KR102092198B1 - 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박 - Google Patents

해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박 Download PDF

Info

Publication number
KR102092198B1
KR102092198B1 KR1020180052624A KR20180052624A KR102092198B1 KR 102092198 B1 KR102092198 B1 KR 102092198B1 KR 1020180052624 A KR1020180052624 A KR 1020180052624A KR 20180052624 A KR20180052624 A KR 20180052624A KR 102092198 B1 KR102092198 B1 KR 102092198B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
offshore wind
wind power
power generator
hull
wind turbine
Prior art date
Application number
KR1020180052624A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190128432A (ko
Inventor
이준신
조홍규
최양열
김영기
김지영
유무성
정민욱
조동호
Original Assignee
한국전력공사
주식회사 일호씨텍
주식회사 지노스
(주)에스엠인스트루먼트
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 한국전력공사, 주식회사 일호씨텍, 주식회사 지노스, (주)에스엠인스트루먼트 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020180052624A priority Critical patent/KR102092198B1/ko
Publication of KR20190128432A publication Critical patent/KR20190128432A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102092198B1 publication Critical patent/KR102092198B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/003Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for transporting very large loads, e.g. offshore structure modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B19/00Arrangements or adaptations of ports, doors, windows, port-holes, or other openings or covers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/002Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for goods other than bulk goods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/08Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of winches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • B63B2708/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • F05B2240/932Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface which is a catamaran-like structure
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines
    • Y02P70/523

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박은, 선체 후미에 형성된 선체 개방부를 통해 해상 풍력발전기를 상기 선체의 수직 방향으로 이동 가능하게 하기 위한 지지 프레임; 및 상기 선체 개방부의 개폐를 위해 상기 선체의 수평방향으로 이동 가능하게 하기 위한 슬라이딩 데크;를 포함한다.

Description

해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박{VESSEL FOR TRANSPORTING AND INSTALLING SEA WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항구, 조선소 안벽(quay wall) 등의 연안에서 하부구조물과 풍력터빈을 선조립한 후 전체를 한번에 선적하여 목표 단지로 운송하여 설치하는 선박을 구현함으로써, 해상 환경에 대해 안정적인 해상 풍력발전기를 운송 및 설치하기 위한, 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 나셀(nacelle), 로터(rotor), 지지구조물 등으로 구성된다.
나셀은 로터에 의해 얻어진 회전력을 전기에너지로 변환시키기 위한 장치들을 포함한다. 또한, 로터는 바람이 가진 에너지를 회전력으로 변환시켜주는 장치로서, 복수개의 날개(blade)를 구비한다. 그리고, 지지구조물은 풍력발전기를 지탱해주는 구조물이다.
이러한 풍력발전기는 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 발생되는 전력을 전력계통이나 수요자에게 공급하는 것으로서, 주로 산간, 해안오지, 해상 등과 같이 바람의 힘을 이용 가능한 지점에 설치된다.
특히, 해상에서 풍력발전기를 조립하는 경우, 기존에는 잭업 바지선과 복수의 크레인을 이용하여 풍력발전기의 설치장소인 외해(外海)에서 각각의 부품들을 조립하는 공법이 주로 이용되었다.
이러한 설치공법은 해상 환경의 특수한 작업 환경이 고려되어야 하므로, 과도한 설치비용이 발생하고, 설치시간도 장시간에 걸쳐 진행하므로 이를 대체할 수 있는 경제적인 설치공법이 요구되고 있는 실정이다.
더욱이, 풍력발전기의 설치위치에 수심이 증가하는 경우에는 작업 공정에 소요되는 시간과 이에 따른 비용을 예측하기 어려울 뿐만 아니라, 장시간의 작업 시간으로 인한 작업자의 안전과 피로 문제가 발생하게 된다.
