KR101461146B1 - 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법 - Google Patents

신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법 Download PDF

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박현일
김규선
박창욱
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삼성물산 주식회사
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Abstract

본 발명에 따르면, 기초구조물(100), 상기 기초구조물(100)에 의해 지지되는 타워(200), 상기 타워(200)와 결합됨과 아울러 회전력을 전기에너지로 변환하는 나셀(300) 및 상기 나셀(300)에 회전력을 제공하는 로터(400)를 포함하는 해상 풍력 발전기에 있어서, 상기 기초구조물(100)은, 상기 타워(200)의 하부가 통과되는 관통홀(111)이 구비됨과 아울러, 상기 타워(200)의 하부를 고정하는 상부고정부(110) 및 상기 상부고정부(110)를 지지하는 하부지지부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법이 제공된다.

Description

신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법{A WIND POWER GENERATOR ON THE SEA EQUIPED WITH RETRACTILE TOWER AND IT'S INSTALLING METHOD}
본 발명은 토목 기술 분야에 관한 것으로서, 상세한 신축이 가능한 타워를 구비함으로써 이동 및 설치가 용이한 해상 풍력 발전기에 관한 것이다.
해상 풍력 발전 관련 기술을 이용한 해상 풍력 발전 사업은 현재 유럽을 중심으로 활발하게 진행되고 있으며, 차후 미주 및 아시아까지 친환경 에너지의 획득을 목적으로 하는 풍력 발전 관련 기술의 연구 및 실시가 확대될 전망이다.
해상 풍력 발전기의 시공은, 발전 장치 자체의 제작에 많은 비중이 놓이는 육상 풍력 발전 설비의 시공의 경우와는 다르게, 해상 풍력 발전기의 이동 및 설치에도 많은 비중이 놓이게 된다. 이는 해상 풍력 발전은 육상에 비하여 시공 환경이 열악한 해상 환경하에서 안정한 구조물이 시공될 것이 요구되기 때문이다.
해상 풍력 발전기의 시공 과정은, 육지에서의 조립 단계, 바지선까지의 이동 단계, 바지선으로의 적재 단계, 설치 지점까지의 이동 단계 및 설치 단계로 나뉠 수 있다.
여기서 바지선으로의 적재 단계의 수행을 위해서는 대형 해상 크레인(2)이 구비된 해상 풍력 발전기 설치전용선(3) 또는 별도의 대형 해상 크레인선(4)의 사용이 요구된다. 다만, 해상 풍력 발전기 설치전용선(3) 또는 대형 해상 크레인선(4)의 사용에는 다음과 같은 문제점들을 내포하고 있다.
도 1a는 종래의 대형 해상 크레인(2)이 구비된 해상 풍력 발전기 설치전용선(2)을 나타내는 도면이고, 도 1b는 종래의 대형 해상 크레인선(4)을 나타내는 도면이다. 즉, 종래에는 해상 풍력 발전기의 운반 및 설치를 위해서 대형 해상 크레인(2)이 구비된 해상 풍력 발전기 설치전용선(2)을 이용하거나, 별도의 대형 해상 크레인선(4)을 이용하여 왔다.
그러나, 해상 풍력 발전기 설치전용선(2)이나 대형 해상 크레인선(4)의 수급이 원활하지 않았기 때문에 해상 풍력 발전기 설치 공사의 원활한 진행이 어려운 문제점이 있어 왔다.
또한, 해상 풍력 발전기 설치전용선(2)이나 대형 해상 크레인선(4)을 사용한다고 하더라도, 대형 구조물인 해상 풍력 발전기(3)의 이동 및 설치 지점에의 설치를 위한 정교한 조정이 어려워 설치 작업의 시공 난이도가 높은 문제점이 있어왔다.
또한, 종래의 해상 풍력 발전기 설치 방법은 작업 환경이 열악한 해상에서 수행되어야 할 작업 사항이 많아, 작업 난이도 상승 및 안전사고 발생의 위험성이 높다는 문제점이 있어왔다.
