KR20160044241A - Underlying Structure of Floating Wind Turbine Generator - Google Patents

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KR20160044241A
KR20160044241A KR1020140138999A KR20140138999A KR20160044241A KR 20160044241 A KR20160044241 A KR 20160044241A KR 1020140138999 A KR1020140138999 A KR 1020140138999A KR 20140138999 A KR20140138999 A KR 20140138999A KR 20160044241 A KR20160044241 A KR 20160044241A
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Abstract

The present invention relates to an underlying structure of a floating wind turbine generator. The underlying structure of a floating wind turbine generator comprises: a lower structure which has a lower support for supporting a wind power generator; a moon pool which is formed in the center of the lower structure in a certain diameter to reduce the movement of the lower structure; and a mooring line which stably maintains the lower structure. Therefore, the present invention has uniform mobility with respect to incident waves in all direction as the lower structure is formed in a cylindrical shape, prevents incident waves and a rotational motion as the lower structure is formed in a constant linear shape, reduces wave impact by the moon pool formed in the center of the lower structure, and reduces a vertical motion by a damping part formed in the bottom of the lower structure.

Description

부유식 풍력발전장치의 하부구조물{Underlying Structure of Floating Wind Turbine Generator}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a floating structure for a wind turbine,

본 발명은 부유식 풍력발전장치의 하부구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력발전장치가 설치되는 하부구조물이 파랑하중 등의 환경외력에도 안정된 상태를 유지할 수 있는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물에 관한 것이다.
The present invention relates to a lower structure of a floating wind power generation apparatus, and more particularly, to a lower structure of a floating wind power generation apparatus capable of maintaining a stable state against environmental external forces such as a wave load, .

일반적으로 풍력발전은 바람의 힘에 의해서 회전하는 풍차의 회전력으로 발전기를 돌려 전기를 발생시키는 기술로서, 청정 에너지인 바람을 동력원으로 하므로, 환경오염이 발생하지 않는다는 장점이 있다.In general, wind power generation is a technology that generates electricity by turning the generator by the rotational power of a windmill rotating by the force of wind, and it is advantageous in that environmental pollution does not occur since wind power as a clean energy is used as a power source.

풍력발전은 크게 육상 풍력발전과 해상 풍력발전이 있다. 해상풍력발전을 위해서는 바다 위에 발전기를 설치하여야 하며, 전력망을 바다에 깔아야 할 뿐만 아니라 바다 위에 변전소도 지어야 한다. 따라서 육상풍력발전에 비해 건설비가 많이 든다는 문제가 있다.Wind power generation is largely onshore wind power and offshore wind power generation. For offshore wind power generation, generators must be installed on the sea, and not only the power grid should be laid on the sea, but also a substation on the sea. Therefore, there is a problem that the construction cost is much higher than that of onshore wind power generation.

그러나 해수면의 형상이 일정하므로 주변 지형의 영향을 받는 육상 풍력발전에 비해서 풍력감소가 적고, 설치 부지 및 규모의 제한이 적다는 장점이 있다.However, since the shape of the sea surface is constant, wind power reduction is less than that of land-based wind power generation, which is influenced by the surrounding terrain.

해상풍력발전은 크게 발전설비를 해상에 설치하는 방법에 따라 고정식과 부유식으로 나눌 수 있다. 고정식은 수심이 깊지 않은 바다의 해저지반에 기초공사를 하고, 그 위에 구조물 및 발전설비를 설치하는 방식이다.Offshore wind power generation can be classified into fixed type and floating type depending on the method of installing power generation facilities on the sea. Fixed type is a method to construct foundation on the sea floor of undersized sea, and to install structure and power generation facilities thereon.

고정식 풍력발전에 사용되는 기초는 크게 콘크리트 자중 기초, 모노파일 기초, 멀티파일 기초 3가지로 분류된다.The bases used for fixed wind power generation are largely classified into three types of concrete foundation, monofilament foundation, and multi-pile foundation.

