KR102668001B1 - Floating structure using hollow concrete - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 재질로 형성되는 부력부; 태양광 패널로 이루어지는 발전부; 및 복수개의 상기 부력부를 연결하여 상기 발전부를 지지하는 받침대를 이루는 프레임부를 포함하는 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물을 제공한다.The present invention includes a buoyancy unit formed of concrete material; A power generation unit made of solar panels; And it provides a concrete floating structure for marine power generation, including a frame part that connects a plurality of the buoyancy parts to form a pedestal supporting the power generation unit.
Description
본 발명은 부유 구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 중공 콘크리트를 이용한 부유 구조물에 관한 것이다. The present invention relates to floating structures, and more specifically, to floating structures using hollow concrete.
최근 신재생에너지 비중을 높이려는 정부 정책에 따라 신재생에너지 생산 설비들이 활발하게 설치되고 있다. 허나 태양광의 경우 집광판 반사광에 의한 농작물 피해 호소, 풍력의 경우 산림훼손, 블레이드 소음 문제 등 육상에 신재생에너지 설치는 여러모로 비효율적이고 제약사항이 많다.Recently, in accordance with government policies to increase the proportion of new and renewable energy, new and renewable energy production facilities are being actively installed. However, installation of new and renewable energy on land is inefficient and has many limitations in many ways, such as damage to crops due to reflected light from light collectors in the case of solar power, forest damage, and blade noise issues in the case of wind power.
이러한 문제점으로 해상에 신재생에너지 설비들을 설치하려는 시도가 다양하게 이루어지고 있다. 부유식 수상 구조물 설치를 위해 PE(폴리에틸렌)을 시범적으로 설치한 사례의 경우 기후 환경에 따른 PE 경화/ 하중 증가로 인한 구조물이 침몰한 적이 있고, 태양광 시설이 수면 전체를 덮어 해저 태양광 투과를 방해하고 나아가 부유체 파괴시 미세 플라스틱의 해양 오염 우려가 있다. Due to these problems, various attempts are being made to install new and renewable energy facilities at sea. In the case of a pilot installation of PE (polyethylene) for the installation of a floating water structure, the structure sank due to PE hardening/increased load due to the climate environment, and the solar power facility covered the entire water surface, allowing sunlight to penetrate the seafloor. There is a risk of marine pollution of microplastics when the floating body is destroyed.
따라서, 비교적 환경 오염이 덜하고 안정적인 부력을 유지할 수 있는 콘크리트 부유체를 이용한 태양광 발전 시설의 설치가 요구되고 있다. Therefore, there is a demand for the installation of solar power generation facilities using concrete floating bodies that have relatively less environmental pollution and can maintain stable buoyancy.
한국공개특허 10-2015-0064525호에서는 수상 구조물 설치를 위한 콘크리트 부체에 대해 설명하고 있으나, 부식 및 손상으로부터 표면을 보호하기 위한 기술이고, 한국등록특허 10-1419188호에서는 플로팅 폰툰 조립체에 대해 설명하고 있으나 단위폰툰들을 결합하기 위한 기술이어서 본 발명이 해결하고자 하는 문제점의 해결과는 거리가 있다. Korean Patent Publication No. 10-2015-0064525 describes a concrete floating body for installing floating structures, but it is a technology to protect the surface from corrosion and damage, and Korean Patent No. 10-1419188 describes a floating pontoon assembly. However, since it is a technology for combining unit pontoons, it is far from solving the problem that the present invention seeks to solve.
본 발명은 안정적인 부력을 유지할 수 있는 해상 발전용 콘크리드 부유 구조물의 제공을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a concrete floating structure for offshore power generation that can maintain stable buoyancy.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물은, 콘크리트 재질로 형성되는 부력부; 태양광 패널로 이루어지는 발전부; 및 복수개의 상기 부력부를 연결하여 상기 발전부를 지지하는 받침대를 이루는 프레임부를 포함한다.In order to achieve the above object, a concrete floating structure for offshore power generation according to an embodiment of the present invention includes a buoyancy portion formed of concrete material; A power generation unit made of solar panels; And a frame part that connects a plurality of the buoyancy parts to form a stand that supports the power generation unit.