또한, 종래의 해상 풍력 발전기 설치 방법은 해상 풍력 발전기 전체를 운송하지 못하고, 기초구조물과 타워, 나셀 및 로터 결합체를 분리하여 운송 및 설치하여야 하는 문제점이 있어 왔다.
또한, 타워, 나셀 및 로터 결합체의 운반에 있어서 별도의 지지구조를 형성하여야 한다는 문제점이 있어 왔다.

상술된 해상 풍력 발전기의 설치방법과 관련된 선행 특허문헌을 제시하면 이하와 같다.
- 대한민국 공개특허 10-2012-0113013
- 대한민국 공개특허 10-2013-0074023
본 발명은 상술된 종래의 해상 풍력 발전기의 이동 및 설치의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 대형 해상 크레인(2)이 구비된 해상 풍력 발전기 설치전용선(3) 또는 대형 해상 크레인선(4)을 사용하지 아니하고도, 해상 풍력 발전기를 운송할 수 있는 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 해상 풍력 발전기의 구성물을 결합한 상태에서 일괄적으로 해상 풍력 발전기를 운송하고 설치할 수 있는 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 해상 풍력 발전기를 운송함에 있어서 별도의 지지구조의 형성이 요구되지 않은 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 해상 풍력 발전기를 조립한 상태에서 타워의 길이를 줄이는 것만으로 해상 풍력 발전기의 안정한 이동을 가능토록 하는 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자켓 형상의 기초구조물을 일괄 조립된 해상 풍력 발전기의 이동을 위한 지지 프레임으로 이용할 수 있도록 하는 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 해상 풍력 발전기의 설치시에 타워의 길이를 신장하는 것만으로 해상 풍력 발전기의 설치가 수행되는 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 해상 풍력 발전기의 타워의 신축을 위한 발전적이고 효율적인 구조를 포함하는 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법을 제시하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기초구조물(100), 상기 기초구조물(100)에 의해 지지되는 타워(200), 상기 타워(200)와 결합됨과 아울러 회전력을 전기에너지로 변환하는 나셀(300) 및 상기 나셀(300)에 회전력을 제공하는 로터(400)를 포함하는 해상 풍력 발전기에 있어서, 상기 기초구조물(100)은, 상기 타워(200)의 하부가 통과되는 관통홀(111)이 구비됨과 아울러, 상기 타워(200)의 하부를 고정하는 상부고정부(110); 및 상기 상부고정부(110)를 지지하는 하부지지부(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기가 제공된다.
여기서, 상기 관통홀(111)을 통과한 상기 타워(200)의 하부를 고정하는 하부고정부(130);를 더 포함하며, 상기 하부고정부(130)는, 상기 기초구조물(100), 상기 타워(200), 상기 나셀(300) 및 상기 로터(400)가 적재되는 레일대차(600)의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기일 수 있다.
또한, 상기 타워(200)의 하부 표면에 돌출 형성된 제1 걸림돌기(210); 및 상기 관통홀(111)의 내부에 돌출 형성된 걸림턱(230);을 포함하며, 상기 걸림턱(230)에는, 상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 걸림턱(230)을 통과할 수 있도록, 상기 제1 걸림 돌기(210) 형상에 대응된 함몰 영역(231)이 형성된 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기일 수 있다.
또한, 상기 제1 걸림 돌기(210)는 복수로 형성되며, 상기 복수의 제1 걸림 돌기(210)는 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기일 수 있다.
또한, 상기 제1 걸림 돌기(210)의 형성 지점보다 상부에 형성되며, 상기 타워(200)의 표면에 돌출된 제2 걸림 돌기(220)를 더 포함하며, 상기 제2 걸림 돌기(220)는, 상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치된 상태에서, 상기 걸림턱(230)의 상부면에 거치될 수 있는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기일 수 있다.
