WO2023120798A1 - 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템 - Google Patents

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WO2023120798A1
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박용주
김지영
이대원
정윤환
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Abstract

양식어장을 이용한 복합 발전 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템은, 그물 또는 연승수하연을 구비하고 해저면에 앵커링되는 메인로프와, 상기 메인로프에 마련되어 부력을 제공하는 다수개의 부표로 이루어진 양식어장을 포함하고, 하부에 마련되는 부력체 및 상기 부력체의 상부에 마련되는 지지 구조물로 이루어지고, 상기 메인로프와 연결되어 상기 양식어장의 중앙 또는 어느 한쪽에 마련되는 부력 구조체; 풍력으로 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 중앙에 마련되는 풍력발전장치와, 태양광에 의해 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 상면에 마련되는 다수개의 태양광 발전패널과, 조류에 의해 회전 작동되는 터빈을 구비하여 상기 지지 구조물의 가장자리에 각각 마련되는 다수개의 조류 발전장치와, 파도에 의한 움직임에 의해 발전을 하도록 케이스 내부에 적어도 1개 이상 마련되는 부표형 파력 발전장치와, 상기 부력 구조체에 마련되는 해수전지를 포함하는 발전부; 및 상기 발전부에서 발전된 전기를 저장하기 위한 에너지 저장부와, 무선 또는 유선을 통하여 관리 시스템과 통신하기 위한 통신부 및 상기 발전부와 상기 에너지 저장부 및 상기 통신부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 중앙제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

양식어장을 이용한 복합 발전 시스템
본 발명은 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 양식어장을 이용하여 파력발전, 태양광 발전, 조류발전, 풍력발전, 해수전지 및 연료전지를 위한 수소생산을 할 수 있는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템에 관한 것이다.
양식어장은, 일정한 면적으로 둘러싸인 해수면 등에 어업에 필요한 시설을 설치하고 수산 동식물을 양식하는 곳을 의미하는 것이다.
이러한 양식어장은 수면에 부유되는 부표와 부표에 연결되는 그물이나 연승수하연 및 부표를 지지하기 위한 앵커로프 등으로 이루어진다.
최근에는 이러한 양식어장의 유휴 부표나 부유체를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 다양한 방법들이 제안되고 있다.
종래기술로서 대한민국공개특허 제10-2015-0090367호(공개일 : 2015.08.06)에는 자가발전 가능한 가두리 양식장 부스가 개시되어 있다. 종래기술에 의한 자가발전 가능한 가두리 양식장 부스는 내부에 사람이 생활할 수 있는 공간이 확보되고, 바닥에서 지붕까지 20 - 50°의 기울기를 갖는 경사면이 형성된 측벽이 형성되며, 측벽에는 태양 광을 받아 전기를 발전하는 솔라셀이 설치된다. 상기 지붕에는 풍력발전기가 설치된다.
다른 종래기술로서 대한민국등록특허 제10-1875506호(공고일자 : 2018.07.09)에는 태양광 발전장치를 구비하는 해상 양식장이 개시되어 있다. 태양광 발전장치를 굽히는 해상 양식장은 내부에 공간부가 형성되도록 해수면 상에 가로 및 세로 방향으로 이격되게 배치되는 복수개의 부력체와, 상기 복수개의 부력체를 상호 연결하도록 상기 복수개의 부력체의 상부에 설치되는 복수개의 데크와, 상기 복수개의 부력체의 각각의 상부면에 설치된 복수개의 연결브라켓과, 상기 복수개의 연결브라켓의 각각의 일측면 소정 위치에 설치된 복수개의 그물 고정고리에 결합되어 상기 공간부에 위치되는 그물과, 상기 공간부에 상기 그물보다 상측에 위치되도록 상기 복수개의 연결브라켓에 결합되는 태양광 발전모듈을 포함하여 구성된다.
