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KR102462124B1 - Solar energy production device using fluidized bed process - Google Patents

Solar energy production device using fluidized bed process Download PDF

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KR102462124B1
KR102462124B1 KR1020210074949A KR20210074949A KR102462124B1 KR 102462124 B1 KR102462124 B1 KR 102462124B1 KR 1020210074949 A KR1020210074949 A KR 1020210074949A KR 20210074949 A KR20210074949 A KR 20210074949A KR 102462124 B1 KR102462124 B1 KR 102462124B1
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KR
South Korea
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lens
solid material
fluidized bed
energy production
sunlight
Prior art date
Application number
KR1020210074949A
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Korean (ko)
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KR20220018903A (en
Inventor
이시훈
서수빈
김형우
Original Assignee
전북대학교산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명은 유동층 연소로로부터 배출되는 고체 물질에 태양열을 저장하여 재공급함으로써, 재생 에너지 이용 효율을 극대화시키기 위한 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양열 화학적 에너지 생산 장치는 연료를 연소시키고, 고체 물질을 순환시키는 연소로, 연소로로부터 고체 물질을 포집하여 전달하는 사이클론, 사이클론으로부터 고체 물질을 전달받고, 태양열을 통해 고체 물질을 가열하여 유동층 연소로로 순환시키는 루프실을 포함한다.The present invention relates to a solar thermal chemical energy production apparatus using a fluidized bed process for maximizing the efficiency of using renewable energy by storing and resupplying solar heat in a solid material discharged from a fluidized bed combustion furnace. Solar thermal chemical energy production apparatus according to the present invention is a combustion furnace that burns fuel and circulates solid materials, a cyclone that collects and delivers solid materials from the combustion furnace, receives solid materials from the cyclone, and heats the solid materials through solar heat and a loop seal that circulates it to the fluidized bed combustion furnace.

Description

유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치{Solar energy production device using fluidized bed process}Solar energy production device using fluidized bed process

본 발명은 에너지 생산 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동층 연소로로부터 배출되는 고체 물질에 태양열을 저장하여 재공급함으로써, 재생 에너지 이용 효율을 극대화시키기 위한 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy production device, and more particularly, to a solar thermal chemical energy production device using a fluidized bed process for maximizing renewable energy utilization efficiency by storing and resupplying solar heat in a solid material discharged from a fluidized bed combustion furnace. will be.

석탄/바이오매스/폐기물 등의 고체 탄화수소 물질들로부터 에너지를 생산하는 일반적인 공정은 공기 또는 산소와 반응시켜 열을 얻는 연소 공정이나 황산화물/질소산화물 등의 대기 오염물질들과 이산화탄소를 포함한 온실가스의 필연적인 배출을 동반하기 때문에 태양열/태양광/풍력 등과 같은 재생에너지로의 전환이 요구되고 있다.The general process of producing energy from solid hydrocarbon materials such as coal/biomass/waste is a combustion process that obtains heat by reacting with air or oxygen, or air pollutants such as sulfur oxides/nitrogen oxides and greenhouse gases including carbon dioxide. Since it is accompanied by inevitable emissions, conversion to renewable energy such as solar heat/solar power/wind power is required.

그러나 태양광/태양열/풍력 등과 같은 재생에너지는 기후 조건에 따라 에너지 생산량이 크게 변동되어 에너지 신뢰도가 낮다. 이를 해결하기 위한 방법으로 수전해를 이용한 수소 저장/대용량 2차 전지 등이 개발되고 있으나 유틸리티 규모로의 전력 저장은 아직 어려운 상황이다. 따라서 대기 오염 물질의 배출 저감과 재생에너지 이용 확대를 동시에 달성할 수 있는 새로운 공정이 필요하다.However, renewable energy such as solar power/solar heat/wind power has low energy reliability because energy production varies greatly depending on climatic conditions. As a method to solve this problem, hydrogen storage/large-capacity secondary batteries using water electrolysis have been developed, but it is still difficult to store electricity on a utility scale. Therefore, a new process that can reduce the emission of air pollutants and expand the use of renewable energy is needed at the same time.

