KR20060120627A - 연안용 풍력 터빈 - Google Patents

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KR20060120627A
KR20060120627A KR1020067004011A KR20067004011A KR20060120627A KR 20060120627 A KR20060120627 A KR 20060120627A KR 1020067004011 A KR1020067004011 A KR 1020067004011A KR 20067004011 A KR20067004011 A KR 20067004011A KR 20060120627 A KR20060120627 A KR 20060120627A
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핀 군나 닐센
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노르스크 히드로 아에스아
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Abstract

본 발명은 타워(4)에 회전 가능하게 장착되고, 샤프트(도시되지 않음)에 의해 발전기(3)에 연결된 풍력 터빈(2)과, 타워(4)가 장착되는 플로트(float) 형태의 저부 기부를 포함하는 연안용 풍력 터빈의 사용과 관련된 방법 및 장치를 제공한다.
상기 플로트(6)는 계류삭, 힌지 또는 테더(tether)(7) 형태의 계류에 의해 수직면에서 거의 자유롭게 이동할 수 있도록 앵커식으로 연결되도록 구성되고, 이에 따라 플로트에 대한 파도의 영향의 결과로서, 풍력 터빈(2)의 모션이 모션에 대한 감쇠 기구로서 작용하도록 구성되고, 따라서 파도로부터 에너지를 추출할 수 있다.
상기 풍력 터빈의 공진 주기는, 플랫폼의 무게 중심 또는 풍력 터빈을 해저에 부착하는 앵커(7)의 장력을 조정함으로써, 조정된다.

Description

연안용 풍력 터빈{A WIND TURBINE FOR USE OFFSHORE}
본 발명은 연안에서 이용하기 위한 풍력 터빈의 사용에 관련된 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 샤프트 통해 발전기에 연결되고 타워에 회전 가능하게 장착된 풍력 터빈과, 타워가 장착되는 플로트(float) 또는 부상 요소 형태의 저부 기부를 포함한다.
풍력 터빈들이 연안에 설치되는 것이 증가하고 있는데, 그 이유는 공간적인 요건과 또한 최적의 일정하고 이용 가능한 풍력 조건(보다 높은 평균 속도, 보다 적은 난류, 육지보다 얇은 인터페이스)을 얻기 위해서이다. 현재, 풍력 터빈들은 해저에 설치된 기부 상에 용이하게 배치할 수 있는 수심이 얕은 곳에 주로 설치된다. 그러한 설치는 충분히 수심이 얕은 영역을 이용할 수 있어야 한다는 것을 필요로 한다. 세계의 대부분의 연안을 따라, 특히 노르웨이의 연안을 따라, 통상적으로 수심이 너무 깊이서 풍력 터빈을 해저에 설치하기란 불가능하다. 또한, 수심이 얕은 곳에 풍력 터빈을 설치하는 것에 의해서, 설치를 수행하는 베셀에 있어서 문제가 발생한다. 대부분의 설치 베셀은 수심 10 m까지에서 작동하기가 어려운 크기를 갖는다.
이러한 이유들과 관련한 적절한 해결책은 부유 지지 구조체를 사용하는 것이 다. 이것이 경제적인 이점을 갖기 위해서는, 각각의 풍력 터빈이 고용량, 예컨대 5 MW의 용량을 지녀야 한다. 그러한 대량의 출력으로 인해, 그리고 연안 풍력의 성질을 이용함으로써, 부유 지지 구조체가 에너지 비용면에서 육지 기반 설치에 필적할 수 있을 것으로 기대된다.
