KR102438810B1 - 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법 - Google Patents

부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법 Download PDF

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Abstract

부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법은, 부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 건설하는 단계; 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제1 위치에서 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스 구획들을 조립하여 상기 베이스를 형성하는 단계; 및 상기 베이스를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제2 위치로 이동시키는 단계를 포함한다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들이 건설되고, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 상기 제2 위치에서 상기 베이스 상에 중심 기둥 및 복수의 외측 기둥을 형성하도록 상기 기둥 구획들이 조립되어 선체가 형성된다. 상기 선체는 이후 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제3 위치로 이동된다. 상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 2차 구조물이 장착되고, 상기 선체는 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제4 위치로 이동된다. 상기 중심 기둥 상에 풍력 터빈 타워가 건설되고, 풍력 터빈이 상기 풍력 터빈 타워 상에 장착되어 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 형성된다. 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼은 이후 제5 위치의 진수 플랫폼으로 이동되고, 수역 내로 진수된다.

Description

부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2015년 2월 24일자로 출원된 미국 가출원 번호 62/120,081 및 2015년 4월 14일자로 출원된 62/149,947의 이익을 주장하며, 이들 출원 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 병합된다.
본 발명은 일반적으로 풍력 터빈 플랫폼에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설(construct), 조립 및 수역(body of water) 내로 진수(launching)하는 개선된 방법에 관한 것이다.
풍력 에너지를 전기 전력으로 변환하는 풍력 터빈은 알려져 있고 전력 회사에 대체 에너지 원을 제공한다. 지상에서는 수 백 개의 풍력 터빈에 종종 번호가 매겨진 대형 터빈 그룹이 하나의 지리적 영역에 함께 배치될 수 있다. 이러한 대형 풍력 터빈 그룹은 원치 않게 높은 수준의 소음을 발생시킬 수 있으며 심미적으로 불쾌한 것으로 보여질 수 있다. 이러한 지상 기반 풍력 터빈에서는 언덕, 숲 및 건물과 같은 장애물로 인해 최적의 공기 흐름이 이용 가능하지 못할 수 있다.
풍력 터빈의 그룹은 근해(offshore)에 위치될 수도 있지만, 수심이 깊어, 풍력 터빈을 해저 상의 기초에 고정 부착할 수 있는 해안(coast) 근처 위치에 위치될 수도 있다. 해양(ocean)에서는, 풍력 터빈으로 가는 공기의 흐름이 여러 장애물(예를 들어, 언덕, 숲 및 건물)이 존재하는 것에 의한 방해를 받지 않아서, 더 높은 평균 풍속 및 더 많은 전력을 초래한다. 이러한 해안 근처 위치 해저에 풍력 터빈을 부착하는 데 필요한 기초는 상대적으로 비싸서, 최대 약 45 미터에 이르는 수심과 같은 비교적 얕은 수심에서만 달성될 수 있다.
미국 국립 재생 에너지 연구소(U.S. National Renewable Energy Laboratory)는 수심이 30 미터 이상인 물 위 미국 해안선의 바람이 약 3,200 TWh/yr의 에너지 용량을 갖는다고 결정했다. 이것은 약 3,500 TWh/yr의 미국 전체 에너지 사용량의 약 90%에 해당한다. 해안 풍력 자원의 대부분은 수심이 60 미터 이상인 37 킬로미터 내지 93 킬로미터 근해에 존재한다. 이러한 수심에서 풍력 터빈을 위한 기초를 고정하는 것은 경제적으로 실현될 가능성이 낮다. 이러한 한계로 인해 풍력 터빈용 부유식 플랫폼이 개발되었다. 알려진 부유식 풍력 터빈 플랫폼은 강철로 형성되었으며 근해 석유 및 가스 산업에 의해 개발된 기술을 기반으로 한다. 그러나, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 개선된 방법이 필요하다.
본 발명은 일반적으로 부유식 풍력 터빈 플랫폼 및 상기 플랫폼 상에 장착된 풍력 터빈을 건설, 조립 및 진수하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 적어도 일부분, 예를 들어, 베이스, 상부 빔(top beam)이 없는 선체(hull), 상부 빔을 갖는 선체, 또는 상기 선체 상에 풍력 터빈이 장착된 전체 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 지상에서 건설되고 조립된, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 개선된 방법에 관한 것이다. 상기 풍력 터빈 플랫폼 또는 그 일부분은 이후, 예를 들어, 레일 시스템, 잭 및 슬라이드 시스템, 중량 리프팅 에어백 시스템, 또는 자체 추진 모듈식 운송(self-propelled modular transport: SPMT) 시스템에 의해 진수 장소(launch site)로 이동되고 나서, 진수 바지선(launch barge) 또는 진수 도크(launch dock) 상으로 이동된다. 상기 진수 바지선 또는 상기 진수 도크로부터, 상기 풍력 터빈 플랫폼 또는 그 일부분은 수역 내로 전개될 수 있다.
일 실시예에서, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법은 부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스의 선응력이 가해진 콘크리트 구획(pre-stressed concrete section)들을 건설하는 단계, 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제1 위치에서 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스 구획들을 조립하여 상기 베이스를 형성하는 단계; 및 상기 베이스를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제2 위치로 이동시키는 단계를 포함한다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥(column)들의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들이 건설되고, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 상기 제2 위치에서 상기 베이스 상에 중심 기둥 및 복수의 외측 기둥을 형성하도록 기둥 구획들이 조립되어 선체가 형성된다. 이후 상기 선체는 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제3 위치로 이동된다. 2차 구조물이 상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 장착되고, 상기 선체는 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제4 위치로 이동된다. 풍력 터빈 타워는 상기 중심 기둥 상에 건설되고, 풍력 터빈은 상기 풍력 터빈 타워 상에 장착되어 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 형성된다. 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼은 이후 제5 위치의 진수 플랫폼으로 이동되고 수역 내로 진수된다.
본 발명의 다양한 양태는 첨부 도면을 참조하여 읽을 때, 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명으로부터 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 개선된 방법에 따라 건설, 조립 및 진수된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 정면도이다.
도 1a는 수직축 풍력 터빈을 보여주는 도 1에 도시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 대안적인 실시예의 부분 확대 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 개선된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 개선된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 선체의 제2 실시예의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 베이스의 사시도이다.
도 6은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 개선된 방법의 제1 실시예를 도시하는 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 개선된 방법의 일 실시예에 따라 진수 바지선 상에 도시된, 도 1에 도시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 평면도이다.
도 8a는 도 7에 도시된 진수 바지선 상에 떠 있는 것으로 도시된 선체의 측면도이다.
도 8b는 본 발명의 개선된 방법에 따라 선체를 진수하기 위해 하강된 진수 바지선의 선미(stern)를 도시하는, 도 8a에 도시된 선체 및 진수 바지선의 측면도이다.
도 9a는 도 7에 도시된 진수 바지선 상에 떠 있는 것으로 도시된 부착된 타워를 갖는 선체의 측면도이다.
도 9b는 본 발명의 개선된 방법에 따라 선체 및 부착된 타워를 진수하기 위해 하강된 진수 바지선의 선미를 도시하는, 도 9a에 도시된 선체, 부착된 타워 및 진수 바지선의 측면도이다.
도 10a는 도 7에 도시된 진수 바지선 상에 떠 있는 것으로 도시된, 도 1에 도시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 측면도이다.
도 10b는 본 발명의 개선된 방법에 따라 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 진수하기 위해 하강된 진수 바지선의 선미를 도시하는, 도 10a에 도시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 개선된 방법의 또 다른 실시예에 따라, 슬립(slip) 내에 도시된, 도 7에 도시된 진수 바지선, 및 슬립 및 진수 바지선 위에 위치된 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 도시하는 평면도이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 개선된 방법에 따라 반-잠수식(semi-submersible) 진수 바지선 상에 위치되고 이 진수 바지선으로부터 진수되는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 도시하는 진수 방법의 순차적인 평면도이다.
도 13은 도 7에 도시된 진수 바지선으로부터 진수되는 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 측면도이다.
도 14는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수시키는 개선된 방법의 제2 실시예를 도시하는 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 평면도이다.
도 15는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 개선된 방법의 제3 실시예를 도시하는 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 평면도이다.
도 16은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수시키는 개선된 방법의 제4 실시예를 도시하는 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 평면도이다.
도 17a 내지 도 17e는 본 발명의 개선된 방법에 따른 진수 바지선의 대안적인 실시예들을 도시한다.
도 18은 도 14에 도시된 진수 도크로부터 진수되는 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 측면도이다.
본 발명은 이제 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 제시된 실시예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시예는 본 발명이 철저하고 완전하여 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
도면을 참조하면, 특히 도 1을 참조하면, 부유식 풍력 터빈 시스템 또는 플랫폼(10)의 제1 실시예가 수역(BW)의 베드(bed)에 고정된(anchored) 것으로 도시되어 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼은 본 발명의 개선된 방법에 따라 건설되고 조립된 풍력 터빈 플랫폼을 나타낸다. 도시된 실시예에서, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 해저(S)에 고정된 것으로 도시되어 있다. 해저는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 작동을 위해 배치되는 임의의 수역의 베드일 수 있는 것으로 이해된다.
도시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 아래에서 상세히 설명되는 타워(14)를 지지하는 기초 또는 선체(12)를 포함한다. 타워(14)는 풍력 터빈(16)을 지지한다. 기초는 반-잠수식이며, 수역에서 반-잠수된 상태로 떠 있도록 구조화되고 구성된다. 따라서, 선체(12)가 물에 떠 있을 때 선체(12)의 일부분은 물 위에 있을 것이다. 도시된 바와 같이, 선체(12)의 일부분은 또한 흘수선(waterline)(WL) 아래에 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 흘수선(WL)은 물의 수면이 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 만나는 근사 라인으로 정의된다. 계류 라인(mooring line)(18)이 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착될 수 있고, 해저(S) 내 앵커(anchor)(20)와 같은 앵커에 더 부착되어 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 수역에서 움직이는 것을 제한할 수 있다.
