KR101342445B1 - 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조 - Google Patents

해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조 Download PDF

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박우선
한택희
신창주
박영현
원덕희
이종석
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한국해양과학기술원
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Abstract

본 발명의 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조는 대구경 강관파일(21)의 내에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되어 해저에 박힌 후에는 빈 공간에 콘크리트를 타설 양생시키고, 다수 개의 상기 복합말뚝(20)을 서로 인접하게 배치시켜 복합말뚝군(200)을 이루며, 몸체(11) 내부를 다수개의 구획으로 균등하게 나누고, 각 구획은 상하 관통형 다수의 유통부(12)를 갖으며, 해저에 위치되는 석션체(10)로 이루어지고, 상기 복합말뚝군(200)과 소정간격 이격되는 외측에 방사상으로 배치되는 다수의 석션체(10)를 구비하여 수평력에 대한 지지능력이 우수한 석션파일(10)과 수직력에 대한 지지능력이 우수한 복합말뚝(20)을 함께 적용하고, 복합말뚝(20)에 적용되는 대구경 강관파일(21)과 소구경 강관파일(22)은 시중에 규격제품으로 판매되고 있는 기성품을 사용함으로써, 구입이 용이하고 가격이 저렴하며, 자재의 조달기간이 짧아, 공사기간이 단축되며, 그 크기가 작은 강관을 사용하여 해저에 시공시 필요한 장비 또한 저가의 소형장비를 다수 개 동시에 사용할 수 있음으로써 공사기간을 단축할 수 있으며, 시공이 매우 편리한 효과를 갖는다.

Description

해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조{hybrid spport structure for offshore wind power generator}
본 발명은 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조에 관한 것으로, 수평력에 대한 지지능력이 우수한 석션파일과 수직력에 대한 지지능력이 우수한 복합말뚝을 함께 적용하고, 복합말뚝에 적용되는 대구경 강관과 소구경 강관은 시중에 규격제품으로 판매되고 있는 기성품을 사용함으로써, 구입이 용이하고 가격이 저렴하며, 자재의 조달기간이 짧아, 공사기간이 단축되며, 크기가 모노파일에 사용되는 강관에 비하여 상대적으로 작은 강관을 사용하여 해저에 시공시 필요한 장비 또한 저가의 소형장비를 다수개 동시에 사용해 시공할 수 있는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조에 관한 것이다.
일반적으로 과거에는 풍력발전 구조물들이 주로 육상에서 이루어졌으나, 풍력 자원량, 미관, 장소의 제약 등의 문제로 인해 최근에는 해상에 대규모의 풍력단지를 건설하는 추세이다. 그러나 해상에 안전하게 풍력발전 구조물을 건설하기 위해서 높은 위치에 설치될 블레이드 및 타워 구조물에 대한 안전한 설치 공법이 요구되고 있다. 해상풍력발전 구조물은 크게 터빈(Turbine)과 기초(Foundation)로 구분되며, 이때, 터빈은 기본적으로 육상용 풍력발전 터빈과 동일한 기술을 적용한다. 이러한 해상풍력발전 구조물의 수명은 20년 정도이며, 육상보다 대용량인 3~5MW 이상의 풍력터빈을 적용하고 있다. 이러한 해상풍력발전 구조물 각각의 구성요소는 염분으로 인한 부식 피해를 막기 위하여 설계 및 코팅된다.
기초(Foundation)는 대표적인 4가지 타입으로 나누어 설명할 수 있다. 구체적으로, 콘크리트 케이슨 타입(Concrete caisson type)은 제작 및 설치가 용이하여 초기 해상풍력발전 단지에 사용된 타입으로 빈데비(Vindeby), 미델그룬덴(Middelgrunden) 해상풍력발전 단지 등에 적용되었다. 비교적 얕은 6~10m의 수심에서 사용가능하며, 자중과 해저면의 마찰력으로 위치를 유지한다. 이때, 콘크리트 케이슨 타입의 기초 직경은 12~15m다.