이때, 상기 부력부는, 육면체 형태의 것으로서, 동일한 형태를 가지는 4개가 상기 프레임부에 의해 연결되어 정사각형 형태의 구조를 이루는 것이 바람직하다.At this time, the buoyancy unit is in the shape of a hexahedron, and it is preferable that four units of the same shape are connected by the frame unit to form a square-shaped structure.
이때, 상기 부력부는, 콘크리트로 이루어지는 외피; 십(十)자 형태로서 콘크리트 타설에 의해 상기 외피와 일체형으로 형성되는 내부 프레임; 및 부력 형성을 위해 상기 외피의 내부에 배치되는 저밀도 부재를 포함할 수 있다.At this time, the buoyancy part includes a shell made of concrete; An internal frame in the shape of the letter 十, formed integrally with the outer shell by pouring concrete; And it may include a low-density member disposed inside the shell to create buoyancy.
이때, 상기 내부 프레임은, 측면에서 보았을 때 2열로 이루어지며, 수직 브레이싱으로 연결되는 형태를 가지고, 상기 십(十)자 형태의 중심 부분을 이루는 수직 브레이싱은 상기 발전부와 연결되도록 상기 외피의 상면으로 연장할 수 있다.At this time, the internal frame is made up of two rows when viewed from the side and has a shape connected by vertical bracing, and the vertical bracing forming the central part of the cross shape is connected to the power generation unit on the upper surface of the shell. It can be extended to
또한, 상기 프레임부는, 어느 한 부력부의 내부 프레임과 이웃한 부력부의 내부 프레임을 연결하는 간격 프레임; 및 어느 한 간격 프레임과 건너편에 배치된 간격 프레임을 연결하는 보강 프레임을 포함할 수 있다.In addition, the frame unit includes an interval frame connecting the internal frame of one buoyancy unit and the internal frame of a neighboring buoyancy unit; And it may include a reinforcing frame connecting one gap frame to a gap frame disposed across from it.
한편, 상기 간격 프레임은, 상기 내부 프레임과 동일한 간격의 2열 형태로로, 수직 브레이싱으로 연결되어 측면에서 보았을 때 사다리 형태를 가지는 것이 바람직하다.Meanwhile, the spaced frame preferably has two rows with the same spacing as the inner frame, is connected by vertical bracing, and has a ladder shape when viewed from the side.
아울러, 상기 간격 프레임 및 상기 내부 프레임은 단부에 각각 플랜지를 구비하여 볼트 너트 결합 방식에 의해 연결될 수 있다.In addition, the spacing frame and the inner frame may each have flanges at ends and be connected by a bolt and nut coupling method.
또한, 상기 부력부를 해면에 고정시키는 앵커부를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include an anchor part that secures the buoyancy part to the sea surface.
본 발명에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물에 의하면,According to the concrete floating structure for offshore power generation according to the present invention,
첫째, 비교적 환경 오염이 덜하고 안정적인 부력을 유지할 수 있는 중공 콘크리트 부유 구조물의 설치가 가능하다.First, it is possible to install a hollow concrete floating structure that causes relatively less environmental pollution and can maintain stable buoyancy.
둘째, 안정적인 중공 콘크리트 부유 구조물이어서 해상 유휴 수면에서 태양광 발전 시설, 풍력 발전 시설 등 신재생에너지의 용도와 더불어 양식장 등 복합적인 용도로서의 사용이 가능하다.Second, since it is a stable hollow concrete floating structure, it can be used for new and renewable energy such as solar power generation facilities and wind power generation facilities on the idle surface of the sea, as well as for complex uses such as fish farms.
셋째, 필요에 따라 점지지 구조체, 선지지 구조체 등 다양한 구조물의 선택이 가능하다. Third, it is possible to select various structures, such as point support structures and line support structures, depending on need.
넷째, 플로팅 부재의 단부에 삽입홈을 형성하여 상부 구조부재와의 일체성을 강화할 수 있다. Fourth, integration with the upper structural member can be strengthened by forming an insertion groove at the end of the floating member.
