KR20140006832A - 전력 생성 장비 - Google Patents

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KR20140006832A KR20137019381A KR20137019381A KR20140006832A KR 20140006832 A KR20140006832 A KR 20140006832A KR 20137019381 A KR20137019381 A KR 20137019381A KR 20137019381 A KR20137019381 A KR 20137019381A KR 20140006832 A KR20140006832 A KR 20140006832A
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다니엘 하워스
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앨런 스미스
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타이들 제너레이션 리미티드
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Abstract

전력 생성 장비는 수역(a body of water)의 바닥에 배치되도록 된 지지 구조(1), 부력의 중심을 갖는 부력이 있는 전력 생성 장치(2), 전력 생성 장치(2)와 해제가능하게 체결가능하고(releasabely engageable) 플렉시블 윈치 테더(6)를 풀고 감도록 작동가능한 윈칭 장치(3)를 포함한다. 플렉시블 윈치 테더(6)는 서로 해제가능하게 연결가능한 제 1 및 제 2 부분을 가지고, 제 1 부분은 이것의 한쪽 단부에 지지 구조를 그리고 이것의 제 2 단부에 제 2 부분을 연결할 수 있고, 제 2 부분은 윈칭 장치의 한쪽 단부에 부착되고 이것의 제 2 단부에서 제 1 부분에 연결가능하다.

Description

전력 생성 장비{POWER GENERATING EQUIPMENT}
본 발명은 전력 생성 장비, 특히 해수 흐름, 해류 또는 하천 흐름과 같은 수류로부터 전기를 생성하도록 설계된 수중 전력 생성 장비에 관한 것이다.
수류 및 파도 생성 장비의 설계에 있어서의 핵심 측면은, 전력 생성 장치가 조사 및 유지를 위해 주기적으로 접근되고 동작을 위해 재배치된다는 점이다. 이것은 기계 전체를 이것의 수명 동안 유지하는 것의 비용에 있어서 상당한 효과를 가질 수 있다.
전력 생성 장치, 지지 장치 및 해저 지반(seabed foundation)의 다양한 결합은 조류 및 파도 장치를 위하여 제안된다. 영구적으로 떠다니는, 표면 결함(surface breaking) 전력 생성 장치를 이용하는 기계는 조사/유지를 위한 초기 액세스에 있어서 큰 문제점을 가지지 않는다.
그러나, 일반 동작 동안 전력 생성 장치가 완전히 잠기는 기계는, 종종 조사/유지를 위해 표면으로 보내져야만 한다. 현재 이러한 기계를 위한 2개의 기본 설계가 존재한다:
1. (모노 파일(mono-pile)과 같은) 표면 결함 지지 구조체를 이용하는 설계.
구조체 그 자체는 기계적인 리프팅 장치(예컨대, 유압램 또는 표면 장착 윈치)를 사용하거나 부력의 힘을 사용하여 전력 생성 장치가 표면으로 상승되는 것을 허용하기 위하여 하나의 가이드로서 사용된다.
2. 지지 구조체가 일반 동작 동안 잠기도록 (또는 대부분이 잠기도록) 놓이는 설계. 이러한 장치는:
Figure pct00001
바로 해저 지반에 장착된 전력 생성 장치
Figure pct00002
케이블이나 긴 인공 팔에 의해 해저의 지반에 부착된 전력 생성장치 - 여기서 동작 동안 수주(water column)에서의 전력 생성 장치의 레벨은, 그 자신의 양성 부력에 의해 결정됨 - ;
Figure pct00003
중수에서 전력 생성 장치를 지원하는 수중 라티스(submerged lattice) 또는 튜브형 프레임워크 상에 장착된 전력 생성 장치를 포함한다.
수류 및 파도 생성 장치는, 날씨 및 해면 상태 조건이 종종 해상 동작을 어렵게 만들 수 있는 극한 해양 환경에 배치된다. 그러므로, 전력 생성 장치의 배치 및 감는 방법의 속도 및 간결성 및, 특히, 이러한 방법의 적당히 나쁜 날씨 및 해면 조건에 대한 내성이 중요하다.
