KR20100057550A - Floating windmill and method for installing the same - Google Patents

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이수호
배재류
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A floating aerogenerator and an installation method thereof are provided to simplify the structure of a platform-tower module by keeping a ballast tank over the water surface. CONSTITUTION: A floating aerogenerator comprises a platform-tower integrated module(130), a generator room(120), a plurality of blades(110), and a mooring device(140). The platform-tower integrated module includes a post(131) perpendicular to the sea surface and a float(132) arranged under the post. The post embeds a ballast tank(133) and a drainage pump(134) for discharging the seawater of the ballast tank. The generator room is installed on the top of the post. The blades are installed in the generator room. The mooring device moors the platform-tower integrated module on the seafloor(101).

Description

부유식 풍력발전기 및 그 설치 방법 {Floating windmill and method for installing the same}Floating windmill and method for installing the same

본 발명은 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하는 부유식 풍력발전기 및 그 설치 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a floating wind power generator for producing electricity using wind at sea and a method of installing the same.

풍력은 지구상에 자연적으로 발생하는 무공해 에너지원으로서, 20세기 이래 전세계적인 산업화의 영향으로 석탄, 석유 등 화석연료가 점차 고갈되고, 화석연료의 사용으로 인한 환경오염이 심각해지면서 최근 무공해 대체 에너지인 풍력을 이용한 발전방식이 더욱 각광을 받고 있다.Wind power is a pollution-free energy source naturally occurring on the earth. Since the 20th century, global winds have resulted in the depletion of fossil fuels such as coal and oil, and the environmental pollution caused by the use of fossil fuels. The power generation method using is attracting more attention.

종래부터 풍력발전을 위하여 육상과 해상에 지지구조물을 설치하고, 이 지지구조물에 풍력발전기를 설치하여 발전하는 기술은 널리 실용화되어 있다.Conventionally, a technology for installing a support structure on land and at sea for wind power generation, and installing a wind power generator on the support structure has been widely used.

육상 풍력발전은 평야지대가 많지 않은 우리나라의 현실에서 부지 확보에 제한이 있고, 산간 오지에 풍력발전기를 설치할 경우에는 도로와 송전선을 건설하는 과정에서 비용이 많이 들고, 유지관리가 어려운 단점이 있다. 이러한 이유로 최근에는 해상 풍력발전에 대한 관심이 증가되는 추세에 있다. Onshore wind power is limited in securing the site in the realities of Korea, where there are not many plains, and in the case of installing wind power generators in remote mountains, it is costly and difficult to maintain in the process of constructing roads and transmission lines. For these reasons, interest in offshore wind power has recently increased.

해상 풍력발전은 고정식과 부유식으로 나눌 수 있는데, 고정식은 수심이 깊지 않은 바다의 해저면에 기초공사를 하고, 그 기초공사 위에 구조물을 설치한 후 날개를 비롯한 발전설비를 설치하는 방식이고, 부유식은 해수면 위에 부유물을 띄우고 그 부유물 위에 발전설비를 설치하는 방식이다. Offshore wind power can be divided into fixed type and floating type. Fixed type is a method of installing foundations on the sea bottom of the sea without deep water, and installing structures on the foundation and installing power generation facilities including wings. The equation is to float the float on the sea level and to install the power plant on the float.

도 1은 종래의 부유식 풍력발전기의 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the structure of a conventional floating wind power generator.

부유식 풍력발전기(이하, 풍력발전기)(1)는 크게 날개(10), 발전기실(11), 타워(20), 플랫폼(30), 계류장치(40)로 구분할 수 있다. 플랫폼(30)에는 설치시에 해수를 유입할 수 있도록 밸러스트 탱크(31)가 있고, 이러한 밸러스트 탱크(31)에는 배수펌프(32)가 연결된다. The floating wind generator (hereinafter, referred to as a wind generator) 1 may be largely divided into a wing 10, a generator room 11, a tower 20, a platform 30, and a mooring device 40. The platform 30 has a ballast tank 31 so that seawater can be introduced at the time of installation, and the ballast tank 31 is connected with a drain pump 32.

풍력발전기(1)를 해상에 설치할 때는, 날개(10), 발전기실(11), 타워(20), 플랫폼(30)을 분리 제작하여, 수송선으로 각각 설치지점으로 이동한다. 또는, 플랫폼(30)은 예인선을 이용한 습식 예인(wet towing)으로 이동되고, 타워(20)와 날개(10), 발전기실(11)은 수송선으로 이동할 수 있다. When the wind power generator 1 is installed at sea, the blade 10, the generator chamber 11, the tower 20, and the platform 30 are separately manufactured and moved to the installation site by a transport ship. Alternatively, the platform 30 may be moved to a wet towing using a tug, and the tower 20, the wings 10, and the generator chamber 11 may move to a transport ship.