부유식은 해상에 떠 있는 부유체 위에 발전설비를 고정 시키고, 부유체의 운동을 계류 시스템으로 제어하는 방식이다. 부유식은 해안에서 멀리 떨어져서 설치할 수 있기 때문에 주변 환경에 미치는 소음과 전자기 등의 영향이 작다.Floating type is a method to fix the power generation facility on the float floating on the sea and to control the motion of the float by the mooring system. Because the floats can be installed far away from the coast, the noise and electromagnetic effects on the surrounding environment are small.

부유식은 수심 40~50m 이상인 해상에 설치될 때 고려할 수 있는 방식이다. 부유식은 해상에 떠 있기 때문에 파도, 바람 등의 주위 환경의 영향을 많이 받아 고정식에 비해서 움직임이 크기 때문에, 될 수 있으면 움직임이 작도록 설계하는 것이 최대 관건이다.Floating is a method that can be considered when installed on the sea with a depth of 40 to 50 meters or more. Floating is floating on the sea, so it is influenced by the surrounding environment such as waves and winds.

부유식 구조물은 부력체가 외력을 받은 경우에 이에 대항하여 자세를 유지하는 복원력의 발생 메커니즘에 따라 폰툰형, 주상형, 인장 계류형으로 분류할 수 있다.Floating structures can be classified into pontoons, columns, and tension moorings according to the generation mechanism of the restoring force that maintains the posture when the buoyant body receives an external force.

폰툰형은 부력체가 기울어지면 기울어진 쪽의 부력이 증가하고, 반대쪽의 부력이 감소하여 복원 모멘트가 생기는 것을 이용한다. 폰툰형은 부력체가 수면 위에 떠 있기 때문에 파랑의 영향을 많이 받으므로 정온한 해역에 적합하다.The pontoon type utilizes the buoyancy of the tilted side increases when the buoyant body tilts, and the buoyancy of the opposite side decreases, resulting in the restoring moment. The pontoons are well suited for warmer waters because the buoyant bodies float on the surface of the water and are therefore much affected by the waves.

폰툰형 중에서 파랑의 영향을 작게 받기 위하여 고안된 대표적인 형식 중의 하나로 반잠수식이 있다. 반잠수식은 플랫폼을 수면 하부의 부력체와 수 개의 기둥으로 연결한 방식으로 일반 폰툰형에 비해서 수선면적이 작으므로 운동의 고유주기가 길어져 파랑과의 공진을 피할 수 있다는 장점이 있다.Among the pontoon types, one of the representative forms devised to reduce the influence of blue is semi-submerged. The semi-submerged type is a method in which the platform is connected to the buoyant body and several columns at the bottom of the water. As the repair area is smaller than that of the general pontoon type, the natural period of motion is prolonged, and resonance with the wave can be avoided.

주상형은 실린더 형태의 부력체 위에 플랫폼이 설치된 형태로서 부력 중심 밑에 중력중심을 둠으로써 안정성을 얻으며, 위치유지를 위하여 유연계류장치나 긴장계류장치가 설치된다.The pillar type is installed with a platform on the buoyant body of cylinder type and has stability by putting the center of gravity under the center of buoyancy, and a flexible mooring device or tension mooring device is installed to maintain the position.

인장 계류형은 플랫폼이 정적평형 위치보다 조금 아래로 내려가도록 끌어당겨서 수 개의 쇠줄이나 쇠파이프로 해저면에 연결하여, 쇠줄이나 쇠파이프에 잉여부력에 의한 인장력이 걸리도록 하여 복원력을 발생시키는 방식이다.The tension mooring type is a method in which the platform is pulled so as to be lower than the static equilibrium position and connected to the bottom surface by several steel wires or steel pipes to generate a restoring force by applying a tensile force by surplus buoyancy to the steel wire or steel pipe .

이와 같은 부유식 구조물은 하부구조물의 형상에 따라 풍력발전장치의 거동이 결정되며, 파랑하중에 의한 거동이 심하게 발생하게 된다.In such a floating structure, the behavior of the wind power generator is determined according to the shape of the lower structure, and the behavior due to the wave load is severely generated.