일반적으로, 수중 전력 생성 장치를 배치하는 것은 이것을 회수하는 것보다 훨씬 어렵다. 이 배치는 수중 지지 구조체를 갖는 전력 생성 장치의 정확한 배열 및 부착을 요하고, 여기서 일어나는 동작을 확인하는 것이 어려우며 전력 생성 장치 위치의 정확한 제어가 성취되기 힘들다. 전력 생성 장치가 일단 분리되면 이것의 배열을 주의깊게 제어할 필요 없이 쉽게 지지 구조체로부터 상승될 수 있으므로, 전력 생성 장치의 회수가 쉽다.
표면으로/표면으로부터의 수중 전력 생성 장치를 배치하고 회수하기 위한 방법은:
Figure pct00004
수상 선박에 장착된 크레인이나 윈치는 지지 구조체상으로 음성 부력이 있는 전력 생성 장치를 내리기 위해(lower) 사용된다. 카메라, 원격 조정 장비(ROV) 또는 다이버는 전력 생성 장치가 내려질 때 이것의 위치를 모니터링하는데 사용될 수 있다. 전력 생성 장치는 동일한 방식으로 상승된다. 무거운 전력 생성 장치를 내리거나 올리는데 요구되는 선박은 고가이고 갑작스럽게 이용할 수 없다. 수면상의 선박의 계속된 동작은 전력 생성 장치의 위치적인 제어에 있어서, 특히 이것의 배치 동안 문제를 일으킬 수 있다.
지지 구조체 내에 일반적으로 하우징된 텔레스코픽 튜브는 수면으로 올려져서 전력 생성 장치가 배치를 위해 이것에 피트되게끔 허용한다. 이러한 텔레스코픽 튜브는 수면을 향해/수면으로부터 바로 위아래로 음성 부력이 있는 전력 생성 장치를 가이드한다. 전력 생성 장치 및 텔레스코픽 튜브의 무게는 수상 선박 상의 데크가 장착된 윈치/크레인에 의해 서포트된다. 이러한 방법은 전력 생성 장치의 위치 제어 문제를 다뤄서, 상승/하강 동작이 더욱 빠르고 간단하게 수행되는 것을 허용한다. 이러한 설계는 무거운 리프팅 장치가 장착된 선박을 요하고, 오직 비정기적으로 사용된 텔레스코프 튜브와 관련된 상당한 오버헤드(overhead)가 존재한다. 또한, 기상조건이 악화되어서 기계가 잠재적으로 위험한 상태에 처하는 관련 위험으로 인하여 텔레스코픽 튜브 재밍(jamming)의 가능성 또한 존재한다.
수상 선박으로부터 지지 구조체를 향해 아래로 나아가는 가이드 와이어(들)는 수주를 통해 전력 생성 장치가 내려지거나 올려질 때 이것을 가이드하기 위해 사용된다. 지지 선박으로부터의 이러한 가이드 와이어의 정확한 텐셔닝(tensioning)은 정확한 위치를 유지하는 히브 보상(heave compensation) 장비를 요하고, 이 장비는 비용이 많이 든다. 수류 생성 기계의 경우, 비교적 게조(slack water)를 이용할 수 있는 짧은 기간이 존재하고, 가이드 와이어의 배치 및 회복은 시간 소모가 큰 동작이고, 이를 위한 시간은 부족할 수 있다.
전력 생성 장비의 배치 및 회수에 관한 종래의 방법은 영국 특허 출원 GB2431628(수중 전력 생성 장치를 위한 배치 및 회수 장치, 깁버드 외)에서 명시된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수역(a body of water)의 바닥에 배치되도록 된 지지 구조체, 부력의 중심을 갖는 부력이 있는 전력 생성 장치, 전력 생성 장치와 해제가능하게 체결가능하고(releasabely engageable) 플렉시블 윈치 테더(winch tether)를 풀고 감도록 작동가능한 윈칭 장치 및 서로 해제가능하게 체결가능한 제 1 및 제 2 부분을 가지고, 제 1 부분은 그의 제 1 단부에서 지지 구조체를, 그의 제 2 단부에서 제 2 부분에 연결할 수 있고, 제 2 부분은 그의 제 1 단부에서 윈칭 장치에, 그의 제 2 단부에서 제 1 부분에 연결가능한, 플렉시블 윈치 테더를 포함하는 전력 생성 장치가 제공된다.
