KR101493258B1 - Test apparatus for yaw controlling of a tidal stream power generation - Google Patents

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KR101493258B1
KR101493258B1 KR20130137941A KR20130137941A KR101493258B1 KR 101493258 B1 KR101493258 B1 KR 101493258B1 KR 20130137941 A KR20130137941 A KR 20130137941A KR 20130137941 A KR20130137941 A KR 20130137941A KR 101493258 B1 KR101493258 B1 KR 101493258B1
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고진환
이광수
김지훈
이신형
서정화
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최두환
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한국해양과학기술원
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Abstract

A test apparatus for yaw controlling of tidal power generation is disclosed. According to the present invention, the test apparatus for yaw controlling of tidal power generation is used for the tidal power generator producing electricity by the tide, and comprises: a vertical pipe to be rotated about a central axis with a turbine operated by the tide; an operating module to control a yaw angle of the turbine by rotating the vertical pipe about the central axis; a vertical driving shaft formed on the central axis and rotating with the operation of the turbine (the operation of the blade); and a power output measurement module to measure power output in accordance to the rotation of the vertical driving shaft. According to the present invention, a yaw control apparatus and method can accurately verify the properties and effectiveness of the apparatus to be used for yaw control; and improves the generation efficiency by configuring the yaw control by the operating module, and measuring the power output by the power output measurement module.

Description

조류발전용 요제어 시험장치{TEST APPARATUS FOR YAW CONTROLLING OF A TIDAL STREAM POWER GENERATION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a tidal-

본 발명은 조류발전용 요제어 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조류의 주기적인 주유향 변화 및 미세 유향 변동에 따라 요제어함에 있어서 요제어에 따른 특성 및 효율을 검증할 수 있는 요제어 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a yaw control apparatus for algae generation, and more particularly, to a yaw control apparatus for algae generation, and more particularly, to a yaw control apparatus for algae generation, And a test apparatus.

조류발전은 물살이 빠른 곳에 터빈을 설치해 전기를 생산하는 것을 말하며, 자연적인 조류 흐름을 그대로 이용한다는 점에서, 댐을 이용해 바닷물을 가뒀다가 흘려보내면서 낙차를 이용해 터빈을 돌려 전기를 만드는 조력발전과 구분된다.Tidal power generation refers to the production of electricity by installing a turbine at a place where the water flow is fast, and it is separated from the tidal power generation system by turning turbines using the dropping water while pumping the seawater using the dam in that the natural tidal current is used as it is. do.

조류발전은 저수지를 확보하기 위해 댐을 막을 필요가 없고, 선박의 이동이 자유로우며 어류의 이동을 방해하지 않고 주변 생태계에 영향을 주지 않는 환경친화적 대체에너지 시스템으로서 최근 다양한 형태로 연구개발이 이루어지고 있다.Algae power generation is an eco-friendly alternative energy system that does not need to block dams to secure reservoirs, allows ships to move freely, does not interfere with the movement of fishes, and does not affect the surrounding ecosystem. have.

조류는 주기적으로 주유향이 180도로 바뀌며 주유향이 결정된 후에도 여전히 미세 유향 변동성을 가지고 잇는데, 이런 조류 특성에 맞추어 이용률과 효율을 높이기 위해 요제어 장치 사용이 요구된다. 수평축 조류 터빈의 경우 작동부와 지지부의 결합 위치에 유압 장치를 이용하거나 너셀부에 추진기를 이용하는 실증 사례가 있다.Algae are periodically changed to 180 degrees of mainstream oil and have fine directional variability even after the mainstream flavor is determined. In order to improve the utilization rate and efficiency, it is required to use the yaw control device. In the case of a horizontal axis turbine, there is a case in which a hydraulic device is used at the joint position of the operation part and the support part, or a propeller is used at the nut part.

