KR102447409B1 - 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인 - Google Patents

해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파랑으로 발생된 파고차로 인해 계류줄과 상대적인 움직임이 유도되는 로프를 통해 커터가 절단력을 발휘하여 계류줄에 부착된 해양생물을 용이하게 제거시켜 계류시스템의 기능이 저하되지 않도록 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인은, 수상태양광발전 구조물과 연결된 계류줄에 부착된 해양생물을 제거하기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인에 있어서, 상기 계류줄과 일정 구간이 나란하게 배치되어 있는 적어도 하나의 슬라이딩 로프와; 상기 슬라이딩 로프의 상단에 연결되어 수면을 따라 부유하여 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 상향 변위를 발생시키는 로프 상단부력체와; 상기 로프 상단부력체보다 작은 부력을 갖고 상기 슬라이딩 로프의 하단에 연결되어 수면 아래에서 부유하면서 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 중력방향으로 변위를 발생시키는 로프 하단부력체와; 상기 슬라이딩 로프에 고정되어져 파랑 및 수위차에 의한 계류줄과의 상대변위에 따른 슬라이딩 로프의 이동으로 절단력을 발휘하여 계류줄에 부착된 부착생물을 제거하는 계류줄 부착생물제거용 커터;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인{Moorage system of floating solar power structure for minimizing marine organism adherence}
본 발명은 수상태양광발전 구조물의 계류줄에 부착된 해양생물을 제거하기 위한 계류라인에 관한 것으로, 특히 파랑으로 발생된 파고차로 인해 계류줄과 상대적인 움직임이 유도되는 로프를 통해 커터가 절단력을 발휘하여 계류줄에 부착된 해양생물을 용이하게 제거시켜 계류시스템의 기능이 저하되지 않도록 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인에 관한 것이다.
지금까지 수상태양광발전은 담수호에 설치된다. 수중구간에 설치되는 계류에는 물이끼 등의 제한적인 수중생물이 부착된다. 최근 수상태양광발전 시장이 성장하면서 해수환경에 알맞는 설치 계획이 필요하다. 해수환경에서는 수중구간 계류줄에 막대한 양의 해양생물(따개비 등)이 부착하여 서식한다. 계류줄에 부착되어 서식하는 해양생물은 계류줄에 하중으로 작용하고, 수상 구조물과 계류줄에 중력방향의 하중을 증대시켜 구조물에 국부적인 파손을 발생시킨다. 특히 해양환경에서 유속이 존재할 경우 해양생물이 부착된 계류줄은 투영면적이 증가되어 유속하중이 증대되고, 유속에 의해 계류줄에 재하되는 수평방향 하중은 계류줄 및 그 연결부에서 국부적 손상을 일으킨다. 따라서 해양환경 부유식 구조물에서 계류시스템의 기능이 저하되지 않도록 부착되는 해양생물의 정기적 제거가 필요한 실정이다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1910652호로서, '부유식 수상 태양광발전용 계류장치'가 제안되어 있다. 이는 태양광발전장치가 장착된 부유체를 수상에 안정적으로 부유시킬 수 있도록 한 것이나, 구조물을 붙잡아두기 위한 로프에 부착되는 수생부착생물을 제거하는 기술적수단이 없어 로프에 하중을 증대시키는 문제가 있다.