타워(20)와 플랫폼(30)은 따로따로 해상의 설치지점에 침수된 후, 해상에서 조립된다. 조립시에는, 플랫폼(30)의 밸러스트 탱크(31) 내에 해수를 채워 무게중심이 낮아지게 한다. 다음에, 플랫폼(30)의 하부에 계류장치(40)를 연결한다. 다음에, 날개(10) 및 발전기실(11)을 타워(20)와 연결하고, 밸러스트 탱크(31) 내의 물을 배수한다.The tower 20 and the platform 30 are separately submerged at a sea installation point, and then assembled at sea. During assembly, seawater is filled in the ballast tank 31 of the platform 30 to lower the center of gravity. Next, the mooring device 40 is connected to the lower part of the platform 30. Next, the blade 10 and the generator chamber 11 are connected to the tower 20 to drain the water in the ballast tank 31.

이러한 종래의 풍력발전기(1)는 타워(20)와 플랫폼(30)이 분리되어 있어, 제작 및 운반, 설치작업이 복잡해지는 문제점이 있다. The conventional wind power generator 1 has a problem that the tower 20 and the platform 30 are separated, making the production, transportation, and installation work complicated.

또한, 플랫폼(30)에 설치되는 밸러스트 탱크(31)가 풍력발전기(1)의 해수면(최소 흘수선)의 하부에 위치되어 있어, 밸러스트 탱크(31) 내의 물을 배수하기 위한 배수펌프(32)가 플랫폼(30)에 구비되어야 하므로, 구조가 복잡해진다. 또한, 풍력발전기(1)를 설치한 후에는, 밸러스트 탱크(31) 내의 해수를 배수하므로, 그 부분은 비어있는 상태가 되어 풍력발전기(1)의 무게중심(Center of Gravity; COG)이 높아져, 부유 안정성이 저해되는 문제점이 있다. In addition, a ballast tank 31 installed on the platform 30 is located below the sea level (minimum waterline) of the wind turbine 1, so that a drain pump 32 for draining the water in the ballast tank 31 is provided. Since the platform 30 must be provided, the structure is complicated. In addition, after installing the wind turbine 1, since the seawater in the ballast tank 31 is drained, the part becomes empty and the center of gravity (COG) of the wind turbine 1 becomes high, There is a problem that stray stability is inhibited.

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 운반 및 설치가 간편하고, 구조가 간단한 부유식 풍력발전기 및 그 설치 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a floating wind power generator having a simple structure and a simple installation and its installation method.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하는 부유식 풍력발전기는, 해수면에 대해 수직방향으로 배치되는 기둥과, 상기 기둥의 하부에 배치되는 부력재를 포함하고, 상기 기둥에는 밸러스트 탱크와, 상기 밸러스트 탱크 내의 해수를 배출하기 위한 배수펌프가 내장되는 플랫폼·타워 일체형 모듈; 상기 기둥의 상부에 설치되는 발전기실; 상기 발전기실에 회전 가능하게 설치되는 복수의 날개; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 계류장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a floating wind power generator for producing electricity by using the wind at sea, a column disposed in the vertical direction with respect to the sea surface, buoyancy material disposed below the pillar The pillar includes a platform, tower integrated module having a ballast tank and a drain pump for discharging seawater in the ballast tank; A generator room installed at an upper portion of the pillar; A plurality of wings rotatably installed in the generator room; A mooring device for mooring the platform tower integrated module on the sea bottom; Characterized in that it comprises a.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하는 부유식 풍력발전기는, 해수면에 대해 수직방향으로 배치되는 기둥과, 상기 기둥의 하부에 배치되는 부력재를 포함하고, 상기 기둥에는 해수면의 상부에 위치된 밸러스트 탱크가 내장되는 플랫폼·타워 일체형 모듈; 상기 기둥의 상부에 설치되는 발전기실; 상기 발전기실에 회전 가능하게 설치되는 복수의 날개; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 계류장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a floating wind power generator for producing electricity by using the wind at sea, a column disposed in the vertical direction with respect to the sea surface, buoyancy material disposed below the pillar It includes, The pillar platform / tower integrated module is built in the ballast tank located on the sea level; A generator room installed at an upper portion of the pillar; A plurality of wings rotatably installed in the generator room; A mooring device for mooring the platform tower integrated module on the sea bottom; Characterized in that it comprises a.

또한, 상기 밸러스트 탱크는 상기 기둥 내에 종방향을 따라 복수개 위치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the ballast tank is characterized in that a plurality of located in the longitudinal direction in the column.

