KR101487804B1 - 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼 - Google Patents

해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼 Download PDF

Info

Publication number
KR101487804B1
KR101487804B1 KR1020140151944A KR20140151944A KR101487804B1 KR 101487804 B1 KR101487804 B1 KR 101487804B1 KR 1020140151944 A KR1020140151944 A KR 1020140151944A KR 20140151944 A KR20140151944 A KR 20140151944A KR 101487804 B1 KR101487804 B1 KR 101487804B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semi
concrete
wind power
space
filled
Prior art date
Application number
KR1020140151944A
Other languages
English (en)
Inventor
김승억
김종민
노혁천
김동주
Original Assignee
세종대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세종대학교산학협력단 filed Critical 세종대학교산학협력단
Priority to KR1020140151944A priority Critical patent/KR101487804B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101487804B1 publication Critical patent/KR101487804B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Abstract

본 발명은 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 적어도 세 개의 원기둥 부유체가 방사상으로 이격 배치되고, 상기 원기둥 부유체는 결속체를 매개로 일체로 거동하는 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼에 있어서, 상기 원기둥 부유체는 밀폐된 공간부가 형성되도록 콘크리트 외피가 형성되고, 상기 공간부에 발포 스티로폼이 충진되며, 상기 콘크리트 외피와 발포 스티로폼 사이에는 차수층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼의 경제성과 내구성을 확보할 수 있으며, 발포 스티로폼을 충진하여 충분한 부유력을 확보할 수 있다.

