KR20110095860A - 분리 가능한 곤돌라를 구비하는 수중 발전소 - Google Patents

분리 가능한 곤돌라를 구비하는 수중 발전소 Download PDF

Info

Publication number
KR20110095860A
KR20110095860A KR1020117008857A KR20117008857A KR20110095860A KR 20110095860 A KR20110095860 A KR 20110095860A KR 1020117008857 A KR1020117008857 A KR 1020117008857A KR 20117008857 A KR20117008857 A KR 20117008857A KR 20110095860 A KR20110095860 A KR 20110095860A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
support structure
gondola
power plant
generator
underwater power
Prior art date
Application number
KR1020117008857A
Other languages
English (en)
Inventor
벤야민 홀슈타인
노르만 페르너
롤프 호프만
안드레아스 랑에
미하엘 횔레
Original Assignee
보이트 파텐트 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42145401&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20110095860(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 보이트 파텐트 게엠베하 filed Critical 보이트 파텐트 게엠베하
Publication of KR20110095860A publication Critical patent/KR20110095860A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/063—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having no movement relative to the rotor during its rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B7/00—Water wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00—Manufacture
    • F05B2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 커플링 장치를 통해 해체 가능하게 서로 결합할 수 있는 지지 구조물 및 곤돌라, 곤돌라 안에 수용된 발전기를 적어도 간접적으로 구동시키는 워터 터빈을 구비하는 수중 발전소에 관한 것이며, 상기 수중 발전소는 발전기에 의해서 발생하는 파워를 곤돌라로부터 지지 구조물로 무접촉 방식으로 전달하는 유도성 전달 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

분리 가능한 곤돌라를 구비하는 수중 발전소{UNDERWATER POWER PLANT HAVING DISCONNECTABLE NACELLE}
본 발명은 분리 가능한 곤돌라를 구비하는 수중 발전소에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 조류로부터 에너지를 획득하기 위한 수중 발전소에 관한 것이다.
제방 구조물이 없이 자유롭게 순환하도록 형성되고, 조류로부터 에너지를 획득하기 위해서 이용되는 수중 발전소는 공지되어 있다. 이와 같은 프리-스탠딩(free standing) 장치들은 유수(flowing water)용으로도 사용될 수 있다. 이러한 장치들에 있어서 곤돌라에 설치되고 해수 흐름에 의해서 구동되는 워터 터빈이 작동하여 상기 곤돌라 내부에 설치된 발전기를 적어도 간접적으로 구동시킨다. 상기 곤돌라는 지지 구조물에 의해서 지지되며, 상기 지지 구조물은 해수 바닥에 설치된 유닛으로 형성되거나 또는 부유 가능한(floatable) 유닛으로 형성될 수 있다. 곤돌라를 지지 구조물에 고정시키는 고정부는 움직이지 않도록 형성될 수 있다. 그 대안으로서 곤돌라가 지지 구조물에 회전 가능하게 고정될 수도 있는데, 이와 같은 고정 방식에 의해 해수의 흐름 방향이 변동되는 경우에 워터 터빈을 교정할 수가 있다.
장치 서비스를 실현하기 위해서 그리고 조립 과정을 단순화하기 위해서 예를 들어 EP 1,366,287 A1호는 모듈러(modular) 구조 방식으로 구성된 수중 발전소를 제안하고 있다. 상기 문헌에서는 우선 개별 소자로부터 형성되는 기초부가 상기 기초부 위에 구성되는 지지 구조물과 함께 해수 바닥에 설치된다. 다음에, 곤돌라가 가이드 로프 장치를 따라서 상기 지지 구조물 위로 하강한다. 이때, 발전기 또는 파워 전자 소자들에 의해 상기 곤돌라 내에서 외부로 뻗어 나오는 연결 케이블이 서비스 잠수부에 의해 상기 지지 구조물에 있는 가이드 홈 안으로 삽입된다. 이와 같은 조립 방식은 복잡하고, 서비스 잠수부가 개입해야 한다는 이유 때문에 위험하다. 또한, 장치 서비스를 실행하기 위하여 곤돌라를 재차 해수 위로 들어올리는 작업에도 어려움이 따른다.