또한, 상기 제2 걸림 돌기(220)는, 상기 제1 걸림 돌기(210)가 형성된 위치의 상기 타워(200)의 외주면에서, 상기 제1 걸림 돌기(210)가 형성되어 있지 않은 부분의 상부에 위치한 상기 타워(200)의 표면에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 해상 풍력 발전기의 설치 방법에 있어서, 육상(500)에서 상기 해상 풍력 발전기를 적재하는 적재 공간(720)이 구비된 바지선(700) 전방까지 형성된 제1 레일(510)을 따라 이동하는 상기 레일대차(600) 상부에 상기 기초구조물(100)을 제작하는 제1 단계(S100); 상기 관통홀(111)에 상기 타워(200)의 하부를 통과시키는 제2 단계(S200); 상기 제1 걸림 돌기(210)를 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치시키는 제3 단계(S300); 상기 타워(200)의 하부를 상기 하부고정부(130)에 구속시키고, 상기 나셀(300) 및 상기 로터(400)를 결합시키는 제4 단계(S400); 상기 레일대차(600)를 상기 바지선(700) 전방까지 이동시키는 제5 단계(S500); 상기 적재 공간(720) 상에 형성되며, 상기 제1 레일(510)과 맞닿을 수 있도록 형성된 제2 레일(710)을 따라, 상기 레일대차(600)를 상기 적재 공간(720)까지 이동시키는 제6 단계(S600); 상기 바지선(700)을 상기 해상 풍력 발전기가 설치되는 설치 지점까지 이동시키는 제7 단계(S700); 및 상기 해상 풍력 발전기를 설치하는 제8 단계(S800);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법이 제공된다.
여기서, 상기 제8 단계(S800)는, 상기 해상 풍력 발전기를 상기 설치 지점에 정착시키는 단계; 상기 하부고정구조(130)에의 상기 타워(200)의 하부에 대한 구속을 해제하는 단계; 상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 걸림턱(230)의 상부면에 위치하도록 상기 타워(200)를 크레인을 이용하여 상향으로 이동시키는 단계; 상기 제1 걸림 돌기(210) 하부에 상기 함몰 영역(231)이 위치하지 않도록, 상기 타워(200)를 회전시키는 단계; 상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 걸림턱(230)의 상부면에 거치될 수 있도록 상기 타워(200)를 상기 크레인을 이용하여 하향으로 이동시키는 단계; 및 상기 상부고정부(110)와 상기 타워(200)를 고정시키는 결합부재(900)를 결합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법일 수 있다.
또한, 상기 결합부재(900)는, 상기 상부고정부(110)를 관통하여 상기 제1 걸림 돌기(210)에 결합되는 제1 결합부재(910); 및 상기 제1 걸림 돌기(210)를 관통하여 상기 걸림턱(230)에 결합되는 제2 결합부재(920);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 제5항의 해상 풍력 발전기의 설치 방법에 있어서, 육상(500)에서 상기 해상 풍력 발전기를 적재하는 적재 공간(720)이 구비된 바지선(700) 전방까지 형성된 제1 레일(510)을 따라 이동하는 레일대차(600) 상부에 상기 기초구조물(100)을 제작하는 제1 단계(A100); 상기 관통홀(111)에 상기 타워(200)의 하부를 통과시키는 제2 단계(A200); 상기 제1 걸림 돌기(210)를 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치시키고, 상기 제2 걸림 돌기(220)를 상기 걸림턱(230) 상부면에 거치시키는 제3 단계(A300); 상기 타워(200)의 하부를 상기 하부고정부(130)에 구속시키고, 상기 나셀(300) 및 상기 로터(400)를 결합시키는 제4 단계(A400); 상기 레일대차(600)를 상기 바지선(700) 전방까지 이동시키는 제5 단계(A500); 상기 적재 공간(720) 상에 형성되며, 상기 제1 레일(510)과 맞닿을 수 있도록 형성된 제2 레일(710)을 따라, 상기 레일대차(600)를 상기 적재 공간(720)까지 이동시키는 제6 단계(A600); 상기 바지선(700)을 상기 해상 풍력 발전기가 설치되는 설치 지점까지 이동시키는 제7 단계(A700); 및 상기 해상 풍력 발전기를 설치하는 제8 단계(A800);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 대형 해상 크레인(2)이 구비된 해상 풍력 발전기 설치전용선(3) 또는 대형 해상 크레인선(4)을 사용하지 아니하고도, 해상 풍력 발전기를 운송할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 해상 풍력 발전기의 구성물을 결합한 상태에서 일괄적으로 해상 풍력 발전기를 운송하고 설치할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 별도의 지지구조의 형성 없이 해상 풍력 발전기를 운송할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 해상 풍력 발전기를 조립한 상태에서 타워의 길이를 줄이는 것만으로 해상 풍력 발전기의 안정한 이동을 가능토록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 자켓 형상의 기초구조물을 일괄 조립된 해상 풍력 발전기의 이동을 위한 지지 프레임으로 이용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 해상 풍력 발전기의 설치시에 타워의 길이를 신장하는 것만으로 해상 풍력 발전기의 설치가 수행되는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 해상 풍력 발전기의 타워의 신축을 위한 발전적이고 효율적인 구조를 포함할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래의 대형 해상 크레인이 구비된 해상 풍력 발전기 설치전용선을 나타내는 도면.