Description

해상 풍력발전용 반잠수식 ＥＰＳ 채움 콘크리트 플랫폼{Semi-Submersible Concrete Platform filled Expandable Polystyrene for Windmill}
본 발명은 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼에 관한 것으로, 상세하게는 방사상으로 이격 배치된 복수의 원기둥 부유체가 결속체를 매개로 일체로 거동하되, 상기 원기둥 부유체는 콘크리트 외피가 밀폐된 공간부를 형성하고, 공간부에 발포 스티로폼(EPS, Expandable Polystyrene)을 충진하여 내구성이 향상되고, 요구 부력을 안정적으로 확보할 수 있는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼에 관한 것이다.
천연 자원에 대한 관심이 증대되고 있는 상황에서 바람을 이용하여 전력을 생산하기 위한 풍력발전이 대체 에너지원으로서 그 가치를 인정받고 있다. 풍력발전은 풍력 터빈을 이용하여 전력을 생산하는 방식으로, 공기의 흐름이 차단되지 않는 장소에 설치하는 것이 바람직하다.
종래의 육상에 설치된 풍력 터빈은 공기의 흐름을 최대한 확보할 수 있는 산이나 고지대에 설치되는 경우가 많았으나, 언덕, 숲, 건물 등의 장애요인으로 인하여 효과적으로 에너지를 생산해 내는 것에 한계가 있었다.
이에 근래에는 상기한 장애요인이 없는 해상에 풍력 터빈을 설치하기 위한 시도가 활발하게 이루어지고 있으나, 풍력 터빈을 지지하기 위한 기초 구조물의 설치가 동반되어 수심 25m 이하의 연안에만 풍력발전 구조물이 설치되는 한계가 있었다.
한편, 해상 풍력 자원의 대부분은 수심 50m 이상의 깊은 곳에서 발생되는 바, 연안에만 풍력발전 구조물을 설치는 것으로는 만족할 만한 에너지를 확보하는 것에 한계가 있었다.
따라서, 최근에는 풍력발전 구조물을 수심 50m 이상의 원해에 설치하기 위한 활발한 시도가 이루어지고 있으며, 이러한 시도로서, 해양 석유 및 가스 생산 플랫폼을 모티브로 하여, 원해에 적용할 수 있는 강재를 이용한 반잠수식 해상 풍력발전용 플랫폼이 설치되고 있다.
하지만, 강재를 이용하는 경우, 가격이 고가이며, 염분을 함유한 해수에 의하여 부식이 더욱 촉진되는 문제점이 있었으며, 해수의 압력에 의한 후프응력(hoop stress)에 취약한 문제점이 있었다.
또한, 바닥의 면적을 넓게 확보하는 폰툰 형태의 부유 구조물은 원해의 파도와 조류가 매우 강하여 구조적 안정성에 문제가 있었다.
한편, 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼과 관련된 선행기술문헌으로는 일본 특허 제5022797호(2007. 07. 11. 출원, 2012. 6. 22. 등록)이 있다.
상기 선행기술문헌은 강재가 지니는 내구성의 문제를 극복하고자, 콘크리트 재질의 부유체를 형성하고자 하였으나, 충분한 부력을 확보하기 위한 과정에서, 강재로 형성된 상하부 유체가 필연적으로 외부로 노출되었으며, 외부로 노출된 강재는 염분에 의하여 부식되는 문제점이 있었다.
또한, 콘크리트 재질의 내부에 중공을 형성하여 부력을 확보하고자 하였으나, 조류나 파도와 같은 해수에 의한 압력으로 콘크리트에 크랙이 발생하여 중공부에 해수가 유입되어 부력이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 원해에 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼을 적용하여 충분한 에너지원을 확보할 수 있으며, 부유체를 콘크리트 재질로 제작하여 경제성과 내구성을 확보할 수 있고, 부유체의 중공부에 발포 스티로폼을 충진하여 충분한 부유력을 확보하여, 콘크리트에 크랙이 발생하더라도 지속적인 부유력이 유지될 수 있는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼은, 적어도 세 개의 원기둥 부유체(100)가 방사상으로 이격 배치되고, 상기 원기둥 부유체(100)는 결속체(200)를 매개로 일체로 거동하는 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)에 있어서, 상기 원기둥 부유체(100)는 밀폐된 공간부(S)가 형성되도록 콘크리트 외피(110)가 형성되고, 상기 공간부(S)에 발포 스티로폼(Expandable Polystyrene)(120)이 충진되며, 상기 콘크리트 외피(110)와 발포 스티로폼(120) 사이에는 차수층(170)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 동일한 형상의 수직 분할 공간부(VS)가 복수 개 마련되도록 단면의 중심을 지나는 수직형 콘크리트 격벽(130)이 한 개 이상 형성되고, 상기 수직 분할 공간부(VS)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 내측 공간부(S1)와 외측 공간부(S2)가 마련되도록 중공형 원기둥 형상의 콘크리트 내피(140)가 형성되고, 상기 외측 공간부(S2)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외측 공간부(S2)에 동일한 형상의 외측 분할 공간부(VS2)가 복수 개 마련되도록 방사형 콘크리트 격벽(150)이 두 개 이상 형성되고, 상기 외측 분할 공간부(VS2)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 수평 분할 공간부(HS)가 복수 개 마련되도록 수평형 콘크리트 격벽(160)이 한 개 이상 형성되고, 상기 수평 분할 공간부(HS)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 차수층(170)은 금속패널, 고무막 및 방수코팅 