부유 지지 구조체와 관련된 종래 기술의 개념은 수직 스테이(stay)(테더; tether)에 의해 해저에 앵커식으로 연결된 단일 부유 구조체(예컨대, 수직 컬럼)를 기초로 한다. 다른 선체 개념은 반잠수식 플랫폼에 대한 기술을 기초로 한다. 이들은 특별히 파도에 의해서 유리한(작은) 모션을 갖도록 개발되어 왔다. 이들 종래 기술의 대부분의 풍력 터빈 개념의 공통적인 특징은 플랫폼의 모션을 가능한 한 많이 규제하는 것을 그 목적으로 한다는 것이다. 더욱이, 종래 기술의 풍력 터빈들은 극단적인 해양의 상태를 견딜 수 있도록 구성된다. 극단적인 상태에서 보다 큰 힘을 경험할 수록, 모션에 대한 보다 엄격한 요건이 정해졌다. 따라서, 이들 요건의 조합으로 인해 비용이 많이 들고, 통상적으로 종래 기술의 해양 기반 풍력 터빈 솔루션들이 현재까지는 무익하다.
본 발명은 설치가 간단하고 비용이 저렴하며, 풍력 에너지와 파도 에너지를 돌시에 추출할 수 있는 연안 기반 풍력 터빈 솔루션과 관련된 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 방법과 장치는 플로트가 계류삭(繫留索) 또는 스테이(테더)에 의해서 해저에 앵커식으로 연결되거나 또는 해저에 힌지식으로 연결되고, 플로트에 대한 파도의 영향의 결과로서, 풍력 터빈의 모션이 모션에 대한 감쇠 기구로서 작용하고, 이에 따라 파도로부터 에너지를 추출한다는 것을 특징으로 한다.
파도에 의한 플랫폼의 모션을 이용함으로써, 풍력 터빈이 보다 많은 에너지를 생성할 수 있다. 따라서, 이 에너지는 파도로부터 추출된다. 따라서, 풍력 터빈은 모션에 대한 감쇠 기구로서의 역할을 하게 되고, 이에 따라 폐기되었을 에너지를 추출할 것이다. 피치(pitch) 및 스웨이(sway) 모션 양자가 이 과정에 기여할 것이다.
파도로부터 추출 가능한 에너지의 양은 플로트(선체) 또는 부상 요소의 구조, 계류 특성 및 질량 분포, 즉 플로트의 동역학적 성질에 의해 좌우된다. 게다가, 파도로부터 추출되는 에너지의 양은 순간적인 풍속에 대하여 풍력 터빈의 블레이드를 제어하는 방법, 즉 풍력 터빈 블레이드의 피치 제어에 의해 좌우된다. 피치가 일정하게 유지되는 경우에는 추력 및 동력 계수가 대략 일정하다. 다른 한편으로, 증가하는 상대 풍속과 함께 추력 및 동력 계수가 증가하도록 피치가 제어되는 경우에는, 파도로부터의 에너지 흡수가 증가할 것이다.
시스템이 파도와 함께 공진하는 경우에는 파도로부터 최대 에너지를 추출하게 된다. 방사 감쇠(radiation damping)가 풍력 터빈으로부터의 선형 감쇠와 동일하도록 시스템을 설계함으로써, 이론적인 최대 에너지 흡수가 달성된다[방사 감쇠는 구조체가 움직일 때에 해양에서 나가는 파동(out-going wave)을 형상하는 감쇠임].
방사 감쇠는 플로트 또는 부상 요소의 기하학적인 디자인에 의해서 영향을 받는다. 방사 감쇠는 주로 플로트 반경의 함수이다. 소정 주파수에서, [역랑(逆浪)에서의] 피칭에서 방사 감쇠는 플로트 반경의 제4 동력에 비례한다. 풍력 터빈의 감쇠는 평균 풍속, 풍력 터빈의 반경 및 추력 계수에 의해 좌우된다.
그러나, 플로트가 비공진 주파주에서 진동하는 경우에도 또한 파도로부터 에너지를 추출할 수 있다. 피칭에서의 공진 주기는, 예컨대 밸러스트(ballast)를 탱크 내외로 펌핑함으로써 조정할 수 있다. 이로 인해, 플랫폼의 무게 중심 및/또는 테더의 장력을 조정할 수 있다. 테더의 장력은 시스템의 공진 주기에 영향을 미친다.