이에 따라 부유식 구조물에 설치되어 있는 풍력발전장치의 구조적 안정성과 안정적인 발전을 얻기 위해서는 파랑 하중에 의한 하부구조물의 운동을 감쇄시킬 필요성이 있다.
Accordingly, it is necessary to attenuate the motion of the lower structure due to the wave load in order to obtain the structural stability and stable development of the wind power generator installed in the floating structure.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '풍력발전장치용 부유식 기초'가 개시되어 있다.For example, Patent Document 1 below discloses a floating base for a wind power generator.

하기 특허문헌 1에 따른 풍력발전장치용 부유식 기초에는 해수면에 수직 방향으로 배치되며 적어도 일부분이 해수면 아래로 잠기는 주상형 부력체, 상기 풍력발전장치를 지지하도록 상기 주상형 부력체 위에 설치되는 플랫폼, 상기 주상형 부력체의 흘수를 조절하기 위해 상기 주상형 부력체의 하부에 배치되는 밸러스트(ballast)가 구비된다.The floating base for a wind power generator according to the following Patent Document 1 includes a pillar-type buoyant body disposed perpendicularly to the sea surface and at least a part of which is submerged below the sea level, a platform installed on the pillar-shaped buoyant body to support the wind power generator, And a ballast disposed below the pillar-shaped buoyant body to adjust the draft of the pillar-shaped buoyant body.

상기 주상형 부력체의 둘레에 설치되는 플랜지, 상기 주상형 부력체의 위치를 유지하도록 상기 주상형 부력체를 해저면에 계류시키는 계류삭(mooring cable), 상기 주상형 부력체의 외주면을 따라 상기 플랫폼과 상기 플랜지 사이를 상하 이동하는 승강장치 및 상기 승강장치의 외주면에 결합하여 상기 승강장치와 함께 상하로 이동하는 밸런싱 부력체(balancing Buoy)를 포함하고 있다.A flange provided around the columnar buoyant body, a mooring cable for mooring the columnar buoyant body to the undersurface so as to maintain the position of the columnar buoyant body, And a balancing buoy which is coupled to an outer circumferential surface of the lift device and moves up and down together with the lift device.

상기 승강장치는 상기 주상형 부력체와 평행하게 상기 플랫폼과 상기 플랜지 사이에 설치되는 적어도 하나의 가이드포스트, 상기 밸런싱 부력체와 결합하며 상기 가이드포스트를 따라서 상하로 이동하는 캐리어 및 상기 캐리어가 상기 플랫폼과 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성수단이 개시되어 있다.
At least one guide post disposed between the platform and the flange in parallel with the columnar buoyant body; a carrier coupled to the balancing buoyancy body and moving up and down along the guide post; Elastic means for providing an elastic force in a direction away from the elastic means.

하기 특허문헌 2에는 '부유식 해상 풍력발전장치'가 개시되어 있다.The following Patent Document 2 discloses a floating offshore wind turbine generator.

하기 특허문헌 2에 따른 부유식 해상 풍력발전장치는 해수면에 수직방향으로 세워지도록 설치되는 타워, 상기 타워의 상부 측에 위치된 나셀(Nacelle)의 일측에 회전 가능하게 설치되는 블레이드, 해수면 위에 부유 상태로 유지되며 상기 타워가 고정되는 부유 구조물, 상기 블레이드의 회전에너지를 전기에너지로 바꿔주는 일련의 유압·발전기계 장치들로서, 발전기를 구비한 유압식 발전장치를 포함하며, 상기 유압식 발전장치에 있어서 중량의 대부분을 차지하는 상기 발전기를 상기 타워의 하부측 부유 구조물 상에 설치하여 풍력발전기의 무게중심을 낮추도록 하고 있다.
The floating offshore wind turbine generator according to the following patent document 2 includes a tower installed vertically to the sea surface, a blade rotatably installed on one side of the Nacelle located on the upper side of the tower, And a series of hydraulic / power generation machinery for converting the rotational energy of the blades into electrical energy, the hydraulic power generation machine having a generator, wherein the weight The generator occupying the most part is installed on the lower floating structure of the tower to lower the center of gravity of the wind power generator.