지지 구조체 및 전력 생성 장치는 정합축(mating axis)을 한정하고 전력 생성 장치가 지지 구조체와 체결하도록 가이드하도록 된 공동 정렬부(cooperating alignment part)를 구비하여 장비가 사용될 때, 윈치 장치에 의한 테더의 감김은 전력 생성 장치가 수역을 통해 끌어내려져서 지지 구조체와 체결하도록 하고, 전력 생성 장치의 부력의 중심은 이러한 체결 이전에 정합축에 실질적으로 일치하며, 지지 구조체 및 전력 생성 장치는 지지 구조체와 체결된 전력 생성 장치를 클램핑(clamping)하기 위한 수단을 포함한다.
클램핑하기 위한 수단은 전력 생성 장치와 지지 구조체 사이에 전기, 수압식 및 섬유 광학 커넥터를 포함한다.
윈칭 장치 및 전력 생성 장치는 전력 생성 장치에 대하여 윈칭 장치를 정렬하기 위한 보상 정렬 특징부를 포함한다.
윈칭 장치는 전력 생성 장치에 대하여 윈칭 장치를 정렬하도록 동작가능한 정렬 유닛을 포함한다.
윈칭 장치 및 전력 생성 장치는 윈칭 장치를 전력 생성 장치에 해제가능하게 부착하기 위한 보상 래칭 구성요소를 포함한다.
테더의 제 1 및 제 2 부분은 원격 조정 장비를 사용하여 연결하고 분리가능할 수 있다.
윈칭 장치는 부력이 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 수역의 바닥에 배치된 수중 지지 구조체상에 잠수 부력이 있는 전력 생성 장치를 배치하는 방법이 제공되고, 전력 생성 장치는 전력 생성 장치와 해제가능하게 체결되고 플렉시블 윈치 테더를 풀고 감도록 동작가능한 윈칭 장치를 갖고, 플렉시블 윈치 테더는 서로 해제가능하게 연결가능한 제 1 및 제 2 부분을 갖고, 제 1 부분은 그의 제 1 단부에서 지지 구조체를, 그의 제 2 단부에서 제 2 부분에 연결할 수 있고, 제 2 부분은 그의 제 1 단부에서 윈칭 장치에, 그의 제 2 단부에서 제 1 부분에 연결되며, 이 방법은 윈치 테더의 제 1 부분의 자유 단부를 지지 구조체에 부착하는 단계, 테더를 감도록 윈칭 장치를 동작하여, 전력 생성 장치 및 윈칭 장치가 된 수역을 통해 끌어내려져서 지지 구조체와 체결하는 단계, 지지 구조체 및 전력 생성 장치 상에 제공된 클램핑 수단을 사용하여, 지지 구조체와 체결된 전력 생성 장치를 클램핑하는 단계, 전력 생성 장치로부터 윈칭 장치를 분리하는 단계, 윈칭 장치가 수역의 표면을 향하여 상승하도록 윈칭 장치로부터 테더를 푸는 단계, 테더의 제 2 부분으로부터 테더의 제 1 부분을 분리하는 단계; 및 테더를 윈칭 장치로 감는 단계를 포함한다.
전력 생성 장치가 부력의 중심을 갖고, 지지 구조체가 정합축을 가지는 경우, 전력 생성 장치의 부력의 중심은 이것의 체결 이전에 정합축에 실질적으로 일치할 수 있다.
본 발명이 다른 측면에 있어서, 수역(a body of water)의 바닥 상에 위치된 지지 구조체상에 장착된 부력이 있는 전력 생성 장치를 감는 방법이 제공되고, 전력 생성 장치는 지지 구조체에 부착된 윈치 테더의 제 1 부분을 포함하고, 이 방법은 윈치 테더의 제 2 부분을 윈치 테더의 제 1 부분에 부착하는 단계, 윈치 장치를 사용하여 윈치 테더의 제 2 부분을 감아서 윈칭 장치가 전력 생성 장치로 이동하도록 유도하는 단계, 전력 생성 장치 상에 윈칭 장치를 위치시키고, 윈칭 장치를 전력 생성 장치에 래칭(latching)하는 단계, 전력 생성 장치 및 윈칭 장치가 수역의 표면을 향해 떠오르도록 하는 단계, 및 윈치 테더의 제 1 부분을 지지 구조체로부터 분리하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 측면의 일 실시예를 포함하는 전력 생성 장치의 측면도이다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 다른 측면을 구현하는 배치 동작을 도시한다.