한국 등록특허 등록번호 제10-1910652호
본 발명은 파랑으로 발생된 파고차로 인해 계류줄과 상대적인 움직임이 유도되는 로프를 통해 커터가 절단력을 발휘하여 계류줄에 부착된 해양생물을 용이하게 제거시켜 계류시스템의 기능이 저하되지 않도록 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인은,
수상태양광발전 구조물과 연결된 계류줄에 부착된 해양생물을 제거하기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인에 있어서,
상기 계류줄과 일정 구간이 나란하게 배치되어 있는 적어도 하나의 슬라이딩 로프와; 상기 슬라이딩 로프의 상단에 연결되어 수면을 따라 부유하여 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 상향 변위를 발생시키는 로프 상단부력체와; 상기 로프 상단부력체보다 작은 부력을 갖고 상기 슬라이딩 로프의 하단에 연결되어 수면 아래에서 부유하면서 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 중력방향으로 변위를 발생시키는 로프 하단부력체와; 상기 슬라이딩 로프에 고정되어져 파랑 및 수위차에 의한 계류줄과의 상대변위에 따른 슬라이딩 로프의 이동으로 절단력을 발휘하여 계류줄에 부착된 부착생물을 제거하는 계류줄 부착생물제거용 커터;를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이딩 로프는 한 쌍을 이루어 계류줄의 양측에 각각 나란하게 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계류줄 부착생물제거용 커터는 계류줄의 부착물생물 제거구간에 일정 간격마다 설치되고; 계류줄 부착생물제거용 커터는 계류줄을 원통형으로 감싸서 절단력을 발휘하는 원통 커터날과, 원통 커터날에 연결되어 계류줄 부착생물제거용 커터를 슬라이딩 로프에 고정시키는 커터 클램프로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계류줄에는 상기 계류줄 부착생물제거용 커터가 설치되어 있는 위치를 회피하여 파랑 및 수위차에 의한 슬라이딩 로프와의 상대변위가 발생할 시 슬라이딩 로프에 부착된 부착생물을 제거하는 로프 부착생물제거용 커터가 다수개로 더 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로프 부착생물제거용 커터는 슬라이딩 로프를 원통형으로 감싸서 절단력을 발휘하는 원통 커터날과, 원통 커터날에 연결되어 로프 부착생물제거용 커터를 계류줄에 고정시키는 커터 클램프로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계류줄의 상단부와 하단부에는 각기 슬라이딩 로프의 일정 구간이 계류줄과 나란하도록 함과 동시에 그의 나머지 구간이 수면을 향해 솟아오르도록 절곡시키는 상부 꺽쇠와 하부 꺽쇠가 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인에 따르면, 파랑으로 발생된 파고차로 인해 계류줄과 상대적인 움직임이 유도되는 슬라이딩 로프를 통해 계류줄 부착생물제거용 커터가 절단력을 발휘하여 계류줄에 부착된 해양생물은 물론이고, 추가적으로 계류줄에 설치된 로프 부착생물제거용 커터를 통해 슬라이딩 로프에 부착된 부착생물까지도 용이하게 제거시켜 계류줄에 작용하는 중력방향의 하중 및 수평방향 하중의 증대를 막아 계류줄 및 그 연결부 그리고 수상태양발전 구조물의 국부적인 파손 발생을 미연에 방지할 수 있고, 이로 인해 계류시스템의 제기능을 지속적으로 유지할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물 계류라인의 설치상태도.
도 2는 도 1에 도시된 수상태양광발전 구조물 계류라인의 파랑 및 파고차에 따른 사용상태도.
도 3은 도 2에서 'C'부분에 설치된 계류줄 부착생물제거용 커터의 상세 설치상태도.
도 4는 도 2에서 'D'부분에 설치된 로프 부착생물제거용 커터의 상세 설치상태도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1과 같이 본 발명은 수상태양광발전 구조물(10)과 연결된 계류줄(12)에 부착된 해양생물(5)을 제거하기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인을 제공한다. 수상태양광발전 구조물(10)은 태양광모듈(11), 태양광 모듈(11)을 고정 지지하는 프레임(12) 및 수상태양광발전 구조물(10)을 부유시키는 부력체(13)를 포함한다. 계류줄(12)은 수상태양광발전 구조물(10)의 위치를 고정하기 위해 앵커(17)에 연결되어 있다.
본 실시 예에서는 계류줄(12)에 과도한 하중이 걸리는 걸을 방지하기 위해 이완장치(30)를 설치하였으나 본 발명에 적용되는 계류줄(12)은 이러한 이완장치(30)의 설치 없이도 동작한다.
수상태양광발전 구조물의 계류라인은 도 1 및 도 2와 같이 각기 계류줄(12)에 일정 구간이 나란하게 배치되어 있는 슬라이딩 로프(20)가 설치된다. 본 실시 예에서 슬라이딩 로프(20)는 한 쌍을 이루어 하나의 계류줄(12) 양측에 각각 나란하게 설치되어 있다.
