KR102359506B1 - 해상 풍력발전 설비의 고정 방법 - Google Patents

해상 풍력발전 설비의 고정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102359506B1
KR102359506B1 KR1020200057509A KR20200057509A KR102359506B1 KR 102359506 B1 KR102359506 B1 KR 102359506B1 KR 1020200057509 A KR1020200057509 A KR 1020200057509A KR 20200057509 A KR20200057509 A KR 20200057509A KR 102359506 B1 KR102359506 B1 KR 102359506B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
anchor chain
floating body
wind power
fixing
spar
Prior art date
Application number
KR1020200057509A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210140868A (ko
Inventor
김용휘
Original Assignee
마스텍중공업 주식회사
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 마스텍중공업 주식회사 filed Critical 마스텍중공업 주식회사
Priority to KR1020200057509A priority Critical patent/KR102359506B1/ko
Publication of KR20210140868A publication Critical patent/KR20210140868A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102359506B1 publication Critical patent/KR102359506B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/04Fastening or guiding equipment for chains, ropes, hawsers, or the like
    • B63B21/10Fairleads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/24Anchors
    • B63B21/26Anchors securing to bed
    • B63B21/27Anchors securing to bed by suction
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B63B2021/505Methods for installation or mooring of floating offshore platforms on site
    • 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
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2209/00Energy supply or activating means
    • B63B2209/20Energy supply or activating means wind energy
    • 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

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)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 반잠수식 해상 풍력발전 설비를 스파형 부유체 및 앵커체인을 이용하여 흔들림이 최소화되도록 고정할 수 있는 해상 풍력발전 설비의 고정 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 수중에 기립된 상태로 부유하도록 구비되는 스파(spar)형 부유체, 상기 스파형 부유체의 하단부에 설치되는 밸라스트부, 상기 스파형 부유체의 상단부에 기둥이 연결된 상태로 설치되는 풍력발전기를 포함하는 풍력발전 설비를 해상에 고정하는 방법에 있어서, 상기 부유체의 상단부에 원주방향을 따라 배치되는 복수 개의 상부브라켓을 설치하고, 상기 부유체의 하단부에 원주방향을 따라 배치되는 복수 개의 페어리더를 설치하며, 상측의 각 상부브라켓에 앵커체인의 상단부를 결합하여 고정한 뒤, 상기 앵커체인을 하측의 각 페어리더에 통과시켜 앵커체인이 부유체로부터 아래로 비스듬하게 연장되도록 하고, 복수 개의 앵커체인이 각각의 상부브라켓 및 페어리더에 의해 안내 및 지지되도록 한 상태에서 각 앵커체인의 하단부를 해저면에 고정하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 설비의 고정 방법이 개시된다.

Description

해상 풍력발전 설비의 고정 방법{Method for fixing marine wind generator}
본 발명은 해상 풍력발전 설비의 고정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반잠수식 풍력발전 설비를 해상에서 스파형(spar type) 부유체 및 앵커체인(anchor chain)을 이용하여 안정적으로 고정할 수 있는 해상 풍력발전 설비의 고정 방법에 관한 것이다.
기존의 전기 생산방식인 원자력발전 및 화력발전 등을 탈피하여 신재생 에너지 생산방식으로서 친환경적인 풍력발전이 각광을 받고 있다.
그동안 풍력발전 설비는 주로 육상에 설치되어 왔으나, 최근에는 육상에 비해 바람의 질이 좋은 해상에 설치되고 있으며, 그 이유는 해상 풍력발전은 육상 풍력발전에 비해 설치부지나 규모의 제한이 적고, 주변 지형의 영향을 적게 받으면서 안정적인 풍력을 공급받을 수 있다는 장점이 있기 때문이다.
이러한 해상 풍력발전 설비는 크게 부유식과 고정식으로 구분되며, 고정식 해상 풍력발전 설비는 부유식 해상 풍력발전 설비에 비해 구조는 간단하지만 고정을 위해 해저 기초공사가 필요한 단점이 있고, 부유식 해상 풍력발전 설비는 고정식 해상 풍력발전 설비에 비해 해저 기초공사가 불필요하거나 최소화될 수 있는 장점이 있다.