도 3은 도 2의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 다른 측면을 구현하는 회수 동작을 도시한다.
도 5는 도 4의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 1은 전력 생성 장치(전력 생성 장치들)(2)가 제거가능하게 체결된 지지 구조체(1)를 포함하는 전력 생성 장비를 도시한다. 지지 구조체(1)를 전력 생성 장치(2)에 체결하는 방법은 본 발명에서 중요하지 않다.
윈칭 장치(3)는 지지 구조체(1)로 그리고 지지 구조체(1)로부터 전력 생성 장치(2)를 배치하고 회수하기 위해 제공된다. 윈칭 장치(3)는 도 1의 전력 생성 장치로부터 분리되고 이것의 동작은 이하에서 더욱 상세히 기재된다. 도 1의 전력 생성 장치는 블레이드(2a)를 갖는 수류 터빈이다. 그러나, 본 발명의 원리는 수중에서 배치되는 임의의 전력 생성 장치에 적용될 수 있다.
윈칭 장치(3)는 윈치 테더(6)를 감거나(draw in) 풀도록 동작하는 구동 유닛(4)을 포함한다. 도 1에서, 윈치 테더(6)는 커플링 장치(5)를 거쳐 전력 생성 장치(2)에 부착된다. 윈치 장치는 엄빌리컬(7)에 의해 수상 선박에 부착되고, 이것은 윈칭 장치(3)에 전력 및 제어 신호를 공급한다.
윈칭 장치(3)에는 전력 생성 장치 전력 생성 장치(2)의 상응하는 배열 특징부(10)와 해제가능하게 체결되는 정렬부(11)가 제공된다. 이하에서 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 정렬부(10 및 11)는 윈칭 장치(3)가 적절한 위치에서 전력 생성 장치(2) 상에 위치되는 것이 가능하게끔 한다. 윈칭 장치(3)는 정렬부 주위를 회전할 수 있고 추진 장치(12) 또는 다른 적절한 수단을 사용하여 전력 생성 장치(2)에 관한 정확한 정렬로 회전될 수 있다.
윈칭 장치(3)가 전력 생성 장치(2) 상의 상응하는 특징부(14)와 연결되는 래칭 메커니즘(13)을 포함하여, 윈칭 장치(3)는 전력 생성 장치(2)와 정렬되고 테더 텐션이 제거될 경우 전력 생성 장치(2) 상에서 안정된다. 커넥터(15)는 윈칭 장치(3)에 제공되고 액추에이터(16) 상에 장착된다. 윈칭 장치(3)가 전력 생성 장치(2)와 정렬되고 그리고 이것에 기계적으로 부착될 때, 액추에이터(16)는 커넥터를 움직여 전력 생성 장치(2) 상의 리셉터(17)와 연결시킨다. 커넥터(15)는 배치 및 회수 동작 동안 전력 생성 장치(2)에 전력 및 제어 신호를 공급하기 위해 사용된다.
전력 생성 장치를 지지 구조체(1) 상에 배치하기 위하여 윈칭 장치를 동작하는 것의 예시는 도 2a 내지 도 2i 및 도 3을 참조하여 기재될 것이며, 상기 도면은 각각 개략도 및 흐름도이다. 도 2a 내지 도 2i는 도 3의 단계(100 내지 116)를 개별적으로 도시한다.
도 2a 내지 도 2i에서, 지지 구조체(1)는 해저(19) 상에 위치하고 이것에 장착될 전력 생성 장치(2)의 리셉션을 위해 준비된다. 도 2a에서, 전력 생성 장치(2)는 수면(18) 상의 선박(20)에 의해 지지 구조체(1)의 위치로 토잉된다(단계 100). 윈칭 장치(3)가 전력 생성 장치(2) 상에 장착되어서, 정렬부(10 및 11)는 정렬되고 래칭 메커니즘(13)이 전력 생성 장치(2) 상의 상응하는 특징부(14)와 연결된다.
