KR20200029223A - 수상 태양광 발전설비용 부유 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수상 태양광 발전설비용 부유 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유 장치는, 수상 태양광 발전설비를 지지하기 위한 부유부, 부유부가 소정의 범위 영역 내에서 부유하도록 고정력을 제공하는 테트라포드(Tetrapod) 형상의 계류부, 인장력을 가지는 탄성체로 형성되어 부유부와 계류부를 연결하는 제 1 연결선, 부유부와 계류부를 수직방향으로 연결하는 제 2 연결선 및 제 1 연결선의 최대 인장길이 이상의 길이로 형성되어 부유부와 계류부를 연결하는 제 3 연결선을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 수상 태양광 발전설비용 부유 장치에 관한 것으로서, 파고의 변화에도 태양광 발전설비를 수상에서 안정적으로 계류할 수 있는 구조를 가진 장치에 관한 것이다.
최근들어 각광받고 있는 신재생 에너지 발전으로서 태양광 발전은 태양광 발전을 위한 설비를 설치하는 입지의 선정과 관련하여 여러 문제들이 발생하고 있다. 예를 들어, 산지를 활용할 경우 산림자원 감소, 생태계 훼손, 토사 유출 등의 문제가 발생할 수 있으며, 건축물 위에 설치되는 경우 건축물의 안전 문제 및 태양광 패널로 인해 생긴 음영으로 인한 시야 방해 등의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제들을 극복하기 위한 대안으로 최근 수상 태양광 발전이 주목을 받고 있다. 이에 따라, 태양광 발전설비를 수상에 계류시키는 방법과 관련하여 다양한 기술들의 개발이 이루어지고 있는데, 근래에는 탄성체 로프를 이용하여 태양광 발전설비를 수상에서 계류시키는 사례가 점차 증가하고 있다.
다만, 종래의 탄성체 로프를 이용한 계류장치들은 수시 변동되는 수위차를 유지하기 위한 탄성고무의 탄력성에 의하여 수위의 변동에도 태양광 발전설비가 흔들림없이 유지될 수 있도록 하는데, 이러한 방식은 급작스런 태풍이나 풍랑 등 외부 기상조건의 변화로 인해 탄성체 로프가 끊어지는 경우, 20년 이상 장기간 사용하여야 할 수상 태양광 발전설비가 제 수명을 다하지 못하고 떠내려가든지 파손되는 문제가 발생한다.
또한, 종래의 탄성체 로프를 이용한 계류장치들은 장시간 사용으로 인해 탄성체 로프의 탄성력이 감소하여 이를 교체해야하는 경우, 탄성체 로프에 작용하는 힘의 불균형으로 인해 수상 태양광 발전설비가 설치된 위치에서 계류하기 어려워 탄성체 로프를 교체하기 어려운 문제가 존재한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정력을 제공하는 테트라포트 형상의 계류부와 탄성체를 포함한 다수의 연결선을 이용하여 파고의 변화에도 흔들림 없는 안정적인 구조를 가지는 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 전술한 구조를 통해 힘의 균형을 유지하여 태양광 발전 설비가 설치된 현재 위치(또는 영역)에서 안정적으로 다수의 연결선들을 교체할 수 있도록 하는 장치를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치는, 수상 태양광 발전설비를 지지하기 위한 부유부, 부유부가 소정의 범위 영역 내에서 부유하도록 고정력을 제공하는 테트라포드(Tetrapod) 형상의 계류부, 인장력을 가지는 탄성체로 형성되어 부유부와 계류부를 연결하는 제 1 연결선, 부유부와 계류부를 수직방향으로 연결하는 제 2 연결선 및 제 1 연결선의 최대 인장길이 이상의 길이로 형성되어 부유부와 계류부를 연결하는 제 3 연결선을 포함하되, 제 1 연결선, 제 2 연결선 및 제 3 연결선은 부유부에 형성된 복수개의 결합지점들과 소정의 순서에 따라 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 연결선은 인장력을 가지는 탄성체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치는 계류부의 최하단면의 일 영역에 결합 또는 분리가 가능한 바닥고정부를 더 포함하되, 계류부가 가라앉는 수중 바닥의 조건에 따라 바닥고정부의 하단면의 형태가 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치는 파고의 변화에 따른 부유부의 흔들림을 방지하기 위한 안정화부를 더 포함하며, 안정화부는 안정화부의 무게중심을 중력방향으로 조절하는 중심부, 중심부의 상단에 결합되는 하우징 및 부유부와 중심부를 연결하는 연결봉을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징에는 물의 흐름을 이용하여 안정화부의 수평을 유지하기 위한 복수개의 홀(Hole)들이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 수상 태양광 발전설비용 부유 장치에 따르면, 외부 기상조건의 변화 등으로 인해 큰 파고의 변화 및 수위차가 발생하는 경우에도 태양광 발전설비를 원만하게 수용하면서 태양전지 어셈블리(Assembly)가 정해진 영역을 벗어나거나 회전하지 않도록 할 수 있을 뿐만 아니라 태양광 발전설비를 상하좌우로 흔들림이 없이 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 태양광 발전설비의 계류를 