케이블 설치 과정을 단순화하기 위하여 GB 2437534 A호는 모듈러 구조 방식의 수중 발전소를 위해서, 연결 케이블의 제1 부분 섹션을 수용 및 보호하는 단단한 파이프 슬리브(pipe sleeve)를 곤돌라에 사용하는 방식을 제안하고 있다. 상기와 같은 방식의 단점은 상기 슬리브를 형성하기 위한 구조적인 비용이 소요된다는 것이다. 더욱이, 상기와 같은 장치는 상기 곤돌라를 조정할 때에 장애가 된다. 이는은 최초의 조립 작업 및 선박의 보드(board)에서 실시되는 관리 작업과 관련이 있다. 이를 위해 곤돌라의 하우징으로부터 돌출하는 슬리브는 상응하는 크기로 설계된 크레인 및 조정 시스템을 선박의 보드로 끌어당기게 된다.
장치 설치 후에 외부에 놓이게 되는 연결 케이블은 주변 해수 흐름에 의한 지속적인 움직임으로 인해 마모가 발생할 수 있는 소자이다. 이와 같은 피로의 문제점은 세그먼트 방식으로 설치된 케이블 보호 시스템의 소자들에 의해서도 완전히 극복될 수 없다. 더 나아가 해수 흐름 안에 있는 케이블은 진동을 야기할 수도 있다. 또한, 작동 중에 워터 터빈의 동작 범위로부터 충분한 간격을 보장해주는 지지 구조물에 케이블을 고정시키는 방식도 제안될 수 있다. 이와 같은 방식은 많은 비용이 소요된다.
공지된 모듈러 구조 방식의 수중 발전소의 또 하나의 문제점은 방향이 가변적인 해수 흐름에 대하여 워터 터빈을 조정하기 위해 지지 구조물에 곤돌라를 회전 가능하게 관절식으로 연결할 때에 나타난다. 이 경우에는 곤돌라로부터 외부로 뻗어 나오는 연결 케이블이 심하게 꼬이는(twisting) 상황이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점을 피하기 위하여 모터에 의해서 작동되는 액티브한 애지머스(azimuth)-회전 장치의 회전 방향이 계속 교체될 수 있는데, 가장 간단한 경우에는 전진 동작 및 후진 동작이 실시될 수 있다. 하지만, 상기 시스템을 단순화하기 위해서는 패시브한 애지머스-회전 장치가 바람직하다. 상기와 같은 장치의 꼬임 현상을 피하기 위하여 DE 10-2007-002338 B3호에서는 중앙에서 뻗는 연결 케이블의 고유 회전과 상기 애지머스-회전을 동기화시키는 방식이 제안되었다. 하지만, 이와 같은 방식은 곤돌라 및 연결 케이블의 회전 동작을 커플링 하기 위한 구조적인 추가 비용이 요구된다.
