KR102587837B1 - 해상 풍력 터빈 강철 지지 구조물용 음극 방식 - Google Patents

해상 풍력 터빈 강철 지지 구조물용 음극 방식 Download PDF

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Abstract

해상 풍력 터빈(offshore wind turbine)을 지지하기 위한 강철 지지 구조물 및 강철 지지 구조물을 부식으로부터 보호하기 위해 구성된 음극 방식 시스템을 포함하는 해상 풍력 터빈 지지용 지지 시스템이 개시된다. 음극 방식 시스템은 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 하나 이상의 유전 양극 및 하나 이상의 유전 양극을 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결시키는 제1 전기 연결부를 포함한다. 이는, 강철 지지 구조물이 하나 이상의 유전 양극으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자에 의해 분극화될 수 있게 한다. 제1 전기 연결부는 하나 이상의 유전 양극으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자들의 속도를 변화시켜 강철 지지 구조물의 분극을 변화시킬 수 있는 적응성 전기 연결부이다.

Description

해상 풍력 터빈 강철 지지 구조물용 음극 방식
본 발명은 해상 풍력 터빈용 지지 시스템 및 음극 방식 시스템에 관한 것이다.
해상 풍력은 전기를 생산하는 효과적인 방법이라고 입증되었다. 그러나 풍력 터빈을 지지하기 위한 안전한 기초를 제공하는 것이 과제이다. 이러한 과제는 기초에 요구되는 수명이 일반적으로 25년이 넘는다는 사실로 인해 더 쉽게 해결되지 않는다.
강철 지지 구조물은 통상 해상 풍력 터빈(offshore wind turbines)을 지지하는 데 사용된다. 그러나, 강철 지지 구조물은 여러 방법으로 열화된다. 가장 중요한 것 중 하나는 부식이다. 해수는 담수와 비교하여 부식률을 증가시킨다. 해수(전해질)의 염은 전해질의 전도성을 증가시킨다.
부식에 대해 강철 지지 구조물을 보호하기 위하여, 하나 이상의 유전 양극(galvanic anodes)을 포함하는 음극 방식 시스템이 종종 사용된다. 유전 양극은 강철 지지 구조물보다 더 많은 전기화학적 활성 재료로 만들어진다. 유전 양극이 구조물에 연결될 때, 전기 회로가 설치되고, 해수에서 이온 전류로서, 금속 연결부 내에서 전류로서 가동된다. 이에 의해 양극이 희생될 것이고, 그 결과 유전 양극이 소비된다.
보호되는 구조물은 더 많이 음의 값쪽으로 극성을 갖게 되고, 따라서 극성을 갖는다.
호기성 환경에서 규범과 표준(예를 들어, EN12495, DNV-RP-B401 등)에 따라 적절한 보호는 전해질에 대한 구조물 전위가 Ag/AgCl/해수 기준 전극 대비 -800 mV 미만인 경우이다.
종종, 양극이 강철 지지 구조물의 표면 위에 불균일하게 분포되고, 양극으로부터 먼 곳에 비해 양극에 가까운 전해질 전위에 더 음극인 구조물이 존재할 것이다. 알루미늄으로 만들어진 유전 양극에 가까운 전해질에 대한 구조물 전위는 Ag/AgCl/해수 기준 전극 대비 대략 -1050 mV이다.
시간이 지남에 따라 강철 지지 구조물을 보호하기 위해 오래된 유전 양극이 부분적으로 또는 완전히 소비되었을 때 새로운 유전 양극이 설치될 수 있다. 그러나, 이는 복잡하고 고가의 연안 가동이다.
따라서, 유지보수를 덜 필요로 하는 음극 방식 시스템을 제공하기 위한 문제가 남아 있다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 해상 풍력 터빈(offshore wind turbine) 지지용 지지 시스템에 관한 것으로서, 해상 풍력 터빈을 지지하기 위한 강철 지지 구조물 및 상기 강철 지지 구조물을 부식으로부터 보호하기 위해 구성된 음극 방식 시스템을 포함하며, 음극 방식 시스템은 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 하나 이상의 유전 양극(galvanic anode) 및 하나 이상의 유전 양극을 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결하여 강철 지지 구조물이 하나 이상의 유전 양극으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자에 의해 분극화될 수 있도록 하는 제1 전기 연결부를 포함하고, 제1 전기 연결부는 하나 이상의 유전 양극으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자의 속도를 변화시켜 강철 지지 구조물의 분극(polarization)을 변화시킬 수 있는 적응성 전기 연결부이다.
결과적으로, 적응성 전기 연결부를 가짐으로써, 분극이 특정 요구 사항에 맞춰질 수 있어 해수에 방출되는 양극 물질의 양이 낮아질 수 있다. 이는 하나 이상의 유전 양극의 수명을 증가시키고, 음극 방식 시스템의 환경 영향을 더욱 낮게 할 것이다.
강철 지지 구조물은 TLP(tension leg platform), 반잠수식(Semi-Submersible), 스파(spar) 플랫폼 또는 트라이-파일(tri-pile)과 같은 해양 구조물을 위한 기초 모노파일(monopile), 공간 프레임 구조, 예컨대 자켓(jacket) 또는 트라이포드(tripod), 유연탑, 중력 구조 또는 부유 구조일 수 있다. 음극 방식 시스템은 강철 지지 구조물을 둘러싸는 양극 케이지 내에 배치된 복수의 유전 양극을 포함할 수 있다. 유전 양극은 서로 다른 금속을 사용하여 주조된 합금일 수 있다. 유전 양극은 알루미늄 및/또는 아연에 기초할 수 있다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제1 전기 연결부에 작동 가능하게 연결되고 제1 전기 연결부를 제어하여 강철 지지 구조물의 분극을 변경하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함한다.
