KR100490713B1 - 부잔교 및 이와 연관된 근해 풍력 에너지 설비 - Google Patents

부잔교 및 이와 연관된 근해 풍력 에너지 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박(30)을 위한 도킹(docking) 영역(28), 헬리콥터(26)를 위한 착륙대(25) 및 상기 도킹 영역과 착륙대에서 설비까지 연결시키는 일반적인 다리를 갖는 근해 풍력 구동 에너지 설비를 위한 부잔교에 관한 것이다.

Description

부잔교 및 이와 연관된 근해 풍력 에너지 설비{LANDING STAGE AND OFFSHORE WIND POWER INSTALLATIONS ASSOCIATED THEREWITH}
본 발명은 부잔교(landing stage)에 관한 것으로서, 특히 청구항 1항에 개시한 바와 같이 근해 풍력 에너지 설비를 위한 것이다.
일반적으로, 근해 풍력 에너지 설비(wind power installations)는 크래프트(craft), 특히 선박이, 조달 및 운송 서비스를 보장할 수 있는 부잔교 또는 부선창(landing pier)을 필요로 한다. 소형 근해 설비의 경우에, 이러한 것들은 일반적으로 보우트를 매어두는 가능한 방식의 간단한 선창(jetty)이다. 좀더 큰 조달 선착장이 있는 대형 근해 설비의 경우에, 착륙 설비는 좀더 고가이고 복잡한 구조를 가지게 되며, 예를 들어 연료탱크와 같은 중간 저장 설비와 크래인(crane)과 같은 선착 장비를 가지게 된다.
헬리콥터는 낮는 서비스 적재 능력 때문에 일반적으로 직원들의 빠른 이동을 위하여 사용된다.
높은 풍속과 높은 파고로 인해 배를 지점에 정박시키기 어렵고 불가능하다면, 헬리콥터는 임시적으로 조달 및 운송의 기능을 대신하게 된다. 이러한 기후 조건 하에서, 헬리콥터를 위한 어떠한 이착륙 영역도 갖지 않는 많은 근해 설비들은 상기 설비를 향해 공중상에 떠있는 상태로만 있는 헬리콥터에 의해 조달받게 되며, 이러한 경우에 조달 및 시찰은 상기 헬리콥터상의 예를 들어, 케이블 윈치(cable winch)과 같은 수단으로 달성된다. 이러한 종류의 기동은 어렵고 위험스럽다.
근해 풍력설비지들은, 바다에 위치한 다수의 개별적인 풍력 에너지 설비들뿐만 아니라 다른, 예를 들면 소형의 개별적인 근해 설비들을 포함하며, 그의 구조로 인해 헬리콥터를 위한 착륙 장소를 제공하는 어떠한 가능한 방식도 거의 제공할 수 없다. 더욱이, 풍력 에너지 설비의 경우에 있어서, 상기 설비들로 운항하는 헬리콥터들에 있어서 위험은 풍력 에너지 설비의 회전하는 로터 블레이드(rotor blade)에 기인하며, 부가적인 심각한 문제점을 대별하게 된다.
기초 레그(leg)상의 선박을 위한 정박지 또는 계류지의 분리적 배치 및 근해 굴착 장비로 알려진 드릴링 리그(drilling rig)상의 좀더 높은 위치에서의 헬리콥터를 위한 착륙지의 분리적 배치는 원래 불가능한데, 풍력 에너지 설비의 경우에 있어서 그 위치에 배치되는 로터(rotor) 때문이며, 근해 설비 공간상의 제한된 상황하에서 개별적으로 요구되는 배치 관리와 이와 함께 요구되는 공간 때문이며, 이는 건물 공간의 불합리한 낭비를 초래하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 이후 동반되는 도면들을 참조하여 기술된다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 측면도,
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 측면도.
본 발명의 목적은 근해 풍력 에너지 설비에 사용될 수 있는 간단한 구조를 갖는, 선박 및 헬리콥터를 위한 부잔교를 제공하는데 있다.
