KR102165172B1 - 해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명 해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체는, 앵커와 부유식 발전 시스템 등의 인공 부유물을 연결하는 연결 부유 구조체에 있어서, 일정 용적의 연결 부유탱크; 상기 연결 부유탱크의 하단부에 형성되어 앵커와 연결 부유탱크 사이를 연결하는 제1 연결줄이 결합되는 앵커 연결부; 및 상기 연결 부유탱크의 외부 일측에 구비되어 연결 부유탱크와 부유식 발전 시스템 등의 인공 부유물을 대략 수평되게 연결하는 적어도 하나 이상의 제2 연결줄이 결합되는 연결줄 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체{Connecting floating structure for offshore artificial floating body}

본 발명은 해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수면에 풍력이나 파력, 태양광 등의 발전기가 떠 있는 상태로 전기를 생산할 수 있도록 지지하며, 태풍 등의 강력한 기후환경에 노출되더라도 구조적인 안정성 및 내구성이 확보되는 해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체에 관한 것이다.

근래 세계적인 기후변화 문제로 신재생에너지의 개발과 이용은 유럽을 중심으로 이미 활발하게 진행되어 왔으며, 우리나라의 경우 기후변화 협약에 의한 필요에서 뿐만 아니라 최근 미세먼지 문제 등 대기환경을 개선하기 위해서도 신재생에너지의 개발과 이용의 필요성은 더욱 절실해지고 있다.

현재 우리나라에서의 풍력이나 태양광 발전 등 여러 방식의 신재생에너지를 이용한 전기생산이 이루어지고 있으나 에너지 생산비용의 측면뿐만 아니라 소음공해 등 새로운 환경문제가 대두되어 대규모의 신재생에너지 생산이 한계에 봉착하고 있는 실정이다.

이러한 때에 유럽을 중심으로 해상에 설치하는 부유식 풍력발전시스템의 높은 효율성이 검증되고 있는 것은 광대한 면적의 해양국토를 가지고 있는 우리에게는 다행스러운 일이 아닐 수 없다. 우리나라는 3면이 바다이고 풍부한 대륙붕과 배타적 경제수역을 보유하고 있으며, 그 해상에 풍력이나 파력, 태양광 등의 발전 설비를 설치함에 따라 우리나라가 당면하고 있는 에너지 문제를 단시간에 해결할 수도 있을 것이기 때문이다.

먼 바다에서는 풍량과 풍질이 양호하다는 것을 알고 있지만 먼 바다에 풍력 등의 발전기를 설치하는 데는 수심 및 거친 풍랑, 그리고 송전시설 등 여러 가지 제약요인이 있을 수밖에 없다. 먼 바다는 수심이 깊어 고정식 지지대 위에 풍력 등의 발전기를 설치하기 어려워 수심이 깊은 곳에 풍력 등의 발전기를 설치하기 위해서는 부유 구조체에 발전기를 설치하는 것에 의존할 수밖에 없는데, 이러한 부유 구조체는 파도와 풍압에 의해 동요하고, 또한 부유 구조체 상에 설치된 풍력 터빈 역시 크게 동요하여 파손의 위험이 크기 때문에 그러한 동요를 어떻게 제어하여 안정된 상태에서 발전시스템을 운영할 수 있는가가 중요한 과제이다.

현재 유럽, 미국 등 많은 국가에서 부유식으로 풍력이나 파력, 태양광 등의 해상 발전기가 설치되고 있으며, 우리나라에서도 많은 연구와 시험운영이 시도되고 있다. 종래에는 하나의 부유 구조체를 이용하는 스파(Spar)형과 부유탱크 세 개를 연결한 부유 구조체 상에 하나의 풍력 터빈 등을 설치하는 방식(Seim Submersible)이 주로 이용되고 있는데, 이러한 방식이 우리나라에 적합한지 그리고 앞으로 대규모의 해상 발전 방식의 미래를 위해 적합한 방식인지에 대해 근본적인 재검토가 필요한 것으로 보인다.

일례로, 종래 이러한 부유식 해상 풍력발전기에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저 스파형 발전기는 하부에 중량물과 상부 수면 상 가까이의 부력 간의 모멘트에 의해 풍력 터빈에 작용하는 풍압모멘트를 상쇄하는 시스템이다. 풍압에 의한 풍력 터빈의 경사모멘트를 상쇄하기 위하여 너무 큰 중력물질과 배수량을 필요로 하면서도 극심한 풍파에 안정성을 유지하기 힘들 것으로 보인다. 그리고 하나의 구조체에 하나의 풍력 터빈 만을 설치하므로 발전단지를 설치할 때 상대적으로 많은 공간이 필요하여 결과적으로 단위 풍력 터빈당 생산 및 설치단가가 매우 높은 단점이 있다.

한편 부유탱크 세 개를 연결한 부유 구조체 상에 하나의 풍력 발전기를 설치하는 방식(Seim Submersible)의 경우에는 3개의 부력탱크가 부력과 중량 등에 의해 경사모멘트와 풍력 터빈에 작용하는 풍압모멘트를 조절하는 시스템이다. 하나의 풍력 터빈을 지지하기 위하여 큰 배수량이 필요한 것을 앞서의 스파형과 동일하다.