본 발명의 과제는 지지 구조물과 곤돌라의 커플링 과정 및 커플링 해제 과정을 단순화하기 위하여 지지 구조물에 분리 가능하게 고정된 곤돌라를 구비한 모듈러 구조 방식의 수중 발전소를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 특히 곤돌라 내에서 발전기에 의해 발생하는 전력을 전달하기 위하여, 조립 및 해체시에 그리고 정상적인 장치 작동 중에 연결 케이블이 확실하게 보호되어야만 한다. 일 실시예에 따르면, 케이블 꼬임 현상을 발생시키지 않으면서 케이블이 해수 흐름의 방향 변경에 순응할 수 있도록 하기 위하여 곤돌라는 커플링된 상태에서 지지 구조물 주변을 회전할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 발명자들은 모듈러 구조 방식의 수중 발전소는 곤돌라 내에서 발전기에 의해 발생되는 전력을 유도성 및 무접촉 방식에 의해 지지 구조물로 전달해야만 한다는 사실을 인식하였다. 이를 위해, 곤돌라와 워터 터빈 사이에 유도성 전달 장치가 제공될 수 있으며, 상기 유도성 전달 장치는 해체 가능하기 때문에 상기 지지 구조물에서 곤돌라의 커플링 과정과 커플링 해제 과정을 가능하게 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유도성 전달 장치는 트랜스포머(transformer)로 구현될 수 있다. 수중 발전소가 지지 구조물에 일정한 방향으로 커플링 되는 경우에는 1차 측이 곤돌라에 할당되고 2차 측이 지지 구조물에 할당되는 트랜스포머가 사용될 수 있다. 상기 지지 구조물과 곤돌라를 연결하기 위하여 커플링 장치 영역에 형성되거나 또는 커플링 장치의 일부분으로서 형성될 수 있는 상기와 같은 다수의 트랜스포머를 사용하는 것도 가능하다.
상기 지지 구조물에 회전 가능하게 관절형으로 연결된 곤돌라를 구비한 수중 발전소를 구현하기 위하여, 본 발명에 따른 유도성 전달 장치에도 마찬가지로 서로 회전 가능하게 움직일 수 있는 부분들이 장착되어 있다. 바람직한 일 실시예에 의한 발전기로서, 예를 들어 고정적으로 제동되는 코일링 회전자를 구비하며 비동기성 기계로서 형성된 회전 트랜스포머를 사용할 수 있다. 특히 바람직하게는, 상기 회전 트랜스포머를 구현하기 위하여 회전자에 전력을 공급하는 장치를 구비한 유도 기계가 제공된다.
본 발명의 대안적인 일 실시예에 따르면, 작동 중에 워터 터빈에 의해서 적어도 부분적으로 구동되는 발전기를 분리 가능하게 형성하고, 별도의 유도성 전달 장치를 생략하는 방식이 제안된다. 이와 같은 방식에서는 발전기(6)의 회전자가 곤돌라(2)에 할당되고, 발전기(6)의 고정자가 지지 구조물에 할당된다. 이에 따라, 발전기는 분리 가능하게 구현되고, 그에 상응하게 커플링 장치의 두 개의 절반에 할당될 수 있다. 상기 두 개 부분을 분리하거나 연결하는 과정은 잠수 상태에서 이루어질 수 있다.
조립을 위해서 제일 먼저 발전기 고정자를 구비한 지지 구조물이 해수로 채워진다. 다음의 조립 단계에서는 발전기 회전자를 구비한 회전 유닛이 지지 구조물 상에 하강되며, 이 경우 커플링 장치가 상기 회전 유닛의 새로운 분리 과정 및 커플링 해제 과정을 가능하게 한다. 장치 서비스의 경우에는 발전기 회전자를 구비한 회전 유닛이 해수면으로 상승하는 한편, 발전기 고정자는 지지 구조물 안에 그대로 남게 되는데, 그 이유는 상기 장치 소자들이 실제로는 관리가 필요없는 소자들로 간주 될 수 있기 때문이다.
전술한 바와 같이, 분리 가능하게 형성된 발전기를 구비한 본 발명의 실시 예들에 따르면, 바람직하게는 해수로 채워진 공기 갭이 제공된다. 또한, 저장 소자들도 바람직하게는 해수에 의해서 윤활되는 슬라이딩 베어링으로 구성됨으로써, 처음에는 노출되는 상기 발전기의 회전자와 회전 유닛의 관절형 커플링은 해수면 아래에서 실현된다. 또한, 이와 같은 관절형 커플링 과정을 단순화하기 위하여 셀프 센터링을 야기하는 상호 보완적인 가이드 소자들이 회전 유닛에 그리고 워터 터빈에 제공된다.