그러나 전술한 종래기술에 의한 자가발전 가능한 가두리 양식장 부스 및 태양광 발전장치를 구비하는 해상 양식장은, 주로 태양광이나 풍력을 이용한 발전을 수행하도록 구성되어 있었기 때문에 발전효율이 높지 않은 문제점이 있었다. 예를 들면, 풍력을 이용한 발전은 바람지 불지 않을 때에는 발전이 이루어지지 않았고, 태양광 발전은 날씨 흐린 날이나 밤에는 발전이 이루어지 않는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 양식어장을 이용하여 파력발전, 태양광 발전, 조류발전, 풍력발전, 해수전지를 이용한 발전 및 수소생산을 할 수 있는 수단, 즉 양식어장을 이용하여 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 실현할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 그물 또는 연승수하연을 구비하고 해저면에 앵커링되는 메인로프와, 상기 메인로프에 마련되는 다수개의 부표로 이루어진 양식어장을 포함하고, 하부에 마련되는 부력체 및 상기 부력체의 상부에 마련되는 지지 구조물로 이루어지고, 상기 메인로프와 연결되어 상기 양식어장의 중앙 또는 어느 한쪽에 마련되는 부력 구조체; 풍력으로 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 중앙에 마련되는 풍력발전장치와, 태양광에 의해 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 상면에 마련되는 다수개의 태양광 발전패널과, 조류에 의해 회전 작동되는 터빈을 구비하여 상기 지지 구조물의 가장자리에 각각 마련되는 다수개의 조류 발전장치와, 파도에 의한 움직임에 의해 발전을 하도록 케이스 내부에 적어도 1개 이상 마련되는 부표형 파력 발전장치와, 상기 부력 구조체에 마련되는 해수전지를 포함하는 발전부; 및 상기 발전부에서 발전된 전기를 저장하기 위한 에너지 저장부와, 무선 또는 유선을 통하여 관리 시스템과 통신하기 위한 통신부 및 상기 발전부와 상기 에너지 저장부 및 상기 통신부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 중앙제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템에 의해 달성된다.
상기 조류 발전장치는, 어류나 이물질이 유입되지 않도록 유입방지부재를 구비하고, 상기 지지 구조물의 가장자리에 형성되는 설치부를 통하여 수중에 위치하도록 수직으로 설치되는 케이스; 다수개의 날개들을 구비하여 상기 케이스의 내부에 수직으로 회전 가능하게 설치되는 터빈; 및 상기 터빈의 회전 운동 에너지를 전기에너지로 변환하도록 상기 터빈의 축과 연결되도록 상기 케이스의 상부에 구비되는 발전기로 이루어질 수 있다.
상기 파력 발전장치는, 상기 부표의 내부는 상,하부로 구분되며, 상부에는 유동 증폭용 액체가 일부 채워지는 유동증폭공간이 형성되고, 하부에는 부력을 발생시키도록 외부와 차단된 부력공간이 형성된 상기 케이스; 상기 케이스의 저면 중앙에 수직으로 마련되어 상기 케이스의 무게중심을 형성하는 무게추; 상기 케이스와 상기 메인로프를 연결하는 연결로프; 및 상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 파력 발전장치는, 상기 부표에 마련되고, 상기 부표는, 내부가 상,하부로 구분되어 상부에는 유동 증폭용 액체가 일부 채워지는 유동증폭공간이 형성되고, 하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되며, 상기 부력공간의 내부에는 상기 부표가 파도에 의해 상기 연결로프를 기준으로 사방으로 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성된 적어도 1개 이상의 파력발전모듈이 구비될 수 있다.
상기 부력공간에는, 상기 파력발전모듈에서 발생된 전기 에너지를 임시 저장하기 위한 배터리가 설치될 수 있다.
상기 부력 구조체에는, 상기 해수전지로부터 발생된 수소를 저장하기 위한 수소저장탱크가 마련되고, 상기 발전부는, 수소저장탱크에 저장된 수소를 반응시켜 전기를 생산하기 위한 연료전지를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 양식어장의 부력 구조체와 메인로프에 마련된 풍력발전장치, 태양광 발전패널, 조류 발전장치, 파력 발전장치 및 해수전로 이루어진 발전부로부터 친환경적인 전기 에너지를 생산할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
양식어장의 유휴 부표에 파력발전모듈을 내설함으로써 다수개의 유휴 부표를 이용한 파력발전이 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조류 발전장치의 한 예를 도시한 일부확대도이다.
도 3은 도 2의 평단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 파력 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 파력발전모듈의 한 예를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 파력 발전장치의 다른 예를 도시한 개략도이다.