위한 연결선들의 교체 과정에서도 힘의 균형을 유지하여 안정적으로 연결선들을 교체할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 1 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 2 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 3 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 2 결합 형태를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 2 결합 형태를 나타낸다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 3 결합 형태를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 3 결합 형태를 나타낸다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 4 결합 형태를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 4 결합 형태를 나타낸다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 5 결합 형태를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 5 결합 형태를 나타낸다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 6 결합 형태를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 6 결합 형태를 나타낸다.
도 24는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치를 나타낸다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 2 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 28은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 바닥고정부를 나타낸다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부 및 이와 결합된 안정화부를 나타낸다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 안정화부를 나타낸 정면도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 안정화부를 나타낸 사시도이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 안정화부의 결합 형태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 1 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 2 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 3 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 2 결합 형태를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 2 결합 형태를 나타낸다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 3 결합 형태를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 3 결합 형태를 나타낸다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 4 결합 형태를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 4 결합 형태를 나타낸다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 5 결합 형태를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 5 결합 형태를 나타낸다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 6 결합 형태를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 6 결합 형태를 나타낸다.
도 24는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치를 나타낸다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 제 2 연결선의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 28은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 계류부와 연결선들의 제 1 결합 형태를 나타낸다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 바닥고정부를 나타낸다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부 및 이와 결합된 안정화부를 나타낸다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 안정화부를 나타낸 정면도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 