본 발명의 실시예들에 대해 도면들을 참조로 아래에서 상세하게 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지지 구조물에 의해서 커플링 해제되는 곤돌라를 구비한, 모듈러 구조 방식의 수중 발전소를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른, 분리 가능한 발전기를 구비한 수중 발전소를 나타내는 종단면도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 발전소를 개략적으로 보여주고 있다. 상기 수중 발전소는 종래와 마찬가지로 모듈러 구조 방식으로 구성되었고, 본 발명의 실시예에 따르면, 해수 바닥(5)까지 뻗는 지지 구조물(4)을 구비한다. 지지 구조물(4)에는 재차 워터 터빈(3)을 구비하는 곤돌라(2)가 일체로 커플링 될 수 있다. 본 실시예에서는 추가로 발전소가 곤돌라(2) 내에 수용될 수 있다. 상기 곤돌라는 적어도 간접적으로 워터 터빈(3)에 의해서 구동되고, 해수 흐름으로부터 얻어지는 동력학적인 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다. 곤돌라(2)를 지지 구조물(4)에 일체로 커플링 하기 위하여 커플링 장치(15)가 제공된다. 도 1을 참조하면, 상기 커플링 장치는 지지 구조물(4) 내의 수용부(12) 및 곤돌라(2)에 연결된 슬리브(13)를 포함한다. 수용부(12) 및 슬리브(13)는 셀프 센터링을 위한 원추형 배출구의 형태로 형성된 상보적인 가이드 소자(14)를 포함한다. 상세하게 도시되지 않았으나 상기 커플링 장치의 추가적인 센터링 및 록킹(locking) 수단이 지지 구조물(4)과 곤돌라(2)의 해체 가능한 결합을 구현하기 위해서 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 모듈러 구조 방식으로 구성된 수중 발전소(1)는 유도성의 전달 장치(7)를 구비하며, 유도성 전달 장치(7)는 발전기에 의해서 발생되는 전력을 곤돌라(2)로부터 지지 구조물(4)로 무접촉 방식으로 전달하기 위해서 이용된다. 상기 목적을 위하여 유도성 전달 장치(7)는 트랜스포머(9)를 구비한다. 상기 트랜스포머의 1차 측(10)은 곤돌라(2)에 할당되어 있고, 상기 트랜스포머의 2차 측(11)은 지지 구조물(4)에 할당되어 있다. 이 경우 유도성 전달 장치(7)는 도시된 바와 같이 커플링 장치(15)의 일부분일 수 있거나 또는 커플링 장치(15) 근방에 형성될 수 있다. 상보적인 가이드 소자(14)에 의해서 야기되는 상기 커플링 장치(15)의 셀프 센터링으로 인해, 커플링의 경우에 서로를 향해 가이드 되는 상기 트랜스포머(9)의 부분 소자들은 1차 측(10) 및 2차 측(11)에 서로 정확하게 위치 설정될 수 있다. 이로써, 연결하는 거리를 무접촉 방식으로 줄이는 것이 가능해지거나 유도성 에너지 전달의 효율을 개선하기 위해서 서로 톱니 형태로 맞물리는, 1차 측(10) 및 2차 측(11)을 위한 소자들을 제공하는 것이 가능해진다.
간단한 커플링을 구현하기 위하여, 유도성 전달 장치(7)의 소자들은 주변 해수에 대하여 캡슐 형태로 보호되도록 구현되었으며, 발전기의 공기 갭 영역은 커플링 후에는 해수면 아래에 잠기게 된다.