도 7은 도 1에 도시된 발전부를 제어하기 위한 중앙제어장치를 설명하기 위한 구성도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 양식어장 12 : 연승수하연
14 : 메인로프 16 : 부표
100 : 복합 발전 시스템 200 : 부력 구조체
300 : 발전부 310 : 풍력 발전장치
320 : 태양광 발전패널 330 : 조류 발전장치
340 : 파력 발전장치 350 : 해수전지
360 : 연료전지 400 : 중앙제어장치
420 : 에너지 저장부 430 : 통신부
500 : 관리 시스템
본 발명은, 그물 또는 연승수하연을 구비하고 해저면에 앵커링되는 메인로프와, 상기 메인로프에 마련되어 부력을 제공하는 다수개의 부표로 이루어진 양식어장을 포함하고, 하부에 마련되는 부력체 및 상기 부력체의 상부에 마련되는 지지 구조물로 이루어지고, 상기 메인로프와 연결되어 상기 양식어장의 중앙 또는 어느 한쪽에 마련되는 부력 구조체; 풍력으로 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 중앙에 마련되는 풍력발전장치와, 태양광에 의해 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 상면에 마련되는 다수개의 태양광 발전패널과, 조류에 의해 회전 작동되는 터빈을 구비하여 상기 지지 구조물의 가장자리에 각각 마련되는 다수개의 조류 발전장치와, 파도에 의한 움직임에 의해 발전을 하도록 케이스 내부에 적어도 1개 이상 마련되는 부표형 파력 발전장치와, 상기 부력 구조체에 마련되는 해수전지를 포함하는 발전부; 및 상기 발전부에서 발전된 전기를 저장하기 위한 에너지 저장부와, 무선 또는 유선을 통하여 관리 시스템과 통신하기 위한 통신부 및 상기 발전부와 상기 에너지 저장부 및 상기 통신부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 중앙제어장치를 포함하여 구성된다. 따라서, 양식어장의 부력 구조체와 메인로프에 마련된 풍력발전장치, 태양광 발전패널, 조류 발전장치, 파력 발전장치 및 해수전로 이루어진 발전부로부터 친환경적인 전기 에너지를 생산할 수 있다. 양식어장의 유휴 부표에 파력발전모듈을 내설함으로써 다수개의 유휴 부표를 이용한 파력발전이 이루어질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조류 발전장치의 한 예를 도시한 일부확대도이며, 도 3은 도 2의 평단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 파력 발전장치를 도시한 단면도이다. 그리고, 도 5는 도 1에 도시된 파력발전모듈의 한 예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 1에 도시된 발전부를 제어하기 위한 중앙제어장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1 내지 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템(100)은, 그물 또는 연승수하연(12)을 구비하고 해저면에 앵커링되는 메인로프(14)와, 메인로프(14)에 마련되는 다수개의 부표(16)로 이루어진 양식어장(10)에 적용된다.
양식어장(10)은, 어류 또는 패류를 양식하기 위한 것으로, 메인로프(14)는 다수개의 부표(16)에 의해 수면에 뜬 상태를 유지하고, 메인로프(14)의 하부로는 그물이나 도 1에 도시된 바와 같은 연승수하연(12)들이 구비된다. 메인로프(14)는 조류나 파도에 의해 설정된 장소를 이탈하지 않도록 해저면에 설치되는 각각의 앵커(17)와 앵커로프(17A)에 의해 앵커링 된다.
양식어장(10)에 적용되는 복합발전 시스템(100)은, 하부에 마련되는 부력체(210) 및 부력체(210)의 상부에 마련되는 지지 구조물(220)로 이루어지고, 메인로프(14)와 연결되어 양식어장(10)의 중앙 또는 어느 한쪽에 마련되는 부력 구조체(200)를 포함한다. 복합발전 시스템(100)은, 양식어장(10)을 이용하여 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 실현할 수 있는 발전부(300) 및 중앙제어장치(400)를 더 포함한다.
부력 구조체(200)는, 부력을 발생시키도록 구성된 다수개의 부력체(210)와, 부력체(210)의 상부에 마련되는 지지 구조물(220)로 이루어진다. 각각의 부력체(210)들은 서로 결속되며 지지 구조물(220)과 결합되어 일체화된다. 지지 구조물(220)은 다수의 연결로프 등에 의해 메인로프(14)와 연결되어 일체화 되는 것으로, 충분한 강성을 갖도록 철골구조로 이루어질 수 있다. 부력 구조체(200)는 양식어장(10)의 중앙 또는 어느 한쪽에 배치된다. 본 실시예에서는 양식어장(10)의 중앙에 배치된 것을 기준으로 설명하고 도시한다.
발전부(300)는, 메인로프(14)와 부력 구조체(200)에 각각 마련되어 친환경적 에너지 하베스팅을 실현하기 위한 것이다.
