KR20160130388A - 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하는 방법 - Google Patents

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KR20160130388A
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하비브 제이. 대거
안토니 엠. 비셀리
존 이. 하키야드
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유니버시티 오브 메인 시스템 보드 오브 트러스티스
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Abstract

부유식 풍력 터빈 팜(230)은 수역의 바닥 상에 또는 거기에 고정된 복수의 앵커(20/202/204/206/208)를 포함한다. 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 수역에 배치되고, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 각각은 앵커(20/202/204/206/208) 중 하나와 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고 사이에 뻗어있는 하나 이상의 계류삭(200/212)을 갖는다. 각각의 앵커(20/202/204/206/208)는 2개 이상의 계류삭(200/212)을 수용하도록 구성되되, 계류삭(200/212)의 각각은 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 중 다른 하나로부터이다.

Description

부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하는 방법{METHOD OF MOORING FLOATING WIND TURBINE PLATFORMS}
본 출원은 2014년 2월 6일자로 출원된 미국 가출원 제61/936,596호의 이익을 주장하며, 그 개시는 참고로 본 명세서에 편입된다.
본 발명은 일반적으로는 풍력 터빈 플랫폼에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법 및 그러한 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하기 위한 개선된 방법에 관한 것이다.
풍력 에너지를 전기 전력으로 변환하기 위한 풍력 터빈은 알려져 있고 전력 회사에 대안의 에너지 소스를 제공한다. 육상에서는, 보통은 수백개의 풍력 터빈에 달하는 대규모 그룹의 풍력 터빈이 하나의 지리적 구역에 함께 놓여 있을 수 있다. 이들 대규모 그룹의 풍력 터빈은 바람직하지 못한 높은 레벨의 소음을 발생시킬 수 있고 심미적으로 불쾌하게 보일 수 있다. 최적 기류는 언덕, 나무 및 빌딩과 같은 장애물에 기인하여 이들 육상-기반 풍력 터빈이 이용가능하지 않을 수 있다.
풍력 터빈 그룹은 또한 근해에, 그러나 수심이 풍력 터빈이 해저 상의 기초에 고정 부착될 수 있게 하는 장소의 해안 가까이에 위치하고 있을 수 있다. 대양 위에서는, 풍력 터빈으로의 기류가 다양한 장애물(즉, 언덕, 나무 및 빌딩과 같은 것)의 존재에 의해 방해될 가능성이 없어 더 높은 평균 풍속 및 더 많은 전력을 초래한다. 이들 가까운-해안 장소에서의 해저에 풍력 터빈을 부착하는데 필요한 기초는 비교적 비용이 많이 들고, 약 25 미터까지의 깊이와 같은, 비교적 얕은 깊이에서만 성취될 수 있을 뿐이다.
미국 국립 신재생 에너지 연구소는 미국 해안선을 벗어나서 30 미터 이상의 깊이를 갖는 물 위 풍력은 약 3,200 TWh/년의 에너지 용량을 갖는다고 밝혀내었다. 이것은 약 3,500TWh/년의 총 미국 에너지 사용의 약 90 퍼센트와 같다. 대다수의 근해 풍력 자원은 수심이 60 미터를 넘는 근해 37과 93 킬로미터 사이에 있다. 그러한 깊은 수심에서의 풍력 터빈용 고정식 기초는 경제적으로 실현가능할 것 같지 않다. 이러한 한계는 풍력 터빈용 부유식 플랫폼의 개발을 초래하였다.
기지의 부유식 풍력 터빈 플랫폼은 강철로 형성되고 근해 석유 및 가스 산업에 의해 개발된 기술에 기반한다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 다른 예는 (2012년 5월 10일자 PCT 공보 제WO2012061710 A2호로서 공개된) 2011년 11월 4일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/US2011/059335호, (2013년 9월 12일자 미국 특허 출원 공보 제2013/0233231 A1호로서 공개된) 2013년 4월 15일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/863,074호, 및 (2012년 5월 10일자 PCT 공보 제WO2012061710 A2호로서 공개된) 2014년 9월 24일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/US2014/057236호에 기술되어 있으며, 그 개시는 참조에 의해 여기에 편입된다. 그렇지만, 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립 및 계류하는 개선된 방법을 제공할 필요성이 여전히 있다.
본 발명은 하나 이상의 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하기 위한 개선된 방법에 관한 것이다. 일 실시형태에 있어서, 부유식 풍력 터빈 팜은 수역의 바닥 상에 또는 거기에 고정된 복수의 앵커를 포함한다. 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼은 수역에 배치되고, 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 각각은 앵커 중 하나와 부유식 풍력 터빈 플랫폼에 부착되고 사이에 뻗어있는 하나 이상의 계류삭을 갖는다. 각각의 앵커는 2개 이상의 계류삭을 수용하도록 구성되되, 계류삭의 각각은 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼 중 다른 하나로부터이다.