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원기둥 부유체(100)의 발포 스티로폼(120)은 복수 개의 단위 발포 스티로폼편(121)으로 구성되되, 각각의 발포 스티로폼편(121)을 감싸도록 방수코팅층(122)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 원기둥 부유체(100)의 콘크리트 외피(110)가 원주를 따라 하부로 돌출되어 환형 벽부(111)가 형성되고, 상기 환형 벽부(111)의 내측에 저류실(113)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 해상 풍력발전 구조물은, 풍력 터빈(WT)을 구비한 중심 기둥체(CC)가 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)에 결합된 해상 풍력발전 구조물(WS)에 있어서, 상기 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)은 청구항 1 내지 5 및 청구항 7 내지 9 중 어느 한 항의 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼이며, 결속체(200)를 매개로 상기 중심 기둥체(CC)와 결속되되, 상기 결속체(200)는 중심 기둥체(CC)에 방사상으로 이격 배치된 원기둥 부유체(100)를 방사형 거더(210)로 각각 결속하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 결속체(200)는 인접한 원기둥 부유체(100) 상호 간을 외곽 거더(220)를 매개로 결속하는 것을 특징으로 한다.
상기한 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼은 부유식으로 원해에 적용할 수 있어 해상의 풍부한 바람 에너지를 이용할 수 있다.
또한, 원기둥 부유체의 외피를 콘크리트 재질로 제작하여 좌굴에 취약한 강재와는 달리 경제성과 내구성을 확보할 수 있으며, 해수의 조류와 파도에 의한 후프응력(hoop stress)으로부터 효과적인 대응이 가능하다.
또한, 콘크리트 외피에 의하여 형성된 공간부에 발포 스티로폼을 충진하여 충분한 부유력을 확보할 수 있다.
나아가, 다수의 격벽을 형성하여, 다수의 공간부를 확보할 수 있어, 콘크리트 외피에 훼손이 일어나더라도, 부유력을 상실하지 않는 효과가 있다.
또한, 시간의 경과에 따라 콘크리트 외피에 크랙이 발생하더라도 지속적인 부유력이 유지될 수 있다.
그리고 발포 스티로폼을 복수 개의 단위 발포 스티로폼편으로 구성하고, 각각의 발포 스티로폼편을 감싸도록 방수코팅층을 형성하여, 일부 유입수가 발생하여도 충분한 부유력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 절개 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 분할 공간부가 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 콘크리트 내피가 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 절개 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 내피가 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외측 분할 공간부가 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 분할 공간부가 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 절개 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차수층이 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 절개 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발포 스티로폼편이 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 분해 사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 공간부와 차수층 및 발포 스티로폼편이 형성된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 절개 사시도.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저류실이 구비된 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼을 도시한 절개 사시도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전 구조물을 도시한 사시도.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 바탕으로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전 구조물(WS)에 적용되는 반잠수식 플랫폼(PF)을 도시한 부분 절개 사시도이다.
상기한 반잠수식 플랫폼(PF)은 적어도 세 개의 원기둥 부유체(100)가 방사상으로 이격 배치되고, 상기 원기둥 부유체(100)는 결속체(200)를 매개로 일체로 거동한다.
부유체(100)을 원기둥 형상으로 제작하는 것은 해수의 압력으로부터 효과적인 저항이 가능토록 하기 위함이며, 상기 원기둥 부유체(100)는 방사상으로 이격 배치되고, 중심에 풍력 터빈(WT)이 구비된 중심 기둥체(CC)를 결속하여 부유력을 안정적으로 확보할 수 있다.
이때, 상기 결속체(200)는 복수 개의 원기둥 부유체(100)를 상호 결속하여 일체화하는 기능을 수행하며, 후술할 방사형 거더(210)나 외곽 거더(220)를 이용하여 상호 결속하여 원기둥 부유체(100)가 일체로 거동토록 한다.