그러나 부력탱크 간의 거리가 약 50m인데 반해, 거대한 파도가 몰아칠 경우 파장이 100m가 넘고 이러한 파도에 80m 상부의 중량물인 풍력 터빈의 무게의 의한 경사모멘트, 그리고 파도주기와의 동조현상 등에 의해 시스템이 손상될 우려가 있었다. 거대한 크기와 배수량에 비하여 하나의 풍력 터빈 만을 설치하기 때문에 이에 따라 하나의 발전단지를 조성할 때에도 공간 대비 상대적으로 적은 수의 풍력발전기를 설치할 수밖에 없어 높은 설치비용 대비 경제성이 낮다는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명의 해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체는, 해상 발전용 부유 구조체의 종요 또는 횡요, 각종 선회운동에 따라 앵커와 부유 구조체를 연결하는 둘 이상의 연결줄이 서로 꼬이는 것과 케이블선과의 꼬임 현상을 방지하고, 앵커와 부유 구조체 사이에서 충격완화장치의 역할을 겸하는 연결 부유 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일 실시예에 따라, 앵커와 해상의 인공 부유물을 연결하는 연결 부유 구조체에 있어서, 일정 용적의 연결 부유탱크; 상기 연결 부유탱크의 하단부에 형성되어 앵커와 연결 부유탱크 사이를 연결하는 제1 연결줄이 결합되는 앵커 연결부; 및 상기 연결 부유탱크의 외부 일측에 구비되어 연결 부유탱크와 부유식 발전 시스템 등의 인공 부유물을 대략 수평되게 연결하는 적어도 하나 이상의 제2 연결줄이 결합되는 연결줄 결합부를 포함하여 구성된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 연결 부유탱크의 외부 일측에는 풍력 터빈 등의 발전기로부터 연장된 송전 케이블을 연결하기 위한 송전 케이블 연결부가 더 구비된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 연결 부유탱크의 외부 일측에는 연결 부유탱크의 회전을 제한하기 위한 회전제한수단이 더 구비된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 회전제한수단은, 연결 부유탱크의 외부 일측에 설치된 스틸바; 수중 바닥면에 별도로 구비된 스몰 앵커; 및 상기 스틸바와 스몰 앵커를 연결하는 스몰 앵커 연결줄을 포함하여 구성된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 연결줄 결합부는, 연결 부유탱크의 상단에 일체로 형성된 지지돌기; 및 상기 지지돌기에 회전가능하게 결합되며 일측이 인공 부유물과 적어도 하나 이상의 제2 연결줄에 의해 결합되는 회전링을 포함하여 구성된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 송전 케이블 연결부는, 지지돌기 내부를 따라 형성된 케이블 연결공; 상기 케이블 연결공의 입구측에 회전가능하게 끼워져 구비되는 케이블 가이드 튜브; 및 상기 연결 부유탱크의 외측면에 형성되어 케이블 연결공을 통해 연결된 송전 케이블이 끼워져 안내되는 가이드 링을 포함하여 구성된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 케이블 가이드 튜브 하단에는, 송전 케이블의 꼬임을 방지하기 위한 케이블 꼬임방지 구성부를 더 포함하여 구성된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 케이블 꼬임방지 구성부는, 케이블 가이드 튜브의 일단에 금속재의 통전 커플링이 결합됨과 함께 상기 통전 커플링에는 송전 케이블의 일단이 전기적으로 접속되고, 상기 통전 커플링의 하면에는 금속재의 고정부쉬의 상면이 접촉됨과 함께 상기 고정부쉬에는 송전 케이블의 맞은편 일단이 전기적으로 접속된다.

또한 다른 실시예에 따라, 상기 고정부쉬에는, 스프링의 탄발력에 의해 고정부쉬 상면에서 인출되도록 접촉전극이 더 구비되고, 상기 접촉전극에 송전 케이블의 맞은편 일단이 전기적으로 접속된다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 연결 부유 구조체와 인공 부유물 간의 연결줄이 거의 수평에 가깝게 연결되기 때문에 태풍 등 높은 파고에 의한 부유 구조체의 동조현상 시 앵커가 연결줄을 직접 하방으로 당겨 압박하지 않고 연결 부유 구조체에 의해 연결줄의 장력이 완충되므로 이에 따라 연결줄 및 부유 구조체의 구조 안정성 및 내구성이 대폭 향상된다.

둘째, 연결 부유 구조체를 회전 중심으로 대형의 인공 부유물이 바람 방향에 따라 선회하여 부유 구조체 상에 횡방향으로 설치된 다수의 풍력 터빈이나 파력발전기 등의 발전 시스템이 항상 동일 방향에서 바람이나 파도를 받도록 연결됨으로써 풍향에 따른 트랙킹 효과로 인해 발전효율 및 생산되는 발전량이 크게 증가된다.

셋째, 인공 부유물의 선회운동에 따라 둘 이상의 연결줄이 꼬이거나 케이블선과의 꼬이는 문제점이 있는바, 본 발명은 앵커와 부유 구조체 사이에 설치된 연결 부유 구조체에 의해 연결줄 또는 케이블이 꼬이는 문제점이 근본적으로 방지됨으로서 해상 발전용 부유 구조체의 구조적인 안정성이 크게 향상된다.

도 1은 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 일 실시예에 따른 정면도
도 2는 도 1의 측면도
도 3은 도 1의 평면도
도 4는 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 부력탱크 및 부력기둥을 나타낸 요부 확대도
도 5는 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 앵커의 평면도
도 6은 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템에서 앵커의 한쪽이 들려진 상태를 나타낸 예시도
도 7은 본 발명 해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체의 구성을 나타낸 예시도
도 8은 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 풍력 터빈과 연결줄이 연결된 상태를 보인 예시도
도 9는 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템을 대규모로 확장 설치한 상태를 보인 예시도
도 10은 본 발명이 적용된 부유식 풍력발전 시스템의 다른 실시예에 따른 측면도
도 11은 도 10의 수평 조절 장치를 확대하여 보인 도면

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 내지 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 부유식 풍력발전 시스템의 구성 및 작동 관계를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 일 실시예에 따른 정면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명 장치의 구성을 살펴보면, 먼저 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 부유식 풍력발전 시스템은, 해수면 또는 담수면에 떠 있는 상태로 전기를 생산할 수 있는 풍력발전 시스템으로서, 본체프레임(110), 부력탱크(120), 부력기둥(130), 앵커(140) 및 풍력 터빈(150)으로 이루어진 부유 구조체(100)와, 상기 부유 구조체(100)와 앵커(140)를 연결줄(160)로 연결하는 연결 부유 구조체(200)로 크게 구성된다.

이 때, 상기 각 하나의 부력탱크(120), 부력기둥(130) 및 풍력 터빈(150)의 어셈블리는 하나의 단위 부유식 풍력발전기(101)를 구성한다.

이 때, 상기 연결줄(160)은, 연결 부유 구조체(200)를 기준으로 제1 연결줄(161)과 제2 연결줄(162)로 나뉘는데, 제1 연결줄(161)은 연결 부유 구조체와 수중 바닥면(G)의 앵커(140)를 연결하는 줄이며, 제2 연결줄(162)은 연결 부유 구조체(200)와 상기 본체프레임(110)의 전단부를 연결하는 줄이다.

이하에서는 상기 부유식 풍력발전 시스템(10)이 해수면에서 사용되는 것을 전제하여 설명하기로 한다.

상기 본체프레임(110)은, 철판 또는 철골을 사용하여 제조되는 트러스 구조물로서, 풍력 터빈들이 설치되는 가로부(111), 상기 가로부와 수직으로 결합되는 세로부(112)를 구비한다.

상기 가로부(111)는, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 방향(C1)을 따라 직선적으로 연장된 부분이고, 세로부(112)는, 상기 제1 방향(C1)과 수직하게 교차하는 제2 방향(C2)을 따라 직선적으로 연장된 부분이다.

본 실시예에서 상기 본체프레임(110)은, 상기 가로부(111)와 세로부(112)가 결합됨으로써 전체적으로 “+”자형 구조물을 형성한다.

본 발명에서 제안하는 해상의 부유 구조체(100)는 파도에 의해 상하, 좌우, 전후의 운동과 각 축을 중심으로 회전운동을 하는데, 이에 더하여 부유 구조체(100) 고유의 진동 주기에 따라 부유 구조체(100)는 진자운동을 하며 동조현상을 일으켜 동요를 더욱 크게 할 수 있다.

그러므로 이러한 부유 구조체(100)의 동요와 동조현상을 방지하기 위해 부유 구조체(100)의 길이와 폭을 크게 하는 것이 가장 확실하고 효과적인 방법이다. 따라서, 본 발명에서 제안하는 새로운 형태의 부유식 풍력발전시스템(10)의 가장 큰 특징이자 시작점은 부유 구조체(100)의 길이와 폭을 파도의 파장보다 충분히 크게 구성하는 것이 핵심이다.

이를 위해 본 발명은 일 실시예에 따라, 하나의 블레이드 길이가 약 70m인 세 개의 풍력 터빈(150)이 세 개의 부력탱크(120)에 의해 지지되는 하나의 본체프레임(110)에 설치되는 경우를 기본 형태로 가정하여 설명하기로 한다.

먼저 상기 본체프레임(110)은, 상기 제1 방향(C1)을 따라 가로부(111)가 약 300m 이상, 한편 상기 제2 방향(C2)을 따라서도 세로부(112)가 역시 약 300m 이상의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 여기서 상기 본체프레임(110)은 상기 제1 방향(C1)을 따라 그 길이를 확장함으로써, 상기 풍력 터빈(160)의 장착 대수를 4대 이상으로 더 증가시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 부유 구조체(100)의 가로세로 길이는 태풍에서 일반적으로 나타나는 파도의 평균 파장보다도 훨씬 크게 설정되었기 때문에 구조체(100)의 동요는 적을 수밖에 없고 구조체(100)와 파도 간의 동조현상을 방지할 수 있다. 즉, 해상의 파도는 부력탱크(120)와 상부 구조물(풍력 터빈)을 연결하는 부력기둥(130)의 승하강 범위 이내에서 영향을 미치도록 조절된다. 즉, 부력기둥(130)의 길이를 20m 이상으로 크게 설정한 경우 태풍 시에도 파도에 의한 중력파의 수직 운동범위를 상당히 초과함으로써 중력파의 영향을 받지 않게 되는 것이다.

본 실시예에서 상기 본체프레임(110)은, 해수면(SL)의 상방에 해수면(SL)과 나란하게 수평 상태로 배치되어 있으며, 상기 본체프레임(110)의 하면은 해수면(SL)과 접촉하지 않도록 5 내지 15m만큼 이격되어 있다.

또한 상기 본체프레임(110)은, 상기 앵커(140)를 중심으로 회전이동이 가능한 상태로 구비됨에 따라 두 대 이상의 연결줄(162)이 균형있게 연결된 상기 본체프레임(110)이 바람을 맞으면서 발생되는 공기저항력에 의하여 바람이 불어오는 방향(W)과 본체프레임(110)의 가로부(111)가 수직으로 정렬됨은 이해 가능하다.

도 3을 참조하면, 횡방향으로 연결된 3개의 각 풍력 터빈(150)들이 동일한 방향에서 간섭없이 바람을 받도록 하기 위하여 상기 3개의 단위 부유 구조체(각 하나의 부력탱크, 부력기둥 및 풍력 터빈)를 횡으로 연결하고 하나의 앵커(140)를 중심으로 회전하도록 하였다. 즉, 3개의 제2 연결줄(162)이 본체프레임(110) 상의 3군데 지점에 연결되고, 또한 상기 각각의 제2 연결줄(162)이 하나의 연결 부유 구조체(200)에 연결됨으로써 전체 부유 구조체(100)가 균형잡힌 상태로 풍향의 변화에 따라 앵커(140)를 기준점으로 회전하도록 한 것이다. 이 때, 상기 제2 연결줄(162)은 각각의 풍력 터빈(150) 하단 지지대의 적절한 높이 지점에 연결됨으로써 각각의 풍력 터빈(150)에 작용하는 풍압에 의한 회전모멘트를 상쇄할 수 있게 된다.

예컨대, 상기 제2 연결줄(162)은 별도의 연결기둥을 만들어 적절한 높이에 설치할 수도 있으나 간편하게는 풍력 터빈 지지대에 직접 연결하여서도 가능하다.(도 2 또는 도 8 참조) 또한 참고로 위의 경우 풍력 터빈(150)이 회전하여 제2 연결줄(160)이 블레이드에 접촉하는 경우를 예상할 수 있는데 이를 방지하기 위하여 풍력 터빈(150)의 회전을 일정범위 내로 제한함으로써 풍력 터빈(150)의 블레이드와 제2 연결줄(162)의 접촉을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 부유 구조체(100)는 풍향에 따라 앵커를 중심으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 부유 구조체(100) 상에 설치된 풍력 터빈(150) 또한 항상 바람의 방향과 동일한 방향에서 바람을 받게 되는 것이다.

한편, 도 4는 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 부력탱크 및 부력기둥을 나타낸 요부 확대도이고, 도 5는 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 앵커의 평면도이며, 도 6은 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템에서 앵커의 한쪽이 들려진 상태를 나타낸 예시도로서, 각 세부 구성요소들에 대해 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 부력탱크(120)는, 부력을 발생시킬 수 있도록 철판 등을 사용하여 제작된 수밀 가능한 원기둥 형상의 용기로서, 도 4에 도시된 바와 같이 미리 정한 제1 지름(D1) 및 제1 높이(H1)를 가진 원기둥 형상을 가지고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부력탱크(120)는 3개 이상이 마련되며, 상기 본체프레임(110)의 하방으로 미리 정한 간격만큼 이격되어 있다. 또한 상기 부력탱크(120)는, 부력의 크기를 조절할 수 있도록 평형수를 내부에 수용할 수 있도록 형성된다.

앞서 살펴본 일 실시예에 따라 본 발명은 횡방향을 따라 3개의 프로펠러형 풍력 터빈(150)이 설치되는 형태를 설명하였으나, 효율성과 안정성을 고려하면서 횡방향을 따라 보다 많은 수의 풍력 터빈(150)을 설치할 수도 있으며, 또한 상기 풍력 터빈(150)의 상방(해수면으로부터 수직방향)으로도 얼마든지 확장하여 풍력 터빈(150)을 설치할 수도 있다.

또한 상기 풍력 터빈(150)은 세계적으로 많이 사용되고 검증된 형태인 프로펠러형 풍력 터빈(150)을 설치하는 것을 예시하였으나, 얼마든지 다른 형태의 풍력발전기를 채택하거나 또는 다른 형태의 발전기와 복합적으로 설치하는 방법도 설계 적용될 수 있다.

예컨대, 상기 본체프레임(110) 하방의 수면 상에 파력발전기를 추가함으로써 본체프레임(110) 상방의 풍력발전기와 더불어 하이브리드 발전 시스템을 구성할 수 있다. 이 때, 상기 부유 구조체(100)는 항상 동일 방향에서 바람을 받고 파도는 대체로 바람방향과 동일 방향에서 발생되어 오기 때문에 부유 구조체(100) 하부에 횡방향을 따라 많은 수의 파력발전기를 병설하는 것이 효율적이다.

본 실시예에서 상기 부력탱크(120)는, 상기 평형수의 양을 조절하여 첨부된 도면에서 도시된 바와 같이 완전히 수중에 잠겨 있다. 이렇게 상기 부력탱크(120)가 수중에 완전히 잠기면, 상기 부력탱크(120)에 의하여 발생되는 부력의 크기가 해수의 수위 변화에 상관없이 거의 일정한 값을 유지하게 된다.

또한 부력기둥(130)은, 철판 또는 파이프 등을 사용하여 수밀 가능하게 제작되어 제3 방향(C3)을 따라 연장된 원기둥 형상의 부재로서 3개 이상이 마련되며, 상단부는 상기 본체프레임(110)의 하면에 결합되어 있고, 하단부는 상기 부력탱크(120) 각각의 상면에 고정 결합되어 있다.

상기 부력기둥(130)은 부력탱크(120)의 제1 지름(D1)보다 작은 값의 제2 지름(D2)을 갖는데, 여기서 상기 제2 지름(D2)은 구조 역학적으로 허용되고 부유 구조체(100)를 안정되게 지지할 수 있는 부력을 가지는 범위에서 가능한 한 작은 값을 갖는 것이 바람직하다.

상기 부력기둥(130)은, 최고 해수면(SL) 및 최저 해수면(SL)이 상기 부력기둥(30)의 최저점과 최고점 사이에 위치하도록 마련되므로, 상기 부력탱크(120)가 수중에 완전히 잠긴 상태에서 미리 반영된 허용치 높이의 파도와 바람의 세기에서는 상기 본체프레임(110)이 해수와 접촉되지 않는다.

예컨대, 부력탱크(120)의 지름이 20m, 높이가 약 7m라고 가정하면 배수량은 약 2,198톤이 된다. 이 때 부력기둥(130)의 지름이 약 4m일 경우 파고 2m의 상하운동에 의한 배수량의 변화는 약 25톤에 불과하며, 파도의 주기가 약 8초라고 가정한다면 초속 0.5m로 움직이는 상기 25톤에 의한 추력이 부력탱크의 2,198톤의 무게에 미치는 영향은 미미하므로 파도에 의한 부유 구조체(100)의 동요 역시 매우 미미할 것으로 예상할 수 있다.

만약 태풍에 의해 10m의 파고가 발생되는 최악의 상황을 가정하더라도 상하운동 시의 배수량 변화는 120톤 정도이므로 파도의 상하운동 속도를 고려할 때 안전에 미치는 영향은 크지 않을 것이다.

특히, 파고가 높고 파장이 길더라도 부력기둥(130)의 지름이 약 4m에 불과하므로 부유 구조체(100)를 기울어지게 하는 모멘트는 크게 작용하지 않는다. 또한 부력탱크(120)의 지름이 20m 정도이므로 부력탱크(120)의 유체저항이 커서 파도에 의한 부유 구조체(100)의 동요는 더욱 미미할 것이다. 즉, 중력파의 상하운동에 의한 부유 구조체(100)의 상하운동 및 좌우, 전후, 회전운동은 미미할 것으로 예상된다.

또한 풍력 터빈(150) 3개를 횡방향으로 연결하였을 때에는 상기 각 풍력 터빈(150) 사이를 연결하는 본체프레임(110)에 의해 각 풍력 터빈(150)은 더욱 안정적으로 지지되므로 부유 구조체(100)의 각 부분에 작용하는 응력도 미미할 것으로 판단된다. 또한 상기 부유 구조체(100) 자체의 기울어짐이 미미하게 발생될 것이므로 상기 부유 구조체(100)에 설치된 풍력 터빈(150)의 기울어짐도 미미하여 높은 위치에 설치된 풍력 터빈의 중량에 의해 부유 구조체를 전체적으로 기울어지게 하는데 크게 영향을 미치지 못할 예상이다. 즉, 부유 구조체(100)의 기울어짐에 따른 풍력 터빈(150)의 중량에 의한 기울어짐은 서로 상승 내지 동조되는 현상은 미미할 것으로 예상된다.

다만, 본 발명의 일 실시예에서는 부력탱크에 작용하는 조류 및 해류, 또는 이로 인한 중력파의 영향 등은 고려하지 않았으며, 특히 태풍 등 강력한 바람이 불 경우에는 깊은 수심에도 수류의 흐름이 매우 강하므로 이에 대한 대비책은 별도로 검토되어야 할 것이다.

한편, 도 5를 참조하면 앵커(140)는, 상기 본체프레임(110)이 미리 정한 위치를 이탈하여 떠내려가지 않도록 고정하기 위한 중량물로서, 바람과 파도에 의해 상기 본체프레임(110)이 이동할 때 발생되는 힘을 견딜 수 있도록 마련된다. 상기 앵커(140)는, 철강 또는 철근과 콘크리트 등을 사용하여 제조되며, 앵커 본체부(141)에 돌출부(141a) 및 홈부(141b)가 형성된 구조를 갖는다.

도 6을 참조하면, 상기 앵커 본체부(141)는, 원판 형상으로 형성되는 부분으로서 수중 바닥면(G)에 안착가능한 형상을 가진다.

상기 돌출부(141a)는, 복수개 마련되며, 상기 앵커 본체부(141)의 테두리를 따라 서로 이격된 상태로 배치된다.

또한 상기 돌출부(141a)는, 상기 수중 바닥면(G)에 파고들 수 있도록 상기 앵커 본체부(141)의 테두리로부터 하방으로 돌출되도록 형성되며, 상기 앵커 본체부(141)로부터 경사진 각도(α1)로 돌출되어 있다. 여기서 상기 각도(α1)는 30도 내지 60도가 바람직하다.

한편, 상기 홈부(141b)는, 서로 인접한 한 쌍의 상기 돌출부(141a)의 사이에 마련되어 있는 V자형 홈으로서, 복수개 마련되어 있다.

상기 돌출부(141a) 및 홈부(141b)는, 3개 이상 마련되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 각각 8개가 마련되어 있다.

본 실시예에서 상기 앵커(140)는, 상기 돌출부(141a) 및 홈부(141b)에 의하여 별모양 내지 불가사리 모양으로 형성되어 있다.

또한 상기 제1 연결줄(161)과 마찬가지 형태로 제2 연결줄(162)도 체인, 쇠사슬, 로프 등 다양한 재질의 줄을 사용하여 제조될 수 있으며, 본 실시예에서 제2 연결줄(162)은 연결 부유 구조체(200)를 중심으로 3개의 연결줄(162)이 방사형으로 분산 연결된 형태로 마련된다.

도 7은 본 발명 해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체의 구성을 나타낸 예시도로서, 이하 도 7을 참조하여 연결 부유 구조체의 구성을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 연결 부유 구조체(200)는, 일정 용적의 연결 부유탱크(210); 상기 연결 부유탱크의 하단부에 형성되어 앵커(140)의 제1 연결줄(161)이 결합되는 앵커 연결부(220); 및 상기 연결 부유탱크(210)의 외부 일측에 구비되어 적어도 하나 이상의 제2 연결줄(162)을 본체프레임(110)과 연결하기 위한 연결줄 결합부(230)를 포함하여 구성된다.

상기 연결 부유탱크(210)의 크기는 부유 구조체에 가해지는 풍압과 수압의 크기에 의해 결정되는데, 예를 들어 20MW 용량의 풍력 터빈(150)의 경우 약 300톤의 힘이 작용하고 조류 등에 의한 수압 등을 고려하더라도 약 500톤 정도의 배수량을 가지면 될 것이다. 즉, 지름 10m 높이 10m의 원통형 부유탱크(210)의 경우 약 785톤의 배수량을 가지므로 상기 연결 부유탱크(210)는 풍압과 수압에 의해 수중으로 가라앉지 않고 항상 수면 상에 떠 있는 상태에서 부유 구조체(100)와 앵커(140)를 연결하게 된다.

상기 연결 부유탱크(210)를 수상에 설치하면 제2 연결줄(162)이 보다 수면과 수평이 되고 풍압 등으로 인한 회전모멘트를 되도록 수평방향으로 상쇄하고 또한 파도 및 풍압에 의한 부유 구조체(100)의 운동에너지에 의한 충격을 완화하는 효과가 있다. 이　때, 상기 제2 연결줄(162)은 체인, 로프 등으로 설치하여 정비, 교환 등이 용이하도록 구성됨이 바람직하다.

그리고 상기 제1 연결줄(161)은 앵커(140)와, 연결 부유탱크(210)의 앵커 연결부(220) 사이에 반영구적으로 연결되어 깊은 수심에서의 정비가 필요없도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연결줄 결합부(230)는, 연결 부유탱크의 상단에 일체로 형성된 지지돌기(231); 및 상기 지지돌기(231)에 회전가능하게 끼워져 결합되며 일측이 부유 구조체(100)와 적어도 하나 이상의 제2 연결줄(162)에 의해 결합되는 회전링(232)을 포함하여 구성된다. 이에 따라 바람의 방향(W)이 변화 시 상기 회전링(232)이 지지돌기(231)를 중심으로 회전하게 되므로 부유 구조체(100) 상에 횡방향으로 정렬된 풍력 터빈들(150)이 항상 바람의 방향(W)에 일치(이 때, 풍력 터빈의 블레이드와 바람의 방향은 수직임)되도록 트랙킹(Tracking)됨에 따라 풍력발전의 전력 생산량이 극대화된다.

또한 상기 연결 부유탱크(210)의 외부 일측에는 풍력 터빈(150)으로부터의 송전 케이블(300)을 연결하기 위한 송전 케이블 연결부(240)가 구비되는데, 상기 송전 케이블 연결부(240)는, 연결 부유탱크(210)의 상단에 일체로 고정된 지지돌기(231) 내부를 따라 형성된 케이블 연결공(231a); 상기 케이블 연결공의 입구측에 회전가능하게 끼워져 구비되는 “ㄱ”자 형상의 케이블 가이드 튜브(241)를 포함하여 구성된다.

또한 본 발명은 상기 케이블 연결공(231a)의 케이블 가이드 튜브(241) 하단에 송전 케이블(300)의 꼬임을 방지하기 위한 케이블 꼬임방지 구성부를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.

일 실시예에 따라, 상기 케이블 꼬임방지 구성부는, 케이블 가이드 튜브(241)의 일단에 금속재의 통전 커플링(270)이 결합됨과 함께 상기 통전 커플링에는 송전 케이블(300)의 일단(300a, 확대도면 참조)이 전기적으로 접속되고, 상기 통전 커플링(270)의 하면에는 금속재의 고정부쉬(280) 상면이 접촉됨과 함께 상기 고정부쉬에는 송전 케이블(300)의 맞은편 일단(300b, 확대도면 참조)이 전기적으로 접속됨으로 간단히 구현 가능하다.

상기 가이드 튜브(241)의 케이블 연결공(231a) 내 끝단에는 금속재의 통전 커플링(270)이 용접 등의 방법에 의해 결합될 수 있으며, 한편 상기 통전 커플링(270)의 상면에는 송전 케이블(300)의 일단(300a)이 전기적으로 접속된다.

이 때, 상기 구성에 따라 통전 커플링(270)과 고정부쉬(280)는 통전 가능하게 접촉된 상태로, 이 상태에서 케이블 가이드 튜브(241)와 통전 커플링(270)이 회전하더라도 이와 접촉된 고정부쉬(280)는 회전하지 않고 송전 케이블의 양단(300a, 300b)을 통전 가능한 상태로 유지한다.

또한 다른 실시예에 따라, 상기 고정부쉬(280) 내부에 공간부를 형성함과 함께 상기 공간부에는, 스프링(282)의 탄발력에 의해 고정부쉬(280) 상면에서 인출되도록 접촉전극(281)이 더 구비된다. 이 때, 상기 접촉전극(281)에는 송전 케이블(300)의 맞은편 일단(300b)이 전기적으로 접속된다.

이 때, 상기 통전 커플링(270)의 하면에는 금속재의 접촉전극(281)이 탄력적으로 접촉되는데, 상기 접촉전극(281)은 케이블 연결공(231a) 내에 고정된 고정부쉬(280)와 스프링(282)에 의해 상방으로 인출되도록 계속적으로 탄발력이 제공된다.

이 때, 상기 접촉전극(281)의 하단은 통전 커플링(270)과 마찬가지로 송전케이블(300)이 접속된 상태이므로 상기 통전 커플링(270)과 접촉전극(281)은 탄력적으로 접촉되면서도 계속 통전 가능하게 접촉된 상태를 유지한다.

상술한 구성에 따라 부유 구조체(100)가 바람의 방향(W)에 따라 선회하더라도 케이블 가이드 튜브(241) 및 통전 커플링(270)은 함께 회전되는 반면, 접촉전극(281)과 고정부쉬(280)는 회전되지 않는다. 또한 이 때, 통전 커플링(270)과 접촉전극(281)은 계속 접촉 및 통전 가능한 상태를 유지한다.

이와 같은 구성은 부유 구조체(100)의 선회 시 송전 케이블(300)이 함께 회전함에 따른 송전 케이블(300)의 꼬임을 방지할 수 있으며, 상기와 같이 송전 케이블(300)이 일방향으로 계속 꼬임이 발생하더라도 이로 인해 송전 케이블(300)이 끊어지거나 손상되는 문제점을 해소할 수가 있다.

이 때, 상기 연결 부유탱크(210)의 외측면에는 케이블 연결공(231a)을 통해 연결된 송전 케이블(300)이 끼워져 안내되는 가이드 링(250)이 더 구비될 수 있다.

또한 상기 연결 부유탱크(210)의 외부 일측에는 연결 부유탱크(210)의 회전을 제한하기 위한 회전제한장치(260)가 더 구비된다.

상기 회전제한장치(260)는, 연결 부유탱크(210)의 하단 일측에 하향 경사지게 일체로 고정된 스틸바(261), 수중 바닥면(G)에 별도로 설치된 스몰 앵커(262), 상기 스틸바(261)와 스몰 앵커(262)를 연결하는 스몰 앵커 연결줄(263)로 구성된다.

상기 회전제한장치(260)에 의해 연결 부유탱크(210)의 회전이 제한된 상태에서 연결 부유탱크(210)의 상부에서 고리걸음에 의해 연결된 제2 연결줄(162)은 부유 구조체(100)의 회전에 따라 함께 회전됨으로써 복수의 제2 연결줄(162)이 서로 꼬이지 않게 된다.

그리고 연결 부유탱크(210) 상부의 케이불 연결장치(240)를 기준으로 하부의 송전케이블(300)은 가이드 링(250)에 의해 고정된 반면, 상부의 송전케이블(300)은 부유 구조체(100)의 회전에 따라 함께 회전됨으로써 송전케이블(300) 자체의 꼬임현상 뿐만 아니라 송전케이블(300)과 제2 연결줄(162)과의 꼬임현상도 일어나지 않게 방지된다. 그러므로 하부의 송전케이블(300)은 꼬임현상이 해결된 상태로 생산된 전력이 해저를 통해 육지로 보내진다.

한편, 본 발명에서는 상기 제2 연결줄(162)이 풍력 터빈(150)의 지지대에서 앵커(140)와 직접 연결되지 않고 연결 부유 구조체(200)를 거쳐 연결되기 때문에, 상기 제2 연결줄(162)은 해수면(SL)과 보다 수평상태가 되므로 이에 따라 해수면(SL) 상에 설치된 연결 부유 구조체(200)로 인해 제2 연결줄(162)을 통해 부유 구조체(100)에 가해지는 회전모멘트가 대부분 상쇄되어져 결국 부유 구조체(100)를 하방으로 당겨 압박하는 힘이 감소되는 이점이 있다.

또한 상기 제2 연결줄(162)이 길어질수록 하방으로 부력탱크(120)를 당겨 압박하는 힘 벡터는 감소할 것이다. 그리고 이 경우 연결 부유탱크(210)는 또한 앵커(140)와 부유 구조체(100)의 사이에서 완충작용을 함으로써 부유 구조체(100)의 상하운동에 따른 충격을 완화하는 역할도 겸하게 된다.

도 8은 본 발명이 적용된 부유식 풍력발전 시스템의 풍력 터빈과 연결줄이 연결된 상태를 보인 예시도이다.

앞서 상술한 바와 같이, 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 각 단위 부유식 풍력발전기(101); 즉, 부력탱크(120), 부력기둥(130), 풍력 터빈(150)은 본체프레임(110)의 가로부(111)와 세로부(112) 길이를 충분히 크게 설계함으로써 파도에 의한 회전모멘트가 미미하므로 본체프레임(110)의 세로부(112)를 따라 가해지는 회전모멘트를 상쇄할 부력은 크게 필요하지 않다.

따라서, 일 실시예에 따라 세로부(112)의 상부에는 풍력 터빈(150)과 같은 중량물을 설치하지 않으며, 가로부(111)에 설치된 풍력 터빈들(150)이 종방향(세로부 방향)으로 기울어지지 않도록 세로부(112)의 길이를 적절하게 설정함과 함께 상기 세로부의 중량을 지탱할만한 크기의 부력탱크(120)를 세로부(112)의 선단과 후미에 각각 설치하는 것만으로 충분하리라 예상된다.

그리고 풍력 터빈(150)에 작용하는 풍압에 의한 회전모멘트는 연결 부유 구조체(200)에 연결되는 제2 연결줄(162)의 위치의 높이를 조절함으로써 결국 도 8의 a의 길이가 조절되어 힘 Fw와 힘 Fa 사이에서 발생되는 회전모멘트를 크게 줄일 수 있다. 이에 따라 본체프레임(110)의 세로부(112)를 따라 발생되는 회전모멘트를 상쇄하기 위해 세로부(112)의 부력탱크(120)를 크게 할 필요성도 적어진다.

그러나 부유 구조체(100)의 동요를 최소화하기 위하여는 종방향(세로부 방향)의 길이도 파장보다 훨씬 길어야 하는데, 이에 따라 부유 구조체의 전체 중량도 커지게 되므로 태풍 등 최악의 상황을 감안할 때에는 적정 부력을 유지할 수 있도록 설계됨이 바람직하다.

도 9는 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템을 대규모로 확장 설치한 상태를 보인 예시도로서, 단위 풍력발전 시스템(10)을 n×m 행렬의 배치형태로 군집하여 설치함으로써 대규모 풍력발전 시스템 단지를 조성한 예를 나타낸다.

도 9에서 도시된 바와 같이, 하나의 본체프레임(110)에 여러 개의 풍력 터빈(150)을 설치하는 것은 그 자체로서 안정성과 경제성을 높일 뿐만 아니라, 이러한 부유 구조체(100)를 일정지역에 집중적으로 군집을 형성하여 설치한 경우, 일정구역 내에 풍력 터빈들(150) 상호 간의 간섭을 최소화하면서 보다 많은 풍력 터빈(150)을 효율적으로 설치할 수 있게 된다.

예컨대, 일정구역 내에 풍력 터빈(150) 간의 간섭을 줄이면서 최대한 많은 풍력 터빈(150)을 설치하기 위해 필요한 풍력 터빈(150) 간의 간격을 1500m라고 할 경우 가로×세로 각각의 길이가 15,000m인 구역 내에 설치할 수 있는 풍력 터빈(150)의 수는 121개과 363개로 3배의 차이가 나기 때문이다. 같은 조건으로 가로×세로 각각의 길이가 150km인 구역 내에 설치되는 풍력 터빈의 수는 30,603개인데 하나의 터빈용량을 6MW라고 산정할 경우 183GW의 용량을 얻을 수 있다.

이 때, 실제전력생산계수를 0.35라고 가정한다면 실제 생산가능한 총 전력량은 64GW가 되어 우리나라 전력생산용량의 70%에 달하는 전기를 하나의 풍력발전 시스템 단지 내에서 생산할 수 있게 된다.

우리나라는 동일 규모의 풍력발전 시스템 단지를 여러 개 설치할 수 있을 만큼 광대한 면적의 대륙붕 및 배타적 경제수역을 보유하고 있으므로 부유식 풍력발전 시스템의 입지에 매우 유리한 측면이 있다.

한편, 도 10은 본 발명이 적용된 부유식 풍력발전 시스템의 다른 실시예에 따른 측면도이고, 도 11은 도 10의 수평 조절 장치를 확대하여 보인 도면이다.

상기 도면을 참조하여 본 발명이 적용된 부유식 발전 시스템의 수평 조절 장치에 대한 다른 실시예 구성 및 동작관계를 살펴보면 다음과 같다.

다른 실시예 구성에서는, 상술한 도 2의 일 실시예 구성에 연결 부유 구조체(200)와 본체프레임(110)의 사이에 수평 조절 장치(50)가 더 부가된다.

상기 수평 조절 장치(50)는, 상기 본체프레임(110)의 수평 상태를 유지하기 위한 조절 장치로서, 제2 연결줄(162)의 일단이 상기 수평 조절 장치(50)의 장공(50a) 내부에 상하로 위치이동 가능하게 결합된다. 이 때, 상기 수평 조절 장치 및 장공은 연결 부유 구조체 쪽으로 휘어진 “

”형상을 갖는다.

이하 상기 수평 조절 장치(170)의 동작관계를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 앵커(140)를 수중 바닥면(G)에 안착시키면 상기 앵커(140)의 무게 및 상기 돌출부(142)와 수중 바닥면(G)의 걸림에 의하여 연결 부유 구조체(200)를 경유하여 본체프레임(110)에 연결됨으로써 상기 본체프레임(110)이 떠내려가지 않고 위치 고정된다. 이러한 상태에서 바람이 불어오면 상기 본체프레임(110)은 상기 앵커(140)를 기준으로 회전하여 바람이 불어오는 방향(W)과 나란하게 정렬된다. 여기서 상기 수평 조절 장치(170)가 장착된 상기 본체프레임(110)의 전단부가 상기 바람이 불어오는 방향(W)을 마주하게 된다.

이때, 풍속의 크기에 따라 바람에 의하여 상기 본체프레임(110)이 상기 제1 방향(C1)을 회전 중심으로 하여 전단부가 들리는 피칭(pitching) 운동을 함으로써, 상기 본체프레임(110)의 수평 상태가 유지되지 못하는 일이 발생할 수 있다.

즉 풍속이 10m/s인 경우보다 풍속이 40m/s인 경우에는 상기 본체프레임(110)의 전단부가 더 많이 들려지는 상태가 된다.

이러한 경우에는, 상기 부력탱크(120)의 평형수를 조절하여 상기 본체프레임(110)의 수평을 유지할 수도 있으며, 상기 수평 조절 장치(170)를 작동시켜 제2 연결줄(162)의 상단부를 상기 수평 조절 장치(170)의 장공(170a) 상단부로 이동시킴으로써, 상기 본체프레임(110)에 대한 상기 제2 연결줄(162)의 힘 작용점의 위치를 변화시켜 상기 본체프레임(110)의 수평을 유지할 수 있다. 이렇게 상기 제2 연결줄(162)의 힘 작용점을 상측으로 이동시키면, 상기 연결줄(162)이 팽팽하다는 전제하에서 상기 본체프레임(110)의 전단부를 아래로 당겨주는 효과가 발생한다. 보통 해상에서는 평균 풍속이 수시간에 걸쳐서 일정한 경우가 대부분이므로 상기 수평 조절 장치(170)은 수시간에 한번 정도 작동하거나 하루에 한번 정도 작동하는 것으로 충분하다.

이렇게 상기 본체프레임(110)의 수평 상태가 유지된 상태에서 바람이 불어오면, 그 바람에 의하여 상기 본체프레임(110) 상방에 설치된 풍력 터빈(150)에 의해 전기가 생산되고, 한편 본체프레임(110) 하방에서는 바람에 의하여 발생한 파도에 의하여 상기 파력 발전기가 작동함으로써 양측으로 대량의 발전이 이루어질 수 있다.

아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.

10 : 풍력발전 시스템 100 : 부유 구조체
110 : 본체프레임 120 : 부력탱크
130 : 부력기둥 140 : 앵커
150 : 풍력 터빈 160 : 연결줄
161, 162: 제1, 제2 연결줄 170 : 수평 조절 장치
200 : 연결 부유 구조체 210 : 연결 부유탱크
220 : 앵커 연결부 230 : 연결줄 결합부
240 : 송전 케이블 연결부 250 : 가이드 링
260 : 회전제한장치 300 : 송전 케이블

Claims (9)

1. 앵커와 해상의 인공 부유물을 연결하는 연결 부유 구조체에 있어서,
   일정 용적의 연결 부유탱크;
   상기 연결 부유탱크의 하단부에 형성되어 앵커와 연결 부유탱크 사이를 연결하는 제1 연결줄이 결합되는 앵커 연결부; 및
   상기 연결 부유탱크의 외부 일측에 구비되어 연결 부유탱크와 부유식 발전 시스템 등의 인공 부유물을 수평되게 연결하는 적어도 하나 이상의 제2 연결줄이 결합되는 연결줄 결합부를 포함하되,
   상기 연결줄 결합부는,
   연결 부유탱크의 상단에 일체로 형성된 지지돌기; 및
   상기 지지돌기에 회전가능하게 결합되며 일측이 인공 부유물과 적어도 하나 이상의 제2 연결줄에 의해 결합되는 회전링을 포함하는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결 부유탱크의 외부 일측에는 풍력 터빈 등의 발전기로부터 연장된 송전 케이블을 연결하기 위한 송전 케이블 연결부가 더 구비되는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결 부유탱크의 외부 일측에는 연결 부유탱크의 회전을 제한하기 위한 회전제한수단이 더 구비되는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전제한수단은,
   연결 부유탱크의 외부 일측에 설치된 스틸바;
   수중 바닥면에 별도로 구비된 스몰 앵커; 및
   상기 스틸바와 스몰 앵커를 연결하는 스몰 앵커 연결줄을 포함하는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.
5. 삭제
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 송전 케이블 연결부는,
   지지돌기 내부를 따라 형성된 케이블 연결공;
   상기 케이블 연결공의 입구측에 회전가능하게 끼워져 구비되는 케이블 가이드 튜브; 및
   상기 연결 부유탱크의 외측면에 형성되어 케이블 연결공을 통해 연결된 송전 케이블이 끼워져 안내되는 가이드 링을 포함하는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 케이블 가이드 튜브 하단에는,
   송전 케이블의 꼬임을 방지하기 위한 케이블 꼬임방지 구성부를 더 포함하는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 케이블 꼬임방지 구성부는,
   케이블 가이드 튜브의 일단에 금속재의 통전 커플링이 결합됨과 함께 상기 통전 커플링에는 송전 케이블의 일단이 전기적으로 접속되고,
   상기 통전 커플링의 하면에는 금속재의 고정부쉬의 상면이 접촉됨과 함께 상기 고정부쉬에는 송전 케이블의 맞은편 일단이 전기적으로 접속되는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 고정부쉬에는,
   스프링의 탄발력에 의해 고정부쉬 상면에서 인출되도록 접촉전극이 더 구비되고, 상기 접촉전극에 송전 케이블의 맞은편 일단이 전기적으로 접속되는,
   해상 인공 부유물의 연결 부유 구조체.

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