본 발명의 다른 이점은, 수반 도면을 고려하여 읽을 때, 이하의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 개선된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 입면도;
도 1a는, 수직-축 풍력 터빈을 도시하는, 도 1에 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 대체 실시형태의 일부의 확대 입면도;
도 2는 도 1에 예시된 개선된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 사시도;
도 3은 도 1 및 도 2에 예시된 개선된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 분해 사시도;
도 4a는 본 발명의 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제1 실시형태에 따라 형성된 도 1 내지 도 3에 예시된 기부 조립체의 일부의 사시도;
도 4b는 키스톤 및 저부 빔의 측벽을 도시하는 도 4a에 예시된 기부 조립체의 일부의 사시도;
도 4c는 키스톤 및 저부 빔의 상위 벽을 도시하는 도 4a 및 도 4b에 예시된 기부 조립체의 일부의 사시도;
도 5a는 부분적으로 형성된 중심 및 외측 기둥을 도시하는 그리고 독에 인접하여 부유하는 것으로 도시된 도 4c에 예시된 기부 조립체의 사시도;
도 5b는 완전히 형성된 중심 및 외측 기둥을 도시하는 도 5a에 예시된 기부 조립체의 사시도;
도 5c는 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 기초를 획정하는 그리고 설치된 상부 빔을 도시하는 도 5b에 예시된 기부 조립체의 사시도;
도 6a는 완전히 형성된 타워를 도시하는 도 5c에 예시된 기초의 사시도;
도 6b는 거기에 조립된 나셀(nacelle)을 도시하는 도 6a에 예시된 기초의 사시도;
도 6c는 거기에 조립된 허브를 도시하는 도 6b에 예시된 기초의 사시도;
도 6d는, 도 6c에 예시된 기초 및 타워를 포함하는, 완전히 조립된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 사시도;
도 7a는 부분적으로 형성된 중심 및 외측 기둥을 도시하는 그리고 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제3 실시형태에 따라 그레이빙 독(graving dock)에 형성된 기부 조립체를 도시하는 사시도;
도 7b는 완전히 형성된 중심 및 외측 기둥을 도시하는 도 7a에 예시된 기부 조립체의 사시도;
도 7c는 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 기초를 획정하는 그리고 설치된 상부 부재를 도시하는 도 7b에 예시된 기부 조립체의 사시도;
도 8a는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제3 실시형태의 제1 단계 동안 도시된 그레이빙 독의 사시도;
도 8b는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제3 실시형태의 제2 단계를 도시하는 도 8a에 예시된 그레이빙 독의 사시도;
도 8c는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제3 실시형태의 제3 단계 동안 형성된 기부 조립체를 도시하는 도 8a 및 도 8b에 예시된 그레이빙 독의 사시도;
도 8d는 완전히 형성된 중심 및 외측 기둥을 도시하는 도 8c에 예시된 기부 조립체의 사시도;
도 8e는 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 기초를 획정하는 그리고 설치된 상부 부재를 도시하는 도 8d에 예시된 기부 조립체의 사시도;
도 9a는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제5 실시형태의 제1 단계 동안 도시된 기부 조립체의 입면도;
도 9b는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제5 실시형태의 제2 단계 동안 도 9a에 예시된 기부 조립체의 입면도;
도 9c는 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제5 실시형태의 제3 단계 동안 도 9a 및 도 9b에 예시된 기부 조립체의 입면도;
도 10은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 개선된 방법의 제6 실시형태에 따라 조립 구역에서 조립된 것으로 도시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 입면도;
도 11은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하는 방법의 제1 실시형태를 도시하는 도 1 내지 도 3에 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 일부의 입면도;
도 12a는 도 1 내지 도 3에 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하도록 사용되는 앵커의 제1 실시형태의 입면도;
도 12b는 도 1 내지 도 3에 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하도록 사용되는 앵커의 제2 실시형태의 입면도;
도 12c는 도 1 내지 도 3에 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하도록 사용되는 앵커의 제3 실시형태의 입면도;
도 12d는 도 1 내지 도 3에 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하도록 사용되는 앵커의 제4 실시형태의 입면도;
도 13은 풍력 터빈 팜의 제1 실시형태를 도시하는 수역의 평면도;
도 14는 풍력 터빈 팜의 제2 실시형태를 도시하는 수역의 평면도.
본 발명은 이제 본 발명의 특정 실시형태를 때때로 참조하여 설명될 것이다. 그렇지만, 본 발명은 여러 다른 형태로 구체화될 수 있고, 여기에서 제시된 실시형태로 한정된다고 해석되어서는 안 된다. 그보다, 이들 실시형태는 이러한 개시가 철저하고 완전하게 되고 당업자에게 본 발명의 범위를 완전히 전하도록 제공된다.
도면, 특히 도 1을 참조하면, 부유식 풍력 터빈 지지 시스템 또는 플랫폼(10)의 제1 실시형태는 수역의 바닥에 정박되어 있는 것으로 도시되어 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 부유식 풍력 터빈 지지 플랫폼(10)은 해저(S)에 정박되어 있는 것으로 도시되어 있다. 바닥은 부유식 풍력 터빈 지지 플랫폼(10)이 배치되어 동작할 어느 수역의 바닥이라도 될 수 있음을 이해할 것이다. 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은, 아래에서 상세히 설명되는, 타워(14)를 지지하는 기초(12)를 포함한다. 타워(14)는 풍력 터빈(16)을 지지한다. 기초는 반-잠수식이고, 수역에서, 반-잠수되어, 부유하는 구성 및 구조로 되어 있다. 따라서, 기초(12)의 일부는 기초(12)가 물에서 부유하고 있을 때 물 위에 있을 것이다. 도시된 바와 같이, 기초(12)의 일부는 흘수선(WL) 아래에 있다. 여기에서 사용될 때, 흘수선은 수면이 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 만나는 근사 선으로서 정의된다. 계류삭(18)은 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고, 해저(S)에서의 앵커(10)와 같은, 앵커에 더 부착되어 수역 상의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(20)의 이동을 제한할 수 있다.
아래에서 더 상세히 설명되고, 도 2에서 최상으로 도시될 바와 같이, 예시된 기초(12)는 키스톤(24)으로부터 바깥쪽으로 방사상으로 뻗어있고 부력을 제공하는 3개의 저부 빔(22)으로 형성된다. 내측 또는 중심 기둥(26)은 키스톤(24)에 장착되고, 3개의 외측 기둥(28)은 저부 빔(22)의 원위 단부에 또는 그 가까이에 장착된다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 저부 빔(22)에 직각으로 그리고 위쪽으로 뻗어있고 그리고 또한 부력을 제공한다. 부가적으로, 중심 기둥(26)은 타워(14)를 지지한다. 방사상 서포트 빔 또는 상부 부재(30)는 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 각각에 연결된다. 타워(14)는 중심 기둥(26)에 장착된다. 소망하면, 접근로 또는 캣워크(32)가 각각의 상부 부재(30)에 부착될 수 있다. 각각의 캣워크(32)는 타워(14)의 기부의 전부 또는 일부 주위에 장착된 연결 캣워크(32a)에 의해 연결될 수 있다.
여기에 예시된 실시형태에 있어서, 풍력 터빈(16)은 수평-축 풍력 터빈이다. 대안으로, 풍력 터빈은, 도 1a의 (16')에 도시된 바와 같은, 수직-축 풍력 터빈일 수 있다. 터빈(16)의 사이즈는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 정박되는 장소에서의 풍력 조건 및 소망 전력 출력에 기반하여 달라질 것이다. 예를 들어, 터빈(16)은 약 5MW의 출력을 가질 수 있다. 대안으로, 터빈(16)은 약 1MW 내지 약 10MW의 범위 내 출력을 가질 수 있다.
풍력 터빈(16)은 회전가능한 허브(34)를 포함한다. 적어도 하나의 로터 블레이드(36)는 허브(34)에 결합되고 그로부터 바깥쪽으로 뻗어있다. 허브(34)는 전기 발전기(도시되지 않음)에 회전가능하게 결합된다. 전기 발전기는 트랜스포머(도시되지 않음) 및 수중 전력 케이블(21)을 통하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력망(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 로터는 3개의 로터 블레이드(36)를 갖는다. 다른 실시형태에 있어서, 로터는 3개보다 더 많거나 더 적은 로터 블레이드(36)를 가질 수 있다. 나셀(37)은 허브(34)의 반대측에 풍력 터빈(16)에 부착된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 키스톤(24)은 상위 벽(24a), 하위 벽(24c), 및 3개의 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어있는 레그(38)를 포함한다. 각각의 레그(38)는 저부 빔(22)이 부착될 실질적으로 수직 연결 면을 획정하는 단부 벽(38a), 및 대향 측벽(38c)을 포함한다.
