KR101326047B1 - 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치 - Google Patents
수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상에 설치되는 부유식 풍력 발전기를 안정적으로 부유할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 감쇠용공기실의 내부 공기압을 이용하여, 부유된 풍력 발전기의 상하동요 및 회전동요에 대항하는 감쇠력을 발생시킬 수 있기 때문에, 구조가 간단하면서도 발전설비의 안정성을 충분히 보장할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 새로 설치되는 발전설비뿐만 아니라, 기존에 설치된 발전설비에도 용이하게 설치할 수 있으며, 부유식 풍력 발전기의 부유구조물 형상에 따라 다양한 형태로 제작이 가능하므로, 부유식 풍력 발전기에 대한 설치제약을 극히 최소화할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 무공해 발전 분야, 특히 해상에서의 풍력발전 분야에서 구조물에 대한 안정성, 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 감쇠용공기실의 내부 공기압을 이용하여, 부유된 풍력 발전기의 상하동요 및 회전동요에 대항하는 감쇠력을 발생시킬 수 있기 때문에, 구조가 간단하면서도 발전설비의 안정성을 충분히 보장할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 새로 설치되는 발전설비뿐만 아니라, 기존에 설치된 발전설비에도 용이하게 설치할 수 있으며, 부유식 풍력 발전기의 부유구조물 형상에 따라 다양한 형태로 제작이 가능하므로, 부유식 풍력 발전기에 대한 설치제약을 극히 최소화할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 무공해 발전 분야, 특히 해상에서의 풍력발전 분야에서 구조물에 대한 안정성, 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상에 설치되는 부유식 풍력 발전기를 안정적으로 부유할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 부유식 풍력 발전기의 움직임에 대항하는 힘을 발생시키는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 이용하여, 파도나 바람에 의한 부유식 풍력 발전기의 상하동요(Heaving) 및 회전동요(횡동요(Rolling) 및 종동요(Pitching))를 최소화할 수 있는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 관한 것이다.
최근 들어, 화석연료가 점차 고갈되고 있을 뿐만 아니라, 화석연료의 사용으로 인한 환경오염이 심각해지면서, 무공해 대체 에너지를 이용하는 발전방식이 증가하는 추세이다.
이러한 무공해 대체 에너지를 이용한 발전방식 중 하나인 풍력발전은, 바람의 힘에 의해 회전하는 날개의 회전력으로 발전기를 돌려 전기를 발생시키는 기술로서, 풍력발전장치를 육상에 설치하는 육상풍력발전과 해상에 설치하는 해상풍력발전으로 구분될 수 있다.
한편, 풍력을 이용하여 충분한 전력을 생산하기 위해서는 넓은 면적의 부지를 필요로 하게 되는 바, 육상풍력발전의 경우에는 충분한 부지를 확보하는데 어려움이 발생할 수 있다.
또한, 육상풍력발전은 지형에 의한 영향도 발생하므로, 발전시설을 건설할 수 있는 지역이 한정될 수 밖에 없다.
이와 같은 육상풍력발전의 문제점을 해결할 수 있는 기술로, 해상풍력발전 기술이 있다.
해상풍력발전은 풍력발전장치의 설치방법에 따라 고정식과 부유식이 있으며, 고정식은 수심이 깊지 않은 곳에 기초구조물을 해저에 건설한 후 그 위에 발전설비를 설치하는 방식이고, 부유식은 해수면에 부유물을 설치하고 그 위에 발전설비를 설치하는 방식이다.
이러한 고정식 해상풍력발전은 육상풍력발전에 비해, 설치 규모의 제한이나 지형적인 영향을 받지 않는 장점이 있으나, 수중에 기초공사를 하여 기초구조물을 건설해야 한다는 어려움이 있다.
또한, 고정식 해상풍력발전은 연안에 인접한 해안에 발전설비가 설치되는 바, 이와 같이 수심이 얕은 해안은 대부분 어장으로 활용되고 있기 때문에, 발전설비를 설치할 수 있는 지역이 많지 않다.
이에 반해, 부유식 해상풍력발전은 별도의 기초공사가 필요 없을 뿐만 아니라, 연안에서 멀리 떨어진 지역에서도 설치가 가능하므로, 발전설비의 설치에 대한 지역적인 제약에 대해서는 가장 높은 자유도를 갖는다.