아래에서 보다 상세히 설명되고, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 도시된 선체(12)는 키스톤(keystone)(24)으로부터 방사방향 외측으로 연장되고 부력을 제공하는 3개의 하부 빔(bottom beam)(22)으로 형성된다. 함께 조립될 때, 하부 빔(22)과 키스톤(24)은 베이스(25)를 형성한다. 내측 또는 중심 기둥(26)은 키스톤(24)에 장착되고, 3개의 외측 기둥(28)은 하부 빔(22)의 원위 단부에 또는 그 부근에 장착된다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 (도 1 및 도 2를 보았을 때 위쪽으로) 외측으로 그리고 하부 빔(22)에 수직으로 연장되고 또한 부력을 제공한다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 축들은 또한 실질적으로 평행하다. 추가적으로, 중심 기둥(26)은 타워(14)를 지지한다. 지지 부재 또는 상부 빔(30)은 중심 기둥(26)으로부터 방사방향으로 연장되고 중심 기둥(26)에 연결되며 또한 각 외측 기둥(28)에 연결된다. 타워(14)는 중심 기둥(26)에 장착된다.
원하는 경우, 접근-통로(access-way) 또는 캣워크(catwalk)(32)가 각 상부 빔(30)에 부착될 수 있다. 각 캣워크(32)는 타워(14)의 베이스의 전부 또는 일부 주위에 장착된 연결 캣워크 또는 타워 접근 플랫폼(tower access platform)(32a)에 의해 연결될 수 있다. 접근 사다리(access ladder)(33)는 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28) 중 하나 이상에 장착될 수 있다.
본 명세서에 도시된 실시예에서, 풍력 터빈(16)은 수평축 풍력 터빈이다. 대안적으로, 풍력 터빈은 도 1a의 16'에 도시된 바와 같은 수직축 풍력 터빈일 수 있다. 풍력 터빈(16)의 크기는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 고정되는 위치에서의 풍력 조건 및 원하는 전력 출력에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 풍력 터빈(16)은 약 5 MW의 출력을 가질 수 있다. 대안적으로, 풍력 터빈(16)은 약 1 MW 내지 약 10 MW 범위의 출력을 가질 수 있다.
풍력 터빈(16)은 회전 가능한 허브(34)를 포함한다. 적어도 하나의 회전자 블레이드(36)가 허브(34)에 결합되고 이 허브로부터 외측으로 연장된다. 허브(34)는 발전기(도시되지 않음)에 회전 가능하게 결합된다. 발전기는 도 1에 도시된 바와 같이 변압기(도시되지 않음) 및 수중 전력 케이블(21)을 통해 전력 그리드(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 도시된 실시예에서, 회전자는 3개의 회전자 블레이드(36)를 갖는다. 다른 실시예에서, 회전자는 3개를 초과하거나 3개 미만의 회전자 블레이드(36)를 가질 수 있다. 허브(34)의 반대쪽 풍력 터빈(16)에는 나셀(nacelle)(37)이 부착된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 키스톤(24)은 상부 벽(24a), 하부 벽(24c) 및 3개의 방사방향 외측으로 연장되는 레그(38)를 포함한다. 각 레그(38)는 하부 빔(22)이 부착되는 실질적으로 수직인 연결 면을 형성하는 단부 벽(38a), 및 대향하는 측벽(38c)들을 포함한다.
도시된 실시예에서, 키스톤(24)은 3개의 레그(38)를 포함한다. 대안적으로, 키스톤(24)은 4개 이상의 하부 빔(22)을 부착하기 위한 4개 이상의 레그를 포함할 수 있다.
도시된 키스톤(24)은 선응력이 가해진 보강된 콘크리트(pre-stressed reinforced concrete)로 형성되고, 내부 중심 공동(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 각 레그(38)는 또한 내부 레그 공동(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 임의의 원하는 공정, 예를 들어, 원심력 콘크리트(spun concrete) 공정을 사용하여 종래의 콘크리트 형태로 키스톤(24)을 제조하거나, 또는 예를 들어, 미리 주조된 콘크리트(precast concrete) 산업에서 사용되는 반자동 공정으로 재사용 가능한 콘크리트 형태로 키스톤을 제조할 수 있다. 키스톤(24)의 콘크리트는 고-인장(high tensile) 강철 케이블 및 고-인장 강철 보강 바(bar) 또는 REBAR와 같은 임의의 종래의 보강재로 보강될 수 있다. 대안적으로, 키스톤(24)은 FRP, 강철 또는 선응력이 가해진 보강된 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 각 하부 빔(22)은 상부 벽(22a), 하부 벽(22c), 대향하는 측벽(22d)들, 키스톤(24)의 레그(38)의 단부 벽(38a)에 연결될 제1 단부 벽(22e), 및 반-원통형의 제2 단부 벽(22f)을 포함한다. 키스톤(24)과 같이, 도시된 하부 빔(22)은 전술된 바와 같이 선응력이 가해진 보강된 콘크리트로 형성된다. 대안적으로, 하부 빔(22)은 FRP, 강철, 또는 선응력이 가해진 보강된 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다.
원하는 경우, 하나 이상의 제1 밸러스트 챔버(ballast chamber)(도시되지 않음)가 각 하부 빔(22)에 형성될 수 있다. 또한, 하나 이상의 제2 밸러스트 챔버(48)가 각 외측 기둥(28)에 형성될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 중심 기둥(26)은 외측 표면(56a)을 갖는 원통형 측벽(56), 제1 축방향 단부(56b), 제2 축방향 단부 벽(56c)을 포함하고, 중공 내측 공간(미도시)을 형성한다. 유사하게, 외측 기둥(28)은 외측 표면(60a)을 갖는 원통형 측벽(60), 제1 축방향 단부(60b), 제2 축방향 단부 벽(60c)을 포함하고, 중공 내측 공간(도시되지 않음)을 형성한다. 키스톤(24) 및 하부 빔(22)과 같이, 도시된 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 전술된 바와 같이 선응력이 가해진 보강된 콘크리트로 형성된다. 대안적으로, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 FRP, 강철 또는 선응력이 가해진 보강된 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 아래에서 상세히 설명된 바와 같이 구획들로 형성될 수 있다.
도시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 3개의 하부 빔(22) 및 3개의 외측 기둥(28)을 포함한다. 그러나, 개선된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 4개 이상의 하부 빔(22) 및 외측 기둥(28)으로 구성될 수 있는 것으로 이해된다.
도 3을 참조하면, 상부 빔(30)은 실질적으로 축방향으로 부하가 가해진 부재(axially loaded member)로서 구성되고, 중심 기둥(26)의 상부 단부와 각 외측 기둥(28) 사이에서 실질적으로 수평으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 상부 빔(30)은 약 4 피트(1.2 m)의 외측 직경을 갖는 관형 강철로 형성된다. 대안적으로, 상부 빔(30)은 FRP, 선응력이 가해진 보강된 콘크리트, 또는 선응력이 가해진 보강된 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다. 각 상부 빔(30)은 각 단부에 장착 브래킷(30a)을 포함한다. 장착 브래킷(30a)은 중심 기둥(26) 및 각 외측 기둥(28)에 강철판과 같은 부착 부재(30b)에 예를 들어 나사산이 형성된 패스너에 의해 부착되도록 구성된다.
상부 빔(30)은 타워(14)의 베이스의 굽힘 모멘트를 실질적으로 저지하지 않고 굽힘 부하를 운반하지 않도록 더 설계되고 구성된다. 오히려, 상부 빔(30)은 중심 기둥(26)과 외측 기둥(28) 사이에 인장력 및 압축력을 수용하고 인가한다.
도시된 상부 빔(30)은 약 3 피트 내지 약 4 피트의 직경을 갖는 강철로 형성되고, 보강된 콘크리트로 형성된 유사한 빔보다 더 가볍고 더 얇다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 상부 부분에 상대적으로 더 가볍고 더 얇은 상부 빔(30), 즉 축방향으로 부하가 가해진 부재를 사용하면, 대부분 요구되는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 플랫폼 구조물의 하부에 더 많은 상대적인 중량을 분배할 수 있다. 중량의 감소가 상당할 수 있다. 예를 들어 약 800,000 파운드에 이르는 콘크리트 부재를 약 70,000 파운드에 이르는 강철 빔으로 대체할 수 있어서, 이에 따라 재료 및 건설 비용을 유리하게 절감할 수 있다.
도시된 실시예에서, 타워(14)는 중공 내측 공간(14b)을 형성하는 외측 벽(14a)을 갖는 관형이며, 임의의 적절한 외측 직경 및 높이를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 타워(14)의 외측 직경은 베이스에서의 제1 직경으로부터 상부 단부에서의 제2의 더 작은 직경으로 테이퍼진다. 도시된 타워(14)는 섬유 보강된 중합체(fiber reinforced polymer: FRP) 복합 재료로 형성된다. 다른 적절한 복합 재료의 비 제한적인 예는 유리 및 탄소 FRP를 포함한다. 타워는 또한 복합 적층 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 타워(14)는 앞서 상세히 설명된 선체(12)의 구성 요소와 동일한 방식으로 콘크리트 또는 강철로 형성될 수 있다. 타워(14)는 임의의 수의 구획(14c)으로 형성될 수 있다.