도 1b는 종래의 대형 해상 크레인선을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 구성을 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기가 바지선까지 이동되기 위한 레일을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 기초구조물을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림돌기의 구성을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부고정구조에 구비된 걸림턱의 구성을 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워에 구비된 걸림돌기의 구성을 나타내는 측면도.
도 9은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타워에 구비된 걸림돌기의 구성을 나타내는 평면도.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타워에 구비된 걸림돌기의 구성을 나타내는 측면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 설치가 완료된 해상 풍력 발전기를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합부재를 나타내는 도면.
본 발명에 따른 신축 가능한 타워가 구비된 해상 풍력 발전기 및 이의 설치 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)은 대형 구조물인 해상 풍력 발전기(3)의 이동 및 설치를 위한 대형 크레인(2)이 구비되어 있었다.
다만, 대형 크레인(2)은 수급이 어려워 해상 풍력 발전기 설치 공사의 원활한 진행이 어렵고, 대형 크레인(2)이 임대료가 고가이므로 전체적인 공사 비용의 상승을 유발시키는 문제점이 있어왔다.
또한, 종래의 해상 풍력 발전기 설치 방법은, 작업 환경이 열약한 해상에서 수행되어야 할 작업 사항이 많아, 작업 난이도 상승 및 안전사고 발생의 위험성이 높다는 문제점이 있어왔다.
또한, 종래의 해상 풍력 발전기 설치 방법은 해상 풍력 발전기의 구성물을 각기 분리하여 운송하여야함과 아울러, 운송되는 구성물의 지지를 위한 별도의 지지구조를 형성시킬 것이 요구된다는 문제점이 있어왔다.
본 발명은 상술된 종래의 해상 풍력 발전기 설치 방법의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기는 기본적으로, 기초구조물(100), 기초구조물(100)에 의해 지지되는 타워(200), 타워(200)와 결합됨과 아울러 회전력을 전기에너지로 변환하는 나셀(300) 및 나셀(300)에 회전력을 제공하는 로터(400)를 포함한다(도 2).
여기서 기초구조물(100)은 해상 풍력 발전기의 지지를 위한 구성으로서, 타워(200)의 하부가 통과되는 관통홀(111)이 구비됨과 아울러, 타워(200)의 하부를 고정하는 상부고정부(110) 및 상기 상부고정부(110)를 지지하는 하부지지부(120)를 포함할 수 있다(도 2).
종래의 해상 풍력 발전기의 상부고정부는 하부가 폐쇄되어 있음과 비교하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 상부고정부(110)는 하부가 열린 구조를 취함으로써, 타워(200)의 하부가 상부고정부(110)를 통과할 수 있다는 차이점이 있다.