결과적으로, 제1 전기 연결부는 간단한 방식으로 제어될 수 있다.
제어 유닛은 하나 이상의 센서로부터 수신된 센서 신호에 응답하여 또는 외부 공급원으로부터 수신된 제어 신호에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성될 수 있다. 음극 방식 시스템은 제1 전기 연결부를 통해 전류를 주기적으로 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛은 제1 전기 연결부를 통해 전류를 주기적으로 측정하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 전류의 주기적인 측정치를 분석함으로써 유전 양극으로부터 바다로 방출되는 금속의 양을 추정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛은, 예컨대 전류의 주기적인 측정을 수치로 통합함으로써, 제1 전기 연결부를 통해 이동한 총 전하를 추정할 수 있다. 제1 전기 연결부를 통해 이동한 총 전하는 유전 양극으로부터 바다로 방출되는 금속의 양과 선형 관계를 갖는다.
일부 구현예에서, 제1 전기 연결부는 복수의 상태를 갖는 적어도 하나의 전기 구성요소를 포함함으로써 적응성을 갖는다.
적어도 하나의 전기 구성요소는, 가변 저항기 및 전기 스위치로 이루어진 전기 구성요소들의 목록으로부터 선택될 수 있다. 제1 전기 연결부는 선형 전압 조절기 또는 스위치 전압 조절기와 같은 전압 조절기를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제1 위치에서 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 제1 기준 전극을 더 포함하며, 제어 유닛은 제1 기준 전극에 추가로 작동 가능하게 연결되고 제1 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
결과적으로, 강철 지지 구조물의 분극을 효과적으로 제어할 수 있다. 이는 음극 방식 시스템이 강철 지지 구조물의 변화, 예를 들어 강철 지지 구조물의 코팅의 열화를 감안하도록 할 수 있다.
제어 유닛은, 강철 지지 구조물의 보호 전위가 소정의 임계치 미만이 되게 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성될 수 있다.
제1 기준 전극은 Ag/AgCl/해수 기준 전극일 수 있다. 제어 유닛은 제1 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위에 따라 제1 기준 전극을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 전극이 하나 이상의 유전 양극과 가깝게 위치하는 경우, 소정의 임계치는 도 2 및 도 3과 관련하여 설명된 바와 같이 강철 지지 구조물의 분극의 공간적 변화를 고려하여 제1 기준 전극이 하나 이상의 유전 양극으로부터 떨어져 위치하는 경우보다 더 낮을 수 있다. 소정의 임계치는 다른 기준 전극으로 측정되는 강철 지지 구조물 및/또는 전기화학 전위의 상태에 기초하여 주기적으로 갱신될 수 있고, 예를 들어, 보정 절차에서, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 강철 지지 구조물의 전기화학적 분극의 공간적 분포를 특정하는 함수를 결정하기 위해 또 다른 기준 전극이 강철 지지 구조물을 따라 이동될 수 있으며, 소정의 임계치는 강철 지지 구조물의 모든 부분이 효과적으로 분극화되도록 결정된 함수에 기초하여 결정된다. 제1 기준 전극은 강철 지지 구조물과 제1 기준 전극 사이의 전기화학 전위를 측정하도록 구성된다. 제1 기준 전극은 강철 지지 구조물에 영구적으로 부착될 수 있다. 제1 기준 전극은 바람직하게는 강철 지지 구조물상에 직접 부착되어, 해수의 전기 저항 또는 강철 지지 구조물상의 파울링/해양 생물체 성장의 영향과 같은 오류원을 피할 수 있다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제2 위치에서 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 제2 기준 전극을 더 포함하고, 제어 유닛은 제2 기준 전극에 추가로 작동 가능하게 연결되며 제1 기준 전극 및 제2 기준 전극 모두로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
결과적으로, 강철 지지 구조물의 분극의 공간적 변화가 설명될 수 있다. 이는 제어 유닛이 공간적 변화를 고려하고 제1 전기 연결부를 보다 정확하게 최적화할 수 있게 한다.
음극 방식 시스템은 2개 초과의 기준 전극, 예를 들어 적어도 3개, 4개 또는 5개의 기준 전극을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 기준 전극은 해수 내에 배치되고 적어도 하나의 기준 전극은 해저 아래에 배치된다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 기준 전극은 강철 지지 구조물의 내부에 중공형으로 배치된다. 제1 기준 전극은 제1 깊이에 배치될 수 있고 제2 기준 전극은 제1 깊이와 상이한 제2 깊이에 배치될 수 있다. 제어 유닛은 제1 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위가 제1 기준 전극에 대한 임계치 미만이고/이거나 제2 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위가 제2 기준 전극에 대한 임계치 미만이 되게 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성될 수 있다. 제1 기준 전극에 대한 임계치 및 제2 기준 전극에 대한 임계치는 상이한 것이 바람직하다. 제1 기준 전극에 대한 임계치는 제1 기준 전극의 공간 위치에 따라 선택될 수 있다. 제1 기준 전극에 대한 임계치는 또 다른 기준 전극 예컨대 제2 기준 전극으로 수행되는 측정에 따라 달라질 수 있다. 제2 기준 전극에 대한 임계치는 제2 기준 전극의 공간 위치에 따라 선택될 수 있다. 제2 기준 전극에 대한 임계치는 또 다른 기준 전극 예컨대 제1 기준 전극으로 수행되는 측정에 따라 달라질 수 있다.