유리하게는, 전술된 바와 같은 복합 재료로 형성된 타워(14)는 통상적인 강철 타워에 비해 흘수선(WL) 위쪽에 감소된 질량을 갖는다. FRP 복합 타워(14)는 감소된 질량을 갖기 때문에, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 안정성을 유지하기 위해 흘수선(WL) 아래에 요구되는, 임의의 밸러스트를 포함하는 선체(12)의 질량이 또한 감소될 수 있다. 이것은 풍력 발전 장치의 전체 비용을 감소시킬 수 있다.
선체의 제2 실시예가 도 4에 70으로 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 선체(70)는 또한 도 5에 도시된 베이스(72)를 포함하고 이 베이스는 키스톤(76)으로부터 방사방향 외측으로 연장되는 3개의 부력형 하부 빔(74)을 포함한다. 중심 기둥(78)은 키스톤(76)에 장착되고, 3개의 외측 기둥(80)은 하부 빔(74)의 원위 단부 또는 그 부근에 장착된다. 3개의 부력형 하부 빔(74)이 도 4에 도시되어 있지만, 선체(70)는 3개를 초과하는 부력형 하부 빔(74)을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.
아래에서 상세히 설명된 바와 같이, 하부 빔(74)은 복수의 빔 구획(82) 및 기둥 베이스 구획(84)으로 형성될 수 있고 이 기둥 베이스 구획 위에 외측 기둥(80)이 장착된다. 하부 빔(74)은 도 4에 도시된 6개의 빔 구획(82), 6개 미만의 빔 구획(82), 또는 6개 초과의 빔 구획(82)과 같이 임의의 원하는 수의 빔 구획(82)으로 형성될 수 있다. 원하는 경우, 키스톤(76)은 임의의 원하는 수의 구획(도시되지 않음)으로 또한 형성될 수 있다.
또한 아래에서 상세히 설명된 바와 같이, 중심 기둥(78) 및 외측 기둥(80)은 복수의 기둥 구획(86)으로부터 유사하게 형성될 수 있다. 중심 기둥(78) 및 외측 기둥(80)은 도 4에 도시된 6개의 기둥 구획(86), 6개 미만의 기둥 구획(86), 또는 6개 초과의 기둥 구획(86)과 같이 임의의 원하는 수의 기둥 구획(86)으로 형성될 수 있다. 중심 기둥(78)은 외측 기둥(80)을 형성하는 기둥 구획(86)과는 상이한 크기를 갖는 기둥 구획(86)으로 형성될 수 있는 것으로 이해된다.
부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 크기 및 치수는 플랫폼 상에 장착된 풍력 터빈(16)의 크기에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 6 MW 풍력 터빈(16)에 대해서는, 키스톤(76)의 중심으로부터 하부 빔(74)의 원위 단부까지 측정된, 베이스(72)의 레그 또는 날개의 길이(L)는 약 140 피트 내지 약 160 피트이고, 완전히 조립된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 7,200 톤 이상에 이를 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 같은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법의 제1 실시예가 M1에 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 건설 및 조립은 해안선(shoreline)(SL)을 갖는 수역(BW) 근처의 해안에 있는 건설 및 조립 영역(A1)에서 발생한다.
건설 및 조립 영역(A1)은 베이스(72), 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 건설 및 조립 영역(A1)을 통해 해안선(SL)으로 이동시키는 방법을 포함한다. 조립 영역(A1) 내에서, 해안선(SL)은 도크(D)에 의해 한정될 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 베이스(72), 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은, 96에서 개략적으로 도시된, 길이방향으로 연장되는 레일 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼(도시되지 않음) 상에 형성된다. 대안적으로, 베이스(72), 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 이동시키는 방법은 잭 및 슬라이드 시스템, 또는 대중량 물체를 이동시키는 임의의 다른 방법을 포함할 수 있다.
핑거 피어(finger pier)(98)들이 해안선(SL)으로부터 외측으로 연장된다. 레일(96)들은 해안선(SL)으로부터, 핑거 피어(98)의 원위 단부까지 가는 핑거 피어(98) 상으로 연장된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 조립 라인 방법으로 건설되고 조립될 수 있다. 방법(M1)의 제1 단계(S1)에서, 베이스(72)의 구성 요소들의 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 구획들은 제1 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 키스톤(76)은 키스톤 조립 라인 영역(88)에 형성될 수 있다. 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 빔 구획(82)들은 빔 구획 조립 라인 영역(90)에 형성될 수 있고, 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 기둥 베이스 구획(84)은 기둥 베이스 구획 조립 라인 영역(91)에 형성될 수 있다. 조립 라인 영역(88, 90 및 91)의 수 및 조립 라인 영역(88, 90 및 91)의 크기 및 용량은, 예를 들어, 일주일(week)에 1개의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 생산 속도와 같은 원하는 생산 속도에 따라 결정된다.
조립 라인 영역(88, 90 및 91)은 키스톤(76), 콘크리트 빔 구획(82) 및 콘크리트 기둥 베이스 구획(84)을 형성하기 위해 철근(rebar) 조립 라인(도시되지 않음) 및 콘크리트 몰드(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 철근 조립 영역은 조립 라인 영역(88, 90 및 91)으로부터 원격에 위치될 수 있다.
형성되고 경화될 때, 빔 구획(82) 및 기둥 베이스 구획(84)은 하부 빔(74)을 형성하도록 조립될 수 있다. 키스톤(76) 및 하부 빔(74)은 이후 베이스(72)를 형성하도록 조립되고 길이방향으로 후-인장(post-tensioned)될 수 있다. 키스톤(76) 및 하부 빔(74)은 임의의 원하는 후-인장 방법에 의해 후-인장되어, 키스톤(76)과 하부 빔(74) 사이에 압축력을 가할 수 있다. 대안적으로, 하부 빔(74)은 전체 하부 빔(74)이 형성될 때까지 부분을 주조하고 몰드(도시되지 않음)를 점진적으로 전방으로 이동시킴으로써 제 위치에 주조될 수 있다. 이러한 대안적인 방법은 하부 빔 구획(82)들 사이의 접합부(joint)를 제거하고, 또한 구성 요소의 수, 즉 처리되어야 하는 하부 빔 구획(82)의 수를 최소화할 수 있다. 그 다음, 베이스(72)는 방법(M1)의 제2 단계(S2)가 수행될 수 있는 제2 위치로 레일(96) 상에서 이동될 수 있다.
방법(M1)의 제2 단계(S2)에서, 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 기둥 구획(86)은 기둥 구획 조립 라인 영역(92)에 형성될 수 있다. 조립 라인 영역(92)의 수 및 조립 라인 영역(92)의 크기 및 용량은, 예를 들어, 일주일에 1개의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 같은 원하는 생산 속도에 따라 결정된다.
조립 라인 영역(92)은 기둥 구획(86)을 형성하기 위해 철근 조립 라인(도시되지 않음) 및 콘크리트 몰드(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 철근 조립 영역은 조립 라인 영역(92)으로부터 원격에 위치될 수 있다.
형성되고 경화될 때, 기둥 구획(86)은 중심 기둥(78) 및 외측 기둥(80)을 각각 형성하도록 각 하부 빔(74)의 키스톤(76) 및 기둥 베이스 구획(84) 상으로 조립될 수 있다. 중심 기둥(78) 및 외측 기둥(80)의 기둥 구획(86)들은 선체(70)를 형성하도록 전술된 바와 같이 예를 들어 크레인(94)으로 조립되고 후-인장될 수 있다. 예를 들어, 중심 기둥(78)은 그 길이방향 축을 따라 키스톤(76) 상으로 후-인장될 수 있고, 외측 기둥(80)은 그 길이방향 축을 따라 하부 빔(74)의 기둥 베이스 구획(84) 상으로 후-인장될 수 있다. 원하는 경우, 중심 기둥(78) 및 외측 기둥(80)이 함께 후-인장되기 전에 중심 기둥 및 외측 기둥(78 및 80)의 구획들(86) 사이에 접착제가 적용될 수 있다. 선체(70)를 후-인장하는 단계는, 예를 들어, 일주일에 1개의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 생산 속도와 같은 원하는 생산 속도를 보장하기 위해, 임의의 원하는 수의 작업자 또는 작업자 팀에 의해 달성될 수 있는 것으로 이해된다. 선체(70)는 방법(M1)의 제3 단계(S3)가 수행될 수 있는 제3 위치로 레일(96) 상에서 이동될 수 있다.
방법(M1)의 제3 단계(S3)에서, 캣워크(32), 타워 접근 플랫폼(32a) 및 사다리(33), 및 선체 기계 및 전기 시스템(미도시)을 포함할 수 있는, 상부 빔(30)과 같은, 2차 구조물이 예를 들어 크레인(94)으로 선체(70) 상에 그리고 선체 내에 장착될 수 있다. 선체(70)는 방법(M1)의 제4 단계(S4)가 수행될 수 있는 제4 위치로 레일(96) 상에서 이동될 수 있다.
방법(M1)의 제4 단계(S4)에서, 타워(14)의 구성 요소들은 예를 들어 크레인(94)으로 선체(70)에 건설 및/또는 조립되고, 또한 크레인(94)으로 타워(14) 상에 설치된 풍력 터빈(16)에 건설 및/또는 조립되어, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 건설 및 조립을 완성할 수 있다. 타워(14)는 전술된 바와 같이 임의의 원하는 재료로부터 타워 구획(14c)으로 형성될 수 있다. 일단 중심 기둥(78) 상에 조립되면, 타워(14)는 전술된 바와 같이 후-인장될 수 있다.
허브(34), 나셀(38) 및 블레이드(36)를 포함하는 풍력 터빈(16)의 구성 요소들은 그 조립을 용이하게 하기 위해 제4 위치에 위치될 수 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 방법(M1)의 제5 단계(S5)가 수행될 수 있는 제5 위치로 레일(96) 상에서 이동될 수 있다.