종래의 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼은 충분한 부유력이 확보되도록 강재를 이용하는 경우가 많았다. 하지만, 강재는 후프응력에 비교적 취약하고, 염분이 다량 함유된 해수의 특성상 부식이 빠르게 진행되어 내구성이 낮으며, 단가가 높은 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기 원기둥 부유체(100)는 밀폐된 공간부(S)가 형성되도록 콘크리트 외피(110)가 형성되고, 상기 공간부(S)에 발포 스티로폼(Expandable Polystyrene)(120)이 충진된다.
원기둥 부유체(100)의 외피를 콘크리트로 제작하여 좌굴에 취약한 강재와는 달리 경제성과 내구성을 확보할 수 있으며, 해수의 조류와 파도에 의한 후프응력(hoop stress)으로부터 효과적인 대응이 가능하다.
나아가, 해상 풍력발전 구조물의 무게중심을 전제적으로 낮추고, 너울에 의한 반잠수식 플랫폼(PF)의 좌·우 유동, 일명 롤링(Rolling)을 최소화하는 추가적인 이점이 있다.
한편, 비중이 높은 콘크리트를 이용하는 경우, 충분한 부유력의 확보가 곤란해지는 문제점이 있다.
이를 해소하기 위하여, 콘크리트 외피(110) 내부의 공간부(S)를 비워서 부유력을 확보할 수도 있으나, 콘크리트 외피(110)에 크랙이 발생할 우려가 있으며, 구조적 안정성이 저하되는 문제점이 있는바, 내부의 공간부(S)를 발포 스티로폼(120)으로 충진한다.
상기 발포 스티로폼(120)은 체적의 98%가 공기이고 나머지 2%가 수지인 자원 절약형 소재이며, 작은 공기 방울이 다량 들어 있다. 특히, 수분을 거의 흡수하지 않아 부유체로 가장 적합한 재질이다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 동일한 형상의 수직 분할 공간부(VS)가 복수 개 마련되도록 단면의 중심을 지나는 수직형 콘크리트 격벽(130)이 한 개 이상 형성되고, 상기 수직 분할 공간부(VS)에 발포 스티로폼(120)이 충진될 수 있다.
상기 수직형 콘크리트 격벽(130)은 동일한 수직 분할 공간부(VS)가 형성되도록 구성하여야 무게중심의 이동을 방지할 수 있으며, 이로써, 원기둥 부유체(100)가 무게중심을 상실하지 않고, 안정적인 부유력을 제공할 수 있다.
상기 수직 분할 공간부(VS)는 다수 개 형성되는바, 일측의 수직 분할 공간부(VS)에 크랙이 발생하여 부분적인 유입수가 발생하더라도, 타측의 수직 분할 공간부(VS)가 정상적인 부유력을 확보할 수 있도록 기능하는 것이며, 상기 수직형 콘크리트 격벽(130)은 후프응력에 대한 구조적 보강체의 역할을 수행하여, 상기 후프응력에 보다 효과적인 대응이 가능하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 내측 공간부(S1)와 외측 공간부(S2)가 마련되도록 중공형 원기둥 형상의 콘크리트 내피(140)가 형성되고, 상기 외측 공간부(S2)에 발포 스티로폼(120)이 충진될 수 있다.
구체적으로 도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 콘크리트 내피(140)는 콘크리트 외피(110)의 상,하면 까지 연장 형성될 수 있으며, 상기 콘크리트 외피(110)에 크랙이 발생하더라도, 발포 스티로폼(120)의 흡수력이 낮은바, 콘크리트 내피(140)가 지니는 내측 공간부(S1)에 의하여 충분한 부유력을 확보할 수 있다.
또한 도 3(b)에 도시된 바와 같이 상기 콘크리트 내피(140)는 상,하면과 콘크리트 외피(110) 사이에 외측 공간부(S2)가 마련되도록 형성되어, 발포 스티로폼(120)을 충진할 수도 있다.
이로써, 상기 콘크리트 외피(110)의 상,하면에 국소적인 크랙이 발생하더라도, 상기 내피(140)가 내측 공간부(S1)를 감싸고 있는바, 부유력을 확보할 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내측 공간부(S1)에도 발포 스티로폼(120)을 충진하여, 보다 안정적인 부유력을 확보할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외측 공간부(S2)에 동일한 형상의 외측 분할 공간부(VS2)가 복수 개 마련되도록 방사형 콘크리트 격벽(150)이 두 개 이상 형성되고, 상기 외측 분할 공간부(VS2)에 발포 스티로폼(120)이 충진될 수 있다.
상기 방사형 콘크리트 격벽(150)은 동일한 외측 분할 공간부(VS2)가 형성되도록 구성하여야 무게중심의 이동을 방지할 수 있으며, 이로써, 원기둥 부유체(100)가 무게중심을 상실하지 않고, 안정적인 부유력을 제공할 수 있다.
상기 외측 분할 공간부(VS)는 다수 개 형성되는바, 일측의 수직 분할 공간부(VS2)에 크랙이 발생하여 부분적인 유입수가 발생하더라도, 타측의 수직 분할 공간부(VS2)가 정상적인 부유력을 확보할 수 있도록 기능하며, 상기 방사형 콘크리트 격벽(150)은 후프응력에 대한 구조적 보강체의 역할을 수행한다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 수평 분할 공간부(HS)가 복수 개 마련되도록 수평형 콘크리트 격벽(160)이 한 개 이상 형성되고, 상기 수평 분할 공간부(HS)에 발포 스티로폼(120)이 충진될 수 있다.
상기 수평 분할 공간부(HS)를 형성함으로써, 일측의 수평 분할 공간부(HS)에 크랙이 발생하여 부분적인 유입수가 발생하더라도, 타측의 수평 분할 공간부(HS)가 정상적인 부유력을 확보할 수 있도록 기능하며, 상기 수평형 콘크리트 격벽(160)은 후프응력에 대한 구조적 보강체의 역할을 수행하여, 상기 후프응력에 보다 효과적인 대응이 가능하다.
이때, 복수의 수평분할 공간부(HS) 전체에 발포 스티로폼(120)을 충진할 수 있으나, 일부의 수평분할 공간부(HS)에만 선택적으로 발포 스티로폼(120)을 충진하는 것도 가능하다.
일부의 수평분할 공간부(HS)에만 선택적으로 발포 스티로폼(120)을 충진하는 경우, 무게중심이 아래에 위치하도록 발포 스티로폼(120)을 충진하는 것이 바람직하며, 콘크리트 외피(110)의 상,하면과 면하는 수평분할 공간부(HS)에 발포 스티로폼(120)을 채워서 콘크리트에 크랙이 발생시 효과적인 대처가 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 원기둥 부유체(100)의 콘크리트 외피(110)와 발포 스티로폼(120) 사이에는 차수층(170)이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 발포 스티로폼(120)은 재질의 특성상 수분을 흡수하는 능력이 매우 떨어져서, 콘크리트 외피(110)에 국부적인 크랙이 발생하더라도, 부유력을 크게 상실하지 않으나, 발포 스티로폼(120)의 내구성을 증진시키고, 추가적인 차수력을 확보하기 위하여 차수층(170)을 형성할 수 있다.
상기 차수층(170)은 콘크리트 외피(110)와 발포 스티로폼(120) 사이에 형성하되, 상기 원기둥 부유체(100)의 단면 형상에 따라서는 수직형 콘크리트 격벽(130) 및 방사형 콘크리트 격벽(150)의 외측에는 차수층(170)을 부가적으로 형성하여, 격벽에 발생될 수 있는 크랙에 대처할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 차수층(170)은 금속패널, 고무막 및 방수코팅 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이 원기둥 부유체(100)의 발포 스티로폼(120)은 복수 개의 단위 발포 스티로폼편(121)으로 구성되되, 각각의 발포 스티로폼편(121)을 감싸도록 방수코팅층(122)이 형성될 수 있다.
이로써, 콘크리트 외피(110)에 크랙이 발생되더라도, 각각의 발포 스티로폼편(121)이 방수코팅층(122)을 형성하는바, 유입수에도 불구하고, 수분이 흡수되는 것을 방지하여, 지속적인 부유력을 확보할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 격벽에 의하여 다수의 분할 공간부가 형성된 경우에도, 각각의 분할 공간부에 차수층(170)을 형성하고, 발포 스티로폼편(121)에도 방수코팅층(122)을 형성하여 보다 확실한 차수 및 부유력 확보를 꾀하는 것이 바람직하다.
이때, 상기한 차수층(170)의 방수코팅 및 방수코팅층(122)은 폴리염화비닐(PVC)시트나, 에틸렌초산비닐공중합체(EVA)시트 또는 에틸렌공중합체 비튜멘(ECB)시트 등을 사용할 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 원기둥 부유체(100)의 콘크리트 외피(110)가 원주를 따라 하부로 돌출되어 환형 벽부(111)가 형성되고, 상기 환형 벽부(111)의 내측에 저류실(113)이 일체로 형성될 수 있다.
상기 환형 벽부(111)를 통하여 내측에 해수의 흐름이 정체되는 저류실(113)을 마련함으로써, 원기둥 부유체(100)의 유동을 저감시킬 수 있으며, 이는 해상 풍력발전 구조물(WS)의 롤링 감소로 직결된다.
이때, 상기 저류실(113)의 유동 저감 효과를 보다 적극적으로 확보하기 위하여 환형 벽부(111)의 하단에 내측으로 환형 바닥부(112)를 형성하여 해수의 흐름을 차단하고, 상기 원기둥 부유체(100)의 무게중심을 하부로 이동시켜 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 해상 풍력발전 구조물(WS)은, 풍력 터빈(WT)을 구비한 중심 기둥체(CC)가 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)에 결합되어 형성된다.
이때, 상기 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼이다.
한편, 결속체(200)를 매개로 상기 중심 기둥체(CC)와 결속되되, 상기 결속체(200)는 중심 기둥체(CC)에 방사상으로 이격 배치된 원기둥 부유체(100)를 방사형 거더(210)로 각각 결속할 수 있다.
또한, 상기 결속체(200)는 인접한 원기둥 부유체(100) 상호 간을 외곽 거더(220)를 매개로 결속할 수 있다.
도 11에는 방사형 거더(210)와 외곽 거더(220)를 동시에 도시하였으나, 방사형 거더(210)만을 단독적으로 적용할 수 있으며, 특히 상기 외곽 거더(220)는 해수의 흐름이 강한 경우에는 자칫 좌굴이 발생할 우려가 있는바, 방사형 거더(210)와 함께 적용하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼(PF)은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 특허청구범위의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
WT:풍력 터빈 CC:중심 기둥체
WS:해상 풍력발전 구조물 PF:반잠수식 플랫폼
100:원기둥 부유체 200:결속체
210:방사형 거더 220:외곽 거더
110:콘크리트 외피 111:환형 벽부
112:환형 바닥부 113:저류실
120:발포 스티로폼(EPS) 121:단위 발포 스티로폼편
122:방수코팅층(122) 130:수직형 콘크리트 격벽
140:콘크리트 내피 150:방사형 콘크리트 격벽
160:수평형 콘크리트 격벽 170:차수층
S:공간부 VS:수직 분할 공간부
S1:내측 공간부 S2:외측 공간부
VS2:외측 분할 공간부 HS:수평 분할 공간부