예시된 실시형태에 있어서, 키스톤(24)은 3개의 레그(38)를 포함한다. 대안으로, 키스톤(24)은 4개 이상의 저부 빔(22)의 부착을 위해 4개 이상의 레그를 포함할 수 있다.
예시된 키스톤(24)은 프리-스트레싱된 철근 콘크리트로 형성되고, 내부 중심 공동(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 각각의 레그(38)는 또한 내부 레그 공동(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 스핀 콘크리트 프로세스와 같이 또는 관용적 콘크리트 형태로 어느 소망의 프로세스라도 키스톤(24)을 제조하도록 사용될 수 있다. 대안으로, 프리캐스트 콘크리트 산업에서 사용되는 것들과 같은 다른 프로세스도 사용될 수 있다. 키스톤(24)의 콘크리트는, 고장력 강철 케이블 및 고장력 강철 보강 바 또는 REBAR와 같은, 어느 관용적 보강 재료로라도 보강될 수 있다. 대안으로, 키스톤(24)은 FRP, 강철, 또는 프리-스트레싱된 철근 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다.
도 3에 또한 도시된 바와 같이, 각각의 저부 빔(22)은 상위 벽(22a), 하위 벽(22c), 대향 측벽(22d), 키스톤(24)의 레그(38)의 단부 벽(38a)에 연결될 제1 단부 벽(22e), 및 반-원통형 제2 단부 벽(22f)을 포함한다. 키스톤(24)처럼, 예시된 저부 빔(22)은 위에서 설명된 바와 같은 프리-스트레싱된 철근 콘크리트로 형성된다. 대안으로, 저부 빔(22)은 FRP, 강철, 또는 프리-스트레싱된 철근 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다.
소망하면, 하나 이상의 제1 밸러스트 챔버(도시되지 않음)가 각각의 저부 빔(22)에 형성될 수 있다. 또한, 하나 이상의 제2 밸러스트 챔버(도시되지 않음)가 각각의 외측 기둥(28)에 형성될 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 중심 기둥(26)은 외측 표면(56a)을 갖는 원통형 측벽(56), 제1 축방향 단부(56b), 제2 축방향 단부 벽(56c)을 포함하고, 중공 실내 공간(도시되지 않음)을 획정한다. 유사하게, 외측 기둥(28)은 외측 표면(60a)을 갖는 원통형 측벽(60), 제1 축방향 단부(60b), 제2 축방향 단부 벽(60c)을 포함하고, 중공 실내 공간(도시되지 않음)을 획정한다. 키스톤(24) 및 저부 빔(22)처럼, 예시된 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 위에서 설명된 바와 같은 프리-스트레싱된 철근 콘크리트로 형성된다. 대안으로, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 FRP, 강철, 또는 프리-스트레싱된 철근 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은, 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 섹션으로 형성될 수 있다.
예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 3개의 저부 빔(22) 및 3개의 외측 기둥(28)을 포함한다. 그렇지만, 개선된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 4개 이상의 저부 빔(22) 및 외측 기둥(28)으로 건설될 수 있음을 이해할 것이다.
도 3을 참조하면, 상부 부재(30)는 실질적으로 축 하중 부재로서 구성되고 각각의 외측 기둥(28)과 중심 기둥(26)의 상위 단부들 사이에 실질적으로 수평으로 뻗어있다. 예시된 실시형태에 있어서, 상부 부재(30)는 약 4 피트(1.2m)의 바깥 직경을 갖는 튜블러 강철로 형성된다. 대안으로, 상부 부재(30)는 FRP, 프리-스트레싱된 철근 콘크리트, 또는 프리-스트레싱된 철근 콘크리트, FRP 및 강철의 조합으로 형성될 수 있다. 각각의 상부 부재(30)는 각각의 단부에 장착 브래킷(30a)을 포함한다. 장착 브래킷(30a)은 중심 기둥(26) 및 각각의 외측 기둥(28) 상의, 강철 플레이트와 같은, 부착 부재(30b)에, 스레딩되는 체결구에 의해서와 같이, 부착되도록 구성된다.
상부 부재(30)는 실질적으로 타워(14)의 기부의 굽힘 모멘트에 견디지 않도록 더 설계 및 구성되고, 굽힘 하중을 지니지 않는다. 그보다는, 상부 부재(30)는 중심 기둥(26)과 외측 기둥(28) 간 장력 및 압축력을 받고 가한다.
약 4 피트 직경 강철로 형성된 예시된 상부 부재(30)는 철근 콘크리트로 형성된 유사한 빔보다 더 가볍고 더 얇다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 상위 부분에서, 비교적 더 가볍고 더 얇은 상부 부재(30), 즉, 축 하중 부재의 사용은 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 플랫폼 구조의 저부에서의 더 많은 상대적 중량의 분배가 그것이 가장 필요로 되는 그곳에서 가능하게 한다. 중량 감축이 유의미할 수 있다. 예를 들어, 중량이 약 800,000 파운드 나가는 콘크리트 부재는 중량이 약 70,000 파운드 나가는 강철 빔으로 교체될 수 있고, 그리하여 또한 재료 및 건설 비용에서의 유익한 절약을 제공한다.
예시된 실시형태에 있어서, 타워(14)는 중공 실내 공간(14b)을 획정하는 외측 벽(14a)을 갖는 튜블러이고, 어느 적합한 바깥 직경 및 높이라도 가질 수 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 타워(14)의 바깥 직경은 그 기부에서의 제1 직경으로부터 그 상위 단부에서의 제2의 더 작은 직경으로 테이퍼링된다. 예시된 타워(14)는 섬유 보강 중합체(FRP) 복합 재료로 형성된다. 다른 적합한 복합 재료의 비-한정적 예는 유리 및 탄소 FRP를 포함한다. 타워는 또한 복합 라미네이트 재료로 형성될 수 있다. 대안으로, 타워(14)는, 위에서 상세히 설명된, 기초(12)의 컴포넌트와 동일한 방식으로 강철 또는 콘크리트로 형성될 수 있다. 타워(14)는 어느 수의 섹션(14c)으로라도 형성될 수 있다.
유익하게는, 위에서 설명된 바와 같은 복합 재료로 형성된 타워(14)는 관용적 강철 타워에 비해 흘수선(WL) 위에서 감축된 질량을 가질 것이다. FRP 복합 타워(14)가 감축된 질량을 갖기 때문에, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 안정성을 유지하기 위해 흘수선(WL) 아래에서 필요한, 어느 밸러스트라도 포함하는, 기초(12)의 질량도 감축될 수 있다. 이것은 풍력 발전 디바이스의 전반적 비용을 감축할 것이다.
