KR20130034755A - 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법 - Google Patents

해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법관한 것으로서, 해상 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 해상 풍력 발전용 지지구조물에 있어서, 해저면에 설치되고 상부에 설치되는 구조물을 지지하는 기초부;와, 상기 기초부의 상부에 가라앉혀 거치되고, 상단부가 해수면 위로 노출되어 발전장치의 설치 공간 및 상기 발전장치의 시공을 위한 수상 공간을 제공하는 인공섬 형태의 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여 해상풍력 발전장치를 용이하게 설치가 가능하고 설치 비용을 절감할 수 있으며, 조류 및 파랑에 대한 구조물 안정성이 확보된 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법이 제공된다.

Description

해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법{Supporting structure for wind power generation and method of construction thereof}
본 발명은 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저면에 설치된 기초부와, 육상에서 제작되고 운송되어 상부가 수면 위로 노출된 상태로 기초부의 상부에 가라앉혀 설치되는 인공섬 형태의 지지부에 의하여, 발전장치를 지지부의 수상 공간에서 용이하게 설치할 수 있어 시공 비용을 절감할 수 있는 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료를 사용하지 않고 동력을 얻을 수 있는 방법으로는 수력, 조력, 태양전지, 풍력 등 여러 가지가 있으나, 그 중 풍력 발전은 대형 블레이드를 이용하여 바람 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 장치로서, 에너지원이 무한한 청정에너지이고 인프라 구축에 소요되는 시간이 짧으면서 소요 면적이 작은 장점이 있어 이에 대한 많은 연구가 실시되고 있다.
특히, 우리나라는 삼면이 바다인 지형적 특성으로 인해 풍부한 해상풍력 자원을 보유하고 있어 해상풍력 발전 분야에서 큰 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
육상풍력과 달리 해상풍력 발전의 경우는 지지구조물 및 기초의 제작, 시공 유지관리 비용의 비율이 전체 공사비의 약 30~40%로 비중이 큰 영역이다.
이러한 지지 구조물은 해저 지반에 설치되어 안정적으로 발전장치를 지지하여야 하고, 발전장치의 터빈의 회전력 및 추력으로 인한 공기역학적 하중과 파랑 및 조류의 수리동역학적 하중이 복합된 복합 하중을 견뎌야 하는 핵심 부분이다.
도 1은 모노파일식(Monopile type) 해상풍력 지지 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2는 중력식(Condeep type) 해상풍력 지지 구조물을 나타낸 도면이고, 도 3은 자켓식(Jacket type) 해상풍력 지지 구조물을 나타낸 도면이고, 도 4는 해상풍력 전용선을 이용한 해상풍력 지지 구조물을 설치하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 해상풍력 발전 구조물은 블레이드(1)가 결합된 로터헤드(2)와, 로터헤드(2)가 설치되는 나셀(3)과, 나셀(3)이 결합되어 해저지반에 고정되는 타워기둥(4)을 포함하며, 도 3의 자켓식 지지 구조물은 타워기둥(4)을 해저 지반에 고정하는 자켓구조물(J)를 더 포함한다.
이러한 모노파일식과 중력식의 타워기둥(4) 및 자켓식의 지지부(J)는 해저 지반에 항타나 굴착을 통해 설치되어 발전장치를 지지한다.
이러한 구조물들은 설치시 최대의 효과가 발생하는 하중이 걸리도록 정적, 동적 하중에 의한 하중 조합에 의하여 설계를 한다.
해상풍력 발전 구조물에 발생하는 동적하중은 일반적으로 파랑하중, 타워기둥(4)에 작용하는 구조 및 기초에 발생하는 해류, 나셀(3) 및 타워기둥(4)에 발생하는 바람, 운영시 발생하는 하중, 그리고 작동시 구조물과 블레이드(1) 사이의 상호 작용이며, 풍력발전에서 발생한 동적하중 하중은 해저지반에 영향을 미치게 된다.