다만, 부유식 해상풍력발전의 경우, 발전설비가 해상에 부유된 상태이기 때문에, 태풍 등과 같이 강한 바람이 불거나, 파도가 높은 경우, 전체 구조물의 안전에 문제가 생길 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0028972호 "넓은 분산 부유 구조물을 가진 해상 부유 풍력 발전 장치" 및 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0021238호 "부유지지선 압축구조를 가진 해상부유풍력발전장치"가 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술은 부유식 발전설비의 안전성을 향상시키기 위하여 큰 규모의 구조물이 추가되어야 하며, 이로 인해 설치에 어려움이 있다.
또한, 기존에 설치된 발전설비의 경우에는 추가되는 구조물을 설치하기 위한 작업이 요구되며, 이러한 작업이 어려운 경우에는 설치된 발전설비를 새로운 발전설비로 교체해야만 하는 어려움이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 구조가 간단하면서도 발전설비의 안정성을 충분히 보장할 수 있는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 새로 설치되는 발전설비뿐만 아니라, 기존에 설치된 발전설비에도 용이하게 설치할 수 있는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기는, 수면에 부유되는 부유구조물; 상기 부유구조물의 상부에 구성되는 풍력발전장치; 상기 부유구조물의 외측면에 구성되는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 포함하며, 상기 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치는, 하부가 개방된 중공의 감쇠용공기실을 포함하고, 상기 부유구조물의 외측면에 상기 부유구조물의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 적어도 한 쌍의 감쇠용공기실을 구성한다.
또한, 상기 감쇠용공기실의 상부 및 측면 중 적어도 일측면에는 적어도 하나의 에어벤트홀(Air vent hole)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 감쇠용공기실의 상부 내측면 및 외측면 중 적어도 일측면은 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 감쇠용공기실의 상부 내측면 및 외측면 중 적어도 일측면은 가장자리에서 중심방향으로 경사지도록 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치는, 내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 제1 결합부가 구성되는 제1 고정부; 및 내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 다른 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부가 구성되는 제2 고정부가 각각 다른 일측에서 힌지결합되고, 상기 제1 고정부 및 제2 고정부의 외측면에는 하부로 개방된 감쇠공간부가 형성된 감쇠용공기실이 고정되도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치는, 내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 제1 결합부가 구성되고 다른 일측에 제3 결합부가 구성되는 제1 고정부; 내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 다른 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부가 구성되고 다른 일측에 상기 제3 결합부와 결합되는 제4 결합부가 구성되는 제2 고정부; 및 하부로 개방된 감쇠공간부가 형성되고 상기 제1 고정부 및 제2 고정부의 외측면에는 고정되도록 구성되는 감쇠용공기실을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감쇠용공기실의 상부 및 측면 중 적어도 일측면에는 적어도 하나의 에어벤트홀(Air vent hole)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 감쇠용공기실은, 상기 제1 고정부 및 제2 고정부가 상기 부유구조물에 밀착고정된 상태에서, 상기 부유구조물의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 적어도 한 쌍으로 설치될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치는, 부유구조물의 외측면에 대응되도록 형성되는 내부프레임; 상기 내부프레임으로부터 일정거리 이격되는 외부프레임; 상기 내부프레임과 외부프레임의 상부를 연결하도록 구성되는 상부프레임; 및 상기 내부프레임과 외부프레임에 의해 형성되는 공간부를 적어도 두 개의 공간부로 구획하는 적어도 두 개의 격벽을 포함한다.
또한, 상기 격벽은, 상기 부유구조물의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 적어도 한 쌍으로 설치될 수 있다.
또한, 상기 상부프레임은, 상기 격벽과 이웃하는 격벽에 의해 구획된 공간부와 외부가 공간으로 이어지도록 에어벤트홀(Air vent hole)을 형성할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 해상에 부유된 풍력 발전기에 감쇠용공기실을 포함하는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 설치하는 것만으로도, 해상에 설치되는 부유식 풍력 발전기를 안정적으로 부유할 수 있도록 하는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 감쇠용공기실의 내부 공기압을 이용하여, 부유된 풍력 발전기의 상하동요 및 회전동요에 대항하는 감쇠력을 발생시킬 수 있기 때문에, 구조가 간단하면서도 발전설비의 안정성을 충분히 보장할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 새로 설치되는 발전설비뿐만 아니라, 기존에 설치된 발전설비에도 용이하게 설치할 수 있으며, 부유식 풍력 발전기의 부유구조물 형상에 따라 다양한 형태로 제작이 가능하므로, 부유식 풍력 발전기에 대한 설치제약을 극히 최소화할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 무공해 발전 분야, 특히 해상에서의 풍력발전 분야에서 구조물에 대한 안정성, 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기를 설명하는 설치상태도이다.
