KR20180101349A - 재생 에너지 바지선 - Google Patents

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KR20180101349A
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barge
energy
reb
stored
renewable energy
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KR1020187018146A
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Inventor
미카엘 버트
예히엘 로젠펠드
Original Assignee
넵튠테크 엘티디
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Publication date
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Abstract

복수의 수평 축 풍력 터빈들, 복수의 광 발전 패널들, 및 복수의 해파 발전기들을 포함하는 재생 에너지 수단들을 위한 바지선이 개시된다. 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 에너지는 전기적 에너지로 변환되고, 전기적 에너지는 연안 육지 망으로 송전된다. 심해에 위치하는 복수의 바지선들의 선단이 또한 개시된다.

Description

재생 에너지 바지선
본 개시된 주제는 에너지 수확(energy harvesting)에 관한 것이다. 특히, 본 개시된 주제는 재생 에너지 수확 기술의 통합에 관한 것이다.
연안 바다의(offshore) 풍력 산업은 인류의 에너지 수요의 주요 부분을 수확할 잠재력이 있다. 에너지 안보, 지구 온난화 및 궁극적인 화석 연료 고갈에 대한 우려가 높아짐에 따라 사용 가능한 모든 형태의 재생 에너지에 관심이 확산되었다. 전 세계적으로 수천 개의 풍력 터빈들(wind turbines)이 현재 운영되고 있으며, 총 명판(nameplate) 용량은 194,400 MW이다. 일반적으로 거대한 풍력 터빈들은 바다에 위치하고 풍력 터빈들의 움직임으로 인해 생성되는 회오리(eddies)의 에너지-불리한 공기 역학의 교차-영향을 피하기 위해 약 300m 간격으로 떨어져 있다.
환경적 이점과 무료의 풍부한 에너지 원에도 불구하고, 이러한 시스템을 경제적으로 의심스럽게 만드는 상업적으로 이용 가능한 풍력 에너지 시스템을 설치하는 데는 여러 가지 비용이 소요된다. 예를 들어, 각 풍력 터빈은 고정되어 있어야 하며, 해안으로 이어지는 전력선이 있어야 한다. 각각 하나씩 유지 관리되어야 한다. 또한 상업적으로 이용 가능한 풍력 터빈들은 본질적으로 해수면에 있기 때문에 해발 고도가 높아질수록 풍력이 증가하는 현상을 이용하지 못한다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 단점을 완화하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 개시된 주제의 제1 양태에 따르면, 재상 에너지 수단들을 포함하는 바지선은, 복수의 수평 축 풍력 터빈들, 복수의 광 발전 패널들, 복수의 해파 발전기들을 포함하고, 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 에너지는 전기적 에너지로 변환되고, 전기적 에너지는 연안 육지의 망으로 송전된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 전기적 에너지의 적어도 일부는 배터리에 저장된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 전기적 에너지 전체는 배터리에 저장된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지의 적어도 일부는 압력 어큐뮬레이터(pressure accumulator)에 저장될 가스 압력으로 변환된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지는 압력 어큐뮬레이터에 저장될 가스 압력으로 변환된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지의 적어도 일부는 부하를 상승시키고 및 또는 상기 바지선을 실질적으로 부유시킴으로써 중력 위치 에너지로 저장된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면,, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지는 부하를 상승시키고 및 또는 상기 바지선을 실질적으로 부유시킴으로써 중력 위치 에너지로 저장된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 복수의 부유 파이프들에 가스를 주입하여 상기 바지선을 실질적으로 부유시키고, 상기 복수의 부유 파이프들로부터 가스를 배출시키거나 또는 상기 복수의 부유 파이프에 해수를 주입하여 반 잠수시킬 수 있는 부유 시스템을 포함한다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 적어도 3 미터의 직경을 갖고, 상기 바지선을 가로질러 연장하는 복수의 부유 파이프들에 기초하는 구조를 갖고, 상기 복수의 부유 파이프들은 복수의 필라들(pillars) 및 바지-데크(barge-deck)에 대한 기초를 구성하고, 및 상기 부유 파이프들은 상기 부유 시스템에 연결된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 복수의 필라들은 상기 바지선을 따라 열들(rows)로 배열되고, 각 열은 복수의 필라들을 포함하고, 상기 바지선을 따라 배열된 필라들의 각 열은 복수의 케이블들 및 크로스빔들에 의해 강화되고(enforced), 및 각 열은 모두 동일한 방향을 향하는 수평 축 풍력 터빈들의 어레이를 지지한다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 복수의 광 발전 패널은 상기 바지 데크 상에 약간 경사지게 설치된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 복수의 해파 발전기들은 상기 바지 데크 아래 고정되어 있고, 상기 복수의 해파 발전기들의 부이들(buoys)은 해수 상에 부유한다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 해수 담수화 설비를 더 포함하고, 상기 담수화 설비에 의해 생성된 물은 상기 바지선에 의해 유조선 선박 계선으로 펌핑된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 전기적 에너지의 적어도 일부는 상기 해수 담수화 설비의 작동에 이용된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 조선소, 복수의 심해 수확 위치, 및 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 위치로 태그 보트(tag boat)에 의해 재배치될 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 상기 복수의 수평 축 풍력 터빈들의 효율을 최적화하기 위해 바람을 향한 상기 바지선의 최적 방향을 위한 조종(maneuvering) 능력을 갖추고 있다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 상기 복수의 광 발전 패널들의 효율을 최적화하기 위해 태양을 향한 상기 바지선의 최적 방향을 위한 조종 능력을 갖추고 있다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 상기 복수의 해파 발전기들의 효율을 최적화하기 위해 파도의 방향에 따라 상기 바지선의 최적 방향을 위한 조종 능력을 갖추고 있다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 바지선은 전기적 구조를 더 포함하고, 상기 전기적 구조는, 모든 자원들로부터의 교류(AC) 전기적 에너지를 집계하는데 이용되는 전력 망; 송전을 위한 집계된 AC를 형성하기 위한 승압(step-up) 변압기; 에너지를 저장하기 위한 복수의 배터리들; 배터리들에 저장된 에너지를 AC로 변환하기 위한 인버터들; 상기 배터리들에 저장하기 위해 AC를 변환하도록 구성된 정류기들; 재생 에너지 수단들을 모니터링 및 제어하도록 구성된 전산 제어 시스템(CCS); 및 상기 CCS와 장치, 엑추에이터 및 센서 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS), 프로그램 가능 논리 제어기, 온도 센서, 습도 센서, 풍속 및 방향 센서, 웨이브 센서, 레이다, 수심계, 무선 통신, 인터넷, 과 그 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 요소들 사이에서 정보 및 명령을 송신 및/또는 수신하도록 구성된 입력/출력 인터페이스를 포함한다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 CCS는 해안 수요를 기초로 송전을 모니터링하고 제어하고, 초과 에너지를 저장하도록 더 구성된다.