상술한 바와 같이, 육상과 달리 해상 풍력은 초기 설계시 복합된 하중의 해석이 매우 어렵고, 상하부 하중의 상호 작용에 의한 구조물 안정성 확보가 어려운 문제점이 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 구조물 자체가 대형 프리캐스트 부재이므로 해상 공사시 부재를 운반하기 위한 대형 크레인선 및 아우트리거(Outrigger)(6)가 설치된 해상풍력 전용선(5) 등이 필요하여 공사를 위한 비용이 증가하는 단점이 있다.
또한, 타워기둥(4) 및 자켓구조물(J)을 해저 지반에 고정하기 위하여 해저 지반에 구멍을 뚫어야 하므로 공사비가 증가하는 단점이 있으며, 구조물이 설치되는 수심이 깊을수록 공사비가 급격히 증가하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인공섬 형태의 지지부에 의하여 제공되는 발전장치 설치 공간 및 발전장치의 시공을 위한 수상 공간에 의하여 해상풍력 발전장치를 용이하게 설치 가능하고 설치 비용을 절감할 수 있는 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법을 제공함에 있다.
또한, 또한, 인공섬 형태의 지지부의 수상 공간에 발전장치를 설치하여 조류 및 파랑에 대한 구조물 안정성이 확보된 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 해상 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 해상 풍력 발전용 지지구조물에 있어서, 해저면에 설치되고 상부에 설치되는 구조물을 지지하는 기초부;와, 상기 기초부의 상부에 가라앉혀 거치되고, 상단부가 해수면 위로 노출되어 발전장치의 설치 공간 및 상기 발전장치의 시공을 위한 수상 공간을 제공하는 인공섬 형태의 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물에 의해 달성된다.
또한, 상기 지지부는 내부에 공간이 형성된 콘크리트 구조물로서, 내부에 충전재를 채워 해저에 가라앉혀 고정부로 사용하는 케이슨인 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지부는 상기 기초부의 둘레를 따라 다단으로 콘크리트블록이 설치되어 해수면 위로 상부가 노출되고, 상기 기초부의 둘레를 따라 설치된 상기 콘크리트블록의 내측에 충전재가 채워지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발전장치는 풍력에 의하여 회전하는 블레이드와, 상기 블레이드가 결합되어 발전하는 나셀과, 상기 나셀이 결합되고 다단의 타워블록으로 설치되는 타워기둥을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 일단이 상기 지지부에 설치되고 타단은 상기 타워기둥에 설치되어 상기 발전장치를 지지하는 복수개의 경사파일을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 해상 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 해상 풍력 발전용 지지구조물을 건설하는 방법에 있어서, 해저면에 수평으로 기초부를 건설하는 단계;와, 육상에서 제작된 지지부를 운송하여 상기 지지부의 상부가 해수면 위로 노출되도록 상기 기초부의 상면에 거치하는 지지부 설치 단계;와, 상기 지지부의 해수면 위로 노출된 상부의 수상 공간에 발전장치를 설치하는 단계;와, 상기 지지부와 상기 발전장치에 복수개의 경사파일을 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물 건설 방법에 의해 달성된다.
또한, 기 발전장치를 설치하는 단계는 상기 지지부의 수상 공간에서 다단으로 제작된 복수개의 타워블록에 나셀을 설치하는 단계와, 유압잭을 이용하여 상기 타워블록을 상승시키면서 용접하는 단계와, 일정 높이에서 블레이드를 설치하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 인공섬 형태의 지지부에 의하여 제공되는 발전장치 설치 공간 및 발전장치의 시공을 위한 수상 공간에 의하여 해상풍력 발전장치를 용이하게 설치가 가능하고 설치 비용을 절감할 수 있는 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법이 제공된다.
또한, 인공섬 형태의 지지부의 수상 공간에 발전장치 설치하여, 조류 및 파랑에 대한 구조물 안정성이 확보된 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법이 제공된다.
또한, 다단의 타워블록으로 형성되는 타워기둥에 의하여 설치가 용이하고, 운송 비용을 절감할 수 있는 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법이 제공된다.