이와 관련하여, 미국공개특허 제2010-0038911호(2010.02.18)는 "수류 발전 장치를 위한 방향 조정 장치(AN ORIENTATION DEVICE FOR WATER CURRENT POWER GENERATING APPARATUS)"를 개시하며, 구체적으로 다가오는 조류 흐름(current flow)을 향하도록 조류 발전 장치의 방위를 맞추기 위한 장치에 있어서, 원하는 회전축 주위에서 조류 발전 장치의 본체에 토크를 가할 수 있도록 적절한 위치에서 조류 발전 장치의 본체에 설치된 수력학적 스러스터들, 및 조류 발전 장치의 본체와 그의 해저 또는 하상 지지 구조물 사이에 설치되어, 원하는 회전축 주위의 자유도를 허용하는 기계적인 연결수단을 구비하도록 하고 있으며, 이에 의하여 조류발전에서의 요제어(yaw control)가 이루어지도록 하고 있다.In this regard, U.S. Published Patent Application No. 2010-0038911 (Feb. 18, 2010) discloses " AN ORIENTATION DEVICE FOR WATER CURRENT POWER GENERATING APPARATUS " flow hydrodynamic thrusters installed in the main body of the tidal power generator at appropriate positions so as to apply torque to the main body of the tidal power generator around a desired rotation axis, Mechanical connection means provided between the main body of the power generation apparatus and its seabed or bottom support structure for allowing a degree of freedom around a desired rotation axis so that yaw control in the tidal power generation is achieved have.

이와 같이, 최근에는 조류의 주유향 변화 및 미세 유향 변동 조건을 능동적으로 대처하는 요제어 장치가 다수 개발되고 있으나, 이를 검증하는 시험 방법 및 장치에 대한 개발은 그에 미치지 못하고 있으며, 이에 따라 요제어에 따른 특성 및 효율을 검증할 수 있는 장치에 대한 개발이 요구된다.Recently, a number of yaw control devices actively coping with changes in the flow direction of the algae and conditions of the microfluidic fluctuations have been developed. However, development of test methods and devices for verifying the yaw control devices has not been accomplished. It is necessary to develop a device capable of verifying the characteristics and efficiency of the device.

(0001) 미국공개특허 제2010-0038911호(2010.02.18)(0001) U.S. Published Patent Application No. 2010-0038911 (Feb. 18, 2010)

본 발명의 목적은, 조류의 주기적인 주유향 변화 및 미세 유향 변동에 따라 요제어함에 있어서 요제어에 따른 특성 및 효율을 검증하기 위하여, 터빈을 수동 및 능동으로 요제어하고, 각 요제어 상태에서의 발전량 내지 효율을 측정할 수 있는 요제어 시험장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and system for manually controlling a turbine in order to verify the characteristics and efficiency of the yaw control in controlling the yaw rate according to the fluctuation of the main flow direction of the algae and the fluctuation of the micro direction, Which is capable of measuring the amount of power generation and efficiency of the yaw control device.

상기 목적은, 조류에 의해 전기를 생산하는 조류발전기에 사용되고, 조류에 의해 작동하는 터빈과 함께 중심축을 기준으로 회전되도록 이루어지는 버티칼파이프; 상기 버티칼파이프를 상기 중심축을 기준으로 회전시켜 상기 터빈의 요각을 제어하는 작동모듈; 상기 중심축 상에 형성되고, 상기 터빈의 작동과 연동하여 회전하는 버티칼구동축; 및 상기 버티칼구동축의 회전에 따른 발전량을 측정하는 발전량측정모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조류발전용 요제어 시험장치에 의해 달성된다.This object is achieved by a vertical pipe used for a tidal generator for generating electricity by algae, the vertical pipe being adapted to rotate with respect to a central axis together with a turbine operated by algae; An operation module for rotating the vertical pipe with respect to the central axis to control the yaw angle of the turbine; A vertical drive shaft formed on the central shaft and rotating in association with the operation of the turbine; And a power generation amount measuring module for measuring an amount of power generation according to the rotation of the vertical driving shaft.

그리고 상기 작동모듈의 작동과 상기 버티칼파이프의 회전의 연동 여부를 결정하는 일렉트릭브레이크를 더 포함하여 이루어질 수 있다.And an electric brake for determining whether the operation of the operation module and the rotation of the vertical pipe are interlocked with each other.