하지만, 부유식 해상 풍력발전 설비는 파도 및 바람 등의 주위 환경의 영향을 많이 받아 안정적인 평형 자세를 유지하기 어렵기 때문에 별도의 계류장치 및 고정장치가 필요하다.
특히, 스파형 부유체를 이용하는 해상 설비에서는 부유체의 운동이 최소화되어야 하고, 부유체와 앵커체인 사이의 마찰이 최소화되어야 한다.
부유체와 앵커체인 간의 마찰은 체인의 수명을 크게 단축시키므로 마찰은 물론 마찰로 인한 부유체와 앵커체인의 진동, 나아가 설비 전체의 진동이 최소화되어야 한다.
등록특허공보 등록번호 제10-1293342호(2013.07.30)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 반잠수식 해상 풍력발전 설비를 스파형 부유체 및 앵커체인을 이용하여 흔들림이 최소화되도록 안정적으로 고정할 수 있는 해상 풍력발전 설비의 고정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 수중에 기립된 상태로 부유하도록 구비되는 스파(spar)형 부유체, 상기 스파형 부유체의 하단부에 설치되는 밸라스트부, 상기 스파형 부유체의 상단부에 기둥이 연결된 상태로 설치되는 풍력발전기를 포함하는 풍력발전 설비를 해상에 고정하는 방법에 있어서, 상기 부유체의 상단부에 원주방향을 따라 배치되는 복수 개의 상부브라켓을 설치하고, 상기 부유체의 하단부에 원주방향을 따라 배치되는 복수 개의 페어리더를 설치하며, 상측의 각 상부브라켓에 앵커체인의 상단부를 결합하여 고정한 뒤, 상기 앵커체인을 하측의 각 페어리더에 통과시켜 앵커체인이 부유체로부터 아래로 비스듬하게 연장되도록 하고, 복수 개의 앵커체인이 각각의 상부브라켓 및 페어리더에 의해 안내 및 지지되도록 한 상태에서 각 앵커체인의 하단부를 해저면에 고정하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 설비의 고정 방법을 제공한다.
여기서, 상기 스파형 부유체는, 동일 직경의 원통 형상을 가지면서 상하로 길게 기립된 상태로 수중에 배치되고, 상단부에 상기 복수 개의 상부브라켓이 설치되며, 하단부에 상기 복수 개의 페어리더가 설치되는 몸체부; 상기 몸체부의 상단부에 일체로 형성되고, 직경이 상측으로 가면서 축소되는 형상을 가지는 제1 축소관부; 상기 제1 축소관부의 상단부에 일체로 형성되고, 동일 직경의 원통 형상을 가지는 원통부; 및 상기 원통부의 상단에 일체로 형성되고, 직경이 상측으로 가면서 축소되는 형상을 가지며, 상단부에 발전기의 기둥이 연결되되는 제2 축소관부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 상부브라켓은 부유체의 상단부 외주면에 간격을 두고 이격 설치되는 두 개의 플레이트, 및 상기 두 개의 플레이트 사이를 연결하는 연결축을 포함하고, 상기 상부브라켓의 연결축에 앵커체인의 상단부가 결합되는 것일 수 있다.
또한, 상기 페어리더는, 상기 부유체의 하단부 외주면에 고정 설치되는 마운팅 브라켓; 상기 마운팅 브라켓에 수직으로 설치되는 힌지축; 상기 힌지축의 외주상에 회전 가능하게 결합되는 가이드 브라켓; 및 상기 가이드 브라켓에 회전 가능하게 설치되어 앵커체인을 안내 및 지지하는 가이드 롤러를 포함하고, 상기 앵커체인을 마운팅 브라켓의 내측으로 통과시켜 가이드 롤러에 의해 아래 및 측방으로 비스듬하에 연장되도록 안내 및 지지시킬 수 있다.
