KR101075161B1 - 부유식 해상 태양광 발전시스템과 이를 이용한 해상 양식장 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부유식 해상 태양광 발전 시스템과 이를 이용한 양식장에 관한 것으로서, 기존에 육상 설비로서 태양광 발전시스템을 설치하기 위해서는 많은 토지가 필요하고 주변환경에 영향을 받아 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었는바, 이를 해결하기 위하여 본 발명은, 해상에 부유식 구조물에 태양광 발전 설비를 하는 것이다. 본 발명은 복수의 공기탱크를 이용한 부유식 1층 및 2층 구조체와; 그 상면 전체를 덮도록 설치되는 태양광발전 모듈과; 부유식 구조체를 고정하는 복수의 타워와, 타워에 설치되는 풍력발전기 및 해상설비의 제어 및 생산 전력을 송전하는 콘트롤장치를 포함하여 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 구성하며, 상기 부유식 해상 태양광 발전 시스템의 1층 구조체의 하부에 와이어로 메달아 설치되는 양식장 구조체와; 상기 양식장 구조체를 연결하는 와이어를 감거나 풀어주어 양식장을 승하강 시키는 승하강 구동장치와, 상기 2층 구조체의 배면에 설치되어 야간 조명을 하기위한 LED램프 모듈을 더 포함하여 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장을 구성함을 특징으로 한다.
해상, 태양광, 발전, 풍력, 해상 양식장, 부유식, 승하강, 조명
Description
본 발명은 부유식 해상 태양광 발전 양식장에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 해상에 부유식 구조물을 설치하고, 상부에 태양광 발전 시스템을 구축하고, 수면아래 하부에 양식장 구조물을 설치하여 태양광 발전 시스템에서 얻어진 동력에 의해 양식장의 승하강이 가능하게 하고, 해조류 성장에 도움을 주기 위한 조명이 가능하도록 한 부유식 해상 태양광 발전시스템과 이를 이용한 해상 양식장에 관한 것이다.
최근 화석 연료의 고갈이 우려되고, 화석 연료의 사용으로 인한 지구의 환경 오염 문제가 중요한 문제로 부각되면서 태양광 등의 자연력을 이용한 친환경성 발전설비에 대한 연구가 활발해지고 있다.
친환경성 발전 설비중에 태양광 발전 시스템은 국가 신재생에너지 국책 사업으로 정부의 지원 아래 급속도로 증가하고 있는 인류 미래를 위한 아주 중요한 사업으로서 추진중에 있다.
태양광 발전 시스템은 태양전지 모듈을 설치하여 태양으로부터 전력을 생산 하는 것으로, 대지 위에 지지 구조물을 설치하여 상기 지지 구조물에 태양전지 모듈을 설치하거나, 건축물의 외벽에 태양전지 모듈을 설치하여 전력을 생산하는 발전장치이다.
이와 같은 태양광 발전 시스템은 환경 친화적이며, 비소모적인 자원을 사용하는 발전설비이나 발전설비의 초기 투자비용이 커서 투자비용을 회수하는 기간이 길다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 태양광 발전 시스템은 태양광이 들어오는 방향과 일치하게 설치해야 하므로 태양광 발전기의 설치 비용이 크고, 토지를 농업 등의 다른 용도로 이용할 수 없기 때문에 경제성이 낮고, 유지 및 보수 비용이 많이 소요되어 경제성이 낮다는 문제점이 있다.
이와 같이 태양광 발전소를 건설하기 위해서는 넓은 공간이 필요로 하기 때문에 자연 훼손이 많아 환경 단체 및 인근지역 주민들의 민원으로 발전소 건립이 쉽지 않은 상황이다.
한편, 해상에는 수많은 해상 양식장이 설치되어 있는데 대부분의 해상 양식장은 해저 바닥 고정식으로써 비교적 깊지 않은 해상에 설치되며, 양식장이 고정식으로써 태풍이나 적조등으로 인한 피해를 피해갈 수 없었다. 즉, 적조는 주로 수면에 가까운 표면에 형성되어 햇빛을 차단하면서 물속의 산소를 소비하여 양식되는 어폐류를 폐사시키는데, 해수면 깊은 곳으로 양식장을 내릴 수만 있다면 적조피해를 피해갈 수 있을 것이다. 마찬가지로 태풍에 의한 풍랑이 발생하는 경우에도 해표면에서는 크게 영향을 받지만 해수면 아래의 깊은 곳에서는 영향을 거의 받지 않 아 태풍의 피해로부터도 피해갈 수 있을 것이다.