또한, 상기 계류장치는 해저면에 지지되는 복수의 앵커와, 상기 앵커 및 상기 부력재에 연결되는 로프를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the mooring device is characterized in that it comprises a plurality of anchors supported on the sea bottom, and the rope connected to the anchor and the buoyancy material.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하기 위한 것으로서, 계류장치와 연결되는 플랫폼과, 날개가 설치되는 타워를 포함하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법은, 상기 플랫폼과 상기 타워가 일체로 연결된 플랫폼·타워 일체형 모듈을 제작하여, 해상의 설치지점으로 운반하는 단계; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해상에서 직립시키는 단계; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈의 상부에 상기 날개 및 발전기실을 설치하는 단계; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, to produce electricity by using the wind from the sea, the floating wind power generator including a platform connected to the mooring device, the tower is installed on the wing Method for installation in, the platform and the tower is a step of making a platform-tower integrated module integrally connected, the step of transporting to the installation point of the sea; Standing upright of the platform tower integrated module at sea; Installing the vane and a generator chamber on an upper portion of the platform tower integrated module; Mooring the platform tower integrated module on the sea floor; Characterized in that it comprises a.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하기 위한 것으로서, 계류장치와 연결되는 플랫폼과, 날개가 설치되는 타워를 포함하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법은, 상기 플랫폼과 상기 타워가 일체로 연결된 플랫폼·타워 일체형 모듈을 제작하여, 해상의 설치지점으로 운반하는 단계; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈 내에 종방향으로 위치된 복수의 밸러스트 탱크 내에 해수를 채우면서 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해상에서 직립시키는 단계; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈 내에 위치된 상기 복수의 밸러스트 탱크 중 해수면 위로 노출된 밸러스트 탱크 내의 해수를 순차적으로 자연배수시키면서 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 부상시키는 단계; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈의 상부에 상기 날개 및 발전기실을 설치하는 단계; 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, to produce electricity by using the wind from the sea, the floating wind power generator including a platform connected to the mooring device, the tower is installed on the wing Method for installation in, the platform and the tower is a step of making a platform-tower integrated module integrally connected, the step of transporting to the installation point of the sea; Erecting said platform tower integrated module at sea while filling seawater in a plurality of ballast tanks longitudinally located within said platform tower integrated module; Floating the platform / tower integrated module while naturally draining the seawater in the ballast tank exposed above the sea level among the plurality of ballast tanks located in the platform / tower integrated module; Installing the vane and a generator chamber on an upper portion of the platform tower integrated module; Mooring the platform tower integrated module on the sea floor; Characterized in that it comprises a.

또한, 상기 운반하는 단계에서는, 예인선에 의해 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 습식 예인(wet towing)하는 것을 특징으로 한다. In the conveying step, the platform-tower integrated module is wet towing by a tugboat.

또한, 상기 습식 예인시에는 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈에 부가 부력구조물이 부착되는 것을 특징으로 한다. In addition, the wet towing is characterized in that the additional buoyancy structure is attached to the platform tower integrated module.

본 발명에 따르면, 풍력발전기의 플랫폼·타워 일체형 모듈은 플랫폼과 타워가 일체로 된 모듈로 제작되므로, 부품간의 연결부가 적어서 제작이 간단하면서, 예인선에 의해 습식 예인으로 운반될 수 있어 운반이 편리하고, 부가 부력구조물을 설치할 경우 더욱 안전한 해상 수송이 가능해진다. 또한, 이러한 플랫폼·타워 일체형 모듈은 해상에서 별도의 연결작업이나 흘수선까지 부상하기 위해 추가적인 장비의 도움없이 밸러스트 탱크와 펌프만으로 간단하게 세워질 수 있어서, 해상에서 풍력발전기의 설치작업이 간단해진다. According to the present invention, since the platform-to-tower tower module of the wind turbine is manufactured as a module in which the platform and the tower are integrated, the connection between the parts is small and the production is simple. In addition, the installation of additional buoyancy structures enables safer sea transport. In addition, these platform-to-tower modules can be built simply by ballast tanks and pumps without the need for additional equipment in order to float up to the sea to separate connections or waterline, simplifying the installation of wind turbines at sea.

또한, 플랫폼·타워 일체형 모듈에 내장되는 밸러스트 탱크가 해수면 위에 위치되는 경우에는 배수펌프가 필요 없어서, 플랫폼·타워 일체형 모듈의 구조가 더욱 간단해지고, 밸러스트 탱크 내의 해수가 배출된 상태에서는 풍력발전기 전체의 무게중심이 낮아지는 결과가 되어, 부유안정성이 개선된다. In addition, when the ballast tank built in the platform tower integrated module is located on the sea level, a drain pump is not required, and the structure of the platform tower integrated module becomes simpler. This results in a lower center of gravity, which improves stability.