일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 상기 CCS는 인터넷을 통해 원격 제어 및 모니터링 가능하도록 더 구성된다.
본 개시된 주제의 제1 양태에 따르면, 심해에 위치하는 복수의 바지선들을 포함하는 선단(fleet)에 있어서, 상기 복수의 바지선들의 각각의 바지선은 청구항 1의 바지선이고, 각각의 바지선은 적어도 하나의 가지(barnch)에 의해 송전선로에 연결되고, 상기 송전선로는 상기 선단 위치로부터 망 연안 육지로 송전을 위해 상기 복수의 바지선들의 전기적 에너지를 집계한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 개시된 주제가 속하는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술된 것과 유사한 또는 동등한 방법 및 물질이 본 개시된 주제의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 물질이 하기에 기술된다. 충돌이 있을 경우, 정의를 포함한 명세서가 통제 할 것이다. 또한, 재료, 방법 및 실시 예는 단지 예시적인 것이며 제한하려는 것은 아니다.
개시된 주제의 일부 실시 예들은 첨부 도면들을 참조하여 예로서만 설명된다. 도면을 상세하게 특정하게 참조하면, 도시된 세부 사항은 예로서, 본 개시된 주제의 단지 바람직한 실시 예에 대한 설명을 목적으로 하기 위한 것이며, 개시된 주제의 원리 및 개념적 측면에 대한 가장 유용하고 용이하게 이해되는 설명으로 여겨지는 것을 제공하는 원인으로 제공된다. 이와 관련하여, 개시된 주제의 기본적인 이해를 위해 필요한 것보다 상세하게 개시된 주제의 구조적 세부 사항을 나타내지 않으며, 당업자에게 명백한 도면과 함께 취해진 설명은 개시된 주제의 형태가 실제로 구체화될 수 있다.
도 1은 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 상업적으로 이용 가능한 수평축 풍력 터빈(horizontal axis wind turbine, HAWT)을 나타낸다;
도 2a는 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 복수의 재생 에너지 수단들(recourses)을 갖는 재생 에너지 바지선(renewable energy barge, REB)의 평면도이다;
도 2b는 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 복수의 재생 에너지 수단들을 갖는 REB의 정면도이다;
도 2c는 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 복수의 재생 에너지 수단들을 갖는 REB의 측면도이다;
도 3은 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 복수의 해파 발전기(sea-wave generator, SWG)를 구비한 REB 구조의 단면도이다;
도 4는 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 송전선로(power transmission lines, PTL) 옆에 떠있는 재생 에너지 바지선들(REBs) 선단의 배치를 나타낸 것으로, 각 바지선은 PTL을 통해 연안 육지의(onshore) 전력 망에 연결된다; 그리고
도 5는 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 부두를 갖는 도시 지역의 해안선을 도시하며, 도시 지역의 전기 망은 REB들의 선단에 의해 지원 된다.
개시된 주제의 적어도 하나의 실시 예를 상세히 설명하기 전에, 개시된 주제는 그 적용에 있어서 이하의 설명에서 설명되거나 도면에 예시된 구성 요소의 구성 및 배열의 세부 사항으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 개시된 주제는 다른 실시 예가 가능하거나 다양한 방법으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 여기에서 사용된 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 도면은 일반적으로 스케일에 맞지 않는다. 명확성을 위해, 일부 도면에서 필수가 아닌 요소를 생략하였다.
"포함하다(comprises, includes)", "포함하는(comprising, including)", 및 "갖는(having)"이라는 용어는 그들의 결합체와 함께 "포함하지만 이에 국한되지 않음(including but not limited to)"을 의미한다. "구성된(consisting of)"이라는 용어는 "포함하고 제한하는(including and limited to)"것과 동일한 의미를 가진다.
용어 "본질적으로 구성되는(consisting essentially of)"은 조성물, 방법 또는 구조가 추가의 성분, 단계 및/또는 부분을 포함 할 수 있음을 의미하며, 추가의 성분, 단계 및/또는 부분이 청구된 조성물, 방법 또는 구조의 기본적이고 신규한 특성을 실질적으로 변경시키지 않는 경우에만 그러하다.
본원에서 사용 된 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 문맥 상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 복수 것을 포함한다. 예를 들어, "화합물" 또는 "적어도 하나의 화합물"이라는 용어는 그 혼합물을 포함하는 복수의 화합물들을 포함할 수 있다.
본원 전체에 걸쳐, 개시된 본 발명의 다양한 실시 예가 범위형식으로 제공될 수 있다. 범위 형식의 설명은 편의상 및 간략화를 위한 것이며, 개시된 주제의 범위에 대한 융통성 없는 제한으로 해석되어서는 안됨을 이해해야 한다. 따라서, 범위의 설명은 그 범위 내의 개별적인 수치뿐만 아니라 가능한 모든 하위 범위를 구체적으로 개시한 것으로 간주되어야 한다.