모노파일 타입(Mono-pile type)은 현재 가장 많이 쓰이고 있는 해상풍력발전단지 기초 방식으로서, 25~30m의 수심에 설치가 가능하다. 홀스레브(Horns Rev), 노스 호일(North Hoyle) 해상풍력 발전단지 등에 적용되었으며, 해저 면에 대구경의 파일(pile)을 항타(Driving) 또는 드릴링(Drilling)하여 고정하는 방식으로 대단위단지에 이용하는 경우 경제성이 좋다. 이때, 모노파일 타입의 기초 직경은 4.5~5m이고 관압깊이는 37m이다.
자켓 타입(Jacket type)은 현재 해상풍력 발전단지 보유국에서 많은 관심을 보이고 실증 중에 있는 타입으로 수심 20~80m에 설치가 가능하다. 영국의 "The Talisman Beatrice Wind Farm Demonstrator" 프로젝트에서 적용된 이 타입은 자켓식 구조물로 지지하고 말뚝 또는 파일(pile)로 해저에 고정하는 방식이다. 대수심 해양의 구조물이고 실적이 많아 신뢰도가 높은 편이며 모노파일(Mono-pile) 타입과 마찬가지로 대단위 단지 조성에 이용하는 경우 경제성이 좋다.
부유식 타입(Floating type)은 미래 심해상 풍력발전의 필수 과제라고 할 수 있고, 수심 40~900m에 설치가 가능하도록 많은 풍력회사에서 연구 중이다.
앞에서 살펴본 기초형식은 공사규모가 크고, 공사기간도 길며, 구성품인 강관의 크기 또한 상대적으로 커서 구성품의 도달에 소요되는 기간도 길어지는 문제가 있다.
등록특허 제1048023호
본 발명은 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조는 수평력에 대한 지지능력이 우수한 석션파일과 수직력에 대한 지지능력이 우수한 복합말뚝을 함께 적용하고, 복합말뚝에 적용되는 대구경 강관과 소구경 강관은 시중에 규격제품으로 판매되고 있는 기성품을 사용함으로써, 구입이 용이하고 가격이 저렴하며, 자재의 조달기간이 짧아, 공사기간이 단축되며, 크기가 모노파일에 비하여 상대적으로 작은 강관을 사용하여 해저에 시공시 필요한 장비 또한 저가의 소형장비를 다수 개 동시에 사용해 시공할 수 있는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조에 관한 것이다.
본 발명의 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조는 해저 지지층에 고정되는 복합말뚝(20)과; 상기 복합말뚝(20)은 대구경 강관파일(21)의 내에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되고, 상기 복합말뚝의 대구경 강관파일(21) 내에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되어 해저에 박힌 후에는 빈 공간에 콘크리트를 타설 양생시키고, 다수 개의 상기 복합말뚝(20)을 서로 인접하게 배치시켜 복합말뚝군(200)을 이루며, 몸체(11) 내부를 다수개의 구획으로 균등하게 나누고, 각 구획은 상하 관통형으로 다수의 유통부(12)를 갖으며, 해저에 위치되는 석션체(10)와; 상기 석션체(10)의 각 유통부 상부에 각각 설치되는 다수의 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)와; 상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)를 제어하는 컨트롤러(30)와; 상기 복합말뚝군(200)과 소정간격 이격되는 외측에 방사상으로 배치되는 다수의 석션체(10)와; 이웃하는 석션체(10) 사이에 브레이스(25)를 갖고, 상기 각 석션체(10)와 내부에 위치된 복합말뚝군(200) 사이에 브레이스(25)를 갖으며, 해상으로 솟아올라온 복합말뚝의 상부에 해상풍력발전기의 하부가 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기 복합말뚝(20)은 대구경 강관파일(21) 내에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되고, 상기 복합말뚝의 대구경 강관파일(21) 내에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되어 해저에 박힌 후에는 빈 공간에 콘크리트를 타설 양생시키고, 몸체(11) 내부를 다수개의 구획으로 균등하게 나누고, 각 구획은 상하 관통형으로 다수의 유통부(12)와, 몸체의 모서리 중 일측에 형성되어 상기 복합말뚝(20)과 접하는 형상을 갖는 홈부(14)를 갖으며 해저에 위치되는 석션체(10)와; 상기 석션체(10)의 각 유통부 상부에 각각 설치되는 다수의 