또한, 상기 버티칼파이프가 회전가능하게 고정되고, 일측에 상기 일렉트릭브레이크가 결합되는 프레임; 및 상기 프레임 일측에서 상기 중심축을 기준으로 회전가능하게 이루어지는 상부플레이트를 더 포함하여 이루어지고, 상기 작동모듈은 상기 상부플레이트 상에 결합되며, 상기 일렉트릭브레이크는 ON 상태에서 상기 상부플레이트의 회전을 저지하도록 이루어질 수 있다.A frame rotatably fixed to the vertical pipe and coupled to the electric brake at one side; And an upper plate rotatable about the central axis at one side of the frame, wherein the operation module is coupled to the upper plate, and the electric brake is configured to prevent rotation of the upper plate in an ON state Lt; / RTI >

이때 상기 작동모듈은, 구동력을 발생시키는 제1 서보모터; 상기 제1 서보모터와 연결되어 회전속도를 감속시키는 감속기; 및 상기 감속기에 의하여 회전하는 제1 풀리를 포함하고, 상기 버티칼파이프에는 상기 제1 풀리와 함께 회전하도록 연결된 제2 풀리가 형성될 수 있다.The operation module may include: a first servo motor for generating a driving force; A decelerator connected to the first servo motor to decelerate the rotation speed; And a first pulley rotated by the speed reducer, wherein the vertical pipe is formed with a second pulley connected to rotate with the first pulley.

한편 상기 터빈에는 상기 터빈의 요제어에 사용되는 수중요제어부가 형성되고, 상기 수중요제어부는, 러더(rudder) 또는 프로펠러(propeller) 형태로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the turbine includes a number critical control unit used for yaw control of the turbine, and the number critical control unit may be a rudder or a propeller.

그리고 상기 발전량측정모듈은, 상기 터빈의 작동에 의한 상기 버티칼구동축의 회전방향과 반대방향으로 토크를 부여하는 제2 서보모터; 상기 버티칼구동축에 작용하는 토크를 감지하는 토크센서; 및 상기 버티칼구동축의 회전속도를 측정하는 RPM 센서를 포함하여 이루어질 수 있다.The power generation amount measurement module includes a second servo motor for imparting a torque in a direction opposite to a rotation direction of the vertical drive shaft due to the operation of the turbine; A torque sensor for sensing a torque acting on the vertical drive shaft; And an RPM sensor for measuring a rotational speed of the vertical driving shaft.

또한 상기 터빈은 수평축 터빈 또는 수직축 터빈 등으로 이루어질 수 있다.The turbine may be a horizontal axis turbine or a vertical axis turbine.

본 발명에 의하면, 작동모듈에 의하여 요제어가 이루어지도록 하면서 발전량측정모듈에 의해 발전량을 측정함으로써, 요제어에 사용되는 장치의 특성 및 효율성을 정확히 검증할 수 있고, 발전효율을 향상시킬 수 있는 요제어 방법 및 장치를 도출할 수 있다.According to the present invention, the power generation amount is measured by the power generation amount measurement module while the yaw control is performed by the operation module, so that the characteristics and efficiency of the device used for yaw control can be accurately verified and the power generation efficiency can be improved. A control method and apparatus can be derived.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류발전용 요제어 시험장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 조류발전용 요제어 시험장치가 수평축 터빈에 결합된 상태를 도시한 도면,
도 3은 도 1에 도시된 조류발전용 요제어 시험장치가 수직축 터빈에 결합된 상태를 도시한 도면,
도 4는 수중요제어부가 형성된 터빈을 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a yaw control test apparatus for algae generation according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a view showing a state in which the yaw control tester for algae generation shown in FIG. 1 is coupled to a horizontal axis turbine,
FIG. 3 is a view showing a state in which the yaw control tester for algae generation shown in FIG. 1 is coupled to a vertical axis turbine,
4 is a view showing a turbine in which a number critical control section is formed.

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 조류발전용 요제어 시험장치(1)가 수평축 터빈(100a)에 결합된 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 조류발전용 요제어 시험장치(1)가 수직축 터빈(100b)에 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 4는 수중요제어부가 형성된 터빈(100)을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic view of a yaw control tester 1 for tidal power generation according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing a yaw control tester 1 for a tidal power generation shown in FIG. 1, 3 is a view showing a state in which the yaw control yaw control tester 1 shown in Fig. 1 is coupled to the vertical axis turbine 100b, and Fig. 4 FIG. 2 is a view showing a turbine 100 in which a number critical control unit is formed. FIG.

본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)는 조류발전용 터빈(100)을 요제어 하고, 아울러 요제어에 따른 발전량 내지 효율을 측정하여 요제어의 성능(효율 향상 여부 등)을 검증하기 위한 것이다.The yaw control tester 1 for tidal power generation according to the present invention controls the turbine 100 for tidal power generation and measures the power generation efficiency or efficiency according to the yaw control to verify the yaw control performance .