이 목적은 청구항 1항에 개시된 양상을 갖는 부잔교에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 구성은 종속항들에 개시된다.
본 발명에 의한 근해 풍력 에너지 설비를 위한 부잔교(landing stage)는 선박을 위한 정박지(mooring location) 및 계류지(berth)와 헬리콥터를 위한 착륙지를 갖는다. 상기 부잔교는 특히 근해 풍력 에너지 설비 상에 위치된다. 그러한 경우에 본 발명에 의하면 정박지 및 착륙지에서 상기 설비까지 공유 경로 링크(common route link)가 존재한다. 그러한 경우에 있어서, 본 발명에 의하면 병참 장치들이 정박지 및 착륙지용으로 공동으로 사용될 수 있는 방식으로 설치될 수 있다. 이러한 것들은 예를 들어, 착륙한 사람들이 (최초로)안식처를 찾을 수 있는 건물들, 착륙되거나 집결을 위해 대기중인 물건들이 중간 저장소에서 보관될 수 있는 건물들이다. 즉, 정박지 및 착륙지에 이송 적하되는 물품들의 저장 및 예적을 위해 공동사용 가능한 건물들, 상기 부잔교를 사용하여 크래프트의 공급 또는 작동을 위한 건물들, 상기 크래프트를 유지하거나 사용되는 사람들의 보호를 위한 건물들이다. 또한, 상기 정박지 및 착륙지에 공동 사용 가능한 신호 항해등(signal navigation light),무선 방향 탐지 전송기(radio direction-finding transmitters), 광신호장비, 레이더 감시장비 등을 포함하는 항법 장치(navigation aids)들과 조종실과 함께 배치되는 연료 저장소이다. 특히 근해 설비들은 실제 기본적으로 공간적인 측면에서 상당히 제한받기 때문에 병참 관련 위치(설비로부터 외부까지 선박 및 헬리콥터를 위한 운송 영역)의 본 발명에 의한 집중은 매우 유리하다. 바람직하게 공동으로 사용가능한 병참 장치들을 갖는 일반적인 부잔교는 유리하게도 본 발명에 의하면 상기 설비에 공유 경로 링크(common route link)의 방식으로 상기 부잔교로부터 운송을 집중시키며, 상기 공용 경로 링크로부터의 그 이상의 분배는 병참학적으로 간단하게 계획할 수 있는 바람직한 방식으로 실행될 수 있다.
바람직하게도, 본 발명에 의한 부잔교는 근해 풍력 에너지 설비에 설치되며, 그 설비의 발전기는 수평축에 대하여 파일론의 단부(포드)에서 회전하는 로터에 의해 구동된다. 그러한 경우에 있어서, 안전한 이착륙을 보장하기 위하여 헬리콥터를 위한 착륙지는 바람직하게 로터 블레이드 길이의 적어도 2/3이상 파일론(pylon)으로부터 이격된다.
바람직하게도, 본 발명에 의한 부잔교는 바다상에 독립적인 토대들을 갖는데, 즉 상기 정박지 및 착륙지는 특히 서로 개별적이거나 분리적으로 그리고 어떤 종류의 지지의 조합으로 해저의 토대상에 지지되거나 해수면상에 부유하도록 지탱된다.
바람직하게도, 상기 근해 풍력 에너지 설비를 위한 부잔교는 설비의 우세한 바람(우세풍 또는 탁월풍이라고도 하며, 어떤 지역에서 부는 빈도가 가장 높은 바람을 말한다)이 불어가는 쪽으로, 상기 설비의 측부에 위치된다. 그러한 방식으로 상기 부잔교는 바람으로부터 보호받는 (부잔교는 우세풍이 불어가는 방향으로 설비의 뒷쪽에 위치하므로 설비의 파일론이 바람을 막아주므로) 영역에 위치하게 되며, 따라서 바람과 물결은 상기 설비에 의해 약화되므로, 단지 상기 부잔교상에서는 완화된 힘으로 유동된다.