도 4a 내지 도 6d를 이제 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 같은 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 조립하는 방법의 제1 실시형태가 도시되어 있다. 상세히 설명될 바와 같이, 방법의 제1 실시형태는 얕은 그레이빙 독에서 기부 조립체(72)를 획정하도록 키스톤(24)과 저부 빔(22)을 형성 또는 조립하는 단계, 및 조립된 기부 조립체(72) 상에 타워(14)와 풍력 터빈(16)을 형성 또는 조립하는 단계를 포함한다.
방법의 제1 단계에서는, 도 4a 내지 도 4c에 최상으로 도시된 바와 같이, 드라이 독, 코퍼댐(cofferdam) 또는 그레이빙 독(70)이 형성된다. 도 4a 내지 도 4c에 예시된 실시형태에서, 그레이빙 독(70)은 얕은 그레이빙 독이다. 여기에서 사용될 때, 얕은 그레이빙 독은 약 10 피트의 깊이를 갖는 수역에 건조된 그레이빙 독이다. 대안으로, 얕은 그레이빙 독(70)은 어느 소망의 깊이라도 갖는 수역에 건조될 수 있다. 얕은 그레이빙 독(70)이 건조될 수역의 깊이는 그레이빙 독(70)이 플러딩된 후에 완성된 기부 조립체(72)를 부유시키는데 필요한 최소 흘수의 함수일 것이다. 예시된 그레이빙 독(70)은 4개의 벽을 갖고, 그 중 적어도 하나(도면에서는 벽(71))는, 수역으로의 게이트(도시되지 않음)를 갖는 것처럼, 개방되도록 구성 및 위치결정된다.
키스톤(24)의 하위 벽(24c) 및 저부 빔(22)의 하위 벽(22c)이 그 후 그레이빙 독(70) 내에서 형성된다. 하위 벽(24c, 22c)은 관용적 거푸집(도시되지 않음)을 사용하여 제자리에 캐스팅되는 철근 콘크리트로 형성될 수 있다. 키스톤(24)의 레그(38)의 측벽(38c) 및 저부 빔(22)의 측벽(22d)이 그 후 형성되고, 다음에는 키스톤(24)의 상위 벽(24a) 및 저부 빔(22)의 상위 벽(22a)이다; 각각은 하위 벽(24c, 22c)과 동일한 방식으로 형성된다.
형성되어 경화되고 나면, 키스톤(24)과 저부 빔(22)은 조립되고 길이방향으로 포스트-텐셔닝되어 기부 조립체(72)를 획정할 수 있다. 키스톤(24)과 저부 빔(22)은 어느 소망의 포스트-텐셔닝 방법에 의해서라도 포스트-텐셔닝될 수 있고, 그리하여 키스톤(24)과 저부 빔(22) 간 압축력을 가한다. 예를 들어, 기부 조립체(72)는 적어도 각각의 저부 빔(22)의 길이 방향으로 포스트-텐셔닝될 수 있다.
대안으로, 키스톤(24) 및 각각의 저부 빔(22)은 그레이빙 독(70) 밖의 제조 단계에서 철근 콘크리트로 형성되어 그레이빙 독(70)으로 이동될 수 있다. 그레이빙 독(70) 내에 이동되고 나면, 키스톤(24)과 저부 빔(22)은 위에서 설명된 바와 같이 조립 및 포스트-텐셔닝될 수 있다. 그레이빙 독(70)은, 2개 이상의 기부 조립체(72)가 동시에 형성될 수 있도록, 어느 소망의 사이즈라도 될 수 있음을 이해할 것이다.
키스톤(24)과 저부 빔(22)이 조립 및 포스트-텐셔닝되고 나면, 그레이빙 독(70)은 플러딩되고 기부 조립체(72)는 약 30 피트의 깊이를 갖는 물 및 부두 또는 독(74)을 갖는 조립 구역으로 부유될 수 있다. 대안으로, 조립 구역 및 독(74)은 어느 소망의 깊이라도 갖는 물에 위치하고 있을 수 있다. 조립 구역 및 독(74)이 위치하고 있을 물의 깊이는 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 부유시키는데 필요한 최소 흘수의 함수일 것이다.
기부 조립체(72)가 독(74)에 인접하여 조립 구역에서 부유하면서, 도 5a 내지 도 5c에 최상으로 도시된 바와 같이, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)이 형성될 수 있다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은, 점프 형성에 의해 또는 슬립 형성에 의해서와 같은, 어느 관용적 철근 콘크리트 형성 방법에 의해서라도 형성될 수 있다. 형성되고 나면, 그 후 중심 기둥(26)과 외측 기둥(28)은 위에서 설명된 바와 같이 포스트-텐셔닝될 수 있다.
대안으로, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 그레이빙 독(70) 밖의 제조 단계에서 철근 콘크리트로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 각각 섹션(27, 29)으로 형성되어 그레이빙 독(70)으로 이동될 수 있다. 그레이빙 독(70) 내에 이동되고 나면, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 섹션(29)은, 크레인(도시되지 않음)으로와 같이, 조립되고 위에서 설명된 바와 같이 포스트-텐셔닝될 수 있다. 예를 들어, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 저부 빔(22)의 원위 단부 상으로 그들 길이방향 축을 따라 포스트-텐셔닝될 수 있다. 소망하면, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)이 함께 포스트-텐셔닝되기 전에 중심 기둥(26)의 섹션(27)들 간 그리고 각각의 외측 기둥의 섹션(29)들 간 접착제가 도포될 수 있다.
더욱, 도 5c에 도시된 바와 같이, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 완성 및 포스트-텐셔닝 후에, 위에서 설명된 바와 같이, 상부 부재(30)는 각각의 외측 기둥(28) 및 중심 기둥(26)의 상위 단부들 사이에 부착되어, 기초(12)를 획정할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d를 이제 참조하면, 타워(14)가 형성되고 타워(14) 상에 풍력 터빈(16)이 설치될 수 있다. 타워(14)는 위에서 설명된 바와 같은 어느 소망의 재료로라도 섹션(14c)으로 형성되고, 독(74)에 있는 기초(12)로 이동될 수 있다. 독(74)에 있는 기초(12)로 이동되고 나면, 타워(14)의 섹션(14c)은, 크레인(도시되지 않음)으로와 같이, 조립될 수 있다. 소망하면, 타워(14)는 위에서 설명된 바와 같이 포스트-텐셔닝될 수 있다.
타워(14)가 조립되고 나면, (도 6b에 도시된 바와 같은) 나셀(37), (도 6c에 도시된 바와 같은) 허브(34), 및 (도 6d에 도시된 바와 같은) 로터 블레이드(36)는, 크레인(도시되지 않음)으로와 같이, 타워(14) 상에 조립 및 설치될 수 있다.