이러한 구성을 취하는 경우, 타워(200)의 하부가 상부고정부(110) 하부로 통과될 수 있어, 상부고정부(110) 상부에 존재하는 타워(200)의 길이가 줄어들 수 있게 된다. 따라서 해상 풍력 발전기의 무게중심이 낮아진 상태에서, 일체로 조립된 해상 풍력 발전기의 이동 및 설치가 가능하게 되므로, 이동 및 실치시의 조립된 해상 풍력 발전기의 전도 및 파손의 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 육상 작업장에서 기초구조물(100), 타워(200), 나셀(300) 및 로터(400)를 모두 조립한 상태에서 해상 풍력 발전기를 안전하게 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 해상 풍력 발전기를 설치함에 있어서도, 상부고정부(110) 하부로 통과된 타워(200)의 하부를 들어 올려 고정시키는 작업만으로 해상 풍력 발전기의 설치 작업을 완료할 수 있으므로, 해상에서 수행되는 설치 작업의 양이 현저하게 감소되어, 작업 환경이 열악한 해상에서의 작업 수행 시간을 감소시킴으로서, 설치 작업의 난이도 감소 및 안전사고 예방의 효과를 추가적으로 얻을 수 있다.
또한, 해상 풍력 발전기 설치 비용의 감소와 설치 기간의 단축의 효과 역시 수반된다.
하부지지부(120)는 자켓 타입으로 형성되는 것이 구조적 안정성 및 이동의 용이성 측면에서 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기는 관통홀(111)을 통과한 타워(200)의 하부를 고정하는 하부고정부(130)를 더 포함할 수 있다(도 3).
여기서 하부고정부(130)는, 기초구조물(100), 타워(200), 나셀(300) 및 로터(400)가 적재되는 레일대차(600)의 상부면에 형성되는 것이 바람직하다(도 3).
하부고정부(130)는, 상부고정부(110)를 통과한 타워(200)의 하부가 일정 수준 이하로 하강되지 않도록, 타워(200)의 자중을 지지하는 역할을 수행한다.
또한, 해상 풍력 발전기의 운송 과정에서 타워(200)가 레일대차(600)에 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기는 관통홀(111)을 통과한 타워(200)의 하부 표면에 돌출 형성된 제1 걸림돌기(210) 및 관통홀(111)의 내부에 돌출 형성된 걸림턱(230)을 포함할 수 있다(도 6, 도 7).
또한, 걸림턱(230)에는 제1 걸림 돌기(210)가 걸림턱(230)을 통과할 수 있도록, 제1 걸림 돌기(210) 형상에 대응된 함몰 영역(231)이 형성되는 것이 바람직하다(도 6).
제1 걸림 돌기(210)는 함몰 영역(231)을 통과하여 하부고정부(130)의 상부면에 거치된다.
이를 위해 하부고정부(130)의 직경은 제1 걸림 돌기(210)의 길이를 제외한 타워(200)의 직경보다는 크지만, 제1 걸림 돌기(210)의 길이를 포함한 타워(200)의 직경보다는 작은 것이 바람직하다.
또한, 제1 걸림 돌기(210)는 타워(200)의 하단부에서 일정 간격 상부로 이격된 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 걸림 돌기(210)는 타워(200)의 외주면을 따라 일정 간격 이격된 상태로 복수로 형성될 수 있다(도 8).
이러한 구성을 취하는 경우, 타워(200)의 하부 일부가 하부고정부(130)에 삽입된 상태에서 제1 걸림 돌기(210)가 하부고정부(130)의 상부면에 거치될 수 있어 하부고정부(130)에 의한 타워(200) 하부의 고정이 용이하고 안정적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기는, 제1 걸림 돌기(210)의 형성 지점보다 상부에 위치한 타워(200)의 표면에 돌출 형성된 제2 걸림 돌기(220)를 더 포함할 수 있다(도 10).
이 경우 제2 걸림 돌기(220)는, 제1 걸림(210) 돌기가 하부고정부(130)의 상부면에 거치된 상태에서, 걸림턱(230)의 상부면에 거치될 수 있는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 취하는 경우, 상부고정부(110)를 통과한 타워(200)의 자중이 하부고정부(130)뿐만 아닌 걸림턱(230)에 의해서도 지지될 수 있는 효과를 갖는다.
여기서, 제2 걸림 돌기(220)는 제1 걸림 돌기(210)가 형성된 위치의 타워(200)의 외주면에서, 제1 걸림 돌기(210)가 형성되어 있지 않은 부분의 상부에 위치한 타워(200)의 표면에 돌출 형성되는 것이 바람직하다(도 9).