제2 기준 전극에 대한 임계치는 제1 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위 및 제2 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위 사이의 차에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 제2 기준 전극이 제1 기준 전극보다 하나 이상의 유전 양극까지 더 먼 거리로 배치되는 경우, 2개의 전기화학 전위 사이의 큰 차이는 도 3에 도시된 바와 같이 전기화학 분극의 공간적 분포를 나타낼 수 있는 반면, 그 차이가 더 작은 경우는 도 2에 도시된 바와 같이 전기화학 분극의 공간적 분포를 나타낼 수 있다. 따라서, 하나 이상의 유전 양극으로부터 가장 먼 강철지지 구조물의 부분들이 효과적으로 분극화되어 부식으로부터 보호되는 것을 보장하기 위해, 두 개의 전기화학 전위들 사이의 차가 더 작을 때의 상황에 비해 그 차가 큰 경우에 제2 임계치가 보다 낮을 수 있다.
제1 기준 전극은 강철 지지 구조물과 제1 기준 전극 사이의 전기화학 전위를 측정하도록 구성된다. 제2 기준 전극은 강철 지지 구조물과 제2 기준 전극 사이의 전기화학 전위를 측정하도록 구성된다. 제1 및 제2 기준 전극은 강철 지지 구조물에 영구적으로 부착될 수 있다. 제1 및 제2 기준 전극은 바람직하게는 강철 지지 구조물상에 직접 부착되어, 해수의 전기 저항 또는 강철 지지 구조물상의 파울링으로부터의 영향과 같은 오류원을 피한다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 제1 기준 전극 및 제2 기준 전극 모두로 측정된 전기화학 전위에 기초하여 제1 함수를 추정하고 제1 함수에 기초하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
제1 함수는 강철 지지 구조물의 전기화학적 분극의 공간 분포를 특정할 수 있다. 전기화학적 분극의 공간 분포는 양극 위치에 대한 해수 깊이에만 의존하는 것으로 간주될 수 있다, 즉 단일 변수(양극 위치에 대한 깊이)를 갖는 함수가 전기화학적 분극을 특정할 수 있다. 제어 유닛은 전기화학적 분극의 통상적인 공간적 분포를 특정하는 제1 데이터에 대한 액세스를 가질 수 있고, 제어 유닛은 (제1 기준 전극 및 제2 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위에 추가하여) 제1 데이터를 사용하여 제1 함수를 추정한다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 제1 함수가 소정의 임계치 미만이 되게 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
소정의 임계치는 분극에 대해 부식이 중단되는 시기에 대한 정보를 제공하는 부식 판형(coupon), 예를 들어 중량 측정 판형 또는 전기 저항성 판형을 사용하여 발견될 수 있다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 전기화학적 분극의 공간 분포에 관한 보조 데이터에 대한 액세스를 추가로 가지며, 제어 유닛은 보조 데이터, 제1 기준 전극 및/또는 제2 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
보조 데이터는 강철 지지 구조물상의 코팅의 상태를 나타낼 수 있다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제어 유닛에 작동 가능하게 연결된 통신 유닛을 더 포함한다.
통신 유닛은, 내륙 또는 선박에 위치한 오퍼레이터(operator)와 같은 외부 공급원으로부터 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 통신 유닛에 의해 수신된 제어 신호에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성될 수 있다. 통신 유닛은 무선 또는 유선 통신 유닛일 수 있다. 통신 유닛은 오퍼레이터와 직접 통신할 수 있고, 또는 지지 시스템과 연결되어 배치된 또 다른 통신 유닛을 통해 통신할 수 있다. 통신 유닛은 원격 수신기에 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 데이터는 음극 방식 시스템의 하나 이상의 기준 전극으로 이루어진 측정치를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 오류 또는 잠재적인 미래 오류가 식별되었을 경우 원격 수신기에 메시지를 송신하기 위해 통신 유닛을 제어하도록 구성된다.
오류의 예는 기준 전극의 고장, 제1 전기 연결부의 고장, 하나 이상의 유전 양극의 부분 또는 전체 소비이다.
일부 구현예에서, 강철 지지 구조물은 중공형 내부를 둘러싸는 하나 이상의 벽을 갖고, 하나 이상의 벽은 제1 개구부를 갖고, 하나 이상의 유전 양극은 강철 지지 구조물의 외부에 배치되며, 제1 전기 연결부는 하나 이상의 유전 양극에 제1 말단에서 전기적으로 연결되고 제1 개구부를 통해 중공형 내부로 연장되는 제1 전기 케이블을 포함하며, 제1 전기 케이블은 강철 지지 구조물의 제1 개구부와 전기적으로 절연되며, 중공형 내부에 배치된 제1 전기 연결부의 또 다른 부분에 전기적으로 연결된다.