또한, 타워기둥을 지지하는 경사파일이 복수개 설치되어 지지함으로써 풍력과 조류의 상호 작용에 의한 구조물 안정성이 확보된 해상 풍력 발전용 지지구조물 및 이의 건설 방법이 제공된다.
도 1은 모노파일식(Monopile type) 해상풍력 지지 구조물을 나타낸 도면이고,
도 2는 중력식(Condeep type) 해상풍력 지지 구조물을 나타낸 도면이고,
도 3은 자켓식(Jacket type) 해상풍력 지지 구조물을 나타낸 도면이고,
도 4는 해상풍력 전용선을 이용한 해상풍력 지지 구조물을 설치하는 방법을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물의 제1실시예에 따른 단면도이고,
도 6은 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물의 제2실시예에 따른 단면도이고,
도 7은 해상 풍력 발전용 지지구조물 건설 방법의 흐름도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 풍력 발전용 지지구조물에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물의 제1실시예에 따른 단면도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물은 해저면에 건설되는 기초부(10)와, 기초부(10)의 상부에 설치되는 지지부(20)와, 지지부(20)에 설치되는 발전장치(30)를 포함하여 구성된다.
기초부(10)는 해저면 상에 설치되는 사석기초(11)와, 후술하는 케이슨(21)의 설치를 안내하는 근고블록(12) 및 해저의 흐름에 의한 사석기초(11)의 유실 방지를 위한 피복석(13)을 포함한다.
사석기초(11)는 수중의 해저면 상에 사석 등을 이용하여 상면이 평탄하게 설치된다.
근고블록(12)은 사석기초(11)의 상면에 복수개가 설치되어 케이슨(21) 설치시 케이슨(21)의 거치 구역을 구획하여 안내함으로써 용이하고 정밀하게 거치할 수 있도록 안내한다.
피복석(13)은 도 5에 도시된 바와 같이, 사석기초(11)의 사석 유실 방지를 위하여 외곽부분에 설치된다.
지지부(20)는 제1실시예에서는 내부에 공간이 형성된 철근 콘크리트 구조물인 케이슨(21)과, 케이슨(21) 내부에 채워지는 충전재(22) 및 케이슨(21) 상부에 형성되는 수상공간(23)을 포함하여 구성된다.
케이슨(21)은 내부에 복수개의 격벽이 구비되어 복수의 격실이 형성된 철근 콘크리트 구조물로써, 부양식 독(dock)이나 육상에서 제작되고 설치장소로 운송된 후 침하시켜 거치 되고, 내부에 형성된 복수의 격실에 사석으로 마련되는 충전재(22)가 채워진다.
한편, 케이슨(21)은 거치시 상부가 해상으로 노출되도록 설치 장소의 수심을 고려하여 제작되고, 기초부(10)의 상부에 침하시켜 정위치에 거치됨으로써 상부에 인공섬 형태의 수상공간(23)이 마련된다.
상술한 바와 같이, 케이슨(21) 상부에 형성된 수상공간(23)에 육상크레인(C1) 설치가 가능함으로써 육상에서 구조물을 설치할 때와 같은 조건를 얻을 수 있게 되므로, 모노파일식과 중력식 및 자켓식과 같은 대형 프리캐스트 부재를 설치하기 위한 대형 크레인선 및 해상풍력 전용선(5)이 필요 없어 비용이 절감된다.
한편, 수상공간(23)에는 풍력 발전에 의하여 생산된 전력을 압축 공기의 형태로 저장하고 필요시에 압축 공기를 이용하여 발전하는 공기압축에너지저장시스템(CAES)이 설치되어 정출력 해상풍력 시스템으로도 사용이 가능하다.
발전장치(30)는 풍력에 의해 회전하는 블레이드(31)가 결합된 로터헤드(32)와, 로터헤드(32)가 결합되어 발전하는 나셀(33)과, 최상단에 나셀(33)이 설치되는 원통형의 타워기둥(34) 및 타워기둥(34)을 지지하는 경사파일(35)을 포함하여 구성된다.