그렇지만 종래의 해양 양식장은 대부분 고정식으로써 해수면에 부유물체를 설치하고 그 부유물체에 가두리 양식장을 연결한 구조이므로 양식장을 해수면에 대해 위아래로 승하강 시킬 수가 없어서 적조피해 또는 태풍 피해로부터 피해갈 수가 없었다.
본 발명은 태양광 발전소를 설치함에 있어서, 육상에 설치할 때에 넓은 면적의 땅이 필요하기 때문에 설치 장치 선정이 어렵고, 주변 환경 영향과 더불어 토지 사용에 다른 민원이 유발되는 문제점이 있고, 주변 환경에 의해 햇빛이 조사되는 일조량에 의해 설치 장소가 제한되는 등의 문제점이 있었는바, 이를 해결하기 위하여 해상에 부유식 구조물을 설치하고 그 부유식 구조물 상에 태양광 발전 설비를 함으로써, 토지사용 문제, 일조량 문제에 영향을 받지 않도록 한 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한 해상 양식장 설비를 함에 있어서 해상 양식장에 전력 설비를 갖추기 어렵고, 단순히 밧데리를 이용한 비상전원 정도는 갖출 수 있으나 이러한 비상전원으로 할 수 있는 일은 한계가 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 부유식 해상 구조물 상에 태양광 발전 시스템을 설치하고, 상기 부유식 해상 구조물의 하부에 양식장을 설치하며, 상기 태양광 발전 시스템에서 생산된 동력을 이용하여 양식장의 승하강 제어나, 해조류 생산을 위한 조명설비를 구동시킬 수 있도록 한 부유식 태양광 발전시스템을 이용한 해상 양식장 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 의하면, 해상 태양광 발전소를 만들게 되면 환경 훼손을 줄일 수 있으며, 해상에서는 햇빛의 일조량이 육상에 비해 많아 효율적이며, 육상보다 20% 가량 발전소 공간을 줄일 수 있다는 장점이 있게 된다.
본 발명은, 수면 위에 구조물을 부유시키기 위한 복수의 공기탱크의 상부에 상판이 설치되어 한 라인을 이루고, 외곽 라인 및 중간을 가로질러 외곽라인과 연결되는 중간 라인을 포함하는 격자형 구조로 부유 구조체를 구성하는 1층 구조체와;
상기 1층 구조체의 상부에 일정 높이로 복수의 기둥부재를 설치하고, 그 기둥부재의 상부 전체를 덮는 2층 상판부를 포함하여 구성되는 2층 구조체와;
상기 2층 구조체의 상면에 배열 설치되는 태양광 발전모듈과;
해저에 고정설치되고, 수면의 상부로 돌출 설치되어 상기 1층 구조체 및 2층 구조체를 수면위에 부유시킨 상태로 고정하기 위한 복수의 타워와;
상기 복수 타워의 상단부에 설치되는 복수의 풍력발전기와;
상기 태양광 발전모듈에서 생산되는 전력과 상기 풍력발전기에서 생산되는 전력을 통합 처리하여 육상으로 송전시키기 위한 콘트롤 장치와;
상기 콘트롤 장치로부터 해저 케이블을 통하여 송전되는 전력을 받아 육상 전력으로 송전시키기 위한 육상 송전시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 상기 1층 구조체는,
공기가 채워져 밀봉된 원통형 구조로 이루어져 부력을 발생시키기 위한 공기탱크와;
상기 복수의 공기탱크들을 서로 측면이 접하게 배치하고 이웃하는 공기탱크 사이를 서로 연결시키는 하부 보강재와;
상기 공기탱크의 중앙 상부에 고정설치되는 복수의 지지보와;
상기 복수의 지지보들의 상부를 덮도록 설치되는 상판과;
상기 상판의 하면과, 상기 지지보 및 상기 공기탱크 사이에 연결되는 보강재를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 공기탱크는 내부 공간에 일정한 간격으로 격벽이 형성되어 하나의 공기탱크가 서로 분리된 복수의 공기실을 구비한 구조로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 1층 구조체의 하부에는 양식장 프레임에 그물이 둘러져 설치되고, 상부면에 그물 개폐부가 구비된 복수의 양식장 구조체가 설치되되, 상기 양식장 구조체는 각 모서리부가 와이어에 1층 구조체에 고정 설치된다.