이러한 구성을 취하면, 타워(200)가 상부고정부(110)를 통과하는 작업이 수행되는 경우, 타워(200)에 대한 별도의 회전 조정이 수행되지 않더라도, 제1 걸림 돌기(210)는 함몰 영역(231)을 통과하고, 제2 걸림 돌기(220)는 걸림턱(230)의 상부면에 거치될 수 있는 효과를 갖는다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 설치 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 설치 방법은, 먼저 육상(500)에서 해상 풍력 발전기를 적재하는 적재 공간(720)이 구비된 바지선(700) 전방까지 형성된 제1 레일(510)을 따라 이동하는 레일대차(600) 상부에서 기초구조물(100)을 제작하는 제1 단계(S100), 제작된 기초구조물(100)의 상부고정부(110)에 형성된 관통홀(111)에 타워(200)의 하부를 통과시키는 제2 단계(S200), 타워(200)의 하부에 형성된 제1 걸림 돌기(210)를 하부고정부(130)의 상부면에 거치시키는 제3 단계(S300), 타워(200)의 하부를 하부고정부(130)에 구속시키고, 나셀(300) 및 로터(400)를 결합하는 제4 단계(S400), 해상 풍력 발전기가 적재된 레일대차(600)를 바지선(700) 전방까지 이동시키는 제5 단계(S500), 적재 공간(720) 상에 형성되며, 제1 레일(510)과 맞닿을 수 있도록 형성된 제2 레일(710)을 따라, 해상 풍력 발전기가 적재된 레일대차(600)를 적재 공간(720)까지 이동시키는 제6 단계(S600), 바지선(700)을 해상 풍력 발전기가 설치되는 설치 지점까지 이동시키는 제7 단계(S700) 및 해상 풍력 발전기를 설치하는 제8 단계(S800)를 포함할 수 있다.
제4 단계(S400)에서, 타워(200)의 하부를 하부고정부(130)에 구속시키기 위해 제1 걸림 돌기(210)를 통과하여 하부고정부(130)에 결합되는 제1 임시 결합부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상부고정부(110)를 통과하여 타워(200)에 결합되는 제2 임시결합부재를 더 포함할 수 있다.
제8 단계(S800)는, 해상 풍력 발전기를 설치 지점에 정착시키는 단계, 하부고정부(130)의 타워(200)의 하부에 대한 구속 해제하는 단계, 제1 걸림 돌기(210)가 걸림턱(230) 상부에 위치하도록 타워(200)를 크레인을 이용하여 상향으로 이동시키는 단계, 제1 걸림 돌기(210) 하부에 함몰 영역(231)이 위치하지 않도록, 타워(200)를 회전시키는 단계, 제1 걸림 돌기(210)가 걸림턱(230)의 상부면에 거치될 수 있도록 타워(200)를 크레인을 이용하여 하향으로 이동시키는 단계 및 상부고정부(110)와 타워(200)를 고정시키는 결합부재(900)를 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기서 결합부재(900)는, 상부고정부(110)를 관통하여 제1 걸림 돌기(210)에 결합되는 제1 결합부재(910) 및 제1 걸림 돌기(210)를 관통하여 걸림턱(230)에 결합되는 제2 결합부재(920)를 포함할 수 있다(도 12).
타워(200)의 직경보다 상부고정부(110)의 직경이 더 크므로, 상부고정부(110)를 관통하여 타워(200)에 직접 제1 결합부재(910)를 결합시키는 경우, 상부고정부(110) 표면의 함몰될 수 있다. 따라서 제1 결합부재(910)는 타워(200)의 표면보다 상부고정부(110) 내면에 더 근접하여 있는 제1 걸림 돌기(210)에 결합시키는 구성을 취하는 것이 바람직하다.