특히 지지 구조물 상의 곤돌라(2)를 위한 회전 가능한 장착을 구현하기 위해서 이용되는, 상기 유도성 전달 장치(7)의 한 가지 가능한 예는 회전 트랜스포머이다. 상기 회전 트랜스포머는 특정 작동 상태를 위해서 고정적으로 제동되는 와인딩 회전자를 구비한 비동기 기계로서 구현될 수 있다. 상기 목적으로 사용되는 고정 브레이크가 바람직하게 분리 가능하게 형성됨으로써, 결과적으로 곤돌라의 애지머스-회전이 실현될 수 있다. 이에 상응하게, 상기의 경우 상기 회전 트랜스포머의 1차 측은 곤돌라를 조정시 지지 구조물 상에 고정되어 있는 2차 측에 대하여 움직인다.
전술된 회전 트랜스포머의 경우에는 1차 전압에 대한 2차 전압의 절대값은 불변한다. 단지 위상이 회전 위치에 따라서 가변적이다. 특히, 바람직하게는 상기 회전 트랜스포머는 회전자에 전력을 공급하기 위한 유도 기계로서 형성되었으며, 상기 유도 기계의 소자들은 캔과 같은 부식 방지 소자 혹은 캐스팅(casting) 화합물의 사용에 의해서 주변 해수의 부식 작용에 대하여 보호됨으로써, 결과적으로 주변 해수 안에서의 작동이 가능해진다.
도 2는 본 발명의 대안적인 실시예를 나타내는 도면이다. 이 경우, 별도의 유도성 전달 장치 대신에 발전기(6) 자체가 커플링되는 발전소의 부분이 된다. 전술한 실시예에 상응하게, 자성의 상호 작용을 통한 무접촉 방식의 커플링이 개시된다. 이 경우, 전술한 실시예에 비해 더 높은 효율을 얻을 수 있지만, 이 경우 지지 구조물(4)과 회전 유닛(16) 간에 이루어지는 커플링은 발전기를 위해서 반드시 필요한 밀리미터 범위의 공기 갭 허용 오차가 실현될 수 있을 정도로 정확하게 구현되어야 한다.
도 2는 모듈러 구조 방식의 수중 발전소(1)를 개략적으로 보여주고 있으며, 상기 수중 발전소의 워터 터빈(3)은 수직 회전자로서 형성된다. 이 경우에는 회전 유닛(16)이 워터 터빈(3) 외에 발전기 회전자(17)를 지지하며, 상기 발전기 회전자는 바람직하게 영구 자석을 포함한다. 또한, 상기 회전 유닛은 이 부분에 할당된 베어링(20, 21, 23)의 베어링 세그먼트들을 지지한다. 상기 베어링의 대응 작동면은 해수 바닥(5)에 설치된 지지 구조물(4)에 결합되어 있다. 상기 지지 구조물은 발전기 고정자(18) 및 주파수 변환기(24)를 수용하고, 상기 주파수 변환기로부터 연결 케이블(8)은 보호된 상태로 해수 바닥(5)에 있는 설치 위치까지 가이드 될 수 있다.
회전 유닛(16)을 지지 구조물(4)에 커플링하면, 제1 센터링을 위해 지지 구조물(4) 내의 원추형 수용부(12)가 이용된다. 또한, 센터링 장치(23)가 회전 유닛(16) 상에 제공되고, 이는 커플링 최종 단계에서 지지 구조물(4) 내에 상보적으로 형성된 수용부와 함께 최종적으로 센터링 작용을 실행하게 한다. 또한, 비스듬하게 형성된 베어링(22)이 셀프 센터링을 지원함으로써, 결과적으로 발전기 회전자(17)와 발전기 고정자(18) 사이에서 반드시 필요한 공기 갭(19)의 허용 오차가 유지된다. 바람직하게는, 공기 갭(19) 그리고 베어링(20, 21, 22)이 그 안에 형성되어 있는 영역들은 주변 해수에 의해서 채워진다. 주파수 변환기(24)의 전기 소자들 그리고 발전기(6)의 도전성 부분들은 캡슐로 감싸져 있다.
