KR20140054943A - 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유식 해상 풍력발전장치에서 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체를 일체형으로 설치하도록 한 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법에 관한 것으로, 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체가 일체형으로 제작된 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계; 상기 일체형 구조물을 발라스트시켜 상기 상부 타워까지 물 밑에 잠기도록 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계; 소형 크레인을 이용하여 상기 상부 타워의 상단 부분에 너셀을 설치하고 너셀의 회전축에 블레이드를 설치하는 단계; 및 상기 일체형 구조물을 디발라스트시켜 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계를 포함함으로써, 운송 비용 절감, 설치 시간 단축 및 설치 비용 절감의 효과를 가진다.

Description

부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법 {METHOD OF INSTALLING FLOATING OFF SHORE WIND POWER GENERATION PLANT}
본 발명은 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 부유식 해상 풍력발전장치에서 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체를 일체형으로 설치하도록 한 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전설비는 주로 육상에서만 설치되어 왔으나, 육상에 비해 바람의 질이 대체로 양호한 편일 뿐만 아니라 날개 소음 문제에서도 쉽게 대응할 수 있어 점차적으로 해상 설치가 증가하고 있는 추세이다.
풍력발전설비를 해상에 설치하기 위한 구조는 고정식과 부유식으로 나눌 수 있는데, 고정식 구조는 육상에서와 같이 구조물이 직접 해저면에 고정되어 환경 하중을 구조적 변형으로 대응하는 형식이고, 부유식은 수면에 떠 있으며 자중, 부력, 환경 하중 및 계류력을 받고 있고 구조물의 6 자유도 운동으로 환경 하중을 이겨내는 방식이다.
그러나 고정식의 해상 풍력발전설비는 해저면에 고정되어 있어 유리한 조업조건을 제공하지만, 수심이 조금만 깊어지더라도 구조물의 규모가 너무 커지고 피로 파괴의 위험성을 피하기 어려우며, 설비의 대형화 추세에 따라 구조물의 제작 및 설치에 드는 비용이 너무 많은 단점이 있다. 그래서, 현재는 수심에도 제한을 받지 않는 부유식을 이용한 해상 풍력발전설비에 대한 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다.
한편, 한국공개특허 제10-2012-0021238호는 부유 지지선 압축 구조를 가진 해상 부유 풍력발전장치에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 의하면, 풍력 발전기를 구비한 해상 부유 풍력발전장치로서, 상기 풍력 발전기가 상부에 설치되는 수직지지대와, 중앙에 상기 수직지지대가 삽입되어 상하로 이동 가능하되 내부에 상기 수직지지대의 높이를 조정하는 높이조절수단이 설치된 수직형 부유구조물과, 상기 수직형 부유구조물 상부에 설치되는 상단부 고정판과, 상기 수직형 부유구조물 하부에 설치되는 하단부 고정판과, 상기 상단부 고정판과 해저면을 사선으로 연결하는 다수의 부유 지지선과, 한쪽 끝 부분으로 결집대가 연결되며, 다른 쪽 끝이 상기 수직형 부유구조물 하측의 해저면에 고정되는 중심케이블과, 한쪽 끝이 상기 상단부 고정판에 연결되고 다른 쪽 끝이 하단부 고정판을 관동하여 하측에 구비되는 결집대에 연결되되 상기 부유 지지선의 개수와 동일한 개수로 상기 부유 지지선 안쪽으로 설치되는 역삼각케이블과, 상기 각각의 부유 지지선과 각각의 부유 지지선에 대응하는 각각의 역삼각케이블을 체결하여 각각의 역삼각케이블이 바깥쪽으로 굴절되도록 하는 체결수단과, 상기 수직지지대에 설치되어 수위를 감지하는 수위계와, 상기 수위계의 수위신호를 받아 상기 높이조절수단을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 함으로써, 발전설비에 가해지는 강한 파도 또는 바람에도 안정적인 부유 중심을 유지할 수 있고, 높낮이 조절을 통해 해수면의 수위 변화, 풍력발전기의 정비 시에 강한 풍속을 동반하는 태풍 상황에서 능동적으로 풍력발전기의 높이를 낮추어 대처할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같은 종래의 부유식 해상 풍력발전장치는, 운반 및 설치할 때에, 하부 구조체, 연결 구조체, 상부 타워, 너셀 및 블레이드를 각각 분리하여 운반선에 의해 운반한 후에 각각 높이가 상당히 높은 대형 크레인 설치선을 이용하여 설치하도록 한다.