명확한 설명을 위해, 별도의 실시 예들의 문맥으로 설명된, 개시된 주제의 특정 특징들이 단일 실시 예에서 조합되어 제공될 수도 있음을 이해할 것이다. 반대로, 간략화를 위해, 단일 실시 예와 관련하여 설명된 개시된 주제의 다양한 특징은 또한 개별적으로 또는 임의의 적절한 서브 조합으로 또는 개시된 주제의 임의의 다른 설명된 실시 예에 적합하게 제공될 수 있다. 다양한 실시 예들의 문맥에서 설명된 특정 특징들은 실시 예가 이들 요소 없이는 작동하지 않는 한, 그러한 실시 예들의 본질적인 특징으로 간주되어서는 안 된다.
본 개시는 재생 에너지(renewable energy)의 수확(harvesting)을 위한 해양 기반 설계 및 방법을 제공한다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 해양 기반 설계는 재생 에너지 바지선(들)(REB)의 선단(fleet)일 수 있으며, 각각의 REB는 풍력 터빈(wind turbine), PV 패널, 해파 터빈들(sea-waves turbines), 이들의 조합 등을 포함하는 그룹으로부터 선택된 복수의 재생 에너지 수단들(recourses)을 포함 할 수 있다. 재생 에너지 바지선들의 선단은 적어도 두 개의 REB들을 포함할 수 있음을 주목할 것이다.
본 개시의 일 양태는 적어도 하나의 바지선 상에 상이한 분야의 복수의 재생 에너지 자원들을 집계하는 것이며, 각각의 재생 에너지 자원은 기후, 지리적 영역, 주간/야간, 계절적 효과, 이들의 조합 등에 의해 지시되는 상이한 강도 및 부피를 갖는다. 예를 들어, 폭풍우 날씨에서 주요 에너지 기여자(contributors)은 해파 및 바람일 수 있는 반면, 맑은 날에는 PV 패널들이 주요 에너지 기여자가 될 수 있다. 위의 견지에서, 재생 에너지의 강도 및 부피 변동은 시간 척도가 될 수 있으므로, 복수의 재생 에너지 자원들(분야들)의 통합은 기후 및 환경 변화를 보상(보완)할 수 있다. 그러므로 결합된 재생 에너지 선단으로 공동으로 그리고 논리적으로 운영 될 때 복수의 바지선들이 잠재적으로 특히 비용 효율적인 사업으로 변모할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태는 동원된 재생 에너지 발전소를 건설, 유지 및 서비스하기 위한 빠르고 비용 효율적인 방법을 제공하는 것이다. 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예들에서, 복수의 다분야의(multidisciplinary) 에너지 생성 장치들(자원들)은 고도로 산업화된 조선소에서 바지선 상에 콤팩트하게(compactly) 조립될 수 있고, 그 후 미리-마련된 서비스-해양-현장으로 견인된다. 또한, 바지선은 유지 보수 및 수리를 위해 조선소에 견인될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 시골 지역의 풍력 터빈들의 엄청난 조립 및 유지 비용과는 대조적으로, 조선소에서 복수의 풍력 터빈들을 에너지 바지선에 장착하는 전체 비용 절감이다. 또한, 단일 REB 연안 바다(offshore)가 차지하는 부동산 비용은 연안 육지(onshore)보다 훨씬 저렴하다. 수면에 부유하는 REB 상에 설치된 장비는 물의 증발 냉각 효과로 인해 주변의(ambient) 온도가 현저히 낮아지는 이점이 있다.
본 개시의 또 다른 양태는 REB가 작동 위치에 고정될 때, 풍력으로 전환되어(자연 조건이 암시할 수 있듯이) 최적의 에너지 이용(exploitation)을 위해 바람의 운동 에너지의 활용을 극대화 할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태는 REB에 에너지를 저장하는 능력이다. 재생 에너지의 특성으로 인해 수확량(주로 기후 조건에 의존)은 전력 수요와 동기화되지 않을 수 있으므로, 과도한(사용되지 않은) 에너지를 사용량이 적은 시간에(in off-peak hours) 저장하는 것이 필수적이다. 일부 예시적인 실시 예에서, 에너지는 배터리, 압력 어큐뮬레이터(pressure accumulators), 중력 위치 에너지(gravitational potential energy), 이들의 조합 등에 저장될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 초과 에너지는 REB 상에 탑재된 해수 담수화 설비로 보내질 수 있으며, 담수화된 물은 REB와 함께 유조선 계선(tanker mooring)에 채워질 수 있다.
이제, 도 1을 참조하면, 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 상업적으로 이용 가능한 수평 축 풍력 터빈(horizontal axis wind turbine, HAWT)(100)이 도시된다. HAWT(100)는 터빈의 로터 샤프트(rotor shaft)(112) 및 발전기에 연결된 복수의 블레이드들(blades)(110)을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, HAWT(100)는 저속 회전(즉, 블레이드들(100)에 의해 구동되는 샤프트(112))을 발전기 샤프트(123)에서 반사된 고속 회전 샤프트로 변환하기 위한 변속기(transmission)(120)를 가질 수 있다. 속도 변환은 발전기(130) 효율 요구 사항과 같은 일반적인 발전기를 충족시키는 데 필요할 수 있다.
블레이드들(110)의 길이는 40 내지 80미터이다. 블레이드들의 회전 속도는 분당 10 내지 22회전(revolutions per minute, RPM)이다. 22 RPM에서 블레이드(110) 끝단(tip)의 속도는 초당 90 미터를 초과한다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 터빈들은, 브레이크에 의해 보완되는, 블레이드들의 회전을 야기하는 바람에 블레이드들을 패더링하여 높은 풍속에서의 손상을 방지하는 보호 기능(protective features)을 구비할 수 있다.