대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0014657호(2012년 2월 20일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2012-0014657 (published on February 20, 2012) 대한민국 특허 공개번호 제10-2013-0048853호(2013년 5월 13일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2013-0048853 (published on May 13, 2013)

그러나 종래기술에 따른 풍력발전장치가 설치되는 하부구조물은 파랑하중에 의한 운동이 심하게 발생하고 있으며, 이러한 하부구조물의 운동에 따라 풍력발전장치의 고장 또는 장애의 원인이 되는 문제점이 있었다.
However, there is a problem that the lower structure in which the wind power generation device according to the related art is installed is severely caused by the wave load, and the wind power generation device is broken or obstructed according to the movement of the lower structure.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 방향에서 입사되는 해상파에 대하여 모든 방향에서 균등한 운동성능을 갖는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lower structure of a floating type wind power generator having uniform motion performance in all directions with respect to a marine wave incident in various directions.

본 발명의 다른 목적은 하부구조물에 형성된 문풀에 의해 운동성능이 저감되는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lower structure of a floating type wind power generator in which the motion performance is reduced by the door frame formed in the lower structure.

본 발명의 또 다른 목적은 하부구조물의 외부에 형성된 감쇄부에 의해 수직 운동성능이 저감되는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a lower structure of a floating wind power generator in which vertical performance is reduced by an attenuator formed outside the lower structure.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물은 풍력발전기를 지지하는 하부 지지대가 구비된 하부구조체, 상기 하부구조체의 운동을 감쇄시키도록 상기 하부구조체의 중앙에 소정의 직경으로 형성되는 문풀, 상기 하부구조체를 안정적으로 유지시키는 계류 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a lower structure of a floating wind power generator according to the present invention includes a lower structure having a lower support for supporting a wind turbine generator, a center of the lower structure for attenuating the movement of the lower structure, And a mooring line for stably holding the lower structure.

상기 하부구조체의 외면에 상기 하부구조체의 직경보다 큰 직경으로 돌출 형성되어 상기 하부구조체의 수직 운동을 감쇄시키는 감쇄부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And an attenuation part protruding from the outer surface of the lower structure at a diameter larger than the diameter of the lower structure to attenuate the vertical movement of the lower structure.

상기 감쇄부는 상기 하부 구조체의 저면으로 연장되는 연장면, 상기 연장면으로부터 일정 높이만큼 수직으로 형성되는 수직면, 상기 수직면으로부터 소정의 각도로 수직 방향의 해수 압력이 가해지도록 경사지게 형성된 경사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.The attenuation unit may include an extension surface extending to the bottom surface of the lower structure, a vertical surface formed vertically by a predetermined height from the extended surface, and a sloped surface inclined to apply a vertical sea pressure to the vertical surface at a predetermined angle .

상기 하부구조체는 다양한 방향에서 입사되는 해상파에 의한 균등한 운동이 가해지도록 원통형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
And the lower structure is formed in a cylindrical shape so as to apply uniform motion by the marine waves incident from various directions.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물에 의하면, 하부구조체가 원통형으로 형성되어 있어 모든 방향의 입사파에 대한 균등한 운동성을 가짐은 물론 일정한 선형으로 형성되어 있어 회전력 및 회전운동을 방지할 수 있으며, 하부구조체의 중앙에 형성된 문풀에 의해 파랑충격을 줄일 수 있고, 하부구조체의 하부에 형성된 감쇄부에 의해 수직운동을 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.
As described above, according to the lower structure of the floating wind power generator according to the present invention, since the lower structure is formed in a cylindrical shape, the lower structure has a uniform linearity with respect to incident waves in all directions, It is possible to prevent the rotational motion, reduce the wave impact by the door frame formed at the center of the lower structure, and reduce the vertical motion by the damping portion formed at the lower portion of the lower structure.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 보인 입체도,
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 보인 입체도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a substructure of a floating wind power generator according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of a lower structure of a floating wind power generator according to another preferred embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a bottom structure of a floating wind power generator according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 보인 입체도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물을 보인 입체도이다.FIG. 1 is a perspective view of a lower structure of a floating wind power generator according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a lower structure of a floating wind power generator according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물은 풍력발전기를 지지하는 하부 지지대(11)가 구비된 하부구조체(10), 상기 하부구조체(10)의 운동을 감쇄시키도록 상기 하부구조체(10)의 중앙에 소정의 직경으로 형성되는 문풀(20), 상기 하부구조체(10)를 안정적으로 유지시키는 계류 라인(30)을 포함할 수 있다.A lower structure of a floating wind power generator according to a preferred embodiment of the present invention includes a lower structure 10 having a lower support 11 supporting a wind turbine, A door frame 20 having a predetermined diameter at the center of the structure 10 and a mooring line 30 for stably holding the lower structure 10.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물은 풍력발전장치를 지지하는 하부 지지대(11)가 설치되는 하부구조체(10)를 원통형으로 형성함과 함께 그 내부에 소정의 직경을 갖는 문풀(20)이 형성될 수 있다.1, a lower structure of a floating wind power generator according to an embodiment of the present invention includes a lower structure 10 on which a lower support 11 supporting a wind power generator is installed, And a door pof 20 having a predetermined diameter may be formed therein.