또한, 상기 각 앵커체인의 하단부를 해저면에 선 시공된 콘크리트 구조물에 고정하는 석션 버켓의 방법으로 해저면에 고정할 수 있다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 반잠수식 해상 풍력발전 설비에서 스파형 부유체를 앵커체인을 이용하여 해상에 고정시킬 때, 상부브라켓과 페어리더를 이용하여, 각 앵커체인이 부유체로부터 아래로 가면서 측방으로 비스듬히 연장되도록 하면서, 복수 개의 앵커체인이 부유체를 중심으로 방사상으로 넓게 퍼지는 형태로 배치되도록 함으로써, 부유체 및 풍력발전기가 파도 및 바람 등에 의해 흔들리는 것을 최소화할 수 있고, 부유체 및 풍력발전기를 안정적으로 고정할 수 있게 된다.
둘째, 부유체가 앵커체인에 의해 안정적으로 고정 및 지지되어 부유체의 운동이 최소화될 수 있고, 부유체와 앵커체인 사이의 마찰 및 그로 인한 진동이 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고정 방법이 적용된 해상 풍력발전 설비를 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고정 방법이 적용된 해상 풍력발전 설비를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 해상 풍력발전 설비의 스파형 부유체를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전 설비의 고정을 위해 스파형 부유체의 상부브라켓에 앵커체인이 결합된 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 풍력발전 설비의 고정을 위해 스파형 부유체의 하부에 설치된 페어리더에 앵커체인이 결합된 상태를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 고정 방법이 적용된 해상 풍력발전 설비를 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고정 방법이 적용된 해상 풍력발전 설비를 나타내는 측면도이다.
또한, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 해상 풍력발전 설비의 스파형 부유체를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전 설비의 고정을 위해 스파형 부유체의 상부브라켓에 앵커체인이 결합된 상태를 보여주는 도면이다.
또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전 설비의 고정을 위해 스파형 부유체의 하부에 설치된 페어리더에 앵커체인이 결합된 상태를 보여주는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고정 방법이 적용되는 해상 풍력발전 설비(1)는 풍력발전기(10), 부유체(20), 밸라스트부(30), 앵커체인(40), 상부브라켓(50), 페어리더(60)를 포함한다.
본 발명에서 해상 풍력발전 설비(1)는 해상에 부유식 및 반잠수식으로 고정되는 부유 설비로서, 특히 수중에 기립된 상태로 부유하는 스파형(spar type) 부유체(20)와 앵커체인(40)을 이용하여 고정 및 지지된다.
또한, 앵커체인(40)은 상부브라켓(50)을 매개로 부유체(20)에 연결되고, 페어리더(60)에 의해 수중에서 정해진 방향으로 연장되도록 안내된다.
도 1을 참조하면, 풍력발전기(10)는 상하로 길게 배치되는 기둥(11), 상기 기둥(11)의 상부에 설치된 나셀(nacelle)(12), 및 상기 나셀(12)에 회전 가능하게 설치된 블레이드(blade)(13)를 포함한다.
상기 풍력발전기(10)의 기둥(11) 하단부는 상하로 길게 배치되는 스파형 부유체(20)의 상단부에 일체로 연결된다.
또한, 스파형 부유체(20)의 하단부에는 밸라스트(ballast)부가 설치되는데, 수중에서 밸라스트부(30)의 무게에 의해 부유체(20)가 직립으로 유지된 상태로 부유될 수 있게 된다.
본 발명에서 밸라스트부(30)는 부유체(20)의 흔들림을 최소화하기 위한 구성으로서, 공지의 밸라스팅 탱크(ballasting tank)가 될 수 있고, 이 밸라스팅 탱크를 이용하여 부유체(20) 및 발전 설비(1) 전체의 고정 높이(level)를 조정할 수 있다.