풍력 터빈에 의해 수확되는 에너지의 양은 블레이드들의 RPM(즉, 풍속) 및 블레이드들의 길이에 비례한다는 것을 유의해야 한다. 또한 고도와 함께 풍속이 증가한다는 점도 주목해야 한다. 또한 풍력 터빈의 효율은 블레이드들이 바람을 향하도록 함으로써 증가한다. 일부 예시적인 실시 예에서, REB들은, REB 상에 탑재된 모든 풍력 터빈들이 동일한 방향으로 정렬되기 때문에, 전체 REB들을 바람으로 회전시키기 위한 컴퓨터-제어 모터와 결합된 풍력 센서를 포함할 수 있다.
해수면 50m 높이에 위치한 HAWT(100)은 육상에서 더 위에 있는 일반적으로 이용 가능한 풍속을 사용하기에 충분할 수 있다. 일반적으로 풍력 터빈들은 초당 4 내지 5 미터의 풍속에서 작동하기 시작하고 약 15 내지 20 미터/초에서 최대 출력에 도달한다.
이제, 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 복수의 재생 에너지 수단들을 갖는 REB의 정면도, 측면도 및 평면도를 도시하는 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조한다.
REB(200)는 각각이 복수의 HAWT들을 포함하는 복수의 HAWT들의 어레이들(arrays)을 포함할 수 있으며, 여기서 복수의 HAWT들의 어레이들 내의 모든 HAWT들은 동일한 방향을 향하여 조립될 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 도 2a 및 2c에 도시된 바와 같은 전방 어레이(210), 중간 어레이(220) 및 후방 어레이(230)는 REB(200)를 따라 위치된다. 도면에 도시된 HAWT들의 어레이들의 양과 같은 수단들/요소들/장치들의 양은 하나의 예시적인 실시 예의 예시적인 목적을 위한 것이며, 이는 본 개시의 범위를 제한하지 않는다는 것을 알아야 한다.
각 어레이는, HAWT들(100)과 같은, 복수의 수평 축 풍력 터빈들을 포함한다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 어레이들은 도 2b에 도시된 바와 같이 어레이 프레임을 형성하는 필라들(pillars)(212) 및 크로스빔들(crossbeams)(211)의 구성 요소로로 구성될 수 있다. 어레이 프레임은 바지선에 연결/고정될 수 있고, 실제로 바지-데크(barge-deck)(260) 구조의 통합 부분을 구성한다. 또한, 어레이 프레임은 회전하는 터빈들에 의해 초래된 모멘트를 견디기 위해 대형 강철 케이블들(201)에 의해 바지-데크(260)에 고정될 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 어레이 당 더 많은 HAWT(100)를 맞추기 위해 크로스빔들(211)의 일부는 실제로 REB(200) 풋프린트(footprint)를 초과할 수 있다. 명확하게는, 바지-데크(260)와 같은 주어진 바지선의 길이 및 폭은 필라들과 및 크로스빔들의 수, 따라서 HAWT(100)의 총량을 지시할 것이다.
어레이 프레임은 바람에 대한 표면 영역의 이용을 최대화하기 위해 주어진 어레이 프레임 상에 다수의 터빈들을 맞추기위한 형태로 HAWT(100)과 같은 다수의 터빈들으로 내장될 수 있다. 도 2b의 예시적인 실시 예에 도시된 어레이 프레임은 5 개의 필라들(212)을 포함하고 4 개의 크로스빔들(211)은 약 100 내지 150MW를 함께 생성할 수 있는 40 개의 HAWT(100)을 지지할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 어레이들(210 및 230)은 동일할 수 있고 REB(200)상에서 서로 평행하게 조립될 수 있다. 그러나, 어레이(220)의 높이는 도 2c에 도시된 바와 같이 어레이들(210 및 230)에 대해 돌출(offset)될 수 있다. 또한, 어레이(220)의 길이 방향의(longitudinal) 위치는 도 2a에 도시된 바와 같이 어레이(210 및 230)에 대해 함입(offset)될 수 있다. REB(200) 상의 모든 HAWT들(100)이 같은 방향을 향할 수 있기 때문에 어레이들 간의 높이 및 길이 방향 오프셋(즉, 돌출 및 함입)은 서로의 공기 역학 간섭을 피하기 위해 필요할 수 있다.
도 2b에 도시된 점선으로 표시된 원들은 블레이드들 끝단의 움직임 경로를 나타낸다. 해발 고도가 증가함에 따라 풍속이 일반적으로 증가하기 때문에, HAWT의 최 상단 열에서 얻은 에너지는 바닥 열에서 얻은 에너지보다 높다. HAWT들 바닥 열의 샤프트는 바지-데크(260) 위의 약 100미터에 위치될 수 있다(즉, 데크로부터의 바닥 크로스빔(211)의 높이). 블레이드들의 스팬(span)이 대략 100 미터일 수 있고, 따라서 데크로부터의 제2 크로스빔(211)의 높이는 210 미터(여유공간(clearance)에 대해 10미터)일 수 있다. 결과적으로, 제3 크로스빔(211)의 높이는 320 미터일 수 있고, 최 상단 크로스빔(211)의 높이는 430 미터일 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서; 바닥 열에 장착된 HAWT(100)은 5 메가와트(megawatts, MW)를 생성할 수 있다; 두 번째 열 HAWT(100)은 7 MW를 생성할 수 있다; 세 번째 열 HAWT(100)은 9 MW를 생산할 수 있으며, 최 상단 열 HAWT(100)은 11 MW를 생산할 수 있다. 따라서, 바닥 열의 10 개의 HAWT들(100)는 50 MW를 생산할 수 있고, 두 번째 열의 11 개의 HAWT들(100)은 77 MW를 생산할 수 있으며, 세 번째 열의 10 개의 HAWT들(100)은 90 MW를, 최 상단 열의 9 개 HAWT들(100)은 99 MW를 생산 할 수 있으며, 이는 하나의 어레이 당 총 316MW, 3 개의 동일한 어레이들에 대해 900MW 이상이 될 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, REB(200)은 그 지정된 위치에서 해저에 고정될 수 있다. 정박지(anchorage)는 바람의 에너지 활용을 최적화하기 위해 플랫폼이 바람으로 변하도록 구성되고; 따라서 앵커는 앵커에 연결된 플랫폼의 자유 회전을 허용하는 허브를 포함할 수 있다. 최적 방향으로 회전하는 것은 풍력 센서들을 사용하는 제어기에 의해 제어되는 모터에 의해 구동될 수 있는 핀, 플랩, 프로펠러와 같은 특징이 REB(200)에 결합되어 발생할 수 있다.