또한 본 발명에 의해 상기 1층 구조체의 상면에 설치되어 모터에 의해 구동되는 승하강 구동장치가 설치되어 상기 와이어를 감거나 풀어주어 상기 양식장 구조체를 소정 깊이까지 승하강 시킬 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 2층 구조체의 상판부 배면에는 복수의 LED램프 모듈이 설치되어 하부의 해수면에 빛을 조사하여 야간에 해조류생성을 활성화시킬 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 콘트롤장치에는 상기 태양광 발전모듈과 상기 풍력발전기에서 생산된 전력을 통합처리하는 전력 생산장치와, 상기 전력 생산장치의 전력을 밧데리에 충전시켜 상기 승하강 구동장치와, 상기 LED램프 모듈의 동작 전력으로 공급하는 전력공급장치와, 상기 전력생산장치에서 생산된 전력을 육지로 송전시키기 위한 송전장치와, 센서를 이용하여 주야를 판단하여 상기 LED램프 모듈을 야간에 자 동으로 작동시키고, 외부의 풍속 및 파고 측정에 의하여 미리 설정된 풍속 또는 파고가 일정시간 이상 지속되는 경우에 자동으로 상기 승하강 구동장치를 제어하여 양식장 구조체를 해수면 아래 소정깊이까지 하강시키거나 해수면으로 상승시키는 제어를 하며, 육상의 제어반과 통신하여 상호 정보를 주고받고 원격제어가 가능하도록 하는 콘트롤러를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 해상에 부유식으로 태양광 발전 및 풍력 발전 시스템을 설치하여 전력을 생산하고 생산 전력을 육지로 송전시킬 수 있으므로, 해상 발전소 설비로서 설치가 가능하며, 해상에 설치하기 때문에 최대의 빛 입사량을 받아 전력생산이 가능하며 아울러 풍력에 의한 전력생산을 겸할 수 있어 육상의 태양광 발전시스템이나 풍력발전기에 비하여 효율적인 전력생산이 가능해진다.
또한 본 발명은 해상 부유식 태양광 발전설비의 하부에 가두리 양식장을 설치하여 발전 설비의 이용효율을 높이고, 양식장 구조체를 필요에 따라 승하강 시킬 수 있게 함으로써 적조 피해 또는 태풍 피해를 피해서 바다속 깊이 양식장을 내릴 수 있는 효과가 있고, 야간에 LED램프 모듈을 이용한 조명으로 해조류의 성장을 활성화시켜 양식장의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 해상 시스템과 육상의 제어반을 통신망으로 연결하여 언제라도 육상에서 해상 시스템을 감시 모니터링 할 수 있도록 하고, 원격 제어에 의해 양식장 구조체를 승하강시킬 수 있도록 하며, 생산전력을 효율적으로 송전시킬 수 있도록 제어할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 부유식 해상 태양광 발전 양식장의 구조를 보인 구성도이고, 도 2는 도 1에서 양식장 구조체를 해수면 아래 소정 깊이로 내린 상태를 보인 구성도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 부유식 해상 태양광 발전 양식장의 1층 구조체의 구성을 보인 도면이며, 도 5는 양식장 구조체의 승하강 구동장치를 보인 도면이고, 도 6은 1층 구조체를 상부에서 바라본 도면이며, 도 7은 태양광 발전모듈의 배열 예시도이고, 도 8은 태양광 발전 모듈에 집광 케이스를 더 결합시킨 구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명은,
수면(2) 위에 구조물을 부유시키기 위한 복수의 공기탱크(11)의 상부에 상판(14)이 설치되어 한 라인을 이루고, 외곽 라인 및 중간을 가로질러 외곽라인과 연결되는 중간 라인을 포함하는 격자형 구조로 부유 구조체를 구성하는 1층 구조체(10)와;
상기 1층 구조체(10)의 상부에 일정 높이로 복수의 기둥부재(21)를 설치하고, 그 기둥부재(21)의 상부 전체를 덮는 상판부(22)를 포함하여 구성되는 2층 구조체(20)와;
상기 2층 구조체(20)의 상면에 배열 설치되는 태양광 발전모듈(30)과;
해저(1)에 고정설치되고, 수면(2)의 상부로 돌출 설치되어 상기 1층 구조체(10)를 수면 위에 부유시킨 상태로 고정하기 위한 복수의 타워(40)와;
상기 복수 타워(40)의 상단부에 설치되는 복수의 풍력발전기(50)와;
상기 태양광 발전모듈(30)에서 생산되는 전력과 상기 풍력발전기(50)에서 생산되는 전력을 통합 처리하여 육상으로 송전시키기 위한 콘트롤 장치(60)와;
상기 콘트롤 장치(60)로부터 해저 케이블(71)을 통하여 송전되는 전력을 받아 육상 전력으로 송전시키기 위한 육상 송전시스템(70)을 포함하여 구성된다.