타워기둥(34)은 복수개의 타워블록(34a)으로 육상에서 제작되어 구비되고, 설치 장소로 운송되어 케이슨(21)의 상부에 마련된 수상공간(23)에서 유압잭을 이용한 리프트-업(Lift-up) 방식으로 각각의 타워블록(34a)이 용접되어 결합되며, 완성된 타워기둥(34)은 하부가 케이슨(21)의 상부에 고정된다.
따라서, 강성 기초인 케이슨(21)의 수상공간에 설치된 타워기둥(34)은 조류 및 파랑에 의한 하중을 받지 않게 되므로 안정성이 확보되며, 육상풍력과 같은 조건이 되어 해상풍력 설계를 육상풍력 설계와 같이 단순화할 수 있다.
또한, 다단의 타워블록(34a)으로 육상에서 미리 제작되어 운반하고 케이슨(21)의 상부에 타워기둥(34)이 설치되므로, 대형 크레인선 및 해상풍력 전용선(5)이 필요 없고 종래의 지지 구조물을 설치하기 위한 암반 천공이 필요 없기 때문에 비용이 절감된다.
경사파일(35)은 본 실시예에서는 두 개의 경사파일(35)이 구비되고, 두개의 경사파일(35)의 일단부가 타워기둥(34)의 중간 부분에 결합되고, 타단은 이격되어 수상공간(23) 양측 모서리 부분의 케이슨(21)에 고정된다.
상술한 경사파일(35)에 의하여, 타워기둥(34)이 항력 및 양력에 의한 수평하중과, 회전력 및 추력에 의한 공기역학적 하중에 안정적으로 지지되며, 이에 의하여 타워기둥(34)의 지름 및 두께를 절감할 수 있고, 시공의 용이성 및 비용 절감을 할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제1실시예에 따른 해상 풍력 발전용 지지구조물의 건설 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물의 제1실시예에 따른 단면도이고, 도 7은 해상 풍력 발전용 지지구조물 건설 방법의 흐름도이다.
본 발명에 따른 해상 풍력 발전용 지지구조물의 건설 방법은 기초부 설치 단계(S10)와, 기초부(10)의 상면에 지지부(20)를 거치하는 지지부 거치 단계(S20)와, 지지부(20)의 상면에 발전장치(30)를 설치하는 발전장치 설치단계(S30)와, 타워기둥(34)에 경사파일(35)를 설치하는 경사파일 설치 단계(S40)를 포함하여 구성된다.
도 5 및 도 7을 참조하여 설명하면, 기초부 설치 단계(S10)는 지지부(20)를 지지하기 위한 평탄면을 해저면에 설치하는 과정으로서, 사석 기초 형성 단계(S11), 근고블록 설치 단계(S12), 피복석 설치 단계(S13)를 포함한다.
사석 기초 형성 단계(S11)는 지지부(20)를 설치하는 위치의 해저면에 사석으로 마운드를 설치하는 단계로써 평탄하게 설치된다.
근고블록 설치 단계(S12)는 설치되는 케이슨(21)의 외곽부에 대응하는 사석기초(11)의 상면에 근고블록(12)이 설치되어 케이슨(21)의 설치를 안내하도록 경계를 형성한다.
피복석 설치 단계(S12)는 사석기초(11)의 상면에 설치된 근고블록(12)의 외측면으로 사석기초(11)의 사석 유실 방지 및 기초층을 보호하기 위하여 피복석(13)이 설치된다.
지지부 거치 단계(S20)는 육상에서 제작된 케이슨(21)을 설치 장소로 운송하고 침설하는 단계이며, 근고블록(12) 내측에 케이슨(21) 상부가 해상 위로 노출되도록 설치한 후, 케이슨(21) 내부 격실에 충전재(22)를 채워 넣는다.
따라서, 해상 위로 노출된 케이슨(21)의 상면에는 수상공간(23)이 마련되므로 육상풍력 발전과 같은 조건에서 해상풍력 발전을 설치할 수 있는 조건이 마련된다.
육상에서 제작된 케이슨(21)은 예인선에 의하여 설치장소로 운송되고 설치하고자 하는 위치에 단순히 가라앉혀 설치하므로, 종래의 항타 및 굴착 시공에 비하여 시공 비용이 절감된다.