Claims (11)

  1. 적어도 세 개의 원기둥 부유체(100)가 방사상으로 이격 배치되고, 상기 원기둥 부유체(100)는 결속체(200)를 매개로 일체로 거동하는 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)에 있어서,
    상기 원기둥 부유체(100)는 밀폐된 공간부(S)가 형성되도록 콘크리트 외피(110)가 형성되고, 상기 공간부(S)에 발포 스티로폼(Expandable Polystyrene)(120)이 충진되며, 상기 콘크리트 외피(110)와 발포 스티로폼(120) 사이에는 차수층(170)이 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 동일한 형상의 수직 분할 공간부(VS)가 복수 개 마련되도록 단면의 중심을 지나는 수직형 콘크리트 격벽(130)이 한 개 이상 형성되고, 상기 수직 분할 공간부(VS)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 내측 공간부(S1)와 외측 공간부(S2)가 마련되도록 중공형 원기둥 형상의 콘크리트 내피(140)가 형성되고, 상기 외측 공간부(S2)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외측 공간부(S2)에 동일한 형상의 외측 분할 공간부(VS2)가 복수 개 마련되도록 방사형 콘크리트 격벽(150)이 두 개 이상 형성되고, 상기 외측 분할 공간부(VS2)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원기둥 부유체(100)는, 상기 공간부(S)에 수평 분할 공간부(HS)가 복수 개 마련되도록 수평형 콘크리트 격벽(160)이 한 개 이상 형성되고, 상기 수평 분할 공간부(HS)에 발포 스티로폼(120)이 충진되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차수층(170)은 금속패널, 고무막 및 방수코팅 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원기둥 부유체(100)의 발포 스티로폼(120)은 복수 개의 단위 발포 스티로폼편(121)으로 구성되되, 각각의 발포 스티로폼편(121)을 감싸도록 방수코팅층(122)이 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원기둥 부유체(100)의 콘크리트 외피(110)가 원주를 따라 하부로 돌출되어 환형 벽부(111)가 형성되고, 상기 환형 벽부(111)의 내측에 저류실(113)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼.
  10. 풍력 터빈(WT)을 구비한 중심 기둥체(CC)가 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)에 결합된 해상 풍력발전 구조물(WS)에 있어서,
    상기 해상 풍력발전용 반잠수식 플랫폼(PF)은 청구항 1 내지 5 및 청구항 7 내지 9 중 어느 한 항의 해상 풍력발전용 반잠수식 EPS 채움 콘크리트 플랫폼이며, 결속체(200)를 매개로 상기 중심 기둥체(CC)와 결속되되, 상기 결속체(200)는 중심 기둥체(CC)에 방사상으로 이격 배치된 원기둥 부유체(100)를 방사형 거더(210)로 각각 결속하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 구조물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 결속체(200)는 인접한 원기둥 부유체(100) 상호 간을 외곽 거더(220)를 매개로 결속하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 구조물.
KR1020140151944A 2014-11-04 2014-11-04 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼 KR101487804B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140151944A KR101487804B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140151944A KR101487804B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101487804B1 true KR101487804B1 (ko) 2015-01-30