또한 본 발명은 상기 1층 구조체(10)의 하부에 와이어로 연결되어 설치되는 양식장 구조체(80)가 더 설치될 수 있으며 양식장 구조체(80)는 상면까지 그물로 덮여서 해수면 아래로 내릴 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 타워(40)에는 상기 1층 구조체(10)가 베어링(41)에 의해 해수면에 의거하여 자동으로 승하강 가능하게 설치된다.
본 발명에 의한 상기 1층 구조체(10)는,
공기가 채워져 밀봉된 원통형 구조로 이루어져 부력을 발생시키기 위한 공기탱크(11)와;
상기 복수의 공기탱크(11)들을 서로 측면이 접하게 배치하고 이웃하는 공기탱크(11) 사이를 서로 연결시키는 하부 보강재(12)와;
상기 공기탱크(11)의 중앙 상부에 고정설치되는 복수의 지지보(13)와;
상기 복수의 지지보(13)들의 상부를 덮도록 설치되는 상판(14)과;
상기 상판(14)의 하면과, 상기 지지보(13) 및 상기 공기탱크(11) 사이에 연결되는 보강재(15)를 포함하여 구성된다.
1층 구조체(10)는, 외곽 테두리를 이루는 부분은 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 공기 탱크 라인으로 구성하고, 가운데를 지지하는 부분은 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 공기 탱크 라인으로 구성한 것을 예로 도면에 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니고, 공기탱크의 크기와 부유해야할 중량 등을 고려하여 공기탱크 라인을 구성하여 1층 구조체를 구성한다.
또한, 기본적으로 양측 테두리와 가운데 중앙 라인을 구비하는 형태를 하나의 블록이라고 한다면 여러 개의 블록을 연결하여 대면적의 대용량 설비로 구성할 수 있고, 이때에 타워를 외측 라인에 적정한 간격으로 세워서 지지할 수 있도록 구성한다.
상기 공기탱크(11)는 내부 공간에 일정한 간격으로 격벽이 형성되어 하나의 공기탱크(11)가 서로 분리된 복수의 공기실을 구비한 구조로 구성된다. 이는 하나의 공기탱크가 파손되어도 전체에 해수가 유입되는 것을 방지하기 위한 구조로 구성된다.
상기 1층 구조체(10)의 하부에는 양식장 프레임(81)에 그물(82)이 둘러져 설치되고, 상부면에 그물(82) 개폐부가 구비된 복수의 양식장 구조체(80)가 설치되되, 상기 양식장 구조체(80)는 각 모서리부가 와이어(91)에 1층 구조체(10)에 고정설치 된다.
