KR20110116804A - 해상 풍력 발전기 설치용 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해상 풍력 발전기의 하부 구조물에 대해 상부 구조물을 조립함에 있어 해양 환경에 의해 변화하는 설치선박의 6 자유도 모션을 흡수할 수 있도록 하여 해상 풍력 발전기의 설치작업이 설치해역의 해양 환경과 수심 등에 따라 영향을 받지 않도록 함과 더불어 설치에 소요되는 비용과 시간을 줄여 작업의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 풍력 발전기용 상부 구조물(3)과 하부 구조물(5)에 대한 위치 정보를 각각 검출하는 위치 검출부와, 선체의 거동 자세 변화를 검출하는 6 자유도 검출부(8), 선체의 위치 및 방향을 조정하기 위한 자항 설비부(9), 선체의 6 자유도 모션을 흡수하여 상기 하부 구조물(5)에 대한 상기 상부 구조물(3)의 위치를 선체의 거동 자세와 무관하게 일치시키는 위치 조정부(4) 및, 상기 위치 검출부와 상기 6 자유도 검출부(8)로부터 각각 검출되는 정보를 매개로 상기 위치 조정부(4)와 상기 자항 설비부(9)의 동작을 각각 제어하는 제어부(13)를 구비한다.

Description

해상 풍력 발전기 설치용 선박{Installation ships for wind power generation equipment on sea}
본 발명은 해상 풍력 발전기 설치용 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텐셔너 시스템을 이용하여 해상에서 수심이나 해양 환경 등에 영향을 받지 않고 풍력 발전기의 설치 작업을 수행할 수 있도록 하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 해상에 설치되는 풍력 발전기는 발전기 설비에 해당하는 나셀(nacelle)과 상기 나셀의 허브에 대해 다수로 장착되는 블레이드 등의 발전 설비를 갖춘 상부 구조물과, 상기 상부 구조물의 하부와 결합되면서 설치해역에서 해저면으로 고정되어 지지되거나 수면에서 부유되는 하부 구조물로 이루어진다.
이와 같은 구성의 해상 풍력 발전기는 상기 하부 구조물을 설치해역에 설치한 다음 상기 상부 구조물을 해상 풍력 발전기 설치선에 해당하는 선박을 이용하여 운반한 다음 타워 컨트롤 데릭(Tower control derrick) 등을 이용하여 상기 하부 구조물에 대해 조립하게 된다.
이때, 상기 상부 구조물을 운반하는 선박은 바람이나 조류, 파도 등에 따른 해양 환경에 의해 그 위치가 변화하게 되므로 고정된 하부 구조물에 대한 상부 구조물의 조립 위치를 정확하게 맞추는 작업은 매우 어렵게 된다.
이에 따라, 상기와 같은 구성의 풍력 발전기를 해상에 설치하기 위해 종래에는 잭업(Jack-up) 형태의 지지구조물을 이용하여 해저에 풍력 발전기 설치선박을 고정한 다음, 선박에 적재된 상부 구조물을 선박에 구비된 타워 컨트롤 데릭을 이용하여 수직한 방향으로 세우고, 이어 타워 컨트롤 데릭에 의해 기립한 상태의 상부 구조물을 해상에 기 고정된 하부 구조물의 상부에 대해 결합하는 작업을 수행하여 왔다.
