KR20010092851A - A tidal current generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조류 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 조수간만의 차가 적은 해안에서도 설치할 수 있으며 대용량의 전기를 발생시킬 수 있는 조류 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an algae power generation apparatus, and more particularly, to an algae power generation apparatus that can be installed even on a coast with little difference between tides and generate large amount of electricity.
일반적으로 경제와 문화가 발전할수록 전력의 소모량이 증가된다.In general, as economies and cultures develop, power consumption increases.
상기한 전력의 생산 방법은, 화력 발전, 원자력 발전, 수력 발전, 태양열 발전, 풍력 발전, 조력 발전 등이 있다. 상기에서 화력 발전 및 원자력 발전은 열에 의해 발생된 증기로 발전기 내의 터빈(turbine)을 회전시켜 전기를 발생하는 것이고, 수력 발전은 댐에 저수된 물의 낙차에 의해 터빈을 회전시켜 전기를 발생하는 것이다.The above-mentioned production methods of electric power include thermal power generation, nuclear power generation, hydroelectric generation, solar power generation, wind power generation, tidal power generation, and the like. In the above, thermal power generation and nuclear power generation generate electricity by rotating a turbine in a generator with steam generated by heat, and hydropower generation generates electricity by rotating a turbine by a drop of water stored in a dam.
그러나, 상기한 화력 발전은 석탄 또는 석유 등의 화석연료를 에너지원(energy source)로 사용하는 것으로 발전소의 건설비가 상대적으로 저렴하나 화석연료 등의 매장량이 한계가 있어 점차 고갈되며 환경을 오염시키는 문제점이 있다. 그리고, 원자력 발전은 우라늄 등의 방사능 물질을 핵분열시킬 때 발생되는 막대한 양의 열을 에너지원으로 사용하는 것으로 발전 용량이 크나, 방사능에 의한 환경 오염이 심각한 문제점이 있다. 또한, 수력발전은 댐에 의해 저수된 물의 위치에너지를 낙차시켜 얻는 회전 에너지로 변환시키는 것으로 발전 원가가 낮으나, 발전소가 건설되는 지역이 제한 되며 넓은 면적의 땅이 수몰되어야 하는 문제점이 있다.However, the above-mentioned thermal power generation uses fossil fuels such as coal or petroleum as an energy source, and the construction cost of the power plant is relatively inexpensive, but the reserves of fossil fuels, etc. are limited, gradually exhausting and polluting the environment. There is this. In addition, nuclear power generation uses a large amount of heat generated when nuclear fission, such as uranium, as nuclear energy, as a power source, but has a large power generation capacity, but there is a serious problem of environmental pollution caused by radioactivity. In addition, hydroelectric power is converted into rotational energy obtained by dropping the potential energy of water stored by the dam, but the cost of power generation is low, but the area where the power plant is constructed is limited and a large area of land must be submerged.
따라서, 상기한 화력 발전, 원자력 발전 및 수력 발전을 대체할 태양열 발전, 풍력 발전 및 조력 발전 등 자연에너지를 이용하는 발전 방법이 연구되고 있다.Therefore, power generation methods using natural energy, such as solar power generation, wind power generation and tidal power generation, which replace the thermal power generation, nuclear power generation, and hydroelectric generation, have been studied.
이들 중에 조력 발전은 달에 의한 인력에 의해 하루에 2번씩 일어나는 조수의 밀물 및 썰물을 이용하여 발전하는 것으로 조수 간만의 차가 큰 우리나라 서해안에 적합하다. 따라서 조력 발전은 화력 발전, 원자력 발전 및 수력 발전의 현실 적인 대안으로 많은 연구가 진행되고 있다.Among them, tidal power generation is generated by the tide and low tide of tide that occur twice a day by manpower of the moon. Therefore, a lot of research is being conducted on tidal power as a realistic alternative to thermal power generation, nuclear power generation and hydropower generation.
