태양광발전을 통하여 얻어지나 사용하지 못하는 전기를 효율적으로 이용하여 발전할 수 있는 건물형 양수발전시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to establish a transmission system that enables transmission of electricity by connecting the generated electricity to the grid-connected system to a pumped-up power generation system that connects and controls a plurality of drag-type hydraulic turbines by block, so that operation can be stopped at night. The aim is to provide a building-type pumped-up power generation system that can efficiently use electricity that cannot be used but obtained through late-night electricity and photovoltaic power generation that are discarded from nuclear power plants or thermal power plants that are not available.
본 발명의 다른 목적은 하부수조의 물은 펌핑시스템을 통해 상부수조로 이동하는 반복적인 과정을 통하여 발전함으로써, 적은 비용으로 많은 전력을 생산할 수 있음은 물론 양수발전시스템을 콤팩트화하여 아파트나 공장 등에 설치하여 사용할 수도 있는 건물형 양수발전시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is that water from the lower tank is generated through a repetitive process of moving to the upper tank through a pumping system, so that a large amount of power can be produced at a low cost, as well as a compact pumping power generation system to provide an apartment or factory. It is to provide a building type pumping power generation system that can be installed and used.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템은 상부수조보다 낮은 위치에 설치되고, 펌핑시스템과 연결되어 있는 하부수조와; 상기 하부수조로부터 상부수조 쪽으로 발전을 위한 물을 공급하기 위한 펌핑수로관과; 상기 하부수조와 펌핑수로관에 의해 연결되며, 하부수조에서 상부수조로 발전용수가 펌핑시스템에 의해 펌핑되어 물의 유입이 지속적으로 이루어지는 상부수조와; 상기 하부수조에 저장되어 있는 물을 펌핑하여 상부수조로 유입되게 하는 펌핑시스템과; 상기 상부수조에서 하부수조로 경사를 이용하여 수력발전을 위한 물의 흐름을 갖게 하는 발전수로와; 상기 펌핑시스템에 의해 펌핑되는 물을 발전기의 발전에 의해 전기를 발생시켜 주는 단수 또는 복수개의 항력형 수력터빈과; 상기 단수 또는 복수개의 수력터빈의 발전기를 블록별로 연결하여 작동을 제어하는 제어시스템; 을 포함함을 특징으로 한다. A building type pumping power generation system according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a lower water tank installed at a lower position than the upper water tank and connected to the pumping system; A pumping channel pipe for supplying water for power generation from the lower water tank to the upper water tank; An upper water tank connected by the lower water tank and a pumping water channel pipe, and in which power generation water is pumped from the lower water tank to the upper water tank by a pumping system to continuously inflow water; A pumping system for pumping water stored in the lower water tank and flowing into the upper water tank; A power generation channel for allowing water to flow for hydroelectric power generation by using a slope from the upper water tank to the lower water tank; A single or a plurality of drag-type hydraulic turbines for generating electricity by generating electricity from the water pumped by the pumping system; A control system for controlling the operation by connecting the generators of the single or plural hydraulic turbines for each block; It characterized in that it includes.
상기 본 발명에 있어서, 상기 상부수조에 설치되며, 전기가 필요한 시간에 수로의 경사로 인한 물의 흐름으로 수력터빈의 발전기를 발전하도록 개방되는 수문; 을 포함함을 특징으로 한다. In the present invention, a sluice gate installed in the upper water tank and opened to generate a generator of a hydro turbine with a flow of water due to a slope of a waterway at a time when electricity is required; It characterized in that it includes.
상기 본 발명에 있어서, 상기 수력터빈은 상부수조에서 하부수조로 연결되는 수로의 하부에 설치되는 6장의 블레이드가 방사형으로 이루어진 회전체이고, 물의 흐름에 따라 하부 블레이드에 수압이 가해져 회전되어 상부로 올 이동되는 항력형 로터와, 발전 시스템의 규모에 따라 규모가 큰 시스템의 경우 상기 로터와 발전기를 연결하며 수로 좌, 우의 구조물에 직, 간접적으로 지지되고 있는 로터의 축에 소정의 기어의 비율을 얻는 증속기(증속기어)와 연결되어 컨트롤러의 제어에 의해 작동되는 발전기와, 상기 발전기를 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 규모가 작은 시스템의 경우 상기 로터와 발전기를 연결하며, 로터의 축에 연결되어 있는 스프라켓 1과 증속기(증속기어)에 연결되어 있는 스프라켓 2가 체인 또는 벨트로 연결되고, 상기 스프라켓 1은 로터의 축에 연결되어 있는 큰 스프라켓 기어이고, 상기 스프라켓 2는 증속기(증속기어)에 연결되어 있는 작은 스프라켓 기어를 포함하는 동력전달장치와, 상기 동력전달장치와 연결되고 로터의 상부에 설치되며, 감속기를 역으로 사용하여 소정의 기어의 비율을 얻는 증속기(증속기어)와, 상기 증속기(증속기어)와 연결되고 로터의 상부에 설치되며, 컨트롤러의 제어에 의해 작동되어 발전되는 발전기와, 상기 발전기를 제어하는 컨트롤러; 을 포함함을 특징으로 한다. In the present invention, the hydraulic turbine is a rotary body consisting of six blades installed at the lower part of the water channel connected from the upper water tank to the lower water tank, and is rotated by applying water pressure to the lower blade according to the flow of water. In the case of a moving drag-type rotor and a system having a large scale according to the scale of the power generation system, the rotor and the generator are connected, and the ratio of a predetermined gear to the axis of the rotor that is directly or indirectly supported by the structures on the left and right of the channel is obtained. It includes a generator that is connected to an increaser (gearbox) and operated by the control of the controller, and a controller that controls the generator.In the case of a small-scale system, the rotor and the generator are connected and connected to the axis of the rotor. Sprocket 1 and sprocket 2 connected to the gearbox (speed gear) are connected by a chain or belt, the sprocket 1 is a large sprocket gear connected to the shaft of the rotor, and the sprocket 2 is connected to the gearbox (speed gear). A power transmission device including a small sprocket gear connected to the power transmission device, and a transmission device (gearbox) that is connected to the power transmission device and installed on the upper portion of the rotor, and uses a gear reducer in reverse to obtain a predetermined gear ratio, and the A generator connected to a speed increaser (gearbox), installed on the upper part of the rotor, and operated by the controller to generate electricity, and a controller for controlling the generator; It characterized in that it includes.