도 2b에서, 엄빌리컬(7)은 윈칭 장치(3)에 선박(20)을 연결한다. 원격 조정 장비(ROV; 21)는 제어 케이블(22)을 통해 선박(20)으로부터 배치되고(단계 102), 윈치 테더(6)를 지지 구조체(1)로 운반하는데 사용된다. ROV(6)가 하강하면, 윈치 구동 유닛(4)이 윈치 테더(6)를 푼다.
도 2c에 도시된 바와 같이, ROV(21)가 윈치 테더(6)를 지지 구조체(1)에 연결한다. 윈칭 장치(3)는 테더의 임의의 슬랙(slack)을 사용하도록 동작하고(단계 104) ROV는 지지 구조체(1)로부터 제거된다.
도 2d(단계 106)는 윈치 테더(6)에서 감도록 동작하는 윈치 장치(3)를 도시한다. 테더(6)가 지지 구조체(1)에 고정되므로, 윈칭 장치(3) 및 전력 생성 장치(2)는 지지 구조체(1)를 향해 끌어내려진다(pulled down). 커플링 장치(5)는 전력 생성 장치(2)가 지지 구조체(1)와 도킹하기 전에 전력 생성 장치(2)를 통과한다.
도 2e는 지지 구조체(1)와 도킹된 전력 생성 장치(2)를 도시한다.
도킹(단계 108)이 완료될 때, 윈칭 장치(3)는 전력 생성 장치(2)와의 연결을 해제하여 도 2f(단계 110)에 도시된 바와 같이 수면(18)으로의 부력 상승을 위하여 윈치 테더(6)를 푼다. 윈칭 장치(3)의 상승 동안, 윈치 테더는 전력 생성 장치(2)와 연결상태를 유지하여 제어된 움직임으로 상승될 수 있다.
윈칭 장치가 수면상에 있을 때, ROV(21)는 커플링 장치(5)(도 2g, 단계 112)를 해제하여 윈치 테더가 감긴다(도 2h, 단계 114). 테더(6) 및 커플링 장치(5)의 일부는 지지 구조체(1) 및 전력 생성 장치(2)를 각각 좌측에 부착하고 이하에서 기재될 회수 동작을 사용하도록 대기한다.
도 2i는 완료된 배치 동작을 도시하고 윈칭 장치는 저장고로 돌아가거나(단계 116) 추가 수상 동작을 위해 사용될 수 있다.
도 4a 내지 도 4h는 도 2a 내지 도 2h 및 도 3을 참조하여 기재되는 바와 같이 배치된 전력 생성 장치를 위한 회수 공정의 단계를 도시한다. 도 5는 이러한 회수 공정에서 단계들을 도시하는 흐름도이다.
도 4a(단계 120)에서, ROV(21; 미도시) 및 윈칭 장치(3)를 운반하는 회수 선박(20)은 전력 생성 장치 사이트에 도착한다. 지지 구조체(1)는 해저(19) 상에 위치되고, 전력 생성 장치는 지지 구조체(1)에 부착된다. 기재된 회수 공정은 수면(18)에 전력 생성 장치(2)를 회복하게 된다.
도 4b(단계 122)는 윈칭 장치(3)가 윈치 테더(6)를 풀 때 윈치 테더(6)의 단부로 하강하는 ROV(21)를 도시한다. 도 4c(단계 124)에서, ROV(21)는 윈치 테더(6)의 단부를 전력 생성 장치(2) 상에 위치된 커플링 장치(5)에 연결한다. 커플링 장치(5)는 전력 생성 장치(2)에 그리고 지지 구조체(1)에 부착된 테더의 한 부분에 부착된다. 테더의 부분은 전력 생성 장치(2)를 통해 커플링 장치(5)까지 연장하고, 이 커플링 장치(5)는 ROV(21)에 의해 액세스가능한 전력 생성 장치(2)의 상면에 위치된다.
일단 윈칭 장치(3)로부터의 윈치 테더(6)가 커플링 장치(5)와 연결되면, 윈칭 장치(3)는 윈치 테더(6)를 감도록 동작한다. 테더(6)가 지지 구조체(1)에 부착되므로, 테더(6)에서의 감기 동작은 윈칭 장치(3)가 전력 생성 장치(2)와 접촉하도록 끌어내려지게 한다. 이러한 하강은 도 4d(단계 126)에 도시된다.