특히, 낮은 풍속에서 풍력 터빈의 정격 출력 생성이 풍력 단독에 의해서만 달성되지 않는 경우에는 파도와의 상호 작용이 추가적인 에너지 생성을 유도한다.
높은 풍속(및 대응하는 높은 파도)에서는, 시스템의 고유 진동 주기를 조정하여 공진을 방지하고 따라서 모션을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 또한 시스템에 대한 최대 하중을 감소시킬 수도 있다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하고 예를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
도 1은 해저상에 위치하는 종래 기술의 풍력 터빈의 간단한 개략도이다.
도 2는 해저에 계류되어 있는 종래 기술의 부유 풍력 터빈의 간단한 개략도이다.
도 3은 스웨이 및 피치 모션으로 자유롭게 운동하는, 본 발명에 따른 풍력 터빈의 간단한 개략도이다.
도 4 내지 도 7은 파도의 영향을 받는 경우와 그렇지 않은 경우의, 이론적인 계산을 기초로 하는 풍력 터빈의 출력과 관련된 다양한 곡선이 도시되어 있는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 개략적인 아웃라인으로 도시되어 있는 풍력 터빈은 샤프트(도시하지 않음)를 통해 발전기(3)에 연결되고, 타워(4) 상에 회전 가능하게 장착된 풍력 터빈(2)과, 타워가 장착되는 지지 구조체(5, 6)을 포함한다. 도 1은 해저에 고정된 구조체(5) 상에 타워(4)가 장착되는 종래의 풍력 터빈을 보여주고, 도 2는 계류삭(7)에 의해 해저에 앵커식으로 연결되고, 그 결과 모션이 매우 적은 침수된 플로트 또는 부상 장치(6) 상에 타워가 장착된 종래의 유사한 풍력 터빈을 보여준다.
전술한 바와 같이, 본 발명은, 기부가 양성 부력을 가질 수 있고 수평면에서의 비교적 큰 모션이 수락되는 경우에 계류가 보다 간단해지고 구조체의 가격이 저렴하며, 또한 기부가 증가된 에너지 생성에 대한 포텐셜을 제공한다는 이론을 기초로 한다. 특히, 그러한 솔루션은 바람이 적당한 상태에서 보다 큰 출력을 생성할 수 있을 것이다. 파도가 바람과 동일한 방향으로부터 들어온다고 가정하면, 풍력 터빈은 도 3에 도시된 바와 같은 기부(플로트)의 모션으로 인해 전후방으로 움직일 것이다. 이것은 바람과 함께, 또는 바람에 대하여 풍력 터빈의 주기적인 모션을 초래할 것이다. 풍력 터빈의 동력 출력은 대체로 풍력 터빈과 공기 간의 상대 속 력의 세제곱에 비례한다. (이것은 피치가 고정된 풍력 터빈에 대해서는 유효하지만, 변동 가능한 피치를 지닌 풍력 터빈에 대해서는 지수가 변동할 것이다. 이것은 규정 방법에 따라 파도로부터추출되는 에너지를 증가시키거나 감소시킨다.) 이로 인해, 추가적인 에너지가 생성될 것이다. 이러한 추가적인 에너지는 파도로부터 추출되는 것이다.
본 발명의 사상의 이론적인 기초는 바람과 파도간의 상호 작용이 에너지 생성을 증가시키고, 그러한 상호 작용 없는 운동에 관련하여 유도된 파도를 감소시키는 방법을 나타낸다. 파도로부터의 최대 동력은 공진이 이용될 때와 파도 회절로 인한 감쇠가 풍력 터빈으로 인한 감쇠로 "전환"될 때에 달성된다. 그러나, 공진이 작동 원리에 대한 요건이 아니라는 것이 추가되어야 한다.
본 발명에 관한 기초적인 이론적 접근과 계산이 부적절해 보일 수 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명을 예시하는 예만을 보여주겠다.
