ORC 발전기

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···HNC···
01 ORC 발전시스템
       
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ORC 개념
       
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ORC 열원
       
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스팀 발전 사이클 (랭킨 사이클)과 유사하나, 200 ℃ 이하의 저온성 열에너지로 유기성 
작동유체를 가열하여 발전하는 유기 랭킨 사이클 (ORC, Organic Rankine Cycle)
       
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ORC의 장점
       
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 낮은 증발온도를 갖는 고분자 유기화합물을 작동유체로 사용함으로써 중·저온의 열원으로도 발전이 가능

01 열원의 다변화 (공장 폐열, Bio Mass, 석탄, 가축분뇨, 태양열, 지열, 폐목 등)
  공장폐열, Bio, 석탄, 가축 분뇨, 태양열,  지열 등 중저온의 저급한 열원 (300℃ 미만)으로도 발전 및 온수 생산 가능.

02 높은 경제성
  국내는 물론 세계적인 전기수요의 증가 (전기화; Electrification)와 국내 전력요금 현실화가 가시화되고 있어 ORC의 경제성이 계속 높아질 예상임 (ORC 가격: 약 2.5 백만원/kWh)

03 장기적인 수명
  구동부위의 최소화로 부식/파손이 미미해 유지관리가 간단하고 Spare Part가 적고 20년 이상 수명을 갖고 있음 

04 용이한 운전
  인버터를 이용한 비례제어 방식을 통해 열원의 엔탈피에 따라 출력이 조정되므로 동기식에 비하여 시스템 운전이 절대적으로 간단하고 용이함.  

05 높은 공간 활용도
  350kW 발전용량 시스템의 경우 20ft 컨테이너에 맞도록, 600kW 발전용량 시스템의 경우 40ft 컨테이너에 맞도록 설계됨.
       
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해외 이용 사례
       
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 북미를 비롯한 유럽 각국에서도  폐열을  이용한 ORC  발전시스템 적용사례 다수
       
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폐열 이용 ORC 발전 주요사례

장소

열원

발전량

 미국, 뉴욕 

하수 처리장 슬러지 소각로

1,000 kWe

 미국, 코넥티컷

LFG  엔진 냉각수 및 배기가스

560 kWe

 벨기에, 뢰세라르

생활 쓰레기 소각로

3,000 kWe

 이탈리아, 파비아

코젠 발전용 엔진 폐열

500 kWe

 독일, 페랄피

100톤 전기로 

3,000 kWe

 모로코, 아이트 바하

시멘트 소성로.

2,000 kWe
       
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02 거나백  ORC 발전시스템
       
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    • 3em
2kW 발전 보일러
       
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    • 3em
 제품의 명칭

슈트라움 (STRUM)


 용도

01. LNG 가스 등을 연소시켜 발전과 동시에 난방 및 온수 공급.

02. 음식점, 단독 주택, 팬션, 다가구 주택 등에 독립적으로 전기 및 온수 공급

03. 집단 거주 단위 (작은 마을, 단위 아파트 등)별 피크전력 저감 방안


 성능
 2kW 순 발전
 30kW 온수/난방 에너지 공급
 보일러 수명 : 10년 이상
       
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 슈트라움 주요 스펙
       
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20kW 폐열 발전 시스템
       
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 20kW ORC 발전기 개발현황

 유기성 폐자원 에너지화 기술개발사업단의 지원
 주관기관: 한국종합기술 
 2년간 세세부 주관기관 “스크롤 팽창기를 이용한 폐열회수 발전장치 개발”
 5kW x 4 Cascade 형 20kW ORC 발전기 
 프로토 제작 완료, 성능 시험 진행 중
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 20kW ORC 발전기 주요스펙
       
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200kW 폐열 발전 시스템
       
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 200kW ORC 발전기 개발현황

 200kW x 2 병렬향 레이디얼 인플로우 터빈 채용  
 속초시 환경자원사업소에 설치 완료
 2017년 2월 사용전 검사  완료 후 가동중임. 

