KR20200079216A - 풍력터빈과 관련 해상시설을 지원하기 위한 해상 플랫폼 - Google Patents

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Abstract

해상에서 전기에너지를 생산하는 풍력터빈(12)을 지지하기 위한 이 해상 플랫폼(14)은 상기 풍력터빈(12)을 지지하기 위한 주기둥(24)과 2 개의 보조기둥(26)을 포함하며; 각 기둥은 외부부피를 제한하는 외부표면을 갖는 적어도 하나의 쉘을 포함하며; 주기둥(24)은 2 개의 보조기둥(26)에 연결된다.
주기둥(24)의 쉘(28A)에 의해 제한된 외부부피는 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 외부표면에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 크다.

Description

풍력터빈과 관련 해상시설을 지원하기 위한 해상 플랫폼{NAVAL PLATFORM TO SUPPORT WIND TURBINES AND RELATED NAVAL FACILITIES}
본 발명은 해상에서 전기에너지를 생산하는 풍력터빈을 지지하기 위한 해상 플랫폼에 관한 것으로, 상기 풍력터빈 지지를 위한 주기둥과 2 개의 보조기둥으로 구성되고; 각 기둥은 외부부피를 제한하는 외부표면을 갖는 적어도 하나의 쉘을 포함하며; 주기둥은 두 개의 보조기둥에 연결된다.
해상 반-잠수식 풍력터빈 지지 플랫폼은 당업계에서 통상적 지식을 가진 자에게 공지되어 있다.
이러한 플랫폼으로 구성된 해상시설에서, 시설이 설치된 해양에서 수평 위치를 유지하기 위하여, 기둥의 쉘은 시설의 무게 중심을 부양 중심으로부터 수직으로 이동시킬 수 있도록 선택된 일정량의 밸러스트를 수용한다.
이들 플랫폼은 아주 안정적이라는 장점을 가진다.
그러나, 이들은 완전히 만족스럽지 않으며, 이들의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 해상에서 우수한 안정성을 유지하는 동시에 저렴한 제조비로 풍력터빈을 지지할 수 있는 해상 플랫폼을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 주기둥의 쉘로 제한된 외부부피가 각 보조기둥 쉘의 외부표면에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 큰, 전술한 유형의 해상 플랫폼에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 해상 플랫폼은, 단독으로 또는 기술적으로 가능한 조합으로 얻어진, 다음 특성을 적어도 하나 포함 할 수 있다:
- 주기둥의 쉘에 의해 제한된 외부부피는, 각 보조기둥의 쉘에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 20 % 이상, 바람직하게는 50 % 이상 더 크다;
- 각 기둥에 대해, 기둥의 쉘 단면에는 영역을 정의하는 외부윤곽이 있으며, 주 기둥의 쉘 단면의 외부윤곽으로 정의된 영역은, 적어도 하나의 보조기둥의 쉘의 단면 외부윤곽으로 정의된 영역보다 크다;
- 주기둥의 쉘의 단면은, 예로, 적어도 하나의 보조기둥의 쉘의 단면과 다른 기하학적 형상을 가지며;
- 예로, 주기둥의 쉘의 단면은 각 보조기둥의 쉘의 단면과 닮은꼴이 아니다;
- 기둥의 각 쉘의 단면은, 예로, 둥근 또는 예각의 꼭지점, 둥근 꼭지점의 평행사변형, 예각의 평행사변형 같은 계란형, 타원형, 그리고 직사각형으로 구성된 그룹에서 개별적으로 선택한 기하학적 형상을 가질 수 있다;
- 각 기둥은 축을 따라 개별적으로 연장되고, 각 기둥의 쉘의 단면은 상기 기둥의 상기 축을 따라 실질적으로 일정하다;
- 주기둥의 쉘은 각 보조기둥의 쉘 높이보다 큰 높이를 갖는다;
- 평면도에서, 주기둥은 플랫폼에 의해 제시된 기하학적 중심에 대하여 편심된다;
- 각 보조기둥은 개별적으로 연결암으로 주기둥에 연결되며, 그들 사이에 연결암은 50도와 80도, 바람직하게는 50도와 75 도의 사이의 각도를 형성해야 한다;
- 최소한 하나의 보조기둥의 쉘은 직사각형 형상의 단면을 가지며, 직사각형 형상은 더 큰 축을 가진다;
기준선과의 오프셋 각도를 갖는 최대 축은, 기준선은 주기둥의 쉘 단면의 기하학적 중심을 통과하며, 보조기둥의 쉘 단면의 기하학적 중심을 통과하는 선에 수직인 것으로 정의된다 
오프셋 각도는 0° 와 90° 사이이다;
- 보조기둥의 각 쉘은 내부적으로 밸러스트 저장 탱크를 제한한다;
- 주 기둥의 쉘은 내부적으로 밸러스트 저장 탱크를 제한한다;
- 각 기둥의 쉘로 제한된 외부부피는 1500m3 이상이다; 그리고.