안정화부를 나타낸 사시도이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 부유부와 안정화부의 결합 형태를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치는, 수상 태양광 발전설비를 지지하기 위한 부유부(100), 부유부(100)가 소정의 범위 영역 내에서 부유하도록 고정력을 제공하는 테트라포드(Tetrapod) 형상의 계류부(410), 인장력을 가지는 탄성체로 형성되어 부유부(100)와 계류부(410)를 연결하는 제 1 연결선(420), 부유부(100)와 계류부(410)를 수직방향으로 연결하는 제 2 연결선(430) 및 제 1 연결선(420)의 최대 인장길이 이상의 길이로 형성되어 부유부(100)와 계류부(410)를 연결하는 제 3 연결선(460)을 포함할 수 있다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 부유부(100)는 복수개의 충진재들이 내장된 부력체(200), 수상 태양광 발전설비가 설치될 상단지지체, 상단지지체와 부력체(200)를 연결하기 위한 하단지지체(101)를 포함할 수 있다. 이때, 부력체(200)에 내장된 충진재들은 육각 모양으로 형성됨으로써 외부의 충격을 안정적으로 흡수하여 손상을 방지함과 동시에 부력체(200)에 부력을 제공할 수 있다. 이와 같은 구조의 부유부(100)는 수상 태양광 발전설비를 비롯하여 부잔교, 해상 플로팅, 해상 낚시터, 해상 펜션, 부력식 방파제, 부력식 도교 등에 활용될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 계류부(410)는 부유부(100)가 소정의 범위 영역 내에서 안정적으로 계류하기 위해 필요한 앵커(anchor) 역할의 구성으로서, 수중 바닥의 환경과 지형 등이 고려되어 설계 변경할 수 있는 테트라포드 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 계류부(410)가 테트라포드 형상으로 형성되면, 외부 기상 조건의 악화 등으로 인해 수중 파동 에너지가 커지는 경우에도 계류부(410) 자체에 가해지는 파동 에너지를 감소시켜 충격으로 인한 밀림 현상 등을 방지할 수 있다. 또한, 계류부(410)가 테트라포드 형상으로 형성되면, 무게 중심이 낮은 안정적인 구조를 통해 소정의 범위 영역 내에서의 초기 시공이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 1 연결선(420)은 파동의 수직방향 진동을 부유부(100)가 안정적으로 수용할 수 있도록 하기 위한 구성이다. 외부 기상 조건의 변화가 발생한 경우뿐만 아니라 외부 기상 조건의 변화가 없는 경우에도 물은 일정한 주파수로 진동하여 파도를 발생시키므로, 파도로 인한 충격을 방지하기 위해서는 이러한 파도에 맞추어 부유부(100)가 움직일 수 있어야 한다. 따라서, 파도로 인한 충격을 방지하기 위한 부유부(100)의 움직임을 위해 제 1 연결선(420)은 인장력을 가지는 탄성체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 연결선(420)은 120마력의 허리케인, 돌풍, 기압변화, 파도 등에서도 정지 상태의 계류 솔루션으로 힘을 완충시켜 원래 상태로 되돌아올 수 있도록 한 탄성체 로프와 폴리에스터 로프로 형성될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 2 연결선(430)은 계류부(410)가 제공하는 고정력을 수직방향의 부유부(100)에 안정적으로 전달하기 위한 구성이다. 계류부(410)가 제공하는 고정력은 계류부(410)에 작용하는 중력이므로, 부유부(100)의 이동을 방지하기 위한 고정력을 온전히 활용하여 부유부(100)가 소정의 영역 범위 내에서 안정적으로 계류할 수 있도록 하기 위해서 제 2 연결선(430)은 계류부(410)의 상단 중심부에 결합되어 부유부(100)와 계류부(410)를 수직방향으로 연결시킬 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 3 연결선(460)은 파고의 변화로 인해 제 1 연결선(420) 및 제 2 연결선(430)이 끊어지는 경우를 대비한 비상용 연결선이다. 예를 들어, 태풍이 발생하면, 파고의 변화가 커지고 파장의 높이 또한 커지게 되어 연결선에 외부 충격이 작용하게 되고 이로 인해 연결선이 끊어질 수 있다. 이때, 제 1 연결선(420)은 탄성체로 형성되어 제 2 연결선(430)에 비해 길이가 더 늘어날 수 있으나, 파장의 높이가 제 1 연결선(420)이 가지는 최대 인장길이를 초과하게 되면 제 1 연결선(420) 역시 끊어질 수 있다. 이러한 문제들에 대비하기 위해서, 제 3 연결선(460)은 제 1 연결선(420)의 최대 인장길이 이상의 길이로 형성될 수 있다.
전술한 제 2 연결선(430) 및 제 3 연결선(460)으로는 선박계류용 공업용 체인(i.e. 앵커체인(anchor chain)) 및 파고의 변화 등에도 최대한 버틸 수 있도록 타원형 고리의 가단주철 앵커체인 블록이 사용될 수 있다. 이와 같이 제 2 연결선(430) 및 제 3 연결선(460)으로 앵커체인을 사용하면, 일부 고리를 떼어내어 전체 길이를 적당히 조절할 수 있는 장점이 있고, 일부분이 마모되거나 균열되었을 때에도 그 부분만 교환할 수 있는 장점이 있다.