본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해서, 우선 플로트 또는 기부가 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 직경을 지닌 수직 실린더로 구성된 부유 풍력 터빈을 가정한다. 부력, 중력 및 무게 중심을 조정함으로써, 시스템을 해수면과 해저 사이의 이점을 중심으로 실제로 순수한 회전 모션(피치)으로 이동하게 할 수 있다. 이론상으로는, 파도으로부터 추출되는 에너지의 양을 나타낼 수 있으며, 파도으로부터의 감쇠와 동일한 터빈 효과로 인한 감쇠를 갖는 것이 최적(이것은 공진일 경우에 적용됨)이라는 것을 나타낼 수 있다. 도면에 도시되어 있는 스테이는 적절한 수심에서 플랫폼과 해저 사이의 힌지식 연결부로 대체될 수 있다. 대안으로서, 보 다 종래의 체인 라인 앵커링이 사용될 수 있다.
공진에서 파도으로부터 추출 가능한 최대 평균 출력은 다음 식에 의해 주어진다.
(식 1)
Figure 112006014163791-PCT00001
식 중, r(rho)은 해수의 밀도, g는 중력 가속도, ζA(제타)는 파도의 크기(규칙적인 단색 파도), ω(오메가)는 이 예에서는 피치의 고유 진동수와 동일하다고 가정되는 파도 주파수, B55 (r)은 피치 모션에 대한 공진과 관련된 파도의 방사 감쇠, Bt (r)는 풍력 터빈에 대한 풍력으로 인한 피치 모션의 감쇠, 그리고 Badd (r)는, 예컨대 타워에 대한 풍력과 해수의 점성력으로 인한 추가적인 감쇠이다. CP 와 CT는 풍력 터빈에 대한 동력 계수와 추력 계수이다. 풍력 터빈에 대한 풍력으로 인한 감쇠는 다음 식에 의해 주어진다.
(식 2)
Figure 112006014163791-PCT00002
풍력 터빈의 풍력 동력 계수(CP )의 이론적인 최대값은 16/27이다. 대응하는 CT 계수의 값은 8/9이다. ρa는 공기 밀도이고, R은 로터의 직경이며, (Za - Zr)은 로터 중심으로부터 피치 모션의 중심까지의 거리이며, UW는 로터 상으로의 풍속이다. 파도으로부터의 이론적 최대 효과는 Badd (r) = 0이고 B55 (r) = Bt (r)인 경우에 획득된다. 이러한 최대 효과는 다음 식에 의해 주어진다.
(식 3)
Figure 112006014163791-PCT00003
도 4는 크기가 적절한(60 kW) 육지 기반 풍력 터빈에 대한 전형적인 출력 곡선을 보여준다. 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 이러한 풍력 터빈은 단지 약 15 m/s 이상의 풍속에서만 최대 출력을 얻는다. 연안 기반 풍력 터빈은 통상, 보다 높은 풍속을 위해 설계될 수 있다. 시스템의 동역학적 특성을 적극적으로 활용함으써, 약 15 m/s 미만의 풍속에서, 보다 많은 에너지를 추출할 수 있다.
도 5는 다양한 풍속에서 풍력 터빈으로부터 얻을 수 있는 추가적인 출력의 특정예를 보여준다. 파선은 풍력과 파력 양자를 이용함으로써 얻어지는 출력을 나타낸다. 실선은 단지 풍력만을 이용한 경우의 출력을 나타낸다. 이 예에서는, 반경이 대략 7 m 이고 크기가 120 m인 기부가 사용된다. 풍력 터빈의 로터의 반경은 40 m이다. 이것은 출력이 5 MW인 연안 풍력 터빈과 동일하다. 시스템의 피치 고유 주기는 약 10초이다. 이 예에서는, 파도의 크기가 풍속에 비례하고(5 m/s 풍속에서는 파도의 크기가 0.5 미터이고, 20 m/s에서는 파도의 크기가 2 미터로 증가함), 시스템이 약 10초 동안 공진에서 진동한다는 것을 가정한다.