다섯째, 플로팅 부재가 앵커 부재 또는 무게추를 더 구비하여 중공 콘크리트 부유 구조물의 안정성을 더 강화할 수 있다. Fifth, the floating member may further include an anchor member or weight to further enhance the stability of the hollow concrete floating structure.
여섯째, PE 재질에 비해 해수에 대한 저항성이 콘크리트가 더 좋지만, 염화물 열화 방지 혼화제를 배합하여 열화를 방지할 수 있다.Sixth, although concrete has better resistance to seawater than PE materials, deterioration can be prevented by mixing chloride deterioration prevention admixtures.
일곱째, 상부 구조부재에 CFT를 사용하여 상부 구조부재 위에 안착되는 구조물의 하중에 대한 강성을 더 크게 할 수 있다. Seventh, by using CFT in the upper structural member, the rigidity against the load of the structure seated on the upper structural member can be increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물이 해상에 설치된 실물 사진이다.
도 2는 도 1에 도시된 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물의 간조 상황을 설명하는 실물 사진이다.
도 3은 일 실시예에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물의 제작 치수를 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물의 사시도이다.
도 5는 부력부와 프레임부의 연결 관계를 설명하는 투시 사시도이다.
도 6은 각 상황에 따라 콘크리트 부유체에 적용되는 하중을 설명하는 도표이다.
도 7은 프레임부의 형태에 따라 계산된 작용 단면적에 대한 계산 결과를 설명하는 도표이다.
도 8은 프레임부의 형태에 대한 결론을 설명하는 도표이다.
도 9는 프레임부의 작용 단면적 대한 결론을 설명하는 도표이다.
도 10 및 도 11은 축소 모형의 수리 실험의 조건을 설명하는 도표이다.
도 12 및 도 13은 축소 모형의 실물 사진 및 실제 실험 과정을 설명하는 사진 및 도표이다.Figure 1 is an actual photograph of a concrete floating structure for offshore power generation installed at sea according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an actual photograph illustrating the low tide situation of the concrete floating structure for offshore power generation shown in Figure 1.
Figure 3 is a diagram explaining the manufacturing dimensions of a concrete floating structure for offshore power generation according to an embodiment.
Figure 4 is a perspective view of a concrete floating structure for offshore power generation according to an embodiment.
Figure 5 is a perspective perspective view explaining the connection relationship between the buoyancy part and the frame part.
Figure 6 is a diagram explaining the load applied to the concrete floating body according to each situation.
Figure 7 is a table explaining the calculation results for the operating cross-sectional area calculated according to the shape of the frame part.
Figure 8 is a diagram explaining the conclusion about the shape of the frame portion.
Figure 9 is a diagram explaining the conclusion about the operating cross-sectional area of the frame portion.
Figures 10 and 11 are diagrams explaining the conditions of the mathematical experiment of the scaled-down model.
Figures 12 and 13 are photos and diagrams illustrating actual photos of the scale model and the actual experimental process.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, note that in the attached drawings, like components are indicated by the same symbols whenever possible. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물이 해상에 설치된 실물 사진이고, 도 2는 도 1에 도시된 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물의 간조 상황을 설명하는 실물 사진이고, 도 3은 일 실시예에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물의 제작 치수를 설명하는 도면이고, 도 4는 일 실시예에 따른 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물의 사시도이고, 도 5는 부력부와 프레임부의 연결 관계를 설명하는 투시 사시도이다.Figure 1 is an actual photograph of a concrete floating structure for offshore power generation installed on the sea according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an actual photograph illustrating the low tide situation of the concrete floating structure for offshore power generation shown in Figure 1. 3 is a drawing explaining the manufacturing dimensions of a concrete floating structure for offshore power generation according to an embodiment, Figure 4 is a perspective view of a concrete floating structure for offshore power generation according to an embodiment, and Figure 5 is a connection relationship between the buoyancy part and the frame part. This is a perspective perspective view explaining .
도 1 내지 도 5를 참조하면 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)은 부력부(100), 프레임부(200), 발전부(300) 및 앵커부(400)를 포함한다.1 to 5, the concrete floating structure 1000 for offshore power generation includes a buoyancy unit 100, a frame unit 200, a power generation unit 300, and an anchor unit 400.