다시 말해서, 종래의 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 운반선에 의해 하부 구조체를 우선 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 하부 구조체를 설치하도록 하며, 그런 다음에 운반선에 의해 상부 타워를 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 연결 구조체를 하부 구조체에 연결 설치하도록 하는데, 이때 연결 부위가 많아 설치 시간이 상당히 오래 걸린다. 그리고 운반선에 의해 상부 타워를 운송한 후에, 높이가 상당히 높은 대형 크레인을 이용하여 연결 구조체를 통해 상부 타워를 연결 설치하도록 하며, 그런 다음에 운반선에 의해 너셀을 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 너셀을 상부 타워 상단에 탑재시켜 설치하도록 한다. 이에, 마지막으로 운반선에 의해 블레이드를 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 너셀에 블레이드를 설치하도록 한다.
이와 같이, 종래 부유식 해상 풍력발전장치의 각각의 부위를 해상에서 조립하기 위해서는, 여러 번의 운반선을 이용해야 함과 동시에 대형 크레인 설치선을 이용해야 하는데, 특히 상부 타워, 너셀 및 블레이드의 경우에 설치 높이가 80 ~ 100(m) 이상으로 매우 높아서 소형 크레인 설치선으로 설치하지 못하고 반드시 대형 크레인 설치선을 투입해야 하는 문제점이 있었다.
이에, 종래의 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 각 부위가 분리된 상태로 운송되어 설치되므로 운송 비용이 증가하고 설치 시간도 증가하며, 또한 대형 크레인을 사용해야 하므로 설치 비용 또한 증가하는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제10-2012-0021238호
본 발명의 일 실시 예는 부유식 해상 풍력발전장치에서 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체를 일체형으로 제작하여 운송하고 설치하도록 한 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법을 제공하고자 한다.
실시 예들 중에서, 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체가 일체형으로 제작된 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계; 상기 일체형 구조물을 발라스트시켜 상기 상부 타워까지 물 밑에 잠기도록 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계; 소형 크레인을 이용하여 상기 상부 타워의 상단 부분에 너셀을 설치하고 너셀의 회전축에 블레이드를 설치하는 단계; 및 상기 일체형 구조물을 디발라스트시켜 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계는, 상기 일체형 구조물의 설치 지점을 미리 설정해 두고, 상기 일체형 구조물이 연결된 운반선을 설정된 설치 지점까지 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계는, 펌프를 구동시켜 물을 상기 하부 구조체로 유입하면서 상기 상부 타워가 물 속에 잠긴 깊이를 감지하고, 해당 감지된 깊이가 설정된 깊이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 너셀 및 상기 블레이드를 설치하는 단계는, 물 표면에서 상기 상부 타워의 상단 부분까지의 높이를 센싱하여 상기 너셀의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주며, 물 표면에서 상기 너셀의 회전축까지의 높이를 센싱하여 상기 블레이드의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계는, 펌프를 구동시켜 상기 하부 구조체 내의 물을 외부로 방출하면서 상기 상부 타워의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체를 일체형으로 제작하여 운송하고 설치하도록 함으로써, 운송 비용이 절감됨과 동시에 설치 시간을 단축시킬 수 있으며, 또한 소형 크레인 설치선을 이용하여 설치 가능하므로 설치 비용도 절감할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 운송 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 있어 너셀 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 있어 블레이드 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2에 있어 상부 타워 부상 단계를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치를 설명하는 구성도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 블레이드(110)와, 너셀(120)과, 상부 타워(130)와, 연결 구조체(140)와, 하부 구조체(150)와, 다수 개의 계류 라인(161, 162)을 포함한다.
블레이드(110)는, 너셀(120)에 연결되어 있고 바람(해풍)에 의해 회전하는 구조체로서, 바람에 의해 회전되어 발생되는 회전력을 회전축을 통해 너셀(120)의 풍력발전설비로 전달하도록 한다.