방법(M1)의 제5 단계(S5)에서, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 레일(96) 상에서 핑거 피어(98) 상으로 이동되어, 2개의 하부 빔(74)의 원위 단부들이 핑거 피어(98)의 원위 단부로 이동되고 수역(BW)의 수면 위 핑거 피어의 원위 단부에서 지지되고, 제3 하부 빔(74)의 원위 단부의 일부는 도크(D) 상에 유지된 상태로 유지되도록 한다. 대안적으로, 외측 기둥(80) 아래에 있는 제3 하부 빔(74) 부분의 대부분은 도크(D)에서 지지될 수 있다. 그 다음, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 진수 플랫폼 위에 위치될 수 있고, 2가지 진수 방법 중 하나의 진수 방법에 의해 수역(BW) 내로 진수될 수 있다.
제1 진수 방법에서, 진수 플랫폼은 핑거 피어(98)들 사이로 및 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 아래로 이동될 수 있는 진수 바지선(100)이다. 진수 바지선(100)은 선미(100a), 선두(bow)(100b) 및 상향 데크(deck)(102) 데크를 포함한다. 진수 바지선(100)은 도 6 및 도 7에 도시된다. 도 7에서, 명료함을 위해 타워(14) 및 풍력 터빈(16)이 제거된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 도시되어 있다. 진수 바지선(100)의 상향 데크(102)가 초기에 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 아래에서 이 플랫폼과 접촉하지 않도록 진수 바지선(100) 내에 밸러스트가 구성된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 일단 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 아래에 배치되면, 진수 바지선(100)이 핑거 피어(98) 및 도크(D)로부터 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 들어 올릴 때까지, 진수 바지선(100)으로부터 충분한 밸러스트를 제거하여, 진수 바지선(100)을 수역(BW)에서 상승시키는 것에 의해, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 진수 바지선(100) 상으로 이송한다. 진수 바지선(100)은 이 후 수역(BW)에서 진수 영역으로 견인될 수 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 데크(102) 상에 편심 배치된 것을 보상하기 위해 진수 바지선(100) 내의 밸러스트는 진수 바지선(100) 내에서 측방향으로 또는 길이방향으로 이동될 수 있는 것으로 이해된다.
대안적으로, 진수 바지선(100)은 베이스(72), 선체(70), 또는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 임의의 다른 부분을 진수하는데 사용될 수 있다. 베이스(72), 선체(70) 또는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 일부분이 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 완성하기 전에 진수될 때, 나머지 구성 요소들은 베이스(72), 선체(70) 또는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 일부분이 도크(D), 해안선(SL), 피어 또는 다른 구조물에 인접한 수역(BW)에 떠 있는 동안 조립될 수 있다.
진수 바지선의 크기 및 치수는 진수될 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 크기에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 6 MW 풍력 터빈(16)을 장착하도록 구성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 대해, 진수 바지선은 약 300 ft 내지 약 400 ft 범위 내의 길이(L1) 및 약 90 피트 내지 약 110 피트의 범위 내의 폭(W1)을 가질 수 있다. 풍력 터빈(16)의 크기가 변할 때에는, 선체(70)의 크기도 변할 수 있고, 이에 따라 진수 바지선 또는 진수 바지선들의 크기 및 치수도 변할 수 있는 것으로 이해된다.
도 7에 더 도시된 바와 같이, 진수 바지선(100)은 데크(102) 상에 길이 방향으로 연장되는 진수 레일(104)을 포함할 수 있다. 진수 바지선(100)은 또한 선미(100a)에 106으로 개략적으로 도시된 로커 아암(rocker arm) 또는 선회 플랫폼(pivot platform)을 포함할 수 있다.
일단 수역(BW)에서 진수 영역으로 견인되면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)(도 7에서는 타워(14) 및 풍력 터빈(16)이 제거된 것으로 도시됨)은 하나 이상의 윈치(winch)(도시되지 않음) 또는 하나 이상의 예인선(tug boat)(도시되지 않음)을 사용하여 물 속으로 슬라이딩하거나 다른 방법으로 이동될 수 있다. 또한, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 떠 있게 될 때까지 예를 들어 진수 바지선으로부터 밸러스트를 제거하는 것에 의해 진수 바지선(100)의 선미(100a)를 하강시킴으로써 진수될 수 있다. 선미(100a)가 하강될 때, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 진수 레일(104) 상에서 선미(100a)를 향해 이동될 수 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 중력 중심이 선회 플랫폼(106)의 중심을 지나 이동될 때, 선회 플랫폼(106)은, 도 13에 개략적으로 도시된 바와 같이, 진수 바지선(100)의 데크(102)에 대해 선회되고, 이에 따라 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 데크(102)로부터 수역(BW) 내로 전방 하향 이동하는 것을 도와줄 수 있다.
도 8a는 진수 바지선(100) 상에서 수역(BW)에 떠 있는 선체(70)를 도시한다. 도 8b는 선미(100a)가 낮아져서 선체(70)가 물 속으로 슬라이딩하기 시작한 후의 진수 바지선(100)을 도시한다. 도 9a는 진수 바지선(100) 상에서 수역(BW)에 떠 있는 타워(14)가 상부에 장착된 선체(70)를 도시한다. 도 9b는 선미(100a)가 낮아져서 타워(14)가 부착된 선체(70)가 물 속으로 슬라이딩하기 시작한 후의 진수 바지선(100)을 도시한다. 유사하게, 도 10a는 진수 바지선(100) 상에서 수역(BW)에 떠 있는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 도시한다. 도 10b는 선미(100a)가 낮아져서 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 물 속으로 슬라이딩하기 시작한 후의 진수 바지선(100)을 도시한다.
이제 도 11을 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 아래에 진수 바지선(100)을 위치시키는 대안적인 방법이 도시되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 도크(D)는 진수 바지선(100)을 내부에 위치시키도록 구성된 슬립(108)을 포함한다. 이 방법에서, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 레일(96) 상에서 도크(D) 상으로 그리고 슬립(108) 위로 이동되며, 2개의 하부 빔(74)의 원위 단부들이 도크(D)의 에지로 이동되고 도크의 에지에서 지지되고, 제3 하부 빔(74)의 원위 단부의 일부는 슬립(108)의 단부 벽(110)에서 도크(D)에 지지된 상태로 유지된다. 대안적으로, 외측 기둥(80) 아래에 있는 제3 하부 빔(74) 부분의 대부분은 슬립(108)의 단부 벽(110)에서 도크(D)에서 지지될 수 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 그 다음에 진수 바지선(100) 상으로 이송될 수 있고, 전술된 바와 같이 진수 바지선(100)에 의해 수역(BW) 내로 진수될 수 있다.
제2 진수 방법에서, 진수 플랫폼은 반-잠수식 진수 바지선(120)이다. 도 12b 및 도 12c에 도시된 바와 같이, 반-잠수식 진수 바지선(120)은 진수 바지선(100)과 크기 면에서 유사할 수 있으며, 선미(120a), 선두(120b) 및 상향 데크(122) 데크를 포함한다. 반-잠수식 진수 바지선(120)은, 반-잠수식 진수 바지선(120)의 4개의 코너에서 데크(122)로부터 외측으로 연장되는, 부력 선미 안정 기둥(124a) 및 부력 선두 안정 기둥(124b)을 포함한다. 선두(120b)에서의 선두 안정 기둥(124b)은 반-잠수식 진수 바지선(120)에 제거 가능하게 장착된다. 선미(120a)에서의 안정 기둥(124a)은 또한 반-잠수식 진수 바지선(120)에 제거 가능하게 장착될 수 있거나, 영구적으로 장착될 수 있다.
전술된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 레일(96)(도 12a 및 도 12b에 도시되지 않음) 상에서 그리고 핑거 피어(98) 상으로 이동되며, 2개의 하부 빔(74)의 원위 단부들이 핑거 피어(98)의 원위 단부로 이동되고 수역(BW)의 수면 위 핑거 피어의 원위 단부에서 지지되고, 제3 하부 빔(74)의 원위 단부의 일부는 도크(D)에서 지지된 상태로 유지된다. 대안적으로, 외측 기둥(80) 아래에 있는 제3 하부 빔(74) 부분의 대부분은 도크(D)에서 지지될 수 있다.
제2 진수 방법에서, 반-잠수식 진수 바지선(120)은 핑거 피어(98)들 사이로 또는 전술된 슬립(108) 내로 그리고 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 아래로 이동될 수 있다. 반-잠수식 진수 바지선(120)의 상향 데크(122)가 처음에는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 아래에서 이 플랫폼과 접촉하지 않도록 반-잠수식 진수 바지선(120) 내에 밸러스트가 구성된다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 일단 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 아래에 배치되면, 안정 기둥(124b)이 도 12b에 도시된 바와 같이 선두(120b)의 코너에 장착될 수 있다. 반-잠수식 진수 바지선(120)이 핑거 피어(98) 및 도크(D)로부터 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 들어 올릴 때까지, 반-잠수식 진수 바지선(120)으로부터 충분한 밸러스트를 제거하여, 반-잠수식 진수 바지선(120)을 수역(BW)에서 상승시키는 것에 의해, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 반-잠수식 진수 바지선(120) 상으로 이송한다. 반-잠수식 진수 바지선(120)은 도 12c에 도시된 바와 같이 수역(BW)에서 진수 영역으로 견인될 수 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 데크(122) 상에 편심 배치된 것을 보상하기 위해 반-잠수식 진수 바지선(120) 내의 밸러스트는 반-잠수식 진수 바지선(120) 내에서 측방향으로 또는 길이방향으로 이동될 수 있는 것으로 이해된다.