도 4e는 전력 생성 장치(20)와 도킹된 윈칭 장치(3)를 도시한다. 윈칭 장치(3)는 연결부(10 및 11)를 사용하여 전력 생성 장치(2) 상에서 스스로를 위치시킨 후 추진 유닛(12) 및 래칭 메커니즘(13)을 사용하여 정렬되고 고정된다. 게다가, 액추에이터(16)는 전력 생성 장치(2)로 커넥터(15)의 연결을 가능하게 하도록 동작한다.
도 4f(단계 130)에서, 지지 구조체(1)와의 전력 생성 구조체(2)의 연결이 해제되고 전력 생성 장치(2) 및 윈칭 장치(3)는 윈칭 장치(3)가 윈치 테더(6)를 풀 때 수면(18)으로 상승한다. 이러한 예시에서, 전력 생성 장치(2) 및 윈칭 장치(3)는 양성 부력을 가져서 예컨대 선박(20)의 크레인에 의해 도움을 받을 수 있으나 추가 도움없이 상승한다.
도 4g에 도시된 바와 같이, 수면(18) 상의 전력 생성 장치(2) 및 윈칭 장치(3)로, ROV가 지지 구조체(1)로부터 윈치 테더(6)의 단부를 제거한다(단계 132). 이로써, 윈칭 장치(3)가 윈치 테더(6)를 감아서 테더(6)는 수송을 위해 완전히 회수된다. 도 4h는 수면(18) 상에 떠있는 전력 생성 장치(2) 및 윈칭 장치(3)를 도시하고, 여기서 윈치 테더는 사이트로부터 멀어져서 수송될 준비가 되어 완전히 회수된다(단계 134).
본 발명을 구현하는 시스템 및 기술은 수중 전력 생성 장치의 배치 및 회수를 위한 종래에 고려된 솔루션에 비해 상당한 장점을 가질 수 있는 점이 쉽게 이해될 것이다. 예컨대, 일부 장점들은 아래와 같다:
Figure pct00005
윈칭 장치는 배치 후 제거되어서 윈치의 비용이 어레이의 부분으로서 복수의 전력 생성 장치들 간에 공유될 수 있다;
Figure pct00006
윈칭 장치는 장시간의 기간 동안 수중 상태로 남지 않아서 부식 및 봉인 손상의 문제를 일으키지 않는다;
Figure pct00007
윈칭 장치는 보다 규칙적인 간격에서 전력 생성 장치에 독립되어 유지될 수 있다;
Figure pct00008
윈칭 장치는 혹독한 환경에 덜 노출되어서 회수 실패의 위험이 덜하여 더욱 신뢰할 수 있다;
Figure pct00009
전력 생성 장치는 약하고, 손실이 많으며 방해가 되는 수중 동작을 하는 외부 특징부에서 자유롭다;
Figure pct00010
ROV 제어의 감소;
Figure pct00011
신속한 수중 동작.
본 발명의 측면이 동반하는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 기재되었으나, 본 발명이 도시된 정확한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변화 및 변형이 추가적인 발명의 기술 및 노력 없이 만들어질 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (11)

  1. 전력 생성 장비로서,
    수역(a body of water)의 바닥에 배치되도록 된 지지 구조체;
    부력의 중심을 갖는 부력이 있는 전력 생성 장치;
    상기 전력 생성 장치와 해제가능하게 체결가능하고(releasabely engageable) 플렉시블 윈치 테더(winch tether)를 풀고 감도록 작동가능한 윈칭 장치; 및
    서로 해제가능하게 연결가능한 제 1 및 제 2 부분을 가지는 플렉시블 윈치 테더 - 상기 제 1 부분은 그의 제 1 단부에서 상기 지지 구조체에 그리고 그의 제 2 단부에서 상기 제 2 부분에 연결할 수 있고, 상기 제 2 부분은 그의 제 1 단부에서 상기 윈칭 장치에 부착되고, 그의 제 2 단부에서 상기 제 1 부분에 연결가능함 - 를 포함하고,
    상기 윈칭 장치는 상기 지지 구조체에 상기 윈치 테더를 부착하고 나서 상기 플렉시블 윈치 테더를 감고, 상기 전력 생성 장치로부터 상기 윈칭 장치를 해제하고 나서 상기 윈치 테더를 풀도록 동작가능하고, 이로써 상기 윈칭 장치가 상기 전력 생성 장치로부터 분리가능하게 되는, 전력 생성 장비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지 구조체 및 상기 전력 생성 장치는 정합축(mating axis)을 한정하고 상기 전력 생성 장치가 상기 지지 구조체와 체결하게끔 가이드하도록 된 공동 정렬부(cooperating alignment part)를 구비하여, 상기 장비가 사용될 때, 상기 윈치 장치에 의한 상기 테더의 감김은 상기 전력 생성 장치가 수역을 통해 아래로 끌어내려져서 상기 지지 구조체와의 체결하도록 하고, 상기 전력 생성 장치의 상기 부력의 중심은 이러한 체결 전에 상기 정합축에 실질적으로 일치하며, 상기 지지 구조체 및 상기 전력 생성 장치는 상기 지지 구조체와 체결된 상기 전력 생성 장치를 클램핑(clamping)하기 위한 수단을 포함하는, 장비.