완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10), 즉, 조립된 타워(14) 및 풍력 터빈(16)을 갖는 기초(12)는 그 후, 풍력 터빈 플랫폼(10)이 배치되어 동작할 풍력 터빈 팜으로, 또는 임시 수용 구역으로와 같은, 소망의 장소로 예인될 수 있다. 임시 수용 구역에서, 풍력 터빈 플랫폼(10)은 어느 관용적 계류 방법에 의해서라도 임시로 계류될 수 있다. 그것이 배치되어 동작할 풍력 터빈 팜에서, 풍력 터빈 플랫폼(10)은 아래에서 설명되는 계류 방법 중 어느 것에 의해서라도 계류될 수 있다.
예인되고 있는 동안, 또는 그 임시 또는 영구 장소에 도착시, 키스톤(24) 및 각각의 저부 빔(22) 중 하나 이상에 형성될 수 있는 (도 4b에 도시된 밸러스트 챔버(23)와 같은) 밸러스트 챔버에 밸러스트 물이 펌핑될 수 있다. 밸러스트 물 또는 다른 형태의 밸러스트는 소망의 동작 흘수로 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 이동시키도록 기초(12)에 부가될 수 있다.
부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 조립하는 방법의 제2 실시형태(도시되지 않음)는 실질적으로 방법의 제1 실시형태와 동일하고, 키스톤(24) 및 저부 빔(22)을 그레이빙 독(70)에서 형성 및/또는 조립하는 단계를 포함한다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 조립하는 방법의 제2 실시형태에 있어서, 그레이빙 독(70)은 깊은 그레이빙 독이다. 여기에서 사용될 때, 깊은 그레이빙 독은 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 부유시키는데 필요한 최소 흘수보다 더 깊은 어느 깊이라도 갖거나, 약 30 피트의 깊이를 갖는 물에 건조된 그레이빙 독이다. 방법의 제2 실시형태에 따른 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 조립하는 방법의 나머지 단계는 방법의 제1 실시형태에서 설명 및 예시된 것과 동일하다.
부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 조립하는 방법의 제3 실시형태는 도 4a 내지 도 4c, 도 7a 내지 도 7c, 및 도 6a 내지 도 6d에 도시되어 있다. 상세히 설명될 바와 같이, 방법의 제3 실시형태는 깊은 그레이빙 독(70)에서 기초(12) 전체를 형성 또는 조립하는 단계를 포함하고, 깊은 그레이빙 독(70)에서 조립된 기초(12) 상에 타워(14)와 풍력 터빈(16)을 형성 또는 조립하는 단계를 더 포함한다.
방법의 제3 실시형태의 제1 단계는 도 4a 내지 도 4c에 예시되고 위에서 설명된 것과 동일하다.
키스톤(24)과 저부 빔(22)이 조립되고 포스트-텐셔닝되고 나면, 그레이빙 독(70)은 플러딩되지 않는다. 그보다는, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 그레이빙 독(70) 내에서 형성된다. 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은, 점프 형성에 의해 또는 슬립 형성에 의해서와 같은, 어느 관용적 철근 콘크리트 형성 방법에 의해서라도 형성될 수 있다. 형성되고 나면, 그 후 중심 기둥(26)과 외측 기둥(28)은 위에서 설명된 바와 같이 포스트-텐셔닝될 수 있다.
대안으로, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 그레이빙 독(70) 밖의 제조 단계에서 철근 콘크리트로, 도 7a에 도시된 바와 같이, 각각 섹션(27, 29)으로 형성되어 그레이빙 독(70)으로 이동될 수 있다. 그레이빙 독(70) 내에 이동되고 나면, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 섹션(29)은, 크레인(도시되지 않음)으로와 같이, 조립되고 위에서 설명된 바와 같이 포스트-텐셔닝될 수 있다.
더욱, 도 7c에 도시된 바와 같이, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 완성 및 포스트-텐셔닝 후에, 위에서 설명된 바와 같이, 상부 부재(30)는 각각의 외측 기둥(28) 및 중심 기둥(26)의 상위 단부들 사이에 부착될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d에 도시되고 위에서 설명된 바와 같이, 그러나 그레이빙 독(70) 내에서, 타워(14)가 형성되고 타워(14) 상에 풍력 터빈(16)이 설치될 수 있다. 타워(14)가 조립되고 나면, (도 6b에 도시된 바와 같은) 나셀(37), (도 6c에 도시된 바와 같은) 허브(34), 및 (도 6d에 도시된 바와 같은) 로터 블레이드(36)는, 크레인(도시되지 않음)으로와 같이, 타워(14) 상에 조립 및 설치될 수 있다.
그레이빙 독(70)은 그 후 플러딩되고 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 그 후, 위에서 설명된 바와 같이, 부유되어 소망의 장소로 예인될 수 있다.
부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 조립하는 방법의 제4 실시형태는 도 8a 내지 도 8e에 도시되어 있다. 상세히 설명될 바와 같이, 방법의 제4 실시형태는 키스톤(24), 저부 빔(22), 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 섹션 또는 모듈을 프리-캐스팅 또는 형성하고, 그 후 그것들을 깊은 그레이빙 독(70)에서 조립하는 단계를 포함한다. 후속하여, 위에서 설명된 방법 중 어느 것에 의해서라도 깊은 그레이빙 독(70)에서 조립된 기초(12) 상에 타워(14)와 풍력 터빈(16)이 형성 또는 조립된다.
방법의 제4 실시형태의 제1 단계에서는, 도 8a 내지 도 8e에 최상으로 도시된 바와 같이, 깊은 그레이빙 독(70)이 형성된다.
키스톤(24)의 레그를 획정하는 섹션(124)은 그 후 도 8a 및 도 8b에 최상으로 도시된 바와 같이 그레이빙 독(70)의 내측으로 이동된다. 저부 빔(22)의 부분들을 획정하는 섹션(122)은 그 후 도 8c에 최상으로 도시된 바와 같이 그레이빙 독(70)의 내측으로 이동된다. 키스톤(24)의 섹션(124) 및 저부 빔(22)의 섹션(122)이 그레이빙 독(70) 내에 위치결정되고 나면, 키스톤(24) 및 각각의 저부 빔(22)은, 위에서 설명된 바와 같이, 기부 조립체(72)를 획정하도록 각각의 저부 빔(22)의 길이방향 축을 따라 포스트-텐셔닝될 수 있다. 소망하면, 저부 빔(22) 및 키스톤(24)이 함께 포스트-텐셔닝되기 전에 저부 빔(22)의 섹션(122)들 간 그리고 키스톤(24)의 섹션(124)들 간 접착제가 도포될 수 있다.
키스톤이 저부 빔(22) 이전에 조립되는 것으로 예시되기는 하지만, 기부 조립체(72)는, 키스톤(24)을 조립하기 전에 저부 빔(22)을 조립하는 것을 포함하는, 어느 소망의 순서로라도 조립될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 키스톤(24) 및 저부 빔(22)은, 각각, 4개의 섹션, 3개의 섹션, 2개의 섹션, 또는 심지어 하나의 섹션과 같이, 어느 소망의 수의 섹션(124, 122)으로라도 형성될 수 있다. 키스톤(24) 및 저부 빔(22)은 또한 4개보다 많은 섹션으로 형성될 수 있다.