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 20kW ORC 발전기 주요스펙
       
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국내 이용 사례
       
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 속초시 쓰레기 소각장 폐열 발전기

 80톤/일 생활쓰레기 소각장의 폐열 보일러 상부 스팀발생기에서  205℃ 스팀 7t/hr 발생
 스팀터빈으로 유입된 스팀은 320kW의 전력 발생
 스팀터빈으로부터 108℃ 스팀 50% (3.5t/hr)는 복수기로 보내져 냉각 됨.
 나머지 108℃ 스팀은 ORC 발전기로 보내 170kW 전력 발생. 
 90℃의 복수기 유출수와 ORC 발전기 유출수는 합쳐져 보일러로 유입.
 2016. 03월말 가동 예정
       
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시뮬레이션 170kW x 1ea
       
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국내 공급 사례
       
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속초시 쓰레기 소각장 170kW 폐열 발전기

스팀터빈 후단의 108℃, 3.5t/hr 스팀으로
170kW 발전.  (국내 최초 상업적으로
성공한 ORC 발전 시스템)
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전남대 수소연료전지연구실 1kW 시험용 발전기

95 ℃ 고온부와 5 ℃ 저온부 사이에서 1kW 이상 발전할 수 있는 ORC 시험용 발전 시스템 구축 (설치 완료)
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OO시 텐터기 폐열이용 50kW 발전
 
염색 과정에서 발생하는 200 ℃ 내외의
폐열로부터 최대 50kW 발전.
(계약 완료)
       
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AA시 소각장 170kW 잉여스팀 발전기

쓰레기 소각열로 생산된 스팀 공급 후 남는 180 ℃, 2t/hr 잉여 스팀으로  170kW 추가 발전. (계약 대기중)
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BB시 지열 이용 저온 ORC 발전기

65 ℃ 지열 이용
최대 6kW까지 발전 가능.
(협의 중)
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CC사 소각열 이용 5kWe 폐열 발전기
 
10 cmm, 400℃ 배가스 이용
5kWe 발전 가능한 ORC  발전 시스템 구축. 
(협의 중)
       
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···HNC···
03 거나백 회사소개
       
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2017

05.04

전남대에 1kW ORC 발전설비 납품 완료

2017

02.23

속초시 170kW ORC 폐열 발전설비 가동 개시

2016

12. 01

50kW ORC 발전설비 개발 계약 체결

2015

05. 01

환경부 유기성 폐자원 에너지화 사업 세세부 주관기관 선정

2015

02. 05

gTET사로부터 2kW ORC mCHP  구매요청서 접수

2014

12. 15

2kW ORC mCHP 시작품 개발 완료

2014

06. 17

융합기술개발사업  주관기관으로서 계약 체결 (중기청)

2013

11. 12

한국가스공사와 “ORC” 용역 체결

2013

11. 01

산학연 기술개발사업 참여기업으로서 계약체결 (중기청)

2012

10. 25

벤처기업 지정 (중진공)

2011

04. 01

ORC 발전 시스템 관련 호주 gTET사 한국 대표부

2010

11. 30

전기차용 공조장치 개발 완료

2009

01. 02

공조 사업부 신설

2007

10. 01

송영길 대표이사 취임

2003

04. 23

㈜  거나백 법인 설립
       
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관련특허 현황
       
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 관련 특허 (등록: 8건, 출원 2건)
       
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NO

특허의 명칭

등록번호

등록일

출원일

비고

1

가정용 열병합 발전시스템

10-1249445

2013, 03, 26

2013, 01, 02

2

가정용 열병합 발전시스템

10-1264249

2013, 06, 08

2013, 02, 27

3

작동유체의 손실 없이 부품교체가 가능한 가정용 열병합 발전시스템

10-1587253

2016, 01, 14

2014, 12, 08

4

복합 수조를 구비한 ORC 발전보일러

10-1587256

2016, 01, 14

2015, 03, 17

5

유 분리 기를 구비한 ORC 발전보일러

10-1596485

2016, 02, 16

2014, 12, 08

6

순환 펌프 보호 기능을 구비한 ORC 발전보일러

10-1596486

2016, 02, 16

2014, 12, 08

7

가정용 열병합 발전시스템

2016-0065931

2016. 05. 27

출원중

8

복수의 팽창기를 구비한 열병합 발전시스템

2016-0065943

2016. 05. 27

출원중

9

실내 구획화에 따른 대형차량의 에어컨디션모듈

10-1064125

2011. 09. 05

2010. 04. 13

전기버스

에어컨

10

전기자동차용 히트펌프 시스템

10-1352550

2014. 01. 10

2012. 02. 07

전기차 에어컨