- 주기둥은 풍력터빈을 설치하기 위하여 상부 표면으로 연장된다.
본 발명은 또한 해상에서 전기에너지를 생산하는 해상시설에 관한 것으로, 풍력터빈과 풍력터빈을 지지하기 위한 해상 플랫폼을 포함하는데, 해상 플랫폼은 상기 정의된 바와 같으며, 주 기둥은 풍력터빈이 설치된 상부 풍력터빈 설치 표면 위로 확장 된다.
본 발명은, 오직 예로서 설명되고 첨부된 도면을 참조하여, 아래의 설명을 읽으면 더 잘 이해할 수 있는데, 여기에서:
도 1은, 본 발명에 따른 해상시설의 개략적 측면도이다;
도 2는, 도 1의 해상 플랫폼 시설의 개략적 사시도이다;
도 3은, 도 1의 해상시설 일부분의 개략적 평면도이다;
도 4는, 해상시설의 제 2 실시예의 개략적 평면도이다; 그리고
도 5는, 도 4의 시설의 주기둥의 개략적 측면도이다.
도 1은 본 발명에 따라 해상에서 전기에너지를 생산하는 해상시설(10)을 도시한다.
시설은 풍력터빈(12)과 이 풍력터빈(12)을 지지하기 위한 해상 플랫폼(14)을 포함한다.
풍력터빈(12)은 전형적으로 플랫폼(14)에 고정된 지지 마스트(16), 마스트(16)의 상부에 배치된 나셀(18), 그리고 블레이드(22)로 구성되어 나셀(18)에 설치된 베어링의 회전 샤프트에 고정된 로터(20)를 포함한다.
이러한 풍력터빈(12)은 당업계에서 통상적 지식을 가진 자에게 공지되어 있으므로 아래에서 더 상세히 설명하지 않는다.
해상 플랫폼(14)은 물에 떠있다. 특히, 반-잠수식 타입이다.
해상 플랫폼(14)은, 예로, 깊이가 50m보다 깊은 해저의 영역에 배치할 목적으로 만든 것이다.
해상 플랫폼(14)은 상기 풍력터빈(12)을 지지하기 위한 주기둥(24)과 2 개의 보조기둥(26)을 포함한다.
해상 플랫폼(14)은 도시되지 않은 계류 시스템으로 해저에 연결된다.
계류 시스템은, 예로, 각 기둥을 해저상에 배열된 앵커에 연결하는 적어도 3 개의 앵커 라인을 포함한다.
본 실시예에서 해상 플랫폼(14)은 주기둥과 보조기둥(24, 26) 이외의 다른 기둥은 없다.
각 기둥(24, 26)은 축(A1, A2, A3)을 따라 개별적으로 연장되고, 결과적으로 연장 축으로 규정된다.
연장 축(A1, A2, A3)은, 예로, 서로 평행하다.
각 연장 축(A1, A2, A3)은 풍력터빈(12)의 마스트(16)를 연장하는 축을 따라 실질적으로 평행하게 연장된다.