부력부(100)는 부력을 형성하는 것으로서 해상 환경을 고려하여 콘크리트 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 제작의 용이성, 내구성, 내파성 및 내 부식성 등을 고려하여 콘크리트로 제작하되, 부력 형성을 위해 내부에 중공을 형성하거나, 중심부에 밀도가 낮은 스티로폼을 채워 넣는 방식으로 형성한다.The buoyancy unit 100 forms buoyancy and is preferably made of concrete in consideration of the marine environment. It is made of concrete considering ease of manufacture, durability, break resistance, and corrosion resistance, and is formed by forming a hollow inside or filling the center with low-density Styrofoam to create buoyancy.
부력부(100)의 제작 방식에 대해서는 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)의 전반적인 설명을 마친후 보다 상세히 설명하기로 한다.The manufacturing method of the buoyancy unit 100 will be described in more detail after the overall description of the concrete floating structure 1000 for offshore power generation is completed.
발전부(300)는 태양광 발전을 수행하는 것으로서, 태양광 패널(P) 및 태양광 패널(P)을 지지하는 앵글(A)을 포함한다.The power generation unit 300 performs solar power generation and includes a solar panel P and an angle A supporting the solar panel P.
프레임부(200)는 복수의 부력부(100)를 연결하여 부력부(100)가 발전부(300)를 지지하는 받침대를 이루도록 한다.The frame unit 200 connects a plurality of buoyancy units 100 so that the buoyancy units 100 form a stand supporting the power generation unit 300.
본 실시예에 따르면 부력부(100)는 육면체 형태의 것으로서 동일한 형태를 가지는 4개가 프레임부(200)에 의해 연결되어 상면에서 보았을 때 정사각형 구조를 이룬다.According to this embodiment, the buoyancy unit 100 has a hexahedral shape, and four units having the same shape are connected by the frame unit 200 to form a square structure when viewed from above.
즉, 4개의 부력부(100)가 각각 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)의 모서리를 이루는 형태를 가지며, 프레임부(200)는 4개의 부력부(100)를 서로 연결하는 구조를 가진다.That is, the four buoyancy units 100 each form a corner of the concrete floating structure 1000 for offshore power generation, and the frame unit 200 has a structure that connects the four buoyancy units 100 to each other.
부력부(100)는 상면에서 보았을 때 정사각형 형태를 가진다. 도 3을 참조하면 부력부는 한 변의 길이가 2000mm, 높이는 1400mm 를 가지는 육면체 형태를 가진다. 파고에 대한 안정성을 위해 부력부(100)는 바닥면(100L)으로부터 1100mm가 해수면에 잠기도록 형성되며(이하, 워터 레벨), 이에 상응하는 부력 형성을 위해 콘크리트의 두께(즉, 외피)는 80mm로 형성된다. 단, 언급한 수치는 10kW급 발전부(300)를 상정한 것으로서 발전부(300)의 규모에 따라 부력부(100)의 디멘젼(Dimension)은 적절히 변경될 수 있다.The buoyancy unit 100 has a square shape when viewed from the top. Referring to Figure 3, the buoyancy part has a hexahedral shape with a side length of 2000 mm and a height of 1400 mm. For stability against wave height, the buoyancy part 100 is formed to be submerged in the sea level by 1100 mm from the bottom surface (100L) (hereinafter referred to as water level), and the thickness of the concrete (i.e., outer skin) is 80 mm to form corresponding buoyancy. is formed by However, the mentioned figures assume a 10kW power generation unit 300, and the dimensions of the buoyancy unit 100 may be appropriately changed depending on the size of the power generation unit 300.
도 5를 참고하면, 부력부(100)는 외피(110), 내부 프레임(120) 및 저밀도 부재(130)를 포함하는 형태를 가진다.Referring to FIG. 5, the buoyancy unit 100 has a shape including an outer shell 110, an internal frame 120, and a low-density member 130.
외피(110)는 콘크리트로 이루어지는 것으로서, 내구성을 위해 철근이 포함된다.The outer shell 110 is made of concrete and includes reinforcing bars for durability.