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)와; 상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)를 제어하는 컨트롤러(30)와; 상기 석션체(10)들은 다각형태를 띠도록 서로 인접하게 배치시켜 석션체군(100)을 이루고, 상기 석션체군(100)의 외측 각 모서리 홈부(14)에 위치되는 상기 복합말뚝(20)과; 이웃하는 복합말뚝(20) 사이에 브레이스(25)를 갖으며, 해상으로 솟아올라온 복합말뚝의 상부에 해상풍력발전기의 하부가 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기 복합말뚝군(200)은 삼각형태, 사각형태, 오각형태, 육각형태 또는 팔각형태 중 하나이고, 상기 복합말뚝군(200)과 소정간격 이격되는 외측에 방사상으로 배치되는 다수의 석션체(10)는 3개 이상인 것을 특징으로 한다
상기 석션체군(100)은 삼각형태, 사각형태, 육각형태 또는 팔각형태 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)내에는 소구경 강관파일(22)이 3개 또는 4개 배치되며, 소구경강관파일(22)을 대구경 강관파일(21) 내의 소정위치에 위치시키기 위한 스페이서(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스페이서(24)는 대구경 강관파일(21)의 양끝단 내경의 소정거리에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)은 직경이 3200㎜이고, 소구경 강관파일(22)은 직경이 508㎜인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조는 수평력에 대한 지지능력이 우수한 석션파일(10)과 수직력에 대한 지지능력이 우수한 복합말뚝(20)을 함께 적용하고, 복합말뚝(20)에 적용되는 대구경 강관파일(21)과 소구경 강관파일(22)은 시중에 규격제품으로 판매되고 있는 기성품을 사용함으로써, 구입이 용이하고 가격이 저렴하며, 자재의 조달기간이 짧아, 공사기간이 단축되며, 그 크기가 작은 강관을 사용하여 해저에 시공시 필요한 장비 또한 저가의 소형장비를 다수 개 동시에 사용할 수 있는 장점이 있다. 따라서 공기를 단축할 수 있으며, 시공이 매우 편리한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 하이브리드 지지구조를 나타낸 입체단면도.
도 2는 도 1의 평면 구성도.
도 3은 도 2의 A-A 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 하이브리드 지지구조를 나타낸 입체단면도.
도 5는 도 4의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 제3 실시예의 하이브리드 지지구조를 나타낸 입체단면도.
도 7은 도 6의 B-B 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 제4 실시예의 하이브리드 지지구조를 나타낸 평면도.
도 9a, 9b는 본 발명에 따른 복합말뚝을 연결하는 연결체를 나타낸 사시도.
도 10a, 10b은 본 발명에 따른 복합말뚝을 연결하는 연결체의 평단면도 및 측단면도
도 11은 본 발명에 따른 복합말뚝의 대구경 강관파일에 형성된 스페이서의 위치를 나타낸 절개 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 하이브리드 지지구조가 시공된 것을 나타낸 측단면도.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 나타나 있는 본 발명의 제1 실시예의 하이브리드 지지구조는 중앙부의 복합말뚝(20)이 다수개 모여져 있는 복합말뚝군(200)과, 상기 복합말뚝군(200)의 외측에 방사상으로 배치된 석션체(10)들이 배치되어 있다.
상기 복합말뚝(20)은 대구경 강관파일(21) 내에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되고, 상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21) 내에 배치된 다수개의 소구경 강관파일(22)이 해저에 박힌 후에는 대구경 강관파일(21) 내의 빈공간에 콘크리트를 타설 양생시킨다. 상기 복합말뚝(20)은 수직하중을 주로 지지한다.
대구경 강관파일(21) 내에는 다수개 배치되는 소구경 강관파일(22)이 대구경 강관파일(21) 내에 균등하게 위치되어야 한다. 이를 위하여 대구경 파일 내에 스페이서(24)를 갖는다. 상기 스페이서(24)의 수는 소구경 강관파일(22)와 동일하다.