이러한 제 2 연결선(430) 및 제 3 연결선(460)을 통해 제 1 연결선(420)을 보조하여 외부 기상 조건의 변화 등으로 인한 수상 태양광 발전 설비의 파손, 유실 등의 2차, 3차 피해를 예방할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 1 연결선(420), 제 2 연결선(430) 및 제 3 연결선(460)은 부유부(100)에 형성된 복수개의 결합지점들과 소정의 순서에 따라 결합될 수 있다. 이때, 도 1과 같이 복수의 결합지점들은 부유부(100)의 4개의 모서리 지점들 및 2개의 가로 중간 지점들로 총 6개일 수 있다. 다만, 복수의 결합지점들의 위치 및 개수는 전술한 예시에 한정되지 않으며, 부유부(100)의 무게중심을 고려하여 선택될 수 있다. 또한, 복수의 결합지점들의 개수는 계류부(410)의 개수와 동일할 수 있다.
소정의 순서(ex. 반시계방향 등)에 따라 각각의 연결선들(400)이 결합지점들과 결합되면, 태풍과 폭우, 해일 등 기상 이변이 발생하여 파고의 변화가 발생한 경우에도 부유부(100)가 소정의 범위 영역 내에서 안정적으로 계류할 수 있도록 고정할 수 있다. 소정의 순서에 따른 부유부(100)와 연결선들(400)의 결합 형태에 관한 내용은 이하에서 복수의 결합지점들에 관한 구체적인 실시 예들을 통해 상세히 살펴보도록 한다. (제 1 연결선(420)이 결합된 지점을 A부, 제 2 연결선(430)이 결합된 지점을 B부, 제 3 연결선(460)이 결합된 지점을 C부, 계류부(410)가 설치된 지점을 D부라고 칭한다.)
도 3 및 도 4는 부유부(100)와 연결선들(400) 간의 제 1 결합 형태를 나타낸다. 이때, 제 1 결합 형태는 6개의 결합지점들 중 B부가 왼쪽 아래의 모서리 지점인 경우로서, A부는 반시계방향을 기준으로 B부의 이전 결합지점, C부는 반시계방향을 기준으로 B부의 다음 결합지점일 수 있다.
도 5를 참조하면, A부에서의 제 1 연결선(420)은 부유부(100)와 볼트 및 너트, 와셔(Washer)를 통해 체결되며, 체결 볼트를 통해 제 1 연결선(420)이 연결될 수 있도록 제 1 연결선(420)의 A부측 단부는 고리 형상일 수 있다. 예를 들어, 플랜지 볼트의 머리(441)와 부유부(100) 고정너트(445) 사이에 제 1 연결선(420)의 고리 형상의 단부(422)가 결합되면, A부에 형성된 부유부(100)의 구멍에 삽입된 플랜지 볼트(442)는 와셔(444)와 함께 너트(443)를 통해 체결될 수 있다.
이때, 제 1 연결선(420)은 A부측에 탄성체 로프, D부측에 폴리에스터 로프가 체결되도록 할 수 있다. 예를 들어, 반대로 A부측에 폴리에스터 로프, D부측에 탄성체 로프가 체결되도록 하면, 탄성체 로프의 수리나 교체를 위해서는 싱크가 위치한 수중 바닥까지 도달해야 하므로 탄성체 로프의 수리나 교체 작업이 어려울 수 밖에 없다. 따라서, 제 1 연결선(420)이 A부측에 탄성체 로프, D부측에 폴리에스터 로프가 체결되도록 하여 탄성체 로프의 파손 시 수리나 교체 작업이 수면에 가까운 곳에서 용이하게 수행될 수 있도록 할 수 있다.
도 6을 참조하면, B부에서의 제 2 연결선(430)은 제 1 연결선(420)과 동일한 방식으로 부유부(100)와 볼트 및 너트, 와셔를 통해 체결될 수 있다. 체결 볼트를 통해 제 1 연결선(420)이 연결될 수 있도록 제 2 연결선(430)의 B부측 단부에는 스위블 로킹 훅(Swivel self locking hook)(432)이 결합될 수 있다. 또한, 제 2 연결선(430)의 D부측 단부에는 단조 샤클(Shackle)(431)이 결합될 수 있다. 이와 같이 제 2 연결선(430)의 B부측 단부에는 스위블 로킹 훅(432), D부측 단부에는 단조 샤클(431)이 결합되면, 제 2 연결선(430)의 파손 시 교체가 용이하게 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, C부에서의 제 3 연결선(460)은 제 2 연결선(430)과 동일한 방식으로 볼트 및 너트, 와셔를 통해 체결될 수 있다. 제 2 연결선(430)과 마찬가지로 제 3 연결선(460)의 B부측 단부에는 스위블 로킹 훅(432), D부측 단부에는 단조 샤클(431)이 결합될 수 있다.