너셀(120)은, 풍력발전설비를 갖추고 있고 회전축으로 블레이드(110)와 연결되어 블레이드(110)가 회전 가능하게 지지하도록 구현되는데, 메인기어박스가 블레이드(110)의 회전축과 연결되고 발전기가 메인기어박스의 출력축과 연결되어, 바람에 의해 블레이드(110)의 회전축이 회전하면, 이때 발생되는 회전축의 회전력을 메인기어박스를 통해 전달받아, 메인기어박스의 출력축이 회전하여 발전기를 가동시켜 전력을 생산하도록 한다.
일 실시 예에서, 너셀(120)은, 상부 타워(130)와 결합되어 있는데, 상부 타워(130)에 대해서 자유롭게 회전 가능하도록 설치되어 이루어지며, 이때 너셀(120)과 상부 타워(130) 간의 결합 부분에 형성시킨 수평 회동 장치에 의해서 바람의 방향에 따라 너셀(120)의 방향을 바꾸어 바람이 부는 방향으로 너셀(120)을 회동시켜 줄 수 있다. 즉, 수평 회동 장치는 너셀(120)을 수평 회동시켜 너셀(120)의 방향을 바꾸어 줌으로써, 바람이 부는 방향으로 너셀(120)에 연결된 블레이드(110)를 회동시켜 줄 수 있다.
상부 타워(130)는, 풍력발전설비를 갖춘 너셀(120)을 탑재하기 위한 구조물로서, 너셀(120)에 연결된 블레이드(110)를 해수면으로부터 미리 설정된 높이만큼 위치시킬 수 있도록 하는 일정한 길이를 가지는 기둥 형태로, 연결 구조체(140)를 통해 하부 구조체(150)와 일체형으로 형성된다.
일 실시 예에서, 상부 타워(130)는, 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)와 일체형으로 형성되어, 운반선에 의해 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 한 번에 운송되도록 하며, 설치 시에도 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 한 번에 발라스트시켜 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠기도록 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상부 타워(130)는, 너셀(120)과의 사이에 설치 가능한 베어링 블록을 더 구비할 수 있으며, 베어링 블록에 의해 너셀(120)이 상부 타워(130)에 대해서 자유롭게 회동되도록 해 줄 수 있다.
연결 구조체(140)는, 상부 타워(130)와 하부 구조체(150)를 고정 연결시켜 주는 구조체로서, 하부 구조체(150)에 대해서 상부로 상부 타워(130)를 고정 설치해 준다.
일 실시 예에서, 연결 구조체(140)는, 상부에 상부 타워(130)를 고정 설치해 줌과 동시에 하부에 하부 구조체(150)를 고정 설치해 줌으로써, 상부 타워(130)와 함께 하부 구조체(150)와 일체형으로 형성될 수 있다.
하부 구조체(150)는, 블레이드(110), 너셀(120) 및 상부 타워(130)를 지지하기 위한 부력체로서, 상단에 설치되는 블레이드(110), 너셀(120) 및 상부 타워(130)의 중량을 부력으로 지지하여 해상에 뜨도록 해 주는 역할을 한다.
일 실시 예에서, 하부 구조체(150)는, 수직 실린더 형태로 이루어질 수 있으며, 내부가 빈 중공 구조로 부력을 생성할 수 있도록 구성될 수 있으며, 또한 하단 부분에 부력 중심 하부에 중력 중심을 두기 위한 발라스트(ballast)를 탑재하여 구성할 수도 있다.
일 실시 예에서, 하부 구조체(150)는, 연결 구조체(140)를 통해 상부 타워(130)와 일체형으로 형성될 수 있다.
계류 라인(161, 162)은, 하부 구조체(150)를 계류하기 위해서 하부 구조체(150)를 해저면에 연결 체결시켜 주는 다수 개의 연결체로서, 하부 구조체(150)를 계류하기 위한 힘을 균일하게 분산시켜 안정적으로 계류시키기 위해서, 각 일단을 하부 구조체(150) 측면에 동일한 간격을 두고 설치하고, 다른 일단도 각기 해저면에 동일한 간격을 가지도록 고정 설치한다.