그런데, 풍력 발전기를 설치하고자 하는 해역의 수심이 깊은 경우에는 잭업 형태의 지지구조물의 한계로 인해 풍력 발전기 설치선박을 활용할 수 없을 뿐만 아니라, 해양 환경이 좋지 못한 경우에는 풍력 발전기 설치선박을 해상에서 일정한 위치로 그 위치를 고정하는 데 한계가 있기 때문에 하부 구조물에 대해 상부 구조물을 정위치로 조립하는 설치 작업을 수행하는 데 많은 어려움이 있어 왔다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 해상 풍력 발전기의 하부 구조물에 대해 상부 구조물을 조립함에 있어 해양 환경에 의해 변화하는 설치선박의 6 자유도 모션을 흡수할 수 있도록 하여 해상 풍력 발전기의 설치작업이 설치해역의 해양 환경과 수심 등에 따라 영향을 받지 않도록 함과 더불어 설치에 소요되는 비용과 시간을 줄여 작업의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 풍력 발전기용 상부 구조물을 탑재하고, 탑재된 상부 구조물을 설치해역에서 타워 컨트롤 데릭을 이용하여 기립한 다음 해상에 기 설치된 하부 구조물의 상부에 상기 상부 구조물을 옮겨 결합하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박에 있어서, 상기 상부 구조물과 상기 하부 구조물에 대한 위치 정보를 각각 검출하는 위치 검출부와, 설치해역에서 해양 환경의 변화 등에 따른 선체의 거동 자세에 대한 변화로서 3축 방향의 직선 이동 및 회전 운동에 따른 자세의 변화를 검출하는 6 자유도 검출부, 선체의 위치 및 방향을 조정하기 위한 자항 설비부, 선체의 6 자유도 모션을 흡수하여 상기 하부 구조물에 대한 상기 상부 구조물의 위치를 선체의 거동 자세와 무관하게 일치하도록 조절하기 위한 위치 조정부 및, 상기 위치 검출부와 상기 6 자유도 검출부로부터 각각 검출되는 정보를 매개로 상기 위치 조정부와 상기 자항 설비부의 동작을 각각 제어하여 상기 하부 구조물의 상부에서 상기 상부 구조물이 정확한 위치로 조립될 수 있게 하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 위치 검출부는 상기 상부 구조물의 위치를 검출하는 제1위치 검출부와, 상기 하부 구조물의 위치를 검출하는 제2위치 검출부로 이루어지고, 상기 제1,제2위치 검출부는 GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신받는 GPS 모듈인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 6 자유도 검출부는 자이로 미터 또는 3축방향 가속도계로 이루어지고, 상기 자항 설비부는 아지무스 스러스터인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 위치 조정부는 선체에 고정되고 중심부에 상기 상부 구조물을 거동 자유롭게 수용하는 제1지지부재와, 상기 제1지지부재의 하부에서 상기 상부 구조물을 중심부에 고정하면서 선체에 대해 거동이 자유롭게 설치되는 제2지지부재 및, 상기 제1지지부재와 상기 제2지지부재 사이의 전 둘레부위를 적정 간격을 두고 이격된 상태에서 상호 연결하는 신축 가능한 다수의 액추에이터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해상 풍력 발전기 설치용 선박에 의하면, 해상에 풍력 발전기를 설치함에 있어 위치 검출부를 매개로 상부 구조물과 하부 구조물의 위치를 각각 검출한 다음 자항 설비부의 동작을 제어하여 상부 구조물과 하부 구조물 사이의 위치를 정확하게 일치시킬 수 있고, 해양 환경에 의해 변화하는 상부 구조물에 대한 기립 상태를 6 자유도 검출부를 매개로 검출한 다음 텐셔너 시스템의 각 액추에이터에 대한 개별적인 동작 제어를 통해 하부 구조물과 일치시킬 수 있으므로, 풍력 발전기의 설치에 있어 수심이나 해양 환경 등에 의한 제약을 받지 않게 될 뿐만 아니라 상부 구조물과 하부 구조물 사이의 조립 작업에 대한 효율 향상 및 조립에 소요되는 시간과 비용을 현저하게 경감시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 해상 풍력 발전기 설치용 선박의 측면도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명의 요부로서 위치 조정부의 구성을 도시한 도면.
도 4는 위치 조정부의 다른 실시예를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)은 풍력 발전기의 조립을 위해 선체의 선수 또는 선미에서 선체에 대해 수직하게 설치되는 타워 컨트롤 데릭(2)을 구비한다. 상기 타워 컨트롤 데릭(2)은 선체에 대해 기립한 상태로 제작될 수도 있고, 운항 성능이나 운하 통과 등 필요시 그 높이를 축소시키기 위해 폴딩 또는 텔레스코픽 구조로 구성될 수도 있다.