  3. 청구항 2에 있어서, 클램핑하기 위한 상기 수단은 상기 전력 생성 장치와 상기 지지 구조체 사이에 전기, 수압식 및 섬유 광학 커넥터를 포함하는, 장비.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윈칭 장치 및 상기 전력 생성 장치는 상기 전력 생성 장치에 대하여 상기 윈칭 장치를 정렬하기 위한 보상 정렬 특징부를 포함하는, 장비.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윈칭 장치는 상기 전력 생성 장치에 대하여 상기 윈칭 장치를 정렬하도록 동작가능한 정렬 유닛을 포함하는, 장비.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윈칭 장치 및 상기 전력 생성 장치는 상기 전력 생성 장치에 상기 윈칭 장치를 해제가능하게 부착하기 위한 보상 래칭 구성요소를 포함하는, 장비.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테더의 상기 제 1 및 제 2 부분은 원격 조정 장비(ROV; Remotely Operated Vehicle)를 사용하여 연결가능하고 분리가능한, 장비.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윈칭 장치는 부력이 있는, 장비.
  9. 수역의 바닥에 배치된 수중 지지 구조체 상에 잠수식 부력이 있는 전력 생성 장치를 배치하는 방법으로서, 상기 전력 생성 장치는 상기 전력 생성 장치와 해제가능하게 체결되고 플렉시블 윈치 테더를 풀고 감도록 동작가능한 윈칭 장치를 갖고, 상기 플렉시블 윈치 테더는 서로 해제가능하게 연결가능한 제 1 및 제 2 부분을 갖고, 상기 제 1 부분은 그의 제 1 단부에서 상기 지지 구조체에 연결 가능하고, 그의 제 2 단부에서 상기 제 2 부분에 연결되고, 상기 제 2 부분은 그의 제 1 단부에서 상기 윈칭 장치에 부착되고, 그의 제 2 단부에서 상기 제 1 부분에 연결되고, 상기 방법은:
    상기 윈치 테더의 제 1 부분의 자유 단부를 상기 지지 구조체에 부착하는 단계;
    상기 테더를 감도록 상기 윈칭 장치를 동작하여, 상기 전력 생성 장치 및 윈칭 장치가 수역을 통해 아래로 끌어내려져서 상기 지지 구조체와 체결하는 단계;
    상기 지지 구조체 및 상기 전력 생성 장치 상에 제공된 클램핑 수단을 사용하여, 상기 지지 구조체와 체결된 상기 전력 생성 장치를 클램핑하는 단계;
    상기 전력 생성 장치로부터 상기 윈칭 장치를 분리하는 단계;
    상기 윈칭 장치가 상기 수역의 표면을 향하여 상승하도록 상기 윈칭 장치로부터 상기 테더를 푸는 단계;
    상기 테더의 상기 제 2 부분으로부터 상기 테더의 상기 제 1 부분을 분리하는 단계; 및
    상기 테더를 상기 윈칭 장치로 감는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전력 생성 장치는 부력의 중심을 갖고, 상기 지지 구조체는 정합축을 가지며, 상기 전력 생성 장치의 상기 부력의 중심은 이것의 체결 이전에 상기 정합축에 실질적으로 일치하는, 방법.