도 8을 참조하면, D부에서의 계류부(410)와 연결선들(400) 간의 결합 관계를 확인할 수 있다. 제 1 연결선(420)의 D부측 단부에는 폴리에스터 로프용 단조 샤클(421), 제 2 연결선(430) 및 제 3 연결선(460)의 D부측 단부에는 앵커체인용 단조 샤클(431)이 결합되어 계류부(410)의 체결부들과 체결될 수 있다. 이때, 계류부(410)는 제 1 연결선(420)과의 결합을 위한 제 1 체결부(411), 제 2 연결선(430)과의 결합을 위한 제 2 체결부(412) 및 제 3 연결선(460)과의 결합을 위한 제 3 체결부(413)를 포함하며, 제 1 체결부(411), 제 2 체결부(412) 및 제 3 체결부(413)는 고리 형상일 수 있다. 또한, 제 2 체결부(412)는 계류부(410)의 수직방향 다리의 상단면 정중앙에 형성될 수 있으며, 제 1 체결부(411)와 제 3 체결부(413)는 각각 계류부(410)의 수직방향 다리의 측면에 제 2 체결부(412)와 소정의 각도로 형성될 수 있다. 소정의 각도는 부유부(100)의 단면 넓이 등을 고려하여 사전에 결정될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따르면, 소정의 순서에 따른 결합 형태가 달라지더라도 결합지점들의 변화가 있을 뿐, 부유부(100), 계류부(410) 및 연결선들(400) 간의 체결 방식은 모두 동일하다. 따라서, 이하에서는 소정의 순서에 따른 결합지점들의 변화를 위주로 살펴보도록 한다.
도 9 및 도 10은 부유부(100)와 연결선들(400) 간의 제 2 결합 형태를 나타낸다. 이때, 제 2 결합 형태는 6개의 결합지점들 중 B부가 아래쪽 2개의 모서리 사이의 정중앙 지점인 경우로서, A부는 제 1 결합 형태의 B부와 동일한 지점(i.e. 반시계방향을 기준으로 B부의 이전 결합지점), C부는 반시계방향을 기준으로 B부의 다음 결합지점일 수 있다.
도 12 및 도 13은 부유부(100)와 연결선들(400) 간의 제 3 결합 형태를 나타낸다. 이때, 제 3 결합 형태는 6개의 결합지점들 중 B부가 오른쪽 아래의 모서리 지점인 경우로서, A부는 제 2 결합 형태의 B부와 동일한 지점(i.e. 반시계방향을 기준으로 B부의 이전 결합지점), C부는 반시계방향을 기준으로 B부의 다음 결합지점일 수 있다.
도 15 및 도 16은 부유부(100)와 연결선들(400) 간의 제 4 결합 형태를 나타낸다. 이때, 제 4 결합 형태는 6개의 결합지점들 중 B부가 왼쪽 위의 모서리 지점인 경우로서, A부는 반시계방향을 기준으로 B부의 이전 결합지점, C부는 제 1 결합 형태의 B부와 동일한 지점(i.e. 반시계방향을 기준으로 B부의 다음 결합지점)일 수 있다.
도 18 및 도 19는 부유부(100)와 연결선들(400) 간의 제 5 결합 형태를 나타낸다. 이때, 제 5 결합 형태는 6개의 결합지점들 중 B부가 위쪽 2개의 모서리 사이의 정중앙 지점인 경우로서, A부는 반시계방향을 기준으로 B부의 이전 결합지점, C부는 제 4 결합 형태의 B부와 동일한 지점(i.e. 반시계방향을 기준으로 B부의 다음 결합지점)일 수 있다.