이는 스위치, 가변 저항기, 및 제어 유닛과 같은 음극 방식 시스템의 활성 부분들이 강철 지지 구조물의 내측에 배치될 수 있게 함으로써 더 잘 보호될 수 있게 한다. 이는 지지 구조물이 해저에 삽입되기 전에 시스템의 더 많은 요소들이 미리 설치될 수 있기 때문에, 조정가능한 음극 방식 시스템을 더 쉽게 설치하도록 할 수 있다. 강철 지지 구조물 내부에 배치된 음극 방식 시스템의 부분은 강철 지지 구조물 외부에 배치된 하나 이상의 유전 양극과 동일한 깊이에 배치될 수 있다. 대안으로, 강철 지지 구조물 내부에 배치된 음극 방식 시스템의 부분은 해수 위에 배치될 수 있다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은 해상 풍력 터빈 지지용 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 음극 방식 시스템에 관한 것으로서, 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 하나 이상의 유전 양극 및 강철 지지 구조물에 하나 이상의 유전 양극을 전기적으로 연결하여 강철 지지 구조물이 하나 이상의 유전 양극으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자에 의해 분극화될 수 있도록 하는 제1 전기 연결부를 포함하고, 제1 전기 연결부는 하나 이상의 유전 양극으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자의 속도를 변화시켜 강철 지지 구조물의 분극을 변화시킬 수 있는 적응성 전기 연결부이다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제1 전기 연결부에 작동 가능하게 연결 가능하고 제1 전기 연결부를 제어하여 강철 지지 구조물의 분극을 변경하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 전기 연결부는 복수의 상태를 갖는 적어도 하나의 전기 구성요소를 포함함으로써 적응성을 갖는다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제1 위치에서 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 제1 기준 전극을 더 포함하며, 제어 유닛은 제1 기준 전극에 추가로 작동 가능하게 연결 가능하고 제1 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제2 위치에서 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되는 제2 기준 전극을 더 포함하고, 제어 유닛은 제2 기준 전극에 추가로 작동 가능하게 연결 가능하고 제1 기준 전극 및 제2 기준 전극 모두로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 제1 기준 전극 및 제2 기준 전극 모두로 측정된 전기화학 전위에 기초하여 제1 함수를 추정하고 제1 함수에 기초하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
제1 함수는 강철 지지 구조물의 전기화학적 분극의 공간 분포를 특정할 수 있다. 전기화학적 분극의 공간 분포는 깊이에만 의존하는 것으로 간주될 수 있다, 즉 단일 변수(양극 위치에 대한 깊이)를 갖는 함수가 전기화학적 분극을 특정할 수 있다. 제어 유닛은 전기화학적 분극의 통상적인 공간적 분포를 특정하는 제1 데이터에 대해 접근할 수 있고, 제어 유닛은 제1 데이터를 사용하여 제1 함수를 추정한다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 제1 함수가 소정의 임계치 미만이 되게 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
소정의 임계치는 극성에 대해 부식이 중단되는 시기에 대한 정보를 제공하는 부식 판형을 사용하여 발견될 수 있다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 전기화학적 분극의 공간 분포에 관한 보조 데이터에 대한 액세스를 추가로 가지며, 제어 유닛은 보조 데이터, 제1 기준 전극 및/또는 제2 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성된다.
보조 데이터는 강철 지지 구조물의 코팅의 상태를 표시할 수 있다.
일부 구현예에서, 음극 방식 시스템은 제어 유닛에 작동 가능하게 연결된 통신 유닛을 더 포함한다.
통신 유닛은, 내륙 또는 선박에 위치한 오퍼레이터와 같은 외부 공급원으로부터 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 통신 유닛에 의해 수신된 제어 신호에 응답하여 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성될 수 있다. 통신 유닛은 무선 또는 유선 통신 유닛일 수 있다. 통신 유닛은 오퍼레이터와 직접 통신할 수 있고, 또는 지지 시스템과 연결되어 배치된 또 다른 통신 유닛을 통해 통신할 수 있다. 통신 유닛은 원격 수신기에 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 데이터는 음극 방식 시스템의 하나 이상의 기준 전극으로 이루어진 측정치를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 오류 또는 잠재적인 미래 오류가 식별되었을 경우 원격 수신기에 메시지를 송신하기 위해 통신 유닛을 제어하도록 구성된다.
오류의 예는 기준 전극의 고장, 제1 전기 연결부의 고장, 하나 이상의 유전 양극의 부분 또는 전체 소비이다.
일부 구현예에서, 제1 전기 연결부는 제1 말단에서 하나 이상의 유전 양극에 전기적으로 연결되고, 제1 개구부를 통해 강철 지지 구조물의 중공형 내부로 연장되도록 구성되는 제1 전기 케이블을 포함하며, 제1 전기 케이블은 강철 지지 구조물의 제1 개구부와 전기적으로 절연되고, 중공형 내부에 배치되도록 구성되는 제1 전기 연결부의 또 다른 부분에 전기적으로 연결되도록 구성된다.
제3 양태에 따르면, 본 발명은 해상 풍력 터빈을 지지하는 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 본 발명의 제2 양태와 관련하여 개시된 음극 방식 시스템의 용도에 관한 것이다.
제4 양태에 따르면, 본 발명은 부식에 대해 강철 지지 구조물을 보호하기 위한 방법에 관한 것으로, 강철 지지 구조물은 해상 풍력 터빈을 지지하도록 구성되며, 상기 방법은,
본 발명의 제2 양태 및/또는 도 4와 관련하여 개시된 바와 같은 음극 방식 시스템을 수득하는 단계;
강철 지지 구조물과 연결하여 음극 방식 시스템을 배치하는 단계;
음극 방식 시스템의 제1 전기 연결부를 이용하여 음극 방식 시스템의 하나 이상의 유전 양극을 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결하는 단계;
강철 지지 구조물과 하나 이상의 기준 전극 사이의 하나 이상의 전기화학 전위를 측정하는 단계;
하나 이상의 측정된 전기화학 전위를 사용하여 음극 방식 시스템의 제1 전기 연결부를 조정하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 예를 들어, 해상 풍력 터빈 단지에서 서로 근접하게 배치되는 것이 바람직한 복수의 강철 지지 구조물은 본 발명 및/또는 도 4의 제2 양태와 관련하여 개시된 바와 같은 음극 방식 시스템에 설치되고, 상기 방법은,
제1 강철 지지 구조물과 하나 이상의 기준 전극 사이의 하나 이상의 전기화학 전위를 측정하는 단계;
하나 이상의 측정된 전기화학 전위를 사용하여 제1 강철 지지 구조물에 설치된 음극 방식 시스템의 제1 전기 연결부를 조정하는 단계; 및
동일한 하나 이상의 측정된 전기화학 전위를 사용하여 제2 강철 지지 구조물에 설치된 음극 방식 시스템의 제1 전기 연결부를 조정하는 단계를 더 포함한다.