발전부(300)는, 풍력으로 발전하도록 구성되어 지지 구조물(220)의 중앙에 마련되는 풍력발전장치(310)를 포함한다. 풍력발전장치(310)는 블레이드와 터빈을 구비한 타워가 지지 구조물(220)의 중앙에 직립하여 마련된다.
발전부(300)는, 태양광에 의해 발전하도록 구성되어 지지 구조물(220)의 상면에 마련되는 다수개의 태양광 발전패널(320)을 포함한다. 태양광 발전패널(320)은 지지 구조물(220)의 상면을 포함한 풍력발전장치(310)의 타워 구조물에도 설치될 수 있다.
발전부(300)는, 조류에 의해 회전 작동되는 터빈(334)을 구비하여 지지 구조물(220)의 가장자리에 각각 마련되는 다수개의 조류 발전장치(330)을 포함한다. 조류 발전장치(330)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 어류나 이물질이 유입되지 않도록 유입방지부재(332A)를 구비하고 지지 구조물(220)의 가장자리에 형성되는 설치부(222)를 통하여 수중에 위치하도록 수직으로 설치되는 케이스(332)와, 다수개의 날개들을 구비하여 케이스(332)의 내부에 수직으로 회전 가능하게 설치되는 터빈(334)과, 터빈(334)의 회전 운동 에너지를 전기에너지로 변환하도록 터빈(334)의 축과 연결되도록 케이스(332)의 상부에 구비되는 발전기(336)로 이루어진다. 터빈(334)이 수중에 수직으로 설치되기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이, 조류가 어느 방향으로 작용하더라도 터빈(3374)의 회전 작동이 원활하게 이루어질 수 있다.
발전부(300)는, 파도에 의해 흔들림에 따라 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 파력 발전장치(340)를 포함한다. 파력 발전장치(340)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부가 상,하부로 구분되어 상부에는 유동 증폭용 액체가 일부 채워지는 유동증폭공간(342A)이 형성되고, 하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간(342B)이 형성된 상기 케이스(342)를 포함한다. 케이스(342)의 저면 중앙에 수직으로 마련되어 케이스(342)의 무게중심을 형성하는 무게추(344)를 포함한다. 케이스(342)와 메인로프(14)를 연결하는 연결로프(346)를 포함한다. 케이스(342)가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 부력공간(342B)에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈(348)을 포함한다. 유동증폭공간(342A)은 부력공간(342B)보다 작게 형성되나, 이와는 다르게 부력공간(342B)이 더 작게 형성될 수도 있다. 유동증폭공간(342A)은 상단은 작고 하단은 넓은 원뿔형으로 이루어질 수 있다. 유동 증폭용 액체는 바다물로 이루어질 수 있고, 유동증폭공간(342A)에 대략 2/3 정도 채워질 수 있다. 그리고 케이스(342)의 상단에는 경광등이 구비될 수 있다. 케이스(342)의 부력공간(342B) 또는 외부에는 다양한 관측센서나 장비가 장착될 수 있고, 파력발전모듈(344)에서 발전된 전기 에너지를 임시 저장하기 위한 배터리가 구비될 수 있다.
파력발전모듈(348)은 부표(16)가 파도에 의해 무게추(344)를 기준으로 사방으로 흔들릴 때 변하는 위치 에너지를 전기 에너지를 변환하도록 구성된다. 즉, 케이스(342)가 파도에 의해 파도면을 따라 기울어지고 다시 세워지는 과정을 되풀이할 때 회전시켜 발전이 이루어지도록 구성된다.
파력발전모듈(348)은 어느 하나의 구조에 국한되지 않고 다양하게 구성될 수 있다. 한 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 4면을 갖는 육면체의 하우징(348A)의 내부에 회전운동으로 발전을 하기 위한 파력발전용 터빈(348B)이 마련되고, 하우징(348A)의 각 면에는 케이스(342)의 기울어짐에 의해 진자운동을 하는 진자(348C)들이 각각 회전축에 결합된 구조를 갖는다. 이 구조에 의해 케이스(342)가 파도에 의해 기울어질 때 진자(348C)들이 한쪽으로 기울어지면서 각각의 회전축을 회전시키게 되고, 각 회전축의 회전력이 하우징(348A) 내부에 마련된 기어모듈에 의해 터빈(348B)을 회전 작동시켜 발전이 이루어지도록 한다.