상기 타워 컨트롤 데릭(2)은 선체에 다수로 적재된 풍력 발전기의 조립용 상부 구조물(3)을 크레인 등의 인양설비를 이용하여 직립하게 세운 다음, 상기 타워 컨트롤 데릭(2)의 하부에서 선체에 대해 문풀의 형태로 설치되는 텐셔너 시스템에 해당하는 위치 조정부(4)를 이용하여 상기 상부 구조물(3)을 설치해역에 이미 고정되어 있는 하부 구조물(5) 상부의 정위치로 위치시키게 된다. 즉, 상기 위치 조정부(4)는 상기 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)에서 상기 하부 구조물(5)에 대한 상기 상부 구조물(3)의 위치를 해양 환경에 따른 선체의 거동 자세와 무관하게 상기 하부 구조물(5)에 대해 일치시켜 주는 기능을 수행한다. 즉, 상기 상부 구조물(3)은 상기 타워 컨트롤 데릭(2)에 의해 기립하게 매달려 지지된 상태에서 상기 위치 조정부(4)의 작동에 의해 상기 하부 구조물(5)과의 정위치를 조정받을 수 있게 된다. 이에 따라 상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5) 사이의 조립이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
본 발명은 상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5)에 대한 위치를 각각 정확하게 검출하기 위한 위치 검출부를 구비하는 바, 상기 위치 검출부는 상기 타워 컨트롤 데릭(2)에 설치되어 상부 구조물(3)의 위치를 검출하는 제1위치 검출부(6)와, 상기 하부 구조물(5)에 직접 설치되어 하부 구조물(5)의 위치를 검출하는 제2위치 검출부(7)로 이루어진다. 이 경우, 상기 제1위치 검출부(6)와 상기 제2위치 검출부(7)는 GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신받는 GPS 모듈로 구성되고, 특히 상기 타워 컨트롤 데릭(2)에 의해 기립한 상태의 상부 구조물(3)과 하부 구조물(5)에 대한 위치를 정확하게 검출할 수 있는 위치라면 어느 위치에 설치되어도 무방하다.
본 발명은 해상 풍력 발전기의 설치를 위한 해역에서 해양 환경(Wind,Current,Wave)의 변화 등으로부터 기인하는 상기 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)의 거동 자세에 대한 변화로서 3축 방향의 직선 이동 및 회전 운동에 따른 자세의 변화를 검출하는 6 자유도 검출부(DOF:Degree of Freedom)를 구비하는 바, 상기 6 자유도 검출부(8)는 자이로 미터 또는 3축 방향 가속도계 등으로 이루어진다.
상기 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)은 설치해역에서 선체의 위치를 조정하여 상기 하부 구조물(5)의 상부에 상기 상부 구조물(3)이 정위치로 정확하게 위치할 수 있도록 상기 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)의 방향을 포함한 위치를 적절하게 조절하기 위한 자항 설비부(9)를 구비하는 바, 상기 자항 설비부(9)는 DPS(Dynamic Positioning System)로서 아지포드 추진기(Azipod Propeller)의 일종인 아지무스 스러스터(Azimuth Thruster) 등으로 구현된다. 이 결과, 상기 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)은 상기 자항 설비부(9)의 동작을 통해 설치해역에서 상기 하부 구조물(5)의 상부에 상기 상부 구조물(3)의 위치를 정확하게 일치시킬 수 있게 된다.
아울러, 상기 위치 조정부(4)는 텐셔너 시스템으로서 설치해역에서 해양 환경에 의한 상기 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)의 6 자유도 모션을 흡수하여 상기 상부 구조물(3)을 상기 하부 구조물(5)의 상부에 조립할 때 상기 상부 구조물(3)의 위치를 상기 하부 구조물(5)에 대해 수직방향으로 상호 일치시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 위치 조정부(4)는 해상 풍력 발전기의 설치작업을 수행함에 있어 상기 하부 구조물(5)에 대한 상기 상부 구조물(3)의 위치를 외부 환경에 의한 영향을 받지 않도록 함으로써 상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5) 사이의 조립 작업을 보다 원활하게 수행할 수 있게 해 준다.
이를 위해, 상기 위치 조정부(4)는 선체에 고정되고 대략 중심부에 상기 상부 구조물(3)을 거동이 자유롭게 수용하는 개구부(10a)를 갖춘 제1지지부재(10)와, 상기 제1지지부재(10)의 하부에서 상기 상부 구조물(3)을 중심부에 고정하면서 선체에 대해 거동이 자유롭게 설치되는 제2지지부재(11) 및, 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11) 사이의 전 둘레부위를 적정의 간격을 두고 이격된 상태로 상호 연결하면서 이들 사이의 이격거리를 자유롭게 조정할 수 있는 다수의 신축(伸縮) 가능한 액추에이터(12)를 구비한다.