각 기둥(24, 26)의 연장 축(A1, A2, A3)은 실질적으로 수직이지만, 수평에 대한 기울기는 해면이나 바람과 같은 기상 조건에 따라 변한다.
각 기둥(24, 26)은, 특히 하부면과 상부면 사이에서 연장 축(A1, A2, A3)을 따라 연장되며, 상부면과 하부면은 연장 축(A1, A2, A3)에 실질적으로 수직이다 .
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 각 기둥(24, 26)은 하나 이상의 쉘(28A, 28B, 28C), 그리고 바람직하게는 쉘(28A, 28B, 28C)과 일체형이며, 또 쉘(28A, 28B, 28C) 아래에 배치된 스커트(30)를 포함한다.
바람직하게는, 스커트(30)는 연장 축에 대해 실질적으로 반경 방향으로 연장되고 쉘(28A, 28B, 28C)에서 돌출된다.
도시되지 않은 긴장기(Stressor)는, 예로, 각 쉘(28A, 28B, 28C)의 외부표면을 쉘 아래에 배치된 스커트(30)와 결합시킨다.
각 쉘(28A, 28B, 28C)의 외부표면의 적어도 일부는 해상 플랫폼(14)을 둘러싸는 물과 접촉한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 잔잔한 바다에서, 수역(32)은 쉘(28A, 28B, 28C)를 가로 지른다.
특히, 시설(10)이 해상에 설치되면, 잔잔한 바다에서, 예로, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 높이는 해수면보다 적어도 10m는 높다.
각 쉘(28A, 28B, 28C)의 외부표면은 아래의 "외부부피"이라는 용어로 표시될 부피를 제한한다.
각 기둥(24, 26)의 쉘(28A, 28B, 28C)로 제한된 외부부피는 적어도 1500 m3보다 크다.
각 쉘(28A, 28B, 28C)은 또한 내부 부피를 제한하는 내부표면을 갖는다.
각 쉘(28A, 28B, 28C)은 예로, 강철로 만든다. 이런 후에, 각 쉘(28A, 28B, 28C)은 예로, 강화된 시트로 구성되어, 예로 10 mm 내지 30 mm의 쉘 두께를 갖는다.
변형 예로서, 각 쉘(28A, 28B, 28C)은 예로 콘크리트로 만든다. 각 쉘(28A, 28B, 28C)은 예로 강화판으로 구성되고, 예로 150 mm 내지 600 mm의 판 두께를 갖는다.
주기둥(24)은 특히 풍력터빈(12)이 인입되고 고정되는 풍력터빈(12)의 상부 인입표면(34)까지 연장된다.
보다 구체적으로, 풍력터빈(12)의 마스트(16)는 주기둥(24)의 상부 인입표면(34)에 고정된 하단부를 갖는다.
이 상부 인입표면(34)은 여기서 주기둥(24)의 쉘(28A)의 상부 표면에 상응한다.
주기둥(24)의 쉘(28A)은 예로 풍력터빈(12) 지지를 위한 보강 구조물을 내부적으로 포함한다.
각 지지 보강 구조물은 쉘의 내부 부피에 수용된다.
각 지지 보강 구조물은 쉘(28A)에 고정된 수평과 수직 보강판을 포함한다.
수직 보강판 중 적어도 하나는 쉘의 상부 내부표면에 고정된다. 마찬가지로, 수직 보강판 중 적어도 하나는 쉘의 하부 내부표면에 고정된다.
주기둥(24)은 여기서 플랫폼(14)에 대해 편심된다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 평면도에서, 플랫폼(14)의 전체 기하학적 중심에 대하여 기하학적 중심 오프셋을 갖는다.
"기하학적 중심"은 특히 등방성 중심을 의미한다.
중앙에 있지 않기 때문에, 풍력터빈(12)은 해상시설(10)의 조립 동안 크레인에 의해 주기둥(24) 상에 보다 용이하게 설치된다.
여기서 보조기둥(26)도 또한 오프셋이며 주기둥(24)에 대해 측면 오프셋이다.