상기 본 발명에 있어서, 상기 단수 또는 복수개의 항력형 수력터빈을 블록별로 연결하여 제어하는 양수발전시스템에 발전된 전기를 계통연계 시스템에 연결하여 송전할 수 있도록 하는 송전시스템을 더 포함함을 특징으로 한다. In the present invention, it is characterized in that it further comprises a transmission system to transmit electricity by connecting the generated electricity to the pumped-up power generation system for controlling the single or multiple drag-type hydraulic turbines by block-by-block connection. .
상기 본 발명에 있어서, 상기 양수발전시스템은 건물 안에 설치되는 발전수로를 적당한 위치에 배치하여 주어 건물 내부의 활용을 다양하게 할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다. In the present invention, the pumped-up power generation system is characterized in that it is possible to variously utilize the inside of the building by arranging the power channel installed in the building at an appropriate position.
상기 본 발명에 있어서, 상기 양수발전시스템은 물을 이용하여 건물에 적용되는 형태이고, 아파트, 공장에도 장소에 크게 구애받지 않고 적용되는 형태인 것을 포함함을 특징으로 한다. In the present invention, the pumped-up power generation system is a type that is applied to a building using water, and is characterized in that it is applied to an apartment or a factory regardless of the location.
상술한 바와 같이, 본 발명인 건물형 양수발전시스템은 다음과 같은 효과를 가진다. As described above, the building-type pumped-up power generation system of the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명은 건물에 상부수조와 하부수조를 갖춘 양수발전소의 형태로, 펌핑시스템을 이용하여 원자력발전소나 화력발전소에서 발전된 심야의 잉여전기를 이용하여 하부수조에서 상부수조로 발전용수를 펌핑하고, 건물의 상부수조에서 하부수조로 발전을 위한 발전수로를 만들어 줌으로써, 전기가 필요한 시간에 상부수조의 수문을 개방하여 발전수로의 경사로 인한 물의 흐름을 이용하여 발전할 수 있다. First, the present invention is in the form of a pumping power plant having an upper water tank and a lower water tank in a building, and pumping power generation water from the lower water tank to the upper water tank by using the late-night surplus electricity generated in a nuclear power plant or thermal power plant using a pumping system. , By creating a power generation channel for power generation from the upper water tank of the building to the lower water tank, electricity can be generated using the flow of water due to the slope of the power generation channel by opening the sluice gate of the upper water tank when electricity is needed.
둘째, 본 발명은 건물의 상부수조와 하부수조를 연결하는 펌핑수로관의 일측에 항력형 로터와 발전기를 증속기어, 벨트 또는 체인, 스프라켓 기어와 같은 동력전달장치로 연결하고, 발전기의 작동을 제어하는 제어시스템을 통하여 전기를 발생시켜 주는 다수의 항력형 수력터빈을 설치하여 줌으로써, 수로의 용수의 흐름을 이용하여 발전할 수 있다. Second, the present invention connects the drag-type rotor and the generator to one side of the pumping channel pipe connecting the upper water tank and the lower water tank of the building with a power transmission device such as an increase gear, a belt or chain, and a sprocket gear, and controls the operation of the generator. By installing a number of drag-type hydraulic turbines that generate electricity through the control system, electricity can be generated using the flow of water in the waterway.
셋째, 본 발명은 원자력발전소나 화력발전소 건설시 최소 하나의 양수발전소를 건설하는 것이 필요한 상황이므로 원자력발전소나 화력발전소 인근의 용지의 적정한 곳에 설치하여 줌으로써, 자연의 훼손을 최소화할 수 있다. Third, the present invention is a situation where it is necessary to construct at least one pumping power plant when constructing a nuclear power plant or a thermal power plant, so by installing it in an appropriate place on a site near the nuclear power plant or thermal power plant, damage to nature can be minimized.