종래에는 예를 들면, 프랑스 랑스 조력 발전소는 조수 간만의 차가 큰 만(bay)의 입구에 둑을 쌓고, 둑의 일부분에 수로를 만들고 수차를 설치한 구조이다. 이러한 조력 발전소는 조수가 밀물시 만의 밖에서 안으로 또한 썰물시 만의 안에서 밖으로 자유롭게 이동을 하지 못하고 수로를 통해서만 흐르게 되어 수차를 구동시키고, 이에 의해 터빈을 구동시켜 전기를 생산한다. 다시 말하면, 밀물시나 썰물시에 만 안과밖의 조수의 표면이 일치되어야 하므로 수로를 통해 막대한 양의 조수가 매우 빠른 속도로 흐르게 되어 많은 양의 전기를 생산하게 된다.Conventionally, for example, the Lance tidal power plant in France is a structure in which the tidal car builds a bank at the entrance of a large bay, a channel is formed at a part of the bank, and a water wheel is installed. This tidal power plant flows only through waterways without moving freely in and out of the bay at high tide and drives the aberration, thereby driving the turbine to produce electricity. In other words, only at high tide or at low tide, the surface of the tide inside and out must coincide, so a huge amount of tide flows through the channel at a very high speed, producing a large amount of electricity.
그러나, 이와 같은 종래의 조력 발전소는 조수 간만의 차가 크고 만의 면적이 넓은 곳에 설치되어야 하므로 건설하기에 적합한 장소를 선정하기가 어려운 문제점이 있었다. 우리나라에서는 조수 간만의 차가 크고 만의 면적이 넓어 조력 발전소의 건설에 적당한 곳으로서 서해안의 가로림만과 천수만 등이 알려져 있다.However, such a conventional tidal power plant has a problem that it is difficult to select a suitable place for construction, because the difference between tidal tides should be installed in a large bay area. In Korea, the difference between tidal flat and large bay area is suitable for the construction of tidal power plants. Garorim Bay and Cheonsu Bay on the west coast are known.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조수의 유속이 느린 지역에도 설치할 수 있으며 건설 비용이 저렴함으로써 입지 선정이 용이한 조류 발전 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve such a conventional problem, to provide an algae power generation apparatus that can be installed even in a region where the tidal flow rate is slow and easy to select a location because the construction cost is low.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조류 발전 장치는, 하구를 중심으로 양측이 설치되어 수로를 형성하며 입구가 부채살 형상으로 넓게 퍼진 뚝보 하대와, 상기 하대에 의하여 형성되는 수로 내에 다수 열을 이루어 서로 교차되게 설치되며 수차와 발전기를 가진 다수의 발전용 수차선박과, 상기 수차 선박을 조수의 높이에 따라 이동되게 하면서 고정하는 선박고정부와, 조수에 의해 회전동력을 발생시키는 수차와, 상기한 수차의 회전동력을 발전기로 전달하기 위한 회전축과, 회전동력에 의해 전기를 발생시키기 위한 발전기를 구비하여, 상기 수차 선박의 각각에 설치된 수차가 조수의 이동으로 회전력을 받아 발전하도록 구성된다.The algae power generation device according to the present invention for achieving the above object, both sides are installed around the estuary to form a waterway, the inlet is made of a row of fan bottoms wide spread in the shape of a fan, and a plurality of rows in the waterway formed by the bottom A plurality of power aberration vessels installed to cross each other and having aberrations and generators, a ship fixing part which fixes the aberration vessels while moving according to the height of the tides, and aberrations that generate rotational power by tides, With a rotation shaft for transmitting the rotational power of the aberration to the generator, and a generator for generating electricity by the rotational power, the aberration installed in each of the aberration vessel is configured to receive the rotational power by the movement of the tide to generate power.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조류 발전 장치를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a tidal current generation device according to an embodiment of the present invention.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing
1 : 뚝보 하대 2 : 수로1: casket bottom 2: waterway
3 : 수차 선박 4 : 선박고정부3: aberration vessel 4: ship fixing
5 : 발전기 6 : 수차5: generator 6: aberration
7 : 회전축7: axis of rotation
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the most preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조류 발전 장치의 평면도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조류 발전 장치는, 하구를 중심으로 양측이 설치되어 수로를 형성하며 입구가 부채살 형상으로 넓게 퍼진 뚝보하대(1)와, 상기 뚝보하대(1)에 의하여 형성되는 수로(2) 내에 다수 열을 이루어 서로 교차되게 설치되며 수차와 발전기를 가진 다수의 발전용 수차 선박(3)과, 상기 수차 선박(3)을 조수의 높이에 따라 이동되게 하면서 고정하는 선박고정부(4)와, 전기를 발생시키기 위한 발전기(5)와, 조수에 의해 회전동력을 발생시키는 수차(6)와, 상기한 수차(6)의 회전동력을 발전기(5)로 전달하기 위한 회전축(7)으로 구성된다.1 is a plan view of a tidal current generation device according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the tidal current generation device according to an embodiment of the present invention, both sides are installed around the estuary to form a waterway, the inlet is widespread basin (1) and the bottom of the table bottom A plurality of power generating aberration vessels (3) and aberration vessels having a plurality of rows installed in a plurality of rows intersecting with each other in a waterway (2) formed by (1) and moving the aberration vessels (3) according to the height of the tides To the ship fixing part 4 to be fixed while making it, the generator 5 for generating electricity, the aberration 6 for generating rotational power by tides, and the rotational power of the aberration 6 described above. It consists of a rotating shaft (7) for transmitting to.