주기둥(24)은 2 개의 보조기둥(26)에 연결된다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 보조기둥(26)은 개별적으로 연결 암(36)을 통해 주기둥(24)에 연결되며, 연결 암(36)은 그들 사이에 50° 와 80° 사이의 α1각으로, 바람직하게는 50° 내지 75°로 연결된다.
연결 암(36)은 예로 동일한 길이이다.
또한, 보조기둥(26)은 주기둥(24)으로부터 떨어져 있는 다른 연결 암(38)에 의해 서로 연결된다. 이 다른 암(38)은 이후 "보조 암"이라는 용어로 표시한다.
각 암(36, 38)은 쉘(28A, 28B, 28C)의 외부표면에 고정된다.
각 암(36, 38)은 예로 기둥(24, 26)의 연장 축에 실질적으로 직각으로 연장된다.
각 암(36, 38)은 적어도 하나의 빔을 포함한다.
도 1의 예에서, 각 암(36, 38)은 상부 빔(40A), 하부 빔(40B), 그리고 바람직하게는 2 개의 빔(40A, 40B)을 연결하는 긴장기(40C)를 포함한다. 변형으로서, 각 암(36, 38)은 단일 빔만을 포함한다.
각 빔(40A, 40B)은 2 개의 대향하는 종방향 끝단 사이에서 종 방향으로 연장되며, 각 종 방향 끝단은 쉘(28A, 28B, 28C) 중 하나의 외부표면에 고정된다.
각 빔(40A, 40B)은 예로 1 m 내지 4 m의 직경을 갖는다.
각 긴장기(40C)는 예로 암의 각 빔(40A, 40B)의 직경보다 작고, 바람직하게는 0.5 m 내지 3 m의 직경을 갖는다.
명확성을 위해, 2 개의 빔(40A, 40B)을 연결하는 긴장기는 도 2에 도시되지 않았고, 암(36, 38)도 도 3에 도시되지 않았다.
보조기둥(26)은 기하학적 중심을 가능한 무게 중심에 가깝게 유지하면서 시설(10)의 안정성을 보장하기 위한 것이다.
이를 위해, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)은 도시되지 않은 밸러스트 저장 탱크를 내부적으로 제한한다.
또한, 주기둥(24)의 쉘(28A)은 도시되지 않은 밸러스트 저장 탱크를 내부적으로 제한한다.
일단 시설(10)이 해상에 배치되면, 탱크는 이 기능을 수행하기 위해 밸러스트로, 예로 고체 그리고/또는 액체를 채운다.
또한 각 기둥(24, 26)의 쉘(28A, 28B, 28C)의 내부 부피는 예로 해상 플랫폼(14)으로부터 오는 모니터링과 유지보수 장비를 수용한다.
예시적 실시예에서, 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)은 실질적으로 동일한 치수를 갖는다.
또한, 잔잔한 바다에서, 시설(10)의 부양 중심이 무게 중심과 수직으로 정렬되록, 보조기둥(26)은 주기둥(24)에 비해 외부부피가 더 작다
특히, 주기둥(24)의 쉘(28A)에 의해 제한된 외부부피는 도 1에서 3에 도시된 바와 같이 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 크다.
주 기둥(24)의 쉘(28A)에 의해 제한된 외부부피는, 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 20 % 이상, 바람직하게는 50 % 이상 더 크면 유리하다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 주기둥(24)의 쉘(28A)은, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)의 높이(H2, H3)보다 큰 높이(H1)를 갖는다.
여기서 각 높이는 특히 기둥(24, 26)의 개개의 연장 축을 따라 취한다.
특히, 주기둥(24)의 쉘(28A)은 높이(H1)를 가지는데, 이것은 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 높이(H2, H3)보다 10 % 이상, 바람직하게는 20 % 이상 더 크다.
기둥(24, 26)의 각 쉘(28A, 28B, 28C)은, 기둥의 연장 축선에 직각으로 취해지고 기둥의 연장 축선을 따라 실질적으로 일정한 단면을 갖는다.