이러한 구조의 파력 발전장치(340)는, 케이스(342)의 상부에 형성되는 유동증폭공간(342A)에 유동 증폭용 액체가 일부 채워지고, 하부에 부력공간(342B)이 형성되며, 케이스(342)의 저면에 무게추(344)가 마련되어 있기 때문에, 파도가 케이스(342)에 작용할 때 케이스(342)는 더욱 크게 흔들리게 되어 발전 효율이 향상될 수 있다. 다시 설명하면, 케이스(342)의 저면에 무게추(344)가 마련되어 무게 중심이 하부 중앙인 상태에서 상부쪽의 유동증폭공간(342A)에 유동 증폭용 액체가 채워져 있기 때문에 파도에 의해 케이스(342)가 기울어지고 다시 세워지거나 다른 방향으로 기울어질 때 질 때 유동증폭공간(342A)에 채워진 액체가 독립적으로 특정되지 않은 방향 및/또는 케이스(342)의 기울어지는 방향으로 자유롭게 출렁인다. 따라서 케이스(342)는 파도에 의한 흔들림에 유동증폭공간(342A)에 채워진 액체의 출렁임에 의한 흔들림이 더해져 더욱 더 크게 흔들리게 되고, 흔들림이 증폭되어 지속되므로 부력공간(342B)에 내장된 파력발전모듈(348)의 발전 효율이 현저하게 향상될 수 있다.
다른 실시예에 따른 파력 발전장치(340)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 케이스(342)가 부표(16)로 적용되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. 즉, 부표(16)의 내부가 상,하부로 구분되고, 상부에는 유동 증폭용 액체가 일부 채워지는 유동증폭공간(16A)이 형성되고, 하부에는 부력을 발생시키도록 외부와 차단되는 부력공간(16B)이 형성된다. 부표(16)의 저면은 연결로프(346)에 의해 메인로프(14)와 연결된다. 부력공간(16B)에는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈(344)이 설치된다. 파력 발전장치(340)가 부표(16)에 적용됨으로써 별도의 케이스(342)가 불필요하게 된다. 연결로프(346)가 메인로프(14)에 연결되어 무게추(344) 역할을 하게 되므로 별도의 무게추(344)가 불필요하게 된다.
발전부(300)는, 해수전지(350)를 포함할 수 있다. 해수전지(350)는 바닷물과 반응하여 전기 에너지를 저장하고 발생하는 장치로, 바닷물을 전해액으로 사용하기 때문에 친환경적이다. 해수전지(350)는, 해수에 침수되는 캐소드(cathode)를 포함하는 양극부와, 유기 전해질에 함침되는 애노드(anode)를 포함하는 음극부와, 상기 양극부와 음극부 사이에 위치하여 상기 양극부와 음극부를 분리하는 고체 전해질을 포함한다.
그러나, 해수전지(350)에서 전기 에너지를 생성할 때 음극에서 수소가스가 발생된다. 본 발명은 해수전지(350)에서 발생되는 폭발성의 수소를 저장하기 위한 수소저장탱크를 더 포함할 수 있다.
발전부(300)는, 수소저장탱크에 저장된 수소를 공급받아 전력을 생성하기 위한 연료전지(360)을 포함한다. 연료전지(360)는, 수소저장탱크로부터 고순도의 수소가스를 공급받아 수소가스와의 반응을 통해 전력을 생성하고, 부생물로 물과 열을 발생시킨다. 이러한 연료전지(360)를 이용한 전력생산방식은 공지의 기술로부터 이해될 수 있는 것이므로 자세한 설명은 생략한다.
중앙제어장치(400)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 발전부(300)의 풍력 발전장치(310), 태양광 발전패널(320), 조류 발전장치(330), 파력 발전장치(340), 해수전지(350) 및 연료전지(360)에서 생성된 전기를 저장하기 위한 에너지 저장부(420)와, 무선 또는 유선을 통하여 관리 시스템(500)과 통신하기 위한 통신부(430) 및 발전부(300)와 에너지 저장부(420) 및 통신부(430)를 제어하기 위한 제어부(440)를 포함하여 구성된다.
한편, 부력 구조체(200)에는, 염도, 수온, 조류방향 등을 관측하거나 감지하기 위한 관측센서들이 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 복합 발전 시스템(100)이 양식어장(10)에 적용됨으로써 양식어장(10)을 이용하여 어류나 패류 등을 양식할 수 있을 뿐만 아니라, 양식어장(10)에서 소모되는 전력을 자체적으로 생산한 복합 발전 시스템(100)으로부터 공급받아 사용할 수 있게 된다.