수역(BW)에서 진수 영역으로 견인되면, 반-잠수식 진수 바지선(120)이 완전히 잠겨 4개의 부력 안정 기둥(124a, 124b)이 물의 수면 위에 남아 있을 때까지 반-잠수식 진수 바지선(120) 내의 밸러스트를 제거하여, 이에 의해 도 12d에 도시된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 수역(BW)에서 자유롭게 떠 있을 수 있게 한다. 도 12e에 도시된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은, 반-잠수식 진수 바지선(120)으로부터 멀어지는 방향으로, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 및 부착된 풍력 터빈(16)이 작동을 위해 배치되는 풍력 터빈 지역과 같은 위치로 견인될 수 있다. 반-잠수식 진수 바지선(120)은 다시 떠 있고 나서 미래의 사용을 위해 회수될 수 있다.
이제 도 14를 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 같은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법의 제2 실시예가 M2에 도시되어 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 적어도 일부의 건설 및 조립은 해안선(SL)을 갖는 수역(BW) 근처의 해안에 있는 하나 이상의 건설 및 조립 영역(A2)에서 발생한다.
건설 및 조립 영역(A2)은 베이스(72), 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 건설 및 조립 영역(A2)을 통해 해안선(SL)으로 이동시키는 방법을 포함한다. 조립 영역(A2) 내에서, 해안선(SL)은 도크(D)에 의해 한정될 수 있다. 도 14에 도시된 실시예에서, 베이스(72)는 128로 개략적으로 도시된 길이방향으로 연장되는 레일 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼(도시되지 않음) 상에 형성된다. 레일(128)은 해안선(SL) 또는 도크(D)의 에지와 실질적으로 평행하게 연장된다. 도 14는 베이스(72)가 조립 영역(A2)에서 건설되고 조립되는 것을 도시하지만, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법(M2)의 제2 실시예는 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 건설하고 조립하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 베이스(72), 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 이동시키는 방법은 잭 및 슬라이드 시스템, 또는 대중량 물체를 이동시키는 임의의 다른 방법을 포함할 수 있다.
길이방향으로 연장되는 레일들의 제2 시스템이 개략적으로 130에 도시되어 있다. 레일(130)은 레일(128) 및 해안선(SL)에 실질적으로 수직으로 연장되고, 수역(BW) 내로 진수하기 위해 베이스(72)가 레일(128)로부터 해안선(SL)으로 이동하도록 한다.
방법(M2)의 제2 실시예에서, 진수 플랫폼은 도크(D)에 부착된 진수 도크(132)이다. 도 18에 개략적으로 도시된 바와 같이, 진수 도크(132)는 제1 단부(132a), 제2 단부(132b) 및 상향 데크(134)를 포함한다. 제1 단부(132a)는 선회 기구(136)에 의해 도크(D)에 선회가능하게 부착될 수 있다. 제2 단부(132b)는 이동가능한 파일론(pylon)에 의해 물 속에서 지지될 수 있다. 하나 이상의 선회 플랫폼(140)이 데크(134)에 장착될 수 있다. 진수 레일(142)은 데크(134)에 부착되고, 베이스(72)가 도크(D) 상의 레일(130)로부터 진수 도크(132) 상으로 이동하는 것을 용이하게 한다.
베이스(72)는 본 명세서에 설명된 방법들 중 임의의 방법을 사용하여 건설될 수 있다. 도 6에 도시된 방법(M1)과 유사한 방식으로, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 하나 이상의 조립 영역(A2)에서 조립 라인 방법으로 건설 및 조립될 수 있다. 일단 완성되면, 베이스(72)는 레일(128)이 레일(130)과 교차하는 이송 영역(T1)으로 레일(128) 상에서 이동될 수 있다. 베이스(72)는 레일(130, 142) 상에서 진수 도크(132) 상으로 이동될 수 있다.
방법(M2)의 제2 단계에서, 베이스(72)는 수역(BW) 내로 진수될 수 있다. 베이스(72) 또는 도 18에 도시된 바와 같이 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 진수하기 위해, 진수 도크(132)의 제2 단부(132b)를 물 속으로 하강시키기 위해, 파일론(138)은 예를 들어 유압 잭 시스템에 의해 하강될 수 있다. 대안적으로, 진수 도크(132)는 부유식 도크일 수 있다. 파일론(138)보다는 밸러스트가 진수 도크(132)에 추가되거나 제거되는 것에 의해 진수 도크(132)의 제2 단부(132b)를 각각 하강시키거나 상승시킬 수 있다.
제2 단부(132b)가 하강될 때, 베이스(72) 또는 도 18에 도시된 바와 같이 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 진수 레일(142) 상에서 제2 단부(132b)를 향해 이동될 수 있다. 베이스(72)의 중력 중심이 선회 플랫폼(140)들 중 하나의 선회 플랫폼의 중심을 지나 이동될 때, 선회 플랫폼(140)은 진수 도크(132)의 데크(134)에 대해 선회되고, 이에 따라 진수 도크(132)의 경사진 표면으로 전방 하향 이동하는 것을 도와주어서, 베이스(72)가 진수 레일(142)을 따라 데크(134)로부터 수역(BW) 내로 전방 하향 이동하는 것을 도와준다.
대안적으로, 진수 도크(132) 대신에, 방법(M2)은 전술된 바와 같이 진수 바지선(100) 또는 반-잠수식 진수 바지선(120)을 포함할 수 있다.
베이스(72), 선체(70) 또는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 일부가 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 완성하기 전에 방법(M2)에 따라 진수될 때, 나머지 구성 요소들은 베이스(72), 선체(70), 또는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 일부가 도크(D), 해안선(SL), 피어 또는 다른 구조물에 인접한 수역(BW)에 떠 있는 동안 조립될 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 또는 그 일부를 건설, 조립 및 진수하는 방법의 제3 실시예가 M3에 도시되어 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 하부 빔(74) 및 날개(75)의 건설 및 조립은 해안선(SL)을 갖는 수역(BW) 근처의 해안에 있는 하나 이상의 건설 및 조립 영역(A3)에서 발생한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 날개(75)는 키스톤(76)이 부착된 하부 빔(74)으로 정의된다.
건설 및 조립 영역(A3)은 임의의 원하는 위치에 위치될 수 있고, 하부 빔(74) 및 날개(75)를 건설 및 조립 영역(A3)으로부터 이 영역을 통해 해안선(SL)으로 이동시키는 방법으로 연결된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 해안선(SL)은 도크(D)에 의해 한정될 수 있다. 하부 빔(74) 및 날개(75)는 142에 개략적으로 도시된 길이방향으로 연장되는 레일 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼(도시되지 않음) 상에 조립될 수 있다. 레일(142)은 해안선(SL) 또는 도크(D)의 에지와 실질적으로 평행하게 연장된다. 대안적으로, 하부 빔(74) 및 날개(75)를 이동시키는 방법은 잭 및 슬라이드 시스템, 중량 리프팅 에어백 시스템, 또는 자체 추진 모듈식 운송(self-propelled modular transport)(SPMT) 시스템, 또는 대중량 물체를 이동시키는 임의의 다른 방법을 포함할 수 있다.
길이방향으로 연장되는 레일의 제2 시스템이 144에 개략적으로 도시되어 있다. 레일(144)은 레일(142) 및 해안선(SL)에 실질적으로 수직으로 연장되고, 수역(BW) 내로 진수하기 위해 하부 빔(74) 및 날개(75)가 레일(142)로부터 해안선(SL)으로 이동하도록 한다.
도크(D)는 진수 바지선(148 및 150)이 내부에 위치되도록 구성된 슬립(146)을 포함한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 진수 바지선(148)은 날개(75)를 수용, 부유 및 진수하도록 구성되고, 진수 바지선(150)은 하부 빔(74)을 수용, 부유 및 진수하도록 구성된다. 진수 레일(152)은 진수 바지선(148, 150)의 데크 (154, 156)에 각각 부착되고, 하부 빔(74) 및 날개(75)가 도크(D) 상의 레일(144)로부터 진수 바지선(148, 150) 상으로 이동하는 것을 용이하게 한다.
하부 빔(74) 및 날개(75)는 본 명세서에 설명된 방법들 중 임의의 방법을 사용하여 조립 영역(A3)에서 건설될 수 있다. 일단 완성되면, 하부 빔(74) 및 날개(75)는 레일(142)이 레일(144)과 교차하는 이송 영역(T2)으로 레일(142) 상에서 이동될 수 있다. 그 다음, 하부 빔(74) 및 날개(75)는 레일(144 및 152) 상에서 진수 바지선(148, 150) 상으로 이동될 수 있다. 그 후, 하부 빔(74) 및 날개(75)는 전술된 바와 같이 수역(BW) 내로 진수될 수 있다.
하부 빔(74) 및 날개(75)는 임의의 순서로 진수 바지선(148, 150) 상으로 이동될 수 있지만, 바람직하게는, 도 17d에 도시된 바와 같이, 하나의 날개(75)는 진수 바지선(148) 상으로 이동되고, 2개의 하부 빔(74)은 진수 바지선(150) 상으로 이동될 수 있다.
대안적으로, 3개의 하부 빔(74)은, 도 17c에 도시된 바와 같이, 3개의 진수 바지선(164) 상에서 건설, 조립, 및 진수될 수 있다. 방법(M3)의 이러한 대안적인 실시예에서, 키스톤(76)은 조립 영역(A3)에서 또는 인접한 조립 영역에서 건설되고 조립될 수 있으며, 도 17c에 도시된 바와 같이, 하부 빔(74) 및 날개(75)와 동일한 방식으로 진수 바지선(166)으로 이동될 수 있다.