본 발명에 의하면, 부잔교는 근해 설비에 대하여 회전가능하도록 바람직하게 설치된다면 더욱 효과적인데, 따라서 상기 부잔교는 항상 바람의 쇄도하는 흐름에 의하여 바람이 불어 가는 쪽으로 지향된다. 특히, 본 발명의 일 실시예인 도1의 부잔교를 위한 부유하는 토대가 이러한 경우로 적절한데, 예를 들어 넓은 영역의 평저선(pontoon) 형태일 수 있으며, 근해 풍력 에너지 설비의 기저로 다리와 같은 방식에 의해 연결될 수 있으며, 상기 풍력 에너지 기저의 외주상에 링 슬리브(ring sleeve)나 로터 부재에 의해 지지된다. 이렇게 부잔교는 근해 풍력 에너지 설비의 기저의 외주상에 링 슬리브(ring sleeve)나 로터 부재에 의해 지지되어 회전할 수 있는 상태에서 바람이 쇄도하면 바람이 불어가는 쪽으로 설비의 뒷쪽으로 회전하여 위치한다. 부잔교가 풍력 에너지 설비에 적용될 때, 이러한 디자인 구성은 부가적인 중요한 장점을 갖는데; 발전기의 동작으로 회전하는 로터 블레이드의 아주 크게 돌출되는 부분은 상기 설비를 향해 운항하는 헬리콥터에게 있어 중대한 위험을 나타내게 된다. 그러나 이제 본 발명에 의한 부잔교가 풍력 에너지 설비의 바람이 불어가는 쪽으로 지향된다면, 부잔교 상공은 로터 블레이드(4)의 회전 범위 밖에 있게 되며, 로터 블레이드(4)는 그 작용에 따라서 바람이 불어가는 쪽에 대하여 가로지르도록 지향된다. 다시 말하면, 바람의 방향에 대하여, 로터 블레이드의 회전운동 면은 수직방향이므로 바람이 불어가는 방향에 위치하여 근해 풍력 에너지 설비의 뒷쪽에 위치하는 부잔교는 로터 블레이드(4)의 회전운동에 대하여 영향을 받지 않게 된다. 따라서, 헬리콥터는 설비에 의한 방해 없이 바람에 대하여 착륙지상에 착륙하기 위하여 유리하게 다가올 수 있다.
부유 토대를 갖는 본 발명에 의한 부잔교의 실시는 높이에 대해 조수의 동작을 따르는 장점이 있으며, 이는 선박을 위한 정박지로서 상당한 장점이 된다.
본 발명에 의한 부잔교는 바람직하게는 바닷물과 다른 환경적 영향에 대한 적절한 부식 방지를 갖는 강철 프레임, 플레이트, 콘크리트 및/또는 목재등의 조합으로 구성된다.
두 도면에 있어서, 동일한 구성요소 또는 어떤 방식으로든 서로 대응하는 구성요소들은 같은 참조에 의해 표시된다. 도시된 도 1 및 도 2는 대체적으로 회전의 수평축을 갖는 로터를 구비한 근해 풍력 에너지 설비(2)를 도시하고 있다. 상기 로터는 로터 블레이드(4)를 구비한다. 상기 로터는 포드(6)내에 위치한 발전기(미도시 됨)에 연결되고 조합된다. 상기 포드(6)는 역시 상기 포드(6)내에 배치된 전동장치(transmission arrangement)(미도시 됨)에 의해 바람의 방향(9)으로 상기 수직축(8)에 대하여 지향될 수 있다. 로터를 구비한 상기 포드(6)는 수직축(8)에 대하여 회전 가능하게 파일론(10)의 끝부분에 설치된다.
상기 풍력 에너지 설비(2)의 파일론(10)은 도 1에 도시한 바와 같은 콘크리트 토대(14a)에 의하여 바다(12)상에 확고히 직립되며, 도 2에 도시한 바와 같이, 해저(16)상의 측면 기둥들(14b)에 의해 바다상에서 확고히 직립된다.
도 1 및 도 2에 도시된 풍력 에너지 설비(2)는 각각 부잔교(20b, 20a)를 갖는다. 먼저 도 1을 참조하여 풍력 에너지 설비(2)를 위한 부잔교(20b)를 설명한다.도 1에 도시된 부잔교(20b)는 강철 플레이트/강철 프레임 구조이며, 그것의 콘크리트 플랫폼(22)이 평저선(pontoon)(36)상에 지지된다. 상기 평저선(36)의 내부에는 저장공간(미도시 됨)이 배치된다. 플랫폼(22)은 그 상부에 헬리콥터(26)를 위한 착륙지(25)를 형성하고, 그 측면 단부에 선박(30)을 위한 정박지(28)를 형성한다. 이 평저선(36)상의 플랫폼(22)은 해저(16)상에 고정되어 있는 것이 아니라 바다(12)의 해면상에 부유하게 된다. 결과적으로 상기 플랫폼(22)과 바다의 해면(12)사이는 항상 동일한 수직 공간을 유지하게 되며, 그것은 특히 선박(30)의 적재 및 적하를 위하여 상당히 유리하다.부유하는 평저선(36)상에 착륙지(25)와 정박지(28)를 갖는 플랫폼(22)은 다리(32)에 의해 근해 풍력 에너지 설비(2)의 파일론(10)에 연결된다. 따라서, 상기 다리(32)는 착륙지(25)및 정박지(28)에서 풍력 에너지 설비(2)의 파일론(10)까지 공유 경로 링크(common route link)를 형성한다. 상기 다리(32)는 각각의 수평축에 대하여 우선적으로 피봇운동을 할 수 있도록 상기 평저선(36) 및 파일론(10)에 지지된다. 그러한 설치 위치(38)는 부유하는 평저선(36)이 바다(12)의 조수의 동작에 의하여 수직 운동을 자유롭게 수행할 수 있게 한다.도 1에 도시된 부잔교(20b)는 풍력 에너지 설비(2)의 파일론(10)의 수직축(8)에 대하여 회전하도록 다리(32)에 의해 연결된다. 그러한 방식으로, 다리(32)에 의해 파일론(10)에 연결되는 부잔교(20b)는 파일론(10) 주변의 주어진 공간상에서 자유롭게 부유할 수 있다. 그러한 상황에 있어서, 부잔교는 그때의 바람의 방향(9)에 의해서 지향된다. 그것은 첫째, 상기 부잔교(20b)가 항상 풍력 에너지 설비(2)의 바람이 불어 가는 쪽에 있으며 -그것은 우세한 바람의 방향뿐만 아니라 최근 바람의 방향을 말하는 것임- 따라서, 항상 바람 및 물결의 영향으로부터 상기 파일론(10)에 의해 보호되는 것을 제공한다. 따라서 상기 평저선(36)은 구조적 수단이 공지된 상태에서 바다위에서 가능한한 부드럽게 부유할 수 있으며, 예를 들어 가능한한 무겁고 넓은 표면적을 가져야 한다. 풍력 에너지 설비(2)의 바람이 불어 가는 쪽에 위치되고 바람(10)의 방향에 의해 지향되는 상기 부잔교(20b)의 두번째 장점은 헬리콥터(26)가 상기 부잔교(20b)상에서 이착륙할때 안전한 비행과 관계있다.: 상기 풍력 에너지 설비(2)의 로터 블레이드(4)가 도 1에 도시된 바와 같이 항상 바람의 방향(9)에 대하여 수직으로 지향되어 있다는 사실에 의해, 도 1에 도시된 바와 같이, 바람이 불어가는 방향으로 지향되어 있는 부잔교(20b)위의 항공은 어떠한 경우에 있어서도 풍력 에너지 설비(2)의 로터 블레이드(4)가 부잔교의 항공상을 통과하도록 하지 않는다. 따라서, 상기 헬리콥터(26)는 어려움 없이 수직으로 이착륙할 수 있으며, 풍력 에너지 설비(2)에 의해 방해받지 않고 바람에 대하여 부잔교(20b)쪽으로 비행할 수 있다.