KR20200100919A - 부유식 발전기의 계류장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유식 발전기의 계류장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 해저 지면 또는 닻에 고정되고 중간부에는 계류삭 분산장치가 구비되는 적어도 하나 이상의 계류삭과 상기 계류삭 분산장치에서 분기되는 두 개의 계류삭이 일단에 고정되어 수중에 부유하는 부유체로 이루어지고, 상기 부유체는 원통형상으로 평행하게 위치하고 대향되는 내측 중간부에는 수평판이 결합되어 상기 수평판 하단으로 조류발전 모듈이 구비되고 상기 부유체의 양단의 외측면 원통 중심부에 중심결합고리가 구비되는 장치로 부유식 조류발전 또는 풍력발전 장치가 수중에 위치할 수 있도록 고정하고 파도, 바람 또는 조류와 같은 외부환경에 대해 피칭현상을 방지하여 안정적인 자세 유지 및 계류가 가능할 수 있도록 하는 것은 물론 발전효율을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

부유식 발전기의 계류장치{Mooring system of float generator}
본 발명은 부유식 발전기의 계류장치에 관한 것으로 부유식 조류발전 또는 풍력발전 장치의 계류를 위한 계류라인 분산장치를 이용하여 부유체가 출렁이는 피칭현상을 방지하기 위한 부유식 발전기의 계류장치에 관한 것이다.
일반적으로, 바닷물을 이용하여 전력을 생산하는 해양에너지는 그 방법에 따라 파력발전, 조력발전, 조류발전 및 해양온도차발전 등으로 나뉘게 된다. 이중 조류발전은 밀물과 썰물로 생기는 조류를 이용해 전력을 생산하는 방식으로 조류 발전 장치는 해수 및 하천 등의 유속이 비교적 큰 장소에 설치되어 유체 흐름 에너지에 의하여 터빈을 회전시켜 운동 에너지로 전환하고 이를 다시 전기 에너지로 변환하는 장치이다.
또한 풍력발전은 바람에너지를 풍력터빈 등의 장치를 이용하여 기계적 에너지로 변환시키고 이 에너지를 이용하여 발전기를 돌려 전기를 생산하게 된다. 바람에너지인 풍력은 재생 에너지의 일종으로 광범위한 지역에 분포되어 자원이 풍부하고 끊임없이 재생되며 운전 중 온실가스의 배출이 없어 환경오염에 대한 부담이 없다.
상기와 같은 부유식 조류 또는 풍력 발전 장치는 발전 모듈을 수중에 계류시키기 위하여 앵커나 해저 지면 등에 고정된 계류 라인에 발전 모듈을 결합시켜 위치를 고정시키고 외부 환경에 대한 안정적인 자세 유지를 가능하게 해야한다.
이를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1865063호에서는 본 명세서의 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 계류형 조류발전 장치의 발전 모듈에 결합하는 계류 라인이 고정되며 내부에 비접촉 방식의 회전형 변압기가 내장되는 스위블과 적어도 하나 이상의 중층 부이(Mid Water Buoy)가 일정 간격마다 구비되며 양단이 각각 상기의 발전 모듈과 스위블에 결합하는 전력 케이블로 구성되고 스위블은 스위블 플레이트 권선이 내장되는 스위블 플레이트와 상기의 결합 고리 플레이트 권선이 내장되어 스위블 플레이트 샤프트를 중심으로 회전되도록 결합하는 결합 고리 플레이트 및 상기의 결합 고리 플레이트와 틸팅되도록 결합하는 결합 고리로 구성되되, 상기의 스위블 플레이트 권선과 결합 고리 플레이트 권선 사이에 에어 갭이 형성되는 일점 계류형 조류발전 장치의 전력케이블 꼬임 방지 계류장치가 게시되어 있다.
그러나 이는 발전 모듈의 계류를 가능하게는 할 수 있지만 파도, 바람 또는 조류와 같은 외부환경에 대해 발전 모듈의 안정적인 자세 유지 또는 위치 고정을 하기에는 한계가 있을 수 있고 이에 따라 발전효율의 저하가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1865063호(2018.06.07)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본원발명에서는 부유식 조류발전 또는 풍력발전 장치의 수중에서의 계류를 위한 계류라인 분산장치를 이용하여 부유체가 출렁이는 피칭현상을 방지하고 이를 통해 발전 효율을 향상시킬 수 있는 부유식 발전기의 계류장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 부유식 발전기의 계류장치에 있어서,
해저 지면 또는 닻에 고정되고 중간부에는 계류삭 분산장치가 구비되는 적어도 하나 이상의 계류삭과 상기 계류삭 분산장치에서 분기되는 두 개의 계류삭이 일단에 고정되어 수중에 부유하는 부유체로 이루어지고, 상기 부유체는 원통형상으로 평행하게 위치하고 대향되는 내측 중간부에는 수평판이 결합되어 상기 수평판 하단으로 조류발전 모듈이 구비되는 장치이다.
본 발명의 다른 특징으로는 부유체의 양단의 외측면 원통 중심부에 중심결합고리가 구비되고 상기 부유체의 양단 하측면으로는 하측결합고리가 구비되거나 부유체의 양단의 외측면 원통 중심부에 중심결합윈치가 구비되고 상기 부유체의 양단 하측면으로는 하측결합윈치가 구비된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 발전기의 계류장치는 부유식 조류발전 또는 풍력발전 장치가 수중에 위치할 수 있도록 고정하고 파도, 바람 또는 조류와 같은 외부환경에 대해 피칭현상을 방지하여 안정적인 자세 유지 및 계류가 가능할 수 있도록 하는 것은 물론 발전효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 기존의 일점 계류형 조류발전 장치의 전력케이블 꼬임 방지 계류장치도면.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 발전기의 계류장치 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 발전기의 계류장치 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 발전기의 계류장치의 구성도이고 도 3은 부유식 발전기의 계류장치의 측면도로, 이를 참고하여 본원발명의 상세 구성을 설명하면 하기와 같다.
부유식 발전기의 계류장치에 있어서, 해저 지면 또는 닻에 고정되고 중간부에는 계류삭 분산장치(11)가 구비되는 적어도 하나 이상의 계류삭(10);과 상기 계류삭 분산장치(11)에서 분기되는 두 개의 계류삭(10)이 일단에 고정되어 수중에 부유하는 부유체(20);로 이루어지고, 상기 부유체(20)는 원통형상으로 양단에 위치하고 대향되는 내측 중간부에는 수평판(21)이 결합되어 상기 수평판(21) 하단으로 조류발전 모듈(M)이 구비되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전기의 계류장치이다.
그리고 상기 부유체(20)의 양단의 외측면 원통 중심부에 중심결합고리(22)가 구비되고 상기 부유체(20)의 양단 하측면으로는 하측결합고리(23)가 구비되어 고정됨으로써 상기 부유체(20)가 파도, 바람 또는 난류와 같은 환경에 의해 심하게 출렁거리는 피칭현상에 대해 최소한의 영향이 될 수 있도록 고정력을 제공하고 상기 부유체(20)와 계류삭(10)의 복원성을 이용하여 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 한다.
또한 상기 계류삭 분산장치(11)를 통해 분기되는 계류삭(10)의 구성을 통해 장력을 분산시킴으로써 계류삭(10)의 손상이나 파손 위험을 감소시키고 조류발전 장치의 위치를 안정적으로 고정시킬 수 있게 된다.
상기 분기되는 계류삭(10)의 길이를 조절할 수 있는 구성을 위해서는 상기 부유체(20)의 양단의 외측면 원통 중심부에 중심결합윈치(24)가 구비되고 상기 부유체(20)의 양단 하측면으로는 하측결합윈치(25)의 구성으로도 이루어질 수 있으며, 이를 통해서는 수중에서의 물리적, 환경적으로의 변화 발생 시 계류삭(10)의 길이 조절을 통해 상기 부유체(20)의 자세를 재조정하여 안정적인 부유를 가능하게 한다.
이를 통해 부유식 조류발전 또는 풍력발전 장치가 수중에 위치할 수 있도록 고정하고 파도, 바람 또는 조류와 같은 외부환경에 대해 피칭현상을 방지하여 안정적인 자세 유지 및 계류가 가능할 수 있도록 하는 것은 물론 발전효율을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
M. 조류발전 모듈
10. 계류삭 11. 계류삭 분산장치
20. 부유체 21. 수평판
22. 중심결합고리 23. 하측결합고리
24. 중심결합윈치 25. 하측결합윈치

Claims (3)

  1. 부유식 발전기의 계류장치에 있어서,
    해저 지면 또는 닻에 고정되고 중간부에는 계류삭 분산장치(11)가 구비되는 적어도 하나 이상의 계류삭(10);과
    상기 계류삭 분산장치(11)에서 분기되는 두 개의 계류삭(10)이 일단에 고정되어 수중에 부유하는 부유체(20);로 이루어지고,
    상기 부유체(20)는 원통형상으로 양단에 평행하게 위치하고 대향되는 내측 중간부에는 수평판(21)이 결합되어 상기 수평판(21) 하단으로 조류발전 모듈(M)이 구비되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전기의 계류장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부유체(20)의 양단의 외측면 원통 중심부에 중심결합고리(22)가 구비되고 상기 부유체(20)의 양단 하측면으로는 하측결합고리(23)가 구비되는 것을 특징으로 하는 부유식 조류 발전 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부유체(20)의 양단의 외측면 원통 중심부에 중심결합윈치(24)가 구비되고 상기 부유체(20)의 양단 하측면으로는 하측결합윈치(25)가 구비되는 것을 특징으로 하는 부유식 조류 발전 장치.
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