또한 본 발명에 의해 상기 1층 구조체(10)의 상면에 설치되어 모터에 의해 구동되는 승하강 구동장치(90)가 설치되어 상기 와이어(91)를 감거나 풀어주어 상기 양식장 구조체(80)를 소정 깊이까지 승하강 시킬 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 2층 구조체(20)의 상판부(22) 배면에는 복수의 LED램프 모듈(101)이 설치되어 하부의 해수면에 빛을 조사하여 야간에 해조류생성을 활성화 시킬 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 콘트롤장치(60)에는 상기 태양광 발전모듈(30)과 상기 풍력발전기(50)에서 생산된 전력을 통합처리하는 전력 생산장치(61)와, 상기 전력 생산장치(61)의 전력을 밧데리에 충전시켜 상기 승하강 구동장치(90)와, 상기 LED램프 모듈(101)의 동작 전력으로 공급하는 전력공급장치(62)와, 상기 전력생산장치(61)에서 생산된 전력을 육지로 송전시키기 위한 송전장치(63)와, 센서를 이용하여 주야를 판단하여 상기 LED램프 모듈(101)을 야간에 자동으로 작동시키고, 외부의 풍속 및 파고 측정에 의하여 미리 설정된 풍속 또는 파고가 일정시간 이상 지속되는 경우에 자동으로 상기 승하강 구동장치(90)를 제어하여 양식장 구조체(80)를 해수면 아래 소정깊이까지 하강시키거나 해수면으로 상승시키는 제어를 하며, 육상의 제어반과 통신하여 상호 정보를 주고받고 원격제어가 가능하도록 하는 콘트롤러(64)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 부유식 해상 태양광 발전 시스템은, 다수의 격벽으로 분리된 공기탱크(11) 복수개를 이웃하게 붙여서 상부에 상판(14)을 설치하여 한라인을 구성하고, 이를 테두리 및 중간 라인으로 배열하여 고정설치하여 1층 구조체(10)를 구성한다. 길이에 따라 중간 라인을 복수개를 구비할 수 도 있으며, 공기탱크의 갯수도 부유시켜야할 구조물의 중량에 따라 선택하고, 라인수도 선택하여 1층 구조체(10)를 구성한다.
상기 1층 구조체(10)에 기둥부재(21)를 설치하고 그 상부를 상판부(22)로 전체를 덮어 2층 구조체(20)를 구성한다. 따라서 1층 구조체(10)와 2층 구조체(20) 사이는 작업자가 이동할 수 있는 공간부를 구비하여 하부 양식장 관리를 할 수 있게 된다.
상기 1층구조체(10)는 해저에 고정설치된 타워(40)에 베어링(41)에 의해 상하 슬라이드 가능하도록 설치되어 고정지지된다.
상기 2층 구조체(20)의 상면에는 태양광발전 모듈(30)이 설치되며, 이는 적정 간격으로 배열하여 복수개를 설치하고, 통합하여 전력을 생산할 수 있도록 구성된다. 그리고 본 발명에서는 집광 효율을 향상시킬 수 있도록 도 8에 도시된 바와 같이 투명재질로 이루어진 집광 케이스(31)를 설치하는데, 집광케이스(31)는 상면이 톱니형 구조로 구성되어 양측 경사면에 의해 태양광이 집광되어 하부의 태양광 발전 모듈(30) 즉, 셀 모듈에 태양광이 집광되게 함으로써 집광 효율을 향상시킬 수 있는 구조로 구성된다.
한편, 상기 타워(40)의 상단부에는 바람에 의해 회전되는 블레이드의 회전력으로 발전기를 구동시켜 전력을 생산하는 통상의 수평형 풍력 발전기를 설치하여 풍력에 의해서도 전력을 생산하도록 구성한다. 물론 수평형 풍력발전기로 한정되는 것은 아니며 수직형 풍력발전기를 설치할 수도 있다.
상기와 같이 2층 구조체(20)의 상면 전체에 태양광발전 모듈(30)을 설치하여 전기를 생산하고, 적어도 4모서리 이상에 설치되는 타워(40)에 풍력발전기(50)를 설치하여 전기를 생산하도록 한다.
그리고, 상기 태양광 발전 모듈(30)과 상기 풍력발전기(50)에서 생산되는 전기를 콘트롤장치(60)에서 통합하여 통합 전력으로 송전 처리를 하게 되며, 밧데리를 이용하여 충전시켜두고 부유식 해상 발전시스템을 이용하여 양식장의 동력원으로써 사용한다. 생산된 전력은 해저 케이블(71)을 통하여 육지의 송전장치(70)로 전력이 송전된다.
