KR20150046903A - Wind power generating system having tower support part - Google Patents

Wind power generating system having tower support part Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a wind power generating system having a tower which supports a weight of a nacelle and a blade in an axial direction, and has a cable inside. The tower comprises an empty circular pillar with uniform thickness, and an assistant pillar combined with a support inner side to support the entire tower. The present invention endures more compressive and buckling load than an existing tower, and reduces the costs by decreasing the thickness and diameter of the tower.

Description

타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템{WIND POWER GENERATING SYSTEM HAVING TOWER SUPPORT PART} [0001] WIND POWER GENERATING SYSTEM HAVING TOWER SUPPORT PART WITH TOWER SUPPORT [0002]

본 발명은 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타워 내부에 보조기둥 및 상기 보조기둥과 타워 내주면을 지지하는 지지부를 설치하여 압축하중 및 좌굴 하중을 견딜 수 있는 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generation system having a tower support, and more particularly, to a wind power generation system having a tower support which can support an auxiliary column and a support for supporting the auxiliary column and the inner circumferential surface of the tower to withstand a compressive load and a buckling load To a wind power generation system.

풍력발전기는 바람의 유체에너지를 날개와 날개 허브 및 피치시스템, 축, 증속기어(직결식에서는 제외)를 통해 발전기를 회전시켜 전기에너지로 바꿔주는 장치로서, 풍력발전기는 대개 지주역할을 하는 타워(철제 원통형과 철탑식 격자형, 콘크리트 원통형이 있음)와 상기 타워의 상단에 베드프레임, 요시스템, 허브 및 피치시스템, 축, 발전기, 증속기어 및 각종 조작장치가 탑재되는 나셀과 날개 허브에 결합되어 바람에 의해 회전력을 발생시키는 날개로 구성되는 것이 일반적이다.A wind turbine is a device that converts the fluid energy of the wind into electric energy by rotating the generator through the wing and wing hub and pitch system, shaft, and accelerating gear (not directly connected to the wind turbine). The wind turbine is usually a tower A steel frame, a steel tower lattice, and a concrete cylindrical structure), and a nacelle and a wing hub to which a bed frame, a yaw system, a hub and pitch system, an axis, a generator, a speed increasing gear, And a blade for generating a rotational force by the wind.

이와 같은 풍력발전기를 설치하기 위해서는 지형학적 요소(설치지역의 풍속, 풍향조건 또는 설치지역의 돌풍 발생과 난류강도의 크기 등 바람의 여러 특성 요소), 토질 및 원근 건설학적요소(설치 지역주위의 장애물 또는 가로막이 산 등의 존재 여부, 설치지역 토양이 큰 하중을 견딜 수 있는지 여부, 토양의 배수특성, 중장비 운행이가능한 도로 존재여부 또는 개설확장의 가능 여부), 전력연계망요소(발전전력의 송전을 위한 송전선로 또는 멀지 않은 지역에 연계변전소 존재 여부)를 꼼꼼히 살핀 후에 풍력발전기의 설치장소를 선정하게 되고, 선정된 지역이 모든 조건을 만족하는 것이 확인되면 사업비 확보와 각종 인허가를 거쳐 풍력발전단지 건설공사를 실시하는데, 풍력발전기를 설치하기 위해서는 먼저, 타워를 설치할 기초공사를 한 후 기초대 위에 타워와 너셀을 설치하고 최후에 풍력발전기 날개를 결합하여 설치를 완료하는 것이 일반적이다.In order to install such a wind turbine, it is necessary to consider the geomorphological factors (various wind characteristics such as the wind velocity, wind direction condition of the installation area or the wind generation and turbulence intensity of the installation site), soil and perspective construction elements Or whether the diaphragm is in the presence of an acid, whether the soil in the installation area can withstand a large load, the drainage characteristics of the soil, the existence of roads capable of heavy equipment operation or the possibility of extension expansion) And the location of the wind turbine generator is selected. After confirming that the selected area satisfies all the conditions, it is necessary to secure the business expense and obtain various licenses, In order to install the wind power generator, first of all, after the foundation work to install the tower, I generally recommend that you install and complete the installation by combining the wind turbine blades at the end of the tower and neosel.

풍력터빈 블레이드를 통하여 전달되는 하중과 나셀 무게를 지지하는 역할을 하고 있는 타워는 풍력발전기의 제작비용의 20~30%를 차지하는 고가의 구조물이다. 이러한 타워의 구조는 보통 격자(lattice)구조와 원통형상(tubular)구조로 되어있으며, 특히 원통형상 구조로 되어있는 타워는 두께를 두껍게 하여서 구조적 안정성을 높여야 하기 때문에 비용이 많이 나가는 문제점이 있다.Towers supporting the load and nacelle weight transmitted through the wind turbine blades are expensive structures that occupy 20 ~ 30% of the production cost of wind turbines. The structure of such a tower is usually a lattice structure and a tubular structure. In particular, a tower having a cylindrical structure is required to have a large thickness to increase the structural stability, which is costly.