1: 수중 발전소 2: 곤돌라
3: 워터 터빈 4: 지지 구조물
5: 해수 바닥 6: 발전기
7: 유도성 전달 장치 8: 연결 케이블
9: 트랜스포머 10: 1차 측
11: 2차 측 12: 수용부
13: 슬리브 14: 상보적인 가이드 소자
15: 커플링 장치 16: 회전 유닛
17: 발전기 회전자 18: 발전기 고정자
19: 공기 갭 20, 21, 22: 베어링
23: 센터링 장치 24: 주파수 변환기

Claims (9)

  1. 지지 구조물(4);
    곤돌라(2); 및
    상기 곤돌라(2) 안에 수용된 발전기(6)를 적어도 간접적으로 구동시키는 워터 터빈(3)을 구비하며,
    상기 지지 구조물(4) 및 곤돌라(2)는 커플링 장치(15)를 통해서 분리 가능하게 서로 연결가능한 수중 발전소(1)로서,
    상기 수중 발전소(1)는 유도성 전달 장치(7)를 더 포함하고, 상기 전달 장치는 상기 발전기(6)에 의해서 발생되는 파워를 상기 곤돌라(2)로부터 상기 지지 구조물(4)까지 무접촉 방식으로 전달하는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도성 전달 장치(7)는 트랜스포머(9)를 포함하며, 상기 트랜스포머의 1차 측(10)은 상기 곤돌라(2)에 연결되어 있고, 상기 트랜스포머의 2차 측(11)은 상기 지지 구조물(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 트랜스포머(9)는 회전 트랜스포머로 구현되는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전 트랜스포머는 회전자를 포함하는 유도 기계로서 구현되며, 상기 회전자는 상기 트랜스포머(9)의 1차 측(10)을 형성하고, 상기 곤돌라(2) 및 상기 지지 구조물(4)의 연결 후에는 상기 유도 기계의 고정자에 대하여 고정적으로 제동되는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 곤돌라(2) 및 지지 구조물(4) 상에는 상보적인 가이드 소자(14)가 제공되며, 상기 가이드 소자는 상기 곤돌라(2) 및 지지 구조물(4)의 연결 시 셀프 센터링(self-centering)을 야기하는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상보적인 가이드 소자(14)는 상기 곤돌라(2) 상에 원추형으로 형성된 슬리브(13) 및 지지 구조물(14) 상의 원추형 수용부(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 유도성 전달 장치(7)는 상기 상보적인 가이드 소자(14)의 서로 대향하는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 구조물(4)은 해수 바닥(5)에 대하여 지지되는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
  9. 해수 바닥(5)에 수중 발전소(1)를 지지하기 위한 지지 구조물(4);
    회전 유닛(16); 및
    상기 회전 유닛(16)과 적어도 간접적으로 연결된 회전 워터 터빈(3)을 포함하고,
    상기 지지 구조물(14) 및 회전 유닛(16)은 물속에 잠긴 상태에서 작동될 수 있는 커플링 장치를 통해 서로 분리 가능하게 연결될 수 있는 수중 발전소로서,
    발전기는 분리 가능하게 구현되며, 발전기 회전자(17)는 곤돌라(2)에 할당되고, 발전기 고정자(18)는 상기 지지 구조물(4)에 할당되는 것을 특징으로 하는 수중 발전소.