넷째, 본 발명은 건물 안에 설치되는 수로를 적당한 위치에 배치하여 줌으로써, 건물 내부의 활용을 다양하게 할 수 있다. Fourth, according to the present invention, by arranging the waterway installed in the building in an appropriate position, it is possible to variously utilize the inside of the building.
다섯째, 본 발명은 다수의 항력형 수력터빈을 블록별로 연결하여 제어하는 양수발전시스템에 발전된 전기를 계통연계 시스템에 연결하여 송전할 수 있도록 하는 송전시스템을 구축하여 줌으로써, 심야에 가동을 멈출 수 없는 원자력발전소나 화력발전소에서 버려지는 심야전기와 태양광발전을 통하여 얻어지나 사용하지 못하는 전기를 효율적으로 이용하여 발전할 수 있다. Fifth, the present invention builds a transmission system that enables transmission of electricity by connecting the generated electricity to the grid-connected system to a pumped-up power generation system that connects and controls a plurality of drag-type hydraulic turbines by block, so that operation cannot be stopped at night. It is possible to generate electricity by efficiently using late-night electricity discarded from nuclear power plants or thermal power plants, and electricity that cannot be used but obtained through solar power generation.
여섯째, 본 발명은 하부수조의 물은 펌핑시스템을 통해 상부수조로 이동하는 반복적인 과정을 통하여 발전함으로써, 적은 비용으로 많은 전력을 생산할 수 있음은 물론 양수발전시스템을 콤팩트화하여 아파트나 공장 등에 설치하여 사용할 수도 있다.Sixth, according to the present invention, water from the lower tank is generated through a repetitive process of moving to the upper tank through the pumping system, so that a large amount of power can be produced at a low cost, and the pumping power generation system is compact and installed in an apartment or factory. It can also be used.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 정면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면.1 is a view showing to explain the configuration according to the shape of the front of the building type pumping power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 평면의 형태를 설명하기 위해 나타낸 도면.FIG. 2 is a view showing a plan view of a building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 구성 중 항력형 수력터빈의 평면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면.3 is a view showing a configuration according to a planar shape of a drag-type hydraulic turbine among the configuration of a building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 구성 중 항력형 수력터빈의 일측 측면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면. 4 is a view showing to explain the configuration according to the shape of one side of the drag-type hydro turbine among the configuration of the building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 구성 중 항력형 수력터빈의 타측 측면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면.Figure 5 is a view showing to explain the configuration according to the shape of the other side of the drag-type hydraulic turbine of the configuration of the building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 건물형 양수발전시스템을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a look at a preferred embodiment of the present invention together with the accompanying drawings is as follows.When it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in describing the present invention, the detailed Description will be omitted, and terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intentions or customs of users and operators, so the definition is the present invention describing the building-type pumped-up power generation system that is the present invention. It should be made based on the contents of the entire specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a building-type pumped water power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 정면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 평면의 형태를 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 구성 중 항력형 수력터빈의 평면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 구성 중 항력형 수력터빈의 일측 측면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 건물형 양수발전시스템의 구성 중 항력형 수력터빈의 타측 측면의 형태에 따른 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.1 is a view showing a configuration according to the shape of the front of the building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of the building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention. It is a view shown to explain the form, Figure 3 is a view showing to explain the configuration according to the shape of the plane of the drag-type hydraulic turbine in the configuration of the building-type pumped-up power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 4 It is a view showing to explain the configuration according to the shape of one side of the drag-type hydro turbine among the configuration of the building-type pumping power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a building-type pumping water according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing to explain the configuration according to the shape of the other side of the drag-type hydraulic turbine among the configuration of the power generation system.
