다음은 대기업의 소수력발전장치 제어방법과 관련된 특허의 등록 사례로, 과천시에 주소를 둔 업체지만, 발명자 중 한분은 성남시 수정구를 주소에 두셨습니다. 성남과 서울에서 변리사를 찾으시다 저희 사무소를 통해 특허로 등록되었습니다.
자세한 특허등록절차는 아래의 관련글을 참고해주시길 바랍니다.
-- 관련글: 출원 절차 보기
다음은 특허의 청구범위 일부입니다.
상기 피치각이 최소각인 상태에서 상기 수위가 기 설정 시간 이상으로 제1 수위 이하로 유지될 때, 단면적이 좁은 상기 유로의 하부를 향하여 상기 블레이드를 이동시키는 제1 이동 단계와, 상기 피치각이 최대각인 상태에서 상기 수위가 기 설정 시간 이상으로 제2 수위 이상으로 유지될 때, 단면적이 넓은 상기 유로의 상부를 향하여 상기 블레이드를 이동시키는 제2 이동 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소수력발전장치의 제어방법..
아래는 9개의 도면 중 하나입니다.
아래는 특허 명세서에 기입된 내용 중 일부입니다.
도 1은 유량 변화에 따른 수차의 발전 효율을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 소수력발전장치에서 수차는 일정 유량 이상에서 발전 효율이 더 이상 증가하지 않는다. 발전 효율은 크게 유량과 낙차의 곱으로 표현될 수 있다. 따라서 시간대별로 유량이 변하는 소수력발전장치에서 일정 유량과 일정 낙차를 유지한다면 최적의 발전 효율을 유지할 수 있다.
도 2는 시간대별 저수조로 유입되는 유체(하수)의 변화를 도시한 그래프이다. 이하에서 유체의 일 예로 하수를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하수는 일정 시간대(예를 들면 0시부터 9시)에서 유량이 급격히 변화한다. 이 경우, 이송관을 통해 배출되는 하수의 조절없이 저수조로 유입되는 하수의 유량이 급격히 감소하게 되면 저수조의 수위가 감소한다. 수위가 감소하게 되면 낙차가 줄어 발전 효율이 저하를 초래한다. 따라서, 저수조로 유입되는 유량이 적은 특정 시간대에서도 저수조의 수위를 일정 수준으로 유지하는 방안이 고려될 수 있다. 다만, 이 경우에도 저수조의 수위가 발전을 하기 위한 최소 수위에 미달하는 경우에는 이송관을 폐쇄시켜 발전을 정지시킬 수 있다.
도 1과 도 2에서 살펴본 바와 같이, 시간대별로 유량이 변하는 소수력발전장치에서 최적의 발전 효율을 발휘하기 위해서는, 일정 유량과 일정 낙차를 유지할 수 있는 소수력발전장치가 요구된다. 이를 위해, 유량이 감소하는 특정시간대에서도 저수조의 수위를 일정 수준으로 유지할 수 있는 본 발명의 실시예에 따르는 소수력발전장치를 이하 검토하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수력발전장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 도면이다. 그리고, 도 5은 본 발명에 의한 소수력발전장치의 유압구동부를 도시한 구성도이며, 도6은 본 발명에 의한 소수력발전장치의 제어유닛을 도시한 구성도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명을 따르는 소수력발전장치(100)는 이송관(130), 수차(120) 및 제어부(170,도 6 참조)를 포함한다.
본 발명을 따르는 소수력발전장치(100)는 다른 부가적인 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 예로 소수력발전장치(100)는 하수처리장의 방류구에 연결되어 설치된 저수조(110), 허브(121)의 외주면에 피치각이 가변가능한 복수의 블레이드(122)를 가진 수차(120), 저수조(110)에서 수차(120)까지 연결된 이송관(130), 수차(120)의 상류단 측에 설치되어 이송관(130)의 유로를 개폐하는 입구밸브(140), 입구밸브(140)를 개폐함과 더불어 블레이드(122)의 피치각을 조절하도록 구성되는 유압구동부(150), 수차(120)에 연결된 발전기(160)를 포함할수 있다..