하부 빔(74) 및 날개(75)가 자유롭게 떠 있을 때까지 하부 빔(74) 및 날개(75)는 전술된 바와 같이 진수 바지선(150, 148)으로부터 진수될 수 있다. 하나의 날개(75) 및 2개의 하부 빔(74)은 베이스(72)를 형성하도록 서로 결합될 수 있고, 도크(D), 해안선(SL), 피어 또는 다른 구조물에 인접한 부유식 조립 영역으로 수역(BW)에서 이동될 수 있고, 여기서 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 나머지 부분들이 이에 조립될 수 있다.
원하는 경우, 하부 빔(74) 및 날개(75)를 진수하는데 사용된 바지선들은 전술된 반-잠수식 진수 바지선(120)과 유사하게 구성될 수 있다. 대안적으로, 진수 바지선(148, 150) 대신에, 방법(M3)은 전술된 진수 도크(132)와 유사하게 구성된 진수 도크를 포함할 수 있다.
이제 도 17a 내지 도 17e를 참조하면, 베이스(72), 선체(70) 및 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 부분들의 다양한 조합은 해안에 있는 조립 영역에서 건설 및 조립될 수 있고, 진수되는 구조물로 구성된 반-잠수식 진수 바지선 상에서 수역(BW) 내로 진수될 수 있다. 예를 들어, 6 MW 풍력 터빈(16)을 장착하도록 구성된 베이스(72), 선체(70) 및 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 대해, 반-잠수식 진수 바지선(160)의 일 실시예는, 도 17a에 도시된 바와 같이, 약 250 피트 내지 약 270 피트의 범위의 길이(L2) 및 약 270 피트 내지 약 290 피트의 범위 내의 폭(W2)을 가질 수 있다. 대안적으로, 반-잠수식 진수 바지선(162)의 대안적인 실시예는, 도 17b에 도시된 바와 같이, 약 155 피트 내지 약 175 피트의 범위 내의 길이(L3) 및 약 140 피트 내지 약 160 피트의 범위 내의 폭(W3)을 가질 수 있다.
유사하게, 진수 바지선(150)은 약 110 피트 내지 약 130 피트의 범위 내의 길이(L4) 및 약 65 피트 내지 약 75 피트의 범위 내의 폭(W4)을 가질 수 있으며, 진수 바지선(148)은, 도 17d에 도시된 바와 같이, 약 165 피트 내지 약 185 피트의 범위 내의 길이(L5) 및 약 65 피트 내지 약 85 피트의 범위 내의 폭(W5)을 가질 수 있다.
대안적으로, 3개의 하부 빔(74)이 도 17c에 도시된 바와 같이 3개의 진수 바지선(164) 상에서 건설, 조립, 및 진수될 수 있다. 방법(M3)의 이러한 대안적인 실시예에서, 키스톤(76)은 조립 영역(A3) 또는 인접한 조립 영역에서 건설 및 조립되고 나서, 도 17c에 도시된 바와 같이 하부 빔(74) 및 날개(75)와 동일한 방식으로 진수 바지선(166)으로 이동될 수 있다. 진수 바지선(164)은 약 125 피트 내지 약 145 피트의 범위 내의 길이(L6) 및 약 60 피트 내지 약 80 피트의 범위 내의 폭(W6)을 가질 수 있고, 진수 바지선(166)은 임의의 원하는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 도 17c에서, 진수 바지선(166)은 실질적으로 육각형이다. 대안적으로, 진수 바지선(166)은 실질적으로 직사각형을 포함하는 임의의 다른 원하는 형상을 가질 수 있다.
방법(M3)의 추가적인 실시예에서, 2개의 하부 빔(74) 및 키스톤(76)은 도 17e에 도시된 바와 같이 베이스 서브조립체(168)를 형성하도록 건설 및 조립될 수 있다. 베이스 서브조립체(168)는 조립 영역(A3) 또는 인접한 조립 영역에서 건설 및 조립될 수 있고, 또한 도 17e에 도시된 바와 같이, 하부 빔(74) 및 날개(75)와 동일한 방식으로 진수 바지선(170)으로 이동될 수 있다. 제3 하부 빔(74)은 전술된 바와 같이 진수 바지선(164) 상에서 건설, 조립, 및 진수될 수 있다. 진수 바지선(170)은 약 100 피트 내지 약 120 피트의 범위 내의 길이(L7) 및 약 270 피트 내지 약 290 피트의 범위 내의 폭(W7)을 가질 수 있다.
이제 도 16을 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 같은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법의 제4 실시예가 M4에 도시되어 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 건설 및 조립은 해안선(SL)을 갖는 수역(BW) 근처의 해안에 있는 하나 이상의 건설 및 조립 영역(A4)에서 발생한다.
건설 및 조립 영역(A4)은 베이스(72), 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 건설 및 조립 영역(A4)을 통해 해안선(SL)으로 이동시키는 방법을 포함한다. 도크(D)는 해안선(SL)에 건설되고 수역(BW) 내로 연장될 수 있다. 대안적으로, 해안선(SL)은 도크(D)에 의해 한정될 수 있다.
도 16에 도시된 실시예에서, 베이스(72)는 172에 개략적으로 도시된, 길이방향으로 연장되는 레일 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼(도시되지 않음) 상에 형성된다. 레일(172)은 해안선(SL) 또는 도크(D)의 에지와 실질적으로 평행하게 연장된다. 도 16은 베이스(72)가 조립 영역(A4)에서 건설되고 조립되는 것을 도시하지만, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설, 조립 및 진수하는 방법(M4)의 제4 실시예는 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 건설 및 조립하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 베이스(72), 선체(70) 및/또는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 이동시키는 방법은 잭 및 슬라이드 시스템, 또는 대중량 물체를 이동시키는 임의의 다른 방법을 포함할 수 있다. 베이스(72)는 전술된 바와 같이 예를 들어 크레인(94)으로 조립되고 후-인장될 수 있다.
길이 방향으로 연장되는 레일의 제2 시스템이 도면 부호 174에 개략적으로 도시되어 있다. 레일(174)은 레일(172) 및 해안선(SL)에 실질적으로 수직으로 연장되고, 수역(BW) 내로 진수하기 위해 베이스(72)가 레일(172)로부터 해안선(SL)으로 이동하도록 한다.
진수 바지선(176)은 도크(D)에 계류(moored)되고, 상향 데크(178)를 포함한다. 진수 레일(180)은 데크(178)에 부착되고, 베이스(72)가 레일(174)로부터 진수 바지선(176) 상으로 이동하는 것을 용이하게 한다.
2개의 추가적인 부유식 조립 영역(A5 및 A6)이 도크(D)에 인접하여 형성되고, 각 조립 영역(A5 및 A6)은 크레인(94)들 중 하나의 크레인을 포함할 수 있다.
원하는 경우, 핑거 피어(182)는 해안선(SL) 또는 도크(D)로부터 외측으로 연장될 수 있다. 핑거 피어(182)는 조립 영역(A4)으로부터 원격 장소에 건설된 키스톤(76) 또는 빔 구획(82)과 같은 부유식 풍력 터빈 타워(10)의 구성 요소들을 운송하는데 사용될 수 있는 바지선(184)을 수용하고 하역(unload)하도록 구성될 수 있다. 갠트리 크레인(186)과 같은 크레인이 바지선(184)을 하역하기 위해 제공될 수 있다.
베이스(72)는 본 명세서에 설명된 방법들 중 임의의 방법을 사용하여 건설될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스(72)는 하나 이상의 조립 영역(A4)에서 조립 라인 방법으로 건설 및 조립될 수 있다. 일단 완성되면, 베이스(72)는 레일(172)이 레일(174)과 교차하는 이송 영역(T3)으로 레일(172) 상에서 이동될 수 있다. 베이스(72)는 레일(174, 180) 상에서 진수 바지선(176) 상으로 이동될 수 있다.
방법(M4)의 제2 단계에서, 베이스(72)는 전술된 바와 같이 진수 바지선(176)으로부터 수역(BW) 내로 진수될 수 있다. 부유식 베이스(72)는 이후 방법(M4)의 제3 단계가 수행될 수 있는 조립 영역(A5)으로 이동된다. 예를 들어, 제3 단계에서, 기둥(78 및 80)은 조립 영역(A5)에서 베이스(72)에 건설 및/또는 조립되어 선체(70)를 형성할 수 있다.
제1 방법(M1)에서와 같이, 중심 기둥(78) 및 외측 기둥(80)의 기둥 구획(86)들은 예를 들어 크레인(94)으로 조립되고 나서 후-인장되어 선체(70)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 중심 기둥(78)은 길이방향 축을 따라 키스톤(76) 상으로 후-인장될 수 있고, 외측 기둥(80)은 길이방향 축을 따라 하부 빔(74)의 기둥 베이스 구획(84) 상으로 후-인장될 수 있다. 원하는 경우, 중심 기둥(78) 및 외측 기둥(80)이 함께 후-인장되기 전에 중심 기둥 및 외측 기둥(78 및 80)의 구획(86)들 사이에 접착제가 적용될 수 있다. 선체(70)를 후-인장하는 단계는 예를 들어 일주일에 1개의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 같은 원하는 생산 속도를 보장하기 위해 임의의 원하는 수의 작업자 또는 작업자 팀으로 달성될 수 있는 것으로 이해된다. 그 후, 선체(70)는, 예를 들어, 물에서 견인하는 것에 의해, 방법(M4)의 제4 단계가 수행될 수 있는 조립 영역(A6)으로 이동될 수 있다.