이 경우, 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 구조물(3)에 대해 상하 층상으로 배치되면서 상호 각진 부위를 교차하여 배열하는 다각 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 액추에이터(12)는 상기 제1지지부재(10)에서 단일의 각진 부위와 상기 제2지지부재(11)의 인접한 다른 2개의 각진 부위 사이를 각각 개별적으로 신축 가능하게 연결하도록 배치됨으로써, 상기 액추에이터(12)는 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11) 사이의 전 둘레에 걸쳐 트러스 구조물의 형태를 이루게 된다.
또한, 상기 위치 조정부(4)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)가 모두 원형으로 형성되고, 상기 액추에이터(12)는 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)의 전 둘레에 걸쳐 등간격을 두고 이격되어 다수로 배치됨으로써, 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11) 사이의 이격거리는 상기 각 액추에이터(12)의 신축 길이에 따라 가변적으로 조절된다.
따라서, 상기 위치 조정부(4)는 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11) 사이에서 상기 액추에이터(12)에 대한 신축 길이의 개별적인 조절을 통해 상기 제1지지부재(10)에 대한 상기 제2지지부재(11)의 경사도를 다르게 변화시킬 수 있게 되고, 이를 통해 상기 타워 컨트롤 데릭(2)에 대해 상단부가 와이어를 매개로 매달려 지지되는 상기 상부 구조물(3)에 대한 경사 정도도 함께 조절할 수 있게 된다. 이때, 상기 상부 구조물(3)의 경사 정도는 풍력 발전기의 설치해역에서 변화하는 해양 환경에 따라 그 기울기가 변화하는 상기 하부 구조물(5)의 경사 방향에 맞춰 조절하게 되면, 상기 하부 구조물(5)에 대한 상기 상부 구조물(3)의 조립작업이 보다 더 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
아울러, 상기 위치 조정부(4)에 대한 설명은 하나의 예시이며 층상으로 배치된 지지부재의 형상 및 액추에이터의 배치 등은 다양한 형태를 이룰 수 있다. 위의 예시에서 상기 위치 조정부(4)는 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11) 사이에서 상기 액추에이터(12)의 신장 길이에 따라 지지하고 있는 상기 상부 구조물(3)의 위치를 해양 환경에 따른 선체의 거동 자세와 무관하게 상기 하부 구조물(5)에 대해 수직한 방향으로 일치시킬 수 있는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 액추에이터(12)는 유/공압식 등으로 구현되어 상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5) 사이의 거리를 조절할 수 있는 장비로서 압력 공급원을 포함한 배관설비 및 유/공압의 조절을 위한 밸브설비를 모두 포함하며 특히 상기 다수의 액추에이터(12)는 후술되는 제어부(13)에 의해 개별적으로 그 동작이 제어되도록 구성된다.
아울러, 본 발명의 실시 예에서 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)는 각각 삼각형상으로 구현하여 상기 제1지지부재(10)의 꼭지점에서 상기 제2지지부재(11)의 인접한 다른 꼭지점을 향해 2개의 액추에이터(12)를 연결하는 형태로 구현하였으나, 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)는 이와 유사한 다른 모든 형태의 다각 구조물을 포함함은 물론이고, 이때 상기 상부 구조물(3)은 상기 제2지지부재(11)의 중심부위에서 수직한 형태로 견고하게 지지된다. 특히, 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11) 사이를 층상으로 배치하면서 상호 각진 부위를 교차하여 배열함에 있어 상기 제1지지부재(10)의 각진 부위는 상기 제2지지부재(11)의 각진 부위 사이를 연결하는 모서리 부위에 대해 중심에 위치하도록 배열하는 것이 타당하다.