본 발명인 건물형 양수발전시스템은 상부수조(10), 하부수조(20), 펌핑시스템(30), 펌핑수로관(35), 제어시스템(40), 수력터빈(50), 로터(51), 발전기(52), 증속기(증속기어)(53), 컨트롤러(54), 체인(55), 스프라켓 1(56), 스프라켓 2(57), 발전수로(60), 수문(61), 양수발전시스템(70) 등으로 구성된다.The present inventor's building type pumping power generation system includes an upper water tank 10, a lower water tank 20, a pumping system 30, a pumping water pipe 35, a control system 40, a hydraulic turbine 50, a rotor 51, and a generator. (52), gearbox (gearbox) (53), controller (54), chain (55), sprocket 1 (56), sprocket 2 (57), power channel (60), sluice gate (61), pumped water power generation It consists of a system 70 and the like.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명인 건물형 양수발전시스템(70)은 상부수조(10)보다 낮은 위치에 설치되고, 펌핑시스템(30)과 연결되어 있는 하부수조(20)와; 상기 하부수조(20)로부터 상부수조(10) 쪽으로 발전을 위한 물을 공급하기 위한 펌핑수로관(35)과; 상기 하부수조(20)와 펌핑수로관(35)에 의해 연결되며, 하부수조(20)에서 상부수조(10)로 발전용수가 펌핑시스템(30)에 의해 펌핑되어 물의 유입이 지속적으로 이루어지는 상부수조(10)와; 상기 하부수조(20)에 저장되어 있는 물을 펌핑하여 상부수조(10)로 유입되게 하는 펌핑시스템(30)과; 상기 상부수조(10)에서 하부수조(20)로 경사를 이용하여 발전을 위한 물의 흐름을 갖게 하는 발전수로(60)와; 상기 펌핑시스템(30)에 의해 펌핑되는 물을 발전기(52)의 발전에 의해 전기를 발생시켜 주는 단수 또는 복수개의 항력형 수력터빈(50)과; 상기 단수 또는 복수개의 수력터빈(50)의 발전기(52)를 블록별로 연결하여 작동을 제어하는 제어시스템(40); 을 구비한다. As shown in Figures 1 to 5, the present invention building type pumping power generation system 70 is installed at a lower position than the upper water tank 10, and the lower water tank 20 connected to the pumping system 30; A pumping channel pipe 35 for supplying water for power generation from the lower water tank 20 to the upper water tank 10; The upper water tank is connected by the lower water tank 20 and the pumping water channel pipe 35, and the power generation water is pumped from the lower water tank 20 to the upper water tank 10 by the pumping system 30 so that the inflow of water continues. 10) and; A pumping system 30 for pumping water stored in the lower water tank 20 and flowing into the upper water tank 10; A power generation channel (60) for generating a flow of water for power generation by using a slope from the upper water tank 10 to the lower water tank 20; A single or a plurality of drag type hydraulic turbines (50) for generating electricity by generating electricity from the water pumped by the pumping system (30); A control system 40 for controlling the operation by connecting the generators 52 of the single or multiple hydraulic turbines 50 for each block; It is equipped with.
상기 본 발명인 건물형 양수발전시스템을 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.The functions of each of the technical means constituting the building-type pumped-up power generation system of the present invention will be described as follows.
상기 하부수조(20)는 상부수조(10)보다 낮은 위치에 설치되고, 펌핑시스템(30)과 연결되어 있는 것이다.The lower water tank 20 is installed at a lower position than the upper water tank 10 and is connected to the pumping system 30.
상기 펌핑수로관(35)은 상기 하부수조(20)로부터 상부수조(10) 쪽으로 발전을 위한 물을 공급하기 위한 것이다.The pumping channel pipe 35 is for supplying water for power generation from the lower water tank 20 to the upper water tank 10.
상기 상부수조(10)는 상기 하부수조(20)와 펌핑수로관(35)에 의해 연결되며, 하부수조(20)에서 상부수조(10)로 발전용수가 펌핑시스템(30)에 의해 펌핑되어 물의 유입이 지속적으로 이루어지는 것이다.The upper water tank 10 is connected by the lower water tank 20 and the pumping channel pipe 35, and the power generation water is pumped from the lower water tank 20 to the upper water tank 10 by the pumping system 30 to inflow water. This is done continuously.
여기서, 상기 수문(61)은 상기 상부수조(10)에 설치되며, 전기가 필요한 시간에 발전수로(60)의 경사로 인한 물의 흐름으로 수력터빈(50)의 발전기(52)를 발전하도록 개방되는 것이다. Here, the sluice gate 61 is installed in the upper water tank 10, and is opened to generate the generator 52 of the hydraulic turbine 50 with the flow of water due to the slope of the power generation channel 60 at a time when electricity is required. will be.
상기 펌핑시스템(30)은 상기 하부수조(20)에 저장되어 있는 물을 펌핑하여 상부수조(10)로 유입되게 하는 것이다.The pumping system 30 pumps water stored in the lower water tank 20 to flow into the upper water tank 10.
상기 발전수로(60)는 상부수조(10)에서 하부수조(20)로 경사를 이용하여 발전을 위한 물의 흐름을 갖게 하는 수로이며, 여기에 수력터빈(50)을 설치하는 것이다.The power generation channel 60 is a channel that allows the flow of water for power generation by using a slope from the upper tank 10 to the lower tank 20, and a hydraulic turbine 50 is installed therein.
상기 수력터빈(50)은 단수 또는 복수 개이고, 항력형이며, 상기 펌핑시스템(30)에 의해 펌핑되는 물을 발전기(52)의 발전에 의해 전기를 발생시켜 주는 것이다.The hydraulic turbine 50 is singular or plural, is a drag type, and generates electricity by power generation of the generator 52 for water pumped by the pumping system 30.