상기에서 뚝보하대(1)는 바다와 하천이 만나는 하구를 중심으로 상기 하천 뿐만 아니라 바다의 해변에도 형성되어, 상기 하천에 형성된 것이 수로(2)를 형성하고, 상기 해변에 형성된 것은 부채살 형태로 넓게 퍼지도록 형성된다.In the above, the bottom table (1) is formed on the beach of the sea as well as the river centered on the estuary where the sea and the river meets, the water formed in the river forms a waterway (2), the one formed on the beach is wide in the form of scallops It is formed to spread.
상기한 발전용 수차 선박(3)은 수로(2)에 다수 열을 이루어 서로 교차되게 설치되며 각각의 앞부분과 뒷부분에 구멍이 형성된다.The power generation aberration vessel (3) is installed in a plurality of rows in the waterway (2) to cross each other is formed with holes in each of the front and rear portions.
상기한 선박 고정부(4)는 수차 선박(3)의 구멍에 끼워지도록 상기 하천의 바닥에 박혀져 상기 수차 선박(3)을 동일한 장소에 고정시키면서 조수의 높이에 따라상하로 슬라이딩되도록 한다.The vessel fixing portion 4 is embedded in the bottom of the river to be inserted into the hole of the aberration vessel 3 so as to slide up and down according to the height of the tides while fixing the aberration vessel 3 in the same place.
상기한 발전기(5)는 수차 선박(3)의 각각에 한 대 또는 다수 대가 설치되어 전기를 발생한다.The generator 5 is provided with one or a plurality of each of the aberration vessel 3 to generate electricity.
상기한 수차(6)는 수차 선박(3)의 양측의 각각에 상기 발전기(5)와 동일 개수가 설치되어 조류에 의해 회전된다.The aberration 6 is provided with the same number as the generator 5 on each of both sides of the aberration vessel 3 is rotated by the tidal current.
상기한 회전축(7)은 상기 수차(6)의 회전력을 상기 발전기(5)로 전달한다.The rotary shaft 7 transmits the rotational force of the aberration 6 to the generator 5.
상기한 구성에 의한, 본 발명의 실시예에 따른 조류 발전장치의 동작은 다음과 같다.With the above configuration, the operation of the tidal current generator according to the embodiment of the present invention is as follows.
본 발명에 따른 조류 발전 장치는 조수의 유속이 적은 경우에는 조류를 이용한 발전이 어렵기 때문에 조수의 유속을 크게 하는 것이 중요하다. 따라서 조수의 유속을 크게 하기 위하여 대형선박의 왕래가 없는 곳에 입지 선정을 하고 뚝보하대(1)를 조수의 방향에 동일한 방향으로 좌.우로 설치한다. 상기에서 뚝보 하대(1)는 하구를 중심으로 하천 뿐만 아니라 바다의 해변에도 형성하는데 바다에는 형성하는 것은 부채살 형태로 넓게 퍼지도록 한다. 상기한 뚝보 하대(1)의 하천에 형성된 것은 수로(2)를 형성한다. 상기한 수로(2)는 일정한 폭의 뚝을 갖도록 한다.In the tidal current generator according to the present invention, when tidal flow rate is small, it is important to increase tidal flow rate because it is difficult to generate power using tidal current. Therefore, in order to increase the flow speed of the tide, select the location where there is no big ship coming and going, and install the crest bottom 1 in the same direction in the direction of the tide. In the above, the bottom table 1 is formed on the beach of the sea as well as the river centered on the estuary to form in the sea to spread widely in the form of fan. What is formed in the stream of the undercarriage base 1 mentioned above forms the channel 2. The channel 2 has a constant width.