한국 공개특허공보 제2013-0094507호에는 풍력발전기 타워에 대해서 개시하고 있으나, 타워 하단부의 강성을 강화하기 위한 내용에 대해서는 개시하고 있지 않다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0094507 discloses a wind power generator tower, but does not disclose contents for enhancing the rigidity of the tower lower end portion.

1. 한국 공개특허공보 제2013-0094507호 "풍력 발전기 타워 자체를 이용한 인양식 나셀 설치장치(공개일자: 2013. 08. 26.)1. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0094507 "Lifting type nacelle installation device using wind power generator tower itself (Open date: 2013. 08. 26.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 타워 내부에 보조기둥 및 상기 보조기둥과 타워 내주면을 지지하는 지지부를 설치하여 압축하중 및 좌굴 하중을 견딜 수 있는 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a tower supporting part capable of withstanding a compressive load and a buckling load by providing an auxiliary column and a supporting part for supporting the auxiliary column and the inner circumferential surface of the tower, Is to provide a wind power generation system.

본 발명의 또 다른 목적은 내부 기둥을 추가하여 타워를 지지함으로써 타워 두께 및 직경을 감소시킬 수 있어 비용면에서 유리한 풍력 발전 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wind turbine system which is advantageous in terms of cost because it can reduce the thickness and diameter of the tower by supporting the tower by adding internal pillars.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 나셀과 블레이드의 축 방향 하중을 지지하며, 내부에 케이블이 배치되는 타워를 포함하는 풍력 발전 시스템에 있어서, 상기 타워는 내부가 비어 있는 동시에 일정한 두께를 가지는 원형의 기둥으로 구성되고, 내부 공간에는 상기 타워 내주면에 결합된 지지부와 결합되는 보조 기둥이 설치되어 타워 전체를 지지하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템에 관한 것이다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a wind power generation system including a tower supporting an axial load of a nacelle and a blade and having a cable disposed therein, And an auxiliary column connected to a support portion coupled to the inner circumferential surface of the tower is installed in the inner space to support the entire tower.

특히, 상기 보조 기둥 내부는 리프트가 설치될 수 있도록 공간이 형성되고, 상기 지지부는 상기 타워 내주면에 부착된 철골을 매개로 결합된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 철골은 타워 내주면에 최소한 2개 이상 결합된 것이 바람직하다Particularly, a space is formed in the auxiliary column so that a lift can be installed, and the support portion is coupled through a steel frame attached to the inner surface of the tower. In addition, it is preferable that the steel frame is combined with at least two or more inner circumferential surfaces of the tower

상술한 바와 같이, 본 발명은 타워 내부에 보조기둥 및 상기 보조기둥과 타워 내주면을 지지하는 지지부를 설치하여 압축하중 및 좌굴 하중을 견딜 수 있는 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템을 제시한다.As described above, the present invention provides a wind power generation system having an auxiliary column inside a tower and a support for supporting the auxiliary column and the inner circumferential surface of the tower to support a compressive load and a buckling load.

이에 따라, 기존 타워보다 압축하중 및 좌굴하중을 견딜 수 있을 뿐 아니라, 기존의 타워의 두께 및 직경을 감소시킬 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, it is possible to withstand the compressive load and the buckling load as compared with the existing tower, and it is possible to reduce the thickness and diameter of the existing tower, thereby reducing the cost.

도 1은 본 발명에 따른 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템을 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템을 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing a wind turbine system having a tower support according to the present invention;
2 is a cross-sectional view of a wind turbine system having a tower support according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 타워지지부를 가지는 풍력 발전 시스템에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of a wind power generation system having a tower support according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately define the concept of the term to describe its invention in the best way The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

도 1은 본 발명에 따른 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템을 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 타워 지지부를 가지는 풍력 발전 시스템을 나타내는 단면도이다. 상기 도면들을 참조하여 이하 본 발명에 따른 풍력 발전 시스템을 설명한다.FIG. 1 is a schematic view showing a wind power generation system having a tower support according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a wind power generation system having a tower support according to the present invention. Hereinafter, a wind power generation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명은 나셀과 블레이드의 축 방향 하중을 지지하며, 내부에 케이블이 배치되는 타워를 포함하는 풍력 발전 시스템에 있어서, 상기 타워(10)는 내부가 비어 있는 동시에 일정한 두께를 가지는 원형의 기둥으로 구성되고, 내부 공간에는 상기 타워 내주면에 결합된 지지부(200)와 결합되는 보조 기둥(100)이 설치되어 타워 전체를 지지하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wind turbine system including a tower in which an axial load of a nacelle and a blade is supported, and a cable is disposed in the tower, wherein the tower is composed of a circular column having a hollow interior and a constant thickness And an auxiliary column 100 coupled to the support portion 200 coupled to the inner circumferential surface of the tower is installed in the inner space to support the entire tower.