이와 같이 원통형으로 이루어진 하부구조체(10)는 다양한 방향에서 입사되는 해상파, 즉 파랑하중에 대하여 모든 방향에서 균등하게 운동 성능을 갖도록 하기 위함이다.The lower structure 10 having such a cylindrical shape is designed to have uniform motion performance in all directions with respect to a marine wave incident in various directions, that is, a wave load.

즉, 하부구조체(10)는 원통형으로 형성됨에 따라 각기 다른 방향에서 파랑하중이 가해지게 되더라도 동일한 하중이 가해질 수 있게 된다. 하부구조체(10)가 사각형 또는 다각형 형상으로 이루어져 있을 경우 일면에만 파랑하중이 가해짐에 따라 하부구조체(10)에 가해지는 하중이 서로 달라지게 된다.That is, since the lower structure 10 is formed in a cylindrical shape, the same load can be applied even if the wave load is applied in different directions. When the lower structure 10 is formed in a rectangular or polygonal shape, the loads applied to the lower structure 10 are different from each other as the wave load is applied to only one side.

하부구조체(10)가 원통형으로 이루어져 있어 일측에서 파랑하중이 가해지게 되더라도 파랑하중이 원통형의 하부구조체(10)의 외면으로 분산되면서 가해지게 된다.Even if a wave load is applied to one side of the lower structure 10 in a cylindrical shape, the wave load is applied to the outer surface of the cylindrical lower structure 10 while being dispersed.

이렇게 하부구조체(10)는 파랑하중에 대해 개선된 운동성능을 갖게 되어 하부구조체(10)가 설치된 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있게 된다.Thus, the lower structure 10 has improved moving performance against the wave load, so that the lower structure 10 can be stably maintained.

이와 같이 원통형으로 형성된 하부구조체(10)는 모든 방향에서 가해지는 환경하중에 대하여 균등한 운동 성능을 갖게 되며, 파랑하중이 가해지는 방향에 따른 투영 면적이 일정하고, 입사파를 맞이하는 선형이 일정하므로 평면 내 회전력(yaw drift)이나 회전운동(yaw motion)을 방지할 수 있게 된다.The lower structure 10 formed in the cylindrical shape has the uniform motion performance with respect to the environmental load applied in all directions. The projected area along the direction in which the wave load is applied is constant, and the linearity of the incoming wave is constant It is possible to prevent yaw drift or yaw motion in the plane.

아울러 원통형의 하부구조체(10)는 사각형 또는 다각형의 형상에 대비하여 원형의 선형을 가짐으로써 파랑충격(impact load)에 대하여 보다 안정된 구조로 이루어지게 된다.In addition, the cylindrical lower structure 10 has a linear shape in comparison with a rectangular or polygonal shape, so that the structure has a more stable structure with respect to the impact load.