중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)의 부분들을 획정하는 섹션(126, 128)은, 각각, 도 8d에 최상으로 도시된 바와 같이, 그 후 그레이빙 독(70)의 내측으로 이동되어 저부 빔(22) 상에 조립된다. 섹션(126, 128)이 저부 빔(22) 상에 위치결정되고 나면, 그것들은, 위에서 설명된 바와 같이, 길이방향으로 포스트-텐셔닝될 수 있다. 그 후 상부 부재(30)는, 위에서 설명되고 도 8e에 도시된 바와 같이, 기초(12)를 획정하도록 중심 기둥(26) 및 각각의 외측 기둥(28)에 연결된다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 어느 소망의 순서로라도 조립될 수 있다. 또한, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은, 각각, 4개의 섹션, 3개의 섹션, 2개의 섹션, 또는 심지어 하나의 섹션과 같이, 어느 소망의 수의 섹션(126, 128)으로라도 형성될 수 있다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 또한 4개보다 많은 섹션으로 형성될 수 있다.
기초(12)가 완성되고 나면, 도 6a 내지 도 6d에 도시되고 위에서 설명된 바와 같이, 그러나 그레이빙 독(70) 내에서, 타워 섹션(14c)이 조립되고 타워(14) 상에 풍력 터빈(16), 즉, 나셀(37), 허브(34) 및 로터 블레이드(36)가 설치되어 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 획정할 수 있다. 섹션(122, 124, 126, 128), 상부 부재(30), 타워 섹션(14c), 나셀(37), 허브(34) 및 로터 블레이드(36)의 각각은, 크레인(도시되지 않음)으로와 같이, 어느 소망의 수단에 의해서라도 그레이빙 독(70) 내에 이동되어 설치될 수 있음을 이해할 것이다.
그레이빙 독(70)은 그 후 플러딩되고 완성된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 그 후, 위에서 설명된 바와 같이, 부유되어 소망의 장소로 예인될 수 있다.
부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 조립하는 방법의 제5 실시형태는 도 9a 내지 도 9c에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 기부 조립체(72) 중 하나 이상은 수역 가까이의 조립 구역(80)에서 형성될 수 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 조립 구역(80)은 수역으로 뻗어있는 램프(R)를 포함한다. 이러한 실시형태에서 그레이빙 독은 필요로 되지 않는다. 예를 들어, 기부 조립체(72)는, 위에서 설명된 섹션(122, 124)과 같은, 프리-캐스트 섹션으로 조립될 수 있다. 키스톤(24)의 섹션(124) 및 저부 빔(22)의 섹션(122)이 조립되고 나면, 그것들은, 위에서 설명된 바와 같이, 기부 조립체(72)를 획정하도록 길이방향으로 포스트-텐셔닝될 수 있다. 대안으로, 키스톤(24) 및 저부 빔(22)은 제자리에 캐스팅될 수 있다.
기부 조립체(72)가 조립되고 나면, 그것은 램프(R) 아래로 그리고 물로 미끄러뜨려질 수 있고, 거기서 그것은, 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 독(74)으로 부유될 수 있다. 독(74)에서, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)이 형성될 수 있다. 기부 조립체(72)는, 선박 건조 산업에서 사용되는 그들 방법 및 구조와 같은, 어느 관용적 방법 및 구조라도 사용하여 램프(R) 아래로 미끄러뜨려질 수 있다. 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은, 점프 형성에 의해 또는 슬립 형성에 의해서와 같은, 어느 관용적 철근 콘크리트 형성 방법에 의해서라도 형성될 수 있다. 대안으로, 중심 기둥(26) 및 외측 기둥(28)은 위에서 설명된 바와 같이 프리-캐스트 섹션(126, 128)으로 조립될 수 있다. 그 후 상부 부재(30)는 각각의 외측 기둥(28)과 중심 기둥(26)의 상위 단부들 사이에 부착될 수 있다. 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 타워(14)가 형성되고 타워(14) 상에 풍력 터빈(16)이 설치될 수 있다. 타워(14)는 위에서 설명된 바와 같은 어느 소망의 재료로라도 섹션(14c)으로 형성될 수 있다. 타워(14)의 섹션(14c) 및 풍력 터빈(16)의 컴포넌트는 위에서 설명된 바와 같이 조립될 수 있다.
부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 조립하는 방법의 제6 실시형태는 도 10에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 전체가 수역 가까이의 조립 구역(80)에서 형성될 수 있다. 조립 구역(80)은 하나보다 많은 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 거기에서 동시다발적으로 형성될 수 있을 정도로 충분히 클 수 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 여기에서 설명된 방법 중 어느 하나 또는 그 조합에 의해 형성될 수 있다.
부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 조립되고 나면, 그것은 램프(R) 아래로 그리고 물로 미끄러뜨려질 수 있고, 거기서 그것은 부유되고 풍력 터빈 플랫폼(10)이 배치되어 동작할 풍력 터빈 팜으로, 또는 임시 수용 구역으로와 같은, 소망의 장소로 예인될 수 있다. 위에서 설명된 기부 조립체(72)와 마찬가지로, 조립된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은, 선박 건조 산업에서 사용되는 그들 방법 및 구조와 같은, 어느 관용적 방법 및 구조라도 사용하여 램프(R) 아래로 미끄러뜨려질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 계류삭(18)은 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고, 해저(S)에서의 앵커(20)와 같은, 앵커에 더 부착되어 수역 상의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 이동을 제한할 수 있다. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 흘수선(WL) 아래에서 외측 기둥(28)의 각각에 부착된 3개 이상의 계류삭에 의해 해저(S)에 부착될 수 있다.
도 11 내지 도 12d를 이제 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 계류하는 방법의 다양한 실시형태가 예시되어 있다. 계류하는 방법의 제1 실시형태에 있어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 계류삭(200)은 나일론 또는 폴리에스테르 로프와 같은 합성 로프로 형성된다. 대안으로, 계류삭(200) 중 적어도 일부가 합성 로프로 형성된다. 대안으로, 계류삭(200)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌(초고분자량 폴리에틸렌을 포함함), 및 아라미드 재료와 같은 다른 재료로 형성될 수 있다. 도 11에 예시된 계류삭(200)은 토트 계류삭이되 계류삭(200)은 해저(S)에 그리고 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 연결되고, 그 후 그것들이 팽팽해질 때까지 끌어당겨지거나 프리-텐셔닝되고 그 후 팽팽한 채로 있도록 고정된다. 계류삭(200)은 윈치와 같은 어느 소망의 수단에 의해서라도 프리-텐셔닝될 수 있다.
도 11을 다시 참조하면, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 약 400 m(1312 피트)의 깊이(D)를 갖는 물에서 토트 합성 계류삭(200)에 의해 계류되는 것으로 도시되어 있다. 계류삭(200)은, 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 중심을 통해 이어지는 수직선(CL)으로부터 수평으로 측정되는, 약 260 내지 290 m(850 내지 950 피트) 사이의 거리(H)에서 앵커(20)에 부착된다.
계류삭의 재료 및 길이 및 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 중심선(CL)으로부터의 앵커의 수평 거리는 물의 깊이, 예상된 하중, 파도 조건, 해저의 등고선, 및 다른 환경 인자에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 약 150 m(492 피트)의 깊이(D)를 갖는 물에서, 계류삭(200)은 수직선(CL)으로부터 약 167 내지 198 m(550 내지 650 피트) 사이의 수평 거리(H)에서 앵커(20)에 부착될 수 있다. 약 105 m(344 피트)의 깊이(D)를 갖는 물에서, 계류삭(200)은 수직선(CL)으로부터 약 213 내지 243 m(700 내지 800 피트) 사이의 수평 거리(H)에서 앵커(20)에 부착될 수 있다. 약 60 m(196 피트)의 깊이(D)를 갖는 물에서, 계류삭(200)은 수직선(CL)으로부터 약 198 내지 228 m(650 내지 750 피트) 사이의 수평 거리(H)에서 앵커(20)에 부착될 수 있다. 그리고 약 30 m(98 피트)의 깊이(D)를 갖는 물에서, 계류삭(200)은 수직선(CL)으로부터 약 137 내지 167 m(450 내지 550 피트) 사이의 수평 거리(H)에서 앵커(20)에 부착될 수 있다.
바람직하게는, 토트 합성 계류삭(200)은 수평 거리(H) 대 물의 깊이(D)의 비가 약 1:1 내지 약 15:1의 범위 내에 있게 되도록 배열될 수 있다.
계류하는 방법의 제2 실시형태에 있어서, 현수선 계류삭(도시되지 않음)은 해저(S)에 그리고 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 연결되는, 강철 체인과 같은, 체인으로 형성될 수 있다.
계류하는 방법의 제3 실시형태에 있어서, 계류삭(도시되지 않음)은 해저(S)에 그리고 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고 와이어 로프의 하나 이상의 세그먼트에 연결되는 체인의 하나 이상의 세그먼트로 형성될 수 있다.
계류하는 방법의 제4 실시형태에 있어서, 계류삭(도시되지 않음)은 해저(S)에 그리고 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고 위에서 설명된 합성 로프의 하나 이상의 세그먼트에 연결되는 체인의 하나 이상의 세그먼트로 형성될 수 있다.
계류하는 방법의 제5 실시형태에 있어서, 계류삭(도시되지 않음)은 해저(S)에 그리고 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고, 와이어 로프의 하나 이상의 세그먼트에, 그리고 위에서 설명된 합성 로프의 하나 이상의 세그먼트에 연결되는 체인의 하나 이상의 세그먼트로 형성될 수 있다. 와이어 로프, 합성 로프, 및 체인의 세그먼트는 어느 관용적 부착 수단에 의해서라도 어느 소망의 순서로라도 부착될 수 있다.
계류하는 방법의 제6 실시형태에 있어서, 계류삭(도시되지 않음)은, 2개의 체인 섹션 사이에 위치결정된, 위에서 설명된 합성 로프의 하나의 세그먼트로 형성될 수 있다.
계류하는 방법의 제7 실시형태에 있어서, 계류삭(도시되지 않음)은, 2개의 체인 섹션 사이에 위치결정된, 위에서 설명된 합성 로프의 하나의 세그먼트로 형성될 수 있으며, 리프팅 부력 디바이스(도시되지 않음)가 합성 로프의 하위 단부 가까이에 위치결정된다.
도 12a 내지 도 12d에 도시된 앵커의 4개 유형 중 어느 하나와 같은 어느 유형의 앵커(20)라도 해저(S)에 계류삭을 부착하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 드릴형 앵커(202)가 도 12a에 도시되어 있다. 이러한 유형의 앵커는 전형적으로는 토트 계류삭(200)을 정박시키도록 사용되고, 전형적으로는 (타원형(201)으로 도식적으로 표현된) 암석 물질에서 또는 암석이, 점토 입자, 실트, 모래, 유기 물질 및 물의 혼합물과 같은, 입상 또는 점성 물질의 기저를 이루는 장소에서 사용된다. 드릴형 앵커(202)가 해저(S)에 드릴링되고 나면, 그라우트(grout)(G)가 드릴형 앵커(202) 주위에 위치결정된다. 어느 적합한 관용적 그라우트(G)라도 사용될 수 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 계류삭(200)은 연결 부재(도시되지 않음)에 의해 드릴형 앵커(202)의 노출된 원위 단부(도 12a를 볼 때 상위 단부)에 부착된다.
제1 드리븐 앵커(driven anchor)(204)가 도 12b에 도시되어 있다. 이러한 유형의 앵커는 또한 전형적으로는 토트 계류삭(200)을 정박시키도록 사용되지만, 전형적으로는 해저(S)가 입상 또는 점성 물질로 이루어져 있는 장소에서 사용된다. 예시된 실시형태에 있어서, 계류삭(200)은 연결 부재(도시되지 않음)에 의해 드리븐 앵커(204)의 노출된 원위 단부(도 12b를 볼 때 상위 단부)에 부착된다.
제2 드리븐 앵커(206)가 도 12c에 도시되어 있다. 이러한 유형의 앵커는 전형적으로는 현수선 계류삭(212)을 정박시키도록 사용되고 전형적으로는 해저(S)가 입상 또는 점성 물질로 이루어져 있는 장소에서 사용된다. 계류삭 연결 부재(210)는 드리븐 앵커(206) 상에 그 원위 단부 중간에 위치하고 있다. 더욱, 도 12c에 도시된 바와 같이, 계류삭 연결 부재(210)는, 해저(S)의 표면 아래에, 지하에 위치결정된다.
중력 베이스 앵커(208)가 도 12d에 도시되어 있다. 이러한 유형의 앵커는 또한 전형적으로는 현수선 계류삭(212)을 정박시키도록 사용된다. 중력 베이스 앵커(208)는 모든 토양 유형 상에 배치될 수 있고, 해저(S)가 입상 또는 점성 물질로 이루어져 있는 장소에서의 사용에 특히 아주 적당하다. 예시된 실시형태에 있어서, 계류삭(200)은, 가능한 해저(S)에 가깝게, 중력 베이스 앵커(208)의 하위 부분에 부착된다.