도 1은 종래의 부유식 풍력발전기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 풍력발전기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 풍력발전기의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 풍력발전기를 설치하는 방법을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 풍력발전기를 설치하는 방법을 순차적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the structure of a conventional floating wind power generator.
2 is a view showing an embodiment of a floating wind power generator according to the present invention.
3 is a view showing another embodiment of the floating wind power generator according to the present invention.
4A through 4E are diagrams sequentially illustrating a method of installing a floating wind power generator according to an embodiment of the present invention.
5A to 5F are views sequentially showing a method of installing a floating wind turbine according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings.

도 2는 본 발명에 따른 부유식 풍력발전기의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 2 is a view showing an embodiment of a floating wind power generator according to the present invention.

본 발명의 부유식 풍력발전기(이하, 풍력발전기)(100)는 날개(110), 발전기실(120), 플랫폼·타워 일체형 모듈(130), 계류장치(140)를 포함한다. Floating wind generator (hereinafter, referred to as a wind generator) 100 of the present invention includes a wing 110, a generator chamber 120, a platform tower integrated module 130, the mooring device 140.

플랫폼·타워 일체형 모듈(130)은 해수면에 대해 수직방향으로 배치되는 기둥(131)과, 이러한 기둥(131)의 하부에 배치되는 부력재(132)를 포함한다. The platform tower integrated module 130 includes a pillar 131 disposed in a vertical direction with respect to the sea surface, and a buoyant material 132 disposed below the pillar 131.

기둥(131)에는 밸러스트 탱크(133)와, 이러한 밸러스트 탱크 내의 해수를 배출하기 위한 배수펌프(134)가 내장된다. 밸러스트 탱크(133)는 풍력발전기(100)를 설치하는 과정에서 그 안에 해수를 채워 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)의 무게중심을 낮추기 위한 것이다. 밸러스트 탱크(133)는 풍력발전기(100)가 해상에 설치된 상태에서 해수면(또는 최소 흘수선) 아래에 위치되고, 설치가 완료되면 밸러스트 탱크(133) 내의 해수는 배수펌프(134)에 의해 배수된다. The pillar 131 includes a ballast tank 133 and a drain pump 134 for discharging seawater in the ballast tank. The ballast tank 133 is to lower the center of gravity of the platform, tower integrated module 130 by filling the seawater in the process of installing the wind power generator (100). The ballast tank 133 is located below the sea level (or the minimum draft line) in the state where the wind turbine 100 is installed on the sea, and when the installation is completed, the seawater in the ballast tank 133 is drained by the drain pump 134.

부력재(132)는 풍력발전기(100)를 해상에 부유시키기 위한 것으로, 그 하부는 계류장치(140)와 연결된다. The buoyancy material 132 is for floating the wind generator 100 on the sea, the lower portion is connected to the mooring device (140).

이러한 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)은 설치시에는 해상으로 운반되어, 밸러스트 탱크(133) 내에 해수를 채워 해상의 설치지점에 세워지게 된다.The platform tower integrated module 130 is transported to the sea at the time of installation, fills the seawater in the ballast tank 133 and is established at the installation point of the sea.

플랫폼·타워 일체형 모듈(130)이 세워지면, 기둥(131)의 상부에 발전기실(120)이 연결되고, 이러한 발전기실(120)에는 복수의 날개(110)가 회전 가능하게 설치된다. When the platform tower integrated module 130 is erected, the generator chamber 120 is connected to the upper portion of the pillar 131, and a plurality of wings 110 are rotatably installed in the generator chamber 120.

또한, 부력재(132)의 하부에는 계류장치(140)가 연결되어, 플랫폼·타워 일체형 모듈(130) 및 그 상부의 발전기실(120)과 날개(110)를 해저면에 계류시킨다. 계류장치(140)는 해저면(101)에 지지되는 복수의 앵커(142)와, 이러한 앵커(142) 및 부력재(132)에 연결되는 로프(141)를 포함한다. In addition, the mooring device 140 is connected to the lower portion of the buoyancy material 132, and mooring the platform tower integrated module 130 and the generator chamber 120 and the wing 110 of the upper portion to the sea bottom. The mooring device 140 includes a plurality of anchors 142 supported on the sea bottom surface 101, and a rope 141 connected to the anchors 142 and the buoyancy material 132.