도 6은 단지 풍력만을 이용한 경우(검정선)에 대하여 풍력과 파력 양자를 모두 이용한 경우의 출력의 상대적인 증가량을 나타낸다. 6 m/s에서는, 풍력에 더하여 파도 에너지를 이용한 경우에는, 풍력만을 이용한 경우에 비해 25% 이상의 추가의 동력 출력이 달성된다. 실선은 이론적인 최대값에 대하여 얼마나 많은 파력이 출력되는지를 나타낸다. 다른 세부 사항에 대해서는 첨부 구문을 참조하기 바란다. 이 예에서, 일정한(고정된) 추력 및 동력 계수가 사용된다. 피치 제어를 사용함으로써, 동력이 증가될 것이다.
파도으로부터 에너지를 추출하는 데 있어서의 긍정적인 효과는 시스템의 모션이 감소된다는 것이다. 도 7에는 전술한 시스템에 있어서의 파도 크기 미터당 피칭에 있어서의 공진 각도가 도시되어 있다. 파도의 주파수는 0.02 내지 0.25 Hz 사이에서 변동한다. 15 m/s의 일정한 풍속이 사용된다. 검정색 실선은 바람과의 상호 작용이 없는 파도에서의 공진을 나타내고, 파선은 상호 작용이 있는 경우의 공진을 나타낸다.
청구 범위에 규정된 본 발명은 도 3에 도시되어 있는 전술한 솔루션으로만 한정되는 것이 아니라는 것을 명심해야 한다. 본 발명의 원리는 수직 실린더 이외에 플로트의 다른 기하학적 형태에 대한 함수일 것이다.

Claims (10)

  1. 타워(4)에 회전 가능하게 장착되고 블레이드가 샤프트에 의해 발전기(3)에 연결된 풍력 터빈(2)과, 타워(4)가 장착되는 플로트(float) 또는 선체 형태의 저부 기부를 포함하는 연안용 풍력 터빈의 사용과 관련된 방법에 있어서,
    상기 플로트(6)는 자유롭게 부상하고, 앵커 라인, 테더(tether) 또는 링크(7)에 의해 계류되며, 플로트에 대한 파도의 영향의 결과로서, 풍력 터빈(2)의 모션이 모션에 대한 감쇠 기구로서의 작용을 하고, 따라서 파도로부터 에너지를 추출하는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 사용 방법.
  2. 제1항에 있어서, 플랫폼의 무게 중심 및/또는 플로트를 해저에 부착하는 테더(7)의 장력을 조정함으로써 상기 풍력 터빈의 공진 주기를 조정하는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 사용 방법.
  3. 제2항에 있어서, 플로트(6)에 있는 탱크 내외로 밸러스트(ballast)를 펌핑함으로써, 피치(pitch)에서의 풍력 터빈의 공진 주기를 조정하는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 사용 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 플로트(6) 또는 타워(4)에서 액체 또는 고체 밸러스트(ballast)를 수직으로 이동시킴으로써, 상기 공진 주기를 변화시키는 것을 특징으 로 하는 연안용 풍력 터빈 사용 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 풍력 터빈의 블레이드의 피치를 제어하여, 적절한 감쇠 효과를 달성하고, 파도로부터 에너지를 재차 추출하는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 사용 방법.
  6. 타워(4)에 회전 가능하게 장착되고, 샤프트에 의해 발전기(3)에 연결된 풍력 터빈(2)과, 타워(4)가 장착되는 플로트(6) 형태의 저부 기부를 포함하는 연안용 풍력 터빈 장치에 있어서,
    상기 플로트(6)는 수직면에서 대체로 자유롭게 이동할 수 있도록 앵커식으로 연결되도록 구성되고, 이에 따라 플로트에 대한 파도의 영향의 결과로서, 풍력 터빈(2)의 모션이 모션에 대한 감쇠 기구로서 작용하도록 구성되고, 따라서 파도로부터 에너지를 추출할 수 있는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 사용 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 풍력 터빈의 공진 주기는, 플랫폼의 무게 중심 및/또는 플로트가 앵커식으로 연결된 테더(7)의 장력을 조정함으로써, 조정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 장치.