또한, 해상 풍력 발전를 설치 지점에 정착시키는 단계는, 기초 파일을 형성하는 단계 및 형성된 기초 파일에 해상 풍력 발전기의 기초구조물(100)을 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 설치 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 설치 방법은, 육상(500)에서 해상 풍력 발전기를 적재하는 적재 공간(720)이 구비된 바지선(700) 전방까지 형성된 제1 레일(510)을 따라 이동하는 레일대차(600) 상부에 기초구조물(100)을 제작하는 제1 단계(A100), 관통홀(111)에 타워(200)의 하부를 통과시키는 제2 단계(A200), 제1 걸림 돌기(210)를 하부고정부(130)의 상부면에 거치시키고, 제2 걸림 돌기(220)를 걸림턱(230) 상부면에 거치시키는 제3 단계(A300), 타워(200)의 하부를 하부고정부(130)에 구속시키고, 나셀(300) 및 로터(400)를 결합시키는 제4 단계(A400), 해상 풍력 발전기가 적재된 레일대차(600)를 바지선(700) 전방까지 이동시키는 제5 단계(A500), 적재 공간(720) 상에 형성되며, 제1 레일(510)과 맞닿을 수 있도록 형성된 제2 레일(710)을 따라, 해상 풍력 발전기가 적재된 레일대차(600)를 적재 공간(720)까지 이동시키는 제6 단계(A600), 바지선(700)을 해상 풍력 발전기가 설치되는 설치 지점까지 이동시키는 제7 단계(A700) 및 해상 풍력 발전기를 설치하는 제8 단계(A800)를 포함한다.
제4 단계(A400)에서, 타워(200)의 하부를 하부고정부(130)에 구속시키기 위해 제1 걸림 돌기(210)를 통과하여 하부고정부(130)에 결합되는 제1 임시 결합부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 해상 풍력 발전기의 운송의 안정성을 높이기 위해 상부고정부(110)를 통과하여 제2 걸림 돌기(220)에 결합되는 제2 임시 결합부재를 더 포함할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 상부구조 결합체
200 : 지지 프레임
300 : 바지선
400 : 상부고정구조
500 : 하부고정구조
600 : 육상
700 : 크레인

Claims (10)

  1. 기초구조물(100), 상기 기초구조물(100)에 의해 지지되는 타워(200), 상기 타워(200)와 결합됨과 아울러 회전력을 전기에너지로 변환하는 나셀(300) 및 상기 나셀(300)에 회전력을 제공하는 로터(400)를 포함하는 해상 풍력 발전기에 있어서,
    상기 기초구조물(100)은,
    상기 타워(200)의 하부가 통과되는 관통홀(111)이 구비됨과 아울러, 상기 타워(200)의 하부를 고정하는 상부고정부(110); 및
    상기 상부고정부(110)를 지지하는 하부지지부(120);를 포함하되,
    상기 관통홀(111)을 통과한 상기 타워(200)의 하부를 고정하는 하부고정부(130);를 더 포함하며,
    상기 하부고정부(130)는,
    상기 기초구조물(100), 상기 타워(200), 상기 나셀(300) 및 상기 로터(400)가 적재되는 레일대차(600)의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타워(200)의 하부 표면에 돌출 형성된 제1 걸림돌기(210); 및
    상기 관통홀(111)의 내부에 돌출 형성된 걸림턱(230);을 포함하며,
    상기 걸림턱(230)에는, 상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 걸림턱(230)을 통과할 수 있도록, 상기 제1 걸림 돌기(210) 형상에 대응된 함몰 영역(231)이 형성된 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 걸림 돌기(210)는 복수로 형성되며,
    상기 복수의 제1 걸림 돌기(210)는 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 걸림 돌기(210)의 형성 지점보다 상부에 형성되며, 상기 타워(200)의 표면에 돌출된 제2 걸림 돌기(220)를 더 포함하며,
    상기 제2 걸림 돌기(220)는,
    상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치된 상태에서, 상기 걸림턱(230)의 상부면에 거치될 수 있는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 걸림 돌기(220)는, 상기 제1 걸림 돌기(210)가 형성된 위치의 상기 타워(200)의 외주면에서, 상기 제1 걸림 돌기(210)가 형성되어 있지 않은 부분의 상부에 위치한 상기 타워(200)의 표면에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기.