이를 위하여 본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)는, 버티칼파이프(10), 작동모듈(20), 버티칼구동축(30) 및 발전량측정모듈(40)을 포함하여 이루어진다.The yaw control apparatus for alga power generation 1 according to the present invention includes a vertical pipe 10, an operation module 20, a vertical drive shaft 30, and a power generation amount measurement module 40.

또한 본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)는, 일렉트릭브레이크(50), 프레임(60), 상부플레이트(70)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The yaw control tester 1 for generating algae according to the present invention may further include an electric brake 50, a frame 60, and an upper plate 70.

그리고 터빈(100)에는, 수중에서의 요제어를 위하여 수중요제어부가 별도로 형성될 수 있다.In the turbine 100, a number critical control unit may be separately formed for yaw control in water.

수중요제어부는 러더(110)(rudder) 또는 프로펠러(120)(propeller) 형태로 이루어질 수 있으며, 러더(110) 형태로 이루어지는 경우 요제어는 수동 또는 능동으로 이루어지고 프로펠러(120) 형태로 이루어지는 경우 요제어는 능동으로 이루어진다. 즉, 러더(110) 형태의 경우 조류의 변화에 따라 러더(110)가 결합된 터빈(100), 예컨대 터빈(100)의 너셀(nacelle)이 유향의 변화에 따라 회전하게 되고, 프로펠러(120) 형태의 경우 별도의 동력을 공급하여 터빈(100)에 형성된 프로펠러(120)를 회전시켜 유향 변화에 상응하도록 터빈(100)이 회전할 수 있도록 한다.The number critical control unit may be a rudder 110 or a propeller 120. In the case where the rudder 110 is in the form of a rudder 110, the yaw control may be manual or active and may be in the form of a propeller 120 The yaw control is active. That is, in the case of the rudder 110, the nacelle of the turbine 100, for example, the turbine 100, to which the rudder 110 is coupled according to the change of the tidal current, A separate power is supplied to rotate the propeller 120 formed in the turbine 100 so that the turbine 100 can rotate in accordance with the change in the propulsion direction.

이처럼, 본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)에서는, 수중에서 요제어를 위한 수단이 터빈(100)에 형성될 수 있다.As described above, in the yaw control tester 1 for algae generation according to the present invention, the means for yaw control in the water can be formed in the turbine 100.

한편, 본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수평축 터빈(100a) 또는 수직축 터빈(100b)에 결합되어 사용될 수 있다. 도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 수직축 터빈(100b)을 도시한 평면도이다.Meanwhile, the yaw control tester 1 for tidal power generation according to the present invention may be used in combination with a horizontal axis turbine 100a or a vertical axis turbine 100b, as shown in FIGS. 3 (b) is a plan view showing the vertical axis turbine 100b shown in Fig. 3 (a).

수평축 터빈(100a)의 경우 버티칼구동축(30)은 기어수단(베벨기어 등)을 개재시켜 수평축 터빈(100a)의 회전축과 연결될 수 있고, 수직축 터빈(100b)의 경우 버티칼구동축(30)은 직접 터빈(100b)의 회전축과 연결될 수 있다.In the case of the horizontal axis turbine 100a, the vertical drive shaft 30 can be connected to the rotation axis of the horizontal axis turbine 100a via gear means (bevel gear or the like). In the case of the vertical axis turbine 100b, And may be connected to the rotation axis of the second shaft 100b.

프레임(60)은 본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)의 지지프레임으로서, 실험장(예를 들면 예인수조의 예인전차)에 고정하는데 이용되며, 이는 상하조절장치와 결합하여 수중에서의 터빈(100) 위치를 바꿀 수 있도록 이루어진다. 프레임(60)은 다른 구성이 결합될 수 있도록 이루어진다.The frame 60 is used as a support frame of the yaw control tester 1 for algae power generation according to the present invention and is used for fixing to an experimental field (for example, a tank that is a towing tank) So that the position of the turbine 100 can be changed. The frame 60 is made such that other configurations can be combined.

본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)에서 프레임(60)에는, 버티칼파이프(10)를 감싸는 형태로 로드셀(80)(load cell)이 형성되며, 로드셀(80)에 의하여 요제어에 따라 버티칼파이프(10)의 회전시 발생하는 하중을 측정할 수 있도록 한다.A load cell 80 is formed in the frame 60 in a manner to surround the vertical pipe 10 in the yaw control device 1 for algae generation according to the present invention, So that the load generated during rotation of the vertical pipe 10 can be measured.

상부플레이트(70)는 프레임(60) 일측에서 중심축(C)을 기준으로 회전가능하게 이루어진다. 즉, 상부플레이트(70)는 프레임(60)을 상대로 하여 회전가능하게 결합된다.The upper plate 70 is rotatable with respect to the central axis C at one side of the frame 60. That is, the upper plate 70 is rotatably engaged with the frame 60.

버티칼파이프(10)는 세로방향으로 긴 원통 형태로 이루어지고, 하단이 터빈(100)에 고정결합되며, 프레임(60) 상에서 회전가능하게 결합된다. 즉, 버티칼파이프(10)의 중심을 따라 형성된 중심축(C)을 기준으로 하여, 프레임(60)을 상대로 회전할 수 있도록 이루어진다.Vertical pipe 10 is longitudinally cylindrical in shape and has a lower end fixedly coupled to turbine 100 and rotatably coupled to frame 60. That is, it is rotatable relative to the frame 60 with respect to the center axis C formed along the center of the vertical pipe 10.

버티칼구동축(30)은 세로방향으로 긴 로드(rod) 형태로 형성되고, 중심축(C) 상에 위치한다. 즉, 버티칼구동축(30)은 버티칼파이프(10)의 중앙에 위치한다.Vertical drive shaft 30 is formed in the shape of a long rod in the longitudinal direction and is positioned on the center axis C. That is, the vertical drive shaft 30 is located at the center of the vertical pipe 10.

버티칼구동축(30)은 하단이 터빈(100)과 연결되어, 터빈(100)의 작동(터빈의 블레이드의 작동)과 연동하여 회전하게 된다. 그리고 버티칼구동축(30)의 상단은 발전량측정모듈(40)과 연결되며, 버티칼구동축(30)의 회전에 따른 발전량이 측정되도록 이루어진다.The lower end of the vertical drive shaft 30 is connected to the turbine 100 to rotate in conjunction with the operation of the turbine 100 (operation of the blade of the turbine). The upper end of the vertical drive shaft 30 is connected to the power generation amount measurement module 40 and is configured to measure the amount of power generation due to the rotation of the vertical drive shaft 30.

작동모듈(20)은 버티칼파이프(10)를 중심축(C)을 기준으로 회전시키도록 이루어지는 것이며, 이에 따라 터빈(100)의 요각(요제어에 따른 터빈(100)의 회전각)을 제어할 수 있도록 이루어진다. 즉, 작동모듈(20)은 수중요제어부와 별도로 터빈(100)을 요제어할 수 있도록 구비되는 수단이다.The operation module 20 is configured to rotate the vertical pipe 10 with respect to the center axis C and thereby controls the yaw angle of the turbine 100 (the rotation angle of the turbine 100 according to yaw control) . That is, the operation module 20 is a means provided to control the turbine 100 separately from the number critical control unit.

작동모듈(20)은 상부플레이트(70) 상에 결합된다. 이에 따라 중심축(C)을 기준으로하여 프레임(60) 상에서 상부플레이트(70)가 회전할 때 작동모듈(20) 또한 상부플레이트(70)와 함께 회전하게 된다.The operating module 20 is coupled onto the top plate 70. The operating module 20 is rotated together with the upper plate 70 when the upper plate 70 rotates on the frame 60 with respect to the central axis C. [

이러한 작동모듈(20)은, 제1 서보모터(21), 감속기(22) 및 제1 풀리(23)를 포함하여 이루어질 수 있다.The operation module 20 may include a first servo motor 21, a speed reducer 22, and a first pulley 23.

제1 서보모터(21)는 전기에너지를 공급받아 구동력(회전력)을 발생시키고, 이러한 구동력이 감속기(22)에 전달된다. 감속기(22)는 유성감속기(22)(planetary reduction gear)로 이루어질 수 있으며, 제1 서보모터(21)에 의한 회전속도를 감속시키고, 감속되어 증가된 구동력을 제1 풀리(23) 쪽으로 전달되도록 한다.The first servo motor 21 receives electric energy to generate a driving force (rotational force), and this driving force is transmitted to the decelerator 22. The speed reducer 22 may be formed of a planetary reduction gear 22 so that the rotational speed of the first servo motor 21 is reduced and the increased driving force is transmitted to the first pulley 23 side do.

작동모듈(20)의 작동과 연동하여 버티칼파이프(10)가 회전되도록 하기 위하여, 버티칼파이프(10)에는 제2 풀리(11)가 형성되고, 제1 풀리(23)와 제2 풀리(11)는 타이밍벨트(24)(Timing belt)에 의하여 연결된다.A second pulley 11 is formed in the vertical pipe 10 and a first pulley 23 and a second pulley 11 are provided in order to rotate the vertical pipe 10 in conjunction with the operation of the operation module 20. [ Is connected by a timing belt 24 (Timing belt).

일렉트릭브레이크(50)는 통상의 전기 브레이크(electric brake)와 같은 형태로 이루어고, 운동에너지를 전력으로 변환하는 제동방식을 사용하여, 작동모듈(20)의 작동과 버티칼파이프(10)의 회전의 연동 여부를 결정하는 역할을 한다.The electric brake 50 has the same shape as a conventional electric brake and uses a braking system for converting kinetic energy into electric power so that the operation of the operation module 20 and the rotation of the vertical pipe 10 It determines whether or not it is linked.

이를 위하여 일렉트릭브레이크(50)는, 프레임(60)상에서 로드셀(80) 상측에 결합되어 상부플레이트(70)를 고정시키거나 회전가능한 상태가 되도록 제어한다. 즉, 일렉트릭브레이크(50)가 OFF 상태에서 상부플레이트(70)는 프레임(60) 상에서 자유롭게 회전할 수 있는 상태가 되며, 일렉트릭브레이크(50)가 ON 상태에서 상부플레이트(70)는 프레임(60) 상에서 회전하지 않게 된다.To this end, the electric brake 50 is coupled to the upper side of the load cell 80 on the frame 60 to control the upper plate 70 to be fixed or rotatable. That is, when the electric brake 50 is in the OFF state, the upper plate 70 is freely rotatable on the frame 60, and when the electric brake 50 is in the ON state, As shown in Fig.

이에 따라, 일렉트릭브레이크(50)가 ON 상태에서 작동모듈(20)이 작동하게 되면 작동모듈(20)의 구동력이 버티칼파이프(10)로 전달되어 버티칼파이프(10)가 중심축(C)을 기준으로 회전하게 되며, 터빈(100)의 요제어가 이루어지게 된다.Accordingly, when the operation module 20 is operated in the ON state of the electric brake 50, the driving force of the operation module 20 is transmitted to the vertical pipe 10, And the yaw control of the turbine 100 is performed.

한편, 일렉트릭브레이크(50)가 OFF 상태에서는 상부플레이트(70)는 자유롭게 회전할 수 있는 상태가 되기 때문에 작동모듈(20)의 구동력은 버티칼파이프(10)로 전달되지 않으며, 버티칼파이프(10)는 수중에 위치하는 수중요제어부에 의하여 회전가능한 상태가 된다.On the other hand, when the electric brake 50 is in the OFF state, the upper plate 70 is freely rotatable, so that the driving force of the operation module 20 is not transmitted to the vertical pipe 10, And is in a state of being rotatable by the water critical control unit located in the water.

발전량측정모듈(40)은, 제2 서보모터(41), 토크센서(42) 및 RPM 센서(43)를 포함하여 이루어질 수 있다.The power generation amount measurement module 40 may include a second servo motor 41, a torque sensor 42, and an RPM sensor 43.

제2 서보모터(41)는, 발전량을 얻기 위해, 터빈(100)의 작동에 의한 버티칼구동축(30)의 회전방향과 반대방향으로 토크를 주도록 이루어진다. 예컨대, 터빈(100)의 작동에 의하여 버티칼구동축(30)의 회전방향이 시계방향이라면, 제2 서보모터(41)는 버티칼구동축(30)에 반시계방향으로 토크를 부여한다. 버티칼구동축(30)의 회전력이 부여된 토크보다 큰 경우, 일정 회전 속도를 가지고 부여 토크 근처에서 수렴하게 된다.The second servo motor 41 is configured to give a torque in a direction opposite to the rotating direction of the vertical driving shaft 30 by the operation of the turbine 100 in order to obtain the power generation amount. For example, if the rotational direction of the vertical driving shaft 30 is the clockwise direction by the operation of the turbine 100, the second servo motor 41 gives torque to the vertical driving shaft 30 in the counterclockwise direction. When the rotational force of the vertical drive shaft 30 is larger than the applied torque, the torque converges at a predetermined rotational speed near the applied torque.

이러한 수렴 상태에서 토크센서(42)(torque sensor)는 버티칼구동축(30)에 작용하는 토크를 감지하고, RPM 센서(43)(RPM sensor)는 버티칼구동축(30)의 회전 속도를 측정한다. In this converged state, the torque sensor 42 senses the torque acting on the vertical drive shaft 30, and the RPM sensor 43 measures the rotational speed of the vertical drive shaft 30.

발전량측정모듈(40)을 통하여 측정되는 이러한 토크와 RPM(분당 회전수)을 통하여 발전량을 계산할 수 있게 된다.The power generation amount can be calculated through such torque and RPM (revolutions per minute) measured through the power generation amount measurement module 40.

또한, 작동모듈(20)에 의한 요제어 및 수중요제어부(110, 120)에 의한 요제어의 경우, 버티칼파이프(10)의 회전시 발생하는 하중이 로드셀(80)에서 측정된다.In the case of yaw control by the operation module 20 and yaw control by the number critical control units 110 and 120, the load cell 80 measures the load generated during rotation of the vertical pipe 10.

본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)에서는, 수중요제어부에 의하여 요제어되는 과정에서, 각 시점 또는 요제어되는 각 구간별, 상태별 발전량을 발전량측정모듈(40)을 통하여 측정할 수 있으며, 이에 따라 요제어되는 과정에서 실제 발전효율이 증가하는지 검증할 수 있으며, 또는 특정 요제어 상태에서 발전효율의 증감을 확인하여 고효율의 요제어 방법 또는 장치를 도출할 수 있게 된다.In the yaw control tester 1 for tidal power generation according to the present invention, in the process of being controlled by the crucial control unit, the generation amount of each state or each section controlled by the yaw control is measured through the power generation amount measurement module 40 Therefore, it is possible to verify whether the actual power generation efficiency increases in the process of controlling the yaw rate, or to ascertain the increase or decrease of the power generation efficiency in the specific yaw control state, thereby to derive a high efficiency yaw control method or device.

아울러 본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)에서는, 작동모듈(20) 및 일렉트릭브레이크(50)를 통하여 수중요제어부에 상관없이 터빈(100)을 요제어할 수 있고, 이러한 과정에서, 각 시점 또는 요제어되는 각 구간별, 상태별 발전량을 발전량측정모듈(40)을 통하여 측정할 수 있으며, 발전 효율의 검증 등이 이루어질 수 있게 된다.In the yaw control tester 1 according to the present invention, the turbine 100 can be controlled irrespective of the critical control section through the operation module 20 and the electric brake 50. In this process, , The power generation amount by each state or each section controlled by the yaw rate and the state can be measured through the power generation amount measurement module 40 and the power generation efficiency can be verified.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 조류발전용 요제어 시험장치(1)에 의하면, 작동모듈(20)에 의하여 요제어가 이루어지도록 하면서 발전량측정모듈(40)에 의해 발전량을 측정함으로써, 요제어에 사용되는 장치의 특성 및 효율성을 정확히 검증할 수 있고, 발전효율을 향상시킬 수 있는 요제어 방법 및 장치를 도출할 수 있게 된다.As described above, according to the tide control tester 1 for tidal power generation according to the present invention, the power generation amount is measured by the power generation amount measurement module 40 while the yaw control is performed by the operation module 20, It is possible to accurately verify the characteristics and efficiency of the apparatus to be used, and to derive a yaw control method and apparatus capable of improving power generation efficiency.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

1 : 조류발전용 요제어 시험장치 10 : 버티칼파이프
11 : 제2 풀리 20 : 작동모듈
21 : 제1 서보모터 22 : 감속기
23 : 제1 풀리 24 : 타이밍벨트
30 : 버티칼구동축 40 : 발전량측정모듈
41 : 제2 서보모터 42 : 토크센서
43 : RPM 센서 50 : 일렉트릭브레이크
60 : 프레임 70 : 상부플레이트
80 : 로드셀 100, 100a, 100b : 터빈
110 : 러더 120 : 프로펠러
C : 중심축1: Yaw control test device for algae generation 10: Vertical pipe
11: second pulley 20: operation module
21: first servo motor 22: speed reducer
23: first pulley 24: timing belt
30: Vertical drive shaft 40: Power generation measurement module
41: second servo motor 42: torque sensor
43: RPM sensor 50: Electric brake
60: frame 70: upper plate
80: load cell 100, 100a, 100b: turbine
110: rudder 120: propeller
C: center axis