뚝보 하대(1)에 의하여 해변은 부채살처럼 펴지도록 하는데, 이러한 구조의 뚝보 하대(1)에 의해 밀물시 조수는 수로(2)의 안쪽으로 밀려 들어올수록 유속이 점차 커지게 되며 대략 7배 정도 빨라지게 된다. 우리나라 서해안에서는 조류의 유속이 통상적으로 대략 3.2노트(knot)정도인데 뚝보하대(1)를 통하여 밀물시에 밀려들어오는 조수는 수로(2)의 안쪽에서 22.4 노트 정도가 되므로, 저항에 의해 5.5 ~ 6.0 노트 정도가 감소된다고 하여도 유속이 충분히 크게 된다. 상기에서 수로(2)의 길이는 1,000 ~ 2,000m 정도로 하면 바람직하다.By the bottom of the bottom table (1), the beach is spread like a fan. When the tide is pushed into the waterway (2) by the bottom bottom of the structure (1), the flow rate gradually increases and is about 7 times faster. You lose. On the west coast of Korea, the flow rate of algae is about 3.2 knots, but the tide coming in at the time of high tide through the crest bottom (1) is about 22.4 knots from the inside of the channel (2). Even if the note level is reduced, the flow rate is large enough. In the above, the length of the channel 2 is preferably about 1,000 to 2,000 m.
상기한 수로(2)에는 다수의 수차 선박(3)을 설치한다. 상기에서 수차 선박(3)은 바지선 형태로 폭 7m 와 길이 13m 정도의 크기를 가지며 2 ~ 3열을 이루도록 설치된다. 그리고, 상기한 수차 선박(3)은 서로 교차되게 설치되어 조수의 유속이 감소되는 것을 최소화한다. 또한, 상기한 수차 선박(3)은 1척당 발전기(5)가 한대 또는 다수대가 설치되며, 선박고정부(4)에 의해 동일 장소에 고정된다. 상기한 선박고정부(4)는 기둥 형상을 가지며, 수차 선박(3)의 앞부분과 뒷부분에 형성된 구멍(8)이 끼워져 이 수차 선박(3)을 동일한 장소에 고정시키면서 조수의 높이에 따라 상하로 슬라이딩되도록 한다.The water channel 2 is provided with a plurality of aberration vessels 3. In the above, the aberration vessel 3 has a width of about 7m and a length of about 13m in the form of a barge and is installed to form two to three rows. In addition, the aberration vessel 3 is installed to cross each other to minimize the decrease in the flow rate of the tides. In addition, the aberration vessel (3) is one or a plurality of generators 5 per ship is installed, it is fixed in the same place by the ship fixing part (4). The vessel fixing portion 4 has a columnar shape, and the holes 8 formed in the front and rear portions of the aberration vessel 3 are fitted to fix the aberration vessel 3 at the same place, and up and down according to the height of the tides. Make it slide.
상기한 수차(6)는 수차 선박(3)의 양측에 각각 발전기(5)와 동일 개수, 즉 한개 또는 다수개가 설치된다. 상기에서 수차(6)는 수차 바퀴와 3m 정도의 폭과 6m 정도의 길이를 갖는 다수 개, 예를 들면 12의 날개로 이루어지며 조류에 의해 회전된다. 상기에서 수차(6)는 증가된 유속에 의해 회전되며, 이 회전력은 회전축(7)에 의해 발전기(5)로 전달되며, 이에 의해 발전기(5)는 전기를 발생한다.The aberrations 6 are provided on both sides of the aberration vessel 3 in the same number as the generator 5, that is, one or more. The aberration 6 is composed of aberration wheels and a plurality of wings having a width of about 3m and a length of about 6m, for example, 12 wings and are rotated by birds. In the above, the aberration 6 is rotated by the increased flow velocity, and this rotational force is transmitted to the generator 5 by the rotation shaft 7, whereby the generator 5 generates electricity.
상기에서 수로(2)의 길이와 폭은 더 크거나 작을 수도 있으며, 또한 수차 선박(3) 및 발전기(5)의 수를 변화시킬 수 있다.In the above, the length and width of the channel 2 may be larger or smaller, and may also change the number of the aberration vessel 3 and the generator 5.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에서 조수 간만의 차가 작아 조수의 유속이 느린 지역에서 조수의 유속을 증가시킬 수 있으므로 입지 선정이 용이하며 조류 발전의 용량을 크게 할 수 있는 효과를 갖는 조류 발전장치를 제공할 수가 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, because the difference between tidal tides is small, the tidal flow rate can be increased in a region where the tidal flow rate is slow, so that the location selection is easy and the tidal power generation has the effect of increasing the capacity of the tidal power generation. A device can be provided.
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2000
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Legal Events
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20020719 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20020319 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |