KR102346699B1 - 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 해상에 설치되는 풍력발전기; 속이 빈 지지본체의 내부 공간 일측에 설치되는 충진블럭과, 상기 지지본체의 내부 공간 타측에 평형수를 공급하는 평형수 공급수단을 포함하며, 상기 풍력발전기의 평형이 유지되도록 외측에 연결되는 복수개의 지지체; 및 상기 지지체와 풍력발전기를 서로 연결하는 복수개의 프레임;을 포함하는 부유식 해상풍력발전장치를 제공한다.

Description

부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법{Offshore wind power equipment of floating type and Manufacturing method thereof}
본 발명은 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 해상에 부유하도록 설치되며 해상에서 발생되는 바람을 이용하여 전기를 생성하는 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 해양 구조물은 해수면 위에 떠 있는 상태로 계류될 수 있는 것으로, 기능, 구조, 계류방식에 따라 다양한 종류로 분류된다. 예를 들면, 해양 구조물은, SEMI(Semi-Submersible), TLP(Tensioned Leg Platform), SPAR, FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loding), FSRU(Floating, Storage, Re-gasification Unit) 또는 시추용 리그(Rig) 등 다양한 종류가 존재한다.
최근 들어, 화력 발전, 원자력 발전 및 해류 발전을 대체할 대체에너지에 대한 관심과 그 이용에 대한 실질적인 장치의 연구 개발을 진행함에 있어, 이렇게 해수면 위를 떠 있는 해양 구조물을 통해 풍력에너지를 동시에 이용하는 부유식 해상풍력발전장치에 대한 관심과 개발이 집중되고 있는 실정이다.
한편, 이러한 부유식 해상풍력발전장치는, 해상에서 부유한 상태로 존재하므로, 가벼우면서도 내수성, 내압축성이 우수하고, 또 파도와 같은 외부의 충격에 의한 장치의 손상 시에도 장치의 작동이 가능하도록 설계될 필요가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0096179호(발명의 명칭 : 해상 발전구조물의 부유시스템)
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 개발된 것으로서, 초경량성을 나타내며 내수성, 내압축성이 우수하고, 외부 충격에 따른 장치의 손상이 발생하더라도 장치의 지속적인 작동이 가능한 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은, 해상에 설치되는 풍력발전기; 속이 빈 지지본체의 내부 공간 일측에 설치되는 충진블럭과, 상기 지지본체의 내부 공간 타측에 평형수를 공급하는 평형수 공급수단을 포함하며, 상기 풍력발전기의 평형이 유지되도록 외측에 연결되는 복수개의 지지체; 및 상기 지지체와 풍력발전기를 서로 연결하는 복수개의 프레임;을 포함하는 부유식 해상풍력발전장치를 제공한다.
상기 충진블럭은, 발포성 폴리스티렌(EPS; Expandable Polystyrene) 소재로 형성될 수 있다.
상기 평형수 공급수단은, 상기 충진블럭을 관통하며, 상기 충진블럭의 하측에 형성된 평형수 수용공간으로 평형수를 공급할 수 있다.
상기 지지체는, 상기 충진블럭과 상기 평형수 수용공간의 사이에 설치되며, 상기 평형수 공급수단이 관통되는 격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 지지본체는, 내부 공간에 상기 충진블럭이 수용되는 상부지지본체와, 상기 상부지지본체의 하부에 연결되는 하부지지본체를 포함하며, 상기 평형수 공급수단은, 상기 충진블럭을 관통하며, 상기 하부지지본체의 내부 공간으로 평형수를 공급할 수 있다.
상기 충진블럭은, 상기 지지본체의 내주면과 접하는 제1충진블럭과, 상기 제1충진블럭의 내부로 삽입되어 상기 제1충진블럭을 반경방향 외측으로 가압하는 제2충진블럭을 포함할 수 있다.
상기 제1충진블럭은, 상측에서 보았을 때, 일 단부가 타 단부를 향하도록 휘어져 상기 제2충진블럭을 감싸는 형상으로 형성되며, 상기 충진블럭은, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부의 사이에 삽입되며, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부를 가압하여 상기 제1충진블럭을 상기 지지본체의 내주면에 밀착시키는 제3충진블럭을 더 포함할 수 있다.
상기 제3충진블럭은, 상기 지지본체의 원주방향 기준 두께가, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 원주방향 기준 간격보다 크게 형성될 수 있다.
상기 평형수 공급수단은, 상기 제2충진블럭의 반경방향 외측에서 상기 제1충진블럭을 관통하며, 상기 충진블럭의 하측에 형성된 평형수 수용공간으로 평형수를 공급하는 공급파이프와, 상기 제2충진블럭을 기준으로 상기 공급파이프의 반대 측에서 상기 제1충진블럭을 관통하며, 상기 평형수 수용공간으로부터 평형수를 외부로 토출하는 토출파이프를 포함할 수 있다.
상기 제2충진블럭은, 외경이 상기 제1충진블럭의 내경보다 크게 형성되며, 압축에 의해 상기 제1충진블럭의 내측에 억지 끼움으로 삽입되는 부유식 해상풍력발전장치.
또한, 본 발명은, (A) 해상에 설치되는 풍력발전기와, 상기 풍력발전기의 외측에 배치되는 속이 빈 형상의 지지본체와, 상기 지지본체와 풍력발전기를 서로 연결하는 프레임을 준비하는 단계; (B) 일 단부와 타 단부가 서로 마주보도록 상기 지지본체의 원주방향을 따라 휘어진 형상의 제1충진블럭을, 상기 지지본체의 내부로 삽입하는 단계; 및 (C) 상기 제1충진블럭의 내부와, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로, 각각 제2충진블럭과 제3충진블럭을 삽입하는 단계를 포함하는 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법을 제공한다.
상기 C 단계는, 상기 제1충진블럭의 내부로 상기 제2충진블럭을 삽입한 후, 상기 제3충진블럭을 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로 삽입할 수 있다.
상기 C 단계는, 상기 제3충진블럭을 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로 삽입한 후, 상기 제1충진블럭의 내부로 상기 제2충진블럭을 삽입할 수 있다.
상기 제2충진블럭은, 외경이 상기 제1충진블럭의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제3충진블럭은, 상기 지지본체의 원주방향 기준 두께가, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 원주방향 기준 간격보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제1충진블럭, 제2충진블럭 및 제3충진블럭은, 발포성 폴리스티렌(EPS; Expandable Polystyrene) 소재로 형성된 부유식 해상풍력발전장치.
본 발명에 따른 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법에 의하면, 풍력발전기의 평형을 유지하도록 구비된 지지체가, 지지본체와, 상기 지지본체보다 밀도가 작은 EPS(Expandable Polystyrene) 소재의 충진블럭을 포함하는 구조로 설계됨으로써, 지지체의 제조에 필요한 스틸(Steel)의 비중을 줄여 LCOE(Levelized cost of energy)의 절감 및 경제성 확보가 가능하며, 외부의 충격에 의한 지지본체의 손상 시에도 충진블럭이 지지본체를 지지하도록 하여 장치의 작동이 안정적으로 지속되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A-A 선을 따라 절단된 모습을 나타낸 지지체의 종단면도이다.
도 3은 도 2에서 B-B 선을 따라 절단된 모습을 나타낸 지지체의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치(1000)는, 풍력발전기(1100), 복수개의 지지체(1200) 및 복수개의 프레임(1300)을 포함한다.
상기 풍력발전기(1100)는, 해상에 설치되며 해상에서 부는 바람을 이용하여 전기를 생성하는 것으로서, 부유체(1110), 타워(1120), 발전부(1130) 및 복수개의 블레이드(1140)를 포함한다. 상기 부유체(1110)는, 해상에 설치되며, 상기 복수개의 프레임(1300)이 연결된다. 상기 타워(1120)는, 상기 부유체(1110)의 상단에 결합되며, 수직으로 배치된다. 상기 발전부(1130)는, 상기 타워(1120)의 상단에 결합되며, 상기 복수개의 블레이드(1140)가 회전 가능하게 설치된다. 그리고 상기 발전부(1130)는, 상기 복수개의 블레이드(1140)가 회전함에 따라, 전기를 생성한다.
상기 복수개의 지지체(1200)는, 상기 부유체(1110)의 반경방향 외측에서 등 간격으로 서로 이격되도록 배치된다. 상기 복수개의 프레임(1300)은, 상기 복수개의 지지체(1200)와 상기 부유체(1110)의 사이에서, 상기 복수개의 지지체(1200)를 상기 부유체(1110)에 연결시킨다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 지지체(1200)는, 지지본체(1210), 충진블럭(1220), 평형수 공급수단(1230) 및 격벽(1240)을 포함한다.
상기 지지본체(1210)는, 속이 빈 실린더 형상으로 형성된다. 상기 지지본체(1210)는 스틸(Steel) 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 지지본체(1210)는, 상부지지본체(1211)와 하부지지본체(1212)를 포함한다. 상기 상부지지본체(1211)는, 내부 공간에 상기 충진블럭(1220)이 수용된다. 상기 하부지지본체(1211)는, 상기 상부지지본체(1211)의 하부에 연결되며, 내부에 상기 상부지지본체(1211)의 내부공간보다 더 큰 평형수 수용공간(1213)이 형성된다.
상기 충진블럭(1220)은, 상기 상부지지본체(1211)의 내부에 수용된다. 그리고 상기 충진블럭(1220)은, 상기 지지본체(1210)보다 밀도가 작은 소재로 형성된다. 예를 들면, 상기 충진블럭(1220)은, 발포성 폴리스티렌(EPS; Expandable Polystyrene) 소재로 형성될 수 있다. 발포성 폴리스티렌은 단위중량이 스틸의 약 4/1000이며, 내수성이 우수하며, 내압축성도 약 8 ton/m3로 매우 우수하다는 특징이 있다. 따라서 이와 같은 충진블럭(1220)을 상기 지지본체(1210)의 내부에 설치하는 구조로 지지체(1200)를 설계하는 경우, 지지체(1200)의 제조에 필요한 스틸(Steel)의 비중을 줄여 LCOE(Levelized cost of energy)의 절감 및 경제성 확보가 가능하며, 외부의 충격에 의한 지지본체(1210)의 손상 시에도 충진블럭(1220)이 지지본체(1210)를 지지하도록 하여 장치의 작동이 안정적으로 지속되도록 할 수 있다.
상기 충진블럭(1220)은, 제1충진블럭(1221), 제2충진블럭(1222), 제3충진블럭(1223)을 포함한다. 상기 제1충진블럭(1221)은, 중공 형상으로 형성되며, 외주면이 상기 상부지지본체(1211)의 내주면과 접하도록 배치된다. 상기 제2충진블럭(1221)은, 상기 제1충진블럭(1221)의 내부로 삽입되며, 상기 제1충진블럭(1221)을 반경방향 외측으로 가압한다. 도 3을 참조하면, 상기 제1충진블럭(1221)은, C자 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1충진블럭(1221)은, 상측에서 보았을 때, 일 단부가 타 단부를 향하도록 상기 상부지지본체(1211)의 원주방향을 따라 휘어져, 상기 제2충진블럭(1222)을 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 제3충진블럭(1223)은, 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부의 사이에 삽입되며, 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부를 가압하여 상기 제1충진블럭(1221)을 상기 상부지지본체(1211)의 내부면에 밀착시킨다.
상기 충진블럭(1220)은, 상기 제1충진블럭(1221)이 상기 상부지지본체(1211)에 삽입된 상태에서, 상기 제2충진블럭(1222)이 상기 제1충진블럭(1221)의 중심으로 삽입되어 상기 제1충진블럭(1221)을 반경방향 외측으로 가압한 후, 상기 제2충진블럭(1222)이 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이로 삽입될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제2충진블럭(1222)의 외경은, 상기 제1충진블럭(1221)의 내경보다 더 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1충진블럭(1221)이 상기 상부지지본체(1211)의 내부에 삽입된 후 상기 제2충진블럭(1222)이 상기 제1충진블럭(1221)의 내부로 삽입될 시에, 상기 제2충진블럭(1222)은 압축에 의해 상기 제1충진블럭의 내측에 억지 끼움으로 삽입되며, 상기 제2충진블럭(1222)은 상기 제1충진블럭(1221)을 반경방향 외측으로 가압하여 상기 제1충진블럭(1221)을 상기 상부지지본체(1211)의 내주면에 밀착시키게 된다. 한편, 여기서 상기 제2충진블럭(1222)은, 반경방향 내측으로 압축된 상태에서 상기 제1충진블럭(1221)의 내부로 삽입된 후, 상기 제1충진블럭(1221)의 내부에서 반경방향 외측으로 팽창함에 따라 상기 제1충진블럭(1222)을 반경방향 외측으로 가압할 수 있다.
이와는 반대로, 상기 충진블럭(1220)은, 상기 제1충진블럭(1221)이 상기 상부지지본체(1211)에 삽입된 상태에서, 상기 제3충진블럭(1223)이 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이로 삽입됨에 따라 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부를 가압하여 상기 제1충진블럭(1221)을 상기 상부지지본체(1211)의 내부면에 밀착시킨 후, 상기 제2충진블럭(1222)이 상기 제1충진블럭(1221)의 중심으로 삽입될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제3충진블럭(1223)은, 상기 상부지지본체(1211)의 원주방향 기준 두께가, 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이의 원주방향 간격보다 더 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 이 경우, 상기 제1충진블럭(1221)이 상기 상부지지본체(1211)의 내부에 삽입된 후 상기 제3충진블럭(1223)이 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로 삽입될 시에, 상기 제3충진블럭(1223)은 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부를 각각 원주방향을 따라 가압하여 상기 제1충진블럭(1221)을 상기 상부지지본체(1211)의 내주면에 밀착시키게 된다. 한편, 여기서 상기 제3충진블럭(1223)은, 원주방향을 기준으로 압축된 상태에서 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부의 사이 틈새로 삽입된 후, 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부의 사이에서 원주방향을 따라 팽창함으로써, 상기 제1충진블럭(1222)의 일 단부와 타 단부를 원주방향을 따라 가압하게 된다.
상술한 방식 중 어떠한 것이든, 상기 제2충진블럭(1222)과 제3충진블럭(1223)은, 상기 제1충진블럭(1221)을 상기 상부지지본체(1211)의 내주면에 밀착시켜, 상기 상부지지본체(1211)의 내부에서 상기 제1충진블럭(1221), 제2충진블럭(1222), 제3충진블럭(1223)이 서로 견고하게 밀착되어 상기 상부지지본체(1211)를 지지하는 구조로 설계된다.
상기 평형수 공급수단(1230)은, 상기 제1충진블럭(1221)을 관통하며, 상기 평형수 수용공간(1213)으로 평형수를 공급한다. 더욱 상세하게는, 상기 평형수 공급수단(1230)은, 공급파이프(1231)와 토출파이프(1232)를 포함한다. 상기 공급파이프(1231)는, 상기 제2충진블럭(1222)의 반경방향 외측에서 상기 제1충진블럭(1221)을 관통하며, 상기 평형수 수용공간(1213)으로 평형수를 공급한다. 상기 토출파이프(1232)는, 상기 제2충진블럭(1222)을 기준으로 상기 공급파이프(1231)의 반대 측에서 상기 제1충진블럭(1221)을 관통하며, 상기 평형수 수용공간(1213)에 수용된 냉각수를 외부로 토출한다.
상기 격벽(1240)은, 상기 충진블럭(1220)과 상기 평형수 수용공간(1213)의 사이에 설치된다. 이때, 상기 공급파이프(1231)와 토출파이프(1232)는, 각각 하단부가 상기 격벽(1240)을 관통하여 상기 평형수 수용공간(1213)에 삽입된다.
이하부터는, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치(1000)의 제조방법에 관해 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 우선, A 단계는, 해상에 설치되는 풍력발전기(1100)와, 상기 풍력발전기(1100)의 외측에 배치되는 속이 빈 형상의 지지본체(1210)와, 상기 지지본체(1210)와 풍력발전기(1100)를 서로 연결하는 프레임(1300)을 준비한다. 그리고 B 단계는, 일 단부와 타 단부가 서로 마주보도록 상기 지지본체(1210)의 원주방향을 따라 휘어진 형상의 제1충진블럭(1221)을, 상기 지지본체(1210)의 내부로 삽입한다. 마지막으로, C 단계는, 상기 제1충진블럭(1221)의 내부와, 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로, 각각 제2충진블럭(1222)과 제3충진블럭(1223)을 삽입한다.
이때, 상기 제1충진블럭(1221), 제2충진블럭(1222) 및 제3충진블럭(1223)은, 발포성 폴리스티렌(EPS; Expandable Polystyrene) 소재로 형성될 수 있다. 그리고 상기 제2충진블럭(1222)은, 외경이 상기 제1충진블럭(1221)의 내경보다 크게 형성되며, 상기 제3충진블럭(1223)은, 상기 지지본체(1210)의 원주방향 기준 두께가, 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이의 원주방향 기준 간격보다 크게 형성될 수 있다.
상기 C 단계는, 상기 제1충진블럭(1221)의 내부로 상기 제2충진블럭(1222)을 삽입한 후, 상기 제3충진블럭(1223)을 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로 삽입할 수 있다. 또는, 상기 C 단계는, 상기 제3충진블럭(1223)을 상기 제1충진블럭(1221)의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로 삽입한 후, 상기 제1충진블럭(1221)의 내부로 상기 제2충진블럭(1222)을 삽입할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 해상풍력발전장치 및 그 제조방법에 의하면, 풍력발전기의 평형을 유지하도록 구비된 지지체가, 지지본체와, 상기 지지본체보다 밀도가 작은 EPS(Expandable Polystyrene) 소재의 충진블럭을 포함하는 구조로 설계됨으로써, 지지체의 제조에 필요한 스틸(Steel)의 비중을 줄여 LCOE(Levelized cost of energy)의 절감 및 경제성 확보가 가능하며, 외부의 충격에 의한 지지본체의 손상 시에도 충진블럭이 지지본체를 지지하도록 하여 장치의 작동이 안정적으로 지속되도록 할 수 있다.
1000 : 부유식 해상풍력발전장치
1100 : 풍력발전기 1200 : 지지체
1210 : 지지본체 1220 : 충진블럭
1230 : 평형수 공급수단 1240 : 격벽
1300 : 프레임

Claims (16)

  1. 해상에 설치되는 풍력발전기;
    속이 빈 지지본체의 내부 공간 일측에 설치되는 충진블럭과, 상기 지지본체의 내부 공간 타측에 평형수를 공급하는 평형수 공급수단을 포함하며, 상기 풍력발전기의 평형이 유지되도록 외측에 연결되는 복수개의 지지체; 및
    상기 지지체와 풍력발전기를 서로 연결하는 복수개의 프레임;을 포함하고,
    상기 충진블럭은,
    상기 지지본체의 내주면과 접하는 제1충진블럭과,
    상기 제1충진블럭의 내부로 삽입되어 상기 제1충진블럭을 반경방향 외측으로 가압하는 제2충진블럭과,
    상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부의 사이에 삽입되며, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부를 가압하여 상기 제1충진블럭을 상기 지지본체의 내주면에 밀착시키는 제3충진블럭을 포함하며,
    상기 제1충진블럭은, 상측에서 보았을 때, 일 단부가 타 단부를 향하도록 휘어져 상기 제2충진블럭을 감싸는 형상으로 형성되는 부유식 해상풍력발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 충진블럭은, 발포성 폴리스티렌(EPS; Expandable Polystyrene) 소재로 형성된 부유식 해상풍력발전장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 평형수 공급수단은, 상기 충진블럭을 관통하며, 상기 충진블럭의 하측에 형성된 평형수 수용공간으로 평형수를 공급하는 부유식 해상풍력발전장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지체는,
    상기 충진블럭과 상기 평형수 수용공간의 사이에 설치되며, 상기 평형수 공급수단이 관통되는 격벽을 더 포함하는 부유식 해상풍력발전장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지본체는,
    내부 공간에 상기 충진블럭이 수용되는 상부지지본체와,
    상기 상부지지본체의 하부에 연결되는 하부지지본체를 포함하며,
    상기 평형수 공급수단은, 상기 충진블럭을 관통하며, 상기 하부지지본체의 내부 공간으로 평형수를 공급하는 부유식 해상풍력발전장치.