이에 따라 한국공개특허 제10-2012-0002739호, 한국공개특허 제10-2013-0042017, 한국공개특허 제10-2007-0069379호에는 태양광선의 진로를 변경하거나 집광렌즈를 통해 집열된 태양에너지를 반응기 내부로 전달하는 내용이 개시되어 있으나, 물을 이용함에 따라 난방 또는 온수 등의 집 또는 빌딩 규모의 건물에서 소규모 태양열 이용만이 가능하도록 제작되어 있다. 따라서 신재생에너지의 간헐성을 극복하기 위한 새로운 접근 방식이 요구되고 있다.Accordingly, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0002739, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0042017, and Korean Patent Publication No. 10-2007-0069379 disclose that the path of sunlight is changed or solar energy collected through a condensing lens is used. Although the content of delivery into the reactor is disclosed, it is manufactured so that only small-scale solar heat can be used in a house or building-scale building such as heating or hot water according to the use of water. Therefore, a new approach is required to overcome the intermittency of renewable energy.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 유동층 연소로로부터 배출되는 고체 물질에 태양열을 저장하여 재공급함으로써, 재생 에너지 이용 효율을 극대화시키기 위한 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치를 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a solar thermal chemical energy production apparatus using a fluidized bed process for maximizing the efficiency of using renewable energy by storing and resupplying solar heat in the solid material discharged from the fluidized bed combustion furnace. have.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치는 연료를 연소시키고, 고체 물질을 순환시키는 연소로, 상기 연소로로부터 상기 고체 물질을 포집하여 전달하는 사이클론, 상기 사이클론으로부터 상기 고체 물질을 전달받고, 태양열을 통해 상기 고체 물질을 가열하여 상기 유동층 연소로로 순환시키는 루프실을 포함하는 것을 특징으로 한다.Solar thermal chemical energy production apparatus using a fluidized bed process according to the present invention is a combustion furnace that burns fuel and circulates a solid material, a cyclone that collects and delivers the solid material from the combustion furnace, and receives the solid material from the cyclone , characterized in that it comprises a loop seal that heats the solid material through solar heat and circulates it to the fluidized bed combustion furnace.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 있어서, 상기 고체 물질은 모래, 알루미나(alumina) 및 실리콘 카바이드(SiC) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the solar thermal chemical energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention, the solid material comprises at least one of sand, alumina and silicon carbide (SiC).

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 있어서, 상기 루프실은 상기 사이클론으로부터 상기 고체 물질을 전달받아 저장하기 위한 공간이 형성된 저장부, 태양광을 집광하여 상기 저장부에 저장된 상기 고체 물질에 태양광을 조사하는 적어도 하나의 집광부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the solar thermal and chemical energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention, the loop seal receives the solid material from the cyclone and forms a storage unit for storing the solid material, and the solid material stored in the storage unit by collecting sunlight It is characterized in that it comprises at least one light collecting unit for irradiating sunlight.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 있어서, 상기 집광부는 태양광을 집열하기 위한 제1 반사판, 상기 1차 반사판으로부터 반사된 태양광을 집광하는 제1 렌즈, 상기 제1 렌즈로부터 집광된 태양광을 상기 저장부로 반사시키는 제2 반사판, 상기 제2 반사판으로부터 반사된 태양광을 상기 저장부로 집광하는 제2 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the solar thermal chemical energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention, the light collecting unit is a first reflector for collecting sunlight, a first lens for collecting sunlight reflected from the primary reflector, and from the first lens. It characterized in that it comprises a second reflecting plate for reflecting the concentrated sunlight to the storage unit, and a second lens for condensing the sunlight reflected from the second reflection plate to the storage unit.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 있어서, 상기 제1 렌즈는 프레즈넬 렌즈인 것을 특징으로 한다.In the solar thermal chemical energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention, the first lens is a Fresnel lens.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 있어서, 상기 제2 렌즈는 볼록 렌즈인 것을 특징으로 한다.In the solar thermal chemical energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention, the second lens is a convex lens.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 있어서, 상기 제1 반사판 및 상기 제2 렌즈를 거치는 태양광의 경로는 태양광의 광축과 일치하는 것을 특징으로 한다.In the solar thermal chemical energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention, the path of sunlight passing through the first reflecting plate and the second lens is characterized in that it coincides with the optical axis of the sunlight.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치에 있어서, 상기 제2 반사판 및 상기 제2 렌즈는 상기 저장부에 저장된 상기 고체 물질과 동일 선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.In the solar thermal chemical energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention, the second reflector and the second lens are positioned on the same line as the solid material stored in the storage unit.

본 발명에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 에너지 생산장치는 유동층 연소로로부터 배출되는 고체 물질에 태양열을 저장하여 재공급함으로써, 재생 에너지 이용 효율을 극대화시킬 수 있다.The solar energy production apparatus using the fluidized bed process according to the present invention can maximize the efficiency of using renewable energy by storing and resupplying solar heat in the solid material discharged from the fluidized bed combustion furnace.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집광부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치를 이용한 에너지 생산 개념을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치를 적용하여 고체입자 및 기체에 저장되는 열효율을 나타낸 그래프이다.
1 is a view showing the configuration of an energy production device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a structure of a light collecting unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph for explaining the concept of energy production using an energy production device according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the thermal efficiency stored in solid particles and gas by applying the energy production device according to an embodiment of the present invention.

과제번호 R18XA06-49 연구관리 전문기관 한국전력공사 전력연구원 연구사업명 사외공모 기초연구 연구과제명 비식용 바이오매스 기반의 탄소 역배출 발전 플랜트를 위한 태양열 에너지 저장이 연계된 이중유동층 공정의 기초 원천기술 개발 주관기관 전북대학교 연구기간 2018. 05. 01  ~ 2021. 04. 30
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
Assignment number R18XA06-49 Research management institution Korea Electric Power Corporation Electric Power Research Institute Research project name External public offering basic research Research project name Development of basic source technology for a double fluidized bed process linked to solar energy storage for a non-edible biomass-based carbon reverse emission power plant Host institution Chonbuk National University Research period 2018. 05. 01 ~ 2021. 04. 30
It should be noted that, in the following description, only the parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted in the scope not disturbing the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집광부의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치를 이용한 에너지 생산 개념을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a diagram showing the configuration of an energy production device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the structure of a light collecting unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing energy according to an embodiment of the present invention It is a graph to explain the concept of energy production using a production device.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치(100)는 연소로(10), 사이클론(20) 및 루프실(30)을 포함하여 구성된다.1 to 3 , the energy production apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a combustion furnace 10 , a cyclone 20 , and a loop seal 30 .

연소로(10)는 전방 벽, 후방 벽 및 이들 사이에 위치하는 2개의 측면 벽들을 포함한다. 여기서 연소로(10)는 상부 및 하부에 각각 위치하는 상부면 및 하부면에 의해 폐쇄되어 있다.The furnace 10 comprises a front wall, a rear wall and two side walls located therebetween. Here, the combustion furnace 10 is closed by upper and lower surfaces respectively located at the upper and lower portions.

또한 연소로(100)는 하부면 위에 하부면과 평행하게 연장되어 있는 플레이트를 더 포함한다. 이때 플레이트는 다수의 홀들이 형성되어 있으며, 홀들에 대응하는 다수의 노즐들이 플레이트 상에 장착되어 있다. 플레이트와 하부면 사이의 공간은 가스실을 구성하며, 외부의 가스 공급원으로부터 가스실로 유동화 가스가 공급된다.In addition, the furnace 100 further includes a plate extending parallel to the lower surface on the lower surface. In this case, a plurality of holes are formed in the plate, and a plurality of nozzles corresponding to the holes are mounted on the plate. A space between the plate and the lower surface constitutes a gas chamber, and a fluidizing gas is supplied to the gas chamber from an external gas supply source.

이러한 연소로(10)는 연료 공급부를 통해 연소로(10) 내에 화석 연료, 바이오매스 연료 등과 같은 고형 연료가 공급된다. 이때 본 발명의 실시예에 따른 연소로(10)는 고체 물질이 주입될 수 있다. 여기서 고체 물질은 연료 공급부를 통해 연소로(10) 내로 주입되거나 다른 독립적인 통로를 통해 고형 연료와는 별개로 연소로(10) 내로 주입될 수 있다.Solid fuel, such as fossil fuel, biomass fuel, or the like, is supplied into the combustion furnace 10 through a fuel supply unit in the combustion furnace 10 . At this time, the combustion furnace 10 according to the embodiment of the present invention may be injected with a solid material. Here, the solid material may be injected into the combustion furnace 10 through a fuel supply or may be injected into the combustion furnace 10 separately from the solid fuel through another independent passage.

여기서 본 발명의 실시예에 따른 고체 물질은 모래, 알루미나(alumina) 및 실리콘 카바이드(SiC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the solid material according to an embodiment of the present invention may include at least one of sand, alumina, and silicon carbide (SiC).

또한 연소로(10) 내로 주입된 고형 연료 및 고체 물질은 연소로(10) 하부의 노즐들들로부터 위로 분출되는 가스에 의해 유동화된다. 버너(미도시)에 의해 고형 연료의 연소가 시작되고, 유동화 가스는 고형 연료의 연소를 더욱 촉진시킨다. 고형 연료의 연소에 의해 생성되는 연소 가스와 연소에 의해 가열된 공기의 혼합물(이하, '배가스'로 칭함)은 대류 현상에 의해 연소로(10) 내에서 위로 상승하면서 고형 연료와 고체 물질을 포함하는 고체 입자들의 일부를 포획하고, 이들과 함께 연소로(10) 상부, 예를 들어 후방 벽에 형성된 배출구를 통해 연소로(10) 밖으로 배출된다. 특히 고체 물질은 사이클론(20)으로 이동될 수 있다.In addition, the solid fuel and solid material injected into the combustion furnace 10 are fluidized by the gas ejected upward from the nozzles at the bottom of the combustion furnace 10 . Combustion of the solid fuel is started by a burner (not shown), and the fluidizing gas further promotes combustion of the solid fuel. A mixture of combustion gas produced by combustion of solid fuel and air heated by combustion (hereinafter referred to as 'exhaust gas') rises upward in the combustion furnace 10 by convection phenomenon and contains solid fuel and solid material Some of the solid particles are captured and discharged together with them out of the furnace 10 through an outlet formed in the upper portion of the furnace 10, for example, the rear wall. In particular, solid material may be transported into the cyclone 20 .

사이클론(20)은 연소로(10)에서 배출된 고체 물질과 연소배가스를 분리시키게 된다. 여기서 분리된 연소배가스는 도시되지는 않지만 배기관으로 토출되며, 고체 물질은 하부측의 루프실(30)로 전달할 수 있다.The cyclone 20 separates the solid material discharged from the combustion furnace 10 and the combustion exhaust gas. Although not shown, the separated combustion exhaust gas is discharged to the exhaust pipe, and the solid material may be delivered to the roof seal 30 of the lower side.

예를 들어 사이클론(20)은 가스를 회전시킬 때 발생하는 원심력을 이용하여 고체 물질과 연소배가스를 분리시킬 수 있다. 즉 사이클론(20)은 연소로(10)에서 배출된 고체 물질과 연소배가스가 하향으로 나선형으로 이동시켜 입자는 둘레부분의 벽으로 이동되고, 바닥으로 고체 물질이 침전하는 과정을 거치게 된다. 이후 가스는 배출되며, 고체 물질은 루프실(30)로 이동하게 된다.For example, the cyclone 20 may use centrifugal force generated when rotating the gas to separate the solid material and the combustion exhaust gas. That is, in the cyclone 20, the solid material and the combustion exhaust gas discharged from the combustion furnace 10 move downward spirally, so that the particles are moved to the wall of the periphery, and the solid material is precipitated to the bottom. Thereafter, the gas is discharged, and the solid material moves to the loop seal 30 .

루프실(30)은 사이클론(20)으로부터 고체 물질을 전달받고, 태양열을 통해 고체 물질을 가열하여 연소로(10)로 순환시킬 수 있다.The loop seal 30 may receive the solid material from the cyclone 20 , heat the solid material through solar heat, and circulate it to the combustion furnace 10 .

여기서 루프실(30)은 사이클론(20)으로부터 고체 물질을 전달받아 저장하기 위한 공간이 형성된 저장부(31)와, 태양광을 집광하여 저장부(31)에 저장된 고체 물질에 태양광을 조사하는 적어도 하나의 집광부(32)를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the loop seal 30 includes a storage unit 31 having a space for receiving and storing the solid material received from the cyclone 20, and condensing sunlight to irradiate the solid material stored in the storage unit 31 with sunlight. It may be configured to include at least one light collecting part 32 .

즉 루프실(30)은 사이클론(20)으로부터 전달된 고체 물질이 저장부(31)에 저장되며, 집광부(32)를 통해 태양광을 집광하여 저장부(31)에 저장된 고체 물질에 조사하여 고체 물질에 태양열이 저장되도록 하며, 태양열이 저장된 고체 물질을 다시 연소로(10)로 재순환시킬 수 있다.That is, the loop seal 30 stores the solid material delivered from the cyclone 20 in the storage unit 31 , collects sunlight through the light collection unit 32 , and irradiates the solid material stored in the storage unit 31 . The solar heat is stored in the solid material, and the solid material in which the solar heat is stored can be recycled back to the combustion furnace 10 .

여기서 집광부(32)는 제1 반사판(32a), 제1 렌즈(32b), 제2 반사판(32c) 및 제2 렌즈(32d)를 포함한다.Here, the light collecting unit 32 includes a first reflecting plate 32a, a first lens 32b, a second reflecting plate 32c, and a second lens 32d.

제1 반사판(32a)은 태양광을 직접적으로 수광하는 부분으로, 태양광을 수광하여 제1 렌즈(32b)로 전달할 수 있다. 예를 들어 제1 반사판(32a)은 태양의 위치에 따라 태양광을 최대한 많이 수광할 수 있도록 각도 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.The first reflector 32a is a portion that directly receives sunlight, and may receive sunlight and transmit it to the first lens 32b. For example, the first reflector 32a may be configured to be able to adjust the angle so as to receive as much sunlight as possible according to the position of the sun.

제1 렌즈(32b)는 1차 반사판으로부터 반사된 태양광을 집광할 수 있다. 이러한 제1 렌즈(32b)는 프레즈넬 렌즈가 될 수 있다. 여기서 프레즈넬 렌즈는 볼록렌즈와 같은 집광을 하면서도 두께가 얇은 렌즈로서, 렌즈의 면을 다수개의 띠 모양으로 나누어 각 띠에 프리즘 작용을 가지게 하여 수차(收差)를 작게 함으로써 두께가 얇으면서도 볼록렌즈와 동일한 기능을 가지도록 구성된 렌즈이다. 따라서 제1 렌즈를 프레즈넬 렌즈로 사용하면 일반적인 볼록렌즈를 사용하는 경우보다 전체적인 크기를 감소시킬 수 있다.The first lens 32b may collect sunlight reflected from the primary reflector. The first lens 32b may be a Fresnel lens. Here, the Fresnel lens is a lens with a thin thickness while condensing like a convex lens. It is a lens constructed to have the same function. Therefore, when the first lens is used as a Fresnel lens, the overall size can be reduced compared to the case where a general convex lens is used.