슬라이딩 로프(20)의 상단에는 로프 상단부력체(22)가 연결되어 있다. 로프 상단부력체(22)는 수면을 따라 부유하여 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 상향 변위를 발생시킨다. 로프 상단부력체(22)는 슬라이딩 로프(20)의 상단에 연결되어 수면에 부상할 수 있는 부력을 갖는다.
슬라이딩 로프(20)의 하단에는 로프 하단부력체(24)가 연결되어 있다. 로프 하단부력체(24)는 로프 상단부력체(22)보다 작은 부력을 갖는다. 따라서 로프 하단부력체(24)는 슬라이딩 로프(20)의 하단에 연결되어 로프 상단부력체(22)의 위치보다 낮은 수면 아래에서 부유하면서 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 중력방향으로 변위를 발생시킨다.
여기서, 로프 상단부력체(22)와 로프 상단부력체(22)는 도면에 구형으로 예시되어 있으나 이러한 형상에 한정되지 않는다.
슬라이딩 로프(20)의 일정구간(계류줄과 나란하게 겹치는 구간)에는 도 3과 같이 일정 간격마다 계류줄 부착생물제거용 커터(26)가 고정되어져 설치된다. 계류줄 부착생물제거용 커터(26)는 파랑 및 수위차에 의한 계류줄(12)과의 상대변위에 따른 슬라이딩 로프(20)의 이동으로 절단력을 발휘하여 계류줄(12)에 부착된 따개비 등의 부착생물을 제거한다.
예시된 계류줄 부착생물제거용 커터(26)는 계류줄(12)을 원통형으로 감싸서 절단력을 발휘하는 원통 커터날(261)과, 원통 커터날(261)에 연결되어 계류줄 부착생물제거용 커터(26)를 슬라이딩 로프(20)에 고정시키는 커터 클램프(262)로 이루어져 있다. 원통 커터날(261)은 양단이 예리하게 형성될 수 있다. 커터 클램프(262)는 예시된 바와 같이 강제적으로 수축 변형시킬 수 있는 원통체 형태가 되거나 원통체에 슬라이딩 로프(20)를 고정시킬 수 있는 나사를 결합시킨 구조가 될 수 있다.
한편, 수상태양광발전 구조물의 계류라인에는 슬라이딩 로프(20)에 부착된 부착생물을 제거하기 위해 도 4와 같이 로프 부착생물제거용 커터(28)가 더 설치될 수 있다. 로프 부착생물제거용 커터(28)는 계류줄 부착생물제거용 커터(26)와 어긋난 위치에 설치된다. 예로 로프 부착생물제거용 커터(28)는 이웃한 계류줄 부착생물제거용 커터(26)간의 사이에 설치될 수 있다. 로프 부착생물제거용 커터(28)는 계류줄(12)에 고정되어져 파랑 및 수위차에 의한 슬라이딩 로프(20)와의 상대변위가 발생할 시 슬라이딩 로프(20)에 부착된 부착생물을 제거한다. 예로 파랑일 경우, 상대변위는 파랑의 최고 높이(H2)와 최저 높이(H1)의 파고차(△h)에 의해 발생된다.
도 4와 같이 로프 부착생물제거용 커터(28)는 슬라이딩 로프(20)를 원통형으로 감싸서 절단력을 발휘하는 원통 커터날(281)과, 원통 커터날(281)에 연결되어 로프 부착생물제거용 커터(28)를 계류줄(12)에 고정시키는 커터 클램프(282)로 이루어질 수 있다.
한편, 계류줄(12)의 상단부와 하단부에는 각기 슬라이딩 로프(20)의 일정 구간이 계류줄(12)과 나란하도록 함과 동시에 그의 나머지 구간이 수면을 향해 솟아오르도록 절곡시키는 상부 꺽쇠(14a)와 하부 꺽쇠(14b)가 고정 설치됨이 바람직하다.
이와 같이 구성된 수상태양광발전 구조물의 계류라인에서는 파랑 및 수위차에 의해 슬라이딩 로프(20)의 양단에 설치된 로프 상단부력체(22)와 로프 하단부력체(24)의 부력으로 슬라이딩 로프(20)와 계류줄(12)은 상시 상대적인 이동움직임이 일어난다. 따라서 슬라이딩 로프(20)에 고정된 'C'지점의 계류줄 부착생물제거용 커터(26)가 슬라이딩 로프(20)와 함께 이동하여 계류줄(12)에 부착된 부착생물을 원통 커터날(261)로 제거한다.