개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에서, REB(200)는 바지-데크(260) 상에 설치될 수 있는 복수의 광 발전(photovoltaic, PV) 패널들(266)을 구비할 수 있다. (일반적으로 배터리 충전에 사용되는)12 볼트 DC의 공칭 전압(nominal voltage)에서 약 1Х2 미터를 측정할 수 있는 일반 패널의 최대 전력 정격(power rating)은 패널 효율에 따라 낮게는 100 와트에서 높게는 300 와트로 정격이 정해진다. 일부 예시적인 실시 예에서, 약 900m Х400m(360,000m2)의 크기를 갖는 도 2a에 도시된 REB(200)는 150,000 개의 패널들을 수용할 수 있으며(60,000m2 서비스 영역 차감), 이는 15 MW 내지 45 MW의 생산율로 변환된다. 분명히 이런 유형의 재생 에너지는 주간에 한정되며 그 효능은 날씨 조건에 따라 변동될 수 있다. 이러한 요인들과 PV 결과가 실제로 DC 전류로 측정된다는 사실은 배터리 뱅크에 에너지를 저장할 필요성을 지시하며, 이는 나중에 AC 전류로 반전된다. 배터리 뱅크 및 인버터에 대해서는 나중에 설명한다.
개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예들에서, REB(200)는 재생 에너지의 특성 및 수확량이 전력 수요와 동기화되지 않을 수도 있다는 사실로 인해 에너지를 저장하는 능력을 가질 수 있다. REB(200)에 포함된 자원들로부터의 에너지 수확량은 복수의 HAWT들(100), 복수의 PV 패널들(266), 복수의 해파 발전기들(후술 됨), 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 에너지는 배터리, 압력 축전기, 중력 위치 에너지, 이들의 조합 등에 저장될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 초과 에너지는 REB 상에 탑재된 해수 담수화 설비로 보내질 수 있으며, 담수화된 물은 REB와 함께 유조선 선박 계선으로 펌핑(pumping)될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 얻은(harnessed) 에너지 중 일부는 REB(200) 상의 다양한 장치들의 유지 보수 및 이용과 같은 목적으로 저장될 수 있다. 압력 형태로 저장된 에너지는 바지-데크(260) 위 또는 아래, 터빈들의 필러들 내부 또는 이들의 조합 등에 위치된 압력 탱크에 저장될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 얻어진 에너지의 적어도 일부는 REB(200) 또는 그 부하를 상승시킴으로써 위치 에너지(potential energy)의 형태로 저장될 수 있다.
개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에서, REB(200)는 전기적 구조(electrical structure, ES)(262)를 포함할 수 있다. ES(262)는 3 개의 섹션들, 즉 전기 섹션, 배터리 섹션, 제어 섹션 등으로 분할된 내후성(weatherproof) 구조일 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, 전기 섹션은 REB(200) 전력 망, DC-AC 인버터, 승압(step-up) 변압기, 송전 및 배전, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 망은 REB(200) 자원들에 의해 생성된 모든 AC 전력을 모으는데 사용될 수 있다. 집계 AC 전력은 송전 및 배전 요건을 충족시키기 위해 승압 변압기에 공급될 수 있다. 그 다음, 전력은 REB(200)의 도 4의 지정된 극(pole)(424)에서 종료될 수 있다. 또한, 전력은 REB(200) 요구 사항의 유틸리티 및 유지 보수 분배 패널로 전환될 수 있다. DC-AC 인버터들은 배터리에 저장된 DC 전류를 나머지 AC 전력 자원과 함께 망에 집계되는 AC 전류로 변환하는 데 사용될 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 배터리 섹션은 복수의 PV 패널들(260) 및 (후술 될)복수의 해파 발전기들로부터 수확된 에너지를 저장하도록 구성된 복수의 배터리들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 배터리 섹션은 사용량이 적은 시간에 복수의 HAWT들(100)에 의해 생성된 초과 전력을 저장하기 위해 복수의 HAWT들(100)에 의해 생성된 AC 전류를 DC 전류로 변환하도록 구성된 정류기들을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, 제어 섹션은 통신뿐만 아니라 REB(200)의 작동과 관련된 모든 자원 및 양태들을 제어하도록 구성된 전산 제어 시스템(computerized control system, CCS)을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, CCS(도시되지 않음)는 정보 및 명령을 송신 및/또는 수신하도록 구성된 장치, 액추에이터(actuator) 및 센서(sensor)와 같은 입력/출력(I/O) 요소들을 포함할 수 있다. I/O 요소들은 다음을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 위성 위치 확인 시스템(GPS); 프로그램 가능한 논리 제어기(PLC); 온도 센서; 습도 센서; 풍속 및 방향 센서; 파도 센서; 레이다; 수심계; 위성 통신; GPRS 및 GSM 통신; 인터넷에 연결; 이들의 조합 등.