  8. 제7항에 있어서, 피치에서의 풍력 터빈의 공진 주기는 밸러스트를 플로트(6)에 있는 탱크 내외로 펌핑함으로써 조정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연안 용 풍력 터빈 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 공진 주기는 플로트(6) 또는 타워(4)에서 수직으로 이동되도록 구성된 액체 또는 고체 밸러스트에 의해서 변화되는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 풍력 터빈의 블레이드는 블레이드 피치를 제어하기 위해 조정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연안용 풍력 터빈 사용 장치.
KR1020067004011A 2003-08-27 2004-08-20 연안용 풍력 터빈 및 연안용 풍력 터빈 설치 방법 KR101109810B1 (ko)

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PT (1) PT1680596E (ko)
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101044753B1 (ko) * 2011-04-04 2011-06-27 (주)대우건설 내부격실을 이용한 해상 풍력 발전 시설물 기울기 보정장치
KR101046648B1 (ko) * 2011-04-04 2011-07-05 (주)대우건설 극한하중 상태에서의 거동을 자동 제어하는 해상 풍력 발전 시설물
KR101257425B1 (ko) * 2010-10-14 2013-04-23 재단법인 포항산업과학연구원 부유식 해상 풍력발전설비
KR101331896B1 (ko) * 2012-01-13 2013-11-21 한국기계연구원 부유식 풍력발전장치 및 그의 부력 보상 방법

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO20052704L (no) 2005-06-06 2006-12-07 Norsk Hydro As Flytende vindturbininstallasjon.
NO325856B1 (no) * 2005-11-01 2008-08-04 Hywind As Fremgangsmåte for demping av ustabile frie stivlegeme egensvingninger ved en flytende vindturbininstallasjon
CA2649828A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Swanturbines Limited Tidal current turbine
NO326491B1 (no) * 2007-05-31 2008-12-15 Lycro Creative Dev As Anordning ved tidevannskraftverk
GB0710822D0 (en) * 2007-06-05 2007-07-18 Overberg Ltd Mooring system for tidal stream and ocean current turbines
BRPI0816770A2 (pt) 2007-09-13 2016-01-12 Floating Windfarms Corp turbina de vento de alto-mar de eixo vertical, e sistemas e processos associados
US8336388B2 (en) 2007-10-05 2012-12-25 National Oilwell Varco, L.P. Methods and structures for monitoring offshore platform supports
EP2256337B1 (en) * 2008-01-14 2013-08-14 Single Buoy Moorings Inc. Wave energy generator
US8169099B2 (en) 2008-08-18 2012-05-01 Samuel Roznitsky Deep offshore floating wind turbine and method of deep offshore floating wind turbine assembly, transportation, installation and operation
ES2433590T3 (es) * 2008-12-18 2013-12-11 Single Buoy Moorings Inc. Turbinas eólicas marinas desmontables con sistema de amarre preinstalado
EP2221474A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-25 XEMC Darwind B.V. Offshore wind park
GB0907132D0 (en) * 2009-04-24 2009-06-03 Statoilhydro Asa Wave energy extraction
US20110027100A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Daniel Francis Cummane Mobile wind power station
CN101988469B (zh) * 2009-08-06 2013-01-16 徐轶群 一种充气体的风力发电装置
US8601748B2 (en) 2009-09-09 2013-12-10 National Oilwell Varco, L.P. Method and apparatus for wind turbine erection
US8801330B2 (en) * 2009-09-10 2014-08-12 National Oilwell Varco, L.P. Windmill installation system and method for using same
US8057127B2 (en) * 2009-12-14 2011-11-15 General Electric Company Systems and methods for assembling an offshore support system for use with a wind turbine
GB2489158A (en) * 2009-12-16 2012-09-19 Clear Path Energy Llc Floating underwater support structure
US9270150B2 (en) 2009-12-16 2016-02-23 Clear Path Energy, Llc Axial gap rotating electrical machine
CN102152841B (zh) * 2010-03-04 2014-09-03 王晋 垂直立柱浮式风电平台及其构筑方法