Family

ID=52593037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140151944A KR101487804B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101487804B1 (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102014832B1 (ko) * 2019-02-22 2019-08-27 방관수 양식장용 수상 태양광 발전장치
KR102191770B1 (ko) * 2019-06-18 2020-12-16 울산대학교 산학협력단 부유식 해상풍력발전장치
CN112693569A (zh) * 2021-01-29 2021-04-23 明阳智慧能源集团股份公司 一种适用于漂浮式平台的浮筒
CN112706888A (zh) * 2021-01-29 2021-04-27 明阳智慧能源集团股份公司 一种新型浮筒
CN112722179A (zh) * 2021-01-29 2021-04-30 明阳智慧能源集团股份公司 一种适用于漂浮式风电机组的浮筒
CN112776955A (zh) * 2021-01-29 2021-05-11 明阳智慧能源集团股份公司 一种新型复合材料夹层浮筒
SE2051052A1 (en) * 2019-11-25 2021-05-26 Ocean Harvesting Tech Ab Buoy and method of manufacturing a buoy
KR20210144168A (ko) 2020-05-21 2021-11-30 고려대학교 산학협력단 내부압력을 이용한 강재­콘크리트 합성형 탱크, 부유체 및 그 제작방법
KR102346699B1 (ko) * 2020-06-26 2022-01-04 울산대학교 산학협력단 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법
KR102538273B1 (ko) 2022-05-20 2023-06-01 한국해양과학기술원 해상 풍력발전용 콘크리트 부유체
WO2023144425A1 (es) * 2022-01-28 2023-08-03 Acciona Construccion, S.A. Plataforma semisumergible

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090028972A (ko) * 2007-09-17 2009-03-20 최태영 넓은 분산 부유 구조물을 가진 해상 부유 풍력 발전 장치
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
JP2013545020A (ja) * 2010-11-04 2013-12-19 ユニバーシティー オブ メイン システム ボード オブ トラスティーズ 洋上ハイブリッド複合材料風力タービンプラットフォームおよびタワーシステム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090028972A (ko) * 2007-09-17 2009-03-20 최태영 넓은 분산 부유 구조물을 가진 해상 부유 풍력 발전 장치
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
JP2013545020A (ja) * 2010-11-04 2013-12-19 ユニバーシティー オブ メイン システム ボード オブ トラスティーズ 洋上ハイブリッド複合材料風力タービンプラットフォームおよびタワーシステム