일부 예시적인 실시 예들에서, CCS는 REB(200)이 지정된 위치로부터 벗어나지 않았음을 지속적으로 확인하기 위해 GPS 정보를 이용할 수 있다. 이러한 정보에 기초하여 CCS는 REB(200) 프로펠러들(도시 생략)을 활성화하여 REB(200)을 원래 위치로 되돌릴 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, CCS는 REB(200) 프로펠러들을 활성화시켜 복수의 HAWT들 효율을 최적화하기 위해 REB(200)을 바람을 향한 REB(200)의 최적 방향으로 전환할 수 있다. CCS는 위에 나열된 기상 센서들로부터 얻은 기상 정보를 기반으로 REB(200)의 최적 방향을 결정할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, CCS는 위에 열거된 센서들로부터 얻어진 기상 정보에 기초하여 다수 PV 패널들(260)의 효율을 최적화하기 위해 태양에 대한 REB(200)의 최적의 방향을 결정할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적안으로, CCS는 파도 정보 센서에 기초하여 복수의 해파 발전기들(아래에서 논의되는)의 효율을 최적화하기 위해 파도 방향에 대해 REB(200)의 최적의 방향을 결정할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, CCS는 자신의 전용 PLC를 통해 REB(200) 상의 각 에너지 수확, 자원을 모니터링하고 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 허용 한계를 초과하는 풍속이 결정될 때, CCS는 안전상의 이유로 HAWT(100)의 최 상단 열을 불활성화할 수 있다. 또한 에너지 수확 자원의 PLC는 유지 보수 목적으로 각 자원의 오작동 및 성능 정보를 표시할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, CCS는 해안의 수요에 기초하여 해안으로의 송전 및 배전을 모니터링하고 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서 CCS는 저장, 해수 담수화 설비, 또는 이들의 조합 등에 초과 에너지를 직접 공급할 수 있다. 일부 예시적인 실시 예에서, CCS는 위성 및/또는 GPRS 네트워크를 통해 통신되는 인터넷 프로토콜에 의해 해안으로부터 원격으로 모니터링 및/또는 제어될 수 있다. 또한 CCS는 정보 등을 얻기 위해 인터넷을 이용할 수 있다.
이제도 3을 참조하면, 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예들에 따라, 반-잠수정으로 배치되는 복수의 SWG(250)를 포함하는 REB(200) 구조의 확대 단면도이다.
일부 예시적인 실시 예들에서, REB(200) 구조는 적어도 3 미터의 직경을 갖는 복수의 부유(flotation) 파이프들(240)에 기초할 수 있다. REB(200)는 가스 또는 해수로 파이프들(240)을 채우도록 구성된 부유 시스템을 구비하여 REB (200)의 부유 또는 부분 잠수를 허용할 수 있다. 위치(site)(555)와 같은 얕은 물에서, 또는 REB(200)을 바다로 견인하는 동안, REB(200)는 그 부유 시스템에 의해 최대 부유 높이가 될 수 있다. 대안적으로, REB(200)는 부유 시스템에 의해 에너지-수확을 위해 선택된 위치에서 반-잠수화될 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 파이프들이 손상될 경우 가스의 과도한 손실을 방지하기 위해 파이프들이 분할될 수 있다. 파이프들은 예를 들어 고무로 제조된 내부 튜브를 포함할 수 있으며 이는 파이프 누출을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 복수의 밀봉된 파이프들(240)의 각각의 밀봉된 파이프(240)는 REB(200)를 가로 질러 연장되고, 바지-데크(260)뿐만 아니라 모든 필라들(212)의 기초를 구성한다.
개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예들에서, REB는 바지-데크(260) 아래에 위치한 복수의 해파 발전기(SWG)(250)를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, SWG(250)는 바지-데크(260) 아래에 설치된 3 상 영구 자성 선형 발전기(three phase permanent magnetized linear generator)를 기반으로 한다. 발전기의 다른 단부는 해수면(288)에서 부유하는 에너지 흡수 부이(buoy)에 연결된다. 파도가 움직일 때, 수력학적 작용으로 부이가 히빙 동작(heaving motion)으로 움직이기 시작한다. 부이의 움직임은 발전기의 슬라이더(slider)를 구동하여, 결과적으로 고정자 권선(stator windings)에 전류를 유도한다. 슬라이더는 파도 골(wave trough)로 슬라이더를 집어넣는(retract) 스프링으로 발전기 기초에 연결된다. REB(200)은 그 거대한 크기 때문에 파도 움직임에 대해 실질적으로 복원력이 있어서 해저처럼 거의 안정적으로 인지될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서 SWG(250)의 부이의 현저히 작은 선형 운동은 해상 파도 에너지를 반영한다. 일부 예시적인 실시 예들에서, SWG(250)의 선형 스트로크(linear stroke)는 5 미터보다 클 수 있다. 또한, 발전기 및 SWG(250)의 기계적 구조는 전기적 및 기계적 변형(strain)의 관점에서 큰 과부하(overloads)를 처리할 수 있다. 유도된 전류는 진폭과 주파수에서 모두 변하므로, 생성된 전력을 망에 직접 전송될 수 없다. 따라서, 복수의 SWG(250)는 도 2a의 ES(262)에 연결될 수 있으며, 여기서 복수의 SWG(250)로부터의 전류는 정류되고, 나중에 AC 전류로 변환될 배터리 뱅크를 충전한다.
본 개시는 상술 한 바와 같은 선형 해파 발전기의 이용에 한정되지 않는다는 것을 알아야 한다. 본 발명의 범위를 변환하지 않고도 상이한 해파 발전기들의 조합이 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다른 형태의 해파 발전기들이 사용될 수 있다.
이제도 4를 참조하면, 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예들에 따른 송전선로(PTL)(420) 옆에 떠있는 REB 선단의 현장 레이아웃을 도시하고, 여기서 각각의 REB(200)는 PTL (420)을 통해 연안 육지의 전력 망에 연결된다.