  7. 제4항의 해상 풍력 발전기의 설치 방법에 있어서,
    육상(500)에서 상기 해상 풍력 발전기를 적재하는 적재 공간(720)이 구비된 바지선(700) 전방까지 형성된 제1 레일(510)을 따라 이동하는 레일대차(600) 상부에 상기 기초구조물(100)을 제작하는 제1 단계(S100);
    상기 관통홀(111)에 상기 타워(200)의 하부를 통과시키는 제2 단계(S200);
    상기 제1 걸림 돌기(210)를 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치시키는 제3 단계(S300);
    상기 타워(200)의 하부를 상기 하부고정부(130)에 구속시키고, 상기 나셀(300) 및 상기 로터(400)를 결합시키는 제4 단계(S400);
    상기 레일대차(600)를 상기 바지선(700) 전방까지 이동시키는 제5 단계(S500);
    상기 적재 공간(720) 상에 형성되며, 상기 제1 레일(510)과 맞닿을 수 있도록 형성된 제2 레일(710)을 따라, 상기 레일대차(600)를 상기 적재 공간(720)까지 이동시키는 제6 단계(S600);
    상기 바지선(700)을 상기 해상 풍력 발전기가 설치되는 설치 지점까지 이동시키는 제7 단계(S700); 및
    상기 해상 풍력 발전기를 설치하는 제8 단계(S800);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법.
  8. 상기 제7항에 있어서,
    상기 제8 단계(S800)는,
    상기 해상 풍력 발전기를 상기 설치 지점에 정착시키는 단계;
    상기 하부고정부(130)의 상기 타워(200)의 하부에 대한 구속을 해제하는 단계;
    상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 걸림턱(230)의 상부면에 위치하도록 상기 타워(200)를 크레인을 이용하여 상향으로 이동시키는 단계;
    상기 제1 걸림 돌기(210) 하부에 상기 함몰 영역(231)이 위치하지 않도록, 상기 타워(200)를 회전시키는 단계;
    상기 제1 걸림 돌기(210)가 상기 걸림턱(230)의 상부면에 거치될 수 있도록 상기 타워(200)를 상기 크레인을 이용하여 하향으로 이동시키는 단계; 및
    상기 상부고정부(110)와 상기 타워(200)를 고정시키는 결합부재(900)를 결합시키는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결합부재(900)는,
    상기 상부고정부(110)를 관통하여 상기 제1 걸림 돌기(210)에 결합되는 제1 결합부재(910); 및
    상기 제1 걸림 돌기(210)를 관통하여 상기 걸림턱(230)에 결합되는 제2 결합부재(920);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법.
  10. 제5항의 해상 풍력 발전기의 설치 방법에 있어서,
    육상(500)에서 상기 해상 풍력 발전기를 적재하는 적재 공간(720)이 구비된 바지선(700) 전방까지 형성된 제1 레일(510)을 따라 이동하는 레일대차(600) 상부에 상기 기초구조물(100)을 제작하는 제1 단계(A100);
    상기 관통홀(111)에 상기 타워(200)의 하부를 통과시키는 제2 단계(A200);
    상기 제1 걸림 돌기(210)를 상기 하부고정부(130)의 상부면에 거치시키고, 상기 제2 걸림 돌기(220)를 상기 걸림턱(230) 상부면에 거치시키는 제3 단계(A300);
    상기 타워(200)의 하부를 상기 하부고정부(130)에 구속시키고, 상기 나셀(300) 및 상기 로터(400)를 결합시키는 제4 단계(A400);
    상기 레일대차(600)를 상기 바지선(700) 전방까지 이동시키는 제5 단계(A500);
    상기 적재 공간(720) 상에 형성되며, 상기 제1 레일(510)과 맞닿을 수 있도록 형성된 제2 레일(710)을 따라, 상기 레일대차(600)를 상기 적재 공간(720)까지 이동시키는 제6 단계(A600);
    상기 바지선(700)을 상기 해상 풍력 발전기가 설치되는 설치 지점까지 이동시키는 제7 단계(A700); 및
    상기 해상 풍력 발전기를 설치하는 제8 단계(A800);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기의 설치 방법.
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