방법(M4)의 제4 단계에서, 캣워크(32), 타워 접근 플랫폼(32a) 및 사다리(33)를 포함할 수 있는, 상부 빔(30)과 같은, 2차 구조물이 예를 들어 크레인(94)으로 선체(70) 상에 장착될 수 있다. 선체 기계 및 전기 시스템(도시되지 않음)은 또한 예를 들어 크레인(94)으로 선체(70) 상에 그리고 선체 내에 장착될 수 있다. 추가적으로, 타워(14)의 구성 요소들은 예를 들어 크레인(94)으로 선체(70)에 건설 및/또는 조립되고, 또한 크레인(94)으로 타워(14)에 설치된 풍력 터빈(16)에 건설 및/또는 조립되어, 이에 따라 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 건설 및 조립을 완성할 수 있다.
대안적으로, 진수 바지선(176) 대신에, 방법(M4)은 도 17a 내지 도 17e에 도시된 진수 바지선 또는 전술된 반-잠수식 진수 바지선(120) 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
그 다음, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 도크(D)로부터 멀어지는 방향으로, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 및 그 부착된 풍력 터빈(16)이 작동을 위해 배치되는 풍력 터빈 지역과 같은 위치로 견인될 수 있다.
본 발명의 원리 및 작동 모드가 바람직한 실시예에서 설명되고 도시되었다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 구체적으로 설명되고 도시된 것과 다르게 실시될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (28)

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  7. 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법으로서,
    해안 조립 영역(on-shore assembly area)에서 부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 건설하는 단계;
    상기 해안 조립 영역의 제1 조립 위치에서 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 상기 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 조립하여 상기 베이스를 형성하는 단계;
    상기 베이스를 상기 해안 조립 영역의 제2 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 제2 조립 위치에서 부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 건설하는 단계;
    상기 해안 조립 영역의 상기 제2 조립 위치에서 상기 베이스 상에 중심 기둥 및 복수의 외측 기둥을 형성하도록 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 기둥 구획들을 조립하여 선체를 형성하는 단계;
    상기 선체를 상기 해안 조립 영역의 제3 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 제3 조립 위치에서 상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 2차 구조물을 장착하는 단계;
    상기 선체를 상기 해안 조립 영역의 제4 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 제4 조립 위치에서 상기 중심 기둥 상에 풍력 터빈 타워를 건설하는 단계;
    상기 제4 조립 위치에서 풍력 터빈을 상기 풍력 터빈 타워 상에 장착하여 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 형성하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 제5 조립 위치의 진수 플랫폼으로 이동시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 수역 내로 진수하는 단계를 포함하고,
    상기 베이스는 레일들의 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼 상에 조립되고,
    상기 레일들은 상기 제1 조립 위치, 상기 제2 조립 위치, 상기 제3 조립 위치, 상기 제4 조립 위치, 및 상기 제5 조립 위치 사이에서 연장되고,
    상기 제5 조립 위치는 상기 제5 조립 위치로부터 상기 수역 내로 연장되는 2개의 핑거 피어(finger pier)를 갖는 도크를 포함하고,
    상기 핑거 피어들은 상기 핑거 피어들 상에 레일들의 시스템을 포함하고, 상기 방법은, 상기 제5 조립 위치의 상기 레일들 상의 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 핑거 피어들의 상기 레일들 상으로 이동시켜, 상기 베이스의 일부를 상기 수역의 수면 위 상기 핑거 피어들에서 지지하고, 상기 베이스의 일부를 상기 도크에서 지지하는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 베이스는 키스톤으로부터 방사방향으로 연장되는 복수의 하부 빔을 포함하고, 상기 중심 기둥은 상기 키스톤 상에 조립되고 상기 키스톤에 장착되고, 외측 기둥이 각 하부 빔의 원위 단부 상에 조립되고 장착된, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 하부 빔들 각각을 상기 하부 빔들의 길이방향 축들을 따라 상기 키스톤으로 후-인장(post-tensioning)시키는 단계, 및 상기 중심 기둥 및 상기 외측 기둥들 각각을 길이방향 축들을 따라 상기 베이스로 후-인장시키는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 해안 조립 영역의 다수의 건설 위치에서 상기 선응력이 가해진 콘크리트 베이스 구획들 및 상기 선응력이 가해진 콘크리트 기둥 구획들을 건설하는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  11. 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법으로서,
    해안 조립 영역의 다수의 건설 위치에서 부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스의 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 키스톤들, 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 빔 구획들, 및 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 기둥 베이스 구획들을 건설하는 단계;
    상기 해안 조립 영역의 제1 조립 위치에서 상기 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 빔 구획들과 상기 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 기둥 베이스 구획들을 조립하여 복수의 하부 빔들을 형성하는 단계;
    상기 제1 조립 위치에서 3개의 하부 빔들을 키스톤에 조립하는 단계;
    상기 제1 조립 위치에서 상기 하부 빔들 각각을 상기 하부 빔들의 길이방향 축들을 따라 상기 키스톤으로 후-인장(post-tensioning)시켜 베이스를 형성하는 단계;
    상기 베이스를 상기 해안 조립 영역의 제2 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 해안 조립 영역의 다수의 건설 위치에서 부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 보강된 콘크리트 구획들을 건설하는 단계;
    상기 제2 조립 위치에서 중심 기둥을 형성하도록 상기 키스톤 상에 복수의 상기 기둥 구획들을 조립하는 단계;
    상기 제2 조립 위치에서 외측 기둥들을 형성하도록 상기 하부 빔들의 각각의 기둥 베이스 구획 상에 복수의 상기 기둥 구획들을 조립하는 단계;
    상기 제2 조립 위치에서 상기 중심 기둥과 상기 외측 기둥들 각각을 길이방향 축들을 따라 상기 베이스로 후-인장시켜 선체를 형성하는 단계;
    상기 선체를 상기 해안 조립 영역의 제3 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 제3 조립 위치에서 상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 2차 구조물을 장착하는 단계;
    상기 선체를 상기 해안 조립 영역의 제4 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 제4 조립 위치에서 상기 중심 기둥 상에 풍력 터빈 타워를 건설하는 단계;
    상기 제4 조립 위치에서 풍력 터빈을 상기 풍력 터빈 타워 상에 장착하여 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 형성하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 제5 조립 위치의 진수 플랫폼으로 이동시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 수역 내로 진수하는 단계를 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 2차 구조물을 장착하는 단계는 상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 상부 빔, 캣워크(catwalk), 타워 접근 플랫폼, 사다리, 선체 기계 시스템, 및 선체 전기 시스템 중 하나 이상을 장착하는 단계를 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 중심 기둥 상에 풍력 터빈 타워를 건설하는 단계는 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 타워의 구획들을 건설하는 단계, 및 상기 중심 기둥 상에 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 타워 구획들을 조립하여 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 타워를 형성하는 단계를 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 섬유 보강된 중합체 및 보강된 콘크리트 중 하나로부터 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 타워 구획들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 베이스는 상기 부유식 풍력 터빈 조립 영역에서 레일들의 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼 상에 건설된, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 레일들은 상기 제1 조립 위치, 상기 제2 조립 위치, 상기 제3 조립 위치, 상기 제4 조립 위치, 및 상기 제5 조립 위치 사이에서 연장되는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 베이스, 상기 선체, 및 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 제1 조립 위치와 상기 제5 조립 위치 사이에서 이동시키는, 잭 및 슬라이드 시스템을 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 베이스, 상기 선체, 및 상기 풍력 터빈 플랫폼을 상기 제1 조립 위치와 상기 제5 조립 위치 사이에서 이동시키는, 중량 리프팅 에어백 시스템 및 자체 추진 모듈식 운송(self-propelled modular transport: SPMT) 시스템 중 하나를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제5 조립 위치는 상기 제5 조립 위치로부터 상기 수역 내로 연장되는 2개의 핑거 피어(finger pier)를 갖는 도크(dock)를 포함하고, 상기 핑거 피어들은 상기 핑거 피어들 상에 레일들의 시스템을 포함하고, 상기 방법은, 상기 제5 조립 위치의 상기 레일들 상의 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 핑거 피어들의 상기 레일들 상으로 이동시켜, 상기 베이스의 일부를 상기 수역의 수면 위 상기 핑거 피어들에서 지지하고, 상기 베이스의 일부를 상기 도크에서 지지하는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    진수 바지선을, 상기 핑거 피어들 사이로 그리고 상기 핑거 피어들에서 지지되는 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 아래로 이동시키는 단계;
    상기 진수 바지선이 상기 핑거 피어들과 상기 도크로부터 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 들어 올릴 때까지, 상기 진수 바지선으로부터 밸러스트를 제거하는 것에 의해, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 바지선 상으로 이송하는 단계;
    상기 진수 바지선을 상기 수역에서 진수 영역으로 견인하는 단계;
    상기 진수 바지선의 일 단부를 하강시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 바지선으로부터 상기 수역 내로 슬라이딩시키는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 진수 바지선의 데크(deck)는 상기 데크 상에 진수 레일들의 시스템을 포함하고, 선회 플랫폼이 상기 진수 바지선의 상기 데크에 장착되고 상기 진수 바지선의 상기 데크에 대해 선회하도록 구성되고, 상기 방법은,
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 레일들 상에서 상기 수역을 향해 그리고 상기 선회 플랫폼 위로 슬라이딩시켜, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 중력 중심이 상기 선회 플랫폼의 중심을 지나 이동될 때, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 상기 진수 레일들을 따라 상기 데크로부터 상기 수역 내로 이동하는 것을 도와주기 위해, 상기 선회 플랫폼이 상기 진수 바지선의 상기 데크에 대해 선회되는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제5 조립 위치는 내부에 슬립이 형성된 도크를 포함하고, 상기 방법은,