발전장치 설치단계(S30)는 케이슨(21)의 상면에 마련된 수상공간(23)에서 크레인과 유압잭을 이용하여 리프트업(Lift-up) 방식으로 블레이드(31), 로터헤드(32), 나셀(33) 및 타워기둥(34)를 설치하는 단계이다.
발전장치 설치단계(S30)는 나셀(33)을 최상단 타워블록(34a)에 설치하는 나셀 설치 단계(S31)와, 복수개의 타워블록(34a)을 이용하여 타워기둥(34)를 설치하는 타워블록 리프팅 및 용접 단계(S32)와, 완성된 타워기둥(34) 최상단의 나셀(33)에 블레이드(31)를 결합하는 블레이드 설치단계(S33)을 포함하여 구성된다.
나셀 설치 단계(S31)에서는 상부의 수상공간(23)에 육상크레인(C1)을 이용하여 복수개로 구비된 타워블록(34a) 중 최상단 부분의 타워블록(34a)에 나셀(33)을 설치한다.
타워블록 리프팅 및 용접 단계(S32)에서는 나셀(33)이 설치된 타워블록(34a)을 유압잭을 이용하여 승강시키면서 복수개의 타워블록(34a)을 용접함으로써 타워기둥(34)을 지지부(20)에 설치한다.
블레이드 설치단계(S33)에서는 일정 높이에서 블레이드(31)가 결합된 로터헤드(32)를 해상의 롱암크레인(C2)를 이용하여 나셀(33)에 결합한다.
상술한 바와 같이, 지지부(20)의 상부에 마련된 수상공간(23)에서 대형의 프리캐스트 부재가 아닌 복수개의 블록으로 구비된 타워기둥(34)을 유압잭을 이용하여 육상과 같은 조건에서 설치하므로 대형 크레인선 및 해상풍력 전용선이 불필요하므로 비용이 절감된다.
경사파일 설치 단계(S40)에서는 두 개가 구비된 경사파일(35)을 육상크레인(C1)을 이용하여 타워기둥(34)의 중간부와 지지부(20) 사이에 설치하는 단계로써, 타워기둥(34)에 전달되는 하중을 지지하므로 강관 타워의 지름 및 두께를 절감함으로써 시공의 용이함 및 시공 비용을 절감할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제2실시예에 따른 해상 풍력 발전용 지지구조물에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물의 제2실시예에 따른 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물은 해저면에 건설되는 기초부(10)와, 기초부(10)의 상부에 설치되는 지지부(40)와, 지지부(20)에 설치되는 발전장치(30)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서 지지부(40)는 기초부(10)의 상면에 다단으로 적층되는 콘크리트블록(41)과, 콘크리트블록 내부를 채우는 충전재(42)와, 콘크리트블록(41)의 상부를 마감하는 상판(43)과, 상판(43)의 상면에 마련되는 수상공간(44)을 포함하여 구성된다.
콘크리트블록(41)은 복수개가 구비되어 기초부(10)의 상면에 설치된 근고블록(12)의 내측에 다단으로 적층되어 상부가 해상위로 노출되도록 설치된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 콘크리트블록(41)의 내측에는 충전재(42)가 채워지며, 충전재(42)가 채워진 콘크리트블록(41)의 상면에는 상판(43)이 설치되어 상부에 수상공간(44)이 형성된다.
한편, 본 실시예에서는 충전재(42)로 사석이 사용되나 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 지지부(40)는 해저 암반을 굴착할 필요가 없이 단순히 기초부(10)의 상부에 복수개의 콘크리트블록(41)을 가라앉혀 설치하므로 시공을 위한 비용이 절감된다.
상기 지지부(40) 외의 구성은 제1실시예와 동일하므로 본 실시예에서의 설명은 생략한다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 해상 풍력 발전용 지지구조물의 건설 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명 해상 풍력 발전용 지지구조물의 제2실시예에 따른 단면도이고, 도 7은 해상 풍력 발전용 지지구조물 건설 방법의 흐름도이다.