보다 구체적으로, 각 기둥(24, 26)에 대해, 기둥의 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면은 연장 축을 따라 실질적으로 일정한 영역을 형성하는 외부윤곽(42A, 42B, 42C)을 갖는다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 외부윤곽(42A)에 의해 정의된 면적은, 최소한 하나의, 여기서는 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면의 외부윤곽(42B, 42C)에 의해 정의된 면적보다 크다.
특히, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 외부윤곽(42A)에 의해 정의된 면적은, 최소한 하나의, 여기서는 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면의 외부윤곽(42B, 42C)의 최소한 20 % 이상, 바람직하게는 50 % 이상 크다.
도 3의 예에서, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면은 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면과 닮은꼴이다.
각 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면은 예로 둥근 꼭지점을 갖는 직사각형의 기하학적 형상을 갖는다.
여기서 "단면은 기하학적 형태를 갖는다"는 이 단면의 외부윤곽의 기하학적 형태를 의미한다.
당업계에서 통상적 지식을 가진 자는 쉘의 단면이 불규칙적 형상을 나타낼 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, "섹션이 소정의 형상을 갖는다"는 것은, 상기 단면의 윤곽의 정확한 형상이 소정의 형상의 최대 치수의 20 % 이상, 바람직하게는 소정 형상의 최대 치수보다 10 % 이상 벗어나지 않는 것을 의미한다.
특히, 기둥(24, 26)은 쉘(28A, 28B, 28C)에 부착된 외부 부착 구조를 가질 수있다. 이러한 보조 구조물은, 예로 보트 도킹, 보트의 계류, 그리고 쉘 상단의 플랫폼이나 난간 접근용의 측면 사다리는 물론, 플랫폼과 앵커링 장치, 그리고 전기 연결과 제어 그리고 측정 장치를 들 수 있다.
당업계에서 통상적 지식을 가진 자는 이러한 추가 구조가 각 기둥의 부력 특성을 크게 변경시키지 않는다는 것을 이해할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 기둥(24, 26)에 대해, 직사각형의 기하학적 형상은 각 섹션의 개개의 기하학적 중심을 통과하는 개별적으로 더 큰 치수의 축(44A, 44B, 44C)을 갖는다.
예시적 실시예에서, 각 보조기둥(26)의 더 큰 치수(44B, 44C)의 축은 암(36, 38) 사이를 통과할 수 없다. 변형으로, 더 큰 치수(44B, 44C)의 적어도 하나 또는 각 축은 암(36, 38) 사이를 통과할 수 있다
각 보조기둥(26)에 대해, 상기 더 큰 축(44B, 44C)은, 도 3에서 46으로 참조되고 아래에 정의된 기준선에서 0° 와 90° 사이의 오프셋 각도 α2, α3을 갖는다.
각 오프셋 각도 α2, α3은 10° 내지 50°이면 유리하다.
이 기준선(46)은 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 기하학적 중심을 통과하고 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면의 기하학적 중심을 통과하는 라인(48)에 직각인 것으로 정의한다.
개개의 오프셋 각도(α2, α3)는 여기서 동일하다. 대신에 다를 수도 있다.
도 3의 예에서, 기준선(46)은 주기둥(24)의 쉘(28A)의 제일 작은 치수의 축에 대응한다.
또한, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 더 큰 축(44A)은 예로 보조 연결 암(38)에 평행하다.
보조기둥(26)의 더 큰 축(44B, 44C)은 교차점에서 교차한다. 예로, 기준선(46)에 투영하는 경우, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)은 상기 교차점과 주기둥(24)의 쉘(28A) 사이에 배치된다.
각 오프셋 각도(α2, α3)는 특히 상기 교차점을 마주보며 정의된다.
해상 플랫폼(14)을 설계할 때, 각 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면의 기하학적 형상과 치수, 각 쉘의 높이(H1, H2, H3), 연결 암(36, 38)의 길이, 연결 암(36) 사이의 각도(α1), 그리고 상기 정의된 오프셋 각도(α2, α3)는, 해상 플랫폼(14)의 무게 감소를 보장하는 동시에, 풍력터빈의 하중 하에서 시설(10)의 최적 안정성을 보장하도록 최적화 되었다.