여기서, 상기 수력터빈(50)은 상부수조(10)에서 하부수조(20)로 연결되는 수로의 하부에 설치되는 6장의 블레이드가 방사형으로 이루어진 회전체이고, 물의 흐름에 따라 하부 블레이드에 수압이 가해져 회전되어 상부로 올 이동되는 항력형 로터(51)와, 발전시스템의 규모에 따라 규모가 큰 시스템의 경우, 상기 로터(51)와 발전기(52)를 연결하며 수로 좌, 우의 구조물에 직, 간접적으로 지지되고 있는 로터(51)의 축에 소정의 기어의 비율을 얻는 증속기(증속기어)(53)와 연결되어 컨트롤러(54)의 제어에 의해 작동되는 발전기(52)와, 상기 발전기(52)를 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 규모가 작은 시스템의 경우 상기 로터(51)와 발전기(52)를 연결하며, 로터(51)의 축에 연결되어 있는 스프라켓 1(56)과 증속기(증속기어)(53)에 연결되어 있는 스프라켓 2(57)가 체인(55) 또는 벨트(55)로 연결되고, 상기 스프라켓 1(56)은 로터(51)의 축에 연결되어 있는 큰 스프라켓 기어이고, 상기 스프라켓 2(57)는 증속기(증속기어)(53)에 연결되어 있는 작은 스프라켓 기어를 포함하는 동력전달장치와, 상기 동력전달장치와 연결되고 로터(51)의 상부에 설치되며, 감속기를 역으로 사용하여 소정의 기어의 비율을 얻는 증속기(증속기어)(53)와, 상기 증속기(증속기어)(53)와 연결되고 로터(51)의 상부에 설치되며, 컨트롤러(54)의 제어에 의해 작동되어 발전되는 발전기(52)와, 상기 발전기(52)를 제어하는 컨트롤러(54)를 포함하는 것이다.Here, the hydraulic turbine 50 is a rotating body consisting of six blades in a radial shape, which are installed in the lower part of the water channel connected from the upper water tank 10 to the lower water tank 20, and water pressure is applied to the lower blade according to the flow of water. In the case of a drag-type rotor 51 that is rotated and moved to the top, and a system having a large scale according to the scale of the power generation system, the rotor 51 and the generator 52 are connected and are directly or indirectly connected to the structures on the left and right of the channel. The generator 52, which is connected to a speed increaser (speed increase gear) 53 that obtains a ratio of a predetermined gear to the shaft of the rotor 51 supported by, and is operated by the control of the controller 54, and the generator 52 ), and in the case of a small-scale system, the rotor 51 and the generator 52 are connected, and the sprocket 1 56 connected to the shaft of the rotor 51 and a speed increaser ) Sprocket 2 (57) connected to (53) is connected by a chain (55) or belt (55), and the sprocket 1 (56) is a large sprocket gear connected to the shaft of the rotor (51), and the Sprocket 2 (57) is a power transmission device including a small sprocket gear connected to a gearbox (speed gear) 53, and is connected to the power transmission device and installed on the top of the rotor 51, and reverses the speed reducer. It is used as a speed reducer (speed increase gear) 53 to obtain a predetermined gear ratio, and is connected to the speed reducer (speed increase gear) 53 and is installed on the top of the rotor 51, and is controlled by the controller 54. It includes a generator 52 that is operated and generated by the generator 52 and a controller 54 that controls the generator 52.
상기 제어시스템(40)은 상기 단수 또는 복수개의 수력터빈(50)의 발전기(52)를 블록별로 연결하여 작동을 제어하는 것이다.The control system 40 controls the operation by connecting the generators 52 of the single or multiple hydraulic turbines 50 for each block.
또한, 상술한 단수 또는 복수개의 항력형 수력터빈(50)을 블록별로 연결하여 제어하는 양수발전시스템(70)에 발전된 전기를 계통연계 시스템에 연결하여 송전할 수 있도록 하는 송전시스템을 더 갖춘 양수발전시스템(70)도 무방한 것이다.In addition, the pumped-up power generation system further equipped with a transmission system that enables transmission of electricity generated by connecting the generated electricity to the pumped-up power generation system 70 that connects and controls the above-described single or plurality of drag-type hydraulic turbines 50 by block. The system 70 is also safe.
상술한 상기 양수발전시스템(70)은 건물 안에 설치되는 발전수로(60)를 적당한 위치에 배치하여 주어 건물 내부의 활용을 다양하게 할 수 있는 것이다. The above-described pumped-up power generation system 70 is capable of diversifying the use of the inside of the building by arranging the power generation channel 60 installed in the building in an appropriate position.
그리고 상기 양수발전시스템(70)은 물을 이용하여 건물에 적용되는 형태이고, 아파트, 공장에도 장소에 크게 구애받지 않고 적용되는 형태인 것이다. In addition, the pumped-up power generation system 70 is a type that is applied to a building using water, and is applied to an apartment or a factory regardless of the location.
상기 본원발명인 건물형 양수발전시스템을 이용하여 계산할 수 있는 발전량의 일실시예를 개발 근거에 입각하여 기술하면 다음과 같다.An example of the amount of power generation that can be calculated using the building-type pumped-up power generation system of the present invention will be described based on the development grounds as follows.