또한 하부구조체(10)의 내부, 즉 중앙에는 소정의 직경을 갖는 문풀(20)이 형성될 수 있다. 이러한 문풀(20)은 해수가 일정 높이로 유입되는 공간으로 하부구조체(10)에 파랑하중이 가해질 때 하부구조체(10)가 보다 안정적인 상태를 유지할 수 있도록 한다.In addition, the interior of the lower structure 10, that is, the center of the interior of the lower structure 10, may be provided with a door 20 having a predetermined diameter. The door frame 20 allows the lower structure 10 to maintain a more stable state when a wave load is applied to the lower structure 10 as a space into which seawater flows at a predetermined height.

상기 계류 라인(30)은 하부구조체(10)를 보다 안정적인 상태로 유지할 수 있도록 하는 것으로, 일단은 하부구조체(10)에 설치되며, 타단은 해저면에 매립된 상태로 설치될 수 있다.
The mooring line 30 allows the lower structure 10 to be maintained in a more stable state. The mooring line 30 may be installed at one end of the lower structure 10 and the other end thereof may be embedded in the sea floor.

한편 도 2에 도시된 바와 같이, 하부구조체(10)에는 파랑하중을 감쇄시킬 수 있는 감쇄부(40)가 마련될 수 있다. 상기 감쇄부(40)는 해수에 의한 수직운동 성능을 감쇄시키기 위한 것이다.On the other hand, as shown in FIG. 2, the lower structure 10 may be provided with an attenuation unit 40 capable of attenuating the wave load. The attenuation unit 40 is for attenuating the vertical motion performance due to seawater.

이를 위해 감쇄부(40)는 원통형의 하부구조체(10)의 외면에 형성되는데, 하부구조체(10)의 하부에 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.For this, the attenuation unit 40 is formed on the outer surface of the cylindrical lower structure 10, and may be formed to protrude outward on the lower side of the lower structure 10.

상기 하부구조체(10)의 저면에는 외측으로 일정 길이만큼 돌출 연장되는 연장면(41)이 형성될 수 있고, 연장면(41)과 교차되는 방향으로 일정 높이를 갖는 수직면(42)이 형성될 수 있으며, 수직면(42)의 상단에는 하부구조체(10)를 향해 소정의 각도로 경사지게 형성되는 경사면(43)이 일체로 이루어질 수 있다.The lower surface of the lower structure 10 may have an extended surface 41 protruding outward by a predetermined length and a vertical surface 42 having a predetermined height in a direction intersecting the extended surface 41 And an inclined surface 43 formed at an upper end of the vertical surface 42 and inclined at a predetermined angle toward the lower structure 10 may be integrally formed.

상기 경사면(43)은 해수에 의한 수직 하중이 가해지게 되므로, 하부구조체(10)를 보다 안정된 상태를 유지하기 위하여 표면적을 넓게 한다. 즉, 경사면(43)은 연장면(41) 보다 큰 표면적을 갖게 되므로 연장면(41)에 작용하는 해수면의 압력보다 경사면(43)에 보다 큰 압력을 받게 되며, 이로 인해 하부구조체(10)의 수직운동을 줄일 수 있게 된다.
Since the vertical load caused by seawater is applied to the inclined surface 43, the surface area of the lower structure 10 is increased to maintain a more stable state. That is, since the inclined surface 43 has a greater surface area than the extended surface 41, the inclined surface 43 receives a greater pressure on the inclined surface 43 than the pressure of the sea surface on the extended surface 41, Vertical motion can be reduced.

다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물의 결합관계를 상세하게 설명한다.Next, the coupling relationship of the lower structure of the floating wind power generator according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물은 하부구조체(10)를 원통형으로 형성할 수 있다. 이는 종래의 사각형 또는 다각형 형상으로 이루어진 하부구조체(10)에 비하여 입사되는 해상의 파랑하중에 대하여 모든 방향에서 균등한 운동을 할 수 있도록 하기 위함이다.As shown in FIG. 1, the lower structure of the floating wind power generator according to the embodiment of the present invention can form the lower structure 10 in a cylindrical shape. This is to make uniform motion in all directions with respect to the incident wave load applied to the lower structure 10, which has a rectangular or polygonal shape.

즉, 하부구조체(10)가 원통형으로 이루어짐으로써, 각기 다른 방향에서 파랑하중이 가해지게 되더라도 하부구조체(10)가 보다 안정된 자세를 유지할 수 있도록 한다.That is, since the lower structure 10 is formed in a cylindrical shape, the lower structure 10 can maintain a more stable posture even when a wave load is applied in different directions.