도 21 및 도 22는 부유부(100)와 연결선들(400) 간의 제 6 결합 형태를 나타낸다. 이때, 제 1 결합 형태는 6개의 결합지점들 중 B부가 오른쪽 위의 모서리 지점인 경우로서, A부는 제 3 결합 형태의 B부와 동일한 지점(i.e. 반시계방향을 기준으로 B부의 이전 결합지점), C부는 제 5 결합 형태의 B부와 동일한 지점(i.e. C부는 반시계방향을 기준으로 B부의 다음 결합지점)일 수 있다.
전술한 결합 형태들의 일 실시 예들을 통해 알 수 있듯이, 이와 같이 소정의 순서에 따라 부유부(100)와 연결선들(400)이 결합지점들에 결합되면, 각 결합지점 마다 제 1 연결선(420), 제 2 연결선(430) 및 제 3 연결선(460)이 모두 연결되어 부유부(100)의 계류를 위한 힘의 균형을 맞출 수 있으며, 제 1 연결선(420) 및 제 2 연결선(430)이 모두 끊어지는 비상 상황에서도 제 3 연결선(460)을 통해 부유부(100)가 계류 상태를 여전히 유지할 수 있도록 할 수 있다.
이하에서는 도 24 내지 도 28을 참조하여 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 제 2 실시 예에 대해 살펴보도록 한다. (제 1 실시 예와 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.)
도 24 및 도 25를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 제 2 연결선(430)은 인장력을 가지는 탄성체로도 형성될 수 있다. 제 2 연결선(430)은 계류부(410)가 제공하는 고정력을 수직방향의 부유부(100)에 안정적으로 전달함과 동시에 제 1 연결선(420)을 보조하기 위한 구성이므로, 제 2 연결선(430)이 탄성체로 형성되면 이와 같은 목적을 더욱 효과적으로 달성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 연결선(420)과 마찬가지로 제 2 연결선(430)은 외부 기상 변화에도 정지 상태의 계류 솔루션으로 힘을 완충시켜 원래 상태로 되돌아올 수 있도록 한 탄성체 로프와 폴리에스터 로프로 형성될 수 있다.
도 25 및 도 26을 참조하면, 제 2 연결선(430)이 탄성체로 형성된 경우도 마찬가지로 제 1 결합 형태는 6개의 결합지점들 중 B부가 왼쪽 아래의 모서리 지점인 경우로서, A부는 반시계방향을 기준으로 B부의 이전 결합지점, C부는 반시계방향을 기준으로 B부의 다음 결합지점일 수 있다.
도 27을 참조하면, 제 2 실시 예의 B부에서의 제 2 연결선(430)은 부유부(100)와 볼트 및 너트, 와셔를 통해 체결되며, 체결 볼트를 통해 제 2 연결선(430)이 연결될 수 있도록 제 2 연결선(430)의 B부측 단부는 고리 형상일 수 있다. 예를 들어, 플랜지 볼트의 머리(441)와 부유부(100) 고정너트(445) 사이에 제 2 연결선(430)의 고리 형상의 단부(422)가 결합되면, B부에 형성된 부유부(100)의 구멍에 삽입된 플랜지 볼트(442)는 와셔(444)와 함께 너트(443)를 통해 체결될 수 있다. 이때, 제 2 연결선(430)은 B부측에 탄성체 로프, D부측에 폴리에스터 로프가 체결되도록 할 수 있다.
이하에서는 도 28 내지 도 33을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치의 바닥고정부 및 안정화부에 대해 살펴보도록 한다.