상기 파일론(10)에 대하여 상술된 부잔교(20b)를 위한 회전가능한 지지구조는 상기 파일론(10)의 하단부에서 슬리브(sleeve)의 형식으로 회전가능한 환형의 '발코니'(40)에 의해 제공된다. 바람이 불면 이러한 슬리브 형식의 회전가능한 환형 발코니의 동작으로 부잔교는 회전하게 되어 바람이 불어 가는 쪽으로 향하며, 풍력 에너지 설비의 뒷쪽으로 위치하게 된다. 이렇게 하여 풍력 에너지 설비의 파일론(10)에 의해 바람이 막아지므로 부잔교의 상공으로 바람에 방해받지 않고 헬리콥터가 이착륙할 수 있다. 상기 발코니(40)는 수직 방향으로 상기 파일론(10)상에 고정되므로써, 상기 파일론(10)내의 도어(34)는 어떠한 상황에서도 항상 상기 발코니(40)로부터 접근할 수 있다.상기 부잔교(20b)상에서 착륙지(25)와 정박지(28) 및 항법 장치(44)(navigation aids)로부터 함께 사용될 수 있는 건축물(42)을 보는 것이 가능하다.또한, 여기에서 상기 착륙지는 상기 풍력 에너지 설비의 파일론으로부터 수평거리로 로터 블레이드 길이의 적어도 2/3가량 거리를 두고 위치하게 하여 헬리콥터의 착륙에 로터 블레이드가 간섭하지 않도록 한다.이하에서는 도 2에 도시된 부잔교를 설명한다. 도 2에 도시된 부잔교(20a)는 콘크리트 플랫폼(22)을 갖는 강철 프레임 구조로 형성되며, 상기 풍력 에너지 설비(2)의 측면에서 풍력 에너지 설비(2)의 파일론(10)에 확고히 고정되고, 해저(16)상에서 철강 격자 기둥(24)으로 바다(12)에서 자체적으로 확고히 지탱된다. 상측에 위치한 상기 수평 콘크리트 플랫폼(22)은 헬리콥터(26)을 위한 착륙지를 형성한다. 특히 파일론(10)으로 부터 가장 원거리에 위치한 상기 플랫폼(22)의 단부(28)에서, 상기 단부(28)에서 해저(16)까지 하방향으로 가파르게 경사진 기둥(24)과 더불어 플랫폼(22)은 선박(30)을 위한 선창의 형식으로 정박지 또는 계류지를 형성한다.
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헬리콥터(26)을 위한 착륙지 및 선박(30)을 위한 정박지(28)는, 한 쪽의 착륙지 및 정박지(28)와 다른 한 쪽의 풍력 에너지 설비(2)의 파일론(10) 사이의 공유 경로 링크(common route link)(32)에 의해 파일론(10)에 고정되는 플랫폼(22)의 방식으로 연결된다. 따라서, 상기 공유 경로 링크(32) 방식으로 상기 부잔교(20a)상에 헬리콥터(26) 및 선박(30)에 의해 이동되는 직원들 및 적하되는 장비는 파일론(10)내부로 도어(34)를 통해 이동하며, 만일 예를 들어 수리 또는 유지 보수의 조작이 수행될 경우, 엘리베이터(미도시 됨)에 의하여 파일론(10)의 끝 부분에 위치한 포드(6)로 파일론(10)내에서 이동될 수 있다.부잔교(20a)는 우세한 바람의 방향(우세풍)에 대하여 바람이 불어 가는쪽(lee side)에 위치한다. 즉, 부잔교는 풍력 에너지 설비(2)의 뒷쪽에 위치하며, 그 위치에서 확고히 고정된다. 그러한 방식으로, 착륙지 및 정박지(28)에 대한 풍력 및 바다의 물결은 바람이 우세한 방향으로 불때 파일론에 의해 약화된다(부잔교가 파일론의 뒷쪽에 위치하여 파일론이 바람을 막아준다는 의미이다).