본 발명에서는 상기와 같이 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 설치한 경우에 부유식 구조물의 하부에 해상 양식장을 더 설치하여 설비의 운용 효율을 높일 수 있도록 한다.
부유식 해상 태양광 발전시스템을 이용하는 양식장은, 상기 1층 구조체(10)의 하부에 격자형 구조의 양식장 프레임(81)을 그물(82)로 감싸서 구성한 양식장 구조체(80)를 설치하며, 양식장 구조체(80)는 와이어(91)에 의해 1층 구조체(10)에 설치된다.
그런데 해상 양식장은, 적조 피해와 태풍 피해가 우려되므로, 이를 피해갈 수 있도록 본 발명에서는 양식장 구조체(80)를 승하강 시킬 수 있도록 구성하여 적조나 태풍이 발생되는 경우에 해수면에서 소정 깊이(예; 7-8m) 아래로 내려서 깊이 잠수시킴으로써 피해를 최소화 시킬 수 있도록 한 것이다. 통상 적조는 해수 표면 근처에서 발생되므로 깊은 곳으로 내리게 되면 피해를 최소화 할 수 있으며, 태풍또한 해수면 파랑이 거세지기 때문에 수명 아래 깊은 곳으로 내려가면 그 피해를 최소화 시킬 수 있게 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 양식장 구조체(80)를 해수면 7-8m 아래로 내려서 적조나 태풍 피해로부터 보호할 수 있게 된다.
본 발명에서는 상기 태양광발전 모듈(30)과 풍력발전기(50)에서 생산된 전력을 이용하여 콘트롤장치(60)에 의해 양식장 구조체(80)을 승하강 시키는 승하강 구동장치(90)를 구동시킨다. 즉 기존의 해상 양식장은 동력 전달이 어려워 동력원이 없기 때문에 큰 동력을 필요로 하는 양식장 승하강장치 등을 설치할 수가 없었으나 본 발명에서는 자체 발전설비가 구비되어 있기 때문에 자체 동력으로 양식장 구조체(80)를 승하강 시킬 수 있게 되는 것이다. 승하강 구동장치(90)는 1층 구조체(10)의 상부에 고정설치되는 모터에 의해 상기 양식장 구조체(80)를 연결하는 와이어(91)를 감거나 풀어줌으로써 승하강 시키는 구조로 구성하며, 이에따라 양식장 구조체(80)의 양식장 프레임(81)은 적정 중량을 유지할 수 있는 철재등을 이용함으로써 와이어(91)를 풀어주는 것에 의해 아래로 내려갈 수 있도록 구성한다.
또한 본 발명은 양식장의 효율성을 높이기 위하여 야간에도 해조류 활성화를 위한 조명장치를 더 설치하는데, 조명장치는 저전력 소비를 하면서도 빛을 발광하는 LED램프 모듈(101)을 2층 구조체(20)의 배면에 복수개를 설치한다. 이는 야간에 빛을 발광시켜 해수면에 조명함으로써 해조류(예; 김, 미역, 해조류 등등)의 성장을 활성화 시키는 역할을 한다.
상기 콘트롤장치(60)에는 통신수단을 구비하고, 육상의 제어반과 통신하게 하여 제어반에서 실시간으로 부유식 해상 태양광 발전시스템의 발전상태와 전력 송신상태 및 양식장 관리 상태 LED램프 모듈(101) 점등 유무, 양식장 승하강 유무 등, 카메라를 설치하여 촬영한 감시 영상등을 제어반으로 전송하여 제어반에서는 실시간 모니터링하게 하고, 제어반에서 원격 콘트롤에 의해 발전설비의 제어나, 양식장 원격 제어가 가능하도록 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 해상에 부유식으로 태양광 발전 설비를 할 수 있어서 주변 환경에 영향을 미치지 않으면서도 최대의 일조량을 받아 태양광 발전 효율을 높일 수 있으며, 더불어 풍력발전기를 함께 설치하여 전기 생산 효율성을 높일 수 있다. 또한 부유식 구조물의 하부에 양식장 설치를 하고, 자체 전력으로 양식장을 승하강 시키거나 조명을 할 수 있어서 양식장의 안전관리 및 해조류 성장 활성화가 가능해져 생산성이 높아지는 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 부유식 해상 태양광 발전 양식장의 구조를 보인 구성도.