이와 동시에 계류줄(12)에 고정되어 있는 'D'지점의 로프 부착생물제거용 커터(28)는 슬라이딩 로프(20)의 상대적인 이동움직임에 의해 슬라이딩 로프(20)에 부착된 부착생물을 원통 커터날(281)로 제거시킨다.
따라서 본 발명에 따르면 계류줄(12)에 부착된 부착생물 뿐만 아니라 추가적으로 설치된 슬라이딩 로프(20)에 부착된 부착생물까지도 제거가 가능하다.
이같이 계류줄(12)에 부착생물의 제거가 이루어져 계류줄(12)에 작용하는 중력방향의 하중 및 수평방향 하중의 증대를 막아 계류줄(12) 및 그 연결부 그리고 수상태양발전 구조물의 국부적인 파손 발생을 미연에 방지할 수 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
12: 계류줄
20: 슬라이딩 로프
22: 로프 상단부력체
24: 로프 하단부력체
26: 계류줄 부착생물제거용 커터
28: 로프 부착생물제거용 커터

Claims (6)

  1. 수상태양광발전 구조물(10)과 연결된 계류줄(12)에 부착된 해양생물(5)을 제거하기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인에 있어서,
    상기 계류줄(12)과 일정 구간이 나란하게 배치되어 있는 적어도 하나의 슬라이딩 로프(20)와;
    상기 슬라이딩 로프(20)의 상단에 연결되어 수면을 따라 부유하여 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 상향 변위를 발생시키는 로프 상단부력체(22)와;
    상기 로프 상단부력체(22)보다 작은 부력을 갖고 상기 슬라이딩 로프(20)의 하단에 연결되어 수면 아래에서 부유하면서 파랑 및 수위 상승이 발생할 경우 중력방향으로 변위를 발생시키는 로프 하단부력체(24)와;
    상기 슬라이딩 로프(20)에 고정되어져 파랑 및 수위차에 의한 계류줄(12)과의 상대변위에 따른 슬라이딩 로프(20)의 이동으로 절단력을 발휘하여 계류줄(12)에 부착된 부착생물을 제거하는 계류줄 부착생물제거용 커터(26);를 포함하고,
    상기 계류줄(12)의 상단부와 하단부에는 각기 슬라이딩 로프(20)의 일정 구간이 계류줄(12)과 나란하도록 함과 동시에 그의 나머지 구간이 수면을 향해 솟아오르도록 절곡시키는 상부 꺽쇠(14a)와 하부 꺽쇠(14b)가 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬라이딩 로프(20)는 한 쌍을 이루어 계류줄(12)의 양측에 각각 나란하게 설치된 것을 특징으로 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 계류줄 부착생물제거용 커터(26)는 계류줄(12)의 부착물생물 제거구간에 일정 간격마다 설치되고; 계류줄 부착생물제거용 커터(26)는 계류줄(12)을 원통형으로 감싸서 절단력을 발휘하는 원통 커터날(261)과, 원통 커터날(261)에 연결되어 계류줄 부착생물제거용 커터(26)를 슬라이딩 로프(20)에 고정시키는 커터 클램프(262)로 이루어진 것을 특징으로 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 계류줄(12)에는 상기 계류줄 부착생물제거용 커터(26)가 설치되어 있는 위치를 회피하여 파랑 및 수위차에 의한 슬라이딩 로프(20)와의 상대변위가 발생할 시 슬라이딩 로프(20)에 부착된 부착생물을 제거하는 로프 부착생물제거용 커터(28)가 다수개로 더 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 로프 부착생물제거용 커터(28)는 슬라이딩 로프(20)를 원통형으로 감싸서 절단력을 발휘하는 원통 커터날(281)과, 원통 커터날(281)에 연결되어 로프 부착생물제거용 커터(28)를 계류줄(12)에 고정시키는 커터 클램프(282)로 이루어진 것을 특징으로 하는 해양생물 부착을 최소화시키기 위한 수상태양광발전 구조물의 계류라인.
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