각각의 REB는 복수의 에너지 형태를 3 상 또는 6 상 전기적 교류(AC) 전류로 변환할 수 있는 자가 발전소(self contained power plant)로서 가시화될 수 있음을 알 수 있다. 또한 REB 건설을 위한 바람직한 프로세스는 조선소에서 건설의 대부분 또는 전부를 수행하는 것이다. REB가 부유하고 해상 운송이 가능하기 때문에, 현장에서 수행해야 할 주요 작업은 AC 전력을 해안으로 운반하는 PTL(420)에 REB를 연결하는 것뿐이다.
일부 예시적인 실시 예들에서, 각각의 REB 결과(즉, AC 전력)는 PTL(420)을 통해 해안으로 전송될 수 있고, 각각의 REB(200)는 PTL(420)의 적어도 하나의 케이블 가지(branch)(422)에 의해 PTL(420)에 연결될 수 있다. PTL(420)은 적어도 하나의 REB, 모든 REB 선단 및 그 일부의 전력 결과를 운반하는 적어도 하나의 전력 케이블을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, PTL(420)은 해수면 아래에 잠기고 해저에 얹혀 있는 전기식 해저 전력 케이블(submarine power cable)일 수 있다. 다른 실시 예에서, PTL(420)은 해안으로부터 REB들 선단의 현장까지 뻗어있는 독(dock) 상에 설치된 방수 전력 케이블일 수 있다. 독는 부유 도크 또는 상승된 도크일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 얕은 물의 실시 예에서 PTL(420)은 가공선 도체에 대해 극들(poles)에 의해 지지되는 가공 송전 선(overhead transmission line)일 수 있으며, 여기서 극들은 해저에 고정될 수 있다. 적어도 하나의 PTL(420)은 해저 전력 케이블, 독에 설치된 방수 케이블, 가공 송전 선, 이들의 조합 등일 수 있다.
각각의 적어도 하나의 가지(422)는 REB AC 전력 결과를 적어도 하나의 PTL(420)에 연결하기 위해 채택된 커넥터들 또는 다른 고 전력 전기 단자들로 종결될 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 가지(422) 종단은 해수면 위로 실질적으로 돌출하는 극(424)의 상부에 설치될 수 있으며, 여기서 극(424)은 현장의 소정의 위치에 고정된 부이에 연결된다. 적어도 하나의 가지(422)는 해저 전력 케이블, 독 상에 설치된 방수 케이블, 가공 송전 선, 이들의 조합 등일 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, 각각의 REB는 그의 전용 폴 까지 거리를 유지하기 위해 고정될 수 있다. 각 REB는 바람에 직면하기 위해 해당 축을 중심으로 때때로 회전해야 하기 때문에 닻은 REB의 회전 축 역할을 할 수 있다
이제 도 5를 참조하면, 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예에 따른 도시 지역의 전기 망이 REB들의 선단에 의해 지원되는 부두(wharf)를 갖는 도시 지역의 해안선을 도시하고 있다.
REB들의 선단에 의해 생성되고 PTL(420)을 통해 송전된 집계된 전력은 해안선에 상주하는 AC 전력 공급 현장(500)에서 종결될 수 있다.
일부 예시적인 실시 예들에서, AC 전력 공급 현장(500)은 전력 설비(즉, 발전소), 1차 송전소, 2차 송전소, 1차 배전소, 2차 배전소, 이들의 조합 등일 수 있다. 일부 실시 예들에서, REB들의 선단에 의해 생성된 집계된 전력은 AC 전력 공급 현장(500)와 같은 연안 육지의 기존의 발전소를 보충하기 위해 이용될 수 있음을 알아야 한다. 다른 실시 예들에서, REB들의 선단에 의해 생성된 집계 전력은 송전소 또는 배전소을 통해 전기 망에 추가될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, REB(200)은 건설 현장(555)에 건설될 수 있다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 건설 현장(555)은; 공장, 조선소, 화차 조차장(freight yard)일 수 있고, 또는 항구(seaport) 내에 또는 부두(wharf), 선창(quay), 부두 지구, 또는 이들의 조합 등을 따라 위치될 수 있다. 개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예들에서, 건설 현장(555)은 도 1의 HAWT(100)와 같은 풍력 터빈들 및 REB 상의 다른 자원들을 조립하기 위한 적합한 크레인들을 포함할 수 있다. 현장(555)은 또한 하나 이상의 독, 선박 건조 장치 및 REB(200)의 바지선을 구성, 취급 및 운반하기 위한 다른 특징을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 로터 블레이드들은 육지로 운송되는 것이 아니라 오히려 바다를 통해 현장(555)으로 옮겨지거나 또는 현장(555) 자체에서 구축되거나, 부분적으로 다른 곳에서 구축되고 현장(555)에서 완성된다. 또한, 현장(555)은 도 3의 SWG(250)과 같은 해파 발전기들; 도 2a의 PV(266)와 같은 광 발전 패널들; 배터리들; 압력 어큐뮬레이터(accumulator); 중력 하중(gravitational loads); REB(200)을 회전시키기 위한 모터 및 프로펠러, AC 전원 컨덕터들, 전산화된 제어 장치, 센서 및 REB(200)의 작동에 필요한 모든 필요한 장치의 조립을 위해 채택될 수 있다.
개시된 주제의 일부 예시적인 실시 예들에서, REB(200)는 예인선에 의해 서비스- 해양-현장으로 견인될 수 있다. 서비스-해양-현장은 해안선으로부터 2 내지 20km의 영토 거리에 위치할 수 있다. 다른 기준 가운데 해안에서의 거리는 물의 깊이(30 미터 이상)와 파장에 의해 결정될 수 있다.