본 발명에 따른 해상 풍력 발전용 지지구조물의 건설 방법은 기초부 설치 단계(S10)와, 기초부(10)의 상면에 지지부(20)을 거치하는 지지부 거치 단계(S20)와, 지지부(20)의 상면에 발전장치(30)를 설치하는 발전장치 설치단계(S30)와, 타워기둥(34)에 경사파일(35)를 설치하는 경사파일 설치 단계(S40)를 포함하여 구성된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 지지부 거치 단계(S20)는 육상에서 제작된 복수개의 콘크리트블록(41)을 설치 장소로 운송하고 침설하는 단계이며, 근고블록(12) 내측에 다단으로 적층된 콘크리트블록(41) 상부가 해상 위로 노출되도록 설치한 후, 콘크리트블록(41) 내측에 충전재(42)를 채워진다.
그 후, 콘크리트블록(41)과 충전재(42)의 상면에 상판(43)이 설치되어 해상 위로 노출된 콘크리트블록(41)의 상면에는 수상공간(44)이 마련되므로 육상풍력 발전과 같은 조건에서 해상풍력 발전을 설치할 수 있는 조건이 마련된다.
육상에서 제작된 콘크리트블록(41)은 설치장소로 운송되고 설치하고자 하는 위치에 단순히 가라앉혀 설치하므로, 종래의 항타 및 굴착 시공에 비하여 시공 비용이 절감되는 장점이 있다.
상기 지지부 거치 단계(S20) 외의 구성은 제1실시예와 동일하므로 본 실시예에서의 설명은 생략한다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10: 기초부 11: 사석기초 12: 피복석
20,40: 기초부 21: 케이슨 22,42: 충전재 23,44: 수상공간
30: 발전장치 31: 블레이드 32: 로터헤드 33: 나셀
34: 타워기둥 41: 콘크리트블록 43: 상판

Claims (7)

  1. 해상 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 해상 풍력 발전용 지지구조물에 있어서,
    해저면에 설치되고 상부에 설치되는 구조물을 지지하는 기초부;
    상기 기초부의 상부에 가라앉혀 거치되고, 상단부가 해수면 위로 노출되어 발전장치의 설치 공간 및 상기 발전장치의 시공을 위한 수상 공간을 제공하는 인공섬 형태의 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 내부에 공간이 형성된 콘크리트 구조물로서, 내부에 충전재를 채워 해저에 가라앉혀 고정부로 사용하는 케이슨인 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 기초부의 둘레를 따라 다단으로 콘크리트블록이 설치되어 해수면 위로 상부가 노출되고, 상기 기초부의 둘레를 따라 설치된 상기 콘크리트블록의 내측에 충전재가 채워지는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 발전장치는 풍력에 의하여 회전하는 블레이드와, 상기 블레이드가 결합되어 발전하는 나셀과, 상기 나셀이 결합되고 다단의 타워블록으로 설치되는 타워기둥을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    일단이 상기 지지부에 설치되고 타단은 상기 타워기둥에 설치되어 상기 발전장치를 지지하는 복수개의 경사파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물.
  6. 해상 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 해상 풍력 발전용 지지구조물을 건설하는 방법에 있어서,
    해저면에 수평으로 기초부를 건설하는 단계;
    육상에서 제작된 지지부를 운송하여 상기 지지부의 상부가 해수면 위로 노출되도록 상기 기초부의 상면에 거치하는 지지부 설치 단계;
    상기 지지부의 해수면 위로 노출된 상부의 수상 공간에 발전장치를 설치하는 단계;
    상기 지지부와 상기 발전장치에 복수개의 경사파일을 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전용 지지구조물 건설 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발전장치를 설치하는 단계는 상기 지지부의 수상 공간에서 다단으로 제작된 복수개의 타워블록에 나셀을 설치하는 단계와, 유압잭을 이용하여 상기 타워블록을 상승시키면서 용접하는 단계와, 일정 높이에서 블레이드를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전용 지지구조물 건설 방법.




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