특히, 양식어장(10)에 적용되는 복합 발전 시스템(100)은 바람, 태양광, 조류, 바닷물 등과 같이 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를 모아서 유용한 전기 에너지로 변환할 수 있음으로써 에너지 하베스팅을 실현할 수 있게 된다.
또한, 유휴 부표(16)를 활용하여 파력 발전을 실현함으로써 제작비용이 현저하게 절감될 수 있다.
본 발명에 따른 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템은, 양식어장의 부력 구조체와 메인로프에 마련된 풍력발전장치, 태양광 발전패널, 조류 발전장치, 파력 발전장치 및 해수전로 이루어진 발전부로부터 친환경적인 전기 에너지를 생산할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템은 양식어장을 이용하여 에너지 하베스팅을 실현할 수 있는 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (6)

  1. 그물 또는 연승수하연을 구비하고 해저면에 앵커링되는 메인로프와, 상기 메인로프에 마련되어 부력을 제공하는 다수개의 부표로 이루어진 양식어장을 포함하고,
    하부에 마련되는 부력체 및 상기 부력체의 상부에 마련되는 지지 구조물로 이루어지고, 상기 메인로프와 연결되어 상기 양식어장의 중앙 또는 어느 한쪽에 마련되는 부력 구조체;
    풍력으로 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 중앙에 마련되는 풍력발전장치와, 태양광에 의해 발전하도록 구성되어 상기 지지 구조물의 상면에 마련되는 다수개의 태양광 발전패널과, 조류에 의해 회전 작동되는 터빈을 구비하여 상기 지지 구조물의 가장자리에 각각 마련되는 다수개의 조류 발전장치와, 파도에 의한 움직임에 의해 발전을 하도록 케이스 내부에 적어도 1개 이상 마련되는 부표형 파력 발전장치와, 상기 부력 구조체에 마련되는 해수전지를 포함하는 발전부; 및
    상기 발전부에서 발전된 전기를 저장하기 위한 에너지 저장부와, 무선 또는 유선을 통하여 관리 시스템과 통신하기 위한 통신부 및 상기 발전부와 상기 에너지 저장부 및 상기 통신부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 중앙제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조류 발전장치는,
    어류나 이물질이 유입되지 않도록 유입방지부재를 구비하고, 상기 지지 구조물의 가장자리에 형성되는 설치부를 통하여 수중에 위치하도록 수직으로 설치되는 케이스;
    다수개의 날개들을 구비하여 상기 케이스의 내부에 수직으로 회전 가능하게 설치되는 터빈; 및
    상기 터빈의 회전 운동 에너지를 전기에너지로 변환하도록 상기 터빈의 축과 연결되도록 상기 케이스의 상부에 구비되는 발전기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파력 발전장치는,
    내부가 상,하부로 구분되어 상부에는 유동 증폭용 액체가 채워지는 유동증폭공간이 형성되고, 하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성된 상기 케이스;
    상기 케이스의 저면 중앙에 수직으로 마련되어 상기 케이스의 무게중심을 형성하는 무게추;
    상기 케이스와 상기 메인로프를 연결하는 연결로프; 및
    상기 케이스가 파도에 의해 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성되어 상기 부력공간에 마련되는 적어도 1개 이상의 파력발전모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파력 발전장치는,
    상기 부표에 마련되고, 상기 부표는, 내부가 상,하부로 구분되어 상부에는 유동 증폭용 액체가 일부 채워지는 유동증폭공간이 형성되고, 하부에는 부력을 발생시키도록 밀폐된 부력공간이 형성되며, 상기 부력공간의 내부에는 상기 부표가 파도에 의해 상기 연결로프를 기준으로 사방으로 흔들릴 때 위치 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성된 적어도 1개 이상의 파력발전모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 부력공간에는,
    상기 파력발전모듈에서 발생된 전기 에너지를 임시 저장하기 위한 배터리가 설치되는 것을 특징으로 하는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부력 구조체에는,
    상기 해수전지로부터 발생된 수소를 저장하기 위한 수소저장탱크가 마련되고, 상기 발전부는, 수소저장탱크에 저장된 수소를 반응시켜 전기를 생산하기 위한 연료전지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양식어장을 이용한 복합 발전 시스템.
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