일 실시 예에서, 계류 라인(161, 162)은, 강성을 갖는 와이어 로프(wire rope)로서, 소선을 꼬아 만든 스트랜드(strand)를 단일 또는 복수 개의 층으로 꼬아 합친 구조일 수 있다. 또한, 계류 라인(161, 162)은, 해저면에 고정되는 하단 부분에 앵커(anchor)가 설치되며, 앵커는 계류 라인(161, 162)으로 연결되는 하부 구조체(150) 또는 보조 부력체(160)를 미리 설정된 위치에 계류하기 위한 것으로, 예를 들어 앵커볼트 등의 해저면에 고정되는 구조 또는 닻이나 콘크리트 구조물 등의 자중에 의해 가라앉는 중력식 구조가 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법의 운용 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 우선 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 일체형으로 제작 형성시킨 후에, 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 한꺼번에 운반선에 의해 설치 지점까지 운송하도록 한다(S211).
이때, 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)는 방수 처리되어 있으므로 물 위에 떠 있게 되며, 이에 도 3에 도시된 바와 같이, 운반선은 물 위에 떠 있는 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 와이어 등으로 연결시켜 쉽게 운송할 수 있게 된다.
여기서, 도 3은 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 운송 단계를 설명하기 위한 도면으로, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 한 번에 설치 지점까지 운송할 수 있으므로, 운반선 이용 회수가 줄어들어 운용 비용이 절감됨을 잘 알 수 있다.
다르게는, 운반선을 통한 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 운송은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 지점을 미리 설정해 두고, GPS 등을 이용하여 설정된 설치 지점까지 운반선을 이동시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수도 있음을 잘 이해해야 한다.
그런 다음에, 상술한 단계 S211에서 운송된 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치 지점에 설치하기 위해서, 설치 지점에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 설치 위치를 잡은 후에, 펌프를 이용하여 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))에 물을 채우는(유입하는) 방식 등과 같이, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 발라스트시켜 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠기도록, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치 지점에 설치해 준다(S212).
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치가 설치되는 지점의 수심은 보통 200(m)로 깊은 수심이므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 발라스트시켜 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠길 수 있도록 높이를 낮출 수 있다.
여기서, 도 4는 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 설치 단계를 설명하기 위한 도면으로, 기존과 같이 운반선에 의해 각 부위를 운송하여 해상에서 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체에 연결 설치할 필요가 없이, 바로 설치 지점에서 단 한 번의 발라스트로 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치할 수 있으므로, 설치가 편리할 뿐만 아니라 설치 시간도 단축할 수 있음을 잘 알 수 있다.
다르게는, 하부 구조체(150)에만 물을 채워 하부 구조체(150)만 발라스트시킬 수도 있다. 이때, 계류 라인(161, 162)은 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠길 수 있도록 하부 구조체(150)를 해저면에 연결 체결시켜 하부 구조체(150)를 계류하도록 해 준다.
또한 다르게는, 상부 타워(130)를 설정된 깊이만큼 물 밑에 잠기도록 하기 위해서, 펌프를 구동시켜 물을 하부 구조체(150)로 유입하면서 센서 등을 통해 상부 타워(130)가 물 속에 잠긴 깊이를 감지하고, 해당 감지된 깊이가 설정된 깊이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.
그리고 상술한 단계 S212에서 발라스트로 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치한 후에, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인에 의해 상부 타워(130)의 상단 부분에 너셀(120)을 설치하도록 한다(S213).
이때, 상술한 단계 S212에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 발라스트로 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠겨 너셀(120)의 설치 높이가 낮아지므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 대형 크레인 설치선을 투입하지 않고, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 상부 타워(130)의 상단 부분에 너셀(120)을 설치할 수 있다.
여기서, 도 5는 도 2에 있어 너셀 설치 단계를 설명하기 위한 도면으로, 소규모의 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 너셀(120)을 설치할 수 있으므로, 설치 비용을 절감할 수 있음을 잘 알 수 있다.