또한, 본 발명은 상기 위치 검출부와 상기 6 자유도 검출부(8)로부터 각각 검출되는 정보를 매개로 상기 위치 조정부(4)와 상기 자항 설비부(9)의 동작을 각각 제어하여 상기 하부 구조물(5)의 상부에서 상기 상부 구조물(3)이 정확한 부위로 위치될 수 있도록 함으로써 상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5) 사이의 조립이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 해 주는 제어부(13)를 구비하는 바, 상기 제어부(13)는 일종의 DPS(Dynamic Positioning System)로서 항법시스템과 연계되어 상기 위치 조정부(4)와 상기 자항 설비부(9) 의 동작을 실시간으로 조절하는 것으로 선박통합 제어시스템으로 통합되어 운영된다.
즉, 상기 제어부(13)는 해상 풍력 발전기의 설치 작업시 상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5)에 대한 상대위치를 위치 검출부를 매개로 검출받고, 설치해역의 해양 환경에 따른 선체의 거동 자세에 대한 정보를 6 자유도 검출부(8)를 통해 검출받은 다음, 상기 자항 설비부(9)와 상기 액추에이터(12)의 동작을 각각 제어함으로써 상기 하부 구조물(5)에 대한 상기 상부 구조물(3)의 수직 위치를 정확하게 일치시킬 수 있게 된다.
부연하자면, 상기 제어부(13)는 위치 검출부를 매개로 하부 구조물(5)에 대한 상부 구조물(3)의 상대 위치를 판단한 다음, 상기 자항 설비부(9)를 동작시켜 해상 풍력 발전기 설치용 선박(1)에 구비된 타워 컨트롤 데릭(2)의 위치를 정위치로 옮기고, 이어 해양 환경에 따라 상기 6 자유도 검출부(8)를 통해 검출되는 상기 상부 구조물(3)의 위치를 상기 위치 조정부(4)에 구비된 각각의 액추에이터(12)에 대한 동작 제어를 통해 수직 상태로 전환함으로써 상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5) 사이의 조립을 보다 원활하게 해 준다.
이 결과, 해상 풍력 발전기의 설치 작업은 설치해역의 수심이나 해양 환경 등에 의한 영향을 받지 않고도 보다 용이하게 이루어질 수 있고, 이에 따라 작업의 효율성 향상은 물론 설치에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1-해상 풍력 발전기 설치용 선박 2-타워 컨트롤 데릭
3-상부 구조물 4-위치 조정부
5-하부 구조물 6-제1위치 검출부
7-제2위치 검출부 8-6 자유도 검출부
9-자항 설비부 10-제1지지부재
11-제2지지부재 12-액추에이터
13-제어부

Claims (8)

  1. 풍력 발전기용 상부 구조물(3)을 탑재하고, 탑재된 상부 구조물(3)을 설치해역에서 타워 컨트롤 데릭(2)을 이용하여 기립한 다음 해상에 기 설치된 하부 구조물(5)의 상부에 상기 상부 구조물(3)을 옮겨 결합하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박에 있어서,
    상기 상부 구조물(3)과 상기 하부 구조물(5)에 대한 위치 정보를 각각 검출하는 위치 검출부;
    설치해역의 해양 환경의 변화에 따른 선체의 거동 자세 변화를 검출하는 6 자유도 검출부(8);
    선체의 위치 및 방향을 조정하기 위한 자항 설비부(9);
    선체의 6 자유도 모션을 흡수하여 상기 하부 구조물(5)에 대한 상기 상부 구조물(3)의 위치를 선체의 거동 자세와 무관하게 일치시키는 위치 조정부(4); 및
    상기 위치 검출부와 상기 6 자유도 검출부(8)로부터 각각 검출되는 정보를 매개로 상기 위치 조정부(4)와 상기 자항 설비부(9)의 동작을 각각 제어하는 제어부(13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 검출부는 상기 상부 구조물(3)의 위치를 검출하는 제1위치 검출부(6)와, 상기 하부 구조물(5)의 위치를 검출하는 제2위치 검출부(7)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1,제2위치 검출부(6,7)는 GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신받는 GPS 모듈인 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 6 자유도 검출부(8)는 자이로 미터 또는 3축방향 가속도계인 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 자항 설비부(9)는 아지무스 스러스터인 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 조정부(4)는 선체에 고정되고 중심부에 상기 상부 구조물(3)을 거동 자유롭게 수용하는 개구부(10a)를 갖춘 제1지지부재(10)와, 상기 제1지지부재(10)의 하부에서 상기 상부 구조물(3)을 중심부에 고정하면서 선체에 대해 거동이 자유롭게 설치되는 제2지지부재(11) 및, 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11) 