  11. 수역(a body of water)의 바닥 상에 위치된 지지 구조체 상에 장착된 부력이 있는 전력 생성 장치를 회수하는 방법으로서, 상기 전력 생성 장치는 상기 지지 구조체에 부착된 윈치 테더의 제 1 부분을 포함하고, 상기 방법은:
    윈치 테더의 제 2 부분을 상기 윈치 테더의 상기 제 1 부분에 부착하는 단계;
    윈치 장치를 사용하여 상기 윈치 테더의 상기 제 2 부분을 감아서 상기 윈칭 장치가 상기 전력 생성 장치로 이동하도록 하는 단계;
    상기 전력 생성 장치 상에 상기 윈칭 장치를 위치시키고, 상기 윈칭 장치를 상기 전력 생성 장치에 래칭(latching)하는 단계;
    상기 전력 생성 장치 및 상기 윈칭 장치가 상기 수역의 표면을 향해 떠오를 수 있게 하는 단계; 및
    상기 윈치 테더의 상기 제 1 부분을 상기 지지 구조체로부터 분리하는 단계를 포함하는, 방법.

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010033788A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Installation eines Gezeltenkraftwerks
GB2490737B (en) * 2011-05-13 2013-04-10 Sustainable Marine Technologies Ltd A modular turbine assembly
US9938958B2 (en) 2012-07-19 2018-04-10 Humberto Antonio RUBIO Vertical axis wind and hydraulic turbine with flow control
GB2504516A (en) * 2012-08-01 2014-02-05 Tidal Generation Ltd A sub aquatic coupling for electrical connection hub
DE102013005029A1 (de) * 2013-03-25 2014-09-25 Voith Patent Gmbh Unterwasser-Strömungskraftwerk
GB2514849B (en) 2013-06-09 2015-12-23 Tidal Generation Ltd Power generating systems
GB2515011B (en) 2013-06-10 2015-06-10 Tidal Generation Ltd Power generating equipment
US10328999B2 (en) * 2014-01-10 2019-06-25 Wt Industries, Llc System for launch and recovery of remotely operated vehicles
US9540076B1 (en) * 2014-01-10 2017-01-10 Wt Industries, Llc System for launch and recovery of remotely operated vehicles
US9855999B1 (en) 2014-01-10 2018-01-02 Wt Industries, Llc System for launch and recovery of remotely operated vehicles
GB2550148B (en) * 2016-05-10 2019-06-19 Tidal Generation Ltd Deploying submerged power connectors
GB2550871B (en) * 2016-05-26 2019-04-17 Tidal Generation Ltd Deploying submerged equipment
CN111622889A (zh) * 2020-06-10 2020-09-04 杭州林黄丁新能源研究院有限公司 大型潮流能发电装置及其总成平台

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3880103A (en) * 1972-08-21 1975-04-29 Us Navy Tethered mine hunting system
US4512886A (en) * 1981-05-26 1985-04-23 University Of Delaware Wave-powered desalination of water
GB2431207B (en) * 2005-10-14 2010-10-13 Tidal Generation Ltd A flow alignment device for water current power generating apparatus
GB2431628B (en) * 2005-10-31 2009-01-28 Tidal Generation Ltd A deployment and retrieval apparatus for submerged power generating devices
GB2448710B (en) * 2007-04-24 2009-03-11 Tidal Generation Ltd A Mechanical connection system for submerged marine power generating devices
MX2009014180A (es) * 2007-06-29 2010-04-07 Aquantis L L C Metodo de control y sistema de estabilidad y puntos multiples de anclaje por medio de cuerdas para una turbina de corriente subacuatica.
US20110089696A1 (en) * 2008-02-26 2011-04-21 Trex Enterprises Corp. Power generating buoy
EP2281115A4 (en) * 2008-04-11 2013-06-26 Australian Sustainable Energy Corp Pty Ltd SYSTEM AND METHOD FOR DEPLOYING AND REMOVING A WAVE ENERGY CONVERTER
GB2460309A (en) * 2008-05-27 2009-12-02 Marine Power Systems Ltd Submersible turbine apparatus

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