또한, 디밸라스팅(deballasting)을 통해 부유체(20)의 부력을 발생시켜 앵커체인(40)에 텐션을 부여함으로써 부유체의 안정성을 증대시킬 수 있고, 부유체의 흔들림을 최소화하여 발전 설비 전체를 안정적으로 유지 및 고정할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 풍력발전기(10)를 지지하도록 설치되는 스파형 부유체(20)의 예를 보여주고 있으며, 도시된 바와 같이, 부유체(20)는 상하로 길게 형성 및 배치되는 구조물로서, 상하 길이방향의 전 구간에서 걸쳐 원형 단면을 가지는 구조물일 수 있고, 해상에서 부력에 의해 뜰 수 있도록 내부가 빈 중공의 구조물일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 부유체(20)는 동일 직경의 원통 형상을 가지는 몸체부(21)와, 이 몸체부(21)의 상단부에 일체로 형성되고 직경이 상측으로 가면서 축소되는 형상을 가지는 제1 축소관부(22)와, 이 제1 축소관부(22)의 상단부에 일체로 형성되고 동일 직경의 원통 형상을 가지는 원통부(23)와, 이 원통부(23)의 상단부에 일체로 형성되고 직경이 상측으로 가면서 축소되는 형상을 가지는 제2 축소관부(24)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 부유체(20)에서 제2 축소관부(24)의 상측으로 풍력발전기(10)의 기둥(11)이 연결된다.
한편, 스파형 부유체(20)의 상부, 구체적으로 스파형 부유체(20)의 몸체부(21) 상단에는 앵커체인(40)의 상단부가 결합되는 상부브라켓(50)이 설치되고, 몸체부(21))의 하단부에는 앵커체인(40)을 아래로 가면서 측방으로 비스듬하게 안내 및 지지하는 페어리더(60)가 설치된다.
상기 스파형 부유체(20)가 수중에 수직으로 기립되어 부유된 상태일 때, 몸체부(21)와 함께 제1 축소관부(22)는 해수면 아래 수중에 위치될 수 있고, 원통부(23)는 적어도 일부가 수중에, 나머지는 수면 위에 위치될 수 있으며, 제2 축소관부(24)는 전체가 수면 위에 위치될 수 있다.
따라서, 스파형 부유체(20)의 몸체부(21)에 설치되는 상부브라켓(50)과 페어리더(60)는 모두 수중에 위치되고, 이 중에서 페어리더(60)는 몸체부(21)와 밸라스트부(30) 사이의 경계 부분에 설치될 수 있다.
이때, 복수 개의 상부브라켓(50)이 스파형 부유체(20)의 몸체부(21) 상단에 그 원주방향을 따라 정해진 간격으로 배치되도록 설치될 수 있고, 이때 상부브라켓(50)들이 모두 동일 높이에 위치되도록 설치될 수 있다.
또한, 복수 개의 페어리더(60)가 스파형 부유체(20)의 몸체부(21) 하단에 그 원주방향을 따라 정해진 간격으로 배치되도록 설치될 수 있고, 이때 페어리더(60)들이 역시 모두 동일 높이에 위치하도록 설치될 수 있다.
상기 각 상부브라켓(50)은 부유체(20)의 몸체부(21) 상단 외주면에 고정되도록 설치되는 것으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 간격을 두고 이격 설치되는 두 개의 플레이트(51) 및 상기 두 개의 플레이트(51) 사이를 연결하는 연결축(52)으로 구성될 수 있다.
상부브라켓(50)에서 두 개의 플레이트(51)는 몸체부(21) 외주면에 나란하게 배치되도록 용접 등의 방식으로 고정될 수 있다.
이때, 두 개의 플레이트(51) 사이에 위치되는 연결축(52)에 앵커체인(40)의 상단부가 결합되고, 수중에서 앵커체인(40)은 상부브라켓(50)에서 부유체(20)의 몸체부(21) 하단에 설치된 페어리더(60)로 연장된 뒤 페어리더(60)에서 아래 및 측방으로 비스듬하게 해저면을 향해 길게 연장된다.
이와 같이 앵커체인(40)이 상부브라켓(50)에서 페어리더(60)를 향해 하방으로 연장된 뒤 페어리더(60)를 통과하여 아래 및 측방으로 비스듬하게 연장될 때, 복수 개의 앵커체인(40)이 페어리더(60)에서 아래로 가면서 부유체(20)를 중심으로 사방으로 퍼지는 배치 형태가 되도록 연장될 수 있다.
즉, 각 앵커체인(40)이 하단부로 가면서 부유체(20)로부터 점차 멀어지도록 길게 연장되고, 이때 각 앵커체인(40)의 하단부는 석션 버켓(suction bucket)의 방법으로 해저면에 고정될 수 있다.