상기 스페이서(24)는 대구경 강관파일(21)의 중심부 방향으로 개방된 반원형태를 띄고, 반대측에는 반원형태와 대구경 강관파일(21)을 이어주는 지지부가 대구경 강관파일(21)의 내측에 결합된다.
상기 대구경 강관파일(21) 내에 소구경 강관파일(22)이 스페이서(24)의 안내에 따라 삽입되어 해저에 막힌 후에는 콘크리트(23)를 타설하여 양생시킨다.
제1 실시예의 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21) 내에 3개의 소구경 강관파일(22)이 배치되나, 수직지지력을 보강하기 위하여 소구경 강관파일(22)을 증가시킬 수 있음을 당연하다.
또한 제1 실시예의 복합말뚝군(200)은 3개의 복합말뚝(20)으로 이루어져 있으나, 보다 큰 수직지지력이 필요한 경우 복합말뚝(20)의 수를 증가시키도록 하는 복합말뚝군(200)으로 변경하는 것 또한 가능하다. 이러한 증가된 형태의 복합말뚝군(200)은 사각형태, 오각형태, 육각형태 또는 팔각형태 등으로 복합말뚝(20)의 수를 증가시켜 달성할 수 있다.
파도와 풍력의 수평지지력을 담당하는 상기 석션체(10)는 몸체(11) 내부를 다수개의 구획으로 균등하게 나누고, 각 구획은 상하 관통형 다수의 유통부(12)를 갖는다. 상기 각 유통부(12)의 상부에 각각 설치되는 다수의 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)를 구비하고 있다. 상기 석션체(10)의 상부에 설치되어 상기 석션체(10)의 수평을 감지하는 수평감지센서(15)가 더 구비된다.
상기 석션체(10)의 바디(11)는 평면상에서 바라보았을 때 원형 또는 삼각형, 사각형 등의 다각형 형상 등의 형태를 갖을 수 있다. 상기 석션체(10)는 연약지반이나 연약지반이 아니냐에 따라 그 배치형태가 달라진다. 이는 지반을 고려한 석션체(10)의 배치형태와 복합말뚝(20)과의 관계를 고려하여 석션체(10)의 형태는 달라질 수 있음을 의미한다.
제1 실시예에서는 원형인 경우의 예가 도시되어 있다. 상기 몸체(11)가 4등분되어 4개의 몸체(11)를 이루고, 각 몸체(11)마다 유통부(12)와 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)를 구비하고, 중앙에 상기 석션체(10)의 수평을 감지하는 수평감지센서(15)를 갖는다.
상기 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)는 상기 석션체(10)의 각 유통부(12) 상부에 각각 설치되며, 컨트롤러(30)에 의해서 작동이 제어된다.
상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)는 통상의 수중 펌프로서, 각 흡입펌프(13A)는 상기 각 유통부(12) 중 선택적으로 외부의 물을 흡입시키게 되고, 각 배출펌프(13B)는 각 유통부(12) 중 선택적으로 내부의 물을 외부로 배출시키게 되며, 결국 각 유통부(12)와 수중 간에 압력차가 발생하게 되고, 이 압력차에 의해 물이 흡입되는 유통부(12) 측은 상승하게 되며, 물이 배출되는 유통부(12) 측은 하강하여 지반에 박히게 됨으로서, 상기 석션체(10)의 수평을 맞추게 된다.
상기 컨트롤러(30)를 통해 상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)를 선택적으로 작동 제어함으로서, 최종적으로 상기 석션체(10)의 수평을 맞추게 된다.
상기 컨트롤러(30)는 상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)의 작동을 제어하기 위한 것으로, 상기 수평감지센서(15)로부터 입력되는 감지 값에 의해서 상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)의 선택적 동작을 제어하여 상기 각 유통부(12)의 압력을 조절하게 된다.
상기 제1 실시예는 지반이 단단한 해역에 효율적으로 적용 가능한 예로, 석션체(10)는 지지구조 시공시 연직도를 유지하기 위한 역할과 시공 후 지지구조에 작용하는 파력, 조류력 등의 수평력과 상부 풍력구조에 작용하는 풍력을 담당하게 되며, 복합말뚝군(200)은 구조물의 자중을 기반암에 직접 전달하는 역할을 하게 된다. 복합말뚝군(200)에 의해 자중에 의한 장기적인 압밀침하가 원천적으로 방지되며, 부등침하에 의한 풍력구조의 기울어짐도 사전에 방지할 수 있게 된다.