결과적으로, 제2 강철 지지 구조물(및 잠재적으로 추가의 강철 지지 구조물, 예컨대 적어도 3개, 5개 또는 10개의 추가 강철 지지 구조물)의 음극 방식 시스템을 제어하기 위해 제1 강철 지지 구조물상에서 수행된 측정치를 사용함으로써, 효과적인 음극 방식이 간단하고 효과적인 방법으로 전체 해상 풍력 단지에 제공될 수 있다.
제5 양태에 따르면, 본 발명은 해상 풍력 터빈 지지용 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 음극 방식 시스템에 관한 것으로서, 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 하나 이상의 유전 양극 및 강철 지지 구조물에 하나 이상의 유전 양극을 전기적으로 연결하여 강철 지지 구조물이 하나 이상의 유전 양극으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자에 의해 분극화될 수 있도록 하는 제1 전기 연결부를 포함하고, 음극 방식 시스템은 제1 전기 연결부를 통해 전류를 주기적으로 측정하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하고, 하나 이상의 유전 양극으로부터 바다로 방출된 금속의 양을 추정하기 위해 전류의 상기 측정치를 사용한다.
일부 구현예에서, 제어 유닛은 하나 이상의 유전 양극에 남아 있는 금속의 양을 추정하도록 추가로 구성된다.
제6 양태에 따르면, 본 발명은 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 방법에 관한 것으로, 강철 지지 구조물은 해상 풍력 터빈을 지지하도록 구성되며, 상기 방법은,
본 발명의 제5 양태와 관련하여 개시된 바와 같이 음극 방식 시스템을 수득하는 단계;
강철 지지 구조물과 연결하여 음극 방식 시스템을 배치하는 단계;
음극 방식 시스템의 제1 전기 연결부를 이용하여 음극 방식 시스템의 하나 이상의 유전 양극을 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결하는 단계;
제1 전기 연결부를 통해 전류를 주기적으로 측정하는 단계;
제1 전기 연결부를 통해 전류의 상기 측정치를 처리함으로써 하나 이상의 유전 양극으로부터 바다로 방출되는 금속의 양을 추정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상이한 양태들은 상술하고 후술하는 바와 같이 상이한 방식으로 구현될 수 있으며, 이들은 각각 상술한 양태들 중 적어도 하나와 관련하여 설명된 하나 이상의 이점 및 장점을 가져오고, 각각은 상술한 양태들 및/또는 종속항에 개시된 것 중 적어도 하나와 관련하여 설명된 바람직한 구현예들에 대응하는 하나 이상의 바람직한 구현예를 갖는다. 또한, 본원에 기재된 양태들 중 하나와 관련하여 설명된 구현예들이 다른 양태들에 동일하게 적용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 상기 및/또는 부가적인 대상, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 구현예의 다음의 예시적이고 비제한적인 상세한 설명에 의해 추가로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 지지 시스템(100)상에 배치된 해상 풍력 터빈의 개략도를 나타낸다.
도 2는 깊이의 함수로서 강철 지지 구조물의 전기화학적 분극의 그래프의 일례를 나타낸다.
도 3은 깊이의 함수로서 강철 지지 구조물의 전기화학적 분극의 그래프의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 해상 풍력 터빈 지지용 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 음극 방식 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
다음의 설명에서, 본 발명이 실시될 수 있는 방법을 예시하여 보여주는 첨부 도면들에 대한 참조가 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 지지 시스템(100)상에 배치된 해상 풍력 터빈(181)의 개략도를 나타낸다. 도 1은 중앙 단면을 나타낸다. 지지 시스템은 강철 지지 구조물(180) 및 강철 지지 구조물을 부식으로부터 보호하도록 구성된 음극 방식 시스템(101~105)을 포함한다. 풍력 터빈(181)은 수평 축 풍력 터빈이다. 풍력 터빈(181)은 타워(182), 나셀(nacelle)(183), 및 세 개의 로터 블레이드(185)에 연결된 로터 허브(184)를 포함한다. 로터 블레이드/로터 허브 조립체는 발전기(187)를 구동하는 샤프트(188)에 연결된다. 발전기(187)는 전기 케이블(190)을 통해 그리드에 제공되는 전기 에너지를 발생시킨다. 강철 지지 구조물(180)은 부분적으로 해수(170)에 잠기고, 해저(160)에 부분적으로 매립된다. 강철 지지 구조물은 전이구조(189)를 포함한다. 강철 지지 구조물은 중공형 내부(120)를 둘러싸는 원형 벽(121)을 갖는다. 전기 케이블(190)은 안내 장치(171) 예컨대 j-튜브를 사용하여 외부 해수(110)로부터 강철 지지 구조물(180)의 중공 내부(120)로 안내될 수 있다. 강철 지지 구조물(180)은 본 구현예에서 모노파일 구조이다. 음극 방식 시스템(101~105)은 강철 지지 구조물(180)과 연결되어 배치된 복수의 유전 양극(101) 및 복수의 유전 양극(101)을 강철 지지 구조물(180)에 전기적으로 연결하여 강철 지지 구조물이 복수의 유전 양극(101)으로부터 강철 지지 구조물(180)로 흐르는 전자에 의해 분극화될 수 있도록 하는 제1 전기 연결부(102)를 포함한다. 복수의 유전 양극(101)은 강철 지지 구조물(180)로부터 전기적으로 절연되는 양극 케이지(105)에 배치된다. 제1 전기 연결부(102)는 복수의 유전 양극(101)으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전자들의 속도를 변화시켜 강철 지지 구조물(180)의 분극을 변화시킬 수 있는 적응성 전기 연결부이다. 제1 전기 연결부(102)는 복수의 유전 양극(101)을 강철 지지 구조물(180)에 연결하는 가변 저항기를 포함함으로써 적응될 수 있다.