내부 프레임(120)은 상면에서 보았을 때 십(十)자 형태를 가지는 철 구조물로서 콘크리트 타설에 의해 외피(110)와 일체형으로 형성된다. 내부 프레임(120) 및 프레임부(200)은 콘크리트 충전 강관(CFT)으로 실시될 수 있다.The internal frame 120 is a steel structure having the shape of the letter 十 when viewed from the top, and is formed integrally with the outer shell 110 by pouring concrete. The internal frame 120 and the frame portion 200 may be made of concrete filled steel pipe (CFT).
저밀도 부재(130)는 부력 형성을 위한 것으로서, 외피(110)의 내부에 배치된다. 여기서 저밀도 부재(130)가 외피(110)의 내부에 배치된다는 것은 위치 관계를 위한 설명이며, 실제 제작과정에서는 스티로폼과 같은 재질의 저밀도 부재(130)를 부력부(100) 제작을 위한 거푸집에 먼저 배치하고 이후 콘크리트를 타설하고 양생하여 외피(110)가 형성된다. 필요에 따라서는, 프리캐스트 방식으로 외피(110)의 각 면을 먼저 형성하고 조립한 후 내부에 저밀도 부재(130)를 채워넣는 방식으로 부력부(100)를 제족하는 것도 가능하다. 제조 방법은 실시자에 따라 적절히 변경될 수 있다.The low-density member 130 is used to create buoyancy and is disposed inside the shell 110. Here, the fact that the low-density member 130 is placed inside the shell 110 is an explanation for the positional relationship, and in the actual manufacturing process, the low-density member 130 made of a material such as Styrofoam is first placed in the form for manufacturing the buoyancy unit 100. After placing the concrete, the shell 110 is formed by pouring and curing the concrete. If necessary, it is also possible to form the buoyancy portion 100 by first forming and assembling each side of the shell 110 using a precast method and then filling the inside with the low-density member 130. The manufacturing method may be appropriately changed depending on the operator.
내부 프레임(120)은 상면에서 보았을 때 십(十)자 형태를 가진다. 내부 프레임(120)은 4개의 단부가 각각 외피(110) 밖으로 돌출되는 형대를 가진다. 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)의 외측을 이루는 면으로 돌출된 단부(120a, 120b)는 앵커부(120)와 연결되고, 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)의 내측을 이루는 면으로 돌출된 단부(120c, 120d)는 프레임부(200)와 연결된다.The internal frame 120 has a 10 (十) shape when viewed from the top. The inner frame 120 has four ends each protruding out of the outer shell 110. The ends (120a, 120b) protruding from the outer surface of the concrete floating structure for offshore power generation (1000) are connected to the anchor portion 120, and protrude from the inner surface of the concrete floating structure for offshore power generation (1000). The end portions 120c and 120d are connected to the frame portion 200.
내부 프레임(120)은 측면에서 보았을 때 2열로 이루어지며 수직 브레이싱으로 연결되는 형태를 가진다. 내부 프레임(120)에서 십(十)자 형태의 중심 부분을 이루는 수직 브레이싱(B1)은 발전부(300)와 연결되도록 외피(110)의 상면으로 연장한다. 돌출된 수직 브레이싱(B1)의 단부에 발전부(300)를 이루는 앵글(A)이 연결된다.The internal frame 120 consists of two rows when viewed from the side and is connected by vertical bracing. The vertical bracing (B1) forming the central portion of the ten (十) shape in the internal frame 120 extends to the upper surface of the outer shell 110 to be connected to the power generation unit 300. An angle (A) forming the power generation unit 300 is connected to the end of the protruding vertical bracing (B1).
해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)을 10kW급으로 구현할 경우, 내부 프레임(120)을 이루는 2개 열의 간격은 400mm 인 것이 바람직하다. 또한, 1100mm 의 워터 레벨을 고려하여 내부 프레임(120)의 위치는 프레임(120)을 이루는 2개 열 가운데 위쪽에 있는 프레임은 상면에서 300mm, 하측에 위치하는 프레임은 하면에서 600mm 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 내부 프레임(120)을 이루는 각관은 100×100mm, 6t를 가진다.When implementing the concrete floating structure 1000 for offshore power generation at the 10kW level, it is desirable that the spacing between the two rows forming the internal frame 120 is 400mm. In addition, considering the water level of 1100mm, the position of the internal frame 120 is arranged so that the upper frame of the two rows forming the frame 120 is 300mm away from the upper surface, and the lower frame is arranged 600mm away from the lower surface. desirable. At this time, the square pipe forming the internal frame 120 has 100 × 100 mm and 6 tons.