US8689721B2 (en) * 2010-03-04 2014-04-08 Jin Wang Vertically installed spar and construction methods
JP2011251675A (ja) * 2010-06-04 2011-12-15 Osaka Prefecture Univ 減揺装置
US8022566B2 (en) * 2010-06-23 2011-09-20 General Electric Company Methods and systems for operating a wind turbine
EP2457818B1 (en) * 2010-11-25 2013-09-04 Alstom Wind, S.L.U. Method for operating an offshore wind turbine and offshore wind turbine
US8829705B2 (en) * 2011-01-06 2014-09-09 Samuel Roznitsky Hydrodynamic stabilization of a floating structure
NO333569B1 (no) 2011-03-15 2013-07-08 Nexans Navlestreng-kraftkabel
CN102392796B (zh) * 2011-10-11 2013-07-03 苏州市思玛特电力科技有限公司 一种基于主动平衡控制的海上悬浮式风力发电机组
WO2013137744A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 Ntnu Technology Transfer As Floating wind turbine with wave energy converter
WO2013135291A1 (en) 2012-03-15 2013-09-19 Ocean Electric Inc. An offshore floating wind turbine for electric power generation
CN102606408B (zh) * 2012-03-30 2014-08-13 广东省电力设计研究院 海上风力发电机组
ES2628963T3 (es) * 2012-07-26 2017-08-04 Vestas Wind Systems A/S Turbina eólica inclinable
CN102785759B (zh) * 2012-08-21 2015-05-13 江苏科技大学 一种前倾式浮式风机系泊系统
FR2999662A1 (fr) * 2012-12-18 2014-06-20 Ifp Energies Now Eolienne offshore sur support flottant desaxe
GB201223088D0 (en) * 2012-12-20 2013-02-06 Statoil Asa Controlling motions of floating wind turbines
EP2783975B1 (en) 2013-03-28 2019-06-05 GE Renewable Technologies Wind B.V. Floating offshore structures
US9592889B2 (en) * 2013-04-30 2017-03-14 Acs Servicios, Communicaciones Y Energia S.L. Submersible active support structure for turbine towers and substations or similar elements, in offshore facilities
US9317043B2 (en) * 2013-12-19 2016-04-19 Google Inc. Path based power generation control for an aerial vehicle
US9308975B2 (en) * 2013-12-30 2016-04-12 Google Inc. Spar buoy platform
JP6510227B2 (ja) * 2014-12-17 2019-05-08 株式会社日立製作所 風力発電システム
US10208734B2 (en) 2015-04-23 2019-02-19 Continuum Dynamics, Inc. Lift-driven wind turbine with force canceling blade configuration
US10344742B2 (en) 2015-04-23 2019-07-09 Continuum Dynamics, Inc. Hybrid vertical/horizontal axis wind turbine for deep-water offshore installations
US9650840B2 (en) 2015-04-27 2017-05-16 National Oilwell Varco, L.P. Method and apparatus for erecting a drilling rig
CN106089559B (zh) * 2016-06-17 2018-09-14 江苏科技大学 海洋波浪能风能综合发电装置
FR3054522B1 (fr) * 2016-07-26 2019-04-05 IFP Energies Nouvelles Support flottant comportant un flotteur et une plaque d'amortissement avec section variable avec la profondeur
US10557458B2 (en) 2016-11-30 2020-02-11 Makani Technologies Llc Integrated tether and mooring with floating platform for energy kite
US10309374B2 (en) 2016-12-01 2019-06-04 Makani Technologies Llc Energy kite winching using buoyancy
US10518876B2 (en) 2016-12-21 2019-12-31 Makani Technologies Llc Offshore wind kite with seafloor mooring
FR3074138B1 (fr) 2017-11-29 2021-08-27 Saipem Sa Structure de support flottant pour eolienne offshore et procede d'installation d'une eolienne munie d'une telle structure de support
CN109931226B (zh) * 2017-12-15 2021-03-23 上海海事大学 一种垂向增阻型组合式海上风力机支撑结构体系
US11384736B1 (en) 2019-08-08 2022-07-12 Piasecki Aircraft Corporation Floating offshore wind turbine system, apparatus and method