도 2는 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 설명하는 부분확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 의한 상하이동 감쇠효과를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 의한 횡동요 감쇠효과를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 다른 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 또 다른 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 2는 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 설명하는 부분확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 의한 상하이동 감쇠효과를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 의한 횡동요 감쇠효과를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 다른 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 또 다른 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
본 발명에 따른 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기를 설명하는 설치상태도이다.
도 1을 참조하면, 부유식 풍력 발전기(A)는 수면에 부유되는 부유구조물(100), 부유구조물(100)의 상부에 구성되는 풍력발전장치(200) 및 부유구조물(100)의 외측면에 구성되는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)를 포함한다.
또한, 부유식 풍력 발전기(A)가 다른 지역으로 이동하는 것을 제한할 수 있도록, 부유구조물(400)의 상부에는 부유구조물(400)와 해저면을 연결하는 지지와이어(400)가 설치될 수 있다.
여기서, 부유구조물(100) 및 풍력발전장치(200)의 구체적인 구성 및 동작방법 등은 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 특정한 것에 한정하지는 않는다.
도 2는 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 설명하는 부분확대 단면도이다.
도 2를 참조하면, 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)는 하부가 개방된 중공의 감쇠공간부(311)가 형성된 감쇠용공기실(310)을 포함한다.
감쇠용공기실(310)은 도 2에 나타난 바와 같이, 부유구조물(100)를 중심으로 서로 대칭되도록 한 쌍이 구성된다.
또한, 감쇠용공기실(310)은 부유구조물(100)의 중심(예를 들어, 부유구조물이 원통형으로 형성된 경우에는 원형단면의 중심)을 기준으로, 사각형, 육각형, 팔각형 등의 꼭지점에 대응하는 배치로, 부유구조물(100)의 외측면에 고정되도록 구성될 수 있다.
또한, 감쇠용공기실(310)은 부유구조물(100)이 수면에 부유됨에 따라, 감쇠공간부(311)의 하부를 통해 일정높이로 바닷물이 유입되며, 부유식 풍력 발전기(A)의 상하동요에 따라 수면의 높낮이가 변화하게 되면, 감쇠공간부(311)의 상부 공기압에 변화가 발생할 수 있다.
본 발명에서는 이와 같이 감쇠공간부(311)의 상부에서 발생하는 공기압의 변화를 이용하여, 부유식 풍력 발전기(A)의 상하동요에 대항하는 감쇠력을 발생시킬 수 있으며, 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
한편, 감쇠공간부(311)의 상부에서 발생하는 공기의 압력이 과도하게 커지는 경우, 오히려 부유식 풍력 발전기(A)의 상하동요가 더욱 커지거나, 감쇠용공기실(310)의 상부가 파손되는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 본 발명에서는 감쇠용공기실(310)의 상부 및 측면 중 적어도 일측면에는 적어도 하나의 에어벤트홀(Air vent hole)(312)을 형성할 수 있다.
따라서, 감쇠용공기실(310)의 내부에 과도한 압력이 발생하면, 감쇠용공기실(310)의 내부 공기 중 일부가 에어벤트홀(312)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 감쇠용공기실(310)의 내부 압력이 과도하게 낮아지면, 에어벤트홀(312)을 통해 외부의 공기가 감쇠용공기실(310)의 내부로 유입될 수 있다.