따라서, 풍력발전기를 해상에 설치하는 경우에는 풍력터빈을 모두 조립한 상태로 특수 선박을 이용하여 전체 구조물을 일괄로 설치위치까지 안정적으로 이송할 수 있는 방안이 마련될 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1790970호 (2017.10.23 등록)
본 발명의 목적은 항구, 조선소 안벽(quay wall) 등의 연안에서 하부구조물과 풍력터빈을 선조립한 후 전체를 한번에 선적하여 목표 단지로 운송하여 설치하는 선박을 구현함으로써, 해상 환경에 대해 안정적인 해상 풍력발전기를 운송 및 설치하기 위한, 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박은, 선체 후미에 형성된 선체 개방부를 통해 해상 풍력발전기를 상기 선체의 수직 방향으로 이동 가능하게 하기 위한 지지 프레임; 및 상기 선체 개방부의 개폐를 위해 상기 선체의 수평방향으로 이동 가능하게 하기 위한 슬라이딩 데크;를 포함하고, 상기 지지 프레임은 상기 선체 후미만 개방된 ㄷ자 구조로서 상기 선체의 수직 방향으로 A형 프레임으로 형성되며, 상기 해상 풍력발전기에 와이어로 연결되어 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올리거나 내리는 윈치(winch)를 구비하고, 상기 해상 풍력발전기의 전체 구조는 연안에서 하부구조물과 풍력터빈을 선조립하여 상기 지지 프레임 내에서 수직 방향으로만 이동하여 선적, 이송 및 설치가 이루어지되, 상기 윈치는, 상기 해상 풍력발전기의 선적 및 이송시, 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올린 후, 상기 슬라이딩 데크가 상기 선체 개방부를 폐쇄함에 따라 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 내려 상기 슬라이딩 데크 상에 안착시키고, 상기 해상 풍력발전기의 설치시, 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올린 후, 상기 슬라이딩 데크가 상기 선체 개방부를 개방함에 따라 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 해상에 내리는 것일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 선체의 특정 지점에 설치되어 해저까지 수직 방향으로 이동하여 상기 선체를 고정시키기 위한 복수의 스퍼드;를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 스퍼드는, 상기 해상 풍력발전기의 케이블 방향을 고려하여 수직축 회전각을 5°이내로 유지시키고, 상기 해상 풍력발전기의 하부지지대를 지정된 해저상 좌표에서 최대 반경 5m 이내로 설치하게 하는 것일 수 있다.
삭제
삭제
상기 지지 프레임은, 상기 해상 풍력발전기가 이송 또는 수직 이동할 때 상기 해상 풍력발전기의 무게중심 상단을 지지하는 클램프(clamp)를 구비하는 것일 수 있다.
상기 클램프는, 상호 직교로 결합하여 상기 해상 풍력발전기의 무게중심 상단을 지지하는 4개의 유압장치로 구성되는 것일 수 있다.
상기 클램프는, 상기 해상 풍력발전기의 수평축 회전각을 최대 7°이내를 유지시키는 것일 수 있다.
상기 슬라이딩 데크는, 상기 해상 풍력발전기를 이송할 때 상기 해상 풍력발전기가 안착되는 것일 수 있다.
상기 슬라이딩 데크는, 상기 선체 상에 형성되거나, 상기 선체 개방부의 측면에 형성된 슬라이딩 채널을 통해 형성되는 것일 수 있다.
상기 선체는, 다른 선박의 선체를 서로 연결하여 복수개의 해상 풍력발전기를 탑재, 이송, 설치가 가능한 구조로 확장하는 것일 수 있다.
상기 해상 풍력발전기는, 항구의 안벽에서 조립되어 탑재, 이송 및 설치에 이르는 일괄 설치가 한번에 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명은 항구의 안벽(quay wall)에서 하부구조물과 풍력터빈을 선조립한 후 전체를 한번에 선적하여 목표 단지로 운송하여 설치하는 선박을 구현함으로써, 해상 환경에 대해 안정적인 해상 풍력발전기를 운송 및 설치할 수 있다.
또한, 본 발명은 완전 조립된 해상 풍력발전기를 선체에 배치하는 시간을 단축하고, 해상 이송의 안정성을 제공하며, 설치 장소에 설치하는 공정시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 완전 조립된 해상 풍력발전기를 1개 또는 2개를 동시에 장착, 이송, 설치가 가능하게 하는 특수 선박을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 해상 풍력발전기의 하부 구조물을 파일 내외부의 수압차만으로 설치하는 석션파일 공법을 이용할 수 있어 기존 자켓 형태의 하부구조물을 대체하고, 기존 자켓 형태의 하부구조물과 비교하여 설치에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 해상 풍력발전기를 이송할 때 케이블간 간섭을 최소화하여 선체에 구조물을 고박하여 해상 환경의 변화에 안정적으로 대응할 수 있다.
또한, 본 발명은 해상 풍력발전기를 설치할 때 하부구조물을 포함하여 일괄로 설치할 수 있기 때문에, 기존 조립방식 대비 설치에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있으며, 최소 작업자가 안전하게 설치할 수 있다.
또한, 본 발명은 현재 유럽에서 본격적으로 사용되고 있는 해상 풍력 전용설치선을 대체할 수 있기 때문에, 해상풍력 경제성 향상 및 사업리스크 저감 등 획기적인 변화를 가져올 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박을 나타낸 도면,
도 2는 상기 도 1의 지지 프레임에 구비된 클램프를 나타낸 도면,
도 3은 상기 도 1의 슬라이딩 데크를 나타낸 도면,
도 4는 상기 도 1의 슬라이딩 데크의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 5는 상기 도 1의 선박에 다른 선박을 연결한 경우를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박을 나타낸 도면이고, 도 2는 상기 도 1의 지지 프레임에 구비된 클램프를 나타낸 도면이며, 도 3은 상기 도 1의 슬라이딩 데크를 나타낸 도면이고, 도 4는 상기 도 1의 슬라이딩 데크의 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 도 5는 상기 도 1의 선박에 다른 선박을 연결한 경우를 나타낸 도면이고, 도 6은 해상 풍력발전기의 운송 및 설치 과정을 설명하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박(이하 '선박'이라 함, 100)은, 항구, 조선소 안벽(quay wall) 등의 연안에서 하부구조물과 풍력터빈을 선조립한 후 전체를 한번에 선적하여 목표 단지로 운송하여 설치하기 위한 특수 목적선(multi-purpose mobile base)에 해당된다.
하부구조물과 풍력터빈은 육상 크레인을 이용하여 선조립이 가능하므로, 해상 크레인에 비해 비용이 절감된다. 외해 설치작업은 부품별 볼트조립을 요하는 조립 작업과 달리 정밀한 선체의 안정성이 요구되지 않기 때문에 잭업바지선 없이 부유 상태에서도 충분히 설치가 가능하다.
이러한 선박(100)은 안벽에서 조립된 해상 풍력발전기를 선체에 탑재하여 설치장소까지 이송한 후, 해당 설치장소에 선체에 탑재된 해상 풍력발전기를 해당 설치장소로 운송 및 설치하는 공정을 수행 가능하게 한다.
도 1을 참조하면, 선박(100)은 해상 풍력발전기를 선체(10)에 탑재할 때 해상 풍력발전기의 하부 구조에 의한 간섭 발생을 최소화시키고, 선체(10)에 탑재된 해상 풍력발전기를 특정 설치장소에 설치할 때 해상 풍력발전기를 해상으로 직접 내려주기 위해, 선체(10) 후미에 선체 개방부(10a)를 형성한다.
이러한 선박(100)은 해상 풍력발전기를 이송시 고정하여 지지하고, 탑재 및 설치시 해수면의 수직 방향으로 이동 가능하게 하는 지지 프레임(20), 선체 개방부(10a)를 해수면의 수평 방향으로 개폐 가능하게 하는 슬라이딩 데크(sliding deck)(30), 해상 풍력발전기를 특정 설치장소에 설치할 때 선체(10)의 고정을 위한 복수의 스퍼드(spud)(40-1, 40-2, 40-3, 40-4)를 포함하고, 이들은 선체(10) 상에 설치된다.
먼저, 지지 프레임(20)은 선체(10)의 수직 방향으로 A형 프레임으로 형성되어 있고, 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올리거나 내릴 수 있는 윈치(winch)(미도시)가 연동되어 있다.
윈치는 와이어(wire)를 감거나 풀어서 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올려주거나 내려줄 수 있다.
윈치에 연결된 와이어는 지지 프레임(20)의 상단에 설치된 도르래 등에 의해 지지되어 해상 풍력발전기에 연결된다. 구체적으로, 해상 풍력발전기는 석션파일(suction pile) 플랫폼을 구조물의 기초로 활용할 수 있다. 이때, 석션파일 플랫폼은 이퀄라이저 블록과 연결 가능한 러그(lug)가 설치되어 있다. 이에 따라, 윈치에 연결된 와이어는 석션파일 플랫폼의 러그와 결속된다. 즉, 윈치에 연결된 와이어는 해상 풍력발전기의 무게중심 하단에 연결된다.
또한, 지지 프레임(20)은 도 2를 참조하면, 해상 풍력발전기의 무게중심 상단을 지지하는 클램프(clamp)(25)를 구비한다.
클램프(25)는 상호 직교로 결합하여 해상 풍력발전기의 무게중심 상단을 지지하는 4개의 유압장치(25a, 25b, 25c, 25d)로 구성된다. 즉, 하나의 유압장치(25c)는 해상 풍력발전기의 무게중심 상단을 지지하는 홀더(25-1), 해상 풍력발전기에 대한 홀더(25-1)의 착탈을 위한 가이드바(25-2)와 브라켓(25-3)을 포함한다.
이러한 클램프(25)는 해상 풍력발전기를 지지하여 해상 풍력발전기가 이송 또는 수직 이동할 때 수평축 회전각을 최대 7°이내를 유지할 수 있게 한다.
이와 같이, 지지 프레임(20)은 수직 방향의 경우에 윈치의 구동을 통해 해상 풍력발전기를 이동 가능하게 하되, 수평 방향의 경우에 클램프(25)를 이용하여 해상 풍력발전기를 소정의 회전각 이내로 움직임을 제한한다. 해상 풍력발전기가 클램프(25)를 이용하여 것은 수직 이동을 통해 해상에 설치할 때 수평 방향의 움직임을 방지하는 것이 필요하기 때문이다.
다음으로, 슬라이딩 데크(30)는 선체(10)의 수평방향으로 이동 가능하므로 선체 개방부(10a)의 개폐를 가능하게 한다. 즉, 슬라이딩 데크(30)는 해상 풍력발전기를 이송할 때 선미쪽으로 이동하여 선체 개방부(10a)를 폐쇄한다. 이때, 슬라이딩 데크(30) 상에는 지지 프레임(20)에 들어올려진 해상 풍력발전기가 내려와 안착된다. 그리고, 슬라이딩 데크(30)는 해상 풍력발전기를 설치할 때 선두쪽으로 이동하여 선체 개방부(10a)를 개방한다.
특히, 슬라이딩 데크(30)는 해상 풍력발전기를 이송할 때 해상 풍력발전기가 안착됨에 따라, 해상 풍력발전기의 움직임이 최소화되고 클램핑에 가해지는 외력을 분산시킬 수 있다.
구체적으로, 슬라이딩 데크(30)는 도 3을 참조하면, 이동데크(moving deck)(31), 휠(wheel)(32), 레일(rail)(33), 체인 브라켓(chain braket)(34), 체인(35), 구동 조립체(36), 구동모터(37)를 포함한다.
이동데크(31)는 좌우 양측에 각각 2개의 휠(32)을 구비하여 각각의 휠(32)이 레일(33) 위에서 움직인다.
이때, 이동데크(31)는 체인(35)에 체결된 체인 브라켓(34)이 좌우 양측에 구비된다. 좌우 양측에 구비된 각각의 체인(35)은 구동 조립체(36)를 통해 구동모터(37)에 연결되어 있다. 체인(35)은 구동모터(37)의 회전 구동에 따라 회전하게 된다.
이로써, 이동데크(31)는 구동모터(37)의 구동으로 체인(35)이 회전하게 됨에 따라 수평방향으로 이동하게 된다.
한편, 슬라이딩 데크(30)는 도 4를 참조하면, 선체(10) 외부에 노출되지 않고 선체 개방부(10a)의 측면에 형성된 슬라이딩 채널(10b)을 이용하여 이동함으로써 선체 개방부(10a)를 개폐할 수도 있다.
그리고, 복수의 스퍼드(40-1, 40-2, 40-3, 40-4) 각각은 선체(10)의 특정 지점에 설치되어 선박(100)을 고정시킬 목적으로 해저까지 수직 방향으로 이동 가능한 원형 또는 각형 모양의 지주이다. 여기서는 복수의 스퍼드(40-1, 40-2, 40-3, 40-4) 각각이 선체(10)의 네모서리에 설치되어 있다. 이러한 스퍼드(40-1, 40-2, 40-3, 40-4)는 해상 풍력발전기를 설치할 때 오토텐션 윈치를 이용한 타우트(taut) 방식으로 계류(mooring)하는 방식 이외에 추가적으로 선박(100)을 고정시킨다.
복수의 스퍼드(40-1, 40-2, 40-3, 40-4)는 내부의 밸러스트 탱크 혹은 유압을 이용하여 상승 또는 하강하여 선체(10)를 해저에 지지한다. 이를 통해, 해상 풍력발전기는 케이블 방향을 고려하여 수직축 회전각을 5°이내로 유지하고, 해상 풍력발전기의 하부지지대는 지정된 해저상 좌표에서 최대 반경 5m 이내에 설치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 선박(100)은 해상 풍력발전기의 이송 및 설치 제약조건을 만족할 수 있다.
즉, 선박(100)은 해상 풍력발전기를 이송할 때 해상 풍력발전기의 안전성을 고려하여 수평축 회전각을 최대 7°이내로 유지하고, 해상 풍력발전기를 설치할 때 해상 풍력발전기의 케이블 방향을 고려하여 수직축 회전각 5°이내를 유지하며, 해상 풍력발전기의 하부지지대는 지정된 해저상의 좌표에서 최대 반경 5m 이내로 설치되어야 하는 제약조건을 만족할 수 있다.
도 5를 참조하면, 선박(100)은 완전 조립된 해상 풍력발전기를 1개 또는 2개를 동시에 탑재, 이송, 설치가 가능하다. 즉, 선박(100)은 선체에 다른 선박(150)의 선체를 서로 연결하여 복수개의 해상 풍력발전기를 탑재, 이송, 설치가 가능한 구조로 확장이 가능하다.
해상 풍력발전기는 아래와 같이 선박(100)에 탑재되어 이송된다.
해상 풍력발전기는 항구의 안벽에서 선 조립된다. 선박(100)은 안벽에 접근 및 계류한다. 이후, 해상 풍력발전기는 지지 프레임(20)의 윈치에 연결된 와이어와 결속된다. 이때, 해상 풍력발전기는 클램프가 작동된다. 해상 풍력발전기는 지지 프레임(20)에 의해 수직 방향으로 들어올려진 이후에, 슬라이딩 데크(30)가 선미쪽으로 이동함에 따라 슬라이딩 데크(30) 상에 안착된다. 이때, 클램프(25)는 닫혀진 상태로 해상 풍력발전기를 고정한다. 선박(100)은 계류를 제거하여 이송한다.
또한, 해상 풍력발전기는 아래와 같이 선박(100)에 의해 설치장소에 설치된다.
선박(100)은 설치장소에 도달하면, 복수의 스퍼드(40-1, 40-2, 40-3, 40-4)는 수직방향으로 내려 고정된다. 이때, 선박(100)은 계류한다. 이후, 해상 풍력발전기는 지지 프레임(20)의 윈치에 연결된 와이어와 결속된다. 해상 풍력발전기는 지지 프레임(20)에 의해 수직 방향으로 들어올려진 이후에, 슬라이딩 데크(30)가 선두쪽으로 이동한다. 해상 풍력발전기는 지지 프레임(20)의 윈치에 의해 수직 방향으로 내려진다. 이때, 해상 풍력발전기는 석션파일 플랫폼이 해저면에 닿을 때까지 내려진다. 이후, 클램프는 개방되고, 석션작업이 시작된다. 석션작업이 완료되면, 선박(100)은 계류를 제거하고, 스퍼드(40-1, 40-2, 40-3, 40-4)를 복귀시킨다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
10 : 선체 10a : 선체 개방부
10b : 슬라이딩 채널 20 : 지지 프레임
25 : 클램프 30 : 슬라이딩 데크
31 : 이동데크 32 : 휠
33 : 레인 34 : 체인 브라켓
35 : 체인 36 : 구동 조립체
37 : 구동모터 40-1, 40-2, 40-3, 40-4 : 스퍼드

Claims (12)

  1. 선체 후미에 형성된 선체 개방부를 통해 해상 풍력발전기를 상기 선체의 수직 방향으로 이동 가능하게 하기 위한 지지 프레임; 및
    상기 선체 개방부의 개폐를 위해 상기 선체의 수평방향으로 이동 가능하게 하기 위한 슬라이딩 데크;를 포함하고,
    상기 지지 프레임은 상기 선체 후미만 개방된 ㄷ자 구조로서 상기 선체의 수직 방향으로 A형 프레임으로 형성되며, 상기 해상 풍력발전기에 와이어로 연결되어 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올리거나 내리는 윈치(winch)를 구비하고,
    상기 해상 풍력발전기의 전체 구조는 연안에서 하부구조물과 풍력터빈을 선조립하여 상기 지지 프레임 내에서 수직 방향으로만 이동하여 선적, 이송 및 설치가 이루어지되,
    상기 윈치는,
    상기 해상 풍력발전기의 선적 및 이송시, 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올린 후, 상기 슬라이딩 데크가 상기 선체 개방부를 폐쇄함에 따라 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 내려 상기 슬라이딩 데크 상에 안착시키고,
    상기 해상 풍력발전기의 설치시, 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 들어올린 후, 상기 슬라이딩 데크가 상기 선체 개방부를 개방함에 따라 상기 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 해상에 내리는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체의 특정 지점에 설치되어 해저까지 수직 방향으로 이동하여 상기 선체를 고정시키기 위한 복수의 스퍼드;
    를 더 포함하는 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 스퍼드는,
    상기 해상 풍력발전기의 케이블 방향을 고려하여 수직축 회전각을 5°이내로 유지시키고, 상기 해상 풍력발전기의 하부지지대를 지정된 해저상 좌표에서 최대 반경 5m 이내로 설치하게 하는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임은,
    상기 해상 풍력발전기가 이송 또는 수직 이동할 때 상기 해상 풍력발전기의 무게중심 상단을 지지하는 클램프(clamp)를 구비하는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 클램프는,
    상호 직교로 결합하여 상기 해상 풍력발전기의 무게중심 상단을 지지하는 4개의 유압장치로 구성되는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 클램프는,
    상기 해상 풍력발전기의 수평축 회전각을 최대 7°이내를 유지시키는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 데크는,
    상기 해상 풍력발전기를 이송할 때 상기 해상 풍력발전기가 안착되는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 데크는,
    상기 선체 상에 형성되거나, 상기 선체 개방부의 측면에 형성된 슬라이딩 채널을 통해 형성되는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체는,
    다른 선박의 선체를 서로 연결하여 복수개의 해상 풍력발전기를 탑재, 이송, 설치가 가능한 구조로 확장하는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 해상 풍력발전기는,
    항구의 안벽에서 하부구조물과 풍력터빈이 선조립한 후 전체를 한번에 운송 및 설치하는 것인 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
KR1020180052624A 2018-05-08 2018-05-08 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박 KR102092198B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180052624A KR102092198B1 (ko) 2018-05-08 2018-05-08 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180052624A KR102092198B1 (ko) 2018-05-08 2018-05-08 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190128432A KR20190128432A (ko) 2019-11-18
KR102092198B1 true KR102092198B1 (ko) 2020-03-23

Family

ID=68727720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180052624A KR102092198B1 (ko) 2018-05-08 2018-05-08 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102092198B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102247619B1 (ko) * 2020-02-11 2021-05-03 한국전력기술 주식회사 부유식풍력발전기의 상부타워를 이송하기 위한 운송장치
CN116420018A (zh) * 2021-02-22 2023-07-11 株式会社可持续工程 海洋构造物、海洋构造物用护舷装置以及向海洋构造物各单元构造体的移动方法
KR102519867B1 (ko) * 2021-07-26 2023-04-10 삼성물산 주식회사 해상 풍력발전기 설치용 선박 장치 및 이를 이용한 해상 풍력발전기 설치 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012107586A (ja) 2010-11-18 2012-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 洋上風車設置用船舶およびこれを用いた洋上風車設置方法
KR101407431B1 (ko) 2013-05-31 2014-06-17 이레엔지니어링(주) 이동가능한 해상 풍력발전기 고정유닛 및 그를 구비한 해상풍력발전기 설치용 작업선

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150115977A (ko) * 2014-04-03 2015-10-15 삼성중공업 주식회사 해상풍력 하부구조물의 운송 설치 장치 및 이를 이용한 설치 방법
KR20160016390A (ko) * 2014-08-05 2016-02-15 이레엔지니어링(주) 해상 풍력발전기 설치용 선박
KR101865164B1 (ko) * 2016-06-30 2018-06-07 삼성중공업 주식회사 분리형 해상 구조물 설치 선박 및 그 운용 방법
KR101790970B1 (ko) 2016-10-12 2017-10-27 박병룡 육상에서 조립한 해상풍력발전기의 해상에서의 설치방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012107586A (ja) 2010-11-18 2012-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 洋上風車設置用船舶およびこれを用いた洋上風車設置方法
KR101407431B1 (ko) 2013-05-31 2014-06-17 이레엔지니어링(주) 이동가능한 해상 풍력발전기 고정유닛 및 그를 구비한 해상풍력발전기 설치용 작업선

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190128432A (ko) 2019-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101412094B1 (ko) 오프쇼어 구조물을 운반 및 설치하기 위한 선박 및 방법
EP3170730B1 (en) Method for constructing an offshore structure
JP5860976B2 (ja) 浮体式風力発電装置及び該装置の部品搬送方法
RU2459110C2 (ru) Система и способ для размещения гидроэлектрической турбины
KR102092198B1 (ko) 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박
JP2011112044A (ja) 風力タービン固定および吊り上げ装置、および水上移動式作業プラットフォーム
US20120118215A1 (en) Catamaran Ship Used for Assembling, Transporting and Installing a Marine Wind Turbine on the Seafloor
JPWO2010023743A1 (ja) 洋上風力発電装置の建設方法及び建設装置
KR20140015949A (ko) 부유식 구조물
KR101401985B1 (ko) 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인
KR101215493B1 (ko) 타워형 구조물 설치용 선박
WO2011078685A1 (en) Vessel and method for assembly and installation of a wind turbine at sea
EP4330176A1 (en) Upend crane and installation vessel
KR101763691B1 (ko) 해양구조물 설치선박
US11066138B2 (en) Floating structure installation system and floating structure installation method
EP3810500B1 (en) Method and vessel for deploying heavy objects
WO2010120186A1 (en) Floating windmill and method of installation, intervention or decommissioning
JP2018203195A (ja) 洋上施工用浮体
JP2015205604A (ja) ソーラーパネル搭載ハッチカバー
KR101297669B1 (ko) 해상풍력발전기 설치 전용선을 이용한 해상풍력발전기 설치방법
EP3243734B1 (en) Assembly of a vessel and a floating module
US10995734B2 (en) Vessel for transporting and installing offshore wind power generator
CN112078734A (zh) 用于运输和安装海上风力发电机的船舶
CN116635295A (zh) 组装并安装风力涡轮机
KR102062204B1 (ko) 해상풍력타워의 일괄 설치 및 운반 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant