KR20180004188A - 조력 에너지 변환 및 발전용 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

자연력으로부터 에너지를 발생하기 위한, 더 구체적으로 조수 작용을 사용하여 에너지 발생을 위한 조립체, 시스템, 및 방법이 개시된다. 조력 에너지 변환 조립체는 발전기에 결합된 방향성 변환기를 수용하는 배수형 선박을 포함한다. 조력 에너지 변환 조립체는 제1 단부, 방향성 변환기에 연결된 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블을 더 포함한다. 앵커 케이블은 바다 바닥과 같은 고정 장소에서 앵커를 통해 스레딩될 수도 있다. 조수의 상승, 하강, 및/또는 드래그력은 앵커 케이블의 길이의 변화를 발생하여, 따라서 방향성 변환기 상에 힘을 인가한다. 방향성 변환기는 이 힘을 소비를 위한 전기를 발생하기 위해 발전기에 의해 동력화될 수도 있는 회전 에너지로 변환한다.

Description

조력 에너지 변환 및 발전용 시스템 및 방법

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2016년 4월 4일 출원된 미국 가특허 출원 제62/322,501호, 2015년 12월 30일 출원된 미국 가특허 출원 제62/272,759호, 2015년 12월 1일 출원된 미국 가특허 출원 제62/261,565호, 및 2015년 5월 1일 출원된 미국 가특허 출원 제62/155,538호에 대해 35 U.S.C. 119(e) 하에서 우선권의 이익을 청구하고, 이들 미국 출원의 각각은 본 명세서에 그 전체가 참조로서 합체되어 있다.

발명의 분야

본 발명은 자연 발생력과 같은 재생가능 에너지 소스로부터 전력을 발생하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 조수 작용(tidal action)으로부터 전기 에너지 발생에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 해양 조수 운동으로부터 - 조수 변화의 일정한 및 반복 패턴에 의해 발생되는 해수의 수직 상승 및 하강 및/또는 횡방향 간조(ebb) 및 만조(flow) 중 하나 또는 모두로부터 - 위치 및 운동 에너지를 저장되고 그리고/또는 소비될 수 있는 전기 에너지 또는 전력으로 변환하기 위한 시스템 및 방법을 예시하고 있다. 게다가, 본 개시내용은 본 발명에 따른 조력 에너지(tidal energy) 변환 시스템에 이용될 수 있는 배수형 선박(displacement vessel)을 제조하기 위한 신규한 방법을 설명하고 있다.

2014년-2015년 중에 원유 가격의 상당한 하락에도 불구하고, 화석 연료 가격의 장기간 경향은 지구 석유 및 가스 매장량의 감소에 기인하여 증가할 가망성이 있고, 특히 화석 연료 생산이 줄어들지 않을 우려가 있기 때문에, 대안적인(바람직하게는 재생가능) 에너지 발생 시스템이 전세계의 국가에 있어서 점점 더 중요한 관심 화제가 되고 있다. 그 결과, 계속 증가하는 양의 에너지를 공급하기 위해 태양열, 해수 유동(water flow), 풍력 등과 같은 이러한 재생가능 소스를 이용하는 대안적인 전기 에너지 발생 시스템을 연구하고 개발하는데 상당한 시간, 자원, 및 자금이 투자되고 있다. 증가된 주목을 받고 있는 일 비교적 미개발된 재생가능 에너지 소스는 해양의 일정한 조수, 파도, 및/또는 해류에서 고유적인 잠재적으로 무한 에너지 소스와 같은, 해양 운동으로부터 동력화될 수도 있는 위치 에너지이다.

해양 현상의 작용으로부터 전기 에너지를 발생하기 위한 잠재력은 일반적으로 3개의 소스: 해양 화력(thermal power), 파력(wave power), 및 조력(tidal power)에 있다. 해양 화력 발전은 더 저온의 심층수(deep water)와 태양에 의해 가열되게 되는 더 고온의 표층수(surface water) 사이의 온도의 차이를 이용하는데; 이 온도차는 이어서 전기를 발생하기 위해 열 엔진을 동작하는데 사용된다. 그러나, 해양 화력 발전은 고비용이고, 매우 낮은 열효율을 갖고, 인구 밀집 영역 부근에 위치되면 눈에 거슬릴 수 있는 설비를 필요로 할 수도 있다. 더욱이, 해양 화력 발전은 적절하게 기능하기 위해 큰 온도 구배 또는 차이를 필요로 한다. 해양의 다수의 영역에서, 실제 온도차는 수요에 부합하기 위한 상당한 양의 전기 에너지를 발생하기 위해 충분하지 않다.

파력 발전은 바람이 해수의 자유 수면(free surface)에서 상호작용할 때 해수면 상에서 발생되는 파도를 이용한다. 그러나, 파력 발전은 파장 의존성이 높고, 따라서 단지 큰 파장이 존재하는 해양의 특정 위치에만 적합하다. 파력은 또한 파도 품질이 불규칙하고 예상이 어렵기 때문에 또한 비신뢰적이며, 비신뢰적인 에너지 발생을 유도한다. 해양 화력과 유사하게, 파력은 파력 에너지 발전기가 인구 밀집 영역 부근에 위치되면 소음 또는 시각적 오염을 유발할 수도 있다.

조력 발전 기술은 달의 인력 효과에 기인하는 조수의 해양 또는 유사한 바디(body)의 표면 레벨의 차이를 이용하는 것으로 기대된다. 조수 변화 중에 표면 레벨의 수직 차이는 발전을 위한 전망이 있는 위치 에너지를 표현하고, 비교적 규칙적인 패턴을 따르기 때문에 특히 바람직하다. 에너지 발생을 위한 소스로서 조수 작용을 사용하는 기술은 여전히 비교적 초기 단계에 있다. 일 공지의 조력 에너지 발생 시스템은 조수 변화 중에 해수의 유동을 이용하기 위해 조수 스트림 내에 배치된 대형 터빈을 이용한다. 조수 스트림은 조수의 상승 및 하강에 의해 생성되는 비교적 고속으로 유동하는 바디이고; 터빈은 해수의 수평 유동을 포획하여 이에 의해 전기를 발생하도록 위치설정된다. 고속으로 유동하는 해수는 따라서 터빈을 통해 유도되고, 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 자기 회전자에 부착된 샤프트를 회전시킨다. 이들 터빈은 비교적 고가이고, 또한 이들의 수명에 걸쳐 상당한 유지보수를 필요로 할 수도 있어, 따라서 동작 비용을 증가시킨다.

조력 에너지를 동력화하는 다른 공지의 방법은 둑(barrage)의 사용을 수반한다. 둑은 조수가 상승함에 따라 해수가 댐(dam) 위로 넘치는 대형 댐이다. 범람하는 해수는 터빈을 통해 통과될 수도 있고, 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 자기 회전자에 부착된 샤프트를 회전시킨다. 둑을 사용하는 이 프로세스는 조수 스트림 프로세스와 유사한 단점으로부터 어려움을 겪고, 조수간만이 있는 강(river), 만(bay), 및 하구(estuary)와 같이 댐이 건설될 수도 있는 영역에 제한된다.

다른 공지의 조력 에너지 시스템은 미국 특허 제5,426,332호, 미국 특허 제5,872,406호, 및 미국 특허 출원 공개 제2013/0134714호에 설명된 것과 같은 해수면 위로 멀리 연장하는 수압 및 가동 탱크와 같은 기계류의 제작 및 배치를 필요로 한다. 다른 예로서, 공지의 조력 에너지 시스템은, 미국 특허 제4,288,985호에 설명된 바와 같이, 대형 덕트 시스템이 해수의 유동을 포획할 수도 있도록 충전되어야 하는 육상에서 대형 저장조의 제작을 필요로 할 수도 있다. 이러한 조력 에너지 시스템은 바다 위에 또는 해안 위에 건축되는 대형 구조물을 필요로 하여, 토목 및 토지의 상당한 비용을 필요로 한다.

따라서, 변화하는 조수 작용에 기인하여 해수 레벨이 상승하고 하강함에 따라 그리고/또는 해수가 간조하고 만조함에 따라 조수 작용의 위치 및 운동 에너지를 동력화할 수 있고 후속의 소비를 위해 전력을 생성할 수 있는 효율적이고 비용 효율적인 에너지 변환/발전 시스템에 대한 요구가 존재한다.

신규한 조력 에너지 변환 조립체 및 전기를 발생하기 위한 방법이 본 명세서에 개시된다. 일 양태에서, 본 발명의 조력 에너지 변환 조립체는 조수의 상승 및/또는 하강으로부터 에너지를 포획한다. 특히, 조력 에너지 발생 조립체는 고정 장소(예를 들어, 만 또는 해양 바닥, 육상, 또는 크레인)에 정박되는 부력 배수형 선박을 이용할 수도 있다. 배수형 선박은 조수의 수직 상승/하강에 의해 그리고/또는 고정 장소로부터 거리의 변화에 의해 해제된 에너지를 전력을 생성하기 위해 발전기에 인가된 회전 에너지로 변환하는 결과로서 전력을 발생하기 위한 발전기에 동작식으로 결합된 방향성 변환기에 부착될 수도 있다. 배수형 선박은 해수 내에서 부력을 유지하고, 따라서 조수에 따라 일반적으로 수직으로 상승 또는 하강하고, 그리고/또는 조수 작용 또는 다른 조류 중에 해수의 간조 및 만조에 의해 발생된 드래그력(drag force)에 기인하여 횡방향으로 드리프트하는(drift) 임의의 구조체일 수도 있다. 배수형 선박은 배수형 선박의 수직 이동을 발전기를 동작하고 전력을 생성하는데 사용될 수 있는 회전 이동으로 변환하기 위해 방향성 변환기에 동작식으로 결합되는 적어도 하나의 앵커 케이블에 의해 만 또는 해양 바닥 또는 육지에 정박되거나 속박될 수도 있다.

방향성 변환기는 배수형 선박 상에 수용되거나 배수형 선박으로부터 이격하여 위치될 수도 있다. 동작식 결합의 예로서, 방향성 변환기는 액슬(axle) 상에 고정된 회전가능 드럼을 포함할 수도 있고, 앵커 케이블의 적어도 일부가 드럼 주위에 감긴다. 따라서, 배수형 선박이 들어오는 조수에 따라 상승함에 따라, 앵커 케이블은 풀리기 시작하여, 드럼을 회전하게 하여 방향성 변환기가 배수형 선박의 수직 이동을 기계적 에너지(예를 들어, 회전 운동 에너지)로 변환하게 하고, 이 기계적 에너지는 이어서 전기 에너지를 생성하도록 발전기를 구동한다. 역방향에서, 배수형 선박이 하강 조수에 따라 하강함에 따라, 선택적 고정 프레임이 배수형 선박 위에 위치되고 케이블 또는 다른 부착부로 방향성 변환기에 결합되어 배수형 선박의 하강에 기인하여 반대 방향에서 위치 에너지의 변화를 포획할 수도 있다. 이 고정 프레임은 해수 이동에 관하여 일반적으로 이동불가능하며, 배수형 선박이 조수에 따라 하강함에 따라, 배수형 선박은 프레임에 부착된 케이블을 견인하고, 케이블은 방향성 변환기가 회전하여 에너지를 포획하게 한다.

방향성 변환기는 액슬 또는 스핀들 상에 적어도 하나의 스프로켓, 및 기어박스를 갖는 기어링 기구를 이용할 수도 있다. 기어박스는 입력 분당 회전수(RPM)를 입력 RPM과는 상이한(바람직하게는 더 큰) 출력 RPM으로 변환하여 발전기에 전달된 회전 에너지를 증가시킨다. 이는 예를 들어 서로 또는 체인을 거쳐 결합되는 상이한 반경의 일련의 기어를 사용하여 성취될 수도 있다. 기어링 기구 또는 대안적으로 기어박스는 발전기에 인가된 방향성 변환기의 출력 RPM을 증가시키기 위해 기어 증속 장치를 포함할 수도 있다. 조수에 기인하는 만/해양 바닥과 해수면 사이의 높이의 변화는 비교적 저속으로 발생하기 때문에[예를 들어, 심지어 세계에서 최대 조수 변화를 갖는 펀디만(Bay of Fundy)에서 단지 약 1.8 in/min], 이러한 높이의 차이에 기인하는 드럼, 및 따라서 기어링 기구의 회전은 또한 비교적 저속일 수도 있다. 그러나, 발전기는 기어 증속 장치를 포함하지 않는 비교적 간단한 기어링 기구에 의해 제공될 수 있는 것보다 더 고속의 회전 입력을 요구할 수도 있다. 따라서, 드럼의 더 저속의 RPM은 기어 증속 장치에 의해 더 고속의 RPM으로 변환되어 더 큰 RPM이 발전기에 전달되게 할 수도 있다. 기어 증속 장치는 예를 들어, 체인에 의해 서로 결합된 상이한 반경의 일련의 기어를 포함할 수도 있어, 입력 기어가 더 저속의 RPM을 갖는 더 큰 반경을 갖게 되고 반면에 출력 기어는 더 작은 반경 및 더 고속의 RPM을 갖게 된다.

발전기는 고정 자석(또는 영구 자석) 발전기를 포함할 수도 있다. 고정 자석 발전기는 샤프트에 고정되고 고정 전기자 내에 수용된 영구 자석을 포함한다. 전기자는 영구 자석의 회전시에, 전류가 와이어 내에 유도되도록 영구 자석의 자기장 내에 하나 이상의 금속 와이어/코일을 포함한다. 고정 자석 발전기는 예를 들어, 1000 RPM 미만의 회전 속도와 같은, 더 낮은 회전 속도를 사용하여 전기를 발생하기 위해 적합할 수도 있다. 대안적인 실시예에서, 래크 및 피니언 기구가 조수의 상승 및 하강으로부터 에너지를 포획하는데 사용될 수 있다.

조력 에너지 변환 시스템은 하나 또는 복수의 발전기를 사용하여, 발전을 위한 잠재성을 증가시키기 위해, 배수형 선박 및 방향성 변환기의 복수의 상기 조립체를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 본 발명은 조수 작용으로부터 전기를 발생하는 방법을 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 상승 및 하강 조수 작용에 의해 발생된 수직 운동을 회전 에너지로 변환하는 것 및 전기를 생성하기 위해 발전기를 동작하도록 최종 회전 에너지를 전달하는 것을 수반한다. 조수가 상승 및/또는 하강함에 따라, 해수면과 고정 장소 사이의 수직 거리가 변화할 것이다. 거리의 이 수직 변화는 전기를 발생하기 위해 발전기를 여기하는데 사용되는 회전 에너지로 변환될 수도 있다. 특정 실시예에서, 본 발명의 방법은 조수 작용이 해수면에서의 바디와 바디 아래의 고정 장소 사이의 수직 거리를 변화하게 하는 단계로서, 수직 거리의 변화는 고정 장소 위의 제1 거리로부터 고정 장소 위의 제2 거리까지로 규정되는, 수직 거리를 변화하게 하는 단계; 바디의 수직 거리의 변화를 기계적 에너지로 변환하는 단계; 기계적 에너지를 발전기에 전달하는 단계; 및 기계적 에너지를 사용하여 발전기로 전기를 발생하는 단계를 포함한다. 기계적 에너지는 회전 운동 에너지일 수도 있다.

고정 장소는 만/해양 바닥일 수도 있다. 바디는 발전기에 결합된 방향성 변환기를 수용하는 배수형 선박일 수도 있고, 배수형 선박은 고정 장소로부터 제1 거리에 배치될 수도 있다. 방법은 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 앵커 케이블을 제공하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 제2 단부는 방향성 변환기에 부착되고, 앵커 케이블은 고정 장소에 고정된 앵커로 연장한다. 앵커 케이블은 방향성 변환기와 앵커 사이의 제1 길이를 갖는다. 제2 거리는 제1 거리보다 클 수도 있고, 수직 거리의 변화는 방향성 변환기를 활성화할 수도 있다. 방법은 기계적 에너지의 적어도 일부를 저장 기구로 위치 에너지로서 저장하는 단계; 조수 작용이 배수형 선박과 고정 장소 사이의 수직 거리를 제3 거리로 변화하게 하는 단계로서, 제3 거리는 제2 거리보다 작은, 수직 거리를 제3 거리로 변화하게 하는 단계; 저장 기구로부터 저장된 기계적 에너지를 해제하는 단계; 저장된 기계적 에너지를 발전기에 전달하는 단계; 및 저장된 기계적 에너지로 전기를 발생하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 저장 기구는 스프링일 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 조력 에너지 변환 조립체는 조수의 간조 및 만조 및/또는 조류로부터 드리프트/드래그력을 이용하여 에너지를 발생할 수도 있다. 이 구성에서, 조력 에너지 변환 조립체는 전술된 배수형 선박에 실질적으로 유사한 배수형 선박 및 방향성 변환기를 포함할 수도 있다. 배수형 선박은 일반적으로 본질적으로 전술된 바와 같이 이후에 발전기에 동작식으로 결합되는 방향성 변환기 상의 회전가능 드럼에 동작식으로 결합되는 적어도 하나의 앵커 케이블에 의해 고정 장소에 정박될 수도 있다. 이 경우에, 조수의 간조 및 만조가 배수형 선박을 고정 장소에 대해 횡방향으로 드리프트하게 함에 따라, 앵커 케이블은 앵커 케이블이 풀림에 따라 드럼이 회전하게 하고, 방향성 변환기의 최종 기계적 에너지(예를 들어, 회전 운동 에너지)는 전기 에너지를 생성하기 위해 발전기에 전달된다. 전술된 바와 같이, 조립체는 원한다면, 발전기에 인가된 출력의 속도(또는 RPM)를 증가시키기 위한 기어 증속 장치를 포함할 수도 있다.

따라서, 조수의 간조 및 만조 또는 해양의 다른 조류가 고정 장소에 대해 일반적으로 횡방향으로 배수형 선박을 드리프트하게 함에 따라, 횡방향 드리프트가 앵커 케이블을 위한 상당히 더 큰 진행 길이를 제공하고 이에 의해 더 많은 회전 에너지를 발전기에 전달가능하기 때문에, 전력 발생을 위한 더 큰 잠재성이 존재할 수도 있다. 게다가, 일반적으로 조립체의 대향 측면들 상의 정박된 케이블의 적합한 배치에 의해, 전력 발생은 조립체가 양 방향으로 이동함에 따라(들어오는 및 나가는 조수) 생성될 수도 있는데 - 즉 케이블이 방향성 변환기 상의 상이한 드럼 상에 장착될 수 있어 하나의 케이블이 풀리고 발전기를 동작함에 따라, 다른 케이블은 다음의 조수 사이클을 위해 다시감기게 된다. 물론, 상기 설명의 견지에서, 본 명세서에 설명된 수직 및 횡방향 개념은 전력 발생량을 잠재적으로 최대화하도록 조합될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에서, 드래그력을 포획하도록 구성된 시스템이 설명되고, 배수형 선박은 배수형 선박의 외부면으로부터 연장하는 드래그 패널을 포함한다. 드래그 패널은 드래그력이 조수 작용에 의해 발생되는 간조 및 만조에 기인하여 작용하는(또는 다른 해류에 의해 발생되는 드래그력) 표면적을 증가시킬 수도 있어, 배수형 선박이 해수의 간조 및 만조에 의해 횡방향으로 더 효과적으로 이동되게 한다. 드래그 패널은 1 ft 내지 100 ft인 높이를 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 드래그 패널의 높이는 5 ft일 수도 있지만, 통상의 기술자는 드래그 패널이 부가의 드래그력을 포획하기 위한 임의의 적합한 높이를 가질 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 드래그 패널의 두께는 0.1 인치 내지 24 인치일 수도 있지만, 통상의 기술자는 임의의 적합한 두께가 사용될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 예에서, 드래그 패널은 압출된 금속 시트 패널 또는 다른 내구성 구조체로부터 제조될 수도 있다.

본 발명의 양태에서, 배수형 선박은 예를 들어, 육지와 같은 고정 장소에 위치된 하나 이상의 방향성 변환기에 하나 이상의 앵커 케이블에 의해 결합될 수도 있다. 각각의 방향성 변환기는 앵커 케이블이 그 주위에 감겨 있는 드럼, 드럼에 동작식으로 결합된 기어박스, 및 기어박스에 동작식으로 결합된 발전기를 포함할 수도 있다. 따라서, 배수형 선박은 발전기 어레이에 부착될 수도 있다. 발전기 유사한 전기 출력 정격을 가질 수도 있고 또는 상이한 전기 출력 정격을 가질 수도 있다. 상이한 전기 출력 정격이 사용되면, 각각의 발전기는 예를 들어, 조류의 속도에 기초하여 제어가능하게 결합되거나 결합해제될 수도 있다.

다른 실시예에서, 조력 에너지 발생 조립체는 예를 들어, 육지와 같은 고정 장소에 위치된 방향성 변환기에 앵커 케이블에 의해 회전가능하게 결합된 배수형 선박을 포함할 수도 있다. 해수의 속도 및 방향은 조수 사이클 중에 변동하기 때문에, 배수형 선박은 해수의 유동에 관하여 자체로 배향하도록 회전할 필요가 있을 수도 있다. 이 회전은 배수형 선박에 부착된 일련의 제어 케이블 - "계류삭(bridle)"을 형성함 - 을 사용하여 성취될 수도 있어, 배수형 선박이 해수 유동의 양 방향을 포획할 수도 있게 된다. 제어 케이블은 배수형 선박이 수직축 둘레로 회전하고 따라서 다수의 방향에서 해수의 유동으로부터 드래그력을 포획하게 한다. 부가적으로, 배수형 선박은 배수형 선박 상에 인가된 드래그력의 양을 조정하고, 따라서 발전기에서 발생된 전기량을 조정하기 위해 해수 유동의 방향에 소정 각도로 동작하도록 회전할 수도 있다. 배수형 선박은 해수면에서 또는 부근에서 부유하도록 구성된 하나 이상의 부유 디바이스에 의해 지지된 드래그 패널을 포함한다. 드래그 패널은 편평한 측면보다 더 효과적으로 드래그력을 포획하도록 구성된 하나 이상의 비편평한 측면을 포함할 수도 있다. 예에서, 드래그 패널의 측면은 포물선 형상, 오목 형상, 또는 로프트컷(lofted cut)을 포함할 수도 있다. 상기 설명의 견지에서, 통상의 기술자는 다른 형상이 사용을 위해 적절할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

계류삭 - 또는 일련의 제어 케이블 - 는 임의의 적합한 수의 제어 케이블을 포함할 수도 있고, 각각의 제어 케이블은 연결점에서 배수형 선박에 연결될 수도 있다. 배수형 선박을 따른 예시적인 연결점은 배수형 선박의 단부 또는 측면을 포함할 수도 있다. 운동의 각도로의 잠재적으로 최대 조정가능성을 위해, 드래그 패널이 수직축 및 하나 이상의 수평축 둘레로 회전될 수 있도록 4-점 하네스(harness)가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 여분의 케이블(및 제어 기구)이 시스템의 신뢰성 및/또는 조정가능성을 향상시키기 위해 8-점 하네스를 생성하는데 사용될 수도 있다. 배수형 선박은 또한 예를 들어, 제어 케이블을 감고 그리고/또는 해제하고 배수형 선박의 회전을 실행하기 위해, 액슬에 부착된 모터, 윈치, 또는 드럼 및 스프링과 같은 제어 기구를 수용할 수도 있다.

다른 실시예에서, 방향성 변환기(들) 및 발전기(들)는 해수 내의 고정 장소에 위치될 수도 있다. 고정 장소는 예를 들어, 해수 내에 부유하거나 고정된 바지선(작업 바지선 또는 스퍼드 바지선과 같은)을 포함할 수도 있다. 특히 유용한 실시예에서, 하나 이상의 방향성 변환기가 바지선 상에 장착될 수도 있다. 방향성 변환기(들)는 본 명세서에 설명된 임의의 방향성 변환기를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 앵커 케이블이 방향성 변환기(들)로부터, 해수 내로 앵커 케이블을 유도하기 위해 피벗 프레임을 통해, 그리고 해수 내의 배수형 선박으로 외부로 연장할 수도 있다. 앵커 케이블은 동작 중에 배수형 선박으로부터 앵커 케이블 상에 인가된 힘에 관한 데이터를 조작자에 기록/전송하기 위한 장력계를 더 포함할 수도 있다. 배수형 선박은 본 명세서에 설명된 임의의 배수형 선박을 포함할 수도 있고, 조수 작용에 기인하는 해수의 상승/하강 또는 조수 작용에 기인하는 해수 유동 또는 다른 조류로부터 드래그력으로부터 에너지를 포획하도록 구성될 수도 있다. 바지선은 예를 들어 역전 모터 또는 윈치와 같은 수력을 필요로 할 수도 있는 방향성 변환기의 임의의 구성요소에 동력을 제공하기 위한 수력 기구를 더 포함할 수도 있다.

다른 양태에서, 본 발명에 따른 방법은 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조에 의해 발생된 횡방향 운동을 에너지로 변환하는 것을 수반한다. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조는 만/해양 내의 바디가 횡방향으로 드리프트하게 하고 고정 장소에서 고정된 장소에 관하여 그 위치를 변화하게 한다. 전술된 원리에 따르면, 이 횡방향 거리의 변화는 전기를 발생하기 위해 발전기를 여기하는데 사용되는 회전 에너지로 변환될 수도 있다. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조로부터 전기를 생성하기 위한 이 방법은 조수 작용이 해수 내에 부유하는 바디와 바디 아래의 고정 장소 사이의 횡방향 거리를 변화하게 하는 단계; 바디의 횡방향 거리의 변화를 기계적 에너지로 변환하는 단계; 기계적 에너지를 발전기에 전달하는 단계; 및 기계적 에너지를 사용하여 발전기로 전기를 발생하는 단계를 포함할 수도 있다. 기계적 에너지는 회전 운동 에너지일 수도 있다. 고정 장소는 만/해양 바닥일 수도 있다. 바디는 발전기에 결합된 방향성 변환기를 수용하는 배수형 선박일 수도 있고, 배수형 선박은 고정 장소 위에 직접 배치될 수도 있다. 방법은 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 앵커 케이블을 제공하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 제2 단부는 상기 방향성 변환기에 부착되고, 앵커 케이블은 상기 고정 장소에 고정된 앵커로 연장한다. 앵커 케이블은 상기 방향성 변환기와 상기 앵커 사이의 제1 길이를 가질 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 조력 에너지 발생 조립체는 배수형 선박의 드래그 패널 내에 장착된 터빈 및 배수형 선박 상에 장착된 방향성 변환기를 포함할 수도 있다. 배수형 선박은 예를 들어, 앵커 케이블에 결합된 제어 케이블에 의해, 육지 또는 스퍼드 바지선과 같은 고정 장소에 연결될 수도 있다. 하나 이상의 다시감기 조립체가 고정 장소에 수용되어 앵커 케이블의 감김을 제어하고 고정 장소로부터 배수형 선박의 거리를 변경(즉, 증가 또는 감소)할 수도 있다. 배수형 선박은 배수형 선박으로부터 고정 장소로 연장하여 배수형 선박으로/으로부터 전력을 전송하는 전력 케이블을 또한 포함할 수도 있다. 각각의 제어 케이블은 배수형 선박 내에 수용되거나 위에 장착될 수도 있는 각각의 제어 기구에 결합될 수도 있다. 제어 기구는 해수 내의 배수형 선박의 조향을 실행하기 위해 각각의 제어 케이블의 감김/풀림을 독립적으로 제어할 수도 있다. 제어 기구는 예를 들어, 배수형 선박의 요(yaw), 피치(pitch) 및/또는 구름(roll)을 조정함으로써, 해류/조류에 관한 배수형 선박의 배향을 조정하기 위해 이들의 각각의 제어 케이블을 감고/풀 수도 있다. 예를 들어, 배수형 선박의 요는 해수 내에서 시계방향으로 배수형 선박을 회전하기 위해 제어 케이블을 사용하여 조정될 수도 있다.

제어 기구는 또한 발생된 전기의 양을 제어하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 해수 유동의 방향으로부터 이격하는 각도로 배수형 선박을 회전시킴으로써, 적은 드래그력이 드래그 패널(및 터빈) 상에 인가될 수도 있고, 따라서 발전기에 의해 발생된 전기의 양을 감소시킨다.

상기 및 다른 목적 및 장점은 유사한 도면 부호가 전체에 걸쳐 유사한 부분을 나타내고 있는 첨부 도면과 함께, 이하의 상세한 설명의 고려시에 명백해질 것이다. 본 명세서에서 특정 도면 부호는 유사한 구조체 사이의 더 양호한 대응성을 제공하기 위해 우선권 가출원으로부터 변경되어 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 개시내용의 구현예에 따른 조력 에너지 변환 조립체의 단면도를 도시하고 있다.
도 1b는 조수가 상승된 후에 조력 에너지 변환 조립체를 도시하고 있다.
도 1c는 조력 에너지 변환 조립체의 방향성 변환기의 확대도를 도시하고 있다.
도 1d는 래크 및 피니언 기구를 갖는 방향성 변환기의 대안적인 실시예의 확대도를 도시하고 있다.
도 1e는 조수의 상승 및 하강으로부터 에너지를 포획하기 위한 래크 및 피니언 기구의 일반적인 구현예를 도시하고 있다.
도 2는 원통형 배수형 선박을 갖는 조력 에너지 변환 조립체를 도시하고 있다.
도 3은 다수의 조력 에너지 변환 조립체의 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 다수의 챔버를 갖는 배수형 선박을 갖는 조력 에너지 변환 조립체를 도시하고 있다.
도 5a 내지 도 5c는 드래그 에너지 변환기를 포함하는 방향성 변환기를 갖는 조력 에너지 변환 조립체를 도시하고 있다.
도 5d는 드래그 에너지 변환기를 포함하는 방향성 변환기의 확대도를 도시하고 있다.
도 6a는 드래그 에너지 변환기를 포함하는 방향성 변환기를 도시하고 있다.
도 6b는 배수형 선박 프레임을 도시하고 있다.
도 6c는 외피를 갖는 배수형 선박을 도시하고 있다.
도 7은 자체로 드래그 패널인 배수형 선박을 도시하고 있다.
도 8은 육상의 방향성 변환기 및 발전기의 어레이를 갖는 배수형 선박을 도시하고 있다.
도 9는 육상의 방향성 변환기 및 발전기의 어레이 및 풀리를 갖는 배수형 선박을 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 다른 양태에 따른, 배수형 선박의 저면도를 도시하고 있다.
도 11a는 도 10에 관하여 설명된 양태에 따른, 배수형 선박의 등각 정면도를 도시하고 있다.
도 11b는 도 10에 관하여 설명된 양태에 따른, 회전 전에 배수형 선박의 저면도를 도시하고 있다.
도 11c는 도 10에 관하여 설명된 양태에 따른, 회전 중에 배수형 선박의 저면도를 도시하고 있다.
도 11d는 도 10에 관하여 설명된 양태에 따른, 회전 후에 배수형 선박의 저면도를 도시하고 있다.
도 11e는 도 10에 관하여 설명된 양태에 따른, 배수형 선박의 측면도를 도시하고 있다.
도 12a는 배수형 선박의 후면도를 도시하고 있다.
도 12b는 배수형 선박의 평면도를 도시하고 있다.
도 12c는 배수형 선박의 측면도를 도시하고 있다.
도 13a 및 도 13b는 포물선 형상을 갖는 드래그 패널을 갖는 배수형 선박의 렌더링을 도시하고 있다.
도 14a 및 도 14b는 대안적인 표면 형상을 갖는 드래그 패널을 갖는 배수형 선박의 렌더링을 도시하고 있다.
도 15a는 바지선(barge) 위에 위치된 방향성 변환기를 포함하는 조력 에너지 발생 시스템을 위한 레이아웃의 평면도를 도시하고 있다.
도 15b는 바지선 위에 위치된 방향성 변환기를 포함하는 조력 에너지 발생 시스템을 위한 레이아웃의 측면도를 도시하고 있다.
도 15c는 바지선 위에 위치된 방향성 변환기를 포함하는 조력 에너지 발생 시스템을 위한 레이아웃의 측면도를 도시하고 있다.
도 16a 및 도 16b는 크레인의 기부에 위치된 방향성 변환기를 포함하는 크레인 시스템의 렌더링을 도시하고 있다.
도 17은 방향성 변환기에 결합된 터빈을 포함하는 조력 에너지 발생 조립체를 도시하고 있다.
도 18은 방향성 변환기 및 드래그 패널 내에 장착된 터빈을 포함하는 조력 에너지 발생 조립체를 도시하고 있다.
도 19는 배수형 선박의 저부에 직접 장착된 터빈을 포함하는 조력 에너지 발생 조립체를 도시하고 있다.
도 20a는 예시적인 배수형 선박의 등각도를 도시하고 있다.
도 20b는 예시적인 배수형 선박의 측면도를 도시하고 있다.
도 21a는 강 조류를 포획하도록 구성된 조력 에너지 발생 시스템을 도시하고 있다.
도 21b는 강 조류를 포획하도록 구성된 조력 에너지 발생 시스템을 도시하고 있다.
도 22는 해수 유동의 2개의 방향에서 드래그를 포획하도록 구성된 조력 에너지 발생 시스템을 도시하고 있다.
도 23a는 회전가능 드래그 패널을 갖는 배수형 선박을 도시하고 있다.
도 23b는 다수의 회전가능 드래그 패널을 갖는 배수형 선박을 도시하고 있다.

본 명세서에 설명된 시스템, 디바이스, 조립체, 및 방법의 전체 이해를 제공하기 위해, 특정 예시적인 실시예가 설명될 것이다. 명료화 및 예시를 위해, 이들 시스템 및 방법은 전기 에너지를 발생하기 위한 조력 에너지 변환 조립체에 관하여 설명될 것이다. 본 명세서에 설명된 시스템, 디바이스 및 방법은 적절한 바와 같이 개조되거나 수정될 수도 있고, 이들 시스템, 디바이스 및 방법은 다른 유형의 에너지 변환 디바이스를 위한 것과 같은 다른 적합한 용례에서 채용될 수도 있고, 다른 이러한 추가 및 수정은 본 발명 및 그 청구범위의 범주로부터 벗어나지 않을 것이라는 것이 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 조력 전기 에너지 발생 조립체는 에너지를 발생하기 위해 조수 작용의 수직 상승/하강, 및/또는 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 의해 발생되는 드래그력에 기인하는 횡방향 드리프트를 이용한다. 본 발명의 일 기본적인 개념에 따르면, 조력 에너지 변환 조립체는, 상승 및 하강 조수에 따라 상향으로 그리고 하향으로 부유하도록, 예를 들어 만/해양 바닥(때때로 일반적으로 해저라 칭함), 크레인 상에, 또는 해안 상에, 또는 바다 바닥에 고정된 바지선, 플랫폼, 또는 부두(pier) 상에 있을 수도 있는 고정 장소에 앵커 케이블(anchor cable)에 의해 고정되거나 속박된다. 일반적으로, 조력 에너지 변환 조립체는 배수형 선박을 고정 장소에 연결하는 적어도 하나의 앵커 케이블을 포함하고, 앵커 케이블은 고정 장소에 고정될 수도 있다. 고정 장소에 대한 조수 작용으로부터 발생하는 조립체의 이동은 앵커 케이블이 조립체 상에 힘을 인가하게 하는데, 이 힘은 변환 기구를 통해 기계적 에너지로 변환될 수도 있고, 이 변환 기구는 이어서 기계적 에너지를 저장 및/또는 소비를 위한 전기를 생성하는 발전기로 전달한다. 도 17 내지 도 19에서 후술되는 바를 제외하고는, 조력 에너지 발생 시스템은 터빈을 포함하지 않는다. 본 발명의 다른 양태에서, 조력 에너지 발생 조립체는 주로 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 기인하는 고정 장소에 대한 조립체의 횡방향 이동, 또는 드리프트의 결과로서 전기 에너지를 발생한다. 전력의 발생을 증가시키기 위해, 본 발명의 조력 에너지 변환 시스템은 본 명세서에 설명된 바와 같은 복수의 조력 에너지 변환 조립체를 포함할 수도 있다.

배수형 선박은 예를 들어, 만/해양 바닥 또는 만/해양 바닥으로부터 상승된 고정된 바지선 또는 플랫폼(더 상세히 후술됨), 또는 해안 상에, 또는 크레인 상에와 같은, 고정 장소 위로 또는 이격되어 소정 거리 부유하는 것이 가능하여, 조수가 상승하고 하강함에 따라 배수형 선박이 고정 장소로의 그 거리를 변경하게 하거나 또는 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 의해 횡방향으로 드래그되는 것이 가능한(또는 양자 모두) 구조체이다. 배수형 선박 또는 바지선의 높이, 폭, 및 길이의 예시적인, 그러나 비한정적인 치수는 1 m 내지 100 m의 범위일 수도 있고, 체적은 1 m³ 내지 1,000,000 m³의 범위이다. 배수형 선박은 폴리머(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 콘크리트, 시멘트, 파이버글래스, 경석(pumice), 강, 비정질 금속 합금, 또는 다른 적합한 재료와 같은 재료를 사용하여 제조될 수도 있다. 적어도 하나의 앵커 케이블이 배수형 선박을 고정 장소에 연결한다. 앵커 케이블은 또한 배수형 선박에 의해 지지된 방향성 변환기에 동작식으로 연결된다. 조수의 수직 상승 및 하강, 및/또는 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 의해 발생되는 드래그력에 기인하는 횡방향 드리프트는 배수형 선박이 고정 장소에 대해 이동하게 하고, 따라서 배수형 선박과 고정 장소 사이의 앵커 케이블의 길이를 변경한다. 고정 장소에 대한 배수형 선박의 위치의 이러한 이동은 앵커 케이블이 방향성 변환기 상에 힘을 인가하게 하고 그 힘을 전기 에너지를 생성하기 위한 발전기에 전달하게 한다.

배수형 선박은 예를 들어, 바다 바닥, 육지, 또는 잠수된 또는 고정된 플랫폼과 같은 고정 장소에 적어도 하나의 앵커 케이블에 의해 정박될 수도 있다. 각각의 앵커 케이블은 배수형 선박을 고정하기 위해 동일한 또는 상이한 고정 장소에서 동일한 또는 상이한 앵커에 부착될 수도 있다. 앵커 케이블은 배수형 선박을 고정하고 바다 환경에 견디기 위해 편조강(braided steel), 복합재료, 파이버, 나일론, 비정질 금속 합금, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수도 있다. 각각의 앵커 케이블은 0.1 인치 내지 8 인치의 범위의 직경을 가질 수도 있고, 앵커 케이블은 각각 50 ft 내지 150,000 ft의 범위의 길이를 가질 수도 있다. 통상의 기술자는 앵커 케이블의 직경이 앵커 케이블 상에서 축방향으로 견인하는 배수형 선박의 힘을 견디기에 충분히 커야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 단일의 앵커 케이블이 배수형 선박을 정박하는데 사용되면, 조수의 상승 및 하강에 따라 배수형 선박이 수직으로 이동하거나 조수 작용의 간조 및 만조로부터 수평으로 이동하는 배수형 선박의 견인력을 견디도록 요구될 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 통상의 기술자는 이러한 앵커 케이블을 위해 요구되는 적절한 길이 및 직경을 인식할 수 있을 것이다.

잠수된 또는 고정된 부유 플랫폼이 고정 장소로서 사용되는 경우에, 플랫폼은 고정된 거리 또는 고도만큼 만/해양 바닥 위로 상승되어 있는 실질적으로 중실 구조체 또는 프레임을 포함할 수도 있다. 플랫폼은 예를 들어, 해저에 고정되어 있는 트러스(truss) 구조체에 의해 또는 전술된 앵커 케이블에 유사한 하나 이상의 앵커 케이블에 의해 상승될 수도 있다. 플랫폼이 하나 이상의 앵커 케이블에 의해 만/해양 바닥에 연결되어 있으면, 플랫폼은 플랫폼이 만/해양 바닥 위로 부유하게 하는 부력을 제공하기 위한 하나 이상의 부양 챔버를 더 포함할 수도 있다. 이들 챔버는 도 4에 관하여 후술되는 챔버에 실질적으로 유사할 수도 있다.

배수형 선박은 적어도 하나의 앵커 케이블 및 발전기에 동작식으로 결합된 방향성 변환기를 수용하고, 지지하거나, 그에 부착된다. 본 명세서에 사용될 때, 방향성 변환기는 일 방향에서의 운동 또는 힘을 다른 방향에서의 운동 또는 힘으로 변환하는 디바이스이다. 예를 들어, 방향성 변환기는 예를 들어, 드럼을 사용하여, 부재의 일반적으로 선형(예를 들어, 수직) 운동을 액슬(axle)의 회전 운동으로 변환할 수도 있다. 방향성 변환기는 예를 들어, 앵커 케이블을 권취인입하기(reel in) 위한 회전 동력을 제공하기 위해 드럼에 결합된 유압 모터와 같은, 유압 액추에이터를 포함할 수도 있다. 방향성 변환기는 적어도 하나의 앵커 케이블에 연결된 구동 케이블 및 구동 케이블과 발전기를 결합하는 구동 기어를 포함할 수도 있다. 상승/하강 조수에 의한 배수형 선박의 수직 상승/하강시에, 고정 장소에 대한 배수형 선박의 위치의 변화는 앵커 케이블이 방향성 변환기 상에 힘을 인가하게 하고(예로서 방향성 변환기 상의 드럼 주위에 감겨 있는 케이블 또는 래크 및 피니언 기어 장치에 의해), 이 방향성 변환기는 이어서, 힘 또는 운동을 예를 들어 전력을 생성하기 위해 이후에 발전기에 전달되는 회전력으로 변환한다. 래크 및 피니언 또는 유사한 기구를 갖는 실시예에서, 에너지는 조수의 상승 및 하강에 따라 생성될 수 있다.

비한정적인 예로서, 발전기는 고정 자석(또는 영구 자석) 발전기일 수도 있다. 고정 자석 발전기는 샤프트에 고정된 영구 자석을 포함하고, 영구 자석의 회전은 발전기 내의 고정 전기자(armature)에 전류를 유도한다. 전기자는 자석의 회전이 와이어 내에 전류를 유도하고 따라서 전력을 발생하도록 영구 자석의 자기장 내에 하나 이상의 금속 와이어/코일을 포함한다. 발생된 전력은 저장 설비에 또는 소비를 위해 소비자에게 직접 전송될 수도 있다. 고정 자석 발전기는 예를 들어, 1000 RPM 미만의 회전 속도와 같은, 액슬의 더 낮은 회전 속도를 사용하여 전력을 발생하기 위해 적합할 수도 있다. 고정 자석 발전기는 전통적인 전기 발전기보다 더 낮은 회전 속도에서 전력을 생성할 수도 있기 때문에, 직접 구동 접근법이 방향성 변환기를 발전기에 동작식으로 결합하는데 사용될 수도 있다. 직접 구동 접근법은 예를 들어, 방향성 변환기의 RPM을 발전기를 위한 상이한 RPM 입력으로 변환하기 위한 기어링 기구 또는 기어박스의 사용 없이, 방향성 변환기를 체인을 거쳐 발전기에 직접 결합하는 것을 수반한다. 일 예에서, 드럼이 그 위에 고정되어 있는 액슬은 고정 자석 발전기의 액슬 상의 기어에 체인에 의해 동작식으로 결합되어 있는 기어를 포함할 수도 있다. 드럼이 회전하여, 따라서 그 위에 드럼이 고정되어 있는 액슬이 또한 회전하게 됨에 따라, 체인은 고정 자석 발전기의 액슬에 직접 회전 동력을 전달하여, 영구 자석이 회전하게 하고 전기자 내에 전류를 유도하여 저장 또는 소비를 위한 전력을 생성할 것이다. 고정 자석 발전기는 1 kW 내지 1 MW 또는 그 초과의 범위의 출력을 가질 수도 있지만(더 잠재적으로 실용적인 실시예로서, 5 내지 6 MW 발전기가 사용될 수 있음), 통상의 기술자는 임의의 적합한 발전기가 조수의 상승 및 하강 및/또는 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조를 전력으로 변환하는데 사용될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 본 발명과 함께 사용될 수도 있는 예시적인 발전기는 125 RPM에서 15 kW로 정격된 Ginlong Technologies GL-PMG-15K 발전기이다. 특히 실용적인 실시예에서, 100 kW 발전기가 본 명세서에 설명된 발전기에 추가하여 또는 대안적으로 본 발명과 함께 사용될 수도 있다. 본 발명의 범주 내에 있는 다른 예시적인 발전기가 [Generators, a 2014 GE Power Conversion Product Catalogue]에 설명되어 있다.

배수형 선박은 방향성 변환기로서 드래그 에너지 변환기를 더 포함할 수도 있고, 여기서 드래그 에너지 변환기는 적어도 하나의 앵커 케이블 또는 구동 케이블에 의해 결합되고 발전기에 결합되는 것이 가능하다. 조수가 변화할 때, 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 기인하는 조류는 초기 시작점에 관하여 횡방향으로 배수형 선박을 드래그할 수도 있다(뿐만 아니라 조수에 따라 상승 또는 하강함). 바람 또는 해수 내의 온도차에 의해 발생되는 것들과 같은 다른 해류가 또한 배수형 선박의 횡방향 드래그에 기여할 수도 있다. 일 실시예에서, 드래그 에너지 변환기는 기어링 기구에 의해 발전기에 연결되어 있는 스핀들 또는 회전가능 드럼을 포함할 수도 있고, 여기서 적어도 하나의 앵커 케이블이 드럼에 감겨 있다. 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 의해 발생된 해류가 초기 시작점으로부터 횡방향으로 배수형 선박을 드래그함에 따라, 배수형 선박의 횡방향 이동은 앵커 케이블이 드럼 상에 장력을 인가하게 할 것이고, 드럼은 회전할 것이다. 드럼이 회전함에 따라, 드럼의 회전 운동 에너지는 기어링 기구를 거쳐 발전기로 전달되어, 회전 운동 에너지가 원하는 바에 따라 소비되거나 저장될 전기 에너지로 변환될 수도 있게 된다. 조수가 재차 변화하고 배수형 선박이 고정 장소에 관하여 (일반적으로 대향하는) 상이한 방향으로 횡방향으로 이동함에 따라, 앵커 케이블 상의 임의의 처짐(slack)이 임의의 통상의 기구에 의해, 예를 들어 모터 또는 스프링에 의해 드럼 내로 재차 감겨질 수도 있다.

다른 실시예에서, 방향성 변환기는 전기를 발생하기 위해 다수의 방향에서의 횡방향 운동을 이용하기 위한 복수의 드럼 및 복수의 케이블을 포함할 수도 있다(더 후술됨). 예를 들어, 2개의 드럼 - 적어도 하나의 앵커 케이블에 각각 부착됨 - 은 배수형 선박 상에 또는 해안의 상이한 지점에 또는 양자의 혼합에 배치될 수도 있어, 배수형 선박이 제1 방향에서 횡방향으로 이동함에 따라, 제1 앵커 케이블이 제1 드럼으로부터 풀어져서 제1 드럼을 회전하게 한다. 이 제1 드럼의 회전은 배수형 선박이 제1 횡방향으로 이동함에 따라 발전기에 전달되어 전기를 발생한다. 제1 횡방향으로 이동할 때, 제2 앵커 케이블은 처짐을 얻을 수도 있다. 방향성 변환기는 제2 앵커 케이블을 제2 드럼 주위에 재차 권취하기 위한 제어 기구(예를 들어, 스프링 또는 모터)를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 2개의 드럼은, 제1 드럼 상의 케이블이 풀림에 따라 제2 케이블이 그 드럼 상에 자동으로 다시감겨 따라서 배수형 선박이 다른/반대 방향으로 이동함에 따라 풀어질 준비가 될 수도 있도록 동작식으로 결합될 수도 있다.

배수형 선박이 제2 방향으로 횡방향으로 이동함에 따라, 제2 앵커 케이블은 제1 앵커 케이블이 제어 기구에 의해 제1 드럼 내로 재차 권취됨에 따라 제2 드럼으로부터 풀려 제2 드럼을 회전하게 할 수도 있다. 제2 드럼의 회전은 배수형 선박이 제2 횡방향으로 이동함에 따라 전기를 발생하는 발전기에 전달된다. 제2 앵커 케이블은 배수형 선박이 재차 제1 방향으로 이동할 때 제2 드럼 내로 재차 권취될 수도 있다. 따라서, 전력이 일반적인 진행의 방향의 모두 중에 발생될 수 있다. 이들 개념에 따르면, 배수형 선박이 다른 방향에서 횡방향으로 이동하면 다른 드럼이 에너지를 포획하는데 이용될 수도 있다.

배수형 선박은 배수형 선박의 외부면으로부터 연장하는 드래그 패널을 더 포함할 수도 있다. 드래그 패널은 드래그력이 조수 작용에 의해 발생되는 해수의 간조 및 만조에 기인하여 작용하는(또는 다른 해류에 의해 발생되는 드래그력) 표면적을 증가시킬 수도 있어, 배수형 선박이 해수의 간조 및 만조에 의해 횡방향으로 더 효과적으로 이동되게 한다. 드래그 패널은 배수형 선박의 외부면으로부터 일반적으로 하향으로 연장할 수도 있다. 드래그 패널은 1 ft 내지 100 ft인 높이를 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 드래그 패널의 높이는 5 ft일 수도 있지만, 통상의 기술자는 드래그 패널이 부가의 드래그력을 포획하기 위한 임의의 적합한 높이를 가질 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 드래그 패널의 두께는 0.1 인치 내지 24 인치일 수도 있지만, 통상의 기술자는 임의의 적합한 두께가 사용될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 드래그 패널은 배수형 선박의 것과 실질적으로 유사한 폭을 가질 수도 있고, 또는 드래그 패널은 배수형 선박의 폭보다 좁을 수도 있다. 드래그 패널은 배수형 선박에 관하여 전술된 것들과 같은 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수도 있다. 드래그 패널은 편평한 형상을 가질 수도 있고, 또는 드래그력을 포획하도록 구성된 하나 이상의 비편평한 측면을 포함할 수도 있다. 예에서, 드래그 패널의 측면은 포물선 형상, 오목 형상, 또는 로프트컷(lofted cut)을 포함할 수도 있다.

일반적으로, 드래그 패널은 조수 작용 및/또는 다른 해류의 간조 및 만조로부터의 드래그력을 견디는데 적합한 하나 이상의 재료로 제조될 수도 있다. 예에서, 드래그 패널은 압출된 금속 시트 또는 패널로부터 제조될 수도 있다.

배수형 선박은 제어 기구가 배수형 선박으로부터 드래그 패널을 전개하고 퇴피할 수도 있도록 하는 제어 기구를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 드래그 패널은 제1 위치에서 배수형 선박 내에 격납될 수도 있다. 제어 기구는 강한 해류 조건이 존재할 때의 시간과 같은, 지정된 시간에 드래그 패널을 제2 위치로 제어가능하게 전개할 수도 있다. 드래그 패널이 요구되지 않으면, 제어 기구는 드래그 패널을 배수형 선박 내로 재차 퇴피할 수도 있다. 제어 기구는 배수형 선박에 의해 발생된 에너지에 의해 구동될 수도 있는 유압 또는 전기 모터를 포함할 수도 있다.

배수형 선박은 드래그 패널의 표면적을 제어하기 위한 제어 기구를 더 포함할 수도 있다. 드래그 패널은 배수형 선박 상에 원하는 드래그력을 조정하도록 제어가능하게 개방 또는 폐쇄될 수도 있다. 이러한 윈도우는 드래그 패널 내에 하나 이상의 개구를 절개하고, 상기 윈도우를 활주식으로 폐쇄할 수 있는 상기 윈도우에 평행한 제2 패널을 체결함으로써 제조될 수도 있다. 예를 들어, 유압 램이 조류가 그 위에 작용하는 표면적을 변화하기 위해 드래그 패널 내의 윈도우(또는 관통 구멍)를 개방 및 폐쇄할 수도 있다. 활성화시에, 유압 램은 드래그 패널의 표면적을 증가시키고 따라서 배수형 선박에 의해 경험되는 드래그를 증가시키기 위해 드래그 패널 내의 윈도우 또는 관통 구멍 위에서 플레이트를 병진이동할 수도 있다. 부가적으로, 유압 램은 드래그 패널의 표면적을 감소시키고 따라서 배수형 선박에 의해 경험되는 드래그를 감소시키기 위해 드래그 패널 내의 윈도우 또는 관통 구멍으로부터 플레이트를 퇴피할 수도 있다.

배수형 선박은 배수형 선박이 해수 내의 그 동작 깊이를 제어가능하게 변화하여, 해수 내에 위치된 보트 또는 다른 디바이스의 용골(keel), 프로펠러, 및 키(rudder)와 같은 해수 내의 물체를 회피하기 위해 "안전한" 깊이에서 동작할 수도 있게 하는 깊이 제어 기구를 더 포함할 수도 있다. 일 예에서, 깊이 제어 기구는 배수형 선박 내에 하나 이상의 밸러스트 탱크(ballast tank)를 포함할 수도 있다. 밸러스트 탱크는 배수형 선박이 그 깊이를 증가시킬 필요가 있을 때 해수로 충전될 수도 있다. 그 깊이 또는 표면을 감소시키기 위해, 밸러스트 탱크는 예를 들어 펌프를 사용하여 물을 방출하거나 펌핑배출할 수도 있다. 다른 예에서, 깊이 제어 기구는 만/해양 바닥을 향해 또는 해수면을 향해 배수형 선박을 조향하거나 피치하기 위한 하나 이상의 수평 또는 수직 평면을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 평면은 예를 들어, 배수형 선박의 측면 패널과 같은, 배수형 선박 상의 임의의 적합한 장소에 부착될 수도 있다. 수평 평면은 배수형 선박이 해수를 통해 이동함에 따라 배수형 선박의 피치각을 변경하고 그 깊이를 증가시키거나 감소시키기 위해, 배수형 선박에 연결되는 동안 축 둘레로 회전될 수도 있다. 깊이 제어 기구는 배수형 선박이 지정된 시간에 제어가능하게 잠수하고 이후의 시간에 다시 수면에 떠오르게 할 수도 있다. 배수형 선박을 위한 성취된 깊이는 해수면으로부터 표면 아래에 100 피트 초과로 다양할 수도 있다.

조력 에너지 발생 조립체는 회전가능한 배수형 선박을 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 배수형 선박은 고정 장소에 위치된 방향성 변환기에 앵커 케이블에 의해 결합된다. 해수의 속도 및 방향은 조수 사이클 중에 변하기 때문에, 배수형 선박은 배수형 선박에 의해 포획된 해수의 힘을 최대화하거나 또는 지배적인 조류 조건에 따라 드래그 패널에 의해 포획된 힘의 양을 다른 방식으로 제어하기 위해, 해수의 유동에 관하여 자체로 배향하도록 회전될 수도 있다.

이 회전은 배수형 선박의 측면에 부착된 제어 케이블 - "계류삭"을 형성함 - 을 사용하여 성취될 수도 있어, 제어 케이블(들)의 길이의 단축 또는 해제가 배수형 선박을 선회하고, 회전하게 하거나, 또는 다른 방식으로 해수 유동에 대한 드래그 패널의 각도를 변경하게 한다. 제어 케이블은 배수형 선박을 앵커 케이블에 연결하기 위해 임의의 적합한 수의 연결점을 사용하여 배수형 선박의 단부 또는 측면에서 부착될 수도 있다. 더 상세히 후술되는 예에서, 배수형 선박은 4개의 개별 제어 케이블에 대응하는 4개의 연결점을 포함하고, 연결점은 일반적으로 배수형 선박의 코너에 위치될 수도 있다. 더 상세히 후술되는 다른 예에서, 배수형 선박은 배수형 선박이 일반적으로 배수형 선박의 코너에서 연결된 8개의 제어 케이블을 가질 수도 있도록 과잉중복의 제어 케이블(그리고, 원한다면 과잉중복의 제어 기구)을 포함할 수도 있다. 제어 케이블은 예를 들어, 제어 케이블의 길이를 독립적으로, 또는 협동적으로 제어하도록(즉, 조정하도록) 구성된 모터 또는 윈치와 같은 제어 기구에 의해 배수형 선박에 부착될 수도 있다. 제어 기구는 배수형 선박 내에 또는 위에 장착될 수도 있다. 상기로부터의 예를 계속하면, 4개의 제어 기구가 4개의 제어 케이블을 독립적으로 제어하기 위해 4개의 연결점의 각각에서 배수형 선박 상에 장착될 수도 있다. 제어 기구는 제어 케이블을 신장하거나 단축할 수도 있어, 용기의 회전을 유발하고 이에 의해 제어 케이블에 부착된 배수형 선박의 단부와 앵커 케이블 사이의 거리를 감소시키거나 증가시킨다. 다른 실시예에서, 배수형 선박은 케이블이 파괴되거나 제어 기구가 오기능하는 경우에 동작성을 보장하기 위해 과잉중복의 제어 기구에 연결된 과잉중복의 케이블을 포함할 수도 있다.

계류삭 - 또는 일련의 제어 케이블 - 는 임의의 적합한 수의 제어 케이블을 포함할 수도 있고, 각각의 제어 케이블은 연결점에서 배수형 선박에 연결될 수도 있다. 배수형 선박을 따른 예시적인 연결점은 배수형 선박의 단부, 코너, 또는 측면을 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 제어 기구는 연결점에서 배수형 선박에 부착될 수도 있고, 각각의 제어 기구는 배수형 선박을 개별 제어 케이블에 연결할 수도 있다. 각각의 제어 기구는 그 각각의 제어 케이블을 독립적으로 단축하거나 신장할(감김 또는 풀림) 수도 있기 때문에, 계류삭은 해수 내의 배수형 선박의 배향을 제어할 수도 있다. 특히, 계류삭은 예를 들어, 요(yaw), 피치, 및/또는 구름(roll)과 같은 해수/해류 유동에 관한 배수형 선박의 공격의 각도를 변경하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 배수형 선박의 피치는 배수형 선박이 이미 잠수되어 있으면 해수 내로 더 깊게 잠수하거나 잠기게 하기 위해 하향 방향으로 배수형 선박을 지향시키도록 변경될 수도 있다. 배수형 선박을 하향으로 지향하는 방법의 예로서, 일반적으로 배수형 선박의 상부에 위치된 하나 이상의 제어 기구가 제어 케이블을 감을 수도 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 일반적으로 배수형 선박의 저부에 위치된 하나 이상의 제어 기구는 배수형 선박의 피치의 변화를 실행하기 위해 제어 케이블을 풀 수도 있다. 유사한 프로세스가 배수형 선박을 부상시키거나 해수 내의 그 깊이를 감소시키기 위해 배수형 선박을 상향으로 회전하는데 사용될 수도 있다.

선택적으로, 배수형 선박은 배수형 선박에 결합되고 그로부터 이격하여 연장하는 적어도 하나의 아암을 더 포함할 수도 있다. 아암(들)은 전술된 바와 같이, 배수형 선박으로부터 앵커 케이블로 연장하는 제어 케이블을 수용하여 보호하는데 사용될 수도 있다. 아암 내의 제어 케이블이 신장하거나 단축하여, 이에 의해 배수형 선박을 회전함에 따라, 아암은 피벗하고 배수형 선박으로부터 그가 연장하는 각도를 변경할 수도 있어, 이에 의해 제어 케이블(들)이 신장하거나 단축함에 따라 배수형 선박의 회전과 간섭하지 않는다. 아암은 따라서 간섭 없이 케이블의 기능을 유효화하기 위한 임의의 적합한 재료로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 아암은 폴리우레탄 발포체와 같은, 폴리머를 포함할 수도 있다.

제어 케이블은 배수형 선박이 수직축 둘레로 회전하고 따라서 다양한 방향에서 해수의 유동으로부터 드래그 패널 상에 인가된 드래그력의 양을 조정하게 하고(포획하거나 감소시킴), 이에 의해 또한 발생된 전기의 양을 제어한다. 배수형 선박이 회전됨에 따라, 배수형 선박 상의 임의의 드래그 패널이 또한 회전하고, 이에 의해 해수의 힘에 노출된 드래그 패널의 표면 영역을 제어가능하게 조정한다. 예를 들어, 배수형 선박이 해수의 유동에 수직인 배향으로부터 수직에 대해 예각에 있는 배향으로 회전되면, 해수의 유동으로부터 적은 힘이 드래그 패널 상에 인가될 수도 있다. 따라서, 적은 힘이 방향성 변환기에 전달될 것이고, 적은 에너지가 최종적으로 발전기에 의해 발생될 것이다.

동작시에, 배수형 선박은 드래그 패널의 일 측면이 드래그 패널에 대한 해수 유동의 결과로서 드래그 패널 상에 인가된 압력으로부터 발생하는 드래그력을 포획하도록 해수 내에 위치된다. 배수형 선박의 회전을 실행하기 위해, 제1 제어 기구는 배수형 선박의 일 측면이 앵커 케이블에 대한 그 거리를 변화하도록 제1 제어 케이블을 감거나 해제할 수도 있다. 배수형 선박이 다수의 제어 케이블을 갖는 경우에, 제1 제어 기구는 제1 제어 케이블을 감을(또는 해제) 수도 있고, 반면에 제2 제어 기구는 제2 제어 케이블을 해제하여(또는 감음), 재차 배수형 선박이 앵커 케이블에 대한 그 배향을 변경하게 한다. 이러한 제어 케이블은 배수형 선박이 제어 케이블의 신장 또는 단축에 기인하여 해수 내에서 회전함에 따라 배수형 선박에 대해 요동하는 아암 내에 수용될 수도 있다. 배수형 선박이 해수의 유동에 수직일 때, 이는 최대량의 드래그력을 경험한다. 수직으로부터 이격하는 각도로 배수형 선박의 회전시에, 드래그 패널은 적은 드래그력을 경험할 수도 있고, 따라서 배수형 선박 상에 인가된 드래그력의 양이 제어가능하게 조정되게 한다.

본 발명의 다른 양태에서, 본 명세서에 설명된 배수형 선박은 조수 작용 및/또는 다른 해류 유동에 기인하는 해수의 간조 및 만조를 포획하기 위한 다른 적합한 기구로 교체될 수도 있다. 이러한 기구는 하나 이상의 프로펠러, 회전자, 또는 임펠러를 갖는 터빈을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 전술된 구성 중 하나를 갖는 터빈의 어레이가 배수형 선박 대신에 사용될 수도 있다. 이 접근법에서, 시스템은 조류 및/또는 다른 해류에 의해 발생된 터빈 회전 뿐만 아니라 전술된 바와 같은 육지 기반 발전기 장소의 이익을 향유한다.

어느 경우든, 터빈(들)은 해양/만 바닥에 정박되거나 부착될 수도 있고, 또는 전술된 바와 같이 부유 디바이스를 거쳐 해수면에서 또는 부근에서 부유할 수도 있다. 터빈은 예를 들어, 체인 또는 케이블일 수도 있는 결합 기구를 거쳐 해수 아래에 있는(또는 대안적으로 터빈이 해수면에서 부유하고 있는 경우에 해수의 위에 있는) 드럼에 결합될 수도 있다. 해수가 터빈을 지나 유동함에 따라, 터빈은 회전하여, 드럼이 회전하고 앵커 케이블을 감거나 풀리게 한다. 앵커 케이블은 해양/만 바닥을 따라 연장하고, 육상에 고정되어 있는 방향성 변환기에 결합될 수도 있다. 방향성 변환기는 본 명세서에 설명된 방향성 변환기에 실질적으로 유사할 수도 있고, 따라서 앵커 케이블로부터 방향성 변환기로 전달된 기계적 에너지를 저장되고 그리고/또는 소비될 전기 에너지로 변환한다.

조수의 상승/하강을 사용하는 에너지 발생

본 발명의 일 기본 양태에서, 조력 에너지 변환 조립체는 전기를 발생하기 위해 조수의 수직 상승/하강을 이용한다. 조력 에너지 변환 조립체는 적어도 하나의 앵커 케이블을 거쳐, 고정 장소와 같은, 고정 장소에 정박되어 있는 배수형 선박을 포함한다. 조수가 상승하고 하강함에 따라, 고정 장소와 배수형 선박 사이의 거리가 변화하여, 힘이 배수형 선박 상에 지지된 방향성 변환기 상에 인가되게 된다(더 후술되는 바와 같이). 방향성 변환기는 이 힘을 기계적 에너지(예를 들어, 회전 에너지)로 변환하고, 그 기계적 에너지는 전기 발생을 위한 발전기에 전달된다.

도 1a는 예시적인 구현예에 따른, 조력 에너지 변환 조립체(100)의 단면도를 도시하고 있다. 조력 에너지 변환 조립체(100)는 고정 장소(106) 상의 앵커(108a 내지 108e)에 연결된 복수의 앵커 케이블(103a 내지 103c) 및 앵커 케이블(105a, 105b)에 부착된 배수형 선박(102)을 포함한다. 각각의 앵커 케이블(103a 내지 103c)은 제1 단부[예를 들어, 래치(107a 내지 107e)에서], 제2 단부[예를 들어, 커넥터(111)에서], 및 제1 단부와 제2 단부 사이의 길이를 갖는다. 각각의 앵커 케이블(105a, 105b)은 앵커(108e, 108d)에서 제1 단부 및 커넥터(111)에서 제2 단부를 갖는다. 본 실시예에서, 배수형 선박(102)은 앵커 케이블(103a 내지 103c, 105a, 105b)에 결합된 방향성 변환기(109) 및 발전기(116)를 수용한다. 방향성 변환기(109)는 앵커 케이블에 결합된[커넥터(111)를 거쳐] 일 단부에, 그리고 드럼(113)에 결합된 제2 단부에 커넥터(111)를 갖는 구동 케이블(110)을 포함한다. 도 1a는 배수형 선박 내에 위치되어 있는 것으로서 이러한 구성요소를 도시하고 있지만, 통상의 기술자는 더 후술되는 바와 같이, 동일한 구성요소가 배수형 선박의 외부에 위치될 수도 있다는 것을 이해한다.

앵커 케이블(103a 내지 103c)은 각각의 래치(107a 내지 107c)에서 배수형 선박(102)으로부터 연장하고, 앵커(108a 내지 108c)를 통해 스레딩되어(threaded) 커넥터(111)에 도달한다. 각각의 앵커(108a 내지 108e)는 고정 장소(106)에 매립된 날카로운 단부 및 앵커 케이블이 그를 통해 스레딩될 수도 있는 아이 루프(eye loop)를 다른 단부에 갖는다. 앵커(108a 내지 108c)는 해저 또는 만/해양 바닥 위에 상승되어 있는 플랫폼일 수도 있는 고정 장소(106)에 고정된다. 통상의 기술자는 임의의 적합한 수의 케이블이 배수형 선박(102)의 표면을 따른 임의의 점에서 배수형 선박(102)에 부착될 수 있고, 임의의 적합한 수의 앵커가 앵커 케이블(103a 내지 103c)을 고정하는데 사용될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 커넥터(111)는 예를 들어, 앵커 케이블을 구동 케이블(110)에 결합하기 위한 금속링, 래치, 또는 임의의 적합한 디바이스일 수도 있다. 대안적으로, 도 1a에는 도시되어 있지 않았지만, 앵커는 앵커 케이블이 그를 통해 스레딩되어 마찰을 최소화하는 것을 돕는 풀리를 포함할 수도 있다.

조력 에너지 변환 조립체(100)는 일 단부에, 앵커(108d, 108e)에 각각 또한 부착되어 있는 앵커 케이블(105a, 105b) 및 다른 단부에 방향성 변환기(109)를 더 포함한다. 도 1a는 앵커 케이블(103, 105)의 혼합된 사용을 도시하고 있지만, 본 발명은 단지 복수의 앵커 케이블(103) 또는 단지 복수의 앵커 케이블(105)만을 갖는 디바이스를 고려한다.

배수형 선박(102)은 해수 내에서 부양하도록 부분적으로 또는 완전히 중공이고 실질적으로 또는 완전히 방수성일 수도 있다. 그러나, 다른 비중공 실시예가 사용될 수도 있다. 본 실시예에서, 해수면(118)에 또는 부근에 부유함으로써, 고정 장소에 대한 배수형 선박(102)의 고도 또는 거리(119a)는 조수가 상승하고 하강함에 따라 변화한다. 예를 들어, 조수가 상승함에 따라, 배수형 선박(102)과 고정 장소 사이의 수직 거리(119a)가 증가한다. 역으로, 조수가 하강함에 따라, 배수형 선박(102)과 고정 장소 사이의 수직 거리(119a)가 감소한다.

도 1a에서, 방향성 변환기(109)는 적어도 하나의 앵커 케이블에 부착되고 배수형 선박(102) 내에 또는 상에 수용된다. 앵커 케이블에 부착에 기인하여, 방향성 변환기(109)는 상승 조수에 의해 발생된 배수형 선박의 수직 상승시의 힘을 발전기(116)에 의해 변환되고/전달될 수도 있는 기계적 에너지 내로 포획한다. 방향성 변환기는 따라서 수직 상승에 의해 발생된 힘을 발전기(116)를 작동할 수 있는 회전 운동/힘으로 변환하기 위해 구동 기어(112), 드럼(113), 및 기어링 기구(114)와 함께 구동 케이블(110)을 이용할 수도 있다. 드럼(113)은 구동 케이블(110) 상의 장력이 드럼(113)을 회전하게 할 수 있도록 변환기 상의 액슬에 고정되고 구동 케이블(110)에 연결될 수도 있다. 구동 기어(112)는 드럼(113)과 동일한 액슬 상에 고정되고 발전기로의 최종 전달을 위해 기어링 기구(114)에 동작식으로 결합될 수도 있다. 기어링 기구(114)는 더 저속의 회전 입력을 더 고속의 회전 출력으로 변환하는, 기어 증속 박스와 같은 기어 증속 장치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 기어링 기구(114)는 더 대형 기어의 더 저속의 회전을 취하고 그 입력 회전을 더 소형 기어의 더 고속 출력 회전으로 변환한다. 부가적으로, 기어링 기구(114)는 시계방향 및 반시계방향의 모두의 입력 회전을 발전기(116)를 위한 단일의 회전 방향의 출력으로 변환할 수도 있다. 구동 기어(112) 또는 기어링 기구(114) 중 어느 하나는 발전기(116)에 결합될 수도 있다.

전술된 바와 같이, 구동 케이블(110)은 일 단부에서 앵커 케이블(103a 내지 103c, 105a, 105b)에 부착된 커넥터(111)에, 그리고 그 다른 단부에서 드럼(113)에 부착된다. 조수가 상승하여, 배수형 선박이 또한 수직으로 상승하게 함에 따라, 구동 케이블(110)(더 후술되는 바와 같이)의 이동은 드럼(113), 및 따라서 구동 기어(112)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 한다. 구동 기어(112)는 기어 크기 및 기어 유형의 임의의 적합한 배열로 액슬 상에 하나 이상의 기어를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 구동 기어(112)는 액슬 상에 고정된 단일의 스프로켓을 포함할 수도 있고, 스프로켓은 체인과 인터페이스하도록 구성될 수도 있다. 다른 예에서, 구동 기어(112)는 개별 액슬 상에 고정되고 서로 기계적으로 결합된 상이한 반경의 2개의 기어를 포함할 수도 있다. 선택적으로, 구동 기어(112)는 기어링 기구(114)에 기계적으로 결합될 수도 있다. 예를 들어, 구동 기어(112)는 체인 또는 벨트를 거쳐 기어링 기구에 결합될 수도 있다. 대안적으로, 다른 예로서, 구동 기어(112)는 기어링 기구(114)의 부분인 하나 이상의 다른 기어와 직접 결합될 수도 있다.

도 1d는 래크(117a) 및 피니언(117b) 기구를 갖는 대안적인 방향성 변환기(109)의 확대도를 도시하고 있다. 래크(117a) 및 피니언(117b) 기구는 구동 케이블(110) 및 구동 기어(112) 또는, 대안적으로 기어링 기구(114)의 기어에 결합된다. 조수가 상승함에 따라, 앵커 케이블로의 부착을 거쳐, 구동 케이블(110)은 래크(117a) 및 피니언(117b) 기구를 견인하여, 래크(117a)가 피니언(117b)을 따라 병진이동하게 한다. 피니언은 액슬(115) 상에 고정되어 있는 기어에 결합되고, 따라서 피니언의 회전은 액슬(115) 상의 기어가 회전하게 한다. 구동 기어(112)는 액슬(115)에 또한 고정되고, 따라서 액슬(115)의 회전에 기인하여 회전한다. 구동 기어(112)는 회전(및 따라서 회전 에너지)이 기어링 기구(114)를 통해 발전기에 전달되어 전기를 발생하도록 기어링 기구(114)에 결합될 수도 있다. 이 구성은 전술된 바와 같이 드럼(113)을 사용하지 않을 수도 있고, 대형 드럼 및 길이가 긴 케이블이 포함될 필요가 없기 때문에 조수 작용에 기인하는 해수면의 더 작은 변화에 따라 해양의 영역에 사용되는 조력 에너지 변환 조립체를 위해 이익이 될 수도 있다. 도 1e는 조수의 상승 및 하강으로부터 에너지를 포획하기 위한 래크(117a) 및 피니언(117b) 기구의 일반적인 구현예를 도시하고 있다.

도 1a 및 도 1b를 비교함으로써 나타낸 바와 같이, 조수가 상승함에 따라, 배수형 선박(102)은 거리(119a)로부터 고정 장소(106)와 배수형 선박(102) 사이의 제2 더 높은 거리(119b)로 상승한다. 배수형 선박의 이러한 상승은 부착점(107a 내지 107c)과 이들의 앵커(108a 내지 108c) 사이의 앵커 케이블(103a 내지 103c)의 부분이 신장되게 하고, 반면에 앵커(108a 내지 108c)와 커넥터(111) 사이의 부분은 단축되고; 그 결과, 앵커 케이블(103a 내지 103c)은 커넥터(111) 상에 그리고 따라서 구동 케이블(110) 상에 하향력을 인가하고, 이는 케이블(110)이 풀림에 따라 드럼(113)이 회전되게 할 것이다. 구동 기어(112)는 드럼(113)과 동일한 액슬에 결합되고, 따라서 드럼(113)의 회전은 구동 기어(112)가 회전되게 한다. 구동 기어(112)의 회전은 구동 기어의 RPM을 더 고속의 RPM 출력으로 변환할 수도 있는 기어링 기구(114)에 전달된다. 기어링 기구(114)의 출력은 전기를 생성하는 발전기(116)에 전달된다.

배수형 선박이 수직으로 상승함에 따라, 앵커 케이블(103a 내지 103c)은 배수형 선박(102)이 조수에 따라 상승하고 하강함에 따라 앵커(108a 내지 108c)의 루프를 통해 자유롭게 활주한다. 그러나, 앵커(108a 내지 108c)는 앵커 케이블이 그를 통해 스레딩되어 앵커 케이블(103a 내지 103c)과 앵커(108a 내지 108c) 사이의 마찰을 감소시키는 풀리 기구를 포함할 수도 있다. 또한, 배수형 선박이 거리(119b)로 상승함에 따라, 구동 케이블은 앵커 케이블(105a, 105b)에 의해 고정 장소(106)에 대해 고정될 수도 있다. 앵커 케이블(105a, 105b)의 고정 위치는 또한 배수형 선박(102)이 고정 장소(106)에 대한 그 위치를 변경함에 따라 구동 케이블(110)을 활성화한다. 앵커 케이블(103a 내지 103c, 105a, 105b)의 개별 및 집합 기능은 구동 케이블(110)이 드럼(113) 및 구동 기어(112)를 회전하게 하고 따라서 발전기(116)에 기계적 동력을 제공한다.

다른 예에서, 조수가 수직으로 하강함에 따라, 배수형 선박(102)은 하강하고, 앵커점(108a 내지 108e)과 배수형 선박(102) 사이의 수직 거리(119a)가 감소한다. 역방향에서, 배수형 선박(102)이 하강 조수에 따라 수직으로 하강함에 따라, 선택적 프레임은 배수형 선박(102) 위에 위치될 수도 있고, 배수형 선박(102)의 하강에 기인하여 반대 방향에서 위치 에너지의 변화를 포획하기 위해 방향성 변환기(109)에 결합된 부착 기구, 예를 들어 케이블을 포함할 수도 있다. 고정 프레임은 해수 이동에 관하여 이동불가능하고, 배수형 선박(102)이 조수에 따라 수직으로 하강함에 따라, 배수형 선박은 프레임으로부터 그 거리를 증가시켜, 프레임에 부착된 케이블 상에 견인력을 발생한다. 방향성 변환기(109)는 이 견인력을 기계적 에너지로 변환하고, 기계적 에너지를 전기를 발생하기 위한 발전기에 전달하고, 따라서 하강 조수로부터 에너지를 포획한다. 동시에, 하강 조수 상의 프레임 및 케이블의 작용은 드럼이 케이블(110)을 다시감게 할 수도 있어 발전이 다음의 상승 조수 사이클에서 반복될 수 있게 된다.

고정 프레임은 해양 작업에 사용되는 스퍼드 바지선에 실질적으로 유사할 수도 있다. 스퍼드 바지선, 또는 잭업 바지선(jack-up barge)은 해수 위에 중장비 기계류 또는 장비를 지지하는 것을 수반하는 해안 작업을 위한 중실의 안정한 플랫폼을 제공하는 것이 가능한 부상 선박의 유형이다. 각각의 스퍼드 바지선은 바지선의 안정성을 증가시키기 위해 바다 바닥 내로 삽입되는 바지선에(일반적으로 바지선의 주계에) 결합된 적어도 하나의 지지보 또는 파이프를 포함할 수도 있다.

조수의 하강 중에 위치 에너지를 포획하기 위한 대안적인 접근법에서, 방향성 변환기(109)는 드럼(113)이 그 위에 고정되어 있는 액슬(115)에 결합된 압축 스프링을 포함할 수도 있다. 스프링은 그 코일이 드럼(113)으로부터 앵커 케이블 또는 구동 케이블의 풀림에 기인하여 드럼(113)의 회전에 의해 압축됨에 따라 위치 에너지를 저장할 수도 있다. 배수형 선박(102)이 조수에 따라 하강함에 따라, 스프링의 코일은 팽창하여(압축된 코일 내에 저장된 힘으로부터), 액슬(115)이 반대 방향으로 회전하게 하고 하강 조수 중에 전력을 발생하기 위해 이후에 발전기에 전달되는 회전 에너지를 생성할 수도 있다. 이 스프링 기구는 또한 앵커 케이블을 다시감는(또는 권취인입하는) 기능을 할 것이고, 따라서 발전 시퀀스가 다음의 상승 조수시에 반복할 수 있다.

대안적으로, 소형 저동력 모터가 다음의 들러오는 조수 사이클에 대해 조립체를 준비시키기 위해 하강 조수 중에 케이블을 다시감는데 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 스프링은 예를 들어, 기어링 기구 내에 위치될 수도 있다. 이 경우에, 스프링 기구는 기어링 기구 내의 기어의 액슬에 결합될 수도 있다. 스프링 기구가 드럼(113)으로부터 분리되어 있는 경우에 이와 같은 구성은 방향성 변환기 구성요소의 유지보수/수리 또는 접근을 위해 이익이 될 수도 있다.

도 1a 및 도 1b에서, 발전기(116)는 방향성 변환기(109)로부터 기계적 동력을 수용하고, 기계적 동력으로 전기를 발생하고, 발생된 전기를 와이어(104)를 통해 출력하고, 이 전기는 이어서 전기 저장 설비에 저장되거나 소비자에 의해 즉시 사용되도록 배전망에 전송될 수도 있다. 일 실시예에서, 와이어(104)는 해저를 따라 연장하는 전기 접속 케이블을 통해 배전망에 접속될 수도 있고, 앵커(108a 내지 108e)에 또는 부근에 배치될 수도 있다. 일 실시예에서, 발전기(116)는 기어링 기구(114) 또는 구동 기어(112)로부터 제1 방향 및 제2 방향에서의 회전을 전기 에너지로 변환하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시예에서, 발전기(116)는 제1 또는 제2 방향에서의 회전을 전기 에너지로 변환할 수도 있다. 발전기는 직류(DC) 또는 교류(AC) 전기를 생성하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 전력은 DC 또는 AC로 소비자에 공급될 수도 있다. 발전기는 DC를 AC로 변환하기 위한 변환기를 더 포함할 수도 있다. 대안적으로, 발전기는 AC를 DC로 변환하기 위한 정류기를 더 포함할 수도 있다. 발전기는 이후의 시간에 사용 또는 소비자로의 전송을 위해, 배터리와 같은 저장 설비에 DC 전기를 저장할 수도 있다. 조력 에너지 변환 시스템은 예를 들어, 전압 조절기 또는 변압기와 같은 임의의 다른 적합한 지원 전기 장비를 포함할 수도 있다.

도 1c는 방향성 변환기(109)의 실시예의 확대도를 도시하고 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 구동 케이블(110)은 액슬(115) 상에 고정된 드럼(113) 주위로 감긴다. 구동 기어(112)가 또한 드럼(113)과 동일한 액슬(115) 상에 고정되고, 특정 RPM에서 구동 케이블(110)의 이동을 회전 운동 에너지로 변환하기 위해 적합한 복수의 기어를 부가적으로 포함할 수도 있다. 구동 기어(112)는 체인 또는 벨트에 의해 기어링 기구(114)에 연결된다. 구동 케이블(110)은 편조된 강 케이블, 파이버 로프, 체인, 압출 금속 또는 폴리머, 또는 재료의 임의의 적합한 조합과 같은 재료로 구성될 수도 있다. 구동 케이블(110)은 래치, 링, 클램프, 테이퍼진 잠금부, 플랜지, 또는 임의의 다른 적합한 결합 기구와 같은, 임의의 적합한 방식으로 하나 또는 복수의 앵커 케이블에 부착될 수도 있다.

도 6a는 방향성 변환기(609)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 특히, 방향성 변환기(609)는 액슬(615) 상에 고정된 회전가능 드럼(613)을 포함한다. 앵커 케이블이 드럼(613) 둘레에 감기거나 그로부터 풀릴 수도 있도록 회전가능 드럼에 결합될 수도 있다. 구동 기어(612)가 또한 회전가능 드럼(613)과 동일한 액슬(615) 상에 고정된다. 구동 기어(612)는 예를 들어, 체인에 의해 기어링 기구(614)에 연결되고, 기어링 기구(614)는 복수의 기어(614a 내지 614c)를 포함한다. 방향성 변환기(609)에서, 기어링 기구(614)는 기어 증속 장치로서 구성된다. 기어(614a)는 구동 기어(612)보다 더 작은 직경을 갖기 때문에, 구동 기어(612)가 제1 RPM에서 회전함에 따라, 기어(614a)는 제1 RPM보다 더 고속인 제2 RPM에서 회전할 것이다. 기어(614b)는 기어(614a)와 동일한 액슬 상에 고정되고, 따라서 또한 제2 RPM에서 회전할 것이다. 기어(614c)는 체인에 의해 기어(614b)에 결합되고, 기어(614c)의 직경이 기어(614b)의 직경보다 더 작기 때문에, 제2 RPM보다 더 고속인 제3 RPM에서 스핀할 것이다. 기어링 기구(614)는 또한 발전기(616)에 결합되어, 드럼(613)의 회전이 기어링 기구(614)를 통해 발전기(616)에 전달되어 전기를 발생하게 된다.

도 2는 원통형 배수형 선박을 갖는 조력 에너지 변환 조립체(200)를 도시하고 있다. 조력 에너지 변환 조립체(200)는 도 1a 및 도 1b의 조력 에너지 변환 조립체(100)와 실질적으로 유사하다. 본 실시예에서, 배수형 선박(202)은 해수면(218)에 또는 부근에 부유하는 실린더의 형상이다. 배수형 선박(202)은 앵커 케이블(203a 내지 203e)을 통해 연결된 앵커(208a 내지 208e)에 의해 고정 장소(206)에 정박된다. 앵커 케이블(203a 내지 203e)은 제1 단부[예를 들어, 각각의 래치(207a 내지 207e)]로부터 제2 단부[예를 들어, 커넥터(211)]로 연장하는 길이를 각각 갖고, 앵커(208a 내지 208e)를 통해 스레딩된다.

도 2에는 도시되지 않았지만, 방향성 변환기(209)는 도 1의 발전기(116)에 유사한 배수형 선박 내부에 적어도 부분적으로 위치된 발전기에 결합된다. 발전기는 배수형 선박(202)이 상승 또는 하강함에 따라 방향성 변환기(209)에 의해 공급된 회전 에너지와 같은 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 와이어(204)를 통해 전기 에너지를 출력한다.

도 3은 조력 에너지 변환 조립체의 시스템(300)을 도시하고 있다. 시스템(300) 내의 각각의 개별 조력 에너지 변환 조립체는 일반적으로 상기에, 또는 도 1a 내지 도 1c, 도 2, 도 4, 또는 도 5a 내지 도 5c에 관하여 설명된 이들 디바이스와 실질적으로 유사할 수도 있다. 시스템(300)은 해수면(318)에서 부상하는 배수형 선박(302a 내지 302c)을 포함한다. 각각의 배수형 선박(302a 내지 302c)은 앵커 케이블(303a 내지 303d), 앵커 케이블(303e 내지 303h), 및 앵커 케이블(303i 내지 303l)을 통해 앵커(308a 내지 308l)에 의해 고정 장소(306)에 정박된다. 앵커 케이블은 래치(307a 내지 307l)에 연결된 제1 단부, 및 커넥터(311a 내지 311c)에 연결된 제2 단부를 갖고, 앵커(308a 내지 308l)를 통해 스레딩된다.

각각의 조력 에너지 변환 조립체(302a 내지 302c)는 도 1a 내지 도 1c 및 도 6a에 관하여 설명된 방향성 변환기에 실질적으로 유사할 수도 있는 방향성 에너지 변환기(309a 내지 309c)를 수용하거나 지지한다. 방향성 변환기(309a 내지 309c)는 도 1a 내지 도 1c 및 도 6a에 관하여 설명된 발전기에 실질적으로 유사할 수도 있는 발전기에 기계적으로 결합된다. 각각의 발전기는 발생된 전기 에너지를 각각의 전기 와이어(304a 내지 304c)를 통해 출력한다. 와이어(304a 내지 304c)는 발생된 전기를 전기 저장 설비에 또는 소비되도록 소비자에게 직접 전송하도록 함께 결합될 수도 있다. 도 3은 시스템 내에 단지 3개의 배수형 선박만을 도시하고 있지만, 본 발명은 전기를 발생하도록 네트워킹되는 것이 가능한 임의의 수의 이러한 디바이스를 시스템 내에 포함한다. 각각의 조력 에너지 변환 조립체는 예를 들어, 후술되는 바와 같이 각각의 조력 에너지 변환 조립체 상의 잠금 기구에 의해, 시스템 내에서 집합적으로 또는 개별적으로 제어될 수도 있다. 이러한 시스템은 소비 또는 저장을 위해, 대량의 전기, 예를 들어 수 기가와트를 생성하는 것이 가능할 것이다.

도 4는 다수의 챔버 또는 격실을 갖는 배수형 선박을 갖는 조력 에너지 변환 조립체(400)의 대안적인 실시예를 도시하고 있다. 조력 에너지 변환 조립체(400)는 해수면(418)에서 부상하는 배수형 선박(402)을 포함하고, 적층된 배향으로 배열된 다수의 내부 챔버(423a 내지 423h)를 갖는다. 챔버(423a 내지 423h)는 적층된 배향으로 도시되어 있지만, 통상의 기술자는 챔버(423a 내지 423h)가 임의의 적합한 배향으로 배열될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 내부 챔버(423a 내지 423h)는, 예를 들어 각각의 챔버가 지정된 및 상이한 압력으로 팽창될 수도 있어 증가하는 깊이에서 증가하는 정적 유체 압력을 수용하도록 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수도 있다. 각각의 챔버 내의 압력은 조력 에너지 변환 조립체(400) 상에 작용하는 외부 정적 유체 압력에 따라, 서로 유사하거나 상이할 수도 있다. 더욱이, 각각의 챔버(423a 내지 423h)는 증가하는 깊이에서 정적 유체 압력을 수용하기 위해 개별 챔버를 위해 요구된 압력에 따라, 서로 실질적으로 유사하거나 상이한 벽 두께를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 챔버(423d)는 더 높은 압력으로 팽창될 수 있도록 더 두꺼운 벽을 포함할 수도 있고, 반면에 챔버(423a)는 더 얇은 벽을 포함할 수도 있고 더 낮은 압력으로 팽창될 수도 있다. 배수형 선박(402)은 일반적으로 전술되고 후술되는 것과 실질적으로 동일한 고정 장소, 앵커, 앵커 케이블, 방향성 변환기, 및 드래그 변환기를 포함할 수도 있다.

내부 챔버(423a 내지 423h)는 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수도 있고, 또는 배수형 선박(402)의 일체형 부분일 수도 있어, 각각의 챔버가 지정된 압력으로 팽창될 수도 있게 된다. 각각의 챔버 내의 압력은 조력 에너지 변환 조립체(400)의 요구된 부력에 따라, 서로 유사하거나 상이할 수도 있다. 더욱이, 각각의 챔버(423a 내지 423h)는 각각의 벽 두께를 포함할 수도 있다. 각각의 벽 두께는 개별 챔버를 위해 요구된 압력에 따라, 서로 실질적으로 유사하거나 상이할 수도 있다. 내부 격실은 하나가 다른 하나의 상부 위에 적층될 수도 있다. 예를 들어, 배수형 선박의 저부에 있는 챔버(423d)는 더 높은 압력으로 팽창될 수 있도록 더 두꺼운 격실벽을 포함할 수도 있고, 반면에 배수형 선박의 상부에 있는 챔버(423a)는 저부에 있는 챔버(423d)가 외부 환경으로부터 더 큰 압축 압력을 견딜 수 있도록 더 얇은 격실벽을 포함할 수도 있고 더 낮은 압력으로 팽창될 수도 있다.

본 발명의 다른 양태로서, 잠금 기구(도시 생략) 또는 회전 제한기가 방향성 변환기(109) 내에 포함될 수도 있어 고정 장소 위에 원하는 거리에서 배수형 선박(102)을 잠금한다. 예를 들어, 배수형 선박(102)은, 배수형 선박(102)은 고정 장소(106)에 근접하는 조수 사이클의 저지점(low point)에서 잠금될 수도 있다. 배수형 선박(102)은 조수가 더 높을 때, 예를 들어 높은 조수에 있거나 근접할 때 원하는 시간에 해제될 수도 있어, 이에 의해 배수형 선박(102)이 짧은 시간 기간에 고정 장소(106)로부터 최대 거리로 수직으로 상승하게 한다. 잠금 기구는 따라서 잠금 기구가 없는 배수형 선박의 점진적인 수직 상승에 비교할 때, 비교적 짧은 시간 간격에 배수형 선박이 최대량의 에너지를 발생하는 것을 허용한다. 배수형 선박(102)의 해제의 시간은 소비자의 피크 전기 사용량 시간에 대응할 수도 있다. 잠금 기구는 따라서 전기 저장 설비 또는 배터리 내에 발생된 에너지의 저장을 필요로 하지 않고 조력 에너지 변환 시스템(100)이 피크 에너지 사용량의 시간을 보상하는 것을 허용한다. 고정 장소에 근접한 지점에서 배수형 선박(102)을 잠금하는 것은 또한 조수의 점진적인 상승 및 하강에 의해서보다는, 짧은 시간 프레임에 대량의 전기를 발생할 수 있다.

잠금 기구는 구동 기어(112) 또는 액슬(115)에 결합되어 구동 기어(112) 및/또는 액슬의 회전을 제한하거나 억제할 수도 있다. 대안적으로, 잠금 기구는 구동 케이블(110)에 결합되어 구동 케이블(110)의 병진이동을 제한하거나 억제하고 해저 위로 원하는 거리에 배수형 선박(102)을 잠금할 수도 있다. 다른 예에서, 배수형 선박(102)을 고정 장소(106) 위로 특정 고도에서 적소에 잠금하기 위해, 잠금 기구는 드럼(113)의 회전을 제한하거나 방지할 수도 있다. 드럼(113)이 회전이 제한되거나 방지됨에 따라, 고정 장소(106)와 배수형 선박(102) 사이의 구동 케이블(110)의 길이는 변화하지 않을 것이고, 따라서 배수형 선박(102)은 고정 장소(106) 위로 특정 고도에서 잠금될 것이다. 잠금 기구는 구동 케이블(110)(또는 앵커 케이블)의 병진이동을 제어할 수도 있도록 위치된 제동 기구를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 잠금 기구는 구동 케이블(110)(또는 앵커 케이블) 상에 힘을 인가하도록 구성된 클램프를 포함할 수도 있다. 클램프는 구동 케이블(110)의 병진이동이 정지되도록 하는 클램핑력을 구동 케이블(110) 상에 제공하거나 또는 병진이동이 감속되도록 하는 힘을 제공할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 프레임 아래에 부착된 배수형 선박은 프레임에 의해 상승된 위치에 보유되거나 잠금될 수 있다. 조수가 하강할 때, 승강 기구는 하강된 해수 레벨 위의 상승된 높이에 배수형 선박을 유지한다. 동력이 요구될 때, 배수형 선박은 해제될 수도 있고, 배수형 선박의 하강 중량이 승강 기구에 연결된 스프링 또는 케이블 상에 힘을 인가할 것이다. 방향성 변환기는 힘을 기계적 에너지로 변환하고 기계적 에너지를 발전기에 전송하여 저장 및/또는 소비를 위한 전기를 발생할 수도 있다. 해제 시간은 전기 에너지가 저장될 필요가 없도록 소비자의 피크 에너지 사용량 시간에 대응할 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 본 발명은 수직 조수 운동으로부터 회전 에너지로 전기를 발생하고 최종 회전 에너지를 전달하여 전기를 생성하기 위해 발전기를 동작하는 방법을 포함한다. 조수가 상승 및/또는 하강함에 따라, 해수면과 만/해양 바닥 사이의 수직 거리가 변화할 것이다. 거리의 이 수직 변화는 전기를 발생하기 위해 발전기를 여기하는데 사용되는 회전 에너지로 변환될 수도 있다. 구체적으로, 본 발명은 발전기에 결합된 방향성 변환기를 수용하는 배수형 선박을 제공하는 단계로서, 상기 배수형 선박은 상기 배수형 선박 아래의 고정 장소로부터 제1 거리에 있는, 배수형 선박을 제공하는 단계; 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 앵커 케이블을 제공하는 단계로서, 여기서 상기 제2 단부는 상기 방향성 변환기에 부착되어 있고, 상기 앵커 케이블은 상기 고정 장소에 고정된 앵커로 연장하고, 앵커 케이블은 상기 방향성 변환기와 상기 앵커 사이의 제1 길이를 갖는, 앵커 케이블을 제공하는 단계; 상기 배수형 선박이 고정 장소로부터 제2 거리로 그 거리를 변화하게 하고 상기 방향성 변환기를 활성화하는 단계로서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 큰, 배수형 선박 거리 변화 및 방향성 변환기 활성화 단계; 및 상기 발전기를 여기하는 단계를 포함하는 조수로부터 전기를 발생하는 방법을 포함한다.

에너지 발생을 위해 조수의 수직 상승을 사용하는 하나의 배수형 선박으로부터의 예상 에너지 반환을 계산하기 위해, 부력이 개별 배수형 선박에 대해 계산되어야 한다. 식 1은 배수형 선박으로부터 부력을 계산하기 위한 식을 나타내고 있는데, 여기서 F_B는 부력이고, ΔV는 배수형 선박의 변위 체적의 변화이고, ρ_f는 해수의 밀도이고, F_g는 중력이다. 배수형 선박의 변위 체적의 변화(ΔV)는 식 2에 나타낸 바와 같이, 배수형 선박의 해수 평면 면적(A_wp)에 해수의 깊이의 변화(h)를 곱함으로써 계산된다.

(식 1)

(식 2)

배수형 선박이 조수에 따라 상승함에 따라, 방향성 변환기 상에 인가된 힘은 배수형 선박이 해수면으로 상승하는 거리에 걸쳐 일정할 것이다. 식 3은 조수의 상승 중에 주울 단위의 생성된 에너지(E₁)에 대한 식을 나타내고 있는데, 여기서 D는 해수 레벨이 상승하는 거리이다.

(식 3)

배수형 선박이 거리(D-h) 진행된 후에, 배수형 선박은 해수면 아래로 거리(h)로 잠수될 것이다. 배수형 선박이 계속 상승함에 따라, 배수형 선박에 의해 변위된 해수의 체적은 0으로 선형으로 감소하여, 식 4에 나타낸 평균 부력(F_avg)을 제공할 것이다.

(식 4)

식 5는 배수형 선박이 해수면 위로 상승함에 따라 주울 단위의 생성된 예상 에너지를 계산하기 위한 식을 나타내고 있다. 식 6은 배수형 선박의 상승으로부터 생성된 총 에너지(E_total)가 E₁과 E₂의 합인 것을 나타내고 있다.

(식 5)

(식 6)

생성된 최대 에너지는 h에 대한 E_total의 도함수가 0일 때 발생하여, D와 동등한 h의 해를 제공할 것이다. 식 7a는 조수가 그 최고 지점에 있을 때 해제되면 배수형 선박에 의해 생성된 최대 에너지(E_max)에 대한 식을 나타내고 있다. 지구의 다수의 영역에서, 해양은 하루에 2회의 찬물때(high tide) 및 2회의 간물때(low tide)를 경험하기 때문에, 배수형 선박은 식 7b에 의해 나타낸 바와 같이, 하루에 2회 찬물때의 최고 높이까지 진행할 수도 있다.

(식 7a)

(식 7b)

마지막으로, 식 8은 개별 배수형 선박에 대한 와트 단위의 예상 전력(P)을 계산하기 위한 식을 나타내고 있고, 여기서 E_max는 최대 에너지이고 t는 시간이다.

(식 8)

조수의 상승을 사용함으로써 발생된 힘을 계산하는 예로서, 해수에 대해 1026 kg/m³의 밀도를 사용하고, 조수가 20 m만큼 배수형 선박을 상승 또는 하강할 것이면, 100 m×100 m×10 m 배수형 선박은 식 7b에 따라 4.03×10¹⁰ 주울의 예상 에너지를 생성할 것이다. 식 8을 사용하여, 24시간 기간의 추이에 걸쳐 일 배수형 선박의 예상 전력은 대략 454 kW이다. 100개의 유사한 배수형 선박의 시스템은 따라서 대략 45.4 MW를 발생할 것이다.

드리프트/드래그를 사용하는 에너지 발생

본 발명의 다른 양태에서, 조력 에너지 변환 조립체는 에너지를 발생하기 위해 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 의해 발생되는 드래그력을 이용한다. 부가적으로, 조력 에너지 변환 조립체는 에너지를 발생하기 위해 다른 조류 또는 해류에 의해 발생된 드래그력을 이용할 수도 있다. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조는 조력 에너지 변환 조립체가 고정 장소에 대해 횡방향으로 드리프트하게 한다. 조력 에너지 변환 조립체는, 방향성 변환기 및 발전기를 갖는 배수형 선박에 부착된 적어도 하나의 앵커 케이블을 포함하는, 도 1a 내지 도 1c, 도 2 또는 도 4에 도시되어 있고 전술된 조력 에너지 변환 조립체에 실질적으로 유사할 수도 있다. 바람직하게는, 방향성 변환기 및 발전기는 배수형 선박으로부터 이격하여 위치될 수 있다. 조수로부터의 조류는 배수형 선박이 고정 장소에 대해 수평 또는 횡방향으로 드리프트하게 할 수도 있고, 고정 장소와 배수형 선박 사이의 길이는 변화한다. 방향성 변환기가 앵커 케이블에 부착됨에 따라, 힘이 배수형 선박에 의해 방향성 변환기 상에 인가된다.

도 5a 내지 도 5c는 해수면(518)에서 부상하고 방향성 변환기(509)를 수용하거나 지지하는 배수형 선박(502)을 갖는 조력 에너지 변환 조립체(500)를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 방향성 변환기(509)는 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조에 의해 발생된 조력 에너지 변환 조립체의 드래그 - 또는 "드리프트" - 를 포획하는 것이 가능하다. 일반적으로, 조력 에너지 변환 조립체(500)는 도 1, 도 2, 또는 도 4 중 임의의 하나의 조력 에너지 변환 조립체에 실질적으로 유사할 수도 있다. 배수형 선박(502)은 앵커 케이블(503)에 의해 앵커(508)에서 고정 장소(506)에 정박된다. 방향성 변환기(509) 및 앵커 케이블(503)은 예를 들어, 도 1a 내지 도 1d 및 도 6a에 도시되고 전술된 임의의 실시예를 포함할 수도 있다. 배수형 선박(502)은 드래그로부터 전기를 발생하기 위한 발전기를 더 포함한다. 본 실시예에서, 앵커 케이블(503)은 그 사이에 길이를 규정하는, 래치(507)에 있는 제1 단부 및 방향성 변환기(509)에 연결된 제2 단부를 갖는다. 앵커 케이블(503)은 앵커(508)(루프 또는 풀리일 수 있음)를 통해 스레딩된다,

본 실시예에서, 방향성 변환기(509)는 드럼(513) 및 제어 기구(520)를 포함한다. 도 5d는 드래그 에너지 변환을 위해 구성된 방향성 변환기(509)의 확대도를 도시하고 있다.

도 5a에서, 배수형 선박(502)은 앵커(508) 위로 거리(519a)에서 앵커(508) 바로 위의 지점에 놓인다. 앵커 케이블(503)은 배수형 선박(502)으로부터 앵커(508)가지의 길이(L₁)를 갖는다. 조수 드래그력은 그 원래 위치에 관하여 횡방향(522a)으로 배수형 선박(502)을 시프트할 수도 있다. 조수가 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이 수직으로 상승할 때, 배수형 선박(502)은 거리(519a)보다 큰 거리(519b)로 상승하고, 조수는 배수형 선박(502)을 H₁의 횡방향 거리로 압박한다. 앵커 케이블(503)은 배수형 선박(502)과 앵커(508) 사이에서 L₂의 길이로 증가한다. L₂는 L₁보다 크고, 519b는 519a보다 크다. L₁에서 L₂의 거리의 증가는 방향성 변환기(509)의 드럼(513)이 회전하게 한다. 스핀들의 이 회전은 발전기로 전달되어 전기를 발생할 수 있다. 조수가 복귀함에 따라, 배수형 선박(502)은 예를 들어, 배수형 선박(502) 상의 위치설정 시스템의 사용에 의해, 앵커(508) 위의 위치로 복귀한다. 앵커 케이블(505)의 처짐이 유발되고 예를 들어, 드럼(513)에 결합된 모터 또는 스프링과 같은 제어 기구(520)에 의해 배수형 선박(502) 내에 저장될 수도 있다.

도 5c에서, 배수형 선박(502)은 배수형 선박(502)과 앵커(508) 사이의 거리(519c)에서 조수 사이클의 저지점에 놓이고, 앵커 케이블(503)은 배수형 선박(502)으로부터 앵커(508)까지의 길이(L₃)를 갖는다. 조수가 도 5c에 도시되어 있는 바와 같이 수직으로 하강할 때, 조수는 방향(522b)에서 H₂의 횡방향 거리만큼 배수형 선박(502)을 드래그하고 배수형 선박(502)은 거리(519c)로 수직으로 하강한다. 길이(L₃)는 하강 조수에 기인하여 길이가 증가할 수도 있다. L₃이 L₁보다 큰 경우에, L₁로부터 L₃로의 길이의 증가는 방향성 변환기(509)의 드럼(513)이 회전하게 한다. 회전은 발전기에 의해 포획되어 전기를 발생할 수 있다. 조수가 복귀함에 따라, 배수형 선박(502)은 예를 들어, 배수형 선박(502) 상의 위치설정 시스템의 사용에 의해, 앵커(508) 위의 위치로 복귀한다. 앵커 케이블 내의 임의의 처짐은 제어 기구(520)에 의해 드럼(513)으로 복귀될 수도 있다.

본 발명의 양태에서, 배수형 선박(502)은 배수형 선박이 해저 상의 제1 고정 장소에 대해 횡방향으로 드리프트함에 따라 해저를 따라 상이한 장소(예를 들어, 상이한 앵커)에 연결, 분리, 및/또는 재연결하는 것이 가능하다. 초기에, 배수형 선박(502)은 제1 앵커에 부착된 제1 앵커 케이블에 의해 해저를 따라 제1 고정 장소에 정박될 수도 있다. 배수형 선박(502)이 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 기인하여 횡방향으로 이동함에 따라, 앵커 케이블(503)은 제1 앵커로부터 분리되고 배수형 선박의 드리프트된 장소에 더 근접하여 해저를 따라 제2 앵커와 같은 제2 장소에 재연결될 수도 있다. 이와 같이 하기 위해, 앵커 케이블은 해저에 부착된 제1 앵커에 앵커 케이블을 연결하는 앵커 케이블의 단부에 연결 기구를 포함할 수도 있다. 앵커 케이블의 단부 상의 연결 기구는 제1 앵커로부터 분리되고, 가이드 케이블 또는 체인과 같은 링크결합 기구를 거쳐 해저에 대해 병진이동하고, 이어서 제2 앵커에 재연결될 수도 있다. 예를 들어, 연결 기구는 래치, 클립, 핀, 구름 기구, 및/또는 잠금부를 포함할 수도 있다. 연결 기구는 해저 상의 다양한 장소에 앵커 케이블을 연결하고, 분리하고, 그리고/또는 재연결하는 것을 보조하기 위한 모터와 같은 제어 기구를 더 포함할 수도 있다. 링크결합 기구는 제2 장소에서 제2 앵커(도시 생략)에 앵커 케이블을 재연결할 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 배수형 선박(502)은 배수형 선박(502)의 외부면 중 하나로부터 연장하는 드래그 패널(521)을 포함할 수도 있다. 드래그 패널(521)은 조류의 포획을 향상시키고 그리고/또는 강한 역류(undertow)와 같은 더 깊은 해수에서 발생하는 조류의 부가의 포획을 허용할 수도 있다. 드래그 패널(521)에 의해 포획된 부가의 드래그는 방향성 변환기에 의해 기계적 에너지 및 최종적으로 발전기에 의해 전기로 변환될 수 있는 부가의 힘을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 드래그 패널(521)은 배수형 선박(502)의 저부측에 고정되고 일반적으로 하향 방향으로 연장할 수도 있다. 드래그 패널(521)은 배수형 선박의 측면에 실질적으로 평행하거나 또는 배수형 선박의 측면에 대해 소정 각도로 경사질 수도 있다. 드래그 패널(521)은 배수형 선박의 저부면의 전체폭 또는 폭의 단지 일부를 따라 연장할 수도 있다. 더욱이, 드래그 패널(521)은 배수형 선박으로부터 드래그 패널(521) 상의 임의의 지점으로 연장할 수도 있는 보강 바아와 같은 지지 구조체를 포함할 수도 있다.

드래그 패널(521)은 제어 기구가 배수형 선박으로부터 드래그 패널(521)을 전개하고 퇴피할 수도 있도록 하는 제어 기구를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 드래그 패널(521)은 제1 격납 위치에서 배수형 선박 내에 격납될 수도 있다. 제어 기구는 강한 해류 조건이 존재할 때의 시간과 같은, 지정된 시간에 드래그 패널(521)을 제2 전개 위치로 제어가능하게 전개할 수도 있다. 드래그 패널(521)이 요구되지 않으면, 제어 기구는 드래그 패널(521)을 배수형 선박 내부의 제1 위치 내로 재차 퇴피할 수도 있다. 제1 위치는 대안적으로 드래그 패널(521)이 배수형 선박(502)의 표면에 실질적으로 인접하는 구성일 수도 있다. 드래그 패널(521)은 힌지 둘레의 회전에 의해 제2 위치로 전개될 수도 있는데, 여기서 회전은 제어 기구에 의해 제어된다. 제어 기구는 배수형 선박(502)에 의해 발생된 에너지에 의해 구동될 수도 있는 유압 또는 전기 모터를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 방향성 변환기는 전기를 발생하기 위해 다수의 방향에서의 횡방향 운동을 이용하기 위한 복수의 드럼 및 복수의 앵커 케이블을 포함할 수도 있다. 복수의 드럼 및 복수의 앵커 케이블은 배수형 선박 내에서 또는 배수형 선박의 외부에서 다양한 배향으로 전개될 수도 있어, 일 케이블이 일 드럼으로부터 풀리고 발전기를 동작함에 따라, 다른 케이블이 다음의 조수 사이클을 위한 상이한 드럼 준비시에 다시감긴다. 이 방식으로, 제1 드럼은 배수형 선박이 일 방향으로 드리프트할 때 전기를 생성하기 위해 발전기와 결합될 수도 있고, 제2 드럼은 배수형 선박이 다른 방향으로 드리프트할 때 전기를 생성하기 위해 결합될 수도 있다. 배수형 선박 내에 또는 외부에 수용된 다수의 드럼 및 해저를 따라 다양한 장소에 또는 육상에 고정된 다수의 앵커 케이블의 특정 구성은 배수형 선박이 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 기인하는 다수의 횡방향에서 배수형 선박의 횡방향 운동을 이용하는 것을 허용할 수도 있다. 대안적으로, 2개의 드럼은, 제2 케이블이 제1 드럼 상의 케이블이 풀림에 따라 그 드럼 상에 자동으로 다시감길 수도 있고 따라서 배수형 선박이 다른/반대 방향으로 이동함에 따라 풀리기 위한 준비가 될 수도 있도록 동작식으로 결합될 수도 있다.

예를 들어, 2개의 드럼 - 적어도 하나의 앵커 케이블에 각각 부착됨 - 이 배수형 선박 내에 배치될 수도 있어, 배수형 선박이 제1 방향으로 횡방향으로 이동함에 따라, 제1 앵커 케이블은 제1 드럼으로부터 풀려 제1 드럼이 회전하게 하고 반면에 제2 앵커 케이블(제2 고정 장소에 고정됨)은 예를 들어 제어 기구(예를 들어, 스프링 또는 모터)에 의해 제2 드럼 내로 권취될 수도 있게 된다. 제1 앵커 케이블 풀림에 기인하는 제1 드럼의 회전은 배수형 선박이 제1 횡방향으로 이동함에 따라 발전기에 전달되어 전기를 발생한다. 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조가 배수형 선박을 제2 횡방향으로 드리프트하게 함에 따라, 제2 앵커 케이블은 제2 드럼으로부터 풀려 제1 앵커 케이블이 전술된 바와 같이 제어 기구에 의해 제1 드럼 내로 재차 권취됨에 따라 제2 드럼이 회전하게 한다. 제2 드럼의 회전은 배수형 선박이 제2 횡방향으로 이동함에 따라 전기를 발생하는 발전기에 전달된다. 제2 앵커는 배수형 선박이 재차 제1 방향으로 이동할 때 제2 드럼 내로 재차 권취된다. 따라서, 전력이 일반적인 진행의 방향의 모두 중에 발생될 수 있다.

도 22는 본 발명에 따른 이중 방향 발전에 대한 일반적인 접근법을 도시하고 있는데, 여기서 배수형 선박이 조수 작용의 영역에서 2개의 일반적으로 고정된 위치 사이에 위치되고, 적어도 하나의 발전기 및 적어도 하나의 방향성 변환기가 용기 또는 고정된 위치 중 하나 상에 장착되어 있다. 이 이중 방향 발전 접근법은 다른 단일 방향 발전 실시예에 비교하여 2배의 발전 용량을 허용할 수도 있다. 일 실시예에서, 발전기는 배수형 선박(2202)에 장착되고 2개의 방향 변환기를 거쳐 제1 고정 장소(2206a) 및 제2 고정 장소(2206b)에 결합되어, 조수 작용이 용기를 제1 고정 장소(2206a)를 향해 이동하게 함에 따라 발전기가 일 방향으로 회전하게 되고, 조수 작용이 용기를 제2 고정 장소(2206b)를 향해 이동하게 함에 따라 발전기가 반대 방향으로 회전하고, 따라서 모든 조수 사이클의 간조 및 만조 세그먼트의 모두 중에 전력을 발생한다. 본 실시예에서, 발전기는 어느 일 회전 방향에서 발전기를 스핀할 수 있는 2개의 드럼에 결합될 수도 있다. 발전기와 드럼 사이의 결합은 한 쌍의 케이블을 포함할 수도 있는데, 여기서 각각의 케이블은 그 단부 중 하나에서 고정 장소 중 하나에 고정되고 대향 단부들에서 발전기 드럼 중 하나에 그러나 반시계방향 방식으로 감긴다. 배수형 선박(2202)이 제1 방향에서 이동함에 따라, 발전기는 제1 회전 방향으로 스핀하고, 배수형 선박(2202)이 반대 방향으로 이동함에 따라, 발전기는 반대 회전 방향으로 스핀하고, 그 결과(처짐 조수를 제외하고는) 발전기는 본질적으로 일정하게 전력을 생성한다.

또 다른 실시예에서, 발전기 및 방향성 변환기는 제1 고정 장소에 장착되고 선박 및 제2 고정 장소의 모두에 결합될 수도 있어, 조수 작용이 배수형 선박(2202)을 제1 방향으로 이동하게 함에 따라, 발전기 및 방향성 변환기는 일 회전 방향으로 스핀하고, 조수 작용이 배수형 선박(2202)을 반대 방향으로 이동하게 함에 따라, 발전기 및 방향성 변환기는 반대 회전 방향으로 스핀하고, 따라서 전체 조수 사이클(즉, 간조 및 만조) 중에 전력을 발생한다. 여기서, 재차, 발전기는 2개의 드럼 및 일 드럼으로부터 선박에 고정된 고정점으로 그리고 그로부터 제2 고정 장소 상의 드럼(또는 유사한 회전 기구)으로 그리고 그로부터 다른 발전기 드럼으로 연장하는 케이블을 갖는다. 케이블 단부는 그 각각의 발전기 드럼 주위로 대향 방향들로 감겨, 배수형 선박(2202)이 일 방향 및 다른 방향으로 이동함에 따라 발전기가 대향 방향들에서 스핀하게 한다.

또 다른 실시예에서, 발전기 및 방향성 변환기는 각각의 고정 장소에 장착되고 배수형 선박(2202)에 결합될 수도 있어, 조수 작용이 배수형 선박(2202)을 제1 방향으로 이동하게 함에 따라, 양 발전기가 스핀하여 전력을 발생하게 하고, 조수 작용이 배수형 선박(2202)을 반대 방향으로 이동하게 함에 따라, 양 발전기가 스핀하게 하여[제1 방향에서의 배수형 선박(2202) 이동 중에 이들의 회전에 대해 반대 회전 방향으로, 그러나 반드시 서로에 대한 것은 아님] 전체 조수 사이클 중에 전력을 발생한다. 이 버전에서, 단일의 케이블이 선박에 양 단부에서 고정되고 양 방향성 변환기의 드럼 주위에 감겨 배수형 선박(2202)의 임의의 이동 중에 이들 모두를 스핀한다. 본 실시예에서, 결과는 각각의 조수 사이클 중에 2배의 전력 발생일 수 있다.

따라서, 조력 에너지 발생 조립체(2200)는 대향하는 고정 장소(2206a, 2206b) 상에 배치된 2개의 방향성 변환기(2209a, 2209b) 및 2개의 방향성 변환기(2209a, 2209b)를 배수형 선박(2202)에 연결하는 앵커 케이블(2203)을 갖는다. 도 22에서, 배수형 선박(2202)은 드래그 패널(2221)을 포함하고, 제1 방향성 변환기(2209a) 내의 발전기에 결합된 드럼을 풀리게 함으로써 해수의 유동에 기인하여 제1 방향(2222a)에서 진행할 때 전기를 발생한다. 조수가 해수 유동 방향에서 변화할 때, 배수형 선박(2202)은 제1 방향에 대향하는 제2 방향(2222b)으로 진행할 수도 있다. 배수형 선박(2202)은 또한 제2 방향성 변환기(2209b) 내의 발전기에 결합된 드럼을 풀리게 함으로써 제2 방향(2222b)에서 진행할 때 전기를 발생한다.

도 6b는 도 5a 내지 도 5c에 관련하여 전술된 바와 같이 드리프트 또는 드래그를 사용하여 에너지 발생을 위해 적합한 배수형 선박 프레임(602)을 도시하고 있다. 배수형 선박 프레임(602)은 도 6a에 도시된 방향성 변환기(609)와 같은, 방향성 변환기와 함께 사용될 수도 있다. 배수형 선박 프레임(602)은 관련 기술분야에 공지된 바와 같이, 해수면에서 부유하고 도 6a에 도시된 방향성 변환기(609)를 보유하도록 구성될 수도 있도록 하는 부력 기구를 포함할 수도 있다. 배수형 선박 프레임(602)은 해양 환경으로부터 프레임을 보호하기 위해 관련 기술분야에서 통상적인 재료를 사용하는 방수형 외피를 포함할 수도 있다. 배수형 선박 프레임(602)은 유선형 선체를 포함하고, 배수형 선박 프레임(602)의 저부로부터 슬롯(730)을 통해 연장하는 드래그 패널을 포함할 수도 있다. 드래그 패널은 도 5a 내지 도 5c에 관련하여 전술된 드래그 패널에 유사하게 기능할 것이다.

도 6c는 외피를 갖는 배수형 선박(602)을 도시하고 있다. 배수형 선박(602)은 방수형 외피로 덮여 있는 도 6b에 관하여 전술된 바와 같은 구조체 또는 프레임을 포함할 수도 있다. 외피는 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조로부터 드래그력 및 해양 환경을 견딜 수 있는 금속, 복합재료, 폴리머, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수도 있다. 배수형 선박(602)은 도 5a 내지 도 5c에 관하여 전술된 바와 같은 드래그 패널(612)을 더 포함한다. 본 실시예에서, 앵커 케이블(603)은 드래그 패널(612)의 양 측면에서 드래그 패널(612)에 연결된다. 앵커 케이블(603)이 연결되어 있는 드래그 패널(612)을 따른 장소는 배수형 선박(602)의 질량 중심에 대응할 수도 있어, 조류가 배수형 선박(602)을 드리프트하게 할 때, 배수형 선박(602)은 앵커 케이블(603) 상에 힘을 유지하면서 해수 내에서 비교적 안정하게 유지될 것이다. 앵커 케이블(603)의 다른 단부는 전술된 바와 같이 적어도 하나의 방향성 변환기 및 적어도 하나의 발전기에 결합될 수도 있다. 방향성 변환기 및 발전기는 도 8 및 도 9에 관하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 육상에 또는 해양 내의 플랫폼 상에 위치될 수도 있다.

다른 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 배수형 선박(752)은 자체로 드래그 패널일 수도 있다(예를 들어, 도 7b에 도시된 배수형 선박 프레임이 없는). 예를 들어, 배수형 선박(752)은 중공-플레이트 배수형 선박이 해수 내에서 부유 상태로 유지하도록 해수의 것보다 작은 밀도를 갖는 밸러스트를 갖는 중공 플레이트일 수도 있다. 밸러스트는 배수형 선박을 부유 유지하기 위해 부가의 부력을 발생하도록 배수형 선박(752)에 고정된 해저 밸러스트일 수도 있다. 실시예에서, 배수형 선박(752)에 의해 발생된 부력은 배수형 선박(752)의 중량에 대략 동일할 수도 있어, 배수형 선박(752)이 만/해양 바닥 위의 고도로 부유 상태로 유지한다. 배수형 선박(752)은 배수형 선박(752)이 해수의 간조 및 만조에 의해 발생된 힘을 포획 유지하도록 임의의 구성으로 앵커 케이블(753)에(예를 들어, 배수형 선박의 코너에서와 같이) 부착될 수도 있다. 2개 이상의 이러한 배수형 선박은 예를 들어, 원하는 바에 따라 임의의 크기로, 더 대형의 배수형 선박을 생성하기 위해 용접에 의해 함께 연결될 수도 있다. 2개 이상의 이러한 배수형 선박이 함께 연결되면, 2개 이상의 배수형 선박은 예를 들어, 배수형 선박 내에 간극 또는 윈도우를 형성하도록 지주에 의해 이격될 수도 있다.

배수형 선박(752)은 배수형 선박(752)의 장소를 지시하고, GPS 정보를 제공하고, 그리고/또는 부가의 부력을 제공하도록 구성된 부유 디바이스(760)를 포함할 수도 있다. 배수형 선박(752) 또는 부유 디바이스(760)는 조력 에너지 변환 조립체에 대한 정보를 조작자에게 전송하도록 구성된 프로세싱 또는 논리 모듈을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 또는 논리 모듈은 조류 속도, 배수형 선박 속도, 배수형 선박 장소, 시스템의 효율, 및 부력에 대응하는 데이터를 기록할 수도 있다. 처리 모듈은 예를 들어, 배수형 선박 또는 부유 디바이스(760) 상에 위치된 송신기에 결합될 수도 있어, 처리 모듈이 송신기를 사용하여 기록된 데이터를 조작자에게 전송할 수도 있게 된다. 송신기는 관련 기술분야에 알려져 있는 바와 같은 무선 송신기/수신기일 수도 있다.

도 8은 고정 장소(806)에서 방향성 변환기(809a 내지 809f) 및 발전기(816a 내지 816f)의 어레이를 갖는 배수형 선박(802)을 도시하고 있다. 본 실시예에서, 하나의 배수형 선박(802)이 복수의 앵커 케이블(803a 내지 803f)에 결합되고, 각각의 앵커 케이블은 고정 장소(806)에 고정되어 있는 각각의 방향성 변환기(809a 내지 809f)에 결합된다. 예로서, 고정 장소(806)는 육지, 둑, 해양 바닥에 정박된 해양 내의 플랫폼, 또는 해양 바닥일 수도 있다. 도 8에서, 고정 장소는 배수형 선박이 위치되어 있는 수체에 인접한 해안(육지)이다. 더욱이, 본 개시내용의 고려 후에, 통상의 기술자는 고정 장소가 다른 장점 중에서도, 폭풍우에 의해 발생되는 범람 및 파도에 대한 보호를 제공하기 위해 더 내륙의 영역 또는 크레인 위와 같은 육지 또는 이동 장소의 임의의 적합한 플롯일 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 본 명세서에 설명된 방향성 변환기는 따라서 임의의 적합한 고정 장소에 위치될 수 있어 하나 이상의 앵커 케이블이 해수 내의 하나 이상의 배수형 선박에 방향성 변환기(들)를 결합할 수 있게 된다.

각각의 방향성 변환기(809a 내지 809f)는 전술된 방향성 변환기에 실질적으로 유사할 수도 있다. 예를 들어, 각각의 방향성 변환기(809a 내지 809f)는 각각의 앵커 케이블(803a 내지 803f)이 그 주위에 감겨 있는 드럼(813a 내지 813f)을 포함할 수도 있다. 또한, 각각의 방향성 변환기(809a 내지 809f)는 배수형 선박(802)의 이동에 관하여 독립적으로 결합(또는 결합해제)되어 전기를 발생할 수도 있다. 조수 작용의 간조 및 만조가 배수형 선박(802)을 고정 장소(806)로부터 이격하여 드리프트하게 함에 따라, 각각의 앵커 케이블은 각각의 드럼(813a 내지 813f) 상에 힘을 인가하여, 드럼(813a 내지 813f)이 회전하게 할 것이다. 드럼(813a 내지 813f)은 구동 기어(812a 내지 812f)를 포함하는 액슬(815a 내지 815f) 상에 고정되고, 구동 기어(812a 내지 812f)는 전술된 바와 같은 기어박스에 실질적으로 유사할 수도 있는 기어박스(814a 내지 814f)에 결합된다. 드럼(813a 내지 813f)이 회전하고 결합됨에 따라, 구동 기어(812a 내지 812f)는 회전하고 기계적 동력을 기어박스(814a 내지 814f)에 전달할 수도 있다. 결합된 기억박스(814a 내지 814f)는 구동 기어(812a 내지 812f)로부터의 입력 RPM을 발전기(816a 내지 816f)에 전달될 상이한 RPM 출력으로 변환할 수도 있다. 결합된 기어박스(814a 내지 814f)는 예를 들어, 전술된 바와 같이 고정 자석 발전기일 수도 있는 발전기(816a 내지 816f)에 결합된다. 결합된 기어박스(814a 내지 814f)는 기계적 동력을 발전기(816a 내지 816f)에 전달하여 하나 이상의 배터리를 포함할 수도 있는 저장 설비(824) 내에 저장될 수도 있는 전력을 생성한다. 전력은 와이어(804)를 거쳐 배전망에 전송될 수도 있어 소비되도록 소비자에게 분배될 수도 있게 된다. 하나의 방향성 변환기가 결합해제될 때, 각각의 드럼은 배수형 선박 및 앵커 케이블의 이동시에 여전히 회전할 수도 있지만, 구동 기어, 기어박스 또는 발전기는 어떠한 전기도 그 각각의 발전기에 의해 생성되지 않도록 위치설정되고 결합해제된다.

조수 작용의 간조 및 만조가 배수형 선박(802)을 고정 장소(806)를 향해 재차 드리프트하게 함에 따라, 제어 기구는 앵커 케이블(803a 내지 803f) 상의 과잉의 처짐을 권취인입할 수도 있다. 제어 기구는 전술된 제어 기구에 실질적으로 유사할 수도 있다. 예를 들어, 제어 기구는 드럼(813a 내지 813f)에 결합된 스프링 또는 모터일 수도 있다.

일 실시예에서, 각각의 발전기(816a 내지 816f)는 유사한 또는 상이한 전기 출력 정격을 가질 수도 있다. 예를 들어, 각각의 발전기(816a 내지 816f)는 125 RPM에서 15 kW의 전기 출력 정격을 가질 수도 있다. 대안적으로, 각각의 발전기는 상이한 전기 출력 정격을 가질 수도 있다. 예를 들어, 발전기(816a 내지 816f)는 1 kW, 5 kW, 10 kW, 15 kW, 20 kW, 및 25 kW의 상이한 전기 출력 정격을 가질 수도 있다. 다른 예에서, 발전기(816a 내지 816f)는 15 kW의 유사한 전기 출력 정격을 가질 수도 있다.

발전기 어레이로서, 하나 이상의 발전기(들)(또는 방향성 변환기)가 결합될 수도 있고, 반면에 다른 발전기(또는 방향성 변환기)는 결합해제될 수도 있다. 더 낮은 조류 속도에서, 더 적은 수의 발전기(816a 내지 816f)가 전력을 발생하도록 결합될 수도 있고, 더 고속의 조류 속도에서, 더 많은 발전기(816a 내지 816f)가 전력을 생성하도록 결합될 수도 있다. 이러한 어레이는 하나의 배수형 선박이 배수형 선박에 작용하는 조력에, 그리고 비한정적으로 단일의 발전기의 발전 잠재성에 직접 비례하는 전기량을 발생하는 것을 허용한다. 도 8은 배수형 선박(802)에 결합된 6개의 발전기를 도시하고 있지만, 본 발명은 이러한 발전기의 수에 한정되는 것은 아니고, 임의의 적합한 수의 발전기가 배수형 선박의 크기, 조수의 예상된 강도 및 고정 장소의 이용가능한 영역에 따라 배수형 선박에 결합될 수도 있다.

다른 실시예에서, 배수형 선박은 전술된 바와 같이 잠금 기구를 통해 고정 장소로부터 이격하여 특정 거리에서 잠금될 수도 있고, 반면에 적어도 하나 이상의 발전기가 조수 사이클 전체에 걸쳐 결합된다. 잠금 기구는 예를 들어, 제어 기구에 의해 해제될 수도 있어, 제어 기구가 충분히 고속의 조류가 전기를 발생하기 위해 원하는 속도로 배수형 선박을 이동하도록 존재한다는 것을 결정할 때, 배수형 선박을 고정 장소에 대해 수평으로 드리프트하게 한다. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조에 의해 발생된 조류 속도가 변동함에 따라, 조력 에너지 변환 조립체에 의해 발생된 전기량이 또한 변동할 수도 있다는 것이 이해된다. 조수 작용의 간조 및 만조에 의해 발생된 조류는 일반적으로 사인곡선형 패턴으로 변동하고 따라서 발생된 전기량은 또한 유사한 방식으로 변동할 수도 있다. 통상의 기술자는 조류의 속도 및/또는 조수의 상승 및 하강이 조수 사이클 전체에 걸쳐 변동함에 따라, 결합된 발전기의 수 또는 결합된 발전기가 회전할 속도가 변동할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

도 9는 육상에 2개의 방향성 변환기(909a, 909b) 및 풀리 장치(926)를 갖는 배수형 선박(902a, 902b)을 도시하고 있는데, 2개의 방향성 변환기는 단일의 발전기(916)에 부착된다. 배수형 선박(902a, 902b)은 도 5a 내지 도 5c, 도 7c 및 도 8에 관하여 전술된 배수형 선박에 실질적으로 유사할 수도 있다. 각각의 배수형 선박(902a, 902b)은 고정 장소(906)로부터 이격하여 해양 내에 위치된 풀리 장치(926) 주위에 루프형성되는 앵커 케이블(903)에 결합된다. 풀리 장치(926)는 액슬 상에 고정된 풀리를 포함할 수도 있어, 앵커 케이블(903)이 풀리를 통해 스레딩될 수도 있고 적은 저항으로 병진이동할 수도 있게 된다. 액슬 및 풀리 기구의 풀리는 해양 내의 플랫폼 또는 다른 구조체에 고정될 수도 있다. 앵커 케이블(903)은 제1 단부에서 방향성 변환기(909a)에 그리고 제2 단부에서 방향성 변환기(909b)에 연결된다. 방향성 변환기는 전술된 것들과 실질적으로 유사하고, 구동 기어(912a, 912b)를 포함하는 액슬(915a, 915b)에 고정된 드럼(913a, 913b)을 포함한다. 구동 기어(912a, 912b)는 기어박스(914a, 914b)에 동작식으로 결합되고, 기어박스(914a, 914b)는 발전기(916)에 동작식으로 결합된다. 발전기(916)는 저장 설비(924)에 연결될 수도 있고 또는 와이어(904)를 거쳐 배전망에 직접 연결될 수도 있다.

조수 작용의 간조 및 만조가 배수형 선박(902a, 902b)을 제1 방향에서 고정 장소(906)를 향해 횡방향으로 드리프트하게 함에 따라, 앵커 케이블(903)은 제1 방향성 변환기(909a) 상에 힘을 인가하여, 제1 방향성 변환기(909a)가 기계적 동력을 발전기(816)에 전달하게 하여 전력을 발생한다. 제2 방향성 변환기(909b)는 예를 들어, 전술된 것과 유사한 제어 기구를 사용함으로써 앵커 케이블(903) 내의 임의의 과잉의 처짐을 권취인입할 수도 있다. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조가 배수형 선박(902a, 902b)이 고정 장소(906)로부터 이격하여 제2 상이한 횡방향으로 드리프트하게 함에 따라, 앵커 케이블(903)은 제2 방향성 변환기(909b) 상에 힘을 인가하여, 제2 방향성 변환기(909b)가 기계적 동력을 발전기(916)에 전달하게 하여 전력을 발생한다. 이 방식으로, 풀리 장치(926)는 조수 작용 또는 다른 조류에 기인하는 해수의 간조 및 만조의 모두를 사용하여 전력이 발생되게 한다. 대안적인 실시예에서, 제2 방향성 변환기(909b)는 제2 발전기(도시 생략)에 동작식으로 결합될 수도 있다. 제2 발전기는 제1 발전기(916)와 유사한 또는 상이한 전기 출력 정격을 가질 수도 있다.

도 9의 대안적인 실시예에서, 앵커 케이블은 (2개의 단부를 갖는 앵커 케이블보다는) 연속 루프일 수도 있다. 본 실시예에서, 방향성 변환기는 앵커 케이블이 그 주위에 감겨 있는 (드럼보다는) 액슬이다. 배수형 선박이 고정 장소를 향해 또는 이격하여 드리프트하여, 앵커 케이블을 일방향으로 견인함에 따라, 앵커 케이블은 액슬을 회전하도록 구성되고, 이러한 액슬의 이동은 하나 이상의 발전기를 여기하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 앵커 케이블(903)의 적어도 일부는 예를 들어, 배수형 선박의 원하는 동작 깊이에서와 같이, 수중에 잠수될 수도 있다. 본 실시예에서, 앵커 케이블은 기단부에서 육상의 고정 장소에 부착되고 방향성 변환기 및 발전기에 동작식으로 결합될 수도 있다. 이 기단부로부터, 앵커 케이블(903)의 말단 부분[앵커 케이블(903)의 말단부를 포함하여]은 예를 들어, 만/해양 바닥 또는 잠수된 플랫폼에서 해수 아래에 위치된 앵커 또는 풀리와 같은, 하나 이상의 연결부를 통해 스레딩됨으로써 잠수될 수도 있다. 앵커 케이블(903)이 연결부를 통해 스레딩된 후에, 배수형 선박은 앵커 케이블(903)의 말단부를 따른 임의의 지점에서 또는 앵커 케이블(903)의 말단부에서 결합될 수도 있다. 배수형 선박이 고정 장소에 대해 제1 횡방향으로 이동함에 따라, 전술된 바와 같이 앵커 케이블(903)이 활성화되어 전기를 발생할 수도 있다. 배수형 선박은 전술된 바와 같은 복수의 잠수된 앵커 케이블에 부착될 수도 있다. 이러한 다른 잠수된 앵커 케이블의 기단부는 다른 고정 장소에 부착되고 이러한 고정 장소에서 다른 방향성 변환기 및/또는 발전기에 동작식으로 결합될 수도 있다. 배수형 선박이 고정 장소에 대해 다른 횡방향으로 이동함에 따라, 이러한 다른 앵커 케이블이 활성화되어 전기를 발생할 수도 있다. 각각의 방향성 변환기는 전술된 바와 같이, 케이블을 다시감기 위한 제어 기구를 포함할 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 배수형 선박은 잠수된 제1 앵커 케이블(903)의 말단부 및 잠수된 제2 앵커 케이블의 말단부에 부착될 수도 있고, 여기서 잠수된 제1 앵커 케이블(903)은 배수형 선박으로부터 이격하여 일 방향으로 연장하고, 잠수된 제2 앵커 케이블은 배수형 선박으로부터 이격하여 반대 방향으로 연장한다. 잠수된 제2 앵커 케이블이 배수형 선박으로부터 이격하여 연장함에 따라, 제2 앵커 케이블의 말단부는 이러한 잠수된 제2 앵커 케이블을 배수형 선박 및 잠수된 제1 앵커 케이블(903)을 향해 복귀시키는 풀리를 통해 스레딩될 수도 있고, 잠수된 제2 앵커 케이블의 기단부는 앵커 케이블(903)과 동일한 고정 장소에 부착된다. 제2 앵커 케이블의 기단부는 고정 장소에 있는 앵커 케이블(903)과 동일하거나 상이한 방향성 변환기 및 발전기에 동작식으로 결합될 수도 있다. 이 배열에서, 조수가 간조함에 따라 제1 잠수된 앵커 케이블이 결합될 것이고 조수가 범람함에 따라 제2 잠수된 앵커 케이블이 결합될 것이기 때문에, 조수가 간조하고 범람하는 모두 동안 에너지가 배수형 선박 상에 생성된 드래그력에 의해 생성될 수도 있다.

도 10은 전술된 바와 같이 그리고 더 후술되는 바와 같이, 회전가능하도록 구성된 배수형 선박(1000)의 저면도를 도시하고 있다. 배수형 선박(1000)은 전술된 그리고 후술되는 바와 같이 부유 디바이스를 경유하여 해수 내에서 부유하도록 구성될 수도 있다. 배수형 선박(1000)은 조수 작용 및/또는 다른 해수 유동에 기인하는 해수의 유동으로부터의 드래그력을 포획하도록 구성된 제1 측면(1002a) 및 제2 측면(1002b)을 갖는 드래그 패널(1002)을 포함한다. 제1 측면(1002a) 및 제2 측면(1002b)은 실질적으로 편평한 것으로서 도시되어 있지만, 더 상세히 후술되는 바와 같이, 드래그력의 포획을 향상(또는 감소)시키기 위한 임의의 적합한 형상을 갖도록 구성될 수도 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 각도를 제어하는 일반적인 경우를 예시하기 위해, 배수형 선박(1000)은 해수 내에서 드래그 패널(1002)의 배향을 제어가능하게 조정하도록 구성된 드래그 패널(1002)로부터 연장하는 제어 케이블(1008a, 1008b)을 더 포함한다. 제어 케이블(1008a, 1008b)은 결합 기구(1009)를 거쳐 일 단부에서 앵커 케이블(1003)에 결합될 수도 있고, 앵커 케이블(1003)은 전술된 바와 같이, 고정 장소에서 방향성 변환기 및 발전기에 또한 연결될 수도 있다. 각각의 제어 케이블(1008a, 1008b)은 예를 들어, 모터 및 드럼 조립체 또는 윈치와 같은, 배수형 선박(1000) 위에 또는 내에 장착된 조정/제어 기구(1020a, 1020b로서 일반적으로 지시되어 있음)에 다른 단부에서 또한 결합될 수도 있다. 각각의 제어 기구(1020a, 1020b)는 해수 내에서 배수형 선박의 회전을 실행하기 위해 그 각각의 제어 케이블을 독립적으로 감고 그리고/또는 해제할 수도 있다. 예를 들어, 제1 제어 기구(1020a)는 제어 케이블(1008a)을 감을(또는 단축할) 수도 있고, 반면에 제2 제어 기구(1020b)는 제어 케이블(1008b)을 해제하고(또는 신장함), 따라서 배수형 선박(1000)을 시계방향으로 회전하고 드래그 패널(1002) 상에 인가된 드래그력의 양을 제어가능하게 조정한다. 제1 제어 기구(1020a) 및 제2 제어 기구(1020b)는 또한 역동작에 의해 반대(반시계) 방향으로 배수형 선박(1000)을 또한 회전할 수도 있는데, 즉 제1 제어 기구(1020a)는 제어 케이블(1008a)을 해제할 수도 있고 제2 제어 기구(1020b)는 제어 케이블(1008b)을 감을 수도 있다. 통상의 기술자는 단일의 모터/드럼 또는 윈치가 반대 방향에서 장착된 케이블과 함께 사용될 수 있고, 드럼/윈치가 회전함에 따라, 일 케이블이 풀리고 다른 케이블은 감긴다는 것을 또한 여기서 인식할 수 있을 것이다. 드래그 패널(1002) 상에 인가된 드래그력을 제어가능하게 조정하기 위해 해수 내에서 회전하는 것이 가능한 배수형 선박(1000)을 제공함으로써, 발전기에 의해 발생된 전기의 양은 또한 제어가능하게 조정될 수도 있다.

다른 실시예에서, 드래그 패널은 드래그 패널이 배수형 선박의 축 둘레로 선회할 수도 있도록 배수형 선박에 결합될 수도 있다. 본 실시예에서, 제어 케이블은 전체 배수형 선박을 회전시키지 않고 드래그 패널을 회전하기 위해 드래그 패널에 결합될 수도 있다. 대안적으로, 모터와 같은 제어 기구는 드래그패널이 드래그 패널의 회전을 제어하도록 그 위에 고정되어 있는 액슬에 결합될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 배수형 선박은 배수형 선박의 저부면으로부터 해수 내로 연장하는 다수의 드래그 패널을 포함할 수도 있다. 본 실시예에서, 각각의 드래그 패널은 드래그 패널이 회전할 수도 있도록 액슬에 고정될 수도 있다. 제어 기구는 각각의 개별 드래그 패널의 회전을 제어하도록 각각의 액슬에 결합될 수도 있다.

도 11a는 상기에 지시되어 있는 바와 같이 그리고 더 후술되는 바와 같이, 회전가능하도록 구성되고 대안적인 표면 형상을 갖는 배수형 선박(1102)의 등각 정면도를 도시하고 있다. 배수형 선박(1102)은 부유 디바이스(1160a, 1160b)에 의해 지지된 드래그 패널(1121)을 포함한다. 부유 디바이스(1160a, 1160b)는 도 7d에 관하여 전술된 바와 같은 부유 디바이스에 유사할 수도 있고, 해수면에서 또는 부근에서 부유하도록 구성될 수도 있어 드래그 패널(1121)이 해수면 아래의 지정된 거리에 배치되게 되어 해수 유동으로부터 드래그력을 포획할 수도 있게 된다. 본 실시예에서, 드래그 패널(1121)은 비편평한 형상을 각각 갖는 제1 측면(1121a) 및 제2 측면(1121b)을 포함한다. 예에서, 도 11a에 도시되어 있는 바와 같이, 드래그 패널(1121)은 편평한 패널에 의해 성취될 수도 있는 것보다 더 효과적으로 조수 작용 및/또는 조류로부터 드래그력의 포획을 향상시키기 위한 포물선 또는 오목형 형상을 측면(1121a, 1121b) 상에 포함한다. 통상의 기술자는 드래그 패널(1121)의 측면(1121a, 1121b)이 드래그 패널(1121) 상에 인가된 드래그력의 포획을 향상(또는 감소)시키기 위한 다른 적합한 형상을 포함할 수도 있다는 것을 상기 설명으로부터 이해할 수 있을 것이다.

드래그 패널(1121)은 직물, 금속, 복합재료, 비정질 금속 합금 또는 폴리머로 제조될 수도 있다. 조류가 비교적 저속인 경우에 동작하도록 구성된 배수형 선박의 실시예에서, 직물 드래그 패널이 충분할 수도 있다. 조류가 더 강한 다른 실시예에서, 금속 또는 폴리머 드래그 패널이 바람직할 수도 있다.

도 11a 내지 도 11d의 배수형 선박(1102)은 아암(1138a 내지 1138c)을 갖고 도시되어 있다. 임의의 적합한 수의 아암이 배수형 선박 상에 사용될 수도 있고, 또는 배수형 선박은 아암을 전혀 갖지 않을 수도 있다. 도 11a 내지 도 11d에 도시되어 있는 실시예에서, 아암(1138a)은 아암(1104a)이 드래그 패널(1121)에 대해 요동하게 하는 힌지(1106a)를 거쳐 드래그 패널(1121)에 결합될 수도 있다. 아암(1138b)이 힌지(1106b)를 거쳐 드래그 패널(1121)에 유사하게 결합될 수도 있고, 아암(1138a)으로부터 드래그 패널(1121)의 대향 측면 상에 배치될 수도 있다. 제3 아암(1138c)이 아암(1138a, 1138b)에 대해 전술된 것들과 유사한 힌지를 거쳐 드래그 패널(1121)의 다른 측면에 결합될 수도 있다. 아암(1138a 내지 1138c)(도 11a 내지 도 11d에 개념적으로 도시되어 있음)은 드래그 패널(1121)과 실질적으로 동일한 길이(D₁)를 가질 수도 있고, 또는 길이(D₁)보다 길거나 짧을 수도 있다. 바람직하게는, 아암(1138a, 1138b)은 이들의 길이(D₁)보다 각각 더 길도록 하는 길이를 갖고 아암(1138c)은 길이(D₂)보다 더 길도록 하는 길이를 갖는다. 힌지(1106a 내지 1106c)는 배수형 선박(1102)이 앵커 케이블(1103)에 대해 해수 내에서 그 배향을 변경함에 따라 아암(1138a 내지 1138c)이 배수형 선박(1102)에 대해 요동하게 한다. 케이블이 그 내에 캡슐화되어 있는 다수의 아암의 사용은 케이블 상의 마모를 최소화하고, 케이블의 얽힘을 회피하고, 그리고/또는 케이블이 바지선 또는 배수형 선박 아래로 낙하하는 것을 방지하는 기능을 할 것이다.

아암(1138a 내지 1138c)은 더 상세히 후술되는 바와 같이, 앵커 케이블(1103)의 제1 단부에서 연결부(1111)를 거쳐 일 단부에서 앵커 케이블(1103)에 결합되고 배수형 선박 상에 또는 내에 존재할 수도 있는 제어 기구에 다른 단부에서 결합되어 있는 제어 케이블(1128a 내지 1128c)을 각각 수용한다. 연결부(1111)는 예를 들어, 제어 케이블(1128a 내지 1128c)을 앵커 케이블(1103)에 연결하기 위한 금속 링, 래치, 클립, 케이블 루프, 또는 임의의 다른 적합한 결합 디바이스를 포함할 수도 있다. 앵커 케이블(1103)은 도 8 및 도 9에 관하여 전술된 바와 같이, 앵커 케이블(1103)의 제2 단부에서 방향성 변환기에 또한 결합된다. 또한 전술된 바와 같이, 방향성 변환기는 발전기에 동작식으로 결합될 수도 있고, 방향성 변환기 및 발전기의 모두는 육지 또는 바지선과 같은 고정 장소에 위치될 수도 있다. 전술된 그리고 후술되는 앵커 케이블, 방향성 변환기, 및/또는 발전기 중 임의의 것은 배수형 선박(1102)과 함께 사용될 수도 있다.

아암을 갖는 배수형 선박(1102)의 실시예에서, 각각의 제어 케이블(1128a 내지 1128c)은 도관(도 12a 내지 도 12c에 관하여 더 상세히 후술됨)을 통해 그 각각의 아암(1138a 내지 1138c) 내에 존재할 수도 있다(부분적으로 또는 완전히). 도 11a 내지 도 11d에서 볼 수 있는 바와 같이, 제어 케이블(1128a 내지 1128c)(점선으로서 부분적으로 도시되어 있음)은 아암(1138a 내지 1138c)을 통해 통과하여 일 단부에서 제어 기구(1120a 내지 1120c)에 각각 결합된다. 제어 기구(1120a 내지 1120c)는 배수형 선박 위에 또는 내에 존재할 수도 있고, 해수 내에서 배수형 선박(1102)을 회전하기 위해 제어 케이블(1128a 내지 1128c)을 감고 그리고/또는 해제하도록 구성될 수도 있다. 각각의 제어 기구(1120a 내지 1120c)는 배수형 선박의 단부와 앵커 케이블(1103) 사이의 거리를 변경하기 위해 그 각각의 제어 케이블을 독립적으로 감고 그리고/또는 해제할 수도 있어, 해수 내에서 배수형 선박(1102)의 회전을 유발한다. 예를 들어, 배수형 선박(1102) 내에 수용된 제1 제어 기구(1120a)는 제어 케이블(1128a)을 감을 수도 있고, 반면에 배수형 선박(1102) 내에 수용된 제2 제어 기구(1120b)는 제어 케이블(1128b)을 해제할 수도 있어 해수 내에서 배수형 선박(1102) 배향을 변경하고 배수형 선박(1102)을 시계방향으로 회전한다. 대안적으로, 제1 제어 기구(1120a)는 제어 케이블(1128a)을 풀고/해제할 수도 있고, 반면에 제2 제어 기구(1120b)는 제어 케이블(1128b)을 감을 수도 있어 해수 내에서 배수형 선박(1102) 배향을 변경하고 배수형 선박(1102)을 반시계방향으로 회전한다. 조작자는 해수 내의 배수형 선박(1102) 배향을 변경할 수도 있어 드래그 패널(1121) 상에 인가된 드래그력의 양을 조정하여, 최종적으로 발생된 전기의 양을 제어가능하게 조정한다.

실시예에서, 아암(1138a, 1138b)은 제어 케이블(1128a, 1128b)이 드래그 패널(1121)의 어느 일 측면으로부터 이격하여 연장하고 드래그 패널(1121)의 표면에 접촉하지 않고 앵커 케이블(1103)에 연결할 수 있도록 길이(D₁)보다 더 길 수도 있다. 유사하게, 아암(1138c)은 앵커 케이블(1128c)이 드래그 패널(1121)의 어느 일 측면으로부터 이격하여 연장하고 드래그 패널(1121)의 표면에 접촉하지 않고 앵커 케이블(1103)에 연결할 수 있도록 길이(D₂)를 지나 연장할 수도 있다. 이 구성은 제어 케이블(1128a 내지 1128c)이 동작 중에 드래그 패널(1121)에 접촉하고 그리고/또는 제어 케이블(1128a 내지 1128c) 상에 마찰 마모를 유발하는 것을 방지하기 위해 특히 유용할 수도 있다.

도 11a 내지 도 11d는 아암(1138a 내지 1138c) 내의 도관을 통해 통과하는 제어 케이블(1128a 내지 1128c)을 갖는 아암(1138a 내지 1138c)을 도시하고 있지만, 도 10에 관하여 전술된 바와 같은 다른 실시예에서, 제어 케이블(1128a 내지 1128c)은 임의의 아암을 통해 연장하지 않고 배수형 선박(1102)에 직접 부착될 수도 있다. 제어 케이블(1128a 내지 1128c)은 예를 들어, 부유 디바이스(1160a, 1160b) 중 하나 또는 모두 내에 또는 드래그 패널(1121) 내에와 같이, 배수형 선박(1102) 위에 또는 내에 존재하는 제어 기구(1120a 내지 1120c)에 직접 결합될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 제어 기구(1120a 내지 1120c)는 제어 케이블(1128a 내지 1128c)을 감고 그리고/또는 해제하여 앵커 케이블(1103)로부터 배수형 선박(1102)의 거리 및 배향을 조정하고 아암(1138a 내지 1138c)을 갖는 배수형 선박(1002)의 실시예에 관하여 전술된 것과 유사한 방법에서 해수의 유동에 관하여 드래그 패널(1121)을 배향할 수도 있다.

동작시에, 배수형 선박(1102)은 드래그 패널(1121)의 제1 측면(1121a)이 해수 유동의 결과로서 드래그 패널에 상에 인가된 압력으로부터 발생하는 드래그력을 포획하도록 해수 내에 위치된다. 배수형 선박(1102)의 회전을 실행하기 위해, 제1 제어 기구(1120a)는 단독으로 제어 케이블(1128a)을 감거나 해제할 수도 있고, 반면에 제2 제어 기구(1120b)는 제어 케이블(1128b)을 해제한다(또는 감는다). 제1 제어 기구(1120a)가 제1 제어 케이블(1128a)을 감음(또는 해제함)에 따라, 배수형 선박의 제1 측면(1121a)은 앵커 케이블(1103)에 대해 그 거리를 변경할 수도 있어 배수형 선박이 앵커 케이블 및 해수 유동에 관하여 그 배향을 변경하게 한다. 배수형 선박(1102)이 힌지결합가능 아암을 가지면, 힌지(1106a 내지 1106c)는 배수형 선박(1102)이 앵커 케이블(1103)에 대해 해수 내에서 그 배향을 변경함에 따라, 아암(1138a 내지 1138c)이 배수형 선박(1102)에 대해 자유롭게 요동하게 한다. 배수형 선박(1102)의 제1 측면(1121a)이 해수의 유동에 수직일 때, 배수형 선박(1103)은 배수형 선박(1102)이 해수의 유동에 대해 다른 각도로 배향되면 더 큰 드래그력의 양을 경험할 수도 있다. 비수직 각도로 배수형 선박(1102)의 회전시에, 드래그 패널(1121)은 적은 드래그력을 경험할 수도 있고, 따라서 배수형 선박(1102) 상에 인가된 드래그력의 양이 동작 중에 제어가능하게 조정되게 한다. 그 위에 인가된 드래그력의 양을 변화하기 위해 해수 내에서 회전될 수 있는 이러한 배수형 선박(1102)은 피크 전기 사용량 시간 중에 더 많은 양의 드래그력을 포획하고 비-피크 전기 사용량 시간 중에 더 적은 양의 드래그력을 포획하도록 구성될 수도 있다. 다른 잠재적인 장점 중에서도, 이러한 제어된 조정가능성은 장치 상의 불필요한 응력을 감소시키고 그 내용년수를 연장하는 것을 도울 수도 있다.

도 11b는 도 11a의 배수형 선박(1102)의 저면도를 도시하고 있다. 전술된 바와 같이, 배수형 선박(1102)은 제1 측면(1121a) 및 제2 측면(1121b)을 갖는 드래그 패널(1121)을 포함한다. 제1 측면(1121a) 및/또는 제2 측면(1121b)은 해수의 유동으로부터 드래그력의 포획을 증가시키도록 구성된 포물선 또는 오목 형상을 포함할 수도 있다. 배수형 선박(1102)은 그로부터 연장하고 힌지(1106a 내지 1106c)를 거쳐 드래그 패널(1121)에 결합된 아암(1138a 내지 1138c)을 더 포함한다. 아암(1138a 내지 1138c)은 각각의 제어 케이블(1128a 내지 1128c)(점선으로 도시됨)을 각각 부분적으로 수용하고, 제어 케이블(1128a 내지 1128c)은 결합 기구(1111)를 거쳐 앵커 케이블(1103)에 결합된다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 배수형 선박(1102)은 힌지(1106a, 1106b)로부터 배수형 선박(1102)의 대향 단부에 위치된 정지 기구(1135a, 1135b)를 더 포함한다. 정지 기구(1135a, 1135b)는 아암(1138a, 1138b)의 운동의 범위를 제한하도록 구성되고, 따라서 아암(1138a, 1138b)은 드래그 패널(1102)을 타격하지 않고, 잠재적으로는 손상하지 않는다. 정지 기구(1135a, 1135b)는 예를 들어, 고무, 금속, 또는 폴리머를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수도 있다. 통상의 기술자는 정지 기구(1135a, 1135b)가 아암(1138a, 1138b)의 운동을 제한하기 위해 드래그 패널을 따라 임의의 지점에 배치될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 선택적으로, 부가의 정지 기구가 드래그 패널(1121)의 어느 일 측면에서 제3 아암(1138c)의 운동의 범위를 제한하는데 사용될 수도 있다.

더불어, 도 11b 내지 도 11d는 배수형 선박의 회전을 도시하고 있다. 도 11b에서, 드래그 패널(1121)의 제1 측면(1121a)은 결합 기구(1111)에 대면하고, 측면(1121b)은 결합 기구(1111)로부터 이격한다. 제어 케이블(1128b)이 제2 제어 기구(1120b)에 의해 신장되고 제어 케이블(1128a)이 제1 제어 기구(1120a)에 의해 단축됨에 따라, 배수형 선박(1102)은 시계방향으로 회전할 수도 있어, 제1 측면(1121a)이 결합 기구(1111)로부터 이격하여 회전하게 하고 제2 측면(1121b)이 결합 기구(1111)를 향해 회전하게 한다. 배수형 선박(1121)의 회전은 해수의 유동을 포획하도록 이용가능한 드래그 패널의 표면적을 조정한다.

도 11c에서, 배수형 선박(1102)은 도 11b 및 도 11d의 구성 사이의 중간 회전 상태에 있다. 특히, 도 12a 내지 도 12c에 관하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 드래그 패널(1121)의 제1 측면(1121a)은 제어 케이블(1128a)이 배수형 선박(1102) 위에 또는 내에 존재하는 제1 제어 기구(1120a)에 의해 단축됨(또는 감김)에 따라 그리고 제어 케이블(1128b)이 배수형 선박(1102) 위에 또는 내에 존재하는 제2 제어 기구(1120b)에 의해 동시에 신장됨(또는 해제됨)에 따라 시계방향으로 회전한다.

도 11d는 배수형 선박(1102) 회전의 완료를 도시하고 있는데, 여기서 제2 측면(1121b)은 이제 결합 기구(1111)에 대면하고 있고, 제1 측면(1121a)은 결합 기구로부터 이격하고 있다. 도 11d에서, 제어 케이블(1128a)은 도 11b 및 도 11c에서의 그 상태에 비교할 때 단축되어 있다. 역으로, 제어 케이블(1128b)은 도 11b 및 도 11c에서의 그 상태에 비교할 때 도 11d에서 신장되어 있다. 도 11d에 도시된 배수형 선박은 전술된 바와 실질적으로 유사한 방법에서 도 11b에서의 상태로 재차 회전될 수도 있다.

도 11e는 배수형 선박(1102)의 측면도를 도시하고 있다. 도 7d에서 부유 디바이스의 설명에 추가하여, 부유 디바이스(1160)는 2개 이상의 격실(1123a, 1123b)로 분리될 수도 있다. 제1 격실(1123a)은 전술된 제어 기구와 같은, 방수 및/또는 격납 장비가 되도록 구성될 수도 있다. 제2 격실(1123b)은 예를 들어, 부유 디바이스(1160)의 부력을 증가시키기 위해 가스와 같은 배수형 선박(1102)의 부력을 유지하기 위한 재료를 포함할 수도 있다. 통상의 기술자는 양 격실(1123a, 1123b)이 부력을 유지하고 그리고/또는 장비를 수용하기 위해 재료를 격납하도록 구성될 수도 있다.

도 12a는 배수형 선박(1202)의 후면도를 도시하고 있다. 배수형 선박(1202)은 부유 디바이스(1260a, 1260b)에 의해 지지된 드래그 패널(1221)을 포함한다. 부유 디바이스(1260a, 1260b)는 드래그 패널(1221)이 해수면 아래로 지정된 거리에 배치되도록 해수면에서 또는 부근에서 부유하도록 구성된다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 부유 디바이스(1260a, 1260b)는 해수 위에서 제1 직경을 갖는 제1 단면을 포함한다. 부유 디바이스(1260a, 1260b)는 이어서 수중에서 제2 더 작은 직경을 갖는 제2 단면으로 테이퍼진다.

도 12a 내지 도 12c의 배수형 선박(1202)은 트러스형 구조체를 포함하는 아암(1238)을 더 포함한다. 아암(1238)은 힌지(1238)가 드래그 패널(1221)에 대해 요동하게 하는 힌지(1206)를 거쳐 드래그 패널(1221)에 결합될 수도 있다. 일 예로서, 아암(1238)은 아암(1238)을 따라 부유 디바이스(1260a) 내로 연장하는 중앙 도관(1213)을 통해 제어 케이블(1228)을 수용한다. 중앙 도관(1213)을 통해, 예를 들어, 도 7d를 참조하여 설명된 바와 같이, 제어 케이블(1228)은 아암(1238)을 통해 연장하고, 부유 디바이스(1260a) 내와 같이, 배수형 선박(1202) 내에 수용된 제어 기구에 결합되고 격납될 수도 있다.

도 12b는 배수형 선박(1202)의 평면도를 도시하고 있다. 전술된 바와 같이, 배수형 선박(1202)은 제1 측면(1221a) 및 제2 측면(1221b)을 갖는 드래그 패널(1221)을 포함한다. 배수형 선박(1202)은 그로부터 연장하고 힌지(1206a, 1206b)를 거쳐 드래그 패널(1221)에 결합된 아암(1238a, 1238b)을 더 포함한다. 아암(1238a, 1238b)은 각각의 제어 케이블(1228a, 1228b)에 각각 결합되고, 제어 케이블(1228a, 1228b)은 앵커 케이블(1203)에 결합된다.

도 12c는 배수형 선박(1202)의 측면도를 도시하고 있다. 배수형 선박(1202)은 부유 디바이스(1260)에 의해 지지된 드래그 패널(1221)을 포함한다. 배수형 선박(1202)은 각각의 아암(1238a, 1238b)이 배수형 선박(1202)에 대해 요동할 수도 있도록 힌지(1206a, 1206b)를 거쳐 드래그 패널(1221)에 결합된 아암(1238a, 1238b)을 더 포함한다. 아암(1238a, 1238b)은 서로로부터 드래그 패널(1221)의 대향 측면들 상에 배치될 수도 있다. 아암(1238a)은 중앙 도관(1213)을 통해 통과하고 부유 디바이스(1260) 내에 격납되는 제1 제어 케이블(1228a)을 유사하게 수용한다. 아암(1238b)은 예를 들어, 부유 디바이스(1260) 내와 같은, 배수형 선박(1202) 내에 격납될 수도 있는 제2 제어 케이블을 유사하게 수용한다. 제어 케이블은 전술된 바와 같이, 육지 또는 바지선과 같은 고정 장소에 위치된 방향성 변환기 및 발전기에 또한 결합된 앵커 케이블에 결합된다.

상기에 또한 지시된 바와 같이(예를 들어, 도 7d), 부유 디바이스(1260)는 2개 이상의 격실(1223a, 1223b)로 분리될 수도 있다. 제1 격실(1223a)은 제어 케이블(1228a)을 감고 그리고/또는 해제하도록 구성된 제어 기구(1220)와 같은, 방수 및/또는 격납 장비가 되도록 구성될 수도 있다. 제어 기구(1220)는 예를 들어, 액슬에 부착된 모터, 윈치, 또는 드럼 및 스프링을 포함할 수도 있다. 제2 격실(1223b)은 예를 들어, 부유 디바이스(1260)의 부력을 증가시키기 위해 가스와 같은 배수형 선박(1202)의 부력을 유지하기 위한 재료를 포함할 수도 있다. 통상의 기술자는 여기서 격실(1223a, 1223b) 중 어느 하나가 배수형 선박(1202)의 부력을 유지하고 그리고/또는 제어 기구(1220)를 수용하기 위해 재료를 저장하도록 구성될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

도 13a 및 도 13b는 포물선 형상을 갖는 드래그 패널(1321)을 갖는 배수형 선박(1302)의 렌더링을 도시하고 있다. 배수형 선박(1302)은 전술된 배수형 선박에 실질적으로 유사하고, 해수면에서 또는 부근에서 부유하도록 구성된 부유 디바이스(1360a, 1360b)에 의해 지지된 드래그 패널(1321)을 포함한다. 드래그 패널(1321)은 편평한 드래그 패널보다 더 효과적으로 드래그력을 포획하도록 구성된 제1 측면(1321a) 및 제2 측면(1321b)을 포함한다. 특히, 제1 측면(1321a) 및 제2 측면(1321b)은 해수의 유동으로부터 드래그력을 포획하도록 구성된 포물선 형상을 포함한다. 통상의 기술자는 양 측면(1321a, 1321b)이 동일한 형상을 포함할 필요는 없다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 일 예에서, 제1 측면(1321a)은 포물선 형상을 포함할 수도 있고, 반면에 제2 측면(1321b)은 도 12a 내지 도 12c에서 배수형 선박(1202) 측면(1221a, 1221b) 상에 도시되어 있는 편평한 표면과 같은, 편평한 표면을 포함한다. 드래그 패널은 회전될 수 있기 때문에, 조작자는 어느 측면이 해수 유동의 방향에 대면할지를 선택하고, 따라서 배수형 선박의 추가의 조정가능성 및 제어가능성을 제공하고, 따라서 또한 발전을 조정하거나 제어할 수 있다.

도 14a 및 도 14b는 대안적인 표면 형상을 갖는 드래그 패널(1421)을 갖는 배수형 선박(1402)의 렌더링을 도시하고 있다. 배수형 선박(1402)은 전술된 배수형 선박에 실질적으로 유사하고, 부유 디바이스(1460a, 1460b)에 의해 지지된 드래그 패널(1421)을 포함한다. 드래그 패널(1421)은 편평한 드래그 패널보다 더 효과적으로 드래그력을 포획하도록 구성된 제1 측면(1421a) 및 제2 측면(1421b)을 포함한다. 특히, 제1 측면(1421a) 및 제2 측면(1421b)은 2개의 직사각형 프로파일 사이에 로프트컷을 포함한다. 통상의 기술자는 양 측면(1421a, 1421b)이 동일한 필요는 없다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 예에서, 제1 측면(1421a)은 로프트컷을 포함할 수도 있고, 반면에 제2 측면(1421b)은 도 12a 내지 도 12c에서 배수형 선박(1202) 측면(1221a, 1221b) 상에 도시되어 있는 편평한 표면과 같은, 편평한 표면을 포함한다. 다른 실시예에서, 제1 측면(1421a) 및/또는 제2 측면(1421b)은 오목면을 포함할 수도 있다.

도 15a는 예를 들어 작업 바지선 또는 스퍼드 바지선과 같은 바지선(1501) 상에 위치된 방향성 변환기(1509) 및 배수형 선박(1502)을 포함하는 조력 에너지 발생 시스템(1500)의 레이아웃의 평면도를 도시하고 있고, 도 15b 및 도 15c는 측면도를 도시하고 있다. 조력 에너지 발생 시스템(1500)은 관련 기술분야에 알려져 있는 바와 같이 해수면(1518)에서 또는 부근에서 부유하는(또는 대안적으로 고정된) 바지선(1501)인 고정 위치에 또는 위에 위치된 방향성 변환기(1509)를 포함한다. 해수면(1518)에 고정되면, 바지선(1501)은 수체(예를 들어, 해양, 만, 또는 바다)의 저부 내로 삽입되고 해수면에서 파도에 기인하는 운동과 같은 운동을 방지하기 위해 바지선(1501) 자체에 결합되는 탑을 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 바지선은 바지선이 드리프트하는 것을 방지하기 위한 정박 시스템을 포함할 수도 있다.

전술된 바와 같이, 방향성 변환기(1509)는 방향성 변환기(1509)로부터 해수 내의 배수형 선박으로 연장하는 앵커 케이블에 결합된다. 배수형 선박은 조수 작용에 기인하는 해수의 상승/하강으로부터의 에너지 또는 조수 작용 또는 다른 조류에 기인하는 해수의 유동으로부터 드래그력을 포획하도록 구성된 본 명세서에 설명된 임의의 배수형 선박을 포함할 수도 있다. 방향성 변환기(1509)는 본 명세서에 설명된 방향성 변환기에 유사할 수도 있고, 액슬 상에 위치된 드럼(1513) 및 구동 기어(1512)를 포함할 수도 있다. 앵커 케이블(1503)은 이것이 드럼(1513)의 회전시에 감기고/풀릴 수도 있도록 드럼(1513)에 결합된다. 실시예에서, 장력계(1534)가 앵커 케이블(1503)에 결합되어 앵커 케이블(1503) 상에 인가된 힘에 대한 데이터를 조작자에게 제공할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 구동 기어(1513)는 하나 이상의 발전기(1516a 내지 1516c)에 직접(또는 기어박스를 통해 간접) 결합될 수도 있다. 발전기(1516a 내지 1516c)는 예를 들어, 15 kW 고정 자석 발전기 및/또는 100 kW 고정 자석 발전기와 같은, 본 명세서에 설명된 임의의 발전기 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.

방향성 변환기(1509)는 드럼을 회전하고 예를 들어, 모터 또는 윈치와 같은 앵커 케이블을 감고/풀기 위한 역전 제어 기구(1520)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 제어 기구(1520)는 다른 이익 중에서도, 유지보수/수리를 위해 바지선(1501)으로 앵커 케이블(1503)(및 따라서 배수형 선박)을 재차 감기 위해 유리할 수도 있다. 조력 에너지 발생 시스템(1500)은 예를 들어, 역전 제어 기구(1520)와 같은 수력을 필요로 할 수도 있는 바지선(1501) 상의 임의의 구성요소에 수력을 제공할 수도 있는 수력 기구(1532)를 더 포함할 수도 있다. 조력 에너지 발생 시스템(1500)은 해수면(1518) 아래로 앵커 케이블을 유도하기 위한 피벗 프레임(1536)을 더 포함할 수도 있다. 피벗 프레임(1536)은 해수면(1518) 아래에 앵커 케이블을 재유도하도록 구성된 하나 이상의 풀리(1526a, 1526b)를 포함할 수도 있다.

실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 조력 에너지 발생 시스템은 이전의 감김부의 옆에 긴밀하게 안착하도록 드럼(1513) 주위에 앵커 케이블(1503)의 각각의 감김부를 유도함으로써 그 각각의 드럼(1513) 주위로 감김에 따라, 앵커 케이블(1503)의 균일한 감김을 유지하도록 구성된 레벨 감기 조립체(1548)를 포함할 수도 있다. 레벨 감기 조립체(1548)는 드럼(1513)을 가로질러 균일하게 감기도록 드럼(1513) 주위에 감김에 따라 앵커 케이블(1503)을 안내하는 가이드 기구를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 가이드 기구는 앵커 케이블이 통과하는 슬롯을 갖는 플레이트를 포함할 수도 있다. 가이드 기구는 앵커 케이블의 횡방향 이동을 방지하기 위한 2개 이상의 대향 위치된 수직 롤러를 더 포함할 수도 있다. 가이드 기구는 드럼(1513)의 일 완전 회전이 드럼의 회전축을 따라 제1 방향에서 가이드 기구가 드럼(1513)의 지정된 길이로 진행하게 하도록 이후에 구동 기어(1512)(및 선택적으로, 기어링 기구)에 결합되는 하나 이상의 액슬에 결합될 수도 있다. 가이드 기구가 진행하는 지정된 길이는 앵커 케이블(1513)의 직경의 함수일 수도 있다. 가이드 기구가 드럼(1513)의 일 전체 길이로 진행된 후에, 가이드 기구는 그 진행 방향을 스위칭하여 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 이동할 수도 있다. 가이드 기구가 제2 방향에서 드럼의 길이로 진행한 후에, 이 프로세스는 반복될 수도 있다. 하나 이상의 액슬은 액슬 주위에 나사형으로 배열된 홈 또는 나사산을 포함할 수도 있다. 레벨 감기 조립체(1548)는 제1 홈을 따라 제1 방향으로 진행할 수도 있고, 드럼의 일 전체 길이로 진행한 후에, 레벨 감기 조립체는 제1 홈을 교차하는 제2 홈을 따라 진행할 수도 있다.

부가적으로, 앵커 케이블(1513)은 케이블 수명 및 스풀링 동작을 향상시키기 위해(예를 들어, 걸림을 방지함으로써) 소정 각도로 드럼(1513)에 접근하도록 구성될 수도 있다. 특히, 거리(D)는, 관련 기술분야에 또한 플리트각(fleet angle)으로서 알려져 있는 앵커 케이블의 접근각이 특정 조립체 셋업을 위해 최적이 되도록 풀리(1536)와 드럼(1513) 사이에 선택될 수도 있다. 실시예에서, 플리트각은 0도 내지 15도일 수도 있다. 다른 실시예에서, 플리트각은 0.25도 내지 5도일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 플리트각은 0.25도 내지 1.25도일 수도 있다.

도 16a 및 도 16b는 크레인(1601)의 기부에 위치된 방향성 변환기(1609)를 포함하는 조력 에너지 발생 조립체(1600)의 렌더링을 도시하고 있다. 크레인은 도 15a 및 도 15b에 관하여 설명된 바와 같이 해안 또는 바지선 위와 같은 고정 장소에 또는 위에 위치될 수도 있다. 본 실시예는 여기에 설명된 배수형 선박 및/또는 방향성 변환기 중 임의의 것을 시험하는테 특히 유용할 수 있다. 방향성 변환기(1609)는 본 명세서에 설명된 임의의 방향성 변환기에 실질적으로 유사할 수도 있고, 장착 프레임(1642)을 거쳐 크레인(1601)의 기부에 장착될 수도 있다. 장착 프레임(1642)이 다른 이익 중에서도, 시험을 위한 방향성 변환기 원형으로부터 더 용이한 스와핑과 같은 이익을 제공할 수도 있다. 방향성 변환기(1609)는 크레인의 붐(1640)을 따라, 붐(1640)의 단부에 부착된 피벗 프레임(1636)[전술된 피벗 프레임(1536)에 유사함]을 통해, 그리고 해수 내의 배수형 선박으로 외부로 연장하는 앵커 케이블에 결합될 수도 있다.

전술된 바와 같이, 방향성 변환기(1609)는 본 명세서에 설명된 방향성 변환기에 실질적으로 유사할 수도 있다. 특히, 방향성 변환기(1609)는 드럼(1613)의 회전이 앵커 케이블을 감고/풀고 구동 기어(1612)를 회전하도록 액슬 상에 위치된 드럼(1613) 및 구동 기어(1612)를 포함할 수도 있다. 구동 기어(1612)는 예를 들어, 체인과 같은 연결 기구를 거쳐 하나 이상의 발전기(1616a 내지 1616c)에 직접(또는 예를 들어, 기어박스를 통해 간접) 결합될 수도 있다. 드럼(1613) 및 구동 기어(1612)의 회전시에, 회전 에너지는 발전기(1616a 내지 1616c) 중 하나 이상에 전달되어 이에 의해 전력을 생성한다. 발전기(1616a 내지 1616c)는 도 8에 관하여 전술된 것과 유사한 방식으로 결합/결합해제될 수도 있다. 각각의 발전기(1616a 내지 1616c)는 예를 들어, 하나 이상의 15 kW 고정 자석 발전기 및/또는 하나 이상의 100 kW 고정 자석 발전기와 같은, 본 명세서에 설명된 임의의 발전기를 포함할 수도 있다.

본 발명의 대안적인 실시예에서, 전술된 배수형 선박은 조수 작용 또는 다른 조류 흐름에 기인하는 해수의 간조 및 만조를 포획하기 위한 다른 적합한 기구로 교체될 수도 있고, 반면에 발전기는 육지와 같은 고정 장소에 위치된다. 이러한 기구는 하나 이상의 프로펠러, 회전자, 또는 임펠러를 갖는 터빈을 포함할 수도 있다. 부가적으로, 전술된 구성 중 하나를 갖는 터빈의 어레이가 배수형 선박 대신에 사용될 수도 있다. 어느 경우든, 터빈은 해양/만 바닥에 정박되거나 부착될 수도 있고, 또는 더 상세히 전술된 바와 같이 부유 디바이스를 거쳐 해수면에서 또는 부근에서 부유할 수도 있다. 다른 실시예에서, 터빈은 전술된 바와 같은 스퍼드 바지선과 같은 바지선에 장착될 수도 있다. 터빈은 예를 들어, 체인 또는 벨트와 같은 결합 기구를 거쳐 해수 아래에 있는(또는 대안적으로 터빈이 해수면에서 부유하고 있는 경우에 해수의 위에 있는) 드럼에 결합될 수도 있다. 드럼은 전술된 방향성 변환기와 같은 방향성 변환기에 앵커 케이블을 거쳐 결합될 수도 있다. 방향성 변환기는 예를 들어, 육지 또는 바지선과 같은 고정 장소에 또는 위에 위치될 수도 있다.

도 17은 전술된 실시예에 유사하게, 앵커 케이블(1703)을 거쳐 방향성 변환기(1709)에 결합된 터빈(1750)을 포함하는 조력 에너지 발생 조립체(1700)를 도시하고 있다. 터빈(1750)은 조수 작용 및/또는 다른 조류에 기인하는 해수의 간조 및 만조에 의해 그 위에 인가된 힘을 포획하도록 구성된 하나 이상의 프로펠러, 회전자, 또는 임펠러를 포함할 수도 있다. 터빈(1750)은 예를 들어, 벨트 또는 체인과 같은 결합 기구를 거쳐 드럼(1713a)에 결합될 수도 있다. 해수의 유동이 터빈(1750)을 회전하게 함에 따라, 결합 기구는 드럼(1713a)이 회전하게 하고, 따라서 앵커 케이블(1703)을 감거나 푼다. 앵커 케이블(1703)은 만/해양 바닥을 따라, 풀리(1726)를 통해 연장할 수도 있고, 방향성 변환기(1709)와 연계된 드럼(1713b)에 결합될 수도 있어, 따라서 드럼(1713b)이 회전되어 드럼(1713b)으로부터 앵커 케이블(1703)을 풀리게 한다. 방향성 변환기(1709)는 전술된 실시예에서의 방향성 변환기에 실질적으로 유사하게 작동하고, 해수로부터 이격하여 임의의 적합한 거리에서 육지(1706)에 배치될 수도 있다. 드럼(1713b)이 앵커 케이블(1703)의 풀림에 기인하여 회전함에 따라, 회전 에너지는 발전기(1716)에 전달되어 전력으로 변환된다. 발전기(1716)에 의해 발생된 전력은 전력 저장 장치에 저장되거나 전력 배전망에 즉시 전달될 수도 있다.

기능적으로, 터빈(1750)은 "해수 풍차"와 유사하게 동작할 수도 있고, 해양/만 바닥에 정박되거나 부착되거나, 대안적으로 전술된 바와 같이 해수면(1718)에 또는 부근에 부유하도록 구성될 수도 있다. 해수가 터빈(1750)을 지나 유동함에 따라, 프로펠러 블레이드는 회전하여 샤프트가 회전하게 한다. 샤프트는 앵커 케이블(1703)이 그 주위에 감겨 있는 드럼(1713a)에 결합될 수도 있다. 터빈의 프로펠러 블레이드가 회전함에 따라, 드럼(1713a)은 또한 회전하여 앵커 케이블(1703)이 감기고 풀리게 하고 따라서 기계적 에너지를 방향성 변환기(1709)에 전달한다. 전술된 바와 같이, 방향성 변환기(1709)는 전술된 방향성 변환기에 실질적으로 유사할 수도 있고, 앵커 케이블(1703) 및 발전기(1716)에 결합된 드럼(1713b)을 포함할 수도 있다. 앵커 케이블(1703)이 터빈(1750)에 의해 감김에 따라, 드럼(1713b)은 회전하고 기계적 에너지를 발전기(1716)에 전달하는데, 이는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환한다.

도 18은 배수형 선박(1802)의 드래그 패널(1821) 내에 장착된 터빈(1850) 및 배수형 선박(1802) 상에 장착된 방향성 변환기(1809)를 포함하는 조력 에너지 발생 조립체(1800)를 도시하고 있다. 배수형 선박(1802)은 예를 들어, 도 5a 내지 도 5d, 도 7c, 도 10, 도 11a 내지 도 11e, 도 12a 내지 도 13c, 도 13a 및 도 13b, 또는 도 14a 및 도 14b에서 전술된 임의의 배수형 선박에 실질적으로 유사할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 배수형 선박(1802)은 예를 들어, 앵커 케이블(1803)에 결합된 제어 케이블(1828a 내지 1828d)에 의해, 육지 또는 스퍼드 바지선과 같은 고정 장소에 연결될 수도 있다. 하나 이상의 다시감기 조립체(도시 생략)가 고정 장소에 수용되어 앵커 케이블(1803)의 감김을 제어하고 고정 장소로부터 배수형 선박(1802)의 거리를 변경(즉, 증가 또는 감소)할 수도 있다. 배수형 선박(1802)은 배수형 선박(1802)으로부터 고정 장소로 연장하여 배수형 선박(1802)으로/으로부터 전력을 전송하는 전력 케이블(1804)을 또한 포함할 수도 있다.

각각의 제어 케이블(1828a 내지 1828d)은 격실(1844a 내지 1844c) 내에서 배수형 선박(1802) 내에 수용되거나 위에 장착될 수도 있는 각각의 제어 기구에 결합될 수도 있다. 제어 기구는 해수 내의 배수형 선박(1802)의 조향을 실행하기 위해 각각의 제어 케이블(1828a 내지 1828d)의 감김/풀림을 독립적으로 제어할 수도 있다. 제어 기구는 예를 들어, 배수형 선박의 요, 피치 및/또는 구름을 조정함으로써, 해류/조류에 관한 배수형 선박의 배향을 조정하기 위해 이들의 각각의 제어 케이블(1828a 내지 1828d)을 감고/풀 수도 있다. 예를 들어, 배수형 선박(1802)의 요는 해수 내에서 시계방향으로 배수형 선박을 회전하기 위해 제어 케이블을 사용하여 조정될 수도 있다. 본 예에서, 격실(1844a, 1844c) 내의 제어 기구는 이들의 각각의 제어 케이블(1828a, 1828c)을 감을 수도 있고, 반면에 격실(1844b, 1844d) 내의 제어 기구는 이들의 각각의 제어 케이블(1828b, 1828d)을 풀 수도 있다.

전술된 바와 같이, 제어 기구는 또한 발생된 전기의 양을 제어하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 해수 유동의 방향으로부터 이격하는 각도로 배수형 선박(1802)을 회전시킴으로써, 적은 드래그력이 드래그 패널(1821)[및 터빈(1850)] 상에 인가될 수도 있고, 따라서 발전기(1816)에 의해 발생된 전기의 양을 감소시킨다.

전술된 다른 실시예에 유사하게, 배수형 선박(1802)은 일반적으로 하향 방향으로 그로부터 연장하는 드래그 패널(1821)을 포함한다. 드래그 패널(1821)은 배수형 선박(1802) 내에 장착된 터빈(1850)을 포함한다. 터빈(1850)은 액슬 상에 배치될 수도 있고, 액슬은 배수형 선박(1802) 상에 장착된 방향성 변환기(1809)에 동작식으로 결합될 수도 있다(예를 들어, 기어링 기구 또는 하나 이상의 벨트/체인을 거쳐). 방향성 변환기(1809)는 더 상세히 전술된 바와 같이 터빈(1850)에 동작가능하게 결합된 발전기(1816)를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 배수형 선박(1802)은 드래그 패널(1821) 내에 수납된 2개 이상의 터빈을 포함할 수도 있다.

동작시에, 배수형 선박은 드래그 패널의 일 측면이 조수 작용에 기인하는 해수의 유동(또는 다른 수중 조류)에 의해 발생되는 드래그력을 포획하도록 해수 내에 위치된다. 해수가 배수형 선박(1802)을 지나 유동함에 따라, 터빈(1850)은 해수의 유동으로부터 드래그력을 포획하고, 일련의 각형성된 블레이드(관련 기술분야에 알려진 바와 같이)를 사용하여 포획된 드래그력을 회전 운동으로 변환한다. 터빈(1850)은 예를 들어, 회전 운동을 기어링 기구를 통해 발전기(1816)로 전달하고, 이 발전기는 더 상세히 전술된 바와 같이, 회전 운동을 전력으로 변환한다. 전력은 전력 케이블(1804)을 통해 고정 장소로 전송될 수도 있고, 여기서 저장되고 그리고/또는 배전망에 분배될 수도 있다.

도 19는 배수형 선박(1902)의 저부에 직접 장착된 터빈(1950)을 포함하는 조력 에너지 발생 조립체(1900)를 도시하고 있다. 도 18에 도시된 실시예에 유사하게, 배수형 선박(1902)은 앵커 케이블(1903)에 결합된 제어 케이블(1928a, 1928b)에 의해 고정 장소에 연결된다. 앵커 케이블은 고정 장소에 수용된 재감기 조립체(도시 생략)에 연결될 수도 있다. 각각의 제어 케이블(1928a, 1928b)은 배수형 선박의 조향을 실행하기 위해 각각의 제어 케이블을 독립적으로 감고/푸는 격실(1944a, 1944b) 내에 위치된 각각의 제어 기구에 결합될 수도 있다. 배수형 선박(1902)은 배수형 선박(1902)을 고정 장소에 연결하여 배수형 선박(1902)으로/으로부터 전력을 전송하는 전력 케이블(1904)을 또한 포함할 수도 있다.

도 18의 조력 에너지 발생 조립체에 유사하게, 각각의 제어 케이블(1928a, 1928b)은 배수형 선박(1902) 내에 수용되거나 위에 장착될 수도 있는 격실(1944a, 1944b) 내에 위치된 각각의 제어 기구에 결합될 수도 있다. 제어 기구는 해수 내의 배수형 선박(1902)의 조향을 실행하기 위해 각각의 제어 케이블(1928a, 1928b)의 감김/풀림을 독립적으로 제어할 수도 있다. 제어 기구는 예를 들어, 배수형 선박의 요, 피치 및/또는 구름을 조정함으로써, 해류/조류에 관한 배수형 선박의 배향을 조정하기 위해 이들의 각각의 제어 케이블(1928a, 1928b)을 감고/풀 수도 있다. 예를 들어, 배수형 선박(1902)의 요는 해수 내에서 시계방향으로 배수형 선박을 회전하기 위해 제어 케이블을 사용하여 조정될 수도 있다. 본 예에서, 격실(1944a) 내에 위치된 제어 기구는 그 각각의 제어 케이블(1928a)을 감을 수도 있고, 반면에 격실(1944b) 내에 위치된 제어 기구는 그 각각의 제어 케이블(1928b)을 풀 수도 있다.

선택적 배열에서, 배수형 선박(1902)은 배수형 선박(1902)의 저부면으로부터 해수 내로 연장하는 터빈(1950)을 포함할 수도 있다. 터빈(1950)은 관련 기술분야에 알려져 있는 바와 같은 표준형 수중 터빈일 수도 있다. 다른 실시예에서, 터빈(1950)은 배수형 선박(1902)의 임의의 적합한 측면에 장착될 수도 있다. 터빈(1950)은 액슬 상에 배치될 수도 있고, 액슬은 배수형 선박(1902) 상에 장착된 방향성 변환기(1909)에 동작식으로 결합될 수도 있다(예를 들어, 기어링 기구 또는 하나 이상의 벨트/체인을 거쳐). 방향성 변환기(1909)는 더 상세히 전술된 바와 같이 터빈(1950)에 동작가능하게 결합된 발전기(1916)를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 배수형 선박(1902)은 배수형 선박(1902)으로부터 해수 내로 연장하는 2개 이상의 터빈을 포함할 수도 있다.

도 20a는 예를 들어, 도 5a 내지 도 5c, 도 7c, 및 도 8 내지 도 10의 배수형 선박에 유사할 수도 있는 드래그 패널(2021)을 갖는 예시적인 배수형 선박(2002)의 등각도를 도시하고 있다. 특히, 도 20a는 배수형 선박(2002)의 수송을 용이하게 하기 위해 모듈형 구성요소로 제조된 배수형 선박(2002)을 도시하고 있다. 배수형 선박(2002)은 개별적으로 제조되고 드래그 패널(2021)과 함께 조립되어 완전한 배수형 선박(2002)을 형성할 수도 있는 제1 부분(2002a), 제2 부분(2002b), 및 제3 부분(2002c)을 포함한다. 통상의 기술자는 배수형 선박이 완전한 배수형 선박을 형성하기 위한 임의의 수의 모듈형 구성요소로부터 제조될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 도 20a는 드래그 패널(2021)의 하위에 있는 구조 프레임("외피" 또는 커버링이 없는)을 또한 도시하고 있다. 외피 또는 커버링은 예를 들어, 시트 금속일 수도 있다.

배수형 선박(2002)은 하나 이상의 격실(2044a, 2044b, 2044c)을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 격실(2044a, 2044c)은 제어 케이블(도시 생략)을 감고/풀도록 구성된 윈치와 같은 제어 기구를 수용할 수도 있다. 격실(2044b)은 제어 기구를 동작하고 그리고/또는 전력공급하기 위한 전자 기기를 수용할 수도 있다. 배수형 선박(2002)은 고정 장소에서 조작자와 통신을 용이하게 하기 위한 안테나(2046)를 더 포함할 수도 있다. 안테나(2046)는 예를 들어, 제어 기구를 위한 제어 신호 및 카메라로부터 비디오 데이터와 같은 데이터를 전송 및/또는 수신할 수도 있다.

도 20b는 드래그 패널(2021)을 갖는 예시적인 배수형 선박(2002)의 측면도를 도시하고 있다. 도 20b에 도시되어 있는 바와 같이, 배수형 선박(2002)은 2개 이상의 제어 케이블(2028a, 2028b)을 포함할 수도 있는데, 여기서 각각의 제어 케이블(2028a, 2028b)은 그 제어 케이블을 감고/풀도록 구성된 각각의 제어 기구(2020a, 2020b)에 연결된다. 제어 케이블(2028a, 2028b)은 전술된 실시예에 유사하게 앵커 케이블 및 방향성 변환기에 또한 연결될 수도 있다.

도 21a는 앵커 케이블(2103)의 일 단부에 제1 배수형 선박(2102a) 및 앵커 케이블(2103)의 다른 단부에 제2 배수형 선박(2102b)을 포함하는 조력 에너지 발전 시스템(2100)을 도시하고 있다. 배수형 선박(2102a, 2102b)은 드래그를 포획하도록 구성된 전술된 이들 배수형 선박에 실질적으로 유사할 수도 있다(예를 들어, 도 5a 내지 도 5c, 도 7c, 도 10 내지 도 14, 및 도 20). 본 실시예에서(예를 들어, 강과 같이, 물이 단일 방향에서 유동하는 경우에 특히 유용할 수도 있음), 제1 배수형 선박(2102a)은 육지와 같은 고정 장소(2106)에 수용된 방향성 변환기(2109)로부터 해제된다. 제1 배수형 선박(2102a)은 해수의 유동에 따라 하류측으로 진행하고, 전술된 바와 같이 방향성 변환기(2109) 내의 발전기에 결합된 드럼을 회전시킴으로써 전기를 발생한다. 제1 배수형 선박(2102a)이 해제되고 하류측으로 진행한 후에, 제2 배수형 선박(2102b)이 방향성 변환기(2109)로부터 해제된다. 제2 배수형 선박(2102b)은 또한 하류측으로 진행하고, 제1 배수형 선박(2102a)과 동일한 방식으로 전기를 발생한다. 그러나, 제2 배수형 선박(2102b)은 앵커 케이블(2103)에 연결되어 있기 때문에, 제2 배수형 선박(2102b)은 제2 배수형 선박(2102b)이 하류측으로 진행함에 따라 제1 배수형 선박(2102a)을 방향성 변환기(2109)로(즉, 상류측) 재차 견인한다. 도 21b는 제2 배수형 선박(2102b)이 해제되어 있고 제1 배수형 선박(2102a)을 방향성 변환기(2109)로 재차 상류측으로 "다시감은" 시간의 스냅샷을 도시하고 있다. 제1 배수형 선박(2102a)[또는 제2 배수형 선박(2102b)]의 다시감기 중에, 다시감겨지는 배수형 선박은 다시감기 중에 드래그를 감소시키기 위해 드래그 패널이 해수의 유동에 평행하도록 회전될 수도 있다. 다른 배수형 선박이 다시감겨지는 동안에 하나의 배수형 선박을 배출하는 이 프로세스는 강과 같은 임의의 적합한 수체 내에서 전기를 발생하기 위해 임의의 회수 반복될 수도 있다. 최적으로 배수형 선박이 하류측으로 진행하여 전력을 발생하게 하기 위해, 도 21a에 예시된 바와 같이, 그 배수형 선박(2102a)의 드래그 패널(2121a)은 강 유동에 수직으로 배향되고, 반면에 다른 배수형 선박(2102b)의 드래그 패널(2121b)은 강 유동에 평행하게 배향된다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

도 23a는 회전가능 드래그 패널(2321)을 갖는 배수형 선박(2302)을 도시하고 있다. 특히, 회전가능 드래그 패널(2321)은 액슬(2315)을 거쳐 배수형 선박(2302)의 수직축 둘레에 결합되고 그 둘레로 자유롭게 회전가능할 수도 있다. 액슬(2315)은 예를 들어, 드래그 패널(2321)의 회전각을 제어하도록 구성될 수도 있는 모터와 같은 제어 기구(2320)에 결합될 수도 있다.

도 23b는 다수의 회전가능 드래그 패널(2321a 내지 2321c)을 갖는 배수형 선박(2302)을 도시하고 있다. 특히, 회전가능 드래그 패널(2321a 내지 2321c)은 액슬(2315a 내지 2315c)을 거쳐 배수형 선박(2302)의 각각의 수직축 둘레에 결합되고 그 둘레로 자유롭게 회전가능할 수도 있다. 각각의 액슬(2315a 내지 2315c)은 예를 들어, 그 각각의 드래그 패널(2321a 내지 2321c)의 회전각을 제어하도록 구성될 수도 있는 모터와 같은 각각의 제어 기구(2320a 내지 2320c)에 결합될 수도 있다. 이들 구성은 하나 이상의 제어 케이블과 함께 또는 제어 케이블에 독립적으로이건간에, 배수형 선박의 배향을 제어하거나 또는 제어하는 것을 보조하는 기능을 할 것이다.

드래그력은 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조로부터 단일의 배수형 선박(502)에 대해 계산될 수도 있다. 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 전술된 바와 같은 퇴피가능 드래그 패널은 드래그력을 경험하는 배수형 선박의 측면의 면적을 증가시킬 수도 있고, 따라서 포획된 에너지를 증가시킨다. 식 4는 드래그에 기인하는 측면 배수형 선박 상의 힘을 계산하기 위한 식을 나타내고 있고, 여기서 F_D는 드래그력이고, ρ_f는 유체의 밀도이고, C_D는 드래그의 계수이고, A는 배수형 선박의 수중 면적이고, V_W는 해수의 속도이고, V_B는 배수형 선박의 속도이다.

(식 4)

식 5는 배수형 선박 상의 드래그력의 파워(P)를 계산하기 위한 식을 나타내고 있다.

(식 5)

예를 들어, 배수형 선박에 대한 660 ft²의 수중 면적, 1.2의 드래그 계수, 1.99 slugs/ft³의 20℃에서 해수의 밀도, 12 knots의 해수 속도, 및 2 knots의 배수형 선박의 속도를 가정하면, 단일의 배수형 선박에 의해 발생된 이론 전력은 약 1028 kW일 것이다. 표 1은 해수 속도가 4 knots 내지 12 knots로 변동함에 따라 드래그 에너지 변환기를 갖는 방향성 변환기를 이용하는 배수형 선박에 의해 생성된 이론 전력의 부가의 예시적인 계산(식 4 및 5를 사용함)을 나타내고 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 배수형 선박(502)은 배수형 선박 상의 드래그력의 더 효율적인 사용을 행하기 위한 구름 기구(도시 생략)를 포함할 수도 있다. 구름 기구는 배수형 선박(502)의 저부면과 같은 배수형 선박의 적어도 하나의 표면 상에 위치되고, 휠, 롤러, 또는 트랙을 포함할 수도 있다. 구름 기구는 구름 기구로부터 고정 장소(506)에 부착된 앵커(508)로 연장하는 앵커 케이블(503)에 연결될 수도 있다. 조수의 간조 및 만조가 배수형 선박(502)을 고정 장소(506)에 대해 횡방향으로 드리프트하게 할 때, 앵커 케이블(503)은 구름 기구에 결합하여, 이를 배수형 선박(502)의 표면을 따라 시프트하게 한다. 구름 기구는 또한 발전기에 연결되어 발전기를 구동하고 전기를 발생할 수도 있다.

다른 양태에서, 본 발명에 따른 방법은 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조에 의해 발생된 횡방향 운동을 에너지로 변환하는 것을 수반한다. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조는 만/해양 내의 바디가 횡방향으로 드리프트하고 해저 상의 고정 장소에 관하여 그 위치를 변경하게 한다. 이 횡방향 거리의 변화는 전기를 발생하기 위해 발전기를 여기하는데 사용되는 회전 에너지로 변환될 수도 있다. 구체적으로, 조수의 드래그로부터 전기를 발전하는 방법은 발전기에 결합된 방향성 변환기를 수용하는 배수형 선박을 제공하는 단계로서, 상기 배수형 선박은 고정 장소 바로 위에 있는, 배수형 선박을 제공하는 단계; 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 앵커 케이블을 제공하는 단계로서, 여기서 상기 제2 단부는 상기 방향성 변환기에 부착되어 있고, 상기 앵커 케이블은 상기 고정 장소에 고정된 앵커로 연장하고, 앵커 케이블은 상기 방향성 변환기와 상기 앵커 사이의 제1 길이를 갖는, 앵커 케이블을 제공하는 단계; 상기 배수형 선박이 고정 장소로부터 횡방향으로 이동하게 하고 상기 방향성 변환기를 활성화하는 단계; 및 상기 발전기를 여기하는 단계를 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명에 따른 방법은 육지 또는 해양 내의 플랫폼과 같은 고정 장소에서 방향성 변환기 및 발전기의 어레이를 사용하여 배수형 선박의 횡방향 운동으로 에너지를 변환하는 것을 수반한다. 배수형 선박은 복수의 앵커 케이블을 거쳐 방향성 변환기의 어레이에 연결될 수도 있고, 방향성 변환기는 복수의 발전기에 동작식으로 결합될 수도 있다. 본 실시예에서, 방향성 변환기의 수는 배수형 선박의 수보다 많다. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조는 배수형 선박이 횡방향으로 드리프트하고 고정 장소에 관하여 그 위치를 변경하게 한다. 횡방향 거리의 변화는 앵커 케이블이 다수의 방향성 변환기 상에 힘을 인가하게 하는데, 이는 발전기를 여기하는데 사용되는 초기 회전 에너지일 수도 있다. 각각의 발전기는 유사한 또는 상이한 전기 출력 정격을 가질 수도 있다. 이에 따라, 일 배수형 선박의 사용은 다수의 발전기에 동력을 제공한다.

어레이 내의 각각의 방향성 변환기 및/또는 발전기는 예를 들어, 해류의 속도와 같은 환경 인자에 기초하여 전기를 생성하도록 제어가능하게 동작될 수도 있다. 일 예에서, 조류가 더 고속이 되면, 방법은 다수의 발전기를 결합함으로써 더 많은 에너지를 생성하는 것이 가능하고, 반면에 조류가 저속일 때, 더 소수의 발전기가 조수의 운동 에너지를 포획하도록 요구될 수도 있다. 다른 예에서, 조류가 더 고속이 될 때, 방법은 더 고속의 RPM에서 발전기를 동작함으로써 더 많은 에너지를 생성하는 것이 가능하고, 반면에 조류가 저속일 때, 발전기는 더 저속의 RPM에서 동작될 수도 있다(또는 완전히 결합해제됨). 통상의 조수 사이클에서, 해류의 속도는 일반적으로 사인파를 닮았다. 예로서, 일 방향성 변환기 및 발전기는 조수 사이클이 시작하고 해류의 속도가 저속이기 때문에 전기 에너지를 생성하도록 결합될 수도 있다. 조수가 변화하고 조류 속도의 크기가 증가함에 따라, 다른 방향성 변환기 및/또는 발전기는 전기 에너지를 생성하기 위해 동시에 또는 순차적으로 결합될 수도 있다. 조수가 변화하고 조류 속도의 크기가 감소함에 따라, 하나 이상의 방향성 변환기 및/또는 발전기는 결합해제될 수도 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 발전기는 조수 사이클이 시작되고 해류의 속도가 저속이기 때문에 전기를 생성하기 위해, 발전기의 최대 정격 RPM의 1/4인 것과 같은 더 저속의 RPM에서 동작될 수도 있다. 조수가 변화하고 조류 속도의 크기가 증가함에 따라, 하나 이상의 발전기는 해류로부터 더 많은 전력을 발생하기 위해 더 고속의 RPM에서 동작될 수도 있다.

배수형 선박의 제조

통상의 기술자는 배수형 선박이 해수면에서 부유하고 그리고/또는 조수 작용의 간조 및 만조에 의해 발생된 드래그를 포획하기 위해 임의의 적합한 치수 또는 형상을 갖고 제조될 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 배수형 선박 또는 바지선의 높이, 폭, 및 길이의 예시적인, 그러나 비한정적인 치수는 1 m 내지 100 m의 범위이고, 체적은 1 m³ 내지 1,000,000 m³의 범위이다. 배수형 선박은 폴리머(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 콘크리트, 시멘트, 파이버글래스, 경석(pumice), 강, 비정질 금속 합금, 또는 다른 적합한 재료와 같은 재료를 사용하여 제조될 수도 있다. 더욱이, 배수형 선박은 사출 성형, 블로우 성형, 주조, 접합, 또는 3D 인쇄와 같은 임의의 적합한 제조 기술을 사용하여 제조될 수도 있다. 배수형 선박의 외부면은 이들의 자연적인 서식지 내의 해양 유기체를 최소로 혼란시키기 위해 해양 생물을 위한 생태학적 친화 환경을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 배수형 선박은 산호초 구조체와 실질적으로 유사하거나 모방하는 다공성 외부면 구조체를 포함할 수도 있다. 산호초 구조체는 조력 에너지 변환 조립체를 자연 환경에 통합시키기 위해 물고기 및 다른 해양 생물의 서식처로서 기능할 수도 있다. 예를 들어, 그 개시내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,513,711호에 설명된 것과 같은 부드러운 석회암 표면이 해양 생물이 표면에 부착되는 것을 허용하도록 제공될 수도 있다. 부가적으로, 돌 또는 바위와 혼합된 콘크리트 표면이 그 개시내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제5,215,406호에 설명된 바와 같이 산호초에 유사한 불규칙적인 표면을 생성하는데 사용될 수도 있다. 배수형 선박은 그 개시내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제1,722,516호; 제1,808,599호; 및 제3,126,557호에 설명된 것과 같은 파형 선체를 갖고 제조될 수도 있다. 파형 선체는 파형이 아닌(예를 들어, 편평한 시트) 선체에 비교할 때 좌굴력에 대한 더 큰 저항을 제공함으로써 구조적 강도를 증가시킬 수도 있다.

더욱이, 배수형 선박은 부력을 유지하고 그리고/또는 조수 이동에 의해 발생된 드래그를 포획하기 위해 적합한 박스, 큐브, 구, 또는 실린더와 같은 임의의 적합한 형상으로 제조될 수도 있다. 배수형 선박은 체적을 갖고, 선택적으로 유체, 예를 들어, 기체 또는 액체를 수납하기 위해 적합할 수도 있다. 사용된 재료의 유형에 따라, 배수형 선박의 벽의 두께는 부력을 유지하고 수압에 저항하기 위해 관련 기술분야에 공지된 바와 같이 변동될 수도 있다. 일반적으로, 본 발명의 배수형 선박의 벽 두께는 0.1 인치 내지 6 인치일 수도 있지만, 통상의 기술자는 임의의 적합한 두께가 조수 작용의 간조 및 만조 또는 정수압에 의해 발생되는 드래그력을 견디는데 사용될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

일 경우에, 배수형 선박은 수중에서 구성될 수도 있다. 이 경우에, 배수형 선박의 벽 두께는 배수형 선박이 대기압에서 팽창되었으면 요구되는 벽 두께보다 실질적으로 더 얇을 수도 있다. 수중에서 팽창될 때, 배수형 선박의 외부에서 압축 압력은 대기압에서 팽창되었으면 배수형 선박의 외부 상의 압력보다 훨씬 더 크다. 수중에 있을 때, 팽창의 깊이에 따라, 배수형 선박은 대기압에서의 팽창에 비교할 때 배수형 선박 내로 주입된 유체의 양에 대해 더 작은 체적으로 팽창할 것이다. 팽창에 기인하는 배수형 선박벽 내의 응력은 배수형 선박벽 내의 더 작은 스트레인에 기초하여 감소될 것이고, 따라서 배수형 선박이 대기압에서 팽창되는 경우에 요구될 것인 두께보다 더 얇게 벽이 제조되는 것을 허용한다. 그럼에도 불구하고, 배수형 선박은 배수형 선박이 수중에 있는 동안 공기 또는 다른 적합한 가스 또는 유체로 팽창될 수도 있다. 이 프로세스는 더 소량의 원료 입력 재료를 사용하여 배수형 선박을 제조함으로써 제조업자가 재료를 절약할 수 있게 한다.

상기 도면에 도시되어 있는 앵커의 대안적인 실시예로서, 앵커는 고정 장소 내에 고정될 수도 있고, 배수형 선박의 이동시에 고정 장소로부터 이탈하지 않을 것이도록 임의의 적합한 형상으로 구성될 수도 있다. 앵커는 앵커 케이블이 그를 통해 스레딩되거나 앵커 케이블이 그에 단단히 부착되는 것을 허용할 수도 있도록 구성될 수도 있다. 일 비한정적인 실시예에서, 앵커는 고정 장소에 고정되어 있는 날카로운 단부 및 앵커 케이블이 그를 통해 추가될 수도 있도록 하는 루프형성된 단부를 가질 수도 있다. 앵커는 예를 들어, 강, 및/또는 콘크리트와 같은 임의의 맞춤형의 적합한 재료로 구성될 수도 있다. 앵커는 배수형 선박이 조수 작용 중에 해수의 간조 및 만조에 기인하는 드리프트 및/또는 조수에 따라 상승 및 하강함에 따라 앵커 케이블과 앵커 사이의 마찰을 감소시키거나 최소화하는데 사용될 수도 있는 풀리 기구를 또한 포함할 수도 있다. 풀리 기구는 앵커 케이블이 배수형 선박에 연결되고, 앵커를 통해 스레딩되고, 앵커 케이블(103a 내지 103c)과 같은 방향성 변환기에 연결될 때 특히 유리할 수도 있는데, 이는 앵커 케이블과 앵커 사이의 마찰이 앵커 및/또는 케이블의 마모, 및 궁극적으로 파괴를 유발할 수도 있기 때문이다.

본 발명의 다른 양태에서, 조력 에너지 변환 조립체는 위치설정 시스템, 예를 들어 위성 항법 시스템(GPS) 수신기, 및 컴퓨터 프로세서와 같은 연계된 논리 모듈을 포함할 수도 있고, 여기서 조력 에너지 변환 시스템은 이것이 정박되어 있는 고정 장소의 위치에 대한 배수형 선박의 드리프트 후에 그 현재 위치를 결정하는 것이 가능하다. 위치설정 시스템은 스핀들 내로 앵커 케이블을 재차 감음으로써 조력 에너지 변환 조립체가 고정 장소 위의 위치로 복귀하는 것을 허용한다. 조력 에너지 변환 조립체는 앵커 케이블을 감고 배수형 선박을 고정 장소 위의 위치로 재차 복귀시키기 위한 양방향성 유압 윈치를 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 조력 에너지 변환 조립체는 배수형 선박을 고정 장소 위의 위치로 재차 구동하기 위한 펌프 제트 또는 유압 펌프와 같은 추진기를 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 조력 에너지 변환 조립체의 논리 모듈은 강한 조류가 수체 내에 존재하는 장소로 프로그램될 수도 있다. 조력 에너지 변환 조립체는 추진기 및/또는 키 기구를 사용하여, 조류를 향해 자신을 유도하거나 또는 전류 내의 특정 장소를 유지하기 위해 GPS로부터의 장소 정보에 추가하여 이 정보를 사용하여 전력을 발생할 수도 있다.

본 발명의 일 양태에서, 발전기는 각각의 배수형 선박 내에 또는 중앙 장소에 수용될 수도 있는 전기 저장 구성요소, 예를 들어 배터리에 또한 결합될 수도 있다. 각각의 배수형 선박 내의 전기 저장 구성요소는, 배수형 선박의 부력이 유지되는 한, 예를 들어 1 내지 10 MW와 같은 임의의 적합한 양의 전기를 저장하도록 구성될 수도 있다. 통상의 기술자는 전기 저장 구성요소가 배수형 선박의 부력에 따라 10 MW를 넘어 증가될 수도 있다는 것을 이해한다. 전기 저장 구성요소는 저장된 전기 에너지를 원하는 시간에 해제하도록 구성될 수도 있다. 더욱이, 전기 저장 구성요소는 배수형 선박 내의 모터에 결합될 수도 있다. 모터는 구동 기어에 연결될 수도 있고 앵커 케이블 내의 과잉의 처짐을 감도록 구성될 수도 있다. 일 실시예에서, 원양 화물선 또는 바지선이 경석 기반 배수형 선박을 위한 현장 제조 설비로서 기능할 수도 있다. 해저 화산 활동으로부터의 경석은 화물선 또는 바지선에 의해 수집되고, 현장에서 가공되어(예를 들어, 3D 인쇄되거나 성형됨) 중공 배수형 선박을 형성하고, 경석이 침수습윤되지 않도록 폴리머로 코팅될 수도 있다. 배수형 선박을 현장에서 제조함으로써, 선적 비용, 셋업 시간, 및 셋업 비용이 상당히 감소될 수도 있다. 부가적으로, 용기가 작업 현장으로 선적되도록 요구되지 않을 것이기 때문에, 더 대형의 배수형 선박이 화물선 상에서 제조될 수 있다.

변형 및 수정이 본 개시내용을 재고한 후에 통상의 기술자들에게 발생할 것이다. 개시된 특징은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 특징과 임의의 조합 및 서브조합으로(다수의 종속 조합 및 서브조합을 포함하여) 구현될 수도 있다. 이들의 임의의 조합을 포함하여, 상기에 설명되거나 예시되어 있는 다양한 특징은 다른 시스템에서 조합되거나 통합될 수도 있다. 더욱이, 특정 특징은 생략될 수도 있고 또는 구현되지 않을 수도 있다. 부가적으로, 전술된 임의의 실시예에서, 배수형 선박, 방향성 변환기(들), 및 발전기(들)는 조수 작용의 상승/하강 및 간조/만조의 모두에 기인하는 횡방향 및 수직방향 변위의 모두에 의존할 수도 있다.

변화, 치환, 및 변경의 예는 통상의 기술자에 의해 확인가능하고, 본 명세서에 개시된 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 본 명세서에 언급된 모든 참조문헌은 본 명세서에 그 전체가 합체되어 본 출원의 부분을 구성한다.

Claims (99)

1. 조력 에너지 변환 조립체이며,
   발전기에 결합된 방향성 변환기를 지지하는 배수형 선박; 및
   제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블로서, 상기 제2 단부는 상기 방향성 변환기에 연결되고, 상기 앵커 케이블은 고정 장소에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 포함하고,
   상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 고정 장소로부터 이격되어 있고,
   상기 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 고정 장소에 대해 그 위치를 변경할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하는, 에너지 변환 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정 장소는 바다 바닥 또는 바다 바닥에 정박되어 있는 플랫폼을 포함하는, 에너지 변환 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 거리의 증가시에, 상기 앵커 케이블은 제1 방향에서 상기 방향성 변환기에 결합하여, 이에 의해 상기 발전기에 기계적 동력을 제공하는, 에너지 변환 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 거리의 감소시에, 제어 기구가 상기 앵커 케이블을 감는, 에너지 변환 조립체.
5. 제1항에 있어서, 상기 방향성 변환기는 액슬 상에 스프로켓을 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 스프로켓에 결합되는, 에너지 변환 조립체.
6. 제1항에 있어서, 상기 배수형 선박은 콘크리트, 파이버글래스, 폴리머, 경석, 또는 강 중 적어도 하나를 포함하는, 에너지 변환 조립체.
7. 제1항에 있어서, 상기 배수형 선박은 탄성이고, 팽창되도록 구성되는, 에너지 변환 조립체.
8. 제1항에 있어서, 상기 방향성 변환기는 기어링 기구를 포함하는, 에너지 변환 조립체.
9. 제8항에 있어서, 상기 기어링 기구는 기어 증속 장치인, 에너지 변환 조립체.
10. 제1항에 있어서, 상기 배수형 선박은 선체를 포함하고, 상기 선체의 적어도 일부는 파형 형상을 갖는, 에너지 변환 조립체.
11. 제1항에 있어서, 조수의 상승에 무관하게 상기 고정 장소 위에 소정 거리로 상기 배수형 선박을 보유하도록 구성된 잠금 기구를 더 포함하는, 에너지 변환 조립체.
12. 제11항에 있어서, 상기 잠금 디바이스는 상기 방향성 변환기에 결합되는, 에너지 변환 조립체.
13. 제1항에 있어서, 상기 앵커 케이블은 상기 배수형 선박 내에 적어도 부분적으로 배치되는, 에너지 변환 조립체.
14. 제1항에 있어서, 상기 배수형 선박은 복수의 챔버를 포함하는, 에너지 변환 조립체.
15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 챔버 중 제1 챔버는 제1 두께를 갖는 벽을 포함하고, 상기 복수의 챔버 중 제2 챔버는 제2 두께를 갖는 벽을 포함하는, 에너지 변환 조립체.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께보다 큰, 에너지 변환 조립체.
17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 챔버 중 제1 챔버는 상기 복수의 챔버 중 제2 챔버 위에 위치되는, 에너지 변환 조립체.
18. 제1항에 있어서, 상기 배수형 선박은 그 전체가 해수면 아래로 부유하도록 구성되는, 에너지 변환 조립체.
19. 제1항에 있어서, 상기 배수형 선박의 외부면은 산호초 구조체를 실질적으로 모방하도록 구성된 표면을 포함하는, 에너지 변환 조립체.
20. 제1항에 있어서, 상기 방향성 변환기는 회전가능 드럼을 포함하는, 에너지 변환 조립체.
21. 제1항에 있어서, 상기 고정 장소에 대해 횡방향에서 상기 배수형 선박의 드래그시에, 상기 앵커 케이블은 상기 방향성 변환기에 결합하고, 상기 발전기에 기계적 동력을 제공하는, 에너지 변환 조립체.
22. 제1항에 있어서, 수신기, 송신기, 및 프로세서를 갖는 위치설정 시스템을 더 포함하는, 에너지 변환 조립체.
23. 제1항에 있어서, 상기 방향성 변환기는 래크 및 피니언을 포함하는, 에너지 변환 조립체.
24. 복수의 배수형 선박을 포함하고, 상기 복수의 배수형 선박의 각각은
    발전기에 결합된 방향성 변환기; 및
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블로서, 상기 제2 단부는 상기 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제1 단부는 고정 장소에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 갖고,
    상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 고정 장소로부터 이격되어 있고,
    상기 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 고정 장소에 대해 그 위치를 변경할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하는, 조력 에너지 변환 시스템.
25. 조수 작용에 기인하는 해수면의 상승 및 하강으로부터 전기를 발생하기 위한 방법이며,
    조수 작용이 해수면에서의 바디와 상기 바디 아래의 고정 장소 사이의 수직 거리를 변화하게 하는 단계로서, 상기 수직 거리의 변화는 상기 고정 장소 위의 제1 거리로부터 상기 고정 장소 위의 제2 거리까지로 규정되는, 수직 거리를 변화하게 하는 단계;
    상기 바디의 수직 거리의 변화를 기계적 에너지로 변환하는 단계;
    상기 기계적 에너지를 발전기에 전달하는 단계; 및
    상기 기계적 에너지를 사용하여 상기 발전기로 전기를 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 기계적 에너지는 회전 운동 에너지인, 방법.
27. 제25항에 있어서, 상기 고정 장소는 만/해양 바닥인, 방법.
28. 제25항에 있어서, 상기 바디는 발전기에 결합된 방향성 변환기를 수용하는 배수형 선박이고, 상기 배수형 선박은 상기 고정 장소로부터 제1 거리에 배치되어 있는, 방법.
29. 제28항에 있어서, 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 앵커 케이블을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 방향성 변환기에 부착되고, 상기 앵커 케이블은 상기 고정 장소에 고정된 앵커로 연장하고, 상기 앵커 케이블은 상기 방향성 변환기와 상기 앵커 사이의 제1 길이를 갖는, 방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 크고, 상기 수직 거리의 변화는 상기 방향성 변환기를 활성화하는, 방법.
31. 제30항에 있어서,
    상기 기계적 에너지의 적어도 일부를 저장 기구로 위치 에너지로서 저장하는 단계;
    조수 작용이 상기 배수형 선박과 상기 고정 장소 사이의 수직 거리를 제3 거리로 변화하게 하는 단계로서, 상기 제3 거리는 상기 제2 거리보다 작은, 수직 거리를 제3 거리로 변화하게 하는 단계;
    상기 저장 기구로부터 저장된 기계적 에너지를 해제하는 단계;
    상기 저장된 기계적 에너지를 상기 발전기에 전달하는 단계; 및
    상기 저장된 기계적 에너지로 전기를 발생하는 단계를 더 포함하는, 방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 저장 기구는 스프링인, 방법.
33. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조로부터 전기를 발생하기 위한 방법이며,
    조수 작용이 해수 내에서 부유하는 바디와 상기 바디 아래의 고정 장소 사이의 횡방향 거리를 변화하게 하는 단계;
    상기 바디의 횡방향 거리의 변화를 기계적 에너지로 변환하는 단계;
    상기 기계적 에너지를 발전기에 전달하는 단계; 및
    상기 기계적 에너지를 사용하여 상기 발전기로 전기를 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
34. 제33항에 있어서, 상기 기계적 에너지는 회전 운동 에너지인, 방법.
35. 제33항에 있어서, 상기 고정 장소는 만/해양 바닥인, 방법.
36. 제33항에 있어서, 상기 바디는 발전기에 결합된 방향성 변환기를 수용하는 배수형 선박이고, 상기 배수형 선박은 상기 고정 장소의 바로 위에 배치되어 있는, 방법.
37. 제36항에 있어서, 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 앵커 케이블을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 방향성 변환기에 부착되고, 상기 앵커 케이블은 상기 고정 장소에 고정된 앵커로 연장하고, 상기 앵커 케이블은 상기 방향성 변환기와 상기 앵커 사이의 제1 길이를 갖는, 방법.
38. 배수형 선박;
    발전기에 결합된 방향성 변환기로서, 상기 방향성 변환기 및 상기 발전기는 고정 장소에 위치되어 있는, 방향성 변환기; 및
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 배수형 선박에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 고정 장소로부터 이격되어 있고,
    상기 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 고정 장소에 대해 그 위치를 변경할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하는, 조력 에너지 변환 조립체.
39. 제38항에 있어서, 상기 배수형 선박은 드래그 패널을 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
40. 제38항에 있어서, 상기 드래그 패널에 결합된 적어도 2개의 제어 케이블을 더 포함하고, 상기 제어 케이블은 수직축 둘레로 상기 배수형 선박을 회전시키도록 구성되는, 조력 에너지 변환 조립체.
41. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    배수형 선박;
    발전기에 결합된 제1 방향성 변환기;
    상기 발전기에 결합된 제2 방향성 변환기로서, 상기 제1 방향성 변환기, 상기 제2 방향성 변환기, 및 상기 발전기는 제1 고정 장소에 위치되어 있는, 제2 방향성 변환기; 및
    상기 배수형 선박에 결합된 앵커 케이블로서, 상기 앵커 케이블은 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖고, 상기 앵커 케이블은 제2 고정 장소에서 풀리 장치 주위로 적어도 부분적으로 감겨지고, 상기 제1 단부는 상기 제1 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 제2 방향성 변환기에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 제1 고정 장소로부터 이격되어 있고,
    상기 제1 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 제1 고정 장소에 대해 제1 방향으로 이동할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하고,
    상기 제2 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 제1 고정 장소에 대해 제2 방향으로 이동할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하는, 조력 에너지 변환 조립체.
42. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조로부터 전기를 발생하기 위한 방법이며,
    고정 장소로부터 소정 거리에 배수형 선박을 제공하는 단계로서, 상기 배수형 선박은 상기 고정 장소에서 복수의 방향성 변환기에 동작식으로 결합되고, 상기 복수의 방향성 변환기는 복수의 발전기에 결합되는, 배수형 선박을 제공하는 단계;
    조수 작용에 의해 상기 배수형 선박과 상기 고정 장소 사이의 거리를 변화하는 단계;
    상기 복수의 발전기 중 적어도 하나를 결합하는 단계;
    바디의 횡방향 거리의 변화를 기계적 에너지로 변환하는 단계;
    상기 기계적 에너지를 적어도 하나의 활성화된 발전기에 전달하는 단계; 및
    상기 기계적 에너지를 사용하여 상기 적어도 하나의 활성화된 발전기로 전기를 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
43. 제42항에 있어서, 조류의 힘의 증가시에 이전에 결합해제되었던 발전기를 결합하는 단계를 더 포함하는, 방법.
44. 제42항에 있어서, 조류의 힘의 감소시에 이전에 결합되었던 발전기를 결합해제하는 단계를 더 포함하는, 방법.
45. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    비편평한 표면을 갖는 드래그 패널을 포함하는 배수형 선박;
    발전기를 구동하기 위해 앵커 케이블의 병진이동을 회전 에너지로 변환하기 위해 발전기에 결합된 방향성 변환기로서, 상기 방향성 변환기 및 상기 발전기는 고정 장소에 위치되어 있는, 방향성 변환기; 및
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 배수형 선박에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 고정 장소로부터 이격되어 있고,
    상기 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 고정 장소에 대해 그 위치를 변경할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하는, 조력 에너지 변환 조립체.
46. 제45항에 있어서, 상기 배수형 선박은 상기 배수형 선박으로부터 연장하는 제1 아암을 더 포함하고, 상기 제1 아암은 상기 드래그 패널에 결합된 제1 힌지 둘레로 회전가능한, 조력 에너지 변환 조립체.
47. 제46항에 있어서, 상기 배수형 선박은 상기 배수형 선박으로부터 연장하는 제2 아암을 더 포함하고, 상기 제2 아암은 상기 드래그 패널에 결합된 제2 힌지 둘레로 회전가능한, 조력 에너지 변환 조립체.
48. 제47항에 있어서, 상기 제1 아암 및 상기 제2 아암은 상기 드래그 패널의 대향 측면들에 배치되는, 조력 에너지 변환 조립체.
49. 제47항에 있어서, 상기 배수형 선박으로부터 연장하는 제3 아암을 더 포함하고, 상기 제3 아암은 상기 드래그 패널에 결합된 제3 힌지 둘레로 회전가능한, 조력 에너지 변환 조립체.
50. 제49항에 있어서, 상기 제1 아암, 상기 제2 아암, 및 상기 제3 아암은 상기 앵커 케이블에 결합되는, 조력 에너지 변환 조립체.
51. 제45항에 있어서, 상기 비편평한 표면은 포물선 형상, 오목 형상, 및 로프트컷으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조력 에너지 변환 조립체.
52. 제45항에 있어서, 상기 비편평한 표면은 상기 드래그 패널의 제1 측면 상의 제1 비편평한 표면이고, 상기 드래그 패널은 상기 드래그 패널의 제2 측면 상의 제2 비편평한 표면을 더 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
53. 제45항에 있어서, 제1 제어 케이블 및 제2 제어 케이블을 더 포함하고, 상기 앵커 케이블의 제2 단부는 상기 제1 제어 케이블 및 상기 제2 제어 케이블을 거쳐 상기 배수형 선박에 연결되는, 조력 에너지 변환 조립체.
54. 제53항에 있어서, 상기 배수형 선박은 부유 디바이스를 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
55. 제54항에 있어서, 상기 제1 제어 케이블 및/또는 상기 제2 제어 케이블을 제어가능하게 감고 수직축 둘레의 상기 배수형 선박의 회전을 실행하도록 구성된 부유 디바이스 내에 수용된 제어 기구를 더 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
56. 제55항에 있어서, 상기 제어 기구는 액슬에 부착된 모터, 윈치, 또는 드럼 및 스프링을 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
57. 제46항에 있어서, 상기 제1 아암의 운동의 범위를 제한하도록 구성된 정지 기구를 더 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
58. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조로부터 전기를 발생하기 위한 방법이며,
    해수 내에서 부유하는 바디와 고정 장소 사이의 거리를 제1 횡방향 거리로 변화하는 단계;
    상기 제1 횡방향 거리의 변화로부터 전기를 발생하는 단계;
    상기 바디를 축 둘레로 회전하는 단계;
    상기 바디와 상기 고정 장소 사이의 거리를 제2 횡방향 거리로 변화하는 단계;
    상기 제2 횡방향 거리의 변화로부터 전기를 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
59. 제58항에 있어서, 상기 바디를 회전하는 단계는
    제1 제어 기구로 상기 바디에 결합된 제1 제어 케이블을 감는 단계; 및
    제2 제어 기구로 상기 바디에 결합된 제2 제어 케이블을 해제하는 단계를 더 포함하는, 방법.
60. 수체 내의 배수형 선박의 배향을 변경하기 위한 방법이며,
    해수의 유동으로부터 드래그력을 포획하도록 구성된 제1 및 제2 측면을 갖는 배수형 선박을 제공하는 단계,
    제1 단부와 제2 단부 사이에 규정된 제1 길이를 갖는 제어 케이블을 제공하는 단계로서, 상기 제어 케이블은 상기 제1 단부에서 상기 배수형 선박의 제1 측면에 그리고 상기 제2 단부에서 앵커 케이블에 결합되고, 상기 앵커 케이블은 고정 장소에 위치된 방향성 변환기 및 발전기에 결합되는, 제어 케이블을 제공하는 단계,
    수체 내에서 상기 배수형 선박의 회전을 실행하기 위해 상기 제어 케이블의 길이를 변화하는 단계를 포함하는, 방법.
61. 수체 내에서 부유하는 배수형 선박의 회전을 제어하기 위한 계류삭이며, 제어 기구는
    적어도 2개의 케이블을 포함하고, 각각의 제어 케이블은 제어 기구를 거쳐 배수형 선박의 측면에 결합되고, 각각의 제어 기구는 배수형 선박의 회전을 실행하기 위해 각각의 제어 케이블을 제어가능하게 감거나 풀도록 구성되는, 계류삭.
62. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    배수형 선박;
    발전기를 구동하기 위해 앵커 케이블의 병진이동을 회전 에너지로 변환하기 위해 발전기에 결합된 방향성 변환기로서, 상기 방향성 변환기 및 상기 발전기는 크레인의 기부에 장착되어 있는, 방향성 변환기; 및
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 배수형 선박에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 고정 장소로부터 이격되어 있고,
    상기 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 고정 장소에 대해 그 위치를 변경할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하는, 조력 에너지 변환 조립체.
63. 제40항에 있어서, 상기 고정 장소는 바지선인, 조립체.
64. 제62항에 있어서, 상기 고정 장소는 바지선인, 조립체.
65. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    터빈;
    발전기에 결합된 방향성 변환기로서, 상기 방향성 변환기 및 상기 발전기는 고정 장소에 위치되어 있는, 방향성 변환기; 및
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 터빈에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 방향성 변환기는 상기 터빈이 해수의 유동에 기인하여 회전할 때 전기를 발생하기 위해 상기 발전기를 활성화하는, 조력 에너지 변환 조립체.
66. 제65항에 있어서, 상기 터빈은 임펠러를 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
67. 제65항에 있어서, 상기 터빈은 복수의 프로펠러를 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
68. 제65항에 있어서, 상기 터빈은 만/해양 바닥에 결합되는, 조력 에너지 변환 조립체.
69. 제65항에 있어서, 상기 터빈은 해수면에서 또는 부근에서 부유하도록 구성되는, 조력 에너지 변환 조립체.
70. 제65항에 있어서, 상기 터빈은 바지선에 결합되는, 조력 에너지 변환 조립체.
71. 제65항에 있어서, 상기 터빈은 복수의 터빈 중 제1 터빈인, 조력 에너지 변환 조립체.
72. 제65항에 있어서, 상기 고정 장소는 육지인, 조력 에너지 변환 조립체.
73. 제65항에 있어서, 상기 고정 장소는 바지선인, 조력 에너지 변환 조립체.
74. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    터빈을 포함하는 배수형 선박;
    상기 터빈의 회전 운동을 전기 에너지로 변환하기 위한 발전기로서, 상기 발전기는 상기 배수형 선박 상에 위치되는 것인, 발전기,
    고정 장소에 위치된 다시감기 조립체에 결합된 앵커 케이블, 및
    제1 제어 케이블 및 제2 제어 케이블로서, 각각의 제어 케이블은 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖고, 상기 제1 단부는 상기 배수형 선박에 연결되고, 상기 제2 단부는 앵커 케이블에 연결되어 있는, 제1 제어 케이블 및 제2 제어 케이블을 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
75. 제74항에 있어서, 상기 배수형 선박으로부터 연장하는 드래그 패널을 더 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
76. 제75항에 있어서, 상기 드래그 패널은 터빈을 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
77. 제74항에 있어서, 상기 제1 제어 케이블의 제1 단부에 결합된 제1 제어 기구를 더 포함하고, 상기 제1 제어 기구는 상기 제1 제어 케이블을 감거나 풀도록 구성되는, 조력 에너지 변환 조립체.
78. 제77항에 있어서, 상기 제2 제어 케이블의 제1 단부에 결합된 제2 제어 기구를 더 포함하고, 상기 제2 제어 기구는 상기 제2 제어 케이블을 감거나 풀도록 구성되는, 조력 에너지 변환 조립체.
79. 제1항에 있어서, 전기는 조수의 간조 및 만조의 모두 중에 발생되는, 조력 에너지 시스템.
80. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    드래그 패널을 갖는 배수형 선박;
    제1 발전기에 결합된 제1 방향성 변환기로서, 상기 제1 방향성 변환기 및 상기 제1 발전기는 제1 고정 장소에 위치되어 있는, 제1 방향성 변환기;
    제2 발전기에 결합된 제2 방향성 변환기로서, 상기 제2 방향성 변환기 및 상기 제2 발전기는 제2 고정 장소에 위치되어 있는, 제2 방향성 변환기;
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 제1 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 제1 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 배수형 선박에 연결되어 있는, 제1 앵커 케이블;
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 제2 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 제2 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 배수형 선박에 연결되어 있는, 제2 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 제1 고정 장소로부터 이격되어 있고,
    상기 제1 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 제1 고정 장소로부터 이격하여 이동할 때 전기를 발생하기 위해 상기 제1 발전기를 활성화하고,
    상기 제2 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 제2 고정 장소로부터 이격하여 이동할 때 전기를 발생하기 위해 상기 제2 발전기를 활성화하는, 조립체.
81. 제78항에 있어서, 상기 제1 방향성 변환기는 조수의 간조 중에 상기 제1 발전기를 활성화하고, 상기 제2 방향성 변환기는 조수의 만조 중에 상기 제2 발전기를 활성화는, 조립체.
82. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    드래그 패널을 갖는 배수형 선박;
    발전기에 결합된 제1 방향성 변환기로서, 상기 제1 방향성 변환기 및 상기 발전기는 상기 배수형 선박 상에 위치되어 있는, 제1 방향성 변환기;
    상기 발전기에 결합된 제2 방향성 변환기로서, 상기 제2 방향성 변환기는 상기 배수형 선박 상에 위치되어 있는, 제2 방향성 변환기;
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 제1 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 제1 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 제1 고정 장소에 연결되어 있는, 제1 앵커 케이블;
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 제2 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 제2 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 제2 고정 장소에 연결되어 있는, 제2 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 제1 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 제1 고정 장소로부터 이격하여 이동할 때 전기를 발생하기 위해 상기 제1 발전기를 활성화하고,
    상기 제2 방향성 변환기는 상기 배수형 선박이 상기 제2 고정 장소로부터 이격하여 이동할 때 전기를 발생하기 위해 상기 제2 발전기를 활성화하는, 조립체.
83. 조수 작용에 기인하는 해수의 간조 및 만조로부터 전기를 발생하기 위한 방법이며,
    제1 고정 장소로부터 소정 거리에 배수형 선박을 제공하는 단계로서, 상기 배수형 선박은 상기 제1 고정 장소에서 제1 방향성 변환기에 그리고 제2 고정 장소에서 제2 방향성 변환기에 동작식으로 결합되고, 상기 제1 방향성 변환기는 제1 발전기에 결합되고, 상기 제2 방향성 변환기는 제2 발전기에 결합되는, 배수형 선박을 제공하는 단계;
    조수 작용에 의해 제1 방향에서 상기 배수형 선박과 상기 제1 고정 장소 사이의 횡방향 거리를 변화하는 단계;
    상기 제1 발전기를 결합하여 전기를 발생하는 단계;
    조수 작용에 의해 제1 방향에서 상기 배수형 선박과 상기 제1 고정 장소 사이의 횡방향 거리를 변화하는 단계;
    적어도 상기 제1 발전기를 결합하여 전기를 발생하는 단계;
    조수 작용에 의해 제2 방향에서 상기 배수형 선박과 상기 제1 고정 장소 사이의 횡방향 거리를 변화하는 단계; 및
    적어도 상기 제2 발전기에 결합하여 전기를 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
84. 제39항에 있어서, 상기 드래그 패널은 축 둘레로 회전가능한, 조력 에너지 변환 조립체.
85. 제84항에 있어서, 상기 회전가능 드래그 패널에 결합된 제어 기구를 더 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
86. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    복수의 드래그 패널을 갖는 배수형 선박;
    발전기에 결합된 방향성 변환기로서, 상기 방향성 변환기 및 상기 발전기는 고정 장소에 위치되어 있는, 방향성 변환기; 및
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는 앵커 케이블로서, 상기 제1 단부는 상기 방향성 변환기에 연결되고, 상기 제2 단부는 상기 배수형 선박에 연결되어 있는, 앵커 케이블을 포함하고,
    상기 배수형 선박은 제1 거리에서 상기 고정 장소로부터 이격되어 있는, 조력 에너지 변환 조립체.
87. 제86항에 있어서, 상기 복수의 드래그 패널의 각각은 상기 배수형 선박에 회전가능하게 결합되는, 조력 에너지 변환 조립체.
88. 제86항에 있어서, 복수의 제어 기구를 더 포함하고, 상기 복수의 제어 기구의 각각은 상기 각각의 드래그 패널의 회전을 실행하기 위해 상기 복수의 드래그 패널의 각각의 하나에 결합되는, 조력 에너지 변환 조립체.
89. 제88항에 있어서, 상기 복수의 드래그 패널의 각각은 각각의 액슬에 결합되는, 조력 에너지 변환 조립체.
90. 제86항에 있어서, 상기 드래그 패널에 결합된 적어도 2개의 제어 케이블을 더 포함하고, 상기 제어 케이블은 수직축 둘레로 상기 배수형 선박을 회전시키도록 구성되는, 조력 에너지 변환 조립체.
91. 제86항에 있어서, 상기 고정 장소는 육지 또는 바지선을 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
92. 제86항에 있어서, 상기 제1 거리의 증가시에, 상기 앵커 케이블은 제1 방향에서 상기 방향성 변환기에 결합하여, 이에 의해 상기 발전기에 기계적 동력을 제공하는, 조력 에너지 변환 조립체.
93. 제86항에 있어서, 상기 방향성 변환기는 회전가능 드럼을 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
94. 제93항에 있어서, 상기 방향성 변환기는 레벨 감기 조립체를 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
95. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    케이블의 제1 단부를 거쳐 방향성 변환기에 결합된 제1 배수형 선박;
    케이블의 제2 단부를 거쳐 방향성 변환기에 결합된 제2 배수형 선박으로서, 상기 케이블은 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 길이를 갖는, 제2 배수형 선박을 포함하고;
    상기 방향성 변환기는 발전기에 결합되고, 상기 방향성 변환기 및 상기 발전기는 고정 장소에 위치되어 있는, 조력 에너지 변환 조립체.
96. 제95항에 있어서, 상기 제1 배수형 선박은 제1 드래그 패널을 포함하고, 상기 제2 배수형 선박은 제2 드래그 패널을 포함하는, 조력 에너지 변환 조립체.
97. 강 내의 수류를 사용하여 전기를 발생하기 위한 방법이며,
    강의 하류측에서 제1 배수형 선박을 해제하는 단계;
    상기 제1 배수형 선박이 강의 하류측으로 진행함에 따라 전기를 발생하는 단계;
    강의 하류측에서 제2 배수형 선박을 해제하는 단계;
    상기 제2 배수형 선박이 강의 하류측으로 진행함에 따라 전기를 발생하는 단계; 및
    상기 제2 배수형 선박이 강의 하류측으로 진행함에 따라 상기 제1 배수형 선박을 상류측으로 다시감는 단계를 포함하는 방법.
98. 제97항에 있어서, 상기 제1 배수형 선박을 다시감기 전에 상기 제1 배수형 선박을 회전하는 단계를 더 포함하는, 방법.
99. 조력 에너지 변환 조립체이며,
    제1 케이블을 거쳐 제1 방향성 변환기에 결합된 배수형 선박;
    제2 케이블을 거쳐 제2 방향성 변환기에 결합된 제1 배수형 선박을 포함하고,
    상기 제1 방향성 변환기는 제1 발전기에 결합되고, 상기 제2 방향성 변환기는 제2 발전기에 결합되고, 상기 제1 방향성 변환기 및 상기 제1 발전기는 제1 고정 장소에 위치되고, 상기 제2 방향성 변환기 및 상기 제2 발전기는 제2 고정 장소에 위치되어 있는, 조력 에너지 변환 조립체.

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