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착륙지상에서 헬리콥터(26)의 안전한 이착륙은 상기 착륙지와 로터 블레이드(4) 단부에 의해 그려지는 직경이 충분하게 큰 수직 거리에 의해 보장받는다. 즉, 상기 착륙지는 상기 풍력 에너지 설비의 파일론으로부터 수평거리로 로터 블레이드 길이의 적어도 2/3가량 거리를 두고 위치하게 하여 헬리콥터의 착륙에 로터 블레이드가 간섭하지 않도록 한다.
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본 발명에 의한 부잔교(landing stage)는 선박을 위한 정박지(mooring location) 및 계류지(berth)와 헬리콥터를 위한 착륙지를 갖는다. 상기 부잔교는 특히 근해 풍력 에너지 설비 상에 위치된다.

Claims (14)

  1. 선박을 위한 정박지,
    헬리콥터를 위한 착륙지, 및
    상기 정박지 및 상기 착륙지에서 근해 풍력 에너지 설비까지 연결되는 공유 경로 링크를 포함하고;
    상기 정박지 및 상기 착륙지는 공유 플랫폼상에 있으며; 및
    부잔교는 수직축에 대하여 상기 근해 풍력 에너지 설비의 주변으로 회전가능한 것을 특징으로 하는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  2. 선박을 위한 정박지,
    헬리콥터를 위한 착륙지, 및
    상기 정박지 및 상기 착륙지에서 근해 풍력 에너지 설비까지 연결되는 공유 경로 링크를 포함하고;
    상기 정박지 및 상기 착륙지는 공유 플랫폼상에 있으며; 및
    부잔교는 상기 근해 풍력 에너지 설비의 우세한 바람의 방향에 대하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 정박지 및 착륙지는 상기 근해 풍력 에너지 설비의 토대와는 별도로 바다에 자체 토대를 갖는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 착륙지는 상기 근해 풍력 에너지 설비의 위치에서 우세한 바람의 방향에 대하여 상기 근해 풍력 에너지 설비의 바람이 불어 가는 쪽에 배치되어 있는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부잔교의 토대는 해저상에 배치되어 있는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부잔교는 바다상에 부유하도록 지지되는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부잔교는 상기 정박지와 착륙지에서 공동으로 사용될 수 있는 장비 품목들을 더 포함하고, 상기 장비 품목들은 병참 장비들 및 기간시설 장비들로 구성된 군으로부터 선택되는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 병참 장비들 또는 기간시설 장비들은, 상기 정박지 및 착륙지에 이송 적하되는 물품들의 저장 및 예적을 위해 공동 사용 가능한 건물들, 상기 부잔교를 사용하여 크래프트의 공급 또는 작동을 위한 건물들, 상기 크래프트를 유지하거나 크래프트와 함께 이동하는 사람들의 보호를 위한 건물들 및 상기 정박지 및 착륙지에 공동 사용 가능한 항법장치들로 구성된 군으로부터 선택되는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공동 사용 가능한 항법 장치들은 무선 방향 탐지 전송기, 광 신호 장비 및 레이더 장비로 구성된 군으로부터 선택되는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    콘크리트 플랫폼을 포함하며, 상기 착륙지는 플랫폼의 상부에 위치되고, 상기 정박지는 플랫폼의 단부에 위치되는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부잔교는 철강으로 형성된, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부잔교는 강 구조재 또는 강판 구조재를 포함하는, 근해 풍력 에너지 설비용 부잔교.
  13. 착륙지는 풍력 에너지 설비의 파일론으로부터 수평거리로 로터 블레이드 길이의 2/3이상의 거리를 두고 떨어져 위치하는, 제1항에 따른 부잔교와 연관되는 근해 풍력 에너지 설비.
  14. 착륙지는 풍력 에너지 설비의 파일론으로부터 수평거리로 로터 블레이드 길이의 2/3이상의 거리를 두고 떨어져 위치하는, 제2항에 따른 부잔교와 연관되는 근해 풍력 에너지 설비.
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