한 개의 양수발전시스템을 기동하는데 필요한 수량(Q)은 수로의 폭 (W) × 발전기의 정상 가동을 위한 수위 (h) × 유속을 얻기 위한 수로의 길이 (L)이다. 기획 중인 수로는 폭이 1.7 m, 수위 0.6 m, 수로의 길이 6 m이므로The quantity (Q) required to start a pumped-water power generation system is the width of the channel (W) × the water level for the normal operation of the generator (h) × the length of the channel to obtain the flow rate (L). The waterway under planning is 1.7 m wide, 0.6 m water level, and 6 m long.
Q = W × h × L = 1.7 × 0.6 × 6 = 6.12 m3/sec Q = W × h × L = 1.7 × 0.6 × 6 = 6.12 m3/sec
따라서, 6.12 m3의 수량이 필요하다. 따라서 30개의 시스템을 가동하는데 필요한 총 수량은 183.6 m3이다. Therefore, a quantity of 6.12 m3 is required. Therefore, the total quantity required to run 30 systems is 183.6 m3.
그러나 뒤에 기술하겠지만 약 4 m/sec의 유속으로 6 m의 수로를 통과하는 시간은 약 1.5초이고, 30개의 시스템을 통과하는 시간은 약 45초이므로 시스템의 운용에 필요한 총수량은 183.6 m3이다. 이를 분당으로 환산하면 244.8 m3/min이다.However, as will be described later, the time to pass through the channel of 6 m at a flow rate of about 4 m/sec is about 1.5 seconds, and the time to pass through 30 systems is about 45 seconds, so the total amount required for the operation of the system is 183.6 m3. When converted to Bundang, it is 244.8 m3/min.
이 수량을 구조물의 높이가 약 30 m이나, 관 손실 등을 감안한 약 40 m 높이의 상부수조에 양수하기 위해서는 ㈜청우하이드로의 DS 9080F (양흡입 펌프) 모델을 사용하여 필요 용수를 양수할 수 있으며, 펌프당 양수 가능 유량은 대당 133.3 m3/min으로 이 펌프를 2대 가동하여 원하는 유량인 총 266.6 m3/min을 양수할 수 있다. 이를 위한 동력은 펌프 BHP 1,035 Kw로 검토되었으나, NPSHav 값이나 관 손실 등을 감안하여 모터 동력을 1,200 Kw를 사용하는 것으로 하면, 양수를 위해서는 약 2,400 Kw의 전력이 필요하다. 그리고 실제 필요 수량에 대하여 비율로 추정시는 약 2,200 Kw가 필요할 것으로 추정되는 것이다. In order to pump this water into an upper water tank with a height of about 30 m, but a height of about 40 m in consideration of pipe loss, the required water can be pumped using the DS 9080F (double suction pump) model of Cheongwoo Hydro. , The pumpable flow rate per pump is 133.3 m3/min per unit, and two pumps can be operated to pump the desired flow rate of 266.6 m3/min. The power for this was considered to be a pump BHP of 1,035 Kw, but considering the NPSHav value and pipe loss, if the motor power is 1,200 Kw, about 2,400 Kw of power is required for pumping. And it is estimated that about 2,200 Kw is needed when it is estimated as a ratio to the actual required quantity.
기획하고 있는 양수발전시스템은 한 개의 시스템을 가동하기 위한 수량으로 수로를 길게 설치할 경우 여러 개의 시스템을 기동하더라도 필요 수량은 동일하다는 데 있다.The planned pumped-up power generation system is the quantity to operate one system, and if a long channel is installed, the required quantity is the same even if several systems are started.
수로의 경사를 10o로 하여 수로 약 6 m 당 1대의 수력터빈을 설치할 경우, 물의 흐름이 시작되어 5 m에서의 유속을 계산하여 보면 위치에너지는 운동에너지와 같으므로( 1/2 mv2= mgh ), 물의 속도(v)는 2gh의 제곱근이다. 그리고 여기에서 h는 경사도 10o에 대하여 5 m 움직일 때의 높이이므로 h / 5 = sin10o If one hydraulic turbine is installed per about 6 m of the channel with a slope of 10 o , the potential energy is the same as the kinetic energy when the flow of water starts and the flow velocity at 5 m is calculated (1/2 mv2 = mgh ), the water velocity (v) is the square root of 2gh. And here h is the height when moving 5 m with respect to the inclination of 10 o , so h / 5 = sin10 o
∴ h = 5 × sin10o = 5 × 0.1736 = 0.868∴ h = 5 × sin10 o = 5 × 0.1736 = 0.868
따라서 물의 속도는 2 × 9.8 × 0.868 의 제곱근 즉, 4.124 m/sec이므로 수로에서 물이 출발하여 5 m를 지날 때 4.124 m/sec의 유속을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. Therefore, since the water velocity is the square root of 2 × 9.8 × 0.868, that is, 4.124 m/sec, it can be seen that a flow rate of 4.124 m/sec can be obtained when the water starts from the channel and passes 5 m.