도 2는 도 1에서 양식장 구조체를 해수면 아래 소정 깊이로 내린 상태를 보인 구성도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 부유식 해상 태양광 발전 양식장의 1층 구조체의 구성을 보인 도면.
도 5는 양식장 구조체의 승하강 구조를 보인 도면.
도 6은 1층 구조체를 상부에서 바라본 도면.
도 7은 태양광 발전모듈의 배열 예시도.
도 8은 태양광 발전 모듈에 집광 케이스를 더 결합시킨 구성도.
도 9는 본 발명에 의한 해상 설비의 콘트롤장치 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 해저 2 : 해수면
3 : 육지 10 : 1층 구조체
11 : 공기 탱크 12 : 하부 보강재
13 : 지지보 14 : 상판
15 : 상부 보강재 20 : 2층 구조체
21 : 기둥부재 22 : 상판부
30 : 태양광발전 모듈 31 : 집광 케이스
40 : 타워 50 : 풍력발전기
60 : 콘트롤장치 61 : 전력생산장치
62 : 전력공급장치 63 : 송전장치
64 : 콘트롤러 70 : 송전시스템
71 : 해저케이블 80 : 양식장 구조체
81 : 양식장 프레임 82 : 그물
90 : 승하강 구동장치 91 : 와이어
Claims (9)
- 해상에 설치되는 부유식 태양광 발전 시스템에 있어서,수면(2) 위에 구조물을 부유시키기 위한 복수의 공기탱크(11)의 상부에 상판(14)이 설치되어 한 라인을 이루고, 외곽 라인 및 중간을 가로질러 외곽라인과 연결되는 중간 라인을 포함하는 격자형 구조로 부유 구조체를 구성하는 1층 구조체(10)와;상기 1층 구조체(10)의 상부에 일정 높이로 복수의 기둥부재(21)를 설치하고, 그 기둥부재(21)의 상부 전체를 덮는 2층 상판부(22)를 포함하여 구성되는 2층 구조체(20)와;상기 2층 구조체(20)의 상면에 배열 설치되는 태양광 발전모듈(30)과;해저(1)에 고정설치되고, 수면(2)의 상부로 돌출 설치되어 상기 1층 구조체(10) 및 2층 구조체(20)를 수면위에 부유시킨 상태로 고정하기 위한 복수의 타워(40)와;상기 태양광 발전모듈(30)에서 생산되는 전력을 육상으로 송전시키기 위한 콘트롤 장치(60)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 1층 구조체(10)는,공기가 채워져 밀봉된 원통형 구조로 이루어져 부력을 발생시키기 위한 공기탱크(11)와;상기 복수의 공기탱크(11)들을 서로 측면이 접하게 배치하고 이웃하는 공기탱크(11) 사이를 서로 연결시키는 하부 보강재(12)와;상기 공기탱크(11)의 중앙 상부에 고정설치되는 복수의 지지보(13)와;상기 복수의 지지보(13)들의 상부를 덮도록 설치되는 상판(14)과;상기 상판(14)의 하면과, 상기 지지보(13) 및 상기 공기탱크(11) 사이에 연결되는 보강재(15)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공기탱크(11)는,내부 공간에 일정한 간격으로 격벽이 형성되어 하나의 공기탱크(11)가 서로 분리된 복수의 공기실을 구비한 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 태양광발전 모듈(30)은,투명재질로 이루어져 상기 태양광 발전 모듈(30)을 덮도록 설치되며, 상면이 톱니형 구조로 구성되어 양측 경사면에 의해 태양광이 집광되어 하부의 태양광 발 전 모듈(30)에 태양광이 집광되게 하는 진 집광 케이스(31)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 타워(40)의 상단부에 설치되어 풍력에 의해 블레이드가 회전되면서 전기를 생산하는 풍력발전기(50)를 더 포함하여 구성되고, 상기 콘트롤장치(60)는 상기 태양광발전 모듈(30)에서 생산된 전력과 상기 풍력발전기(50)에서 생산된 전력을 통합하여 송전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템.