KR1020117008857A 2008-12-02 2009-11-23 분리 가능한 곤돌라를 구비하는 수중 발전소 KR20110095860A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059891A DE102008059891B4 (de) 2008-12-02 2008-12-02 Unterwasserkraftwerk mit abkoppelbarer Maschinengondel
DE102008059891.7 2008-12-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110095860A true KR20110095860A (ko) 2011-08-25

Family

ID=42145401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117008857A KR20110095860A (ko) 2008-12-02 2009-11-23 분리 가능한 곤돌라를 구비하는 수중 발전소

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8872374B2 (ko)
EP (1) EP2307710B1 (ko)
KR (1) KR20110095860A (ko)
CA (1) CA2741327A1 (ko)
DE (1) DE102008059891B4 (ko)
WO (1) WO2010063385A2 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0900073D0 (en) * 2009-01-06 2009-02-11 Rolls Royce Plc A subsea rotary mount for a tidal-stream turbine
DE102009051425A1 (de) * 2009-10-30 2011-05-05 Voith Patent Gmbh Strömungskraftwerk und Verfahren für dessen Erstellung
GB2497960B (en) * 2011-12-23 2014-03-12 Tidal Generation Ltd Water current power generation installations
GB2497961B (en) * 2011-12-23 2014-03-12 Tidal Generation Ltd Water current power generation systems
GB2500644B (en) * 2012-03-28 2014-04-30 Tidal Generation Ltd Power generating apparatus
EP2711947B1 (en) * 2012-09-24 2019-01-23 Rolls-Royce plc A power transfer device
GB2537772A (en) * 2012-10-26 2016-10-26 Tocardo Int Bv Support arrangement for a turbine
FR2997458B1 (fr) * 2012-10-30 2018-03-23 Sabella Systeme hydrolien constitue par une structure porteuse, presentant des elements de positionnement s'emboitant et des moyens guidant l'emboitement des elements
GB2515296B (en) * 2013-06-18 2015-06-17 Tidal Generation Ltd Power generating equipment
US9103320B1 (en) * 2013-08-15 2015-08-11 Ryan Potts Energy recovery cooling unit
GB201318560D0 (en) * 2013-10-21 2013-12-04 Wellstream Int Ltd Electrical power generation
DE102014204593A1 (de) 2014-03-12 2015-04-23 Voith Patent Gmbh Horizontalläuferturbine
CN106164323B (zh) 2014-03-28 2019-01-11 新日铁住金株式会社 含有准晶体的镀覆钢板
FR3021366B1 (fr) * 2014-05-23 2017-12-08 Cmi Systeme hydrolien constitue par une turbine et une structure porteuse, presentant des elements de positionnement s'emboitant et des moyens guidant l'emboitement des elements
GB2527782B (en) 2014-07-01 2017-01-18 Flintstone Tech Ltd A connector having an inductive transmission
GB2529831B (en) * 2014-09-03 2016-08-31 Tidal Generation Ltd Power generating system
DE102017125879A1 (de) 2017-11-06 2019-05-09 Robert Suadicani Strömungsmaschine zum Bereitstellen von elektrischer Energie
FR3134251A1 (fr) * 2022-03-29 2023-10-06 Institut Polytechnique De Grenoble Interconnecteur par induction électromagnétique de systèmes électriques polyphasés entre eux

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703461A (en) * 1995-06-28 1997-12-30 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Inductive coupler for electric vehicle charger
US5796325A (en) 1996-08-30 1998-08-18 Optiva Corporation Charging coil core insert for electric toothbrushes
NL1016766C2 (nl) * 2000-12-01 2002-06-04 Econcern B V Inrichting en werkwijze voor het benutten van golfenergie.