유사한 형태의 항력형 수력터빈으로 0.4 m/sec의 유속에서 0.5 m × 0.17 m의 블레이드를 기준하여 테스트 한 결과 20 W의 발전량을 얻을 수 있었으므로, 이를 근거로 각 항력형 수력터빈에서 얻을 수 있는 발전량 (Pn)을 계산해 보면, As a result of testing based on a blade of 0.5 m × 0.17 m at a flow rate of 0.4 m/sec with a drag type hydraulic turbine of a similar type, a power generation of 20 W was obtained. If you calculate the power generation (Pn),
Pn = 20 W × ( 4 ÷ 0.4 )3 × 블레이드 면적의 배수 ( 9 ) = 180 Kw 를 얻을 수 있을 것으로 추정된다. It is estimated that Pn = 20 W × (4 ÷ 0.4) 3 × multiple of the blade area (9) = 180 Kw.
따라서, 한 층 가로, 세로 50 m의 건물 벽에 수로를 만들고 그 수로에 약 6 m마다 10대의 항력형 수력터빈을 설치하고 이를 3층으로 구성하여 발전할 경우 약 5,400 Kw의 발전량을 얻을 수 있다. Therefore, if a waterway is built on the wall of a building with a width of 50 m on one floor, and 10 drag-type hydro turbines are installed in the waterway every about 6 m, and it is composed of three floors for power generation, about 5,400 Kw of power generation can be obtained. .
결론적으로 기획하고 있는 양수발전 구조물로 얻을 수 있는 총발전량은 약 5,400 Kw이고, 양수를 위해 필요한 전력은 2,400 Kw이므로 이 구조물로 얻을 수 있는 전력은 총 3,000 Kw이다.In conclusion, the total amount of power that can be obtained from the planned pumping power generation structure is about 5,400 Kw, and the power required for pumping is 2,400 Kw, so the total power that can be obtained from this structure is 3,000 Kw.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것으로 아니다.As described above, since various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention, those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains, limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It is not to be.
상술한 바와 같이, 본 발명인 건물형 양수발전시스템은 물을 이용하여 건물과 같은 형태로 적용하여 아파트, 공장 등 장소에 크게 구애받지 않고 발전하는 분야에 폭 넓게 적용할 수 있는 것이다. As described above, the building-type pumped-up power generation system according to the present invention can be widely applied to the field of power generation, regardless of places such as apartments, factories, etc. by applying water in a building-like form.

Claims (6)

  1. 건물형 양수발전시스템에 있어서,In the building type pumping power generation system,
    상부수조보다 낮은 위치에 설치되고, 펌핑시스템과 연결되어 있는 하부수조와; A lower water tank installed at a position lower than the upper water tank and connected to the pumping system;
    상기 하부수조로부터 상부수조 쪽으로 발전을 위한 물을 공급하기 위한 펌핑수로관과; A pumping channel pipe for supplying water for power generation from the lower water tank to the upper water tank;
    상기 하부수조와 수로관에 의해 연결되며, 하부수조에서 상부수조로 발전용수가 펌핑시스템에 의해 펌핑되어 물의 유입이 지속적으로 이루어지는 상부수조와; An upper water tank connected by the lower water tank and the water pipe, and in which power generation water is pumped from the lower water tank to the upper water tank by a pumping system to continuously inflow water;
    상기 하부수조에 저장되어 있는 물을 펌핑하여 상부수조로 유입되게 하는 펌핑시스템과;A pumping system for pumping water stored in the lower water tank and flowing into the upper water tank;
    상기 상부수조에서 하부수조로 경사를 이용하여 수력발전을 위한 물의 흐름을 갖게 하는 발전수로와; A power generation channel for allowing water to flow for hydroelectric power generation by using a slope from the upper water tank to the lower water tank;
    상기 펌핑시스템에 의해 펌핑되는 물을 발전기의 발전에 의해 전기를 발생시켜 주는 단수 또는 복수개의 항력형 수력터빈과; A single or a plurality of drag-type hydraulic turbines for generating electricity by generating electricity from the water pumped by the pumping system;
    상기 단수 또는 복수개의 수력터빈의 발전기를 블록별로 연결하여 작동을 제어하는 제어시스템; 을 포함함을 특징으로 하는 건물형 양수발전시스템.A control system for controlling the operation by connecting the generators of the single or plural hydraulic turbines for each block; Building-type pumped-up power generation system comprising a.
  2. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 상부수조에 설치되며, 전기가 필요한 시간에 수로의 경사로 인한 물의 흐름으로 수력터빈의 발전기를 발전하도록 개방되는 수문; 을 포함함을 특징으로 하는 건물형 양수발전시스템. A sluice gate installed in the upper water tank and opened to generate a generator of a hydro turbine with the flow of water due to the slope of the waterway at a time when electricity is required; Building-type pumped-up power generation system comprising a.