석션 버켓의 방법은, 강철 원통을 해저에 삽입한 뒤 원통 내부의 바다 흙을 모두 파내고, 이후 원통 내부에 콘크리트를 채운 뒤 강철 원통을 빼내는 방법으로 해저에 콘크리트 기둥을 포함하는 콘크리트 구조물을 시공한 후, 콘크리트 구조물에 앵커체인(40)을 고정하는 방법이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 총 4개의 상부브라켓(50)과 총 4개의 페어리더(60)를 부유체(20)의 상부와 하부에 부유체(20)의 원주방향을 따라 대략 90°의 등 간격으로 배치한 예가 나타나 있다.
이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 상부브라켓(50)과 페어리더(60), 앵커체인(40)의 수는 다양하게 변경 가능하고, 예를 들면 이들의 수가 4개 외에도 3개, 5개, 6개, 7개 또는 8개로 정해질 수 있다.
상기 페어리더(60)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 부유체(20)의 몸체부(21) 하단 외주면에 고정 설치되는 마운팅 브라켓(61), 마운팅 브라켓(61)의 장착홈(62) 내에 수직으로 길게 설치되는 원형 단면의 힌지축(3), 일단부가 힌지축(63)의 외주상에 회전 가능하게 결합되는 가이드 브라켓(64), 그리고 가이드 브라켓(64)의 내측에 회전 가능하게 설치되는 가이드 롤러(67)를 포함하여 구성된다.
상기 가이드 브라켓(64)에서 그 일단부인 힌지축(63)과의 결합부(66)는 원통 형상으로 형성되고, 이 가이드 브라켓(64)의 원통형 결합부(66)가 힌지축(63)의 외주면 상에 회전 가능하게 결합된다.
또한, 상기 가이드 브라켓(64)은 결합부(66)에 일체로 결합된 나란한 두 플레이트(65)를 가지며, 이때 상기 힌지축(63)과의 결합부(66)가 두 플레이트(65)의 일단부에 위치되도록 형성된다.
또한, 상기 가이드 롤러(67)는 두 플레이트(65)에 회전 가능하게 지지되도록 결합되는데, 두 플레이트(65) 사이에 수평의 회전중심축을 가지도록 배치된다.
이로써, 각 앵커체인(40)은 상단부가 상부브라켓(50)에 결합된 상태로 하방으로 연장되어 페어리더(60)의 가이드 브라켓(64) 내측을 통과하고, 가이드 롤러(67)에 의해 측방 및 하방으로 안내 및 지지되면서 부유체(20)로부터 아래 및 측방으로 비스듬하게 연장되게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 고정 방법에서는, 부유체(20)에서 수중에 위치되는 몸체부(21)의 상단부에 복수 개의 상부브라켓(50)을 설치하고, 상기 몸체부(21)의 하단부에 복수 개의 페어리더(60)를 설치하여, 각 앵커체인(40)의 상단부를 각 상부브라켓(50)에 결합 및 지지한 상태로 앵커체인(40)을 하방으로 길게 연장시켜 각 페어리더(60)의 내측으로 통과킨다.
이때, 수중에서 각 앵커체인(40)을 페어리더(60)의 가이드 롤러(67)에 의해 안내 및 지지되도록 아래 및 측방으로 비스듬하게 연장시키고, 각 페어리더(60)에서 아래 및 측방으로 비스듬하게 연장된 앵커체인(40)의 하단부를 해저면에 고정함으로써, 부유체(20)를 포함한 풍력발전 설비(1) 전체를 해상에 반잠수식으로 부유 및 고정시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 해상 풍력발전 설비(1)의 계류장치(mooring fitting)로서, 상측의 상부브라켓(50)과 하측의 페어리더(60)를 이용하여, 각 앵커체인(40)이 부유체(20)로부터 해저면을 향해 아래 및 측방으로 비스듬히 연장 및 안내되도록 하는 동시에, 전체 앵커체인(40)들이 부유체(20)를 중심으로 방사상으로 퍼지는 형태가 되도록 배치됨으로써, 반잠수식 스파형 부유체(20)를 이용하는 풍력발전 설비(1)를 해상에서 안정적으로 고정할 수 있게 된다.