  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3충진블럭은, 상기 지지본체의 원주방향 기준 두께가, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 원주방향 기준 간격보다 크게 형성된 부유식 해상풍력발전장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 평형수 공급수단은,
    상기 제2충진블럭의 반경방향 외측에서 상기 제1충진블럭을 관통하며, 상기 충진블럭의 하측에 형성된 평형수 수용공간으로 평형수를 공급하는 공급파이프와,
    상기 제2충진블럭을 기준으로 상기 공급파이프의 반대 측에서 상기 제1충진블럭을 관통하며, 상기 평형수 수용공간으로부터 평형수를 외부로 토출하는 토출파이프를 포함하는 부유식 해상풍력발전장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2충진블럭은, 외경이 상기 제1충진블럭의 내경보다 크게 형성되며, 압축에 의해 상기 제1충진블럭의 내측에 억지 끼움으로 삽입되는 부유식 해상풍력발전장치.
  11. (A) 해상에 설치되는 풍력발전기와, 상기 풍력발전기의 외측에 배치되는 속이 빈 형상의 지지본체와, 상기 지지본체와 풍력발전기를 서로 연결하는 프레임을 준비하는 단계;
    (B) 일 단부와 타 단부가 서로 마주보도록 상기 지지본체의 원주방향을 따라 휘어진 형상의 제1충진블럭을, 상기 지지본체의 내부로 삽입하는 단계; 및
    (C) 상기 제1충진블럭의 내부와, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로, 각각 제2충진블럭과 제3충진블럭을 삽입하는 단계를 포함하는 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 C 단계는,
    상기 제1충진블럭의 내부로 상기 제2충진블럭을 삽입한 후, 상기 제3충진블럭을 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로 삽입하는 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 C 단계는,
    상기 제3충진블럭을 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 틈새로 삽입한 후, 상기 제1충진블럭의 내부로 상기 제2충진블럭을 삽입하는 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2충진블럭은, 외경이 상기 제1충진블럭의 내경보다 크게 형성된 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 제3충진블럭은, 상기 지지본체의 원주방향 기준 두께가, 상기 제1충진블럭의 일 단부와 타 단부 사이의 원주방향 기준 간격보다 크게 형성된 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1충진블럭, 제2충진블럭 및 제3충진블럭은, 발포성 폴리스티렌(EPS; Expandable Polystyrene) 소재로 형성된 부유식 해상풍력발전장치의 제조방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140167421A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 IFP Energies Nouvelles Offshore wind turbine on offset floating support
KR101487804B1 (ko) * 2014-11-04 2015-01-30 세종대학교산학협력단 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼
KR101840649B1 (ko) * 2017-11-20 2018-03-21 알렌 주식회사 해상 발전플랫폼의 부유시스템
KR20190096179A (ko) 2018-02-08 2019-08-19 경북부유식해상풍력발전 주식회사 해상 발전구조물의 부유시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140167421A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 IFP Energies Nouvelles Offshore wind turbine on offset floating support
KR101487804B1 (ko) * 2014-11-04 2015-01-30 세종대학교산학협력단 해상 풍력발전용 반잠수식 ｅｐｓ 채움 콘크리트 플랫폼
KR101840649B1 (ko) * 2017-11-20 2018-03-21 알렌 주식회사 해상 발전플랫폼의 부유시스템
KR20190096179A (ko) 2018-02-08 2019-08-19 경북부유식해상풍력발전 주식회사 해상 발전구조물의 부유시스템

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