사이의 전 둘레부위를 적정 간격을 두고 이격된 상태에서 상호 연결하는 신축 가능한 다수의 액추에이터(12)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)는 상기 상부 구조물(3)에 대해 상하 층상으로 배치되면서 상호 각진 부위를 교차하여 배열하는 다각 형상으로 이루어지고, 상기 액추에이터(12)는 상기 제1지지부재(10)에서 단일의 각진 부위와 상기 제2지지부재(11)의 인접한 다른 2개의 각진 부위 사이를 각각 개별적으로 신축 가능하게 연결하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)가 원형으로 형성되고, 상기 액추에이터(12)는 상기 제1지지부재(10)와 상기 제2지지부재(11)의 전 둘레에 걸쳐 등간격을 두고 이격되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기 설치용 선박.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101280523B1 (ko) * 2011-06-23 2013-07-01 삼성중공업 주식회사 해상구조물 수리용 선박
KR101338358B1 (ko) * 2012-04-25 2013-12-06 현대중공업 주식회사 해상 풍력발전기 설치선
KR101348621B1 (ko) * 2012-03-13 2014-01-10 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기 적재용 구조물
KR101360285B1 (ko) * 2012-06-07 2014-02-10 현대중공업 주식회사 해상 풍력발전기 설치선
KR101487404B1 (ko) * 2013-08-01 2015-01-29 삼성중공업 주식회사 드릴쉽
JP2015160337A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 東亜建設工業株式会社 船舶載置用の生コンクリート計量装置および打設装置並びに作業船
KR20160007691A (ko) 2014-06-23 2016-01-21 삼성중공업 주식회사 타워 고정용 기초구조물 및 이를 포함하는 해상 풍력발전기 설치선
KR20160007711A (ko) 2014-06-25 2016-01-21 삼성중공업 주식회사 타워 고정용 기초구조물 및 이를 포함하는 해상 풍력발전기 설치선
KR101653562B1 (ko) 2015-04-10 2016-09-02 주식회사 지에스해양 해상풍력타워 고박장치
JP2018047839A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 三井海洋開発株式会社 作業台船及び洋上構造物の施工方法
WO2020085902A1 (en) * 2018-10-23 2020-04-30 Itrec B.V. Installation of a wind turbine blade on a hub of a wind turbine

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101280523B1 (ko) * 2011-06-23 2013-07-01 삼성중공업 주식회사 해상구조물 수리용 선박
KR101348621B1 (ko) * 2012-03-13 2014-01-10 삼성중공업 주식회사 풍력 발전기 적재용 구조물
KR101338358B1 (ko) * 2012-04-25 2013-12-06 현대중공업 주식회사 해상 풍력발전기 설치선
KR101360285B1 (ko) * 2012-06-07 2014-02-10 현대중공업 주식회사 해상 풍력발전기 설치선
KR101487404B1 (ko) * 2013-08-01 2015-01-29 삼성중공업 주식회사 드릴쉽
JP2015160337A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 東亜建設工業株式会社 船舶載置用の生コンクリート計量装置および打設装置並びに作業船
KR20160007691A (ko) 2014-06-23 2016-01-21 삼성중공업 주식회사 타워 고정용 기초구조물 및 이를 포함하는 해상 풍력발전기 설치선
KR20160007711A (ko) 2014-06-25 2016-01-21 삼성중공업 주식회사 타워 고정용 기초구조물 및 이를 포함하는 해상 풍력발전기 설치선
KR101653562B1 (ko) 2015-04-10 2016-09-02 주식회사 지에스해양 해상풍력타워 고박장치
JP2018047839A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 三井海洋開発株式会社 作業台船及び洋上構造物の施工方法
WO2020085902A1 (en) * 2018-10-23 2020-04-30 Itrec B.V. Installation of a wind turbine blade on a hub of a wind turbine
NL2021862B1 (en) * 2018-10-23 2020-05-13 Itrec Bv Installation of a wind turbine blade on a hub of a wind turbine

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