한편, 도 2에 나타난 바와 같이, 감쇠용공기실(310)의 상부 내측면을 평면으로 형성하고 에어벤트홀(312)이 형성된 경우, 에어벤트홀(312)을 통한 공기의 유입 및 유출이 원활하지 못할 수 있으며, 이로 인해 감쇠용공기실(310) 내부의 공기압을 적절히 조절하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
또한, 감쇠용공기실(310)의 상부 내측면을 평면으로 형성하면, 공기가 유입 및 유출되는 과정에서, 감쇠용공기실(310)의 상부 내측면과 측면이 만나는 부분에서 와류가 발생하여, 부유식 풍력 발전기(A)의 안정성을 저해하게 되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 도 2에 나타난 바와 같이, 감쇠용공기실(310)의 상부 내측면 및 외측면 중 적어도 일측면을 곡면으로 형성함으로써, 에어벤트홀(312)을 통한 공기의 유입 및 유출이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
이러한 구성은 에어벤트홀(312)이 측면에 구성된 경우에도 동일 내지 유사하게 적용할 수 있다.
또한, 상기와 동일한 이유로 감쇠용공기실(310)의 상부 내측면 및 외측면 중 적어도 일측면에 대하여, 가장자리에서 중심방향으로 경사지도록 형성할 수 있다.
도 3은 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 의한 상하이동 감쇠효과를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 부유구조물(100)이 수면(SS, Surface of the Sea; 해수면)에 부유되면, 감쇠용공기실(310)의 내부에 형성된 감쇠공간부(311)에도 동일한 높이로 수면이 형성될 수 있다.
이후, 태풍에 의한 바람이나 파도에 의해 부유식 풍력 발전기(A)가 하부방향으로 이동하게 되면, 수면(SS)의 높이가 상대적으로 높아지면서(도 3에서 실선 화살표) 감쇠공간부(311)의 수면높이도 높아지게 된다.
이로 인해, 감쇠공간부(311)의 상부 공기압이 높아지고, 상승된 공기압에 의해 부유식 풍력 발전기(A)를 상부로 이동시키는 힘(도 3에서 블록 화살표)이 발생할 수 있다.
따라서, 부유식 풍력 발전기(A)는 도 3의 하부에 나타난 바와 같이, 수면(SS)으로부터 상부로 이동하여 원래의 높이(수면에 대한 상대높이)로 되돌아갈 수 있게 된다.
다시 말해, 부유식 풍력 발전기(A)의 움직임에 따라 자연적으로 발생하는 감쇠용공기실(310) 내부의 공기압에 의해, 부유식 풍력 발전기(A)의 움직임을 감쇠시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 의한 횡동요 감쇠효과를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 부유구조물(100)이 수면(SS, Surface of the Sea; 해수면)에 부유된 상태에서, 부유식 풍력 발전기(A)가 일측 방향으로 기울어지게 되면, 부유구조물(100)의 양측에 구성된 감쇠공간부(311)의 수면높이가 상대적으로 달라지게 된다(도 4에서 실선 화살표).
도 4에서, 부유식 풍력 발전기(A)가 우측방향으로 기울어짐에 따라, 부유구조물(100)의 좌측에 구성된 감쇠용공기실(310)의 감쇠공간부(311)는 수면의 높이가 낮아지고, 부유구조물(100)의 우측에 구성된 감쇠용공기실(310)의 감쇠공간부(311)는 수면의 높이는 높아지게 된다.
이로 인해, 좌측에 구성된 감쇠용공기실(310)의 감쇠공간부(311) 공기압은 낮아지고, 우측에 구성된 감쇠용공기실(310)의 감쇠공간부(311) 공기압은 높아지므로, 좌측에 구성된 감쇠용공기실(310)은 부유식 풍력 발전기(A)의 좌측을 하부로 이동시키는 힘(도 4에서 블록 화살표)이 발생하고, 우측에 구성된 감쇠용공기실(310)은 부유식 풍력 발전기(A)의 우측을 상부로 이동시키는 힘(도 4에서 블록 화살표)이 발생할 수 있다.
따라서, 부유식 풍력 발전기(A)는 도 4의 하부에 나타난 바와 같이, 좌측으로 기울어지면서 수면(SS)에 대하여 수직인 상태로 되돌아갈 수 있게 된다.
다시 말해, 부유식 풍력 발전기(A)의 움직임에 따라 자연적으로 발생하는 감쇠용공기실(310) 내부의 공기압에 의해, 부유식 풍력 발전기(A)의 횡동요를 감쇠시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)는 제1 고정부(321), 제2 고정부(322) 및 힌지부(323)를 포함한다.
제1 고정부(321)는 내측면이 부유구조물(100)의 외측면 중 적어도 일부(예를 들어, 반구형)에 대응되도록 형성되며, 일측에 제1 결합부(321a)가 구성된다.