결국, 반잠수식 부유체(20) 및 발전 설비 전체를 흔들림(PITCHING, YAWING, ROLLING 등)이 최소화되도록 고정할 수 있고, 흔들림을 최소화하여 풍력발전 설비(1)의 발전효율을 높일 수 있다.
또한, 부유체(20)의 운동, 부유체(20)와 앵커체인(40) 간 마찰, 마찰로 인한 진동을 최소화할 수 있고, 마찰로 인한 앵커체인(40) 등의 수명 단축 문제를 해소할 수 있게 된다.
1 : 풍력발전 설비 10 : 풍력발전기
11 : 기둥 12 : 나셀
13 : 블레이드 20 : 부유체
21 : 몸체부 22 : 제1 축소관부
23 : 원통부 24 : 제2 축소관부
30 : 밸라스트부 40 : 앵커체인
50 : 상부브라켓 51 : 플레이트
52 : 연결축 60 : 페어리더
61 : 마운팅 브라켓 62 : 장착홈
63 : 힌지축 64 : 가이드 브라켓
65 : 플레이트 66 : 결합부
67 : 가이드 롤러 70 : 콘크리트 구조물

Claims (5)

  1. 수중에 기립된 상태로 부유하도록 구비되는 스파(spar)형 부유체(20), 상기 스파형 부유체(20)의 하단부에 설치되는 밸라스트부(30), 상기 스파형 부유체(20)의 상단부에 기둥(11)이 연결된 상태로 설치되는 풍력발전기(10)를 포함하는 풍력발전 설비(1)를 해상에 고정하는 방법에 있어서,
    상기 부유체(20)의 상단부에 원주방향을 따라 배치되는 복수 개의 상부브라켓(50)을 설치하고,
    상기 부유체(20)의 하단부에 원주방향을 따라 배치되는 복수 개의 페어리더(60)를 설치하며,
    상측의 각 상부브라켓(50)에 앵커체인(40)의 상단부를 결합하여 고정한 뒤, 상기 앵커체인(40)을 하측의 각 페어리더(60)에 통과시켜 앵커체인(40)이 부유체(20)로부터 아래로 비스듬하게 연장되도록 하고,
    복수 개의 앵커체인(40)이 각각의 상부브라켓(50) 및 페어리더(60)에 의해 안내 및 지지되도록 한 상태에서 각 앵커체인(40)의 하단부를 해저면에 고정하며,
    상기 상부브라켓(50)은 부유체(20)의 상단부 외주면에 간격을 두고 이격 설치되는 두 개의 플레이트(51), 및 상기 두 개의 플레이트(51) 사이를 연결하는 연결축(52)을 포함하고,
    상기 상부브라켓(50)의 연결축(52)에 앵커체인(40)의 상단부가 결합되며,
    상기 페어리더(60)는
    상기 부유체(20)의 하단부 외주면에 고정 설치되는 마운팅 브라켓(61);
    상기 마운팅 브라켓(61)에 수직으로 설치되는 힌지축(63);
    상기 힌지축(63)의 외주상에 회전 가능하게 결합되는 가이드 브라켓(64); 및
    상기 가이드 브라켓(64)에 회전 가능하게 설치되어 앵커체인(40)을 안내 및 지지하는 가이드 롤러(67)를 포함하고,
    상기 앵커체인(40)을 가이드 브라켓(64)의 내측으로 통과시켜 가이드 롤러(67)에 의해 아래 및 측방으로 비스듬하게 연장되도록 안내 및 지지시키는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 설비의 고정방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스파형 부유체(20)는
    동일 직경의 원통 형상을 가지면서 상하로 길게 기립된 상태로 수중에 배치되고, 상단부에 상기 복수 개의 상부브라켓(50)이 설치되며, 하단부에 상기 복수 개의 페어리더(60)가 설치되는 몸체부(21);
    상기 몸체부(21)의 상단부에 일체로 형성되고, 직경이 상측으로 가면서 축소되는 형상을 가지는 제1 축소관부(22);
    상기 제1 축소관부(22)의 상단부에 일체로 형성되고, 동일 직경의 원통 형상을 가지는 원통부(23); 및
    상기 원통부(23)의 상단에 일체로 형성되고, 직경이 상측으로 가면서 축소되는 형상을 가지며, 상단부에 발전기(10)의 기둥(11)이 연결되는 제2 축소관부(24)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 설비의 고정 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 앵커체인(40)의 하단부를 해저면에 선 시공된 콘크리트 구조물에 고정하는 석션 버켓의 방법으로 해저면에 고정하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 설비의 고정 방법.