다르게는, 상부 타워(130)의 상단 부분에 너셀(120)을 설치하기 위해서, 센서 등을 이용하여 물 표면에서 상부 타워(130)의 상단 부분까지의 높이를 센싱하여 너셀(120)의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.
그런 후에, 상술한 단계 S213에서 너셀(120)을 설치한 후에, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인에 의해 너셀(120)의 회전축에 블레이드(110)를 설치하도록 한다(S214).
이때, 상술한 단계 S212에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 발라스트로 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠겨 있는 상태를 계속 유지하여, 너셀(120)과 마찬가지로, 블레이드(110)의 설치 높이도 낮아지므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 대형 크레인 설치선을 투입하지 않고, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 너셀(120)의 회전축에 블레이드(110)를 설치할 수 있다.
여기서, 도 6은 도 2에 있어 블레이드 설치 단계를 설명하기 위한 도면으로, 소규모의 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 블레이드(110)도 설치할 수 있으므로, 설치 비용을 더욱더 절감할 수 있음을 잘 알 수 있다.
다르게는, 너셀(120)의 회전축에 블레이드(110)를 설치하기 위해서, 센서 등을 이용하여 물 표면에서 너셀(120)의 회전축까지의 높이를 센싱하여 블레이드(110)의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.
도 7은 도 2에 있어 상부 타워 부상 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 마지막으로 상술한 단계 S212에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 발라스트로 물 밑에 잠겨 있던 상부 타워(130)를 물 위로 부상시켜 주기 위해서, 펌프를 이용하여 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))에 채워져 있던 물을 외부로 빼내는(방출하는) 방식 등과 같이, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 디발라스트(de-ballast)시켜 상부 타워(130)를 물 위로 부상시켜 준다(S215).
이때, 상부 타워(130)를 설정된 높이만큼 부상시키기 위해서, 펌프를 구동시켜 하부 구조체(150) 내의 물을 외부로 방출하면서 센서 등을 통해 상부 타워(130)의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.
다르게는, 하부 구조체(150)에만 물을 채운 경우에, 하부 구조체(150) 내의 물을 외부로 방출하여 하부 구조체(150)만 디발라스트시킬 수도 있다. 이때, 계류 라인(161, 162)은 상부 타워(130)가 일정 높이로 물 위로 부상될 때까지 하부 구조체(150)의 계류를 해제하였다가, 상부 타워(130)가 일정 높이에 도달하면 하부 구조체(150)를 계류하도록 해 준다.
여기서, 계류 라인(161, 162)을 통한 하부 구조체(150)의 계류 및 계류 해제는, 센서 등을 통해 상부 타워(130)의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이에 따라 계류 라인(161, 162)의 길이를 조절하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 계류 라인(161, 162)의 길이를 고정하도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 블레이드
120: 너셀
130: 상부 타워
140: 연결 구조체
150: 하부 구조체
160, 161: 계류 라인

Claims (5)

  1. 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법에 있어서,
    상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체가 일체형으로 제작된 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계;
    상기 일체형 구조물을 발라스트시켜 상기 상부 타워까지 물 밑에 잠기도록 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계;
    소형 크레인을 이용하여 상기 상부 타워의 상단 부분에 너셀을 설치하고 너셀의 회전축에 블레이드를 설치하는 단계; 및
    상기 일체형 구조물을 디발라스트시켜 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계를 포함하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계는,
    상기 일체형 구조물의 설치 지점을 미리 설정해 두고, 상기 일체형 구조물이 연결된 운반선을 설정된 설치 지점까지 이동시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계는,
    펌프를 구동시켜 물을 상기 하부 구조체로 유입하면서 상기 상부 타워가 물 속에 잠긴 깊이를 감지하고, 해당 감지된 깊이가 설정된 깊이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 너셀 및 상기 블레이드를 설치하는 단계는,
    물 표면에서 상기 상부 타워의 상단 부분까지의 높이를 센싱하여 상기 너셀의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주며, 물 표면에서 상기 너셀의 회전축까지의 높이를 센싱하여 상기 블레이드의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계는,
    펌프를 구동시켜 상기 하부 구조체 내의 물을 외부로 방출하면서 상기 상부 타워의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
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