이 최적화는 예로 유전자 알고리즘에 의해 구현된다.
변형으로서, 주기둥(24)의 쉘(28A)은, 주기둥(24)의 쉘(28B)의 단면이 보조기둥(26)의 단면과 다르지 않으면서, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)의 높이(H2, H3)보다 더 큰 높이(H1)을 가진다.
다른 변형에서, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 외부윤곽(42A)에 의해 정의된 면적은, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 높이(H1)가 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)의 높이(H2, H3)보다 더 크지 않으면서, 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면의 외부윤곽(42B, 42C)으로 정의된 면적보다 크다.
변형 예로서, 기둥의 각 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면의 기하학적 형상은 개별적으로, 계란형, 타원형, 둥근 또는 예각의 꼭지점을 가진 평행사변형, 그리고 예각의 꼭지점을 가진 직사각형의 그룹에서 선택한다.
다른 변형에서, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면은 각 보조기둥(26)의 단면과 닮은꼴이 아니다.
예로, 각 기둥(24, 26)의 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면은, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면이 보조기둥(26)의 단면과 닮은꼴이 아니면서, 개별적으로 직사각형의 기하학적 형상을 가질 수있다.
또 다른 변형에서, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 기하학적 형상은, 보조기둥(26) 중 적어도 하나의 쉘(28B, 28C)의 형상과 다르다. 또한, 이들 상이한 기하학적 형상은 예로 전술한 그룹에서 선택할 수 있다.
대안적으로, 도시되지 않았지만, 하나 이상의 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C) 단면의 더 큰 치수의 축은, 상기 정의된 기준선(46)과 평행하다.
다른 변형에서, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 기하학적 형상은 정사각형이다.
또 다른 변형에서, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)의 단면의 기하학적 형상은 육각형, 바람직하게는 규칙적이다. 또한, 각 보조기둥(26)의 스커트(30)는 위에서 볼 때 육각형, 바람직하게는 규칙적인 기하학적 형상을 갖는다.
대안적으로, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 기하학적 형상은 정사각형이고, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)의 단면의 기하학적 형상은 원형이다. 또한, 각 보조기둥(26)의 스커트(30)는 예로 위에서 본 원의 기하학적 형상을 갖는다.
본 발명에 따라, 해상에서 전기에너지를 생산하는 해상시설(10)의 제 2 예시적 실시예를 도 4와 5를 참조하여 설명한다.
오직 제 2 예시적 실시예와 도 1에서 3의 사이의 차이점만이 아래에서 설명한다.
도 4의 예에서, 기둥의 각 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면의 기하학적 형상은 정사각형이다.
또한, 각 기둥(24, 26)의 스커트(30)는 위에서 본 사각형의 기하학적 형상을 갖는다.
제 2 실시예에서, 주기둥(24)은 또한 풍력터빈(12)의 마스트(16)와 쉘(28A) 사이에 연결부품(50)을 포함한다.
연결부품(50)은 주기둥(24)의 쉘(28A)에 고정된다.
풍력터빈(12)의 마스트(16)는 연결부품(50)에 고정된다.
상부 인입표면(34)은 연결부품(50)의 상부 표면에 대응한다.
특히, 연결부품(50)와 매트(16)는 플랜지(54) 시스템에 의해 서로 고정된다. 플랜지 시스템(54)은 연결부품(50)에 고정된 플랜지와 매트(16)에 고정된 플랜지를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 연결부품(50)은 주기둥(24)의 연장 축에 수직으로 취해진 연장 축을 따라 가변적 단면을 가지면 유리하다.
특히, 연결부품(50)의 단면은 쉘(28A)로부터 풍력터빈(12)의 마스트(16)의 하단을 향하여 감소한다.
쉘(28A)에서, 연결부품(50)은 쉘(28A)의 단면에 실질적으로 대응하는 단면을 갖는다.
또한, 풍력터빈(12)의 마스트(16)의 하단에서, 연결부품(50)은 마스트(16)의 섹션에 실질적으로 대응하는 단면을 갖는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 보조기둥(26)에서, 단면의 정사각형 기하학적 형상은 54B, 54C로 참조된 배향 축을 가지며, 배향 축은 정사각형 섹션의 측면 중 하나에 평행하기 때문에, 섹션의 기하학적 중심을 통과하지만 암(36, 38) 사이를 통과하지 않는다.
각 보조기둥(26)에 대해, 상기 배향 축(54B, 54C)은, 도 3에서 46으로 참조되고 아래에 정의된 기준선과 함께 0° 와 90° 사이의 오프셋 각도(β2, β3)를 갖는다.
각 오프셋 각도(β2, β3)는 10° 에서 50° 사이이면 유리하다.
이 기준선(46)은 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 기하학적 중심을 통과하고, 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면의 기하학적 중심을 통과하는 라인(48)에 직각인 것으로 정의한다.
개개의 오프셋 각도(β2, β3)는 여기서 동일하다. 대신에 다를 수도 있다.
도 3의 예에서, 기준선(46)은 주기둥(24)의 쉘(28A)의 정사각형 섹션의 측면들 중 하나와 평행하다.
보조기둥(26)의 배향 축(54B, 54C)은 교차점에서 교차한다. 예로, 기준선(46)에 투영하는 경우, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)은 상기 교차점과 주기둥(24)의 쉘(28A) 사이에 배치된다.
각 오프셋 각도(β2, β3)는, 특히 상기 교차점의 반대편에 정의된다.
또한, 플랫폼은 바람직하게는, 암(36, 38)의 빔(40A, 40B) 중 적어도 하나의 종 방향 끝단 중 적어도 하나, 그리고 빔과 기둥(24, 26) 중 하나 사이에 힘을 전달하기 위한 연결재(52)을 포함한다.
플랫폼은 각 빔(40A, 40B)의 각 종 방향 끝단에서 연결재 같은 암(36, 38)의 40B를 포함하면 유리하다.
특히, 각 빔은 연결재를 수용하는 슬롯을 가지며, 연결재는 빔(40A, 40B)과 쉘(28A, 28B, 28C) 중 하나의 외부표면에 고정된다.
각 연결재는 평평하고, 바람직하게는 예로 동일한 재료의 기둥의 경우에 강철로 만들어진다.
이들 연결재(52)는 암(36, 38)과 쉘(28A, 28B, 28C) 사이의 복구력을 향상시킨다.
바람직하게는, 플랫폼은, 암(36, 38)의 빔(40A, 40B) 중 적어도 하나의 종 방향 끝단 중 적어도 하나, 빔(40A, 40B)과 쉘(28A, 28B, 28C) 중 하나 사이에 힘을 전달하기 위한 2 개의 연결재(52)를 포함한다.
두 개의 연결재(52) 중 첫 번째는 실질적으로 수평으로 배열되고 두 개의 연결재(52) 중 두 번째는 실질적으로 수직으로 배열된다.
전술한 특성들, 특히 주기둥(24)의 쉘(28A)의 외부부피가 보조기둥(26)의 것보다 큰 덕분에, 부양 센터는 주기둥(24)에 원하는만큼 가깝게 선택될 수 있다. 따라서 해상에서 시설(10)의 안정성이 개선된다.
또한, 유사한 안정성 성능을 위해 어셈블리의 질량, 특히 밸러스트의 질량을 감소시킬 수있다.
10: 해상시설 12: 풍력터빈
14: 해상 플랫폼 20: 로터

Claims (16)

  1. 해상에서 전기에너지를 생산하는 풍력터빈(12)을 지지하기 위한 해상 플랫폼(14)으로서, 상기 풍력터빈(12)을 지지하기 위한 주기둥(24)과 2 개의 보조기둥(26)을 포함하고;
    각 기둥은 외부부피를 제한하는 외부표면을 갖는 적어도 하나의 쉘을 포함하며; 상기 주기둥(24)은 상기 2 개의 보조 기둥(26)에 연결되고,
    주기둥(24)의 쉘(28A)에 의해 제한된 외부부피는, 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 외부표면에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 큰 것을 특징으로 하는, 해상 플랫폼(14).
  2. 제 1 항에 있어서, 주기둥(24)의 쉘(28A)에 의해 제한된 외부부피는, 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 적어도 20 % 더 큰 해상 플랫폼(14).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 주기둥(24)의 쉘(28A)에 의해 제한된 외부부피는, 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)에 의해 제한된 개개의 외부부피보다 적어도 50 % 더 큰 해상 플랫폼(14).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 기둥(24, 26)은, 각 기둥(24, 26)의 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면이 영역을 정의하는 외부윤곽(42A, 42B, 42C)을 가지며, 주기둥(24)의 쉘 단면(28A)의 외부윤곽(42A)에 의해 정의된 영역은, 적어도 하나의 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면의 외부윤곽(42B, 42C)에 의해 정의된 영역보다 더 큰 해상 플랫폼(14).
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면은, 적어도 하나의 보조기둥(26)의 쉘(28C, 28B)의 단면과 상이한 기하학적 형상을 갖는 해상 플랫폼(14).
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면은, 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면과 닮은꼴이 아닌 해상 플랫폼(14).
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 기둥(24, 26)의 각 쉘(28A, 28B, 28C)의 단면은 개별적으로, 예로 둥근 또는 예각의 꼭지점을 가진 직사각형, 둥근 꼭지점의 평행사변형, 또는 예각의 평행사변형 같은 계란형, 타원형, 그리고 직사각형으로 구성된 그룹에서 선택된 기하학적 형상을 갖는 해상 플랫폼(14).
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 기둥(24, 26)은 축(A1, A2, A3)을 따라 개별적으로 연장되며, 각 기둥(24, 26)의 쉘(28A, 28b, 28c)의 단면은 실질적으로 기둥(24, 26)의 상기 축(A1, A2, A3)을 따라 일정한 해상 플랫폼(14).
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 주기둥(24)의 쉘(28A)은, 각 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 높이(H2, H3)보다 큰 높이(H1)를 갖는 해상 플랫폼(14).
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 평면도에서 주기둥(24)은, 플랫폼(14)에 의해 제시된 기하학적 중심에 대해 편심되는 해상 플랫폼(14).
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 보조기둥(26)은, 연결 암(36)에 의해 주기둥(24)에 개별적으로 연결되고, 이들 사이의 연결 암(36)은 50° 와 80° 사이의 각도(α1)를 갖는 해상 플랫폼(14).
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)은, 직사각형 형상의 단면을 가지며 직사각형 형상은 더 큰 치수(44B, 44C)를 갖고,
    최대 축(44B, 44C)은 기준선(46)과 오프셋 각도(α2, α3)를 가지며, 기준선(46)은 주기둥(24)의 쉘(28A)의 단면의 기하학적 중심을 통과하며 보조기둥(26)의 쉘(28B, 28C)의 단면의 기하학적 중심을 통과하는 직선(48)에 직각이며,
    상기 오프셋 각도(α2, α3)는 0° 와 90° 사이인, 해상 플랫폼(14).
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 오프셋 각도(α2, α3)는 10° 에서 50° 사이인 해상 플랫폼(14).
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조기둥(26)의 각 쉘(28B, 28C)이 내부적으로 밸러스트 저장 탱크를 제한하는 해상 플랫폼(14).
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 기둥(24, 26)의 쉘(28A, 28B, 28C)에 의해 제한된 외부부피가 최소한 1500m3보다 큰 해상 플랫폼(14).
  16. 풍력터빈(12)과 풍력터빈(12)을 지지하기 위한 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 해상 플랫폼(14)를 포함하며, 주기둥(24)은 풍력터빈(12)이 위치한 풍력터빈(12)의 상부 인입표면(34)로 확장되어 있는 것을 특징으로 하는, 해상에서 전기에너지 생산을 위한 해상시설(10).
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