KR1020200057509A 2020-05-14 2020-05-14 해상 풍력발전 설비의 고정 방법 KR102359506B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057509A KR102359506B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 해상 풍력발전 설비의 고정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057509A KR102359506B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 해상 풍력발전 설비의 고정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210140868A KR20210140868A (ko) 2021-11-23
KR102359506B1 true KR102359506B1 (ko) 2022-02-09

Family

ID=78694867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200057509A KR102359506B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 해상 풍력발전 설비의 고정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102359506B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120266800A1 (en) * 2009-04-30 2012-10-25 Technip France Spar mooring line sharing method and system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5845893A (en) * 1997-03-14 1998-12-08 Bardex Engineering, Inc. Underwater self-aligning fairlead latch device for mooring a structure at sea
KR20120132131A (ko) * 2011-05-27 2012-12-05 삼성중공업 주식회사 비상견인장치 및 이를 가지는 선박
KR101293342B1 (ko) 2012-06-14 2013-08-05 재단법인 포항산업과학연구원 고정식 해상풍력발전기의 하부구조물 작업 및 구조 안전성 향상을 위한 보루
KR101722202B1 (ko) * 2015-07-21 2017-03-31 삼성중공업 주식회사 석션 파일 앵커
KR20240025054A (ko) * 2016-11-29 2024-02-26 하이윈드 에이에스 부유식 풍력 터빈 구조체를 위한 제어 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120266800A1 (en) * 2009-04-30 2012-10-25 Technip France Spar mooring line sharing method and system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210140868A (ko) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7186406B2 (ja) 浮体式構造物及び浮体式構造物の設置方法
DK2993270T3 (en) UNDERWATER STRUCTURE TO ACTIVELY SUPPORT TOWER OF GENERATORS AND SUBSTATIONS OR SIMILAR ELEMENTS IN MARITIME PLANTS
JP5301929B2 (ja) 緊張係留浮体と緊張係留浮体の曳航及び設置方法
KR101997165B1 (ko) 삼중 부유체를 구비한 부유식 플랫폼 및 그 시공방법
JP5670128B2 (ja) 洋上施設用浮体構造物および洋上施設の施工方法
JP4947456B2 (ja) 浮体構造
JP2017521296A5 (ko)
GB2378679A (en) Floating offshore wind turbine
KR20120092564A (ko) 조력발전터빈과 이에 관련된 수중장치용 지지기초구조물과 그 설치방법
JP2012515114A (ja) コンクリート・鋼の混成解決手段における外洋の沖合風力発電所のためのブロック式推力を有する潜水可能プラットフォーム
WO2014163501A1 (en) Floating wind turbine
JP2010234965A (ja) 緊張係留浮体システム、支援用システム及びこの支援用システムを用いた浮体の曳航方法と設置方法
CN101400568A (zh) 系泊系统
KR20140144220A (ko) 해상 설비용 구조체
JP4807771B2 (ja) 浮体構造
CN114408110A (zh) 一种抗强风的全潜式风电平台
CN214304175U (zh) 网格化布置的深海漂浮式风机基础
NO329254B1 (no) Framgangsmate for forankring av flytende vindturbin samt system for anvendelse ved utovelse av framgangsmaten
KR102359506B1 (ko) 해상 풍력발전 설비의 고정 방법
KR101383159B1 (ko) 암반 설치용 중력식 해상풍력 기초 슬래브
KR102359505B1 (ko) 해상 풍력 발전 설비의 고정 방법
KR102359503B1 (ko) 해상 풍력발전 설비 고정장치
NL2031193B1 (en) Marine structure and method
TW202243957A (zh) 浮動式結構
JP2024076293A (ja) 着床式洋上架台の構築方法、着床式洋上架台、及び洋上風力発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right