제2 반사판(32c)은 제1 렌즈(32b)로부터 집광된 태양광을 루프실(30) 방향으로 반사시킬 수 있다. 제2 반사판(32c)은 루프실(30)의 위치 및 제2 렌즈(32b)의 위치 또는 형태에 따라 각도 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.The second reflecting plate 32c may reflect sunlight collected from the first lens 32b toward the roof seal 30 . The second reflecting plate 32c may be configured to be able to adjust an angle according to the position of the loop seal 30 and the position or shape of the second lens 32b.

제2 렌즈(32d)는 제1 반사판(32c)으로부터 반사된 태양광을 루프실(30)의 저장부(31)에 집광할 수 있다. 즉 제2 렌즈(32b)는 최종적으로 태양광을 저장부(31)에 저장된 고체 물질에 조사할 수 있다. 여기서 제2 렌즈(32d)는 볼록 렌즈가 될 수 있다.The second lens 32d may condense sunlight reflected from the first reflector 32c into the storage unit 31 of the roof seal 30 . That is, the second lens 32b may finally irradiate sunlight onto the solid material stored in the storage unit 31 . Here, the second lens 32d may be a convex lens.

한편 제1 반사판(32a) 및 제2 렌즈(32d)를 거치는 태양광의 경로는 태양광의 광축과 일치할 수 있다.Meanwhile, a path of sunlight passing through the first reflector 32a and the second lens 32d may coincide with an optical axis of sunlight.

또한 제2 반사판(32c) 및 제2 렌즈(32d)는 저장부(31)에 저장된 고체 물질과 동일 선상에 위치할 수 있다.In addition, the second reflecting plate 32c and the second lens 32d may be positioned on the same line as the solid material stored in the storage unit 31 .

한편 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치를 이용한 에너지 생산 개념을 설명하기 위한 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 생산 장치를 적용하여 고체입자 및 기체에 저장되는 열효율을 나타낸 그래프이다.Meanwhile, FIG. 3 is a graph for explaining the concept of energy production using the energy production device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is the thermal efficiency stored in solid particles and gas by applying the energy production device according to the embodiment of the present invention. is a graph showing

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 반사판(32a)을 통해 제1 렌즈(32b), 제2 반사판(32c) 및 제2 렌즈(32d)로 태양열이 저장부(31)로 집광된다. 그 결과 저장부(31)의 크기에 따라 에너지 전환 효율이 5 ~ 22% 사이에 위치하는 것을 확인할 수 있었으며, 태양열이 고체 입자에 저장됨을 확인할 수 있다.3 and 4 , the first lens 32b, the second reflector 32c, and the second lens 32d through the first reflector 32a condense solar heat to the storage unit 31 . As a result, it was confirmed that the energy conversion efficiency was located between 5 and 22% depending on the size of the storage unit 31 , and it could be confirmed that solar heat was stored in the solid particles.

또한 태양열 에너지가 유동층 매체에 저장될 수 있으며 기존의 순환유동층 연소로에 융합하면 안정적인 에너지 생산을 가능케 함을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that solar thermal energy can be stored in the fluidized bed medium, and stable energy production is possible when fused to the existing circulating fluidized bed combustion furnace.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유동층 공정을 이용한 태양열 에너지 생산장치는 유동층 연소로로부터 배출되는 고체 물질에 태양열을 저장하여 재공급함으로써, 재생 에너지 이용 효율을 극대화시킬 수 있다.As described above, the solar energy production apparatus using the fluidized bed process according to an embodiment of the present invention stores and resupply solar heat in the solid material discharged from the fluidized bed combustion furnace, thereby maximizing the efficiency of using renewable energy.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 연소로 20 : 사이클론
30 : 루프실 31 : 집광부
31a : 제1 반사판 31b : 제1 렌즈
31c : 제2 반사판 31d : 제2 렌즈
32 : 저장부 100 : 에너지 생산 장치
10: furnace 20: cyclone
30: loop seal 31: light collecting part
31a: first reflector 31b: first lens
31c: second reflector 31d: second lens
32: storage unit 100: energy production device