상술한 바와 같이, 본 발명의 풍력발전기는 플랫폼과 타워가 일체로 된 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)을 포함하므로, 구성요소들 간의 연결부가 줄어들어 최적화된 구조를 얻을 수 있다. 또한, 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)은 해상의 설치지점까지 수송선 또는 예인선으로 한번에 운반되므로, 운반이 간편하다. 또한, 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)은 해상의 설치지점에서 한번에 세워져 설치되므로, 종래에 플랫폼과 타워를 각각 해상에 침수시킨 후, 서로 연결하는 것과 비교할 때 설치작업이 간단해지는 이점이 있다.
As described above, since the wind turbine of the present invention includes a platform and a tower integrated module 130 in which the platform and the tower are integrated, an optimized structure may be obtained by reducing the connection between the components. In addition, the platform tower integrated module 130 is transported at a time by a transport ship or a tugboat to the installation point of the sea, it is easy to carry. In addition, since the platform tower integrated module 130 is installed at one time at the installation point of the sea, there is an advantage that the installation work is simplified when compared to the conventional connection to each other after immersing the platform and the tower, respectively.

도 3은 본 발명에 따른 부유식 풍력발전기의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 3 is a view showing another embodiment of the floating wind power generator according to the present invention.

본 실시예에서, 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)에 내장되는 밸러스트 탱크(233)는 풍력발전기(200)가 해상에 설치된 상태에서 해수면 위에 위치된다. 따라서, 밸러스트 탱크(233) 내의 해수는 별도의 배수펌프의 도움없이도 외부로 배출될 수 있으므로, 본 실시예에서는 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)에 배수펌프는 설치되지 않는다. In this embodiment, the ballast tank 233 embedded in the platform tower integrated module 230 is located above the sea level with the wind turbine 200 installed at sea. Therefore, since the seawater in the ballast tank 233 can be discharged to the outside without the help of a separate drain pump, the drain pump is not installed in the platform tower integrated module 230 in this embodiment.

밸러스트 탱크(233)에 관한 구성을 제외하고는, 풍력발전기(200)의 구성은 도 2에 도시된 실시예와 동일하다. Except for the configuration of the ballast tank 233, the configuration of the wind turbine 200 is the same as the embodiment shown in FIG.

밸러스트 탱크(233)는 풍력발전기(200)를 설치할 때 그 안에 해수를 채워 무게중심을 유지하기 위한 것으로, 풍력발전기(200)가 설치된 후에는 해수를 배출하여 그 내부는 비워지게 된다. 따라서, 밸러스트 탱크(233)의 위치가 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)에서 위로 위치될수록 풍력발전기(200)의 무게중심은 낮아지는 결과가 되어, 풍력발전기의 부유안정성이 향상된다. The ballast tank 233 is to maintain the center of gravity by filling the seawater in the installation of the wind turbine 200, after the wind generator 200 is installed is discharged seawater is emptied inside. Therefore, as the position of the ballast tank 233 is positioned upward from the platform tower integrated module 230, the center of gravity of the wind turbine 200 is lowered, resulting in improved stability of the wind turbine.

또한, 밸러스트 탱크(233) 내의 해수를 배출하기 위한 배수펌프가 설치되지 않으므로, 풍력발전기(200)의 전체 구조가 간단해지는 이점이 있다.
In addition, since the drain pump for discharging the seawater in the ballast tank 233 is not installed, there is an advantage that the entire structure of the wind turbine 200 is simplified.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 풍력발전기를 설치하는 방법을 순차적으로 나타내는 도면이다. 4A through 4E are diagrams sequentially illustrating a method of installing a floating wind power generator according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)은 예인선(300)을 이용한 습식 예인(wet towing)으로 설치지점으로 이동된다. 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)에는 예인이 용이하도록 부가 부력구조물(310)이 부착될 수 있다. 이와 달리, 수송선에 의해 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)을 운반할 수도 있다.Referring to FIG. 4A, the platform tower integrated module 130 is moved to the installation point by wet towing using the tug 300. An additional buoyancy structure 310 may be attached to the platform tower integrated module 130 to facilitate towing. Alternatively, the platform tower integrated module 130 may be transported by a transport ship.

도 4b를 참조하면, 부가 부력구조물(310)이 제거된 후, 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)은 설치를 위해 세워지게 된다. 이때, 밸러스트 탱크(133)에는 해수가 채워지게 된다. 종래에는 플랫폼과 타워를 따로 제작하여 해상에서 연결하였지만, 본 발명에서는 플랫폼과 타워가 일체로 제작된 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)에 의해 해상에서의 설치작업이 간단해진다. Referring to FIG. 4B, after the additional buoyancy structure 310 is removed, the platform tower integrated module 130 is erected for installation. At this time, the ballast tank 133 is filled with sea water. Conventionally, the platform and the tower are manufactured separately and connected at sea. However, in the present invention, the platform and tower integrated module 130 integrally manufactured with the platform and the tower simplifies the installation work at sea.

도 4c는 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)이 해상에서 세워진 상태를 도시한다. 이때, 밸러스트 탱크(133)에는 해수가 채워져 있다. 4C shows a state in which the platform tower integrated module 130 is standing at sea. At this time, the ballast tank 133 is filled with seawater.