본 발명이 특정 실시 양태와 관련하여 기술되었지만, 많은 대안, 수정 및 변형이 당업자에게 자명하다는 것이 명백하다. 따라서, 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위 내에 있는 그러한 모든 대안, 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 언급 된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 구체적으로 및 개별적으로 참조로 여기에 포함되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로 본 명세서에 참조로서 전체적으로 통합된다. 또한, 본 출원에서 임의의 참조 문헌의 인용 또는 식별은 그러한 참조가 본 발명의 선행 기술로서 이용 가능하다는 인정으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (22)

  1. 재생 에너지 수단들(renewable energy recourses)을 포함하는 바지선에 있어서,
    복수의 수평 축 풍력 터빈들(horizontal axis wind turbines);
    복수의 광 발전 패널들(photovoltaic panels);
    복수의 해파 발전기들(sea-wave generators)을 포함하고;
    상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 에너지는 전기적 에너지로 변환되고; 및
    상기 전기적 에너지는 연안 육지의 망(grid)으로 전송되는, 바지선.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전기적 에너지의 적어도 일부는 배터리에 저장되는, 바지선.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전기적 에너지 전체는 배터리에 저장되는, 바지선.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지의 적어도 일부는 압력 어큐뮬레이터(pressure accumulator)에 저장될 가스 압력으로 변환되는, 바지선.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지는 압력 어큐뮬레이터에 저장될 가스 압력으로 변환되는, 바지선.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지의 적어도 일부는 부하를 상승시키고 및 또는 상기 바지선을 실질적으로 부유시킴으로써 중력 위치 에너지로 저장되는, 바지선.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 재생 에너지 수단들에 의해 수확된 상기 에너지는 부하를 상승시키고 및 또는 상기 바지선을 실질적으로 부유시킴으로써 중력 위치 에너지로 저장되는, 바지선.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 바지선은 복수의 부유 파이프들에 가스를 주입하여 상기 바지선을 실질적으로 부유시키고, 상기 복수의 부유 파이프들로부터 가스를 배출시키거나 또는 상기 복수의 부유 파이프에 해수를 주입하여 반 잠수시킬 수 있는 부유 시스템을 포함하는, 바지선.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 바지선은 적어도 3 미터의 직경을 갖고, 상기 바지선을 가로질러 연장하는 복수의 부유 파이프들에 기초하는 구조를 갖고, 상기 복수의 부유 파이프들은 복수의 필라들(pillars) 및 바지-데크(barge-deck)에 대한 기초를 구성하고, 및 상기 부유 파이프들은 상기 부유 시스템에 연결되는, 바지선.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 복수의 필라들은 상기 바지선을 따라 열들(rows)로 배열되고, 각 열은 복수의 필라들을 포함하고, 상기 바지선을 따라 배열된 필라들의 각 열은 복수의 케이블들 및 크로스빔들에 의해 강화되고(enforced), 및 각 열은 모두 동일한 방향을 향하는 수평 축 풍력 터빈들의 어레이를 지지하는, 바지선.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 복수의 광 발전 패널은 상기 바지 데크 상에 약간 경사지게 설치되는, 바지선.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 복수의 해파 발전기들은 상기 바지 데크 아래 고정되어 있고, 상기 복수의 해파 발전기들의 부이들(buoys)은 해수 상에 부유하는, 바지선.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 바지선은 해수 담수화 설비를 더 포함하고, 상기 담수화 설비에 의해 생성된 물은 상기 바지선에 의해 유조선 선박 계선으로 펌핑되는, 바지선.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 전기적 에너지의 적어도 일부는 상기 해수 담수화 설비의 작동에 이용되는, 바지선.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 바지선은 조선소, 복수의 심해 수확 위치, 및 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 위치로 태그 보트(tag boat)에 의해 재배치될 수 있는, 바지선.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 바지선은 상기 복수의 수평 축 풍력 터빈들의 효율을 최적화하기 위해 바람을 향한 상기 바지선의 최적 방향을 위한 조종(maneuvering) 능력을 갖춘, 바지선.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 바지선은 상기 복수의 광 발전 패널들의 효율을 최적화하기 위해 태양을 향한 상기 바지선의 최적 방향을 위한 조종 능력을 갖춘, 바지선.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 바지선은 상기 복수의 해파 발전기들의 효율을 최적화하기 위해 파도의 방향에 따라 상기 바지선의 최적 방향을 위한 조종 능력을 갖춘, 바지선.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 바지선은 전기적 구조를 더 포함하고, 상기 전기적 구조는,
    모든 자원들로부터의 교류(AC) 전기적 에너지를 집계하는데 이용되는 전력 망;
    송전을 위한 집계된 AC를 형성하기 위한 승압(step-up) 변압기;
    에너지를 저장하기 위한 복수의 배터리들;
    배터리들에 저장된 에너지를 AC로 변환하기 위한 인버터들;
    상기 배터리들에 저장하기 위해 AC를 변환하도록 구성된 정류기들;
    재생 에너지 수단들을 모니터링 및 제어하도록 구성된 전산 제어 시스템(CCS); 및
    상기 CCS와 장치, 엑추에이터 및 센서 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS), 프로그램 가능 논리 제어기, 온도 센서, 습도 센서, 풍속 및 방향 센서, 웨이브 센서, 레이다, 수심계, 무선 통신, 인터넷, 과 그 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 요소들 사이에서 정보 및 명령을 송신 및/또는 수신하도록 구성된 입력/출력 인터페이스를 포함하는, 바지선.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 CCS는 해안 수요를 기초로 송전을 모니터링하고 제어하고, 초과 에너지를 저장하도록 더 구성되는, 바지선.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 CCS는 인터넷을 통해 원격 제어 및 모니터링 가능하도록 더 구성되는, 바지선.
  22. 심해에 위치하는 복수의 바지선들을 포함하는 선단(fleet)에 있어서, 상기 복수의 바지선들의 각각의 바지선은 청구항 1의 바지선이고, 각각의 바지선은 적어도 하나의 가지(barnch)에 의해 송전선로에 연결되고, 상기 송전선로는 상기 선단 위치로부터 망 연안 육지로 송전을 위해 상기 복수의 바지선들의 전기적 에너지를 집계하는, 선단.
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