내부 프레임(120)이 워터 레벨 이하에 위치하도록 배치치되고, 내부 프레임(120)과 연결되는 프레임부(200) 또한 워터 레벨 이하에 위치한다. 도 1에서 확인 가능한 바와 같이 프레임부(200)가 해수면에 잠긴 상태를 가진다. 본 실시 형태에 의하면, 파고에 대한 안정성을 확보할 수 있으며, 또한 조류의 배설물 등에 의한 오염을 피할수 있다.The inner frame 120 is positioned below the water level, and the frame portion 200 connected to the inner frame 120 is also positioned below the water level. As can be seen in Figure 1, the frame unit 200 is submerged in the sea level. According to this embodiment, stability against wave heights can be secured and contamination by bird excrement, etc. can be avoided.
프레임부(200)는 간격 프레임(200a) 및 보강 프레임(200b)를 포함한다.The frame portion 200 includes an interval frame 200a and a reinforcement frame 200b.
간격 프레임(200a)은 어느 한 부력부의 내부 프레임과 이웃한 부력부의 내부 프레임을 연결한다.The gap frame 200a connects the internal frame of one buoyancy unit with the internal frame of a neighboring buoyancy unit.
보강 프레임(200b)은 어느 한 간격 프레임(200a)과 건너편에 배치된 간격 프레임(200a')을 연결한다.The reinforcing frame 200b connects one gap frame 200a to a gap frame 200a' disposed across from it.
간격 프레임(200a)은 내부 프레임(120)과 동일한 간격의 2열 형태로로, 수직 브레이싱(B)으로 연결되어 측면에서 보았을 때 사다리 형태를 가진다. 도 3을 참조하면, 간격 프레임(200a)은 3000mm 길이로 형성되며, 3개의 수직 브레이싱(B)이 각각 어느 한 쪽 단부로부터 각각 500mm, 1000mm, 1000mm 이격된 위치에 배치된다.The spaced frame 200a is in the form of two rows with the same spacing as the inner frame 120, and is connected by vertical bracing (B) to have a ladder shape when viewed from the side. Referring to FIG. 3, the spacing frame 200a is formed to have a length of 3000 mm, and three vertical bracings B are disposed at positions spaced apart from one end by 500 mm, 1000 mm, and 1000 mm, respectively.
간격 프레임(200a)과 내부 프레임(120)은 볼트 너트 방식으로 결합될 수 있다. 연결 강성을 위하여 간격 프레임(200a)과 내부 프레임(120)은 각각 단부에 플랜지를 구비하고 플랜지에 볼팅이 수행되는 방식으로 연결될 수 있다.The gap frame 200a and the inner frame 120 may be coupled to each other using a bolt and nut method. For connection rigidity, the gap frame 200a and the inner frame 120 may each be connected in such a way that flanges are provided at their ends and bolting is performed on the flanges.
다만, 설명된 연결 형태는 제조 및 조립의 편의를 위한 방식일 뿐이며, 제작 방식에 따라서는 간격 프레임(200a)과 내부 프레임(120)이 하나의 연속된 강재로 형성될 수도 있고, 용접에 의해 접합하는 방식으로 연결될 수 있다.However, the described connection form is only for the convenience of manufacturing and assembly, and depending on the manufacturing method, the gap frame 200a and the internal frame 120 may be formed of one continuous steel material, and may be joined by welding. It can be connected in this way.
앵커부(400)는 부력부(100)를 해면에 고정시킨다. 앵커부(400)는 해저면에 착저하여 닻(Anchor) 역할을 하는 고정 블럭(410) 및 고정 블럭(410)과 부력부(100)를 연결하는 고정 로프(420)를 포함한다.The anchor unit 400 fixes the buoyancy unit 100 to the sea surface. The anchor unit 400 includes a fixing block 410 that sits on the sea floor and serves as an anchor, and a fixing rope 420 that connects the fixing block 410 and the buoyancy unit 100.
고정 블럭(410)은 콘크리트를 양생여 형성하며, 도시된 예에서 직육면체 형태를 가지나, 이는 실시 가능한 형태 가운데 하나일 뿐이며, 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)이 배치되는 환경에 따라서 적절히 변형 실시 될 수 있다. The fixed block 410 is formed by curing concrete, and has a rectangular parallelepiped shape in the illustrated example, but this is only one of the possible forms and can be appropriately modified depending on the environment in which the concrete floating structure 1000 for offshore power generation is placed. You can.
고정 블럭(410)은 4개가 실시되며 각각 부력부(100)의 배치위치에서 사선 방향으로 일정거리 이격되어 배치된다. 고정 블럭(410)이 부력부(100)를 대각선 방향에서 잡아주는 위치에 배치되는 것으로 보면 이해가 빠르다.There are four fixing blocks 410, each of which is arranged at a certain distance in the diagonal direction from the placement position of the buoyancy unit 100. It is easy to understand if you consider that the fixing block 410 is disposed in a position to hold the buoyancy unit 100 in the diagonal direction.
한편, 수심 및 지형에 따라 고정 블럭(410)은 해저면에 직접 고정되는 PHC 파일 등으로 실시될 수도 있고, 해저면이 암반일 경우에는 고정 블럭(410)을 생략하고 고정 로프(420)가 암반에 직접 고정되는 방식으로 실시될 수도 있다.Meanwhile, depending on the water depth and topography, the fixing block 410 may be implemented as a PHC pile directly fixed to the seafloor. If the seafloor is rock, the fixing block 410 is omitted and the fixing rope 420 is fixed to the rock. It may also be implemented in a way that it is directly fixed to.
고정 로프(420)는 양측 단부가 Y 자 형태로 분기된 형태인 것이 바람직하다. 양갈래로 분기된 고정 로프(420)는 각각 외피(110)에서 돌출한 내부 프레임(120)의 외측 단부(120a, 120b)에 각각 연결된다. 파고의 방향에 따라 인장력이 분산인가될 수 있는 구조를 가진다. 내부 프레임(120)의 단부(120a, 120b)에는 고정 로프(420)의 연결을 위한 고리 형태의 구조(T)를 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable that the fixed rope 420 has both ends branched into a Y shape. The two-pronged fixed rope 420 is connected to the outer ends 120a and 120b of the inner frame 120 protruding from the outer shell 110, respectively. It has a structure in which tensile force can be distributed and applied depending on the direction of the wave height. The ends 120a and 120b of the internal frame 120 are preferably provided with a ring-shaped structure T for connecting the fixing rope 420.
앵커부(400)에 의해 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)은 파고 또는 조류에 의해 떠내려가지 않으고 배치된 위치에 고정될 수 있다.By the anchor unit 400, the concrete floating structure 1000 for offshore power generation can be fixed to the deployed position without being washed away by wave height or tidal currents.
해상 발전용 콘크리트 부유 구조물(1000)에서 내부 프레임(120) 및 프레임부(200)의 형태 및 구조는 도 6 내지 도13에서 설명되는 바와 같이, CFT 구조 해석을 통해 도출되었으며, 축소 모형 수리 실험 결과를 통해 검증된 구조이다. 다만, 이는 실험을 통해 도출된 바람직한 형태의 하나일 뿐으로서 언급된 디멘젼으로 본 발명의 형태가 한정되는 것은 아니다.The shape and structure of the internal frame 120 and the frame portion 200 in the concrete floating structure 1000 for offshore power generation were derived through CFT structural analysis, as explained in FIGS. 6 to 13, and the results of the scale model repair experiment. It is a structure that has been verified through . However, this is only one of the preferred forms derived through experiments, and the form of the present invention is not limited to the dimensions mentioned.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. Meanwhile, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely provided as specific examples to easily explain the technical content of the present invention and to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.
1000 : 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물
100 : 부력부
200 : 프레임부
300 : 발전부
400 : 앵커부1000: Concrete floating structure for offshore power generation
100: Buoyancy part
200: frame part
300: Power generation department
400: anchor part
Claims (8)
태양광 패널로 이루어지는 발전부;
복수개의 상기 부력부를 연결하여 상기 발전부를 지지하는 받침대를 이루는 프레임부; 및
상기 부력부를 해면에 고정시키는 앵커부를 포함하고,
상기 부력부는,
동일한 형태를 가지는 4개가 상기 프레임부에 의해 연결되어 정사각형 형태의 구조를 이루고,
상기 부력부는,
콘크리트로 이루어지는 외피;
십(十)자 형태로서 콘크리트 타설에 의해 상기 외피와 일체형으로 형성되는 내부 프레임; 및
부력 형성을 위해 상기 외피의 내부에 배치되는 저밀도 부재를 포함하고,
상기 내부 프레임은,
측면에서 보았을 때 2열로 이루어지며, 수직 브레이싱으로 연결되는 형태를 가지고,
상기 십(十)자 형태의 중심 부분을 이루는 수직 브레이싱은 상기 발전부와 연결되도록 상기 외피의 상면으로 연장하고,
상기 내부 프레임은,
4개의 단부가 각각 상기 외피 밖으로 돌출되는 형태이고, 상기 외피의 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물의 외측을 이루는 면으로 돌출된 단부(120a, 120b)는 상기 앵커부와 연결되고,
상기 내부 프레임 및 상기 프레임부는,
콘크리트 충전 강관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물.A buoyancy portion formed of concrete material;
A power generation unit made of solar panels;
A frame unit connecting a plurality of the buoyancy units to form a stand supporting the power generation unit; and
It includes an anchor part that secures the buoyancy part to the sea surface,
The buoyancy part,
Four pieces of the same shape are connected by the frame portion to form a square-shaped structure,
The buoyancy part,
Outer shell made of concrete;
An internal frame in the shape of the letter 十, formed integrally with the outer shell by pouring concrete; and
It includes a low-density member disposed inside the shell to create buoyancy,
The inner frame is,
When viewed from the side, it consists of two rows and is connected by vertical bracing.
The vertical bracing forming the central portion of the cross shape extends to the upper surface of the shell to be connected to the power generation unit,
The inner frame is,
Each of the four ends protrudes out of the shell, and the ends (120a, 120b) protruding from the outer surface of the concrete floating structure for offshore power generation of the shell are connected to the anchor portion,
The inner frame and the frame portion,
A concrete floating structure for offshore power generation, characterized in that it is made of concrete-filled steel pipes.
상기 프레임부는,
어느 한 부력부의 내부 프레임과 이웃한 부력부의 내부 프레임을 연결하는 간격 프레임; 및
어느 한 간격 프레임과 건너편에 배치된 간격 프레임을 연결하는 보강 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물.In claim 1,
The frame part,
An interval frame connecting the internal frame of one buoyancy unit with the internal frame of a neighboring buoyancy unit; and
A concrete floating structure for offshore power generation, comprising a reinforcing frame connecting one gap frame to a gap frame placed across from it.
상기 간격 프레임은,
상기 내부 프레임과 동일한 간격의 2열 형태로로, 수직 브레이싱으로 연결되어 측면에서 보았을 때 사다리 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물.In claim 5,
The interval frame is,
A concrete floating structure for offshore power generation, characterized in that it is in the form of two rows with the same spacing as the internal frame, connected by vertical bracing, and has a ladder shape when viewed from the side.
상기 간격 프레임 및 상기 내부 프레임은 단부에 각각 플랜지를 구비하여 볼트 너트 결합 방식에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 해상 발전용 콘크리트 부유 구조물.In claim 6,
A concrete floating structure for offshore power generation, characterized in that the spacing frame and the internal frame each have a flange at an end and are connected by a bolt and nut coupling method.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102668001B1 true KR102668001B1 (en) | 2024-05-22 |
Family
ID=
Citations (3)
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| KR101453901B1 (en) * | 2014-03-25 | 2014-11-04 | 주식회사 제이에너지 | Mooring device for floating structure |
| KR101946212B1 (en) * | 2018-09-20 | 2019-02-08 | 이도익 | Floating solar power generating system |
| KR102330938B1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-12-01 | 주식회사 브리콘 | Floating structure using hollow concrete |
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