Claims (8)

연료를 연소시키고, 고체 물질을 순환시키는 연소로;
상기 연소로로부터 상기 고체 물질을 포집하여 전달하는 사이클론;
상기 사이클론으로부터 상기 고체 물질을 전달받고, 태양열을 통해 상기 고체 물질을 가열하여 상기 연소로로 순환시키는 루프실;을 포함하고,
상기 고체 물질은, 알루미나(alumina) 및 실리콘 카바이드(SiC) 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 루프실은,
상기 사이클론으로부터 상기 고체 물질을 전달받아 저장하기 위한 공간이 형성된 저장부;
태양광을 집광하여 상기 저장부에 저장된 상기 고체 물질에 태양광을 조사하는 적어도 하나의 집광부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치.
a furnace that burns fuel and circulates solid material;
a cyclone that collects and delivers the solid material from the furnace;
A loop seal that receives the solid material from the cyclone, heats the solid material through solar heat and circulates it to the combustion furnace; and
The solid material comprises at least one of alumina and silicon carbide (SiC),
The loop seal is
a storage unit having a space for receiving and storing the solid material from the cyclone;
at least one light collecting unit for condensing sunlight and irradiating sunlight to the solid material stored in the storage unit;
Solar thermal chemical energy production device using a fluidized bed process comprising a.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 집광부는,
태양광을 집열하기 위한 제1 반사판;
상기 제1 반사판으로부터 반사된 태양광을 집광하는 제1 렌즈;
상기 제1 렌즈로부터 집광된 태양광을 상기 저장부로 반사시키는 제2 반사판;
상기 제2 반사판으로부터 반사된 태양광을 상기 저장부로 집광하는 제2 렌즈;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치.
According to claim 1,
The light collecting unit,
a first reflector for collecting sunlight;
a first lens condensing sunlight reflected from the first reflector;
a second reflector for reflecting sunlight collected from the first lens to the storage unit;
a second lens condensing sunlight reflected from the second reflector to the storage unit;
Solar thermal chemical energy production device using a fluidized bed process comprising a.
제4항에 있어서,
상기 제1 렌즈는,
프레즈넬 렌즈인 것을 특징으로 하는 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치.
5. The method of claim 4,
The first lens is
Solar thermal chemical energy production device using a fluidized bed process, characterized in that it is a Fresnel lens.
제5항에 있어서,
상기 제2 렌즈는,
볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치.
6. The method of claim 5,
The second lens,
Solar thermal chemical energy production device using a fluidized bed process, characterized in that it is a convex lens.
제6항에 있어서,
상기 제1 반사판 및 상기 제2 렌즈를 거치는 태양광의 경로는 태양광의 광축과 일치하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치.
7. The method of claim 6,
Solar thermal and chemical energy production apparatus using a fluidized bed process, characterized in that the path of sunlight passing through the first reflector and the second lens coincides with the optical axis of sunlight.
제7항에 있어서,
상기 제2 반사판 및 상기 제2 렌즈는,
상기 저장부에 저장된 상기 고체 물질과 동일 선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 유동층 공정을 이용한 태양열 화학적 에너지 생산 장치.
8. The method of claim 7,
The second reflector and the second lens,
Solar thermal chemical energy production apparatus using a fluidized bed process, characterized in that located on the same line as the solid material stored in the storage unit.
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