풍력 터빈 팜(220)의 제1 실시형태에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 서로 가까이 근접하여 계류될 수 있다. 각각의 계류삭(200)은 개별 앵커(20)에 부착될 수 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 각각의 계류삭(200)은 인접하는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)의 계류삭(200)과 공선형으로 정렬된다. 대안으로, 인접하는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 어느 적합한 거리라도 떨어져 위치결정될 수 있다. 인접하는 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 이격될 수 있는 거리는 타워(14) 및 풍력 터빈(16)의 사이즈, 및 물의 깊이, 예상된 하중, 파도 조건, 해저의 등고선, 및 다른 환경 인자에 의해 결정될 수 있다.
풍력 터빈 팜(230)의 제2 실시형태에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 육각형 구성으로 계류될 수 있되 2개 또는 3개의 다른 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)으로부터의 계류삭(200)의 원위 단부는 동일한 장소에서 해저(도 14에서는 도시되지 않음)에 부착될 수 있다. 하나의 장소에서 해저에 부착되더라도, 2개 또는 3개의 계류삭(200)은 하나의 공통 앵커(20)에 부착될 수도 있고, 2개 또는 3개의 별개의 그러나 병설된 앵커(20)에 부착될 수도 있다. 대안으로, 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 다른 다각형 형상을 갖는 구성으로 계류될 수 있되 2개 이상의 다른 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)으로부터의 계류삭(200)의 원위 단부는 동일한 장소에서 해저에 부착될 수 있다. 그러한 다른 다각형 형상은, 물의 깊이, 예상된 하중, 파도 조건, 해저의 등고선, 및 다른 환경 인자와 같은, 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 계류되는 환경에 의해 결정될 수 있다.
도 13 및 도 14에 예시된 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 다양한 실시형태의 풍력 터빈 팜을 획정하도록 하나 이상의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)과 계류되는 것으로 도시되어 있다. 그렇지만, 단일 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 개별적으로 그리고 수역에서의 어느 소망의 장소에라도, 여기에서 개시된 방법 중 하나에 의해, 계류될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 원리 및 동작 모드가 그 선호되는 실시형태에서 설명되었다. 그렇지만, 여기에서 설명된 발명은 그 범위로부터 벗어남이 없이 구체적으로 예시 및 설명된 것과는 달리 실시될 수 있음을 주목해야 한다.

Claims (22)

  1. 부유식 풍력 터빈 팜(230)으로서,
    수역의 바닥에 또는 상기 바닥 상에 고정된 복수의 앵커(20/202/204/206/208);
    상기 수역에 배치된 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 포함하고, 각각의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 상기 앵커(20/202/204/206/208) 중 하나와 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고 사이에 뻗어있는 하나 이상의 계류삭(200/212)을 갖되,
    각각의 앵커(20/202/204/206/208)는 2개 이상의 계류삭(200/212)을 수용하도록 구성되고, 각각의 계류삭(200/212)은 상기 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10) 중 다른 하나로부터인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  2. 제1항에 있어서, 하나의 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 저부 빔을 통해 길이방향으로 뻗는 선은 다각형 패턴을 획정하도록 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼 중 인접하는 하나의 상기 저부 빔을 통해 길이방향으로 뻗는 선과 교차하는, 부유식 풍력 터빈 팜.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다각형 패턴은 육각형인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  4. 제1항에 있어서, 상기 계류삭의 적어도 일부는 합성 로프로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 팜.
  5. 제4항에 있어서, 상기 계류삭은 상기 합성 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결된 체인의 적어도 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 팜.
  6. 제4항에 있어서, 상기 계류삭은 와이어 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결되고, 상기 합성 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결된 체인의 적어도 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 팜.
  7. 제4항에 있어서, 상기 합성 로프는 폴리에스테르 로프인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  8. 제4항에 있어서, 상기 합성 로프는 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 아라미드 로프 중 하나인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  9. 제4항에 있어서, 상기 계류삭의 각각은 토트 계류삭인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  10. 부유식 풍력 터빈 팜(220)으로서,
    수역의 바닥에 또는 상기 바닥 상에 고정된 복수의 앵커(20/202/204/206/208);
    상기 수역에 배치된 복수의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)을 포함하고, 각각의 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)은 상기 앵커(20/202/204/206/208) 중 하나와 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)에 부착되고 사이에 뻗어있는 하나 이상의 계류삭(200)을 갖되,
    각각의 상기 계류삭(200)은 합성 로프로 형성된 토트 계류삭인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  11. 제10항에 있어서, 상기 합성 로프는 폴리에스테르 로프인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  12. 제10항에 있어서, 상기 합성 로프는 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 아라미드 로프 중 하나인, 부유식 풍력 터빈 팜.
  13. 제10항에 있어서, 상기 계류삭은 상기 합성 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결된 체인의 적어도 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 팜.
  14. 제10항에 있어서, 상기 계류삭은 와이어 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결되고, 상기 합성 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결된 체인의 적어도 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 팜.
  15. 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)으로서,
    수역에서 부유하도록 구성된 기초(12);
    상기 기초(12)에 장착된 타워(14);
    상기 타워(14)에 장착된 풍력 터빈(16); 및
    상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼(10)이 부유하는 상기 수역의 바닥에 부착된 앵커(20/202/204/206/208)와 상기 기초(12)에 부착되고 사이에 뻗어있는 적어도 하나의 계류삭(200)을 포함하되,
    상기 계류삭(200)은 합성 로프로 형성된 토트 계류삭인,, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
  16. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 계류삭은 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼의 중심을 통해 이어지는 수직선으로부터 수평으로 측정된 거리(H) 대 상기 부유식 풍력 터빈 플랫폼이 계류되는 물의 깊이(D)의 비(H:D)가 약 1:1 내지 약 15:1의 범위 내에 있도록 배열되는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
  17. 제15항에 있어서, 상기 합성 로프는 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 아라미드 로프 중 하나인, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
  18. 제15항에 있어서, 상기 계류삭은 상기 합성 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결된 체인의 적어도 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
  19. 제15항에 있어서, 상기 계류삭은 와이어 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결되고, 상기 합성 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결된 체인의 적어도 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
  20. 제15항에 있어서, 상기 계류삭은 상기 합성 로프의 적어도 하나의 세그먼트에 연결된 와이어 로프의 적어도 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
  21. 제15항에 있어서, 상기 계류삭은 체인의 2개의 세그먼트 사이에 연결된 상기 합성 로프의 하나의 세그먼트로 형성되는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
  22. 제21항에 있어서, 상기 계류삭은 상기 합성 로프의 상기 세그먼트의 하위 단부 가까이에 위치결정된 리프팅 부력 디바이스를 더 포함하는, 부유식 풍력 터빈 플랫폼.
KR1020167024528A 2014-02-06 2015-02-06 부유식 풍력 터빈 플랫폼을 계류하는 방법 KR102295724B1 (ko)

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