도 28 및 도 29를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치는 계류부(410)의 최하단면의 일 영역에 결합 또는 분리가 가능한 바닥고정부(414)를 더 포함하되, 계류부(410)가 가라앉는 수중 바닥의 조건에 따라 바닥고정부(414)의 하단면의 형태가 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 바닥고정부(414)는 계류부(410)를 바닥에 압착시켜 수압 등에 의해 고정될 수 있도록 하는 보조 역할을 하기 위한 것이다. 예를 들어, 계류부(410)와 결합 또는 분리되는 바닥고정부(414)의 일측 단부는 강철로 제작된 볼트 심음 나사로 조립하여 사용될 수 있도록 나사로 형성될 수 있다. 또한, 수중 바닥과 맞닿는 바닥고정부(414)의 타측 단부는 수중 바닥의 조건에 따라 형상이 달리 형성될 수 있는데, 도 29의 (a)와 같이 모래 등의 보편적인 수중 바닥의 경우에는 원뿔 형태, 도 29의 (b)와 같이 갯벌의 경우에는 톱니 형태, 도 29의 (c)와 같이 암반인 경우에는 갈고리 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 수중 바닥의 조건에 따라 바닥고정부(414)의 하단면은 다양한 형태로 제작될 수 있으므로, 사용자는 수상 태양광 발전설비 부유 장치가 설치되는 수중 바닥의 조건에 따라 바닥고정부(414)를 교체하여 사용할 수 있다.
도 30 및 도 31을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수상 태양광 발전설비용 부유 장치는 파고의 변화에 따른 부유부(100)의 흔들림을 방지하기 위한 안정화부(300)를 더 포함하며, 안정화부(300)는 안정화부(300)의 무게중심을 중력방향으로 조절하는 중심부(313), 중심부(313)의 상단에 결합되는 하우징(314) 및 부유부(100)와 중심부(313)를 연결하는 연결봉(320)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 안정화부(300)는 수면에서의 환경 조건이 달라질 때, 물살이 파도로 요동치면 부유부(100)가 출렁거림에 따라 수상 태양광 발전설비가 이상이 오는 것을 사전에 방지하기 위한 것이다. 이러한 안정화부(300)에 포함된 중심부(313)는 직경이 점점 넓어지는 원뿔 형태로 가장 하단에 위치하여 안정화부(300)의 중심을 잡아주는 역할을 할 수 있다. 중심부(313)는 연결봉(320)과 일체로 형성되어 부유부(100)와 연결될 수 있으며, 수직단면이 역사다리꼴 형태인 하우징(314)은 중심부(313)의 상단에 결합될 수 있다.
도 31 및 도 32를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징(314)에는 물의 흐름을 이용하여 안정화부(300)의 수평을 유지하기 위한 복수개의 홀(Hole)들(311)이 형성될 수 있다. 복수개의 홀들(311)을 통해 물들이 하우징(314) 내부로 유입되었다가 다시 외부로 빠져나가면서 안정화부(300) 전체의 좌우 수평을 안정적으로 조절할 수 있다.
도 32를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안정화부(300)는 하우징(314)과 중심부(313)의 안정적인 결합을 위한 십자(+) 형태의 수평지지대(312)를 더 포함할 수 있다. 수평지지대(312)는 정중앙에 연결봉(320)이 관통할 수 있도록 구멍이 형성되어 있으며, 각 단부는 하우징(314)의 내면에 접합되어 결합될 수 있다.