NO322927B1 (no) 2001-02-13 2006-12-18 Hammerfest Strom As Anordning for produksjon av energi fra strommer i vannmasser, en forankring, samt fremgangsmate for installasjon av anordningen
US6963263B1 (en) 2003-11-03 2005-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Non-contact electrical energy transfer system
GB2431628B (en) * 2005-10-31 2009-01-28 Tidal Generation Ltd A deployment and retrieval apparatus for submerged power generating devices
TWI287896B (en) * 2005-12-19 2007-10-01 Ind Tech Res Inst Waterproof power connector
GB0608467D0 (en) 2006-04-28 2006-06-07 Uws Ventures Ltd Energy extractor
CA2649828A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Swanturbines Limited Tidal current turbine
DE102007002338B3 (de) 2007-01-16 2008-04-03 Voith Patent Gmbh Drehbare Energieerzeugungsanlage zur Gewinnung elektrischer Energie aus einer Wasserströmung
DE102007003618A1 (de) * 2007-01-18 2008-07-24 Voith Patent Gmbh Energieerzeugungsanlage, angetrieben durch eine Wind- oder Wasserströmung
DE102007016380A1 (de) * 2007-04-03 2008-10-09 Voith Patent Gmbh Tauchende Energieerzeugungsanlage
DE102007024528A1 (de) * 2007-05-24 2008-11-27 Voith Patent Gmbh Energieerzeugungsanlage, angetrieben durch eine Wind- oder Wasserströmung
DE102007032443A1 (de) * 2007-07-10 2009-01-15 Voith Patent Gmbh Hybridlager und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007061185B4 (de) * 2007-12-17 2010-11-11 Voith Patent Gmbh Tauchende Energieerzeugungsanlage, angetrieben durch eine Wasserströmung
DE102008031615A1 (de) * 2008-07-07 2010-01-14 Voith Patent Gmbh Unterwasserkraftwerk und Verfahren für dessen Montage
DE102008032625B3 (de) * 2008-07-11 2009-08-27 Voith Patent Gmbh Hubvorrichtung für die Montage und den Service eines Unterwasserkraftwerks
DE102009051425A1 (de) * 2009-10-30 2011-05-05 Voith Patent Gmbh Strömungskraftwerk und Verfahren für dessen Erstellung
DE102009053879A1 (de) * 2009-11-20 2011-05-26 Voith Patent Gmbh Gezeitenkraftwerk und Verfahren für dessen Erstellung
DE102011101365B3 (de) * 2011-05-12 2012-08-02 Voith Patent Gmbh Strömungskraftwerkspark und Verfahren für dessen Erstellung

Also Published As

Publication number Publication date
US20110316282A1 (en) 2011-12-29
CA2741327A1 (en) 2010-06-10
EP2307710A2 (de) 2011-04-13
DE102008059891B4 (de) 2010-10-07
DE102008059891A1 (de) 2010-06-10
EP2307710B1 (de) 2013-03-27
US8872374B2 (en) 2014-10-28
WO2010063385A3 (de) 2011-04-07
WO2010063385A2 (de) 2010-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110095860A (ko) 분리 가능한 곤돌라를 구비하는 수중 발전소
CN101874157B (zh) 由水流驱动的潜水式发电设备
EP1988283B1 (en) Wind turbine
KR102431006B1 (ko) 분리형 해양 에너지 장치의 어레이 케이블 연결 시스템
CN101578448A (zh) 潮汐发电设备
KR20120087159A (ko) 수중 동력 발생기
EP1945940A1 (en) Deployment apparatus for submerged power plant
WO2009050547A2 (en) Conversion system of off-shore wind energy suitable for deep water
TW201940795A (zh) 離岸設備、連接裝置及用於提供離岸電連接部之方法
EP3540209B1 (en) Electrical power generation
US20110198853A1 (en) Marine Turbine
US10483744B2 (en) Bend limiting device for a cable connected to a floating marine installation or vessel
JP6659931B2 (ja) 潮力発電設備
KR101849178B1 (ko) 추진 유닛을 설치하기 위한 장치 및 방법
KR102247619B1 (ko) 부유식풍력발전기의 상부타워를 이송하기 위한 운송장치
CN106165229A (zh) 水下线缆接合系统
US20230352872A1 (en) Single phase coupler
JP2015200233A (ja) 発電装置
WO2010090530A1 (en) Pressure-reducing turbine with a power generator disposed in a well stream
KR100826572B1 (ko) 해류 발전 복합케이블 접합장치
CN109319599A (zh) 一种轻型的脐带缆收放装置
IT201900003251U1 (it) Assieme per recuperare cavi da fondali
JP2018507356A (ja) 潮汐タービン用取付台
KR20140006672A (ko) 풍력 발전기의 하부 구조물

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application