제2 고정부(322)는 내측면이 부유구조물(100)의 외측면 중 적어도 다른 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 상기 제1 결합부(321a)와 결합되는 제2 결합부(322a)가 구성된다.
또한, 제1 고정부(321) 및 제2 고정부(322)의 다른 일측은 힌지부(323)에 의해 힌지결합된다.
또한, 제1 고정부(321) 및 제2 고정부(322)의 외측면에는 도 2에 나타난 바와 같은 감쇠용공기실(310)이 고정되도록 구성된다.
여기서, 짝수개의 감쇠용공기실(310)은 제1 고정부(321) 및 제2 고정부(322)가 부유구조물(100)에 밀착고정된 상태(설치된 상태)에서, 부유구조물(100)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 구성됨이 바람직하다.
따라서, 이미 설치된 부유식 풍력 발전기(A)의 부유구조물(100)에 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)를 설치하고, 제1 결합부(321a) 및 제2 결합부(322a)를 결합구(324)로 결합함으로써, 부유식 풍력 발전기(A)에 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)를 설치할 수 있다.
도 5에서, 미설명 부호 '324a'는 볼트이고,'324b'는 너트이다.
한편, 부유식 풍력 발전기(A)의 부유구조물(100) 단면형상에 따라, 도 5와 같이 힌지결합된 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)가 설치되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 부유구조물(100)의 단면형상이 타원형이거나 사각형인 경우를 포함할 수 있다.
이러한 경우에는, 도 6에 나타난 바와 같이 서로 분리된 형태로 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)를 구성함이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 다른 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 6에서, 부유구조물(100)의 단면형상을 원형으로 하여 나타내었으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 당업자의 요구에 따라 타원형, 다각형의 형태로 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 고정부(321')는 다른 일측에 제3 결합부(321b)가 구성되고, 제2 고정부(322')는 제4 결합부(322b)가 구성될 수 있다.
따라서, 제1 결합부(321a) 및 제2 결합부(322a)와 제3 결합부(321b) 및 제4 결합부(322b)를 각각 결합하여 고정시킴으로써, 이미 설치된 부유식 풍력 발전기(A)의 부유구조물(100)에 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)를 설치할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치의 또 다른 일 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 7을 참조하면, 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)는 내부프레임(325), 외부프레임(326) 및 상부프레임(327)을 포함한다.
내부프레임(325)은 부유구조물(100)의 외측면에 대응되도록 형성되고, 외부프레임(326)은 내부프레임(325)으로부터 일정거리 이격되어 위치된다.
또한, 내부프레임(325)과 외부프레임(326)의 상부에는, 내부프레임(325)과 외부프레임(326)을 연결하여 상부프레임(327)이 구성된다.
또한, 내부프레임(325)과 외부프레임(326)에 의해 형성되는 공간부는 격벽(328)에 의해 다수의 공간부(311')로 구획된다.
특히, 격벽(328)은 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치(300)에 의해 부유식 풍력 발전기(A)의 균형이 유지되도록, 부유구조물(100)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 적어도 한 쌍으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상부프레임(327)에는 격벽(328)과 이웃하는 격벽(328)에 의해 구획된 공간부(311')와 외부가 공간으로 이어지도록 적어도 하나의 에어벤트홀(Air vent hole)이 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지는 것이므로, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
A : 부유식 풍력 발전기
100 : 부유구조물 200 : 풍력발전장치
300 : 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치
310 : 감쇠용공기실
311 : 감쇠공간부 312 : 에어벤트홀(Air vent hole)
321 : 제1 고정부 322 : 제2 고정부
323 : 힌지부 324 : 결합구
325 : 내부프레임 326 : 외부프레임
327 : 상부프레임 328 : 격벽
400 : 지지와이어
100 : 부유구조물 200 : 풍력발전장치
300 : 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치
310 : 감쇠용공기실
311 : 감쇠공간부 312 : 에어벤트홀(Air vent hole)
321 : 제1 고정부 322 : 제2 고정부
323 : 힌지부 324 : 결합구
325 : 내부프레임 326 : 외부프레임
327 : 상부프레임 328 : 격벽
400 : 지지와이어
Claims (11)
- 수면에 부유되는 부유구조물; 상기 부유구조물의 상부에 구성되는 풍력발전장치; 상기 부유구조물의 외측면에 구성되는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치를 포함하며,
상기 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치는,
하부가 개방된 중공의 감쇠용공기실을 포함하고,
상기 부유구조물의 외측면에 상기 부유구조물의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 적어도 한 쌍의 감쇠용공기실을 구성한 것을 특징으로 하는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기.