도 33을 참조하면, 안정화부(300)와 부유부(100) 간의 결합 방식을 확인할 수 있다. 안정화부(300)의 연결봉(320)의 단부에는 나사선이 형성되어 부유부(100)와 너트를 통해 체결될 수 있다. 와셔(323)와 부유부(100) 고정너트(322)가 안정화부(300)의 연결봉(320)에 결합되면, 부유부(100)에 형성된 구멍에 삽입된 연결봉(320)이 연결봉 로크너트(321)로 체결될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 부유부 101: 하단지지체
200: 부력체 300: 안정화부
310: 수평유지부 311: 복수개의 홀들
312: 수평지지대 313: 중심부
314: 하우징 320: 연결봉
410: 계류부 414: 바닥고정부
420: 제 1 연결선 430: 제 2 연결선
460: 제 3 연결선
200: 부력체 300: 안정화부
310: 수평유지부 311: 복수개의 홀들
312: 수평지지대 313: 중심부
314: 하우징 320: 연결봉
410: 계류부 414: 바닥고정부
420: 제 1 연결선 430: 제 2 연결선
460: 제 3 연결선
Claims (5)
- 수상 태양광 발전설비용 부유 장치에 있어서,
수상 태양광 발전설비를 지지하기 위한 부유부;
상기 부유부가 소정의 범위 영역 내에서 부유하도록 고정력을 제공하는 테트라포드(Tetrapod) 형상의 계류부;
인장력을 가지는 탄성체로 형성되어 상기 부유부와 계류부를 연결하는 제 1 연결선;
상기 부유부와 계류부를 수직방향으로 연결하는 제 2 연결선; 및
상기 제 1 연결선의 최대 인장길이 이상의 길이로 형성되어 상기 부유부와 계류부를 연결하는 제 3 연결선을 포함하되,
상기 제 1 연결선, 제 2 연결선 및 제 3 연결선은 상기 부유부에 형성된 복수개의 결합지점들과 소정의 순서에 따라 결합되는 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전설비용 부유 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 연결선은 인장력을 가지는 탄성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전설비용 부유 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 계류부의 최하단면의 일 영역에 결합 또는 분리가 가능한 바닥고정부를 더 포함하되,
상기 계류부가 가라앉는 수중 바닥의 조건에 따라 상기 바닥고정부의 하단면의 형태가 달라지는 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전설비용 부유 장치.
- 제 1 항에 있어서,
파고의 변화에 따른 상기 부유부의 흔들림을 방지하기 위한 안정화부를 더 포함하며,
상기 안정화부는 상기 안정화부의 무게중심을 중력방향으로 조절하는 중심부, 상기 중심부의 상단에 결합되는 하우징 및 상기 부유부와 중심부를 연결하는 연결봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전설비용 부유 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 하우징에는 물의 흐름을 이용하여 상기 안정화부의 수평을 유지하기 위한 복수개의 홀(Hole)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전설비용 부유 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020180107796A KR102145727B1 (ko) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | 수상 태양광 발전설비용 부유 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102145727B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117508460A (zh) * | 2023-11-24 | 2024-02-06 | 天津大学 | 一种一锚多链的锚泊系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009500548A (ja) * | 2005-07-11 | 2009-01-08 | ウニベルシダッド ポリテクニカ デ バレンシア | 傾斜防波堤用の被覆材 |
| KR20120104881A (ko) * | 2011-03-14 | 2012-09-24 | 울산대학교 산학협력단 | 파고에 유연한 파력발전기 및 제어방법 |
| KR20140134807A (ko) | 2013-05-14 | 2014-11-25 | 주식회사 피닉스건설 | 수상 태양광 발전시스템 |
| KR20150031796A (ko) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 한국에너지기술연구원 | 부이 계류라인의 끊어짐 방지 구조 |
| KR101636543B1 (ko) * | 2016-01-04 | 2016-07-05 | 운지파워텍(주) | 수상태양광발전시스템의 부유구조체 계류장치 |
| KR20180062008A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 정민시 | 파도 소멸용 다기능 부력모듈, 이를 이용한 방파 구조체 및 그 시공방법 |
-
2018
- 2018-09-10 KR KR1020180107796A patent/KR102145727B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20140134807A (ko) | 2013-05-14 | 2014-11-25 | 주식회사 피닉스건설 | 수상 태양광 발전시스템 |
| KR20150031796A (ko) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 한국에너지기술연구원 | 부이 계류라인의 끊어짐 방지 구조 |
| KR101636543B1 (ko) * | 2016-01-04 | 2016-07-05 | 운지파워텍(주) | 수상태양광발전시스템의 부유구조체 계류장치 |
| KR20180062008A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 정민시 | 파도 소멸용 다기능 부력모듈, 이를 이용한 방파 구조체 및 그 시공방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117508460A (zh) * | 2023-11-24 | 2024-02-06 | 天津大学 | 一种一锚多链的锚泊系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102145727B1 (ko) | 2020-08-19 |
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