도 4 내지 도 8에 나타나 있는 본 발명의 제2 내지 제4 실시예의 하이브리드 지지구조는 제1 실시예의 상기 석션체(10)와 같이 다수개의 구획으로 균등하게 나누고, 각 구획에는 상하 관통형 다수의 유통부(12), 상기 각 유통부(12)의 상부에 각각 설치되는 다수의 흡입 및 배출펌프(13A, 13B), 상기 석션체(10)의 수평을 감지하는 수평감지센서(15)를 구비하고 상기 컨트롤러(30)에 의해 흡입 및 배출펌프를 제어하여 석션체(10)의 수평을 맞추는 점에서 동일하다. 다만, 상기 석션체(10)들을 다각형태를 띠도록 서로 인접하게 배치시켜 석션체군(100)을 이루고, 상기 석션체군(100)의 외측 각 모서리 홈부(14)에 상기 복합말뚝(20)을 배치시키는 구조를 갖는 점에서 제1 실시예와 차이를 갖는다.
또한 제2 내지 제4 실시예의 하이브리드 지지구조에 도시된 복합말뚝(20)의 구성 또한 제1실시예의 복합말뚝(10)과 동일한 대구경 강관파일(21) 내에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되어 해저에 박힌 후에는 빈 공간에 콘크리트를 타설 양생시키는 점에서 동일하다. 이때 소구경 강관파일(22)은 4개가 대구경 강관파일내에 배치되는 예를 도시했고, 보다 큰 수직지지력을 위하여 소구경 강관의 수를 증가시킬 수 있음을 앞에서 설명한 바와 같다.
이웃하는 복합말뚝(20) 사이에는 브레이스(25)를 갖고, 상기 브레이스(25)는 상측으로 소정간격마다 복합말뚝(20)을 연결하며, 또한 복합말뚝(20)간을 보다 견고하게 연결하기 위하여 X형태의 브레이스(25)를 추가하는 것도 가능하다.
도 4 및 도 5에 나타나 있는 본 발명의 제2 실시예는 석션체군(100)이 3개로 이루어져 삼각형태를 띠고 있고, 상기 석션체군(100)의 모서리부에는 각 석션체(10)마다 한곳의 모서리에 홈부형태를 가져 3개의 복합말뚝(20)을 배치시킨다.
도 6 및 도 7에 나타나 있는 본 발명의 제3 실시예는 석션체군(100)이 4개로 이루어져 사각형태를 띠고 있고, 상기 석션체군(100)의 모서리부에는 각 석션체(10)마다 한곳의 모서리에 홈부형태를 가져 4개의 복합말뚝(20)을 배치시킨다.
도 8에 나타나 있는 본 발명의 제4 실시예는 석션체군(100)이 3개의 마름모꼴로 이루어져 전체적으로 육각형태를 띠고 있고, 육각형태를 이루고 있는 상기 석션체군(100)의 외측을 향한 모서리부에는 홈부형태를 가져 6개의 복합말뚝(20)을 배치시킨다.
상기 제2, 3, 4 실시예는 지반이 연약한 해역에 효율적으로 적용 가능한 예로, 제2 실시예보다는 제3 실시예가, 제3 실시예보다는 제4 실시예가 보다 연약한 지반인 경우 또는 보다 큰 수평저항력이 요구되는 경우라 할 수 있다. 상기 석션체군(100)은 시공시 지지구조의 연직도 확보와 복합말뚝(20)의 원활한 시공여건을 제공하기 위한 역할을 담당하게 되며, 복합말뚝군(200)은 제1 실시예의 경우와 같이 구조물의 자중을 기반암에 직접 전달하는 역할과 아울러 파력, 조류력 등의 수평력과 상부 풍력구조체에 작용하는 풍력을 지지하는 역할을 하게 된다. 석션체군(100)은 지반이 비교적 견고한 경우 보조적으로 수평력에 대한 저항력을 제공하기도 한다.