- 제 1항에 있어서,
상기 감쇠용공기실의 상부 및 측면 중 적어도 일측면에는 적어도 하나의 에어벤트홀(Air vent hole)이 형성된 것을 특징으로 하는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기.
- 제 2항에 있어서,
상기 감쇠용공기실의 상부 내측면 및 외측면 중 적어도 일측면은 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기.
- 제 2항에 있어서,
상기 감쇠용공기실의 상부 내측면 및 외측면 중 적어도 일측면은 가장자리에서 중심방향으로 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기.
- 내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 제1 결합부가 구성되는 제1 고정부; 및
내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 다른 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부가 구성되는 제2 고정부가 각각 다른 일측에서 힌지결합되고,
상기 제1 고정부 및 제2 고정부의 외측면에는 하부로 개방된 감쇠공간부가 형성된 감쇠용공기실이 고정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치.
- 내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 제1 결합부가 구성되고 다른 일측에 제3 결합부가 구성되는 제1 고정부;
내측면이 부유식 풍력 발전기에 포함되는 부유구조물의 외측면 중 적어도 다른 일부에 대응되도록 형성되며, 일측에 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부가 구성되고 다른 일측에 상기 제3 결합부와 결합되는 제4 결합부가 구성되는 제2 고정부; 및
하부로 개방된 감쇠공간부가 형성되고 상기 제1 고정부 및 제2 고정부의 외측면에는 고정되도록 구성되는 감쇠용공기실을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치.
- 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 감쇠용공기실의 상부 및 측면 중 적어도 일측면에는 적어도 하나의 에어벤트홀(Air vent hole)이 형성된 것을 특징으로 하는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치.
- 제 7항에 있어서,
상기 감쇠용공기실은,
상기 제1 고정부 및 제2 고정부가 상기 부유구조물에 밀착고정된 상태에서, 상기 부유구조물의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 적어도 한 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치.
- 부유구조물의 외측면에 대응되도록 형성되는 내부프레임;
상기 내부프레임으로부터 일정거리 이격되는 외부프레임;
상기 내부프레임과 외부프레임의 상부를 연결하도록 구성되는 상부프레임; 및
상기 내부프레임과 외부프레임에 의해 형성되는 공간부를 적어도 두 개의 공간부로 구획하는 적어도 두 개의 격벽을 포함하는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치.
- 제 9항에 있어서,
상기 격벽은,
상기 부유구조물의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 적어도 한 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치.
- 제 10항에 있어서,
상기 상부프레임은,
상기 격벽과 이웃하는 격벽에 의해 구획된 공간부와 외부가 공간으로 이어지도록 에어벤트홀(Air vent hole)을 형성한 것을 특징으로 하는 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치.
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| KR1020120118378A KR101326047B1 (ko) | 2012-10-24 | 2012-10-24 | 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치가 구비된 부유식 풍력 발전기 및 부유식 풍력 발전기용 수동형 상하동요 및 회전동요 감쇠장치 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110080952A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-02 | 重庆大学 | 一种海上风电机基础装置 |
| KR102105708B1 (ko) * | 2019-08-16 | 2020-04-28 | 주식회사 엠에스엘테크놀로지 | 균형유지가 향상된 등부표 |
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| KR20110015418A (ko) * | 2008-04-23 | 2011-02-15 | 프린시플 파워, 인코포레이티드 | 해안 풍력 터빈의 지지를 위한 워터-엔트랩먼트 플레이트 및 비대칭 무링 시스템을 가진 칼럼-안정화된 해안 플랫폼 |
| KR20110137707A (ko) * | 2010-06-17 | 2011-12-23 | 윤삼걸 | 환경변화의 대처력을 높인 실시간 해양생물 관측 장치 |
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2012
- 2012-10-24 KR KR1020120118378A patent/KR101326047B1/ko active IP Right Grant
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| WO2021034040A1 (ko) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 주식회사 엠에스엘테크놀로지 | 균형유지가 향상된 등부표 |
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