음극 방식 시스템은 제1 전기 연결부(102)에 작동 가능하게 연결되고 제1 전기 연결부(102)를 제어하도록 구성되어 강철 지지 구조물(108)의 분극을 변화시키는 제어 유닛(107)을 더 포함한다. 일 예로서, 제어 유닛(107)은 제1 전기 연결부(102)의 가변 저항기의 저항을 제어하도록 구성될 수 있어 강철 지지 구조물의 분극이 변화될 수 있다. 예를 들어, 가변 저항기의 저항을 증가시킴으로써 분극이 낮아질 수 있으며, 가변 저항기의 저항을 감소시킴으로써 분극이 증가될 수 있다.
대안으로/추가로, 제어 유닛(107)은 복수의 유전 양극(101)을 강철 지지 구조물(180)에 전기적으로 연결하는 전기 스위치를 제어하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어 제어 유닛은 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 주기적으로 전환되도록 전기 스위치를 제어하도록 구성될 수 있으며, 제어 유닛은 분극을 증가시키는 시간의 더 큰 백분율과 분극을 감소시키는 시간의 더 낮은 백분율에 대해 전기 스위치가 폐쇄 상태에 있게 하도록 구성될 수 있다. 전기 스위치는 스위치 전압 조절기의 일부일 수 있다.
음극 방식 시스템은 제1 위치에서 강철 지지 구조물(180)과 연결되어 배치된 제1 기준 전극(103) 및 제2 위치에서 강철 지지 구조물(180)과 연결되어 배치된 제2 기준 전극(104)을 더 포함하며, 제어 유닛(107)은 제1 기준 전극(103) 및 제2 기준 전극(104)에 추가로 작동 가능하게 연결되고, 제1 기준 전극(103)과 제2 기준 전극(104) 모두로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부(102)를 제어하도록 구성된다. 이는 강철 지지 구조물의 분극을 더욱 효과적으로 그리고 정확하게 제어하게 한다. 이는 추가로 음극 방식 시스템이 강철 지지 구조물의 변화, 예를 들어 강철 지지 구조물의 코팅의 열화를 감안하도록 할 수 있다. 이 구현예에서, 음극 방식 시스템은, 해저 아래에 배치되고 제어 유닛(107)에 작동 가능하게 연결되는 제3 기준 전극(114), 강철 지지 구조물(180)의 내부에서 해저 아래에 배치되고 제어 유닛(107)에 작동 가능하게 연결되는 제4 기준 전극(115), 및 강철 지지 구조물(180)의 내부에 배치되고 제어 유닛(107)에 작동 가능하게 연결되는 제5 전극(116)을 더 포함한다.
이 구현예에서, 강철 지지 구조물의 원형 벽(121)은 제1 개구부를 갖는다. 제1 전기 연결부(102)는 제1 말단에서 복수의 유전 양극(101)에 전기적으로 연결되고 제1 개구부를 통해 중공형 내부(120) 내로 연장되는 제1 전기 케이블(102')을 포함하고, 제1 전기 케이블(102')은 강철 지지 구조물의 제1 개구부와 전기적으로 절연되고 중공형 내부(120)에 배치된 제1 전기 연결부(102)의 또 다른 부분에 전기적으로 연결된다. 결과적으로, 스위치, 가변 저항기, 및 제어 유닛과 같은 음극 방식 시스템의 활성 부분은 강철 지지 구조물의 내부에 배치될 수 있어 더 잘 보호되고 더 접근 가능하다. 점선으로 표시된 박스(117)는 제1 전기 연결부(102)의 활성 부분에 대한 대안적인 위치를 도시한다, 즉 제1 전기 연결부(102)의 활성 부분은 유전 양극(101)과 대략 동일한 깊이에 위치될 수 있어, 이 시스템은 강철 지지 구조물(180)의 내부에 배치된 더 적은 수의 전기 케이블이 설치될 수 있다.
제어 유닛(107)은 제1 기준 전극(103)과 제2 기준 전극(104) 모두로 측정된 전기화학 전위에 기초하여 제1 함수를 추정하도록 구성될 수 있고 제1 함수에 기초하여 제1 전기 연결부(102)를 제어할 수 있다.
제1 함수는 강철 지지 구조물의 전기화학적 분극의 공간 분포를 특정할 수 있다. 전기화학적 분극의 공간 분포는 깊이에만 의존한다고 가정할 수 있다, 즉 단일 변수(깊이)를 갖는 함수가 전기화학적 분극을 특정할 수 있다.
도 2는 축(202)이 전기화학 전위를 특정하고 축(203)이 깊이를 특정하는, 깊이의 함수로서 강철 지지 구조물의 전기화학적 분극의 그래프(201)의 일례를 나타낸다. 분극은 기준 전극, 예컨대 Ag/AgCl/해수 기준 전극에 대해 측정될 수 있다. 분극은 일반적으로 음극 방식 시스템 까지의 거리가 증가함에 따라 떨어진다(전기화학 전위가 음극을 적게 나타냄). 선(205)은 특정 유전 양극으로 달성할 수 있는 최대 전기화학 전위를 나타내며, 선(204)은 규범 및 표준에 따라 강철 지지 구조물을 보호하는 데 필요한 전기화학 전위를 나타내는데, 예를 들어, 유전 양극이 알루미늄으로 만들어진 경우, 선(205)은 -1050 mV의 전기화학 전위에 해당할 수 있고, 선(204)은 -800 mV의 전기화학 전위에 해당할 수 있다. 그래프(206)는 본 발명의 일 구현예에 따른 음극 방식 시스템의 제1 전기 연결부가 전기화학 전위를 낮추도록 조정된 후 깊이의 함수로서 강철 지지 구조물의 전기화학 전위에 대한 일례를 나타낸다. 제1 전기 연결부는, 함수가 선(204)에 의해 주어지는 임계치 미만, 예를 들어 깊이 범위에 대하여 -800 mV 미만임이 보장되도록 구성된 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다.
도 3은 축(302)이 전기화학 전위를 특정하고 축(303)이 깊이를 특정하는, 깊이의 함수로서 강철 지지 구조물의 전기화학 전위의 그래프(301)의 일례를 나타낸다. 이 예에서, 강철 지지 구조물은 코팅을 가지지 않아 그래프의 형태가 변화한다. 따라서, 본 발명의 구현예에서, 코팅의 상태를 특정하는 보조 데이터가 제1 전기 연결부를 제어하는 데 사용될 수 있다.
제어 유닛은 전기화학적 분극의 통상적인 공간적 분포를 특정하는 제1 데이터에 대한 액세스를 가질 수 있고, 제어 유닛은 제1 데이터를 사용하여 제1 함수를 추정한다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 해상 풍력 터빈 지지용 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 음극 방식 시스템(400)의 개략도를 나타낸다. 음극 방식 시스템(400)은 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되는 하나 이상의 유전 양극(401) 및 하나 이상의 유전 양극(401)을 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결시키는 제1 전기 연결부(402)를 포함한다. 이는 강철 지지 구조물이 하나 이상의 유전 양극(401)으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전류에 의해 분극화될 수 있게 한다. 제1 전기 연결부(402)는 하나 이상의 유전 양극(401)으로부터 강철 지지 구조물로 흐르는 전류의 속도를 변화시켜 강철 지지 구조물의 분극을 변화시킬 수 있는 적응성 전기 연결부이다. 이 구현예에서, 유전 양극(401)은 제1 전기 연결부(402)에 전기적으로 연결된 양극 케이지(405)에 배치된다. 음극 방식 시스템은 제1 전기 회로에 작동 가능하게 연결되고 제1 전기 연결부(402)를 제어하여 강철 지지 구조물의 분극을 변화시키도록 구성되는 제어 유닛(407)을 더 포함할 수 있다. 음극 방식 시스템은 제1 및 제2 위치에서 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되는 제1 기준 전극(403) 및 제2 기준 전극(404)을 더 포함할 수 있고, 제어 유닛(407)은 제1 기준 전극(403) 및 제2 기준 전극(404)에 추가로 작동 가능하게 연결되고, 제1 기준 전극(403) 및 제2 기준 전극(404) 모두로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 제1 전기 연결부(402)를 제어하도록 구성된다. 음극 방식 시스템(400)은 제어 유닛(407)에 작동 가능하게 연결된 통신 유닛(408)을 더 포함할 수 있다. 제어 유닛(407)은, 음극 방식 시스템(400)의 오류 또는 잠재적인 미래 오류가 식별되었을 경우, 메시지를 원격 수신기에 송신하기 위해 통신 유닛(408)을 제어하도록 구성될 수 있다. 통신 유닛(408)은, 내륙 또는 선박에 위치한 오퍼레이터와 같은 외부 공급원으로부터 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(407)은 통신 유닛(408)에 의해 수신된 제어 신호에 응답하여 제1 전기 연결부(402)를 제어하도록 구성될 수 있다. 통신 유닛(408)은 무선 또는 유선 통신 유닛일 수 있다. 통신 유닛(408)은 원격 수신기에 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 데이터는 음극 방식 시스템의 하나 이상의 기준 전극으로 이루어진 측정치를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 방법(500)에 대한 흐름도를 나타낸다. 제1 단계(501)에서, 예를 들어 도 4와 관련하여 개시된 음극 방식 시스템이 수득된다. 다음 단계(502)에서, 음극 방식 시스템은 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된다. 그런 다음, 단계(503)에서, 음극 방식 시스템의 하나 이상의 유전 양극이 음극 방식 시스템의 제1 전기 연결부를 이용하여 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결된다. 다음으로, 단계(504)에서, 강철 지지 구조물과 하나 이상의 기준 전극 사이의 하나 이상의 전기화학 전위가 측정되고, 마지막으로 단계(505)에서, 제1 전기 연결부가 예를 들어, 해수로의 양극 물질의 불필요한 방출을 제한하면서 강철 지지 구조물의 분극이 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기에 충분하도록 하나 이상의 측정된 전기화학 전위를 사용하여 조절된다.
일부 구현예가 상세히 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 그들에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에 정의된 주제의 범위 내에서 다른 방식으로 구현될 수도 있다. 특히, 다른 구현예들이 이용될 수 있고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구조 및 기능적 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.
몇몇 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 몇몇 수단은 하드웨어의 하나 및 동일한 아이템에 의해 구현될 수 있다. 소정의 조치가 상호 상이한 종속 청구항에 인용되거나 상이한 구현예들에 기재되었다는 단지 그 점 때문에 이들 수단들의 조합이 이점을 위해 사용될 수 없음을 나타내지 않는다.
본 명세서에서 사용될 때 용어 "포함하다/포함하는"은 언급된 특징, 정수, 단계 또는 성분의 존재를 특정하는 데 취해지지만 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 구성 요소 또는 이의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것을 강조해야 한다.

Claims (16)

  1. 해상 풍력 터빈(offshore wind turbine) 지지용 지지 시스템으로서, 해상 풍력 터빈을 지지하기 위한 강철 지지 구조물 및 상기 강철 지지 구조물을 부식으로부터 보호하도록 구성된 음극 방식(cathodic protection) 시스템을 포함하되, 상기 음극 방식 시스템은 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치된 하나 이상의 유전 양극(galvanic anode) 및 상기 하나 이상의 유전 양극을 상기 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결하여 상기 강철 지지 구조물이 상기 하나 이상의 유전 양극으로부터 상기 강철 지지 구조물로 흐르는 전자에 의해 분극화될 수 있도록 하는 제1 전기 연결부를 포함하고, 상기 제1 전기 연결부는 상기 하나 이상의 유전 양극으로부터 상기 강철 지지 구조물로 흐르는 전자의 속도를 변화시켜 상기 강철 지지 구조물의 분극(polarization)을 변화시킬 수 있는 적응성 전기 연결부이고, 상기 음극 방식 시스템은 상기 제1 전기 연결부에 작동 가능하게 연결 가능하고 상기 제1 전기 연결부를 제어하여 상기 강철 지지 구조물의 분극을 변경하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하며, 상기 음극 방식 시스템은 제1 위치에서 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되기 위한 제1 기준 전극 및 제2 위치에서 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되기 위한 제2 기준 전극을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 제1 기준 전극 및 상기 제2 기준 전극 모두에 추가로 작동 가능하게 연결 가능하고 상기 제1 기준 전극 및 상기 제2 기준 전극 모두로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 상기 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성되는, 지지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전기 연결부는 복수의 상태를 갖는 적어도 하나의 전기 구성요소를 포함함으로써 적응성을 갖는, 지지 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 제1 기준 전극 및 상기 제2 기준 전극 모두로 측정된 전기화학 전위에 기초하여 제1 함수를 추정하고 상기 제1 함수에 기초하여 상기 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성되는, 지지 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 전기화학적 분극의 공간 분포에 관한 보조 데이터에 대한 액세스를 추가로 가지며, 상기 제어 유닛은 상기 보조 데이터, 상기 제1 기준 전극 및/또는 상기 제2 기준 전극으로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 상기 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성되는, 지지 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 음극 방식 시스템은 상기 제어 유닛에 작동 가능하게 연결된 통신 유닛을 더 포함하는, 지지 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 강철 지지 구조물은 중공형 내부를 둘러싸는 하나 이상의 벽을 갖고, 상기 하나 이상의 벽은 제1 개구부를 갖고, 상기 하나 이상의 유전 양극은 상기 강철 지지 구조물의 외부에 배치되며, 상기 제1 전기 연결부는, 상기 하나 이상의 유전 양극에 제1 말단에서 전기적으로 연결되고 상기 제1 개구부를 통해 상기 중공형 내부로 연장되는 제1 전기 케이블을 포함하며, 상기 제1 전기 케이블은 상기 강철 지지 구조물의 상기 제1 개구부로부터 전기적으로 절연되고, 상기 중공형 내부에 배치된 상기 제1 전기 연결부의 또 다른 부분에 전기적으로 연결되는, 지지 시스템.
  7. 해상 풍력 터빈 지지용 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 음극 방식 시스템으로서, 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되기 위한 하나 이상의 유전 양극 및 상기 강철 지지 구조물에 상기 하나 이상의 유전 양극을 전기적으로 연결하여 상기 강철 지지 구조물이 상기 하나 이상의 유전 양극으로부터 상기 강철 지지 구조물로 흐르는 전자에 의해 분극화될 수 있도록 하는 제1 전기 연결부를 포함하고, 상기 제1 전기 연결부는 상기 하나 이상의 유전 양극으로부터 상기 강철 지지 구조물로 흐르는 전자의 속도를 변화시켜 상기 강철 지지 구조물의 분극을 변화시킬 수 있는 적응성 전기 연결부이고, 상기 음극 방식 시스템은 상기 제1 전기 연결부에 작동 가능하게 연결 가능하고 상기 제1 전기 연결부를 제어하여 상기 강철 지지 구조물의 분극을 변경하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하며, 상기 음극 방식 시스템은 제1 위치에서 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되기 위한 제1 기준 전극 및 제2 위치에서 상기 강철 지지 구조물과 연결되어 배치되기 위한 제2 기준 전극을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 제1 기준 전극 및 상기 제2 기준 전극 모두에 추가로 작동 가능하게 연결 가능하고 상기 제1 기준 전극 및 상기 제2 기준 전극 모두로 측정된 전기화학 전위에 응답하여 상기 제1 전기 연결부를 제어하도록 구성되는, 음극 방식 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 전기 연결부는, 제1 말단에서 상기 하나 이상의 유전 양극에 전기적으로 연결되고 제1 개구부를 통해 상기 강철 지지 구조물의 중공형 내부로 연장되도록 구성되는 제1 전기 케이블을 포함하고, 상기 제1 전기 케이블은 상기 강철 지지 구조물의 상기 제1 개구부와 전기적으로 절연되고, 상기 중공형 내부에 배치되도록 구성되는 상기 제1 전기 연결부의 또 다른 부분에 전기적으로 연결되도록 구성되는, 음극 방식 시스템.
  9. 강철 지지 구조물을 부식에 대해 보호하기 위한 방법으로, 상기 강철 지지 구조물은 해상 풍력 터빈을 지지하도록 구성되며, 상기 방법은,
    제7항 또는 제8항에 따른 음극 방식 시스템을 수득하는 단계;
    상기 음극 방식 시스템을 상기 강철 지지 구조물과 연결하여 배치하는 단계;
    상기 음극 방식 시스템의 상기 제1 전기 연결부를 이용하여 상기 음극 방식 시스템의 상기 하나 이상의 유전 양극을 상기 강철 지지 구조물에 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 강철 지지 구조물과 하나 이상의 기준 전극 사이의 하나 이상의 전기화학 전위를 측정하는 단계;
    상기 하나 이상의 측정된 전기화학 전위를 사용하여 상기 음극 방식 시스템의 상기 제1 전기 연결부를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
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