상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)에 대응되게 형성되어 바다위 방향으로 연결되는 연결체(50)가 도 12에 개시되어 있다. 상기 연결체(50)의 대구경 강관파일(51)은 상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)과 관경이 동일하고, 상기 연결체(50)의 대구경 강관파일(51) 내에는 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)과 동일하게 다수 개의 소구경 강관파일이 배치되고, 상기 소구경 강관파일의 균등한 배치를 위하여 스페이서(24)의 구성을 갖는 점에서 동일하다.
상기 연결체(50)의 배치형태는 상기 제1 실시예의 상기 복합말뚝(20) 배치형태인 복합말뚝군(200)과 동일한 배치형태를 갖는다. 또한 상기 제2 내지 4 실시예의 상기 석션체군(100)의 모서리부에 위치되는 복합말뚝(20) 배치형태와 같은 삼각형태, 사각형태, 육각형태 또는 팔각형태 중 하나의 배치형태를 갖는다.
상기 연결체의 대구경 강관파일(51)에는 X형 브레이스(52)와 수평형 브레이스(53)를 갖는다. 상기 연결체(50) 중 최상단에 위치한 연결체(50)는 바다위에 위치하게 된다.
상기 연결체(50) 중 최상단에 위치하게 되는 연결체(50)의 상단에서 하부로 이격된 외주면에 방사상 배열된 다수의 서포트(91)가 형성된다. 최상단의 연결체(50) 단부에 놓이게 되는 상판(90)이 구비되는데, 상기 상판(90)은 사각형태의 플레이트로 상기 사각플레이트인 상판(90) 하부면에 격자 형태로 배열되는 I형 빔부재(92)가 놓여진다.
상기 상판(90)에는 각종 발전시설물이 설치될 수 있는데, 예로 상부에 해상풍력발전, 측부에 파력발전이나 조류력발전 등이 설치될 수 있으며, 아울러 작업자나 작업 장비들을 올려놓을 수 있는 공간 기능으로 활용될 수 있다.
상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)과 상기 연결체(50)의 대구경 강관 파일(51)은 커플러유닛(60)에 의해서 상호 연결되는데, 상기 커플러 유닛(60)의 구성은 도 9와 도 10a,b에 개시되어 있다. 상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21) 위에 상기 커플러유닛(60)의 제1끼움부(61)가 감싸면서 삽입되어 결합되고, 상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)의 단부에 상기 커플러유닛(60)의 환형 지지부(63)가 얻혀져 고정되며, 상기 연결부의 대구경 강관파일(51)이 커플러유닛(60)의 제2끼움부(66)에 삽입되고, 상기 연결부의 대구경 강관파일(51)의 하측 단부가 상기 커플러유닛(60)의 환형지지부(63)에 안착되어 결합된다.
상기 석션체(10)의 각 유통부(12) 각각의 하부 주변 영역에 배열되는 높낮이 조절용 다수의 유압잭(70)을 더 포함하고, 상기 각 유압잭(70)은 상기 컨트롤러(30)에 의해서 제어된다. 따라서 상기 각 유압잭(70)은 상기 각 흡입 및 배출펌프(20A, 20B)와 더불어 상기 석션체(10)의 수평을 맞추데 사용된다.
상기 석션체(10)은 미리 지반에 박아둔 정위치안내파일(17)에 삽입되기 위한 안내파일삽입부(16)가 구비되는데, 시공 시 1개 또는 복수 개의 정위치안내파일(17)을 미리 지반에 박은 후 이 정위치안내파일(17)에 상기 안내파일삽입부(16)가 끼워지게 됨으로서, 결국 상기 석션체(10)의 최초 임시 고정이 가능하게 된다.