    상기 제5 조립 위치의 상기 레일들 상의 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 슬립 위의 위치로 이동시키는 단계;
    진수 바지선을, 상기 슬립 내로 그리고 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 아래로 이동시키는 단계;
    상기 진수 바지선이 상기 도크로부터 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 들어 올릴 때까지, 상기 진수 바지선으로부터 밸러스트를 제거하는 것에 의해, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 바지선 상으로 이송하는 단계;
    상기 진수 바지선을 상기 수역에서 진수 영역으로 견인하는 단계;
    상기 진수 바지선의 일 단부를 하강시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 바지선으로부터 상기 수역 내로 슬라이딩하는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 진수 바지선의 데크는 상기 데크 상에 진수 레일들의 시스템을 포함하고, 선회 플랫폼이 상기 진수 바지선의 상기 데크에 장착되고, 상기 진수 바지선의 상기 데크에 대해 선회하도록 구성되고, 상기 방법은,
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 레일들 상에서 상기 수역을 향해 그리고 상기 선회 플랫폼 위로 슬라이딩시켜, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 중력 중심이 상기 선회 플랫폼의 중심을 지나 이동될 때, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 상기 진수 레일들을 따라 상기 데크로부터 상기 수역 내로 이동하는 것을 도와주기 위해, 상기 선회 플랫폼이 진수 도크의 상기 데크에 대해 선회되는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  24. 제16항에 있어서, 상기 제5 조립 위치는 상기 제5 조립 위치로부터 상기 수역 내로 연장되는 2개의 핑거 피어를 갖는 도크를 포함하고, 상기 핑거 피어들은 상기 핑거 피어들 상에 레일들의 시스템을 포함하고, 상기 방법은,
    상기 제5 조립 위치의 상기 레일 상의 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 핑거 피어들의 상기 레일들 상으로 이동시켜, 상기 베이스의 일부를 상기 수역의 수면 위 상기 핑거 피어들에서 지지하고, 상기 베이스의 일부를 상기 도크에서 지지하는 단계;
    반-잠수식 진수 바지선을, 상기 핑거 피어들 사이로 그리고 상기 핑거 피어들에서 지지되는 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 아래로 이동시키는 단계로서, 상기 반-잠수식 진수 바지선은 상기 반-잠수식 진수 바지선의 데크로부터 외측으로 연장되는 복수의 부력 안정 기둥을 갖는, 상기 반-잠수식 진수 바지선을 이동시키는 단계;
    상기 진수 바지선이 상기 핑거 피어들과 상기 도크로부터 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 들어 올릴 때까지, 상기 반-잠수식 진수 바지선으로부터 밸러스트를 제거하는 것에 의해, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 반-잠수식 진수 바지선 상으로 이송하는 단계;
    상기 반-잠수식 진수 바지선을 상기 수역에서 진수 영역으로 견인하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 타워가 자유로이 떠 있을 때까지 상기 반-잠수식 진수 바지선을 상기 수역의 상기 수면 아래로 잠수하는 단계; 및
    상기 반-잠수식 진수 바지선으로부터 멀어지는 방향으로 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  25. 제16항에 있어서, 상기 제5 조립 위치는 상기 제5 조립 위치로부터 상기 수역 내로 연장되는 진수 도크를 갖는 도크를 포함하고, 상기 진수 도크의 제1 단부는 상기 도크에 선회가능하게 부착되고, 상기 진수 도크의 제2 단부는 상기 도크로부터 상기 수역 내로 연장되고, 상기 진수 도크는 상기 진수 도크 상에 진수 레일들의 시스템을 포함하고, 상기 방법은, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 상기 진수 도크에서 완전히 지지될 때까지, 상기 제5 조립 위치의 상기 레일 상의 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 도크의 상기 진수 레일들 상으로 이동시키는 단계를 더 포함하고, 상기 방법은,
    상기 진수 도크의 상기 제2 단부를 상기 수역 내로 하강시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 레일들 상에서 상기 수역 내로 슬라이딩하는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 진수 도크의 데크는, 상기 진수 도크의 상기 데크에 장착되고 상기 진수 도크의 상기 데크에 대해 선회되도록 구성된 선회 플랫폼을 포함하고, 상기 방법은,
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 레일들 상에서 상기 수역을 향해 그리고 상기 선회 플랫폼 위로 슬라이딩시켜, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 중력 중심이 상기 선회 플랫폼의 중심을 지나 이동될 때, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 상기 진수 레일들을 따라 상기 진수 데크로부터 상기 수역 내로 이동하는 것을 도와주기 위해, 상기 선회 플랫폼이 상기 진수 도크의 상기 데크에 대해 선회되는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  27. 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법으로서,
    부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 건설하는 단계;
    부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제1 조립 위치에서 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 상기 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 조립하여 상기 베이스를 형성하는 단계;
    상기 베이스를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제2 조립 위치로 이동시키는 단계;
    부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 건설하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 상기 제2 조립 위치에서 상기 베이스 상에 중심 기둥 및 복수의 외측 기둥을 형성하도록 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 기둥 구획들을 조립하여 선체를 형성하는 단계;
    상기 선체를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제3 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 2차 구조물을 장착하는 단계;
    상기 선체를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제4 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 중심 기둥 상에 풍력 터빈 타워를 건설하는 단계;
    풍력 터빈을 상기 풍력 터빈 타워 상에 장착하여 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 형성하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 제5 조립 위치의 진수 플랫폼으로 이동시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 수역 내로 진수하는 단계를 포함하고,
    상기 베이스는 레일들의 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼 상에 조립되고,
    상기 레일들은 상기 제1 조립 위치, 상기 제2 조립 위치, 상기 제3 조립 위치, 상기 제4 조립 위치, 및 상기 제5 조립 위치 사이에서 연장되고,
    상기 제5 조립 위치는 상기 제5 조립 위치로부터 상기 수역 내로 연장되는 2개의 핑거 피어(finger pier)를 갖는 도크를 포함하고,
    상기 핑거 피어들은 상기 핑거 피어들 상에 레일들의 시스템을 포함하고, 상기 방법은:
    상기 제5 조립 위치의 상기 레일들 상의 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 핑거 피어들의 상기 레일들 상으로 이동시켜, 상기 베이스의 일부를 상기 수역의 수면 위 상기 핑거 피어들에서 지지하고, 상기 베이스의 일부를 상기 도크에서 지지하는 단계;
    반-잠수식 진수 바지선을, 상기 핑거 피어들 사이로 그리고 상기 핑거 피어들에서 지지되는 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 아래로 이동시키는 단계로서, 상기 반-잠수식 진수 바지선은 상기 반-잠수식 진수 바지선의 데크로부터 외측으로 연장되는 복수의 부력 안정 기둥을 갖는, 상기 반-잠수식 진수 바지선을 이동시키는 단계;
    상기 진수 바지선이 상기 핑거 피어들과 상기 도크로부터 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 들어 올릴 때까지, 상기 반-잠수식 진수 바지선으로부터 밸러스트를 제거하는 것에 의해, 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 반-잠수식 진수 바지선 상으로 이송하는 단계;
    상기 반-잠수식 진수 바지선을 상기 수역에서 진수 영역으로 견인하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 타워가 자유로이 떠 있을 때까지 상기 반-잠수식 진수 바지선을 상기 수역의 상기 수면 아래로 잠수하는 단계; 및
    상기 반-잠수식 진수 바지선으로부터 멀어지는 방향으로 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
  28. 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법으로서,
    부유식 풍력 터빈 플랫폼 베이스의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 건설하는 단계;
    부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제1 조립 위치에서 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 상기 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 조립하여 상기 베이스를 형성하는 단계;
    상기 베이스를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제2 조립 위치로 이동시키는 단계;
    부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 콘크리트 구획들을 건설하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 상기 제2 조립 위치에서 상기 베이스 상에 중심 기둥 및 복수의 외측 기둥을 형성하도록 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 기둥들의 선응력이 가해진 기둥 구획들을 조립하여 선체를 형성하는 단계;
    상기 선체를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제3 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 선체 상에 및 상기 선체 내에 2차 구조물을 장착하는 단계;
    상기 선체를 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 조립 영역의 제4 조립 위치로 이동시키는 단계;
    상기 중심 기둥 상에 풍력 터빈 타워를 건설하는 단계;
    풍력 터빈을 상기 풍력 터빈 타워 상에 장착하여 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 형성하는 단계;
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 제5 조립 위치의 진수 플랫폼으로 이동시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 수역 내로 진수하는 단계를 포함하고;
    상기 베이스는 레일들의 시스템 상에서 이동하도록 구성된 플랫폼 상에 조립되고;
    상기 레일들은 상기 제1 조립 위치, 상기 제2 조립 위치, 상기 제3 조립 위치, 상기 제4 조립 위치, 및 상기 제5 조립 위치 사이에서 연장되고;
    상기 제5 조립 위치는 상기 제5 조립 위치로부터 상기 수역 내로 연장되는 진수 도크를 갖는 도크를 포함하고;
    상기 진수 도크의 제1 단부는 상기 도크에 선회가능하게 부착되고, 상기 진수 도크의 제2 단부는 상기 도크로부터 상기 수역 내로 연장되고;
    상기 진수 도크는 상기 진수 도크 상에 진수 레일들의 시스템을 포함하고, 상기 방법은:
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 상기 진수 도크에서 완전히 지지될 때까지, 상기 제5 조립 위치의 상기 레일 상의 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 도크의 상기 진수 레일들 상으로 이동시키는 단계;
    상기 진수 도크의 상기 제2 단부를 상기 수역 내로 하강시키는 단계; 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 상기 진수 레일들 상에서 상기 수역 내로 슬라이딩하는 단계를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 건설하고 조립하는 방법.
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