EP3957851A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-23 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Controlling a floating wind turbine at critical frequencies
FR3139794A1 (fr) 2022-09-21 2024-03-22 Saipem S.A. Structure de support flottant à multiples colonnes centrales pour éolienne offshore et procédé d’assemblage d’une telle structure

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56106071A (en) * 1980-01-26 1981-08-24 Kiichi Taga Power generating system totally utilizing wave power, tidal power, tidal current power and wind force in combination with sea bottom pumping power station
DE3107252A1 (de) 1981-02-26 1982-09-09 Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen "schwimmende windkraftanlage"
JPS61263892A (ja) * 1985-05-16 1986-11-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力利用船
SU1668717A1 (ru) * 1989-04-28 1991-08-07 В.А.Васильев Волно-ветрова установка
DE19744174A1 (de) 1997-10-07 1999-04-08 Otto Gerd Albrecht Luftströmungskonverter zur Erzeugung schadstofffreier Elektroenergie auf dem Meer
RU2173280C2 (ru) * 1998-05-07 2001-09-10 Дальневосточная государственная морская академия им. адмирала Г.И.Невельского Плавучая ветроэлектрическая установка
FI107184B (fi) * 1999-11-11 2001-06-15 Asko Fagerstroem Menetelmä ja järjestelmä offshore-tuulivoimalan asentamiseksi merelle ja/tai noutamiseksi mereltä, ja offshore-tuulivoimala
EP1303699A1 (en) 2000-07-27 2003-04-23 Christoffer Hannevig Floating structure for mounting a wind turbine offshore
NL1016986C2 (nl) 2000-12-22 2002-07-01 Beheersmij P Buitendijk B V Mastconstructie alsmede werkwijze voor het plaatsen daarvan.
DE10113409A1 (de) * 2001-03-20 2002-10-02 Helmut Heuer Wind und Wellen Kraftanlage
ES2182702B1 (es) * 2001-06-01 2004-06-01 Felipe Prats Jove Central flotante para producir energia electrica procedente del mar, combinada por oleaje y eolica que puede ser sumergida y recuperada ante un temporal.
WO2003004869A1 (en) 2001-07-06 2003-01-16 Vestas Wind Systems A/S Offshore wind turbine with floating foundation
GB0119969D0 (en) * 2001-08-16 2001-10-10 Ocean Technologies Ltd Floating offshore windtower
US6749399B2 (en) * 2002-03-07 2004-06-15 Ocean Wind Energy Systems Vertical array wind turbine
EP1483502B1 (en) * 2002-03-08 2009-08-26 Ocean Wind Energy Systems Offshore wind turbine
NO317431B1 (no) 2002-05-22 2004-10-25 Sway As Anordning ved vindkraftverk pa dypt vann
NO324756B1 (no) * 2003-04-28 2007-12-10 Sway As Flytende vindkraftverk med avstivningssystem

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101257425B1 (ko) * 2010-10-14 2013-04-23 재단법인 포항산업과학연구원 부유식 해상 풍력발전설비
KR101044753B1 (ko) * 2011-04-04 2011-06-27 (주)대우건설 내부격실을 이용한 해상 풍력 발전 시설물 기울기 보정장치
KR101046648B1 (ko) * 2011-04-04 2011-07-05 (주)대우건설 극한하중 상태에서의 거동을 자동 제어하는 해상 풍력 발전 시설물
KR101331896B1 (ko) * 2012-01-13 2013-11-21 한국기계연구원 부유식 풍력발전장치 및 그의 부력 보상 방법

Also Published As

Publication number Publication date
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JP4713476B2 (ja) 2011-06-29
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NO20033807D0 (no) 2003-08-27
CA2536475C (en) 2012-02-07
PT1680596E (pt) 2013-06-24
CN1856643A (zh) 2006-11-01
US20070040388A1 (en) 2007-02-22

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