도 4d를 참조하면, 부력재(132)에는 계류장치(140)가 연결되고, 플랫폼·타워 일체형 모듈(130)의 상부에는 날개(110) 및 발전기실(120)이 설치된다. Referring to FIG. 4D, the mooring device 140 is connected to the buoyancy material 132, and a wing 110 and a generator chamber 120 are installed on the platform-tower integrated module 130.

도 4e는 풍력발전기(100)의 설치가 완료된 상태를 나타낸다. 밸러스트 탱크(133) 내의 해수는 배수펌프(134)를 이용하여 배수된다.
4E shows a state in which the installation of the wind power generator 100 is completed. Seawater in the ballast tank 133 is drained using a drain pump 134.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 풍력발전기를 설치하는 방법을 순차적으로 나타내는 도면이다. 본 실시예는 도 3에 도시된 부유식 풍력발전기를 설치하는 방법을 나타내고 있다. 5A to 5F are views sequentially showing a method of installing a floating wind turbine according to another embodiment of the present invention. This embodiment shows a method of installing the floating wind turbine shown in FIG.

도 5a를 참조하면, 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)은 예인선(300)을 이용한 습식 예인으로 설치지점으로 이동된다. 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)에는 예인이 용이하도록 부가 부력구조물(310)이 부착될 수 있다. 또한, 밸러스트 탱크(233a, 233b, 233c; 233) 중 일부 밸러스트 탱크(233a)에는 물을 채워 운반할 수 있다. 이와 달리, 수송선에 의해 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)을 운반할 수도 있다. Referring to FIG. 5A, the platform tower integrated module 230 is moved to an installation point by a wet towing using the tugboat 300. An additional buoyancy structure 310 may be attached to the platform tower integrated module 230 to facilitate towing. In addition, some of the ballast tanks 233a of the ballast tanks 233a, 233b, and 233c; 233 may be filled and transported with water. Alternatively, the platform tower integrated module 230 may be transported by a transport ship.

도 5b를 참조하면, 부가 부력구조물(310)이 제거된 후, 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)은 설치를 위해 세워지게 된다. 이때, 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)이 세워지는 과정에서 밸러스트 탱크(233)에는 해수가 채워지게 된다. 종래에는 플랫폼과 타워를 따로 제작하여 해상에서 연결하지만, 본 발명에서는 플랫폼과 타워가 일체로 제작된 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)에 의해 해상에서의 설치작업이 간단해진다. Referring to FIG. 5B, after the additional buoyancy structure 310 is removed, the platform tower integrated module 230 is erected for installation. At this time, the ballast tank 233 is filled with seawater in the process of the platform tower integrated module 230 is erected. Conventionally, the platform and the tower are manufactured separately and connected at sea. However, in the present invention, the platform and tower integrated module 230, in which the platform and the tower are integrally manufactured, simplifies the installation work at sea.

도 5c는 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)이 해상에서 세워진 상태를 도시한다. 이때, 밸러스트 탱크(233)에는 해수가 채워져 있다. 5C shows a state in which the platform tower integrated module 230 is standing at sea. At this time, the ballast tank 233 is filled with seawater.

도 5d는 밸러스트 탱크(233) 중 해수면 위로 노출된 상부의 밸러스트 탱크(233a)가 자연배수된 상태를 나타낸다. 5D shows a state in which the upper ballast tank 233a exposed above the sea level among the ballast tanks 233 is naturally drained.

도 5e를 참조하면, 부력재(232)에는 계류장치(240)가 연결되고, 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)의 상부에는 날개(210) 및 발전기실(220)이 설치된다. 이때, 해수면 위로 노출된 중간의 밸러스트 탱크(233b)도 자연배수된다. Referring to FIG. 5E, the mooring device 240 is connected to the buoyancy material 232, and the wing 210 and the generator chamber 220 are installed on the platform-tower integrated module 230. At this time, the intermediate ballast tank 233b exposed above the sea level is also naturally drained.

도 5f는 풍력발전기(200)의 설치가 완료된 상태를 나타낸다. 이때, 해수면 위로 노출된 하부의 밸러스트 탱크(233c)도 자연배수되어, 밸러스트 탱크(233) 내의 해수는 전부 비워지고, 최적 흘수 및 계류 라인을 유지하게 된다. 5f shows a state in which the installation of the wind turbine 200 is completed. At this time, the lower ballast tank 233c exposed above the sea level is also naturally drained, so that all the seawater in the ballast tank 233 is emptied and maintains the optimal draft and mooring lines.

본 실시예는 플랫폼·타워 일체형 모듈(230)에 밸러스트 탱크(233) 내의 해수를 배수하기 위한 펌프를 설치하지 않고, 해수면 위로 노출되는 밸러스트 탱크(233) 내의 해수를 순차적으로 자연배수한다. 따라서, 풍력발전기(200)의 설치가 완료된 상태에서, 밸러스트 탱크(233)의 위치가 해수면 위에 위치되어, 풍력발전기(200)의 무게중심이 낮아져 부유안정성이 향상되고, 해수를 배출하기 위한 배수펌프가 설치되지 않으므로, 풍력발전기(200)의 전체 구조가 간단해진다.
In this embodiment, without installing a pump for draining the seawater in the ballast tank 233 to the platform tower integrated module 230, the seawater in the ballast tank 233 exposed over the sea level is sequentially drained. Therefore, in the state in which the installation of the wind turbine 200 is completed, the position of the ballast tank 233 is located above the sea level, the center of gravity of the wind turbine 200 is lowered to improve the floating stability, drainage pump for discharging sea water Since is not installed, the overall structure of the wind turbine 200 is simplified.

상술한 바와 같이, 본 발명의 풍력발전기는 플랫폼과 타워가 일체로 된 플랫폼·타워 일체형 모듈로 제작되므로, 부품간의 연결부가 적어서 최적화된 구조를 얻을 수 있다. 또한, 플랫폼·타워 일체형 모듈은 예인선에 의해 습식 예인으로 운반될 수 있어 운반이 편리하고, 부가 부력구조물을 설치할 경우 더욱 안전한 해상 수송이 가능해진다. As described above, since the wind power generator of the present invention is made of a platform and a tower integrated module in which the platform and the tower are integrated, an optimized structure can be obtained because there are few connecting parts between components. In addition, the platform tower integrated module can be transported to the wet tow by the tug, it is convenient to transport, and when the additional buoyancy structure is installed, it is possible to safely transport the sea.

플랫폼·타워 일체형 모듈은 해상에서 별도의 연결작업 없이 세워질 수 있어서, 해상에서 풍력발전기의 설치작업이 간단해진다. The platform-to-tower module can be erected at sea without additional connection, simplifying the installation of wind turbines at sea.

한편, 플랫폼·타워 일체형 모듈에 내장되는 밸러스트 탱크가 해수면 위에 위치되는 경우에는 복수의 밸러스트 탱크 중 해수면 위로 노출된 밸러스트 탱크 내의 해수를 순차적으로 자연배수하므로 배수펌프가 필요 없어서, 플랫폼·타워 일체형 모듈의 구조가 더욱 간단해진다. 또한, 밸러스트 탱크 내의 해수가 배출된 상태에서는, 풍력발전기 전체의 무게중심이 낮아지는 결과가 되어, 부유안정성이 개선된다.
On the other hand, when the ballast tank built in the platform tower integrated module is located on the sea level, since the seawater in the ballast tank exposed to the sea level is sequentially drained out of the plurality of ballast tanks, a drain pump is not necessary. The structure is simpler. In addition, in the state where the seawater in the ballast tank is discharged, the center of gravity of the entire wind power generator is lowered, and the floating stability is improved.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.

100, 200 : 풍력발전기
110, 210 : 날개
120, 220 : 발전기실
130, 230 : 플랫폼·타워 일체형 모듈
131, 231 : 기둥
132, 232 : 부력재
133, 233 : 밸러스트 탱크
134 : 배수펌프
140, 240 : 계류장치
141, 241 : 로프
142, 242 : 앵커100, 200: wind power generator
110, 210: Wings
120, 220: generator room
130, 230: platform, tower integrated module
131, 231
132, 232: buoyancy material
133, 233: ballast tank
134: drainage pump
140, 240: mooring device
141, 241: rope
142, 242: anchor

Claims (8)

해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하는 부유식 풍력발전기에 있어서,
해수면에 대해 수직방향으로 배치되는 기둥과, 상기 기둥의 하부에 배치되는 부력재를 포함하고, 상기 기둥에는 밸러스트 탱크와, 상기 밸러스트 탱크 내의 해수를 배출하기 위한 배수펌프가 내장되는 플랫폼·타워 일체형 모듈;
상기 기둥의 상부에 설치되는 발전기실;
상기 발전기실에 회전 가능하게 설치되는 복수의 날개;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 계류장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기.In floating wind turbines that generate electricity at sea by wind,
A platform / tower integrated module including a pillar disposed perpendicular to the sea surface and a buoyant material disposed below the pillar, wherein the pillar includes a ballast tank and a drain pump for discharging seawater in the ballast tank;
A generator room installed at an upper portion of the pillar;
A plurality of wings rotatably installed in the generator room;
A mooring device for mooring the platform tower integrated module on the sea bottom;
Floating wind power generator comprising a. 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하는 부유식 풍력발전기에 있어서,
해수면에 대해 수직방향으로 배치되는 기둥과, 상기 기둥의 하부에 배치되는 부력재를 포함하고, 상기 기둥에는 해수면의 상부에 위치된 밸러스트 탱크가 내장되는 플랫폼·타워 일체형 모듈;
상기 기둥의 상부에 설치되는 발전기실;
상기 발전기실에 회전 가능하게 설치되는 복수의 날개;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 계류장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기.In floating wind turbines that generate electricity at sea by wind,
A platform / tower integrated module including a pillar disposed vertically with respect to the sea surface, and a buoyant material disposed below the pillar, wherein the pillar includes a ballast tank located at an upper portion of the sea surface;
A generator room installed at an upper portion of the pillar;
A plurality of wings rotatably installed in the generator room;
A mooring device for mooring the platform tower integrated module on the sea bottom;
Floating wind power generator comprising a. 청구항 2에 있어서,
상기 밸러스트 탱크는 상기 기둥 내에 종방향을 따라 복수개 위치되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기. The method according to claim 2,
The ballast tank is a floating wind power generator, characterized in that located in a plurality in the longitudinal direction in the column. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계류장치는 해저면에 지지되는 복수의 앵커와, 상기 앵커 및 상기 부력재에 연결되는 로프를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기. The method according to any one of claims 1 to 3,
The mooring device is a floating wind turbine, characterized in that it comprises a plurality of anchors supported on the sea bottom, and the rope connected to the anchor and the buoyancy material. 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하기 위한 것으로서, 계류장치와 연결되는 플랫폼과, 날개가 설치되는 타워를 포함하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법에 있어서,
상기 플랫폼과 상기 타워가 일체로 연결된 플랫폼·타워 일체형 모듈을 제작하여, 해상의 설치지점으로 운반하는 단계;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해상에서 직립시키는 단계;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈의 상부에 상기 날개 및 발전기실을 설치하는 단계;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법. In the sea to produce electricity by using the wind, in the method of installing a floating wind power generator comprising a platform connected to the mooring device, and a tower on which wings are installed,
Manufacturing a platform / tower integrated module in which the platform and the tower are integrally connected to each other and transporting the platform to an installation point on the sea;
Standing upright of the platform tower integrated module at sea;
Installing the vane and a generator chamber on an upper portion of the platform tower integrated module;
Mooring the platform tower integrated module on the sea floor;
Method for installing a floating wind turbine offshore comprising a. 해상에서 바람을 이용하여 전기를 생산하기 위한 것으로서, 계류장치와 연결되는 플랫폼과, 날개가 설치되는 타워를 포함하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법에 있어서,
상기 플랫폼과 상기 타워가 일체로 연결된 플랫폼·타워 일체형 모듈을 제작하여, 해상의 설치지점으로 운반하는 단계;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈 내에 종방향으로 위치된 복수의 밸러스트 탱크 내에 해수를 채우면서 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해상에서 직립시키는 단계;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈 내에 위치된 상기 복수의 밸러스트 탱크 중 해수면 위로 노출된 밸러스트 탱크 내의 해수를 순차적으로 자연배수시키면서 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 부상시키는 단계;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈의 상부에 상기 날개 및 발전기실을 설치하는 단계;
상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 해저면에 계류시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법. In the sea to produce electricity by using the wind, in the method of installing a floating wind power generator comprising a platform connected to the mooring device, and a tower on which wings are installed,
Manufacturing a platform / tower integrated module in which the platform and the tower are integrally connected to each other and transporting the platform to an installation point on the sea;
Erecting said platform tower integrated module at sea while filling seawater in a plurality of ballast tanks longitudinally located within said platform tower integrated module;
Floating the platform / tower integrated module while naturally draining the seawater in the ballast tank exposed above the sea level among the plurality of ballast tanks located in the platform / tower integrated module;
Installing the vane and a generator chamber on an upper portion of the platform tower integrated module;
Mooring the platform tower integrated module on the sea floor;
Method for installing a floating wind turbine offshore comprising a. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 운반하는 단계에서는, 예인선에 의해 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈을 습식 예인(wet towing)하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법. The method according to claim 5 or 6,
In the conveying step, the floating wind generator, characterized in that the wet towing of the platform tower integrated module by a tugboat. 청구항 7에 있어서,
상기 습식 예인시에는 상기 플랫폼·타워 일체형 모듈에 부가 부력구조물이 부착되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력발전기를 해상에 설치하는 방법. The method according to claim 7,
The method of installing a floating wind turbine on the sea, characterized in that when the wet towing additional buoyancy structure is attached to the platform tower integrated module.
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