또한 원통형의 하부구조체(10)는 모든 방향에서 가해지는 바람, 조류 등의 환경하중에 대한 균등한 운동성능을 가질 수 있으며, 파랑하중의 방향에 따른 투영 면적이 일정하고, 입사파에 대하여 하부구조체(10)의 선형이 일정하므로 평면 내 회전력(yaw drift)이나 회전운동(yaw motion)을 방지할 수 있게 된다.Also, the cylindrical lower structure 10 can have uniform motion performance against environmental loads such as wind and algae applied in all directions, and the projected area according to the direction of the wave load is constant, The yaw drift or yaw motion in the plane can be prevented.

한편 사각형 또는 다각형 형상과 대비하여 원형의 선형을 가짐으로써 파랑충격(impact load)에 대하여 보다 안전한 구조로 이루어진다.On the other hand, since it has a circular shape in comparison with a rectangular or polygonal shape, the structure is more secure against the impact load.

아울러 하부구조체(10)의 내부, 중앙에는 일정 직경을 갖는 문풀(20)을 형성할 수 있다. 상기 문풀(20)은 일정 높이로 해수가 채워지게 됨에 따라 파랑하중에 대한 운동성능을 감쇄시킬 수 있게 된다.In addition, the interior of the lower structure 10 and the center of the interior of the door frame 20 may have a predetermined diameter. As the sea water is filled with the sea water at a predetermined height, the movement performance of the sea water 20 against the wave load can be attenuated.

이와 함께 하부구조체(10)에는 해저면에 매설되는 계류 라인(30)을 설치할 수 있다. 상기 계류 라인(30)은 하부구조체(10)에 일단이 고정될 수 있으며, 타단은 해저면에 설치될 수 있다.At the same time, the lower structure 10 can be provided with a mooring line 30 embedded in the sea floor. The mooring line 30 may be fixed at one end to the lower structure 10 and at the other end to the sea floor.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물은 하부구조체(10)를 원통형으로 형성하며, 그 중앙에는 소정 직경의 문풀(20)을 형성할 수 있으며, 하부구조체(10)에는 해저면에 고정시킬 수 있는 계류 라인(30)이 설치됨은 물론이다.2, the lower structure of the floating wind power generator according to another embodiment of the present invention has a cylindrical structure of the lower structure 10, and at the center thereof, And the mooring line 30 is installed in the lower structure 10 so as to be fixed to the sea floor.

이와 함께 하부구조체(10)의 외면에는 하부구조체(10)의 수직방향 운동을 저감시키기 위한 감쇄부(40)를 형성할 수 있다. 감쇄부(40)는 하부구조체(10)의 저면에서 외측으로 돌출 연장되는 연장면(41)을 형성할 수 있고, 연장면(41)과 교차되는 방향으로 일정 높이만큼 수직면(42)을 형성할 수 있으며, 수직면(42)의 상단에는 소정의 각도로 경사진 경사면(43)을 형성할 수 있다.
At the same time, an attenuation part 40 for reducing the vertical movement of the lower structure 10 may be formed on the outer surface of the lower structure 10. The attenuation unit 40 may form an extended surface 41 that protrudes outward from the bottom surface of the lower structure 10 and forms a vertical surface 42 at a predetermined height in a direction intersecting the extended surface 41 And an inclined surface 43 inclined at a predetermined angle may be formed on the upper surface of the vertical surface 42.

다음 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물의 작동방법을 상세하게 설명한다.A method of operating a lower structure of a floating wind power generator according to a preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 풍력발전장치의 하부구조물은 하부구조체(10)가 원통형으로 이루어져 있어 모든 방향에서 파랑하중이 가해지게 되더라도 균등한 운동성을 갖게 된다.1 and 2, the lower structure of the floating type wind power generator according to the embodiment of the present invention has a structure in which the lower structure 10 is formed in a cylindrical shape, so that even when the wave load is applied in all directions, .