특히, 상기 보조 기둥(100) 내부는 리프트가 설치될 수 있도록 공간이 형성된 것을 특징으로 하는데, 기존 타워 내부에 상기 보조 기둥(100)을 설치하고 용접 및 볼트로 연결하여 고정시킨다. 특히, 내부에 리프트가 움직일 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다. Particularly, a space is formed in the auxiliary column 100 so that a lift can be installed. In the conventional tower 100, the auxiliary column 100 is installed and fixed by welding and bolting. In particular, it is desirable to install the lift so that the lift can move inside.

상기 보조 기둥(100)의 단면은 원형 또는 사각형 형상 중에서 선택된 하나를 사용하는 것이 바람직하다.The auxiliary pillar 100 may have a circular cross section or a rectangular cross section.

상기 지지부(200)는 상기 타워 내주면에 부착된 철골(300)을 매개로 결합되는데, 도 1 및 2에 나와 있는 것과 같이 내부 기둥과 타워를 연결시켜 타워를 지지하는 역할을 한다. 상기 지지부(200)는 최소의 무게 중심을 맞출 수 있도록 최소한 2개 이상 결합되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 도면에 기술된 것과 같이 최소한 3개 이상을 설치하여 지지할 수 있는 구조인 것이 바람직하다.The support part 200 is coupled through a steel frame 300 attached to the inner circumferential surface of the tower, and serves to support the tower by connecting the inner pillar and the tower as shown in FIGS. It is preferable that at least two or more of the supports 200 are coupled so as to align the minimum center of gravity, and more preferably, at least three or more can be installed and supported as described in the drawings .

상기 지지부(200)가 더욱 견고하게 내부 기둥(100)과 타워(10)를 지지할 수 있도록 타워 내주면에 용접으로 고정된 철골(300)을 매개로 결합될 수 있는데, 이와 같은 지지부는 도 1에 도시된 것과 같이 타워 상부방향으로 일정한 거리만큼 이격되게 복수개 설치되는 것이 바람직하다.The supporting part 200 may be coupled through a steel frame 300 welded to the inner surface of the tower so as to more firmly support the inner column 100 and the tower 10, It is preferable that a plurality of units are installed at a predetermined distance in the direction of the tower as shown in FIG.

또한, 상기 철골(300)은 도 1에 도시된 것과 같이 타워 내주면에 바닥부에서 상부방향으로 복수개 결합되어 있어 지지부(200)와 결합된다.As shown in FIG. 1, the steel frame 300 is coupled to the supporting part 200 by being coupled to the inner circumferential surface of the tower in the upward direction from the bottom.

이와 같이, 기존 타워의 두께 및 직경을 감소시킬 수 있어 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.In this way, the thickness and diameter of the existing tower can be reduced, and the cost can be reduced.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다. Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

10 : 타워부 100 : 내부 기둥
200 : 지지부 300 : 철골10: tower part 100: inner pillar
200: support part 300: steel frame

Claims (5)

나셀과 블레이드의 축 방향 하중을 지지하며, 내부에 케이블이 배치되는 타워를 포함하는 풍력 발전 시스템에 있어서,
상기 타워(10)는 내부가 비어 있는 동시에 일정한 두께를 가지는 기둥으로 구성되고, 내부 공간에는 상기 타워 내주면에 결합된 지지부(200)와 결합되는 보조 기둥(100)이 설치되어 타워 전체를 지지하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.1. A wind turbine system comprising a tower in which an axial load of a nacelle and a blade is supported and in which a cable is disposed,
The tower 10 is made up of pillars having an inner space and a constant thickness. An auxiliary column 100 coupled to the support 200 coupled to the inner circumference of the tower is installed in the inner space to support the entire tower The wind power generation system features. 제 1 항에 있어서,
상기 보조 기둥(100) 내부는 리프트가 설치될 수 있도록 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein a space is formed in the auxiliary column so that a lift can be installed inside the auxiliary column. 제 1 항에 있어서,
상기 지지부(200)는 상기 타워 내주면에 부착된 철골(300)을 매개로 결합된 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the support part (200) is coupled via a steel frame (300) attached to the inner surface of the tower. 제 3 항에 있어서,
상기 철골(300)은 타워 내주면에 최소한 2개 이상 결합된 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.The method of claim 3,
Wherein the steel frame (300) is coupled to at least two inner circumferential surfaces of the tower. 제 1 항에 있어서,
상기 기둥의 단면은 원형 또는 사각형 형상인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the column has a circular or rectangular cross-section.
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