상기 정위치안내파일(17)과 이에 끼워진 상기 안내파일삽입부(16)에 의해 상기 석션체(10)이 최초 임시 고정된 상태에서 상부에 상판(90) 설치 또는 상기 연결체(50) 적층 설치가 용이하게 이루어질 수 있는 등, 유속이 빠르거나 암지반 등에 대한 설치가 용이한 효과를 기대할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 석션체 100 : 석션체군
11 : 몸체 12 : 유통부
13A : 흡입펌프 13B : 배출펌프
14 : 홈부 15 : 수평감지센서
16 : 안내파일삽입부 17 : 정위치 안내파일
20 : 복합말뚝 200 : 복합말뚝군
21 : 대구경 강관파일 22 : 소구경 강관파일
23 : 콘크리트 24 : 스페이서
25: 브레이스
30 : 컨트롤러
50 : 연결체
51 : 연결체의 대구셩 강관파일 52 : X형 브레이스
53 : 수평 브레이스
60 : 커플러유닛
61 : 제1끼움부 62 : 제2끼움부
63 : 환형지지부
70 : 유압잭
90 : 상판
91 : 서포트 92 : 빔부재

Claims (7)

  1. 대구경 강관파일(21) 내부에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되어 해저에 박힌 후에 빈 공간에 콘크리트가 타설 양생되고, 다수 개가 서로 인접하게 배치되어 복합말뚝군(200)을 이루며, 해저 지지층에 고정되는 복합말뚝(20);
    몸체(11) 내부가 다수개로 균등 구획되고, 각 구획 부분에 상하 관통형으로 다수의 유통부(12)가 마련되며, 상기 복합말뚝군(200)과 소정간격 이격되는 외측에 방사상으로 배치되고, 해저에 위치되는 다수의 석션체(10);
    상기 각 석션체(10)의 유통부(12) 상부에 각각 설치되는 다수의 흡입 및 배출펌프(13A, 13B);
    상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)를 제어하는 컨트롤러(30);
    이웃하는 석션체(10)의 사이 및 각 석션체(10)와 내부에 위치된 복합말뚝군(200) 사이에 마련되는 브레이스(25);를 포함하고,
    해상으로 솟아올라온 상기 복합말뚝(20)의 상부에 해상풍력발전기의 하부가 지지되는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조.
  2. 대구경 강관파일(21) 내부에 다수개의 소구경 강관파일(22)이 배치되어 해저에 박힌 후에 빈 공간에 콘크리트를 타설 양생되며, 해저 지지층에 고정되는 다수의 복합말뚝(20);
    몸체(11) 내부가 다수개로 균등 구획되고, 각 구획 부분에 상하 관통형으로 다수의 유통부(12)가 마련되며, 몸체(11)의 모서리 중 일측에 상기 복합말뚝(20)과 접하는 형상을 갖는 홈부(14)가 형성되고, 다각형태를 띠도록 서로 인접하게 배치되어 석션체군(100)을 이루며, 해저에 위치되는 다수의 석션체(10);
    상기 각 석션체(10)의 유통부(12) 상부에 각각 설치되는 다수의 흡입 및 배출펌프(13A, 13B);
    상기 각 흡입 및 배출펌프(13A, 13B)를 제어하는 컨트롤러(30);
    이웃하는 복합말뚝(20) 사이에 마련되는 브레이스(25);를 포함하고,
    해상으로 솟아올라온 상기 복합말뚝(20)의 상부에 해상풍력발전기의 하부가 지지되는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조.
  3. 상기 제1항에 있어서,
    상기 복합말뚝군(200)은 삼각형태, 사각형태, 오각형태, 육각형태 또는 팔각형태 중 하나이고, 상기 복합말뚝군(200)과 소정간격 이격되는 외측에 방사상으로 배치되는 다수의 석션체(10)는 3개 이상인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조.
  4. 상기 제2항에 있어서,
    상기 석션체군(100)은 삼각형태, 사각형태, 육각형태 또는 팔각형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)내에는 소구경 강관파일(22)이 3개 또는 4개 배치되며, 소구경강관파일(22)을 대구경 강관파일(21) 내의 소정위치에 위치시키기 위한 스페이서(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스페이서(24)는 대구경 강관파일(21)의 양끝단 내경의 소정거리에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복합말뚝(20)의 대구경 강관파일(21)은 직경이 3200㎜이고, 소구경 강관파일(22)은 직경이 508㎜인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 하이브리드 지지구조.
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