- 수면(2) 위에 구조물을 부유시키기 위한 복수의 공기탱크(11)의 상부에 상판(14)이 설치되어 한 라인을 이루고, 외곽 라인 및 중간을 가로질러 외곽라인과 연결되는 중간 라인을 포함하는 격자형 구조로 부유 구조체를 구성하는 1층 구조체(10)와;상기 1층 구조체(10)의 상부에 일정 높이로 복수의 기둥부재(21)를 설치하고, 그 기둥부재(21)의 상부 전체를 덮는 2층 상판부(22)를 포함하여 구성되는 2층 구조체(20)와;상기 2층 구조체(20)의 상면에 배열 설치되는 태양광 발전모듈(30)과;해저(1)에 고정설치되고, 수면(2)의 상부로 돌출 설치되어 상기 1층 구조체(10) 및 2층 구조체(20)를 수면위에 부유시킨 상태로 고정하기 위한 복수의 타워(40)와;상기 타워(40)의 상단부에 설치되어 풍력에 의해 블레이드가 회전되면서 전기를 생산하는 풍력발전기(50)와;상기 태양광 발전모듈(30) 및 상기 풍력발전기(50)에서 생산되는 전력을 통합처리하여 해상 설비의 동력을 제공함과 아울러 육상으로 송전 시키고, 육상의 제어반과 통신하여 실시간으로 해상 설비의 정보를 육상 제어반으로 전송함과 아울러 육상의 원격 제어에 의해 해상 설비를 제어하는 콘트롤 장치(60)와;상기 콘트롤 장치(60)로부터 해저 케이블(71)을 통하여 송전되는 전력을 받아 육상 전력으로 송전시키기 위한 송전시스템(70)과;상기 1층 구조체(10)의 하부에 와이어(91)로 연결 설치되고, 양식장 프레임(81)에 그물(82)이 둘러져 이루어져 해상 가두리 양식장으로 활용하기 위한 양식장 구조체(80)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장.
- 제 6 항에 있어서, 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장은,상기 1층 구조체(10)의 상면에 설치되어 모터에 의해 구동되는 승하강 구동장치(90)가 더 설치되어 상기 와이어(91)를 감거나 풀어주어 상기 양식장 구조체(80)를 소정 깊이까지 승하강 시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장.
- 제 6 항에 있어서, 상기 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장은,상기 2층 구조체(20)의 상판부(22) 배면에는 복수의 LED램프 모듈(101)이 더 설치되어, 하부의 해수면에 빛을 조사하여 야간에 해조류생성을 활성화시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장.
- 제 6 항에 있어서, 상기 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장은,상기 1층 구조체(10)의 상면에 설치되고 모터에 의해 구동되어 상기 와이어(91)를 감거나 풀어주어 상기 양식장 구조체(80)를 해수면 아래로 소정 깊이까지 승하강 시키기 위한 승하강 구동장치(90)와,상기 2층 구조체(20)의 상판부(22) 배면에 설치되어 하부의 해수면에 빛을 조사하여 야간에 해조류생성을 활성화시키기 위한 복수의 LED램프 모듈(101)이 더 포함되어 설치되고,상기 콘트롤장치(60)는,상기 태양광 발전모듈(30)과 상기 풍력발전기(50)에서 생산된 전력을 통합처리하는 전력 생산장치(61)와,상기 전력 생산장치(61)의 전력을 밧데리에 충전시켜 부유식 태양광 발전 시스템 설비의 동력원으로 전력을 제공하는 전력공급장치(62)와,상기 전력생산장치(61)에서 생산된 전력을 육지로 송전시키기 위한 송전장치(63)와,센서를 이용하여 주야를 판단하여 상기 LED램프 모듈(101)을 야간에 자동으로 작동시키고, 외부의 풍속 및 파고 측정에 의하여 미리 설정된 풍속 또는 파고가 일정시간 이상 지속되는 경우에, 상기 승하강 구동장치(90)를 제어하여 양식장 구조체(80)를 해수면 아래 소정깊이까지 하강시키거나 해수면으로 상승시키는 제어를 하며, 육상의 제어반과 통신하여 상호 정보를 주고받고 원격제어가 가능하도록 하는 콘트롤러(64)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 태양광 발전 시스템을 이용한 양식장.
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