Claims (7)

조류에 의해 전기를 생산하는 조류발전기에 사용되고,
조류에 의해 작동하는 터빈과 함께 중심축을 기준으로 회전되도록 이루어지는 버티칼파이프;
상기 버티칼파이프를 상기 중심축을 기준으로 회전시켜 상기 터빈의 요각을 제어하는 작동모듈;
상기 중심축 상에 형성되고, 상기 터빈의 작동과 연동하여 회전하는 버티칼구동축;
상기 버티칼구동축의 회전에 따른 발전량을 측정하는 발전량측정모듈;
상기 작동모듈의 작동과 상기 버티칼파이프의 회전의 연동 여부를 결정하는 일렉트릭브레이크;
상기 버티칼파이프가 회전가능하게 고정되고, 일측에 상기 일렉트릭브레이크가 결합되는 프레임; 및
상기 프레임 일측에서 상기 중심축을 기준으로 회전가능하게 이루어지는 상부플레이트를 포함하여 이루어지고,
상기 작동모듈은 상기 상부플레이트 상에 결합되며,
상기 일렉트릭브레이크는 ON 상태에서 상기 상부플레이트의 회전을 저지하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 조류발전용 요제어 시험장치.It is used in tidal generators that produce electricity by algae,
A vertical pipe configured to rotate with respect to a center axis together with a turbine operated by an algae;
An operation module for rotating the vertical pipe with respect to the central axis to control the yaw angle of the turbine;
A vertical drive shaft formed on the central shaft and rotating in association with the operation of the turbine;
A power generation amount measuring module for measuring an amount of power generation due to the rotation of the vertical driving shaft;
An electric brake for determining whether the operation of the operation module and the rotation of the vertical pipe are interlocked;
A frame to which the vertical pipe is rotatably fixed and to which the electric brake is coupled; And
And an upper plate rotatable with respect to the central axis at one side of the frame,
The operating module is coupled onto the top plate,
Wherein the electric brake is configured to inhibit the rotation of the upper plate in an ON state. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 작동모듈은,
구동력을 발생시키는 제1 서보모터;
상기 제1 서보모터와 연결되어 회전속도를 감속시키는 감속기; 및
상기 감속기에 의하여 회전하는 제1 풀리를 포함하고,
상기 버티칼파이프에는 상기 제1 풀리와 함께 회전하도록 연결된 제2 풀리가 형성되는 것을 특징으로 하는 조류발전용 요제어 시험장치.The method according to claim 1,
The operating module,
A first servo motor for generating a driving force;
A decelerator connected to the first servo motor to decelerate the rotation speed; And
And a first pulley rotated by the speed reducer,
Wherein the vertical pipe is formed with a second pulley connected to rotate with the first pulley. 제1항에 있어서,
상기 터빈에는 상기 터빈의 요제어에 사용되는 수중요제어부가 형성되고,
상기 수중요제어부는, 러더(rudder) 또는 프로펠러(propeller) 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조류발전용 요제어 시험장치.The method according to claim 1,
Wherein the turbine includes a number critical control part used for yaw control of the turbine,
Characterized in that the number critical control unit is in the form of a rudder or a propeller. 제1항에 있어서,
상기 발전량측정모듈은,
상기 터빈의 작동에 의한 상기 버티칼구동축의 회전방향과 반대방향으로 토크를 부여하는 제2 서보모터;
상기 버티칼구동축에 작용하는 토크를 감지하는 토크센서; 및
상기 버티칼구동축의 회전속도를 측정하는 RPM 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류발전용 요제어 시험장치.The method according to claim 1,
The power generation amount measurement module includes:
A second servo motor for imparting a torque in a direction opposite to a rotating direction of the vertical driving shaft by operation of the turbine;
A torque sensor for sensing a torque acting on the vertical drive shaft; And
And an RPM sensor for measuring a rotational speed of the vertical drive shaft. 제1항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터빈은 수평축 터빈 또는 수직축 터빈인 것을 특징으로 하는 조류발전용 요제어 시험장치.7. The method according to any one of claims 1 and 4 to 6,
Wherein the turbine is a horizontal axis turbine or a vertical axis turbine.
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