  3. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 수력터빈은 상부수조에서 하부수조로 연결되는 수로의 하부에 설치되는 6장의 블레이드가 방사형으로 이루어진 회전체이고, 물의 흐름에 따라 하부 블레이드에 수압이 가해져 회전되어 상부로 올 이동되는 항력형 로터와, 발전 시스템의 규모에 따라 규모가 큰 시스템의 경우 상기 로터와 발전기를 연결하며 수로 좌, 우의 구조물에 직, 간접적으로 지지되고 있는 로터의 축에 소정의 기어의 비율을 얻는 증속기(증속기어)와 연결되어 컨트롤러의 제어에 의해 작동되는 발전기와, 상기 발전기를 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 규모가 작은 시스템의 경우 상기 로터와 발전기를 연결하며, 로터의 축에 연결되어 있는 스프라켓 1과 증속기(증속기어)에 연결되어 있는 스프라켓 2가 체인 또는 벨트로 연결되고, 상기 스프라켓 1은 로터의 축에 연결되어 있는 큰 스프라켓 기어이고, 상기 스프라켓 2는 증속기(증속기어)에 연결되어 있는 작은 스프라켓 기어를 포함하는 동력전달장치와, 상기 동력전달장치와 연결되고 로터의 상부에 설치되며, 감속기를 역으로 사용하여 소정의 기어의 비율을 얻는 증속기(증속기어)와, 상기 증속기(증속기어)와 연결되고 로터의 상부에 설치되며, 컨트롤러의 제어에 의해 작동되어 발전되는 발전기와, 상기 발전기를 제어하는 컨트롤러; 을 포함함을 특징으로 하는 건물형 양수발전시스템. The hydraulic turbine is a rotating body consisting of six blades installed at the bottom of the channel connected from the upper water tank to the lower water tank in a radial shape, and a drag-type rotor that rotates and moves upward by applying water pressure to the lower blade according to the flow of water. , In the case of a system having a large scale according to the scale of the power generation system, a gearbox that connects the rotor and the generator and obtains the ratio of a predetermined gear to the axis of the rotor, which is directly or indirectly supported by the structures on the left and right of the channel. It includes a generator connected to and operated by the control of the controller, and a controller that controls the generator.In the case of a small-scale system, the rotor and the generator are connected, and the sprocket 1 and the gearbox connected to the shaft of the rotor ( Sprocket 2 connected to the gearbox) is connected with a chain or belt, the sprocket 1 is a large sprocket gear connected to the shaft of the rotor, and the sprocket 2 is a small sprocket gear connected to the gearbox (speed gear). A power transmission device including a power transmission device, a gearbox (gearbox) that is connected to the power transmission device and installed on the upper portion of the rotor, and uses a gearbox in reverse to obtain a predetermined gear ratio, and the gearbox (gearbox). A generator connected to and installed on the upper part of the rotor and operated by the controller to generate electricity, and a controller for controlling the generator; Building-type pumped-up power generation system comprising a.
  4. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 단수 또는 복수개의 항력형 수력터빈을 블록별로 연결하여 제어하는 양수발전시스템에 발전된 전기를 계통연계 시스템에 연결하여 송전할 수 있도록 하는 송전시스템을 더 포함함을 특징으로 하는 건물형 양수발전시스템.The building-type pumped-up power generation system, characterized in that it further comprises a transmission system that connects and transmits electricity generated to a pumped-up power generation system that connects and controls the single or plurality of drag-type hydro turbines by block.
  5. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 양수발전시스템은 건물 안에 설치되는 발전수로를 적당한 위치에 배치하여 주어 건물 내부의 활용을 다양하게 할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 건물형 양수발전시스템. The pumped-up power generation system is a building-type pumped-up power generation system, characterized in that it is possible to diversify the use of the inside of the building by arranging the power generation channel installed in the building in an appropriate position.
  6. 제 1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 양수발전시스템은 물을 이용하여 건물에 적용되는 형태이고, 아파트, 공장에도 장소에 크게 구애받지 않고 적용되는 형태인 것을 포함함을 특징으로 하는 건물형 양수발전시스템. The pumped-up power generation system is a type that is applied to a building by using water, and is applied to an apartment or a factory regardless of a location.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100014089A (en) * 2008-08-01 2010-02-10 김진구 Apparatus generating electric energy using waterfall of high-rise building
JP2010090768A (en) * 2008-10-07 2010-04-22 Yoshikawa Kaiji Kogyo Kk Circulation pipe line type power generation device
JP2012193730A (en) * 2011-03-01 2012-10-11 Takayuki Sakurai Micro hydraulic power generation system
JP2013181470A (en) * 2012-03-02 2013-09-12 Nikken Seil Co Ltd Power generation system
KR20140058068A (en) * 2012-11-06 2014-05-14 김국진 Eco-friendly multi-layer power generating set having spinning wheel with

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100014089A (en) * 2008-08-01 2010-02-10 김진구 Apparatus generating electric energy using waterfall of high-rise building
JP2010090768A (en) * 2008-10-07 2010-04-22 Yoshikawa Kaiji Kogyo Kk Circulation pipe line type power generation device
JP2012193730A (en) * 2011-03-01 2012-10-11 Takayuki Sakurai Micro hydraulic power generation system
JP2013181470A (en) * 2012-03-02 2013-09-12 Nikken Seil Co Ltd Power generation system
KR20140058068A (en) * 2012-11-06 2014-05-14 김국진 Eco-friendly multi-layer power generating set having spinning wheel with

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