즉, 원통형의 하부구조체(10)에 파랑하중뿐만 아니라 바람, 조류 등에 의한 환경하중이 가해지게 되더라도 균등한 운동성능을 갖게 된다.That is, even if the environmental load due to wind, algae, or the like is applied to the cylindrical lower structure 10 as well as the wave load, uniform movement performance is obtained.

이는 하부구조체(10)가 원통형으로 이루어져 어느 일 방향이 아닌 모든 방향에 따른 투영면적이 일정하게 됨에 따라 하부구조체(10)의 회전력이나 회전운동을 방지할 수 있게 된다.This is because the lower structure 10 is formed in a cylindrical shape so that the projected area along all directions other than one direction is made constant, thereby preventing rotation or rotational movement of the lower structure 10. [

이와 함께 원통형의 하부구조체(10)는 일정한 선형으로 이루어져, 파랑충격에 대한 입사파도 일정하게 가해지게 된다.At the same time, the cylindrical lower structure 10 is formed in a constant linear shape, so that the incident wave against the wave impact is constantly applied.

또한 하부구조체(10)의 중앙의 문풀(20)에 해수가 일정 높이로 채워지므로, 파랑하중에 대한 반력을 가지게 되며, 이로 인해 하부구조체(10)의 운동성능을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, since the sea water is filled at a predetermined height in the doorway 20 at the center of the lower structure 10, it has a reaction force against the wave load, thereby improving the movement performance of the lower structure 10.

아울러 하부구조체(10)는 다수의 계류 라인(30)이 설치되어 있어 보다 안정된 상태를 유지할 수 있게 된다.In addition, the lower structure 10 is provided with a plurality of mooring lines 30, so that a more stable state can be maintained.

한편 감쇄부(40)의 경사면(43)에는 해수에 의한 수직하중이 가해지게 되며, 경사면(43)에 가해지는 수직하중에 의해 하부구조체(10)의 수직방향의 운동이 저감된다.
On the other hand, the vertical load caused by seawater is applied to the inclined surface 43 of the attenuation portion 40, and the vertical movement of the lower structure 10 is reduced by the vertical load applied to the inclined surface 43.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

10: 하부구조체 20: 문풀
30: 계류 라인 40: 감쇄부
41: 연장면 42: 수직면
43: 경사면10: Substructure 20:
30: Mooring line 40:
41: extension surface 42: vertical surface
43:

Claims (4)

풍력발전기를 지지하는 하부 지지대가 구비된 하부구조체,
상기 하부구조체의 운동을 감쇄시키도록 상기 하부구조체의 중앙에 소정의 직경으로 형성되는 문풀,
상기 하부구조체를 안정적으로 유지시키는 계류 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물.A lower structure having a lower support for supporting the wind turbine,
A door frame having a predetermined diameter at the center of the lower structure to attenuate the movement of the lower structure,
And a mooring line for stably maintaining the lower structure. 제1항에 있어서,
상기 하부구조체의 외면에 상기 하부구조체의 직경보다 큰 직경으로 돌출 형성되어 상기 하부구조체의 수직 운동을 감쇄시키는 감쇄부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물.The method according to claim 1,
Further comprising an attenuation portion formed on an outer surface of the lower structure to protrude at a diameter larger than the diameter of the lower structure to attenuate vertical movement of the lower structure. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 감쇄부는 상기 하부 구조체의 저면으로 연장되는 연장면,
상기 연장면으로부터 일정 높이만큼 수직으로 형성되는 수직면,
상기 수직면으로부터 소정의 각도로 수직 방향의 해수 압력이 가해지도록 경사지게 형성된 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the attenuation portion includes an extended surface extending to a bottom surface of the lower structure,
A vertical surface formed vertically by a predetermined height from the extended surface,
And a sloped surface inclined to apply a vertical seawater pressure at a predetermined angle from the vertical surface. 제3항에 있어서,
상기 하부구조체는 다양한 방향에서 입사되는 해상파에 의한 균등한 운동이 가해지도록 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전장치의 하부구조물.
The method of claim 3,
Wherein the lower structure is formed in a cylindrical shape so as to be subjected to uniform movement due to a marine wave incident from various directions.
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