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102014832B1 (ko) * 2019-02-22 2019-08-27 방관수 양식장용 수상 태양광 발전장치
KR102191770B1 (ko) * 2019-06-18 2020-12-16 울산대학교 산학협력단 부유식 해상풍력발전장치
SE2051052A1 (en) * 2019-11-25 2021-05-26 Ocean Harvesting Tech Ab Buoy and method of manufacturing a buoy
WO2022050892A1 (en) * 2019-11-25 2022-03-10 Ocean Harvesting Technologies Ab Buoy, wave energy converter comprising such buoy and method of manufacturing a buoy
KR102354839B1 (ko) * 2020-05-21 2022-01-24 고려대학교 산학협력단 내부압력을 이용한 강재­콘크리트 합성형 탱크, 부유체 및 그 제작방법
KR20210144168A (ko) 2020-05-21 2021-11-30 고려대학교 산학협력단 내부압력을 이용한 강재­콘크리트 합성형 탱크, 부유체 및 그 제작방법
KR102346699B1 (ko) * 2020-06-26 2022-01-04 울산대학교 산학협력단 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법
CN112776955A (zh) * 2021-01-29 2021-05-11 明阳智慧能源集团股份公司 一种新型复合材料夹层浮筒
CN112722179A (zh) * 2021-01-29 2021-04-30 明阳智慧能源集团股份公司 一种适用于漂浮式风电机组的浮筒
CN112706888A (zh) * 2021-01-29 2021-04-27 明阳智慧能源集团股份公司 一种新型浮筒
CN112693569A (zh) * 2021-01-29 2021-04-23 明阳智慧能源集团股份公司 一种适用于漂浮式平台的浮筒
WO2023144425A1 (es) * 2022-01-28 2023-08-03 Acciona Construccion, S.A. Plataforma semisumergible
KR102538273B1 (ko) 2022-05-20 2023-06-01 한국해양과학기술원 해상 풍력발전용 콘크리트 부유체

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101487804B1 (ko) 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼
JP7198989B2 (ja) 水中交通トンネル
US4475535A (en) Segregated solar pond
KR101450732B1 (ko) 복합 다기능 피이 부잔교
KR101821127B1 (ko) 수상 부유체 및 수상 태양광 발전 시스템
US20100014920A1 (en) Turbine structure and gate structure having flexible joint and inside stuffing for tidal power plant
CN102849186A (zh) 水上浮岛
CN106065844A (zh) 海上浮式发电机
CN106065843A (zh) 海上浮式发电机
KR102310131B1 (ko) 부유 가능한 콘크리트 블록 구조물 및 그 제작 방법
KR101503867B1 (ko) 발포금속을 활용한 해상 부유체
CN109080782A (zh) 一种海上的大型浮岛
CN202783721U (zh) 水上浮岛
KR101256043B1 (ko) 우수집수조 내장 케이슨
KR101072483B1 (ko) 스폰지 구조체 내장형 슬릿케이슨, 이를 이용한 방파제 및 안벽
CN204982978U (zh) 盐碱地用地埋式建筑件
KR102117387B1 (ko) 반잠수식 시추선의 거주구 배치구조
KR200469568Y1 (ko) 평장식 친환경 해주구조
KR100921438B1 (ko) 부유식 저장시설
JP4229235B2 (ja) 浮屋根の浮力増強構造
KR101292244B1 (ko) 수상 펜션
CN104648625A (zh) 预制混凝土水上平台
KR102618125B1 (ko) 부식저감형 강재-콘크리트 하이브리드 폰툰
CN215810386U (zh) 拼装式储热罐结构
US20230391429A1 (en) Floatable concrete block structure and method for manufacturing same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171220

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191014

Year of fee payment: 6