KR20210010997A - 윈드 터빈 및 윈드 터빈을 설치하기 위한 방법 - Google Patents

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KR20210010997A
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Abstract

본 발명은 해상 배치를 위한 풍력 터빈에 관한 것이다. 상기 풍력 터빈은, 나셀(13a) 및 로터(13b)를 지지하기 위한 타워(3), 및 수면 위에 상기 타워의 적어도 일부를 유지하도록 배치된 플로트(5)를 갖는 타워-플로트 어셈블리; 및 적어도 하나의 용골 모듈(25) 및 용골 모듈(25)을 상기 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 적어도 하나의 로드(9)를 포함하는 용골 어셈블리;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 로드(9)는 용골 모듈(25)을 전개하기 위해 타워-플로트 어셈블리에 대해 이동하도록 배치되고, 상기 용골 모듈(25)은 상기 적어도 하나의 로드의 이동에 응답하여 타워-플로트 어셈블리에 대하여 전개된 위치로부터 전개되지 않은 위치로 이동할 수 있게 되어 풍력 터빈의 유효 길이가 증가할 수 있고 상기 적어도 하나의 로드는 타워-플로트 어셈블리로 굽힘 모멘트를 전달하도록 배치되어 있다.

Description

윈드 터빈 및 윈드 터빈을 설치하기 위한 방법
본 발명은 윈드 터빈 및 윈드 터빈을 설치하기 위한 방법에 관한 것이다.
현재 세대의 해상 풍력 터빈은 마스트 및 터빈 어셈블리의 기초가 단일 항타 말뚝(driven pile)으로 해저에 고정될 수 있도록 수심 깊이 설치된다. 이러한 기초의 일반적인 한계는 약 40m의 수심이다. 이 이상의 깊이에서는 여러 개의 항타 말뚝으로 고정된 강철 격자 구조 또는 상당한 질량의 큰 중력 기반 구조가 필요하다. 이러한 설계는 해상 탄화수소 퇴적물의 회수에 경제적으로 입증되었지만, 상용 판매를 위해 터빈당 생성된 에너지와 비교하여 필요한 자본 비용으로 인해 단일 풍력 터빈의 고정 해양 기반은 약 60m 이상에서 비경제적이다. 따라서 대륙붕 깊이를 넘어선 또는 대륙붕이 없는 지리적 위치에서 풍력 발전 단지 개발은 부유식 기초에 풍력 터빈을 장착하는 것을 고려할 수 있다.
현재까지 시범적 부유식 풍력 터빈 플랜트는 한계 수익으로 전력을 생성하거나 테스트 프로젝트를 실행하기 위해 상당한 재정적 보조가 필요한 양과 용량으로 배치되어 있다. 부유식 풍력 발전 단지에 대한 상업적 관심은 이제 확장성과 산업화에 초점을 맞추고 있다. 산업화는, 소비자에게 매력적인 가격으로 전력을 집합 적으로 생성하지만 투자자에게 매력적인 수익률을 제공하는 CAPEX(자본적 지출) 및 OPEX(운영 비용) 수준을 갖춘 여러 부유식 풍력 터빈 장치를 개발하는 것이다.
해상 풍력 발전 단지의 집합적 용량 또는 더 큰 프로젝트의 하나의 단계는 현재 500 ~ 1000MW 사이에 있다. 단일 풍력 터빈 장치에 대해 10-12 MW의 목표 용량을 감안할 때 해상 풍력 발전 단지에 대한 상업적 제안은 풍력 발전 단지 또는 풍력 발전 단계 당 42-100 유닛을 목표로 해야 한다. 이러한 규모의 개발에는 적시에 조립 및 설치할 수 있는 부유식 하부 구조가 필요하다. 이것은 풍력 발전 단지 개발에 대한 자본의 초기 투입과 그리드에 대한 전력 생산 시작 사이의 지연을 단축시켜 투자 수익을 달성할 것이다.
현재까지 부유식 기초 기술은 다음과 같은 정의를 바탕으로 해양 탄화수소 산업에서 개발된 설계를 채택하였다:
반잠수체(도 1): 각각 상대적으로 작은 수면 영역(4)을 갖는 수직 기둥 부력 탱크(2)로 구성되지만, 부력 탱크(2)는 수평관(6)과 상호 연결되면 분산된 수면 영역이 있는 단일 부력 구조를 생성한다. 질량 중심(8)(또는 무게 중심)은 일반적으로 부력 중심(10)보다 높지만 분산된 수면 영역은 물에 대한 구조물의 안정성을 보장한다. 도 2에서, 플로팅 유닛이 피치 및 롤링(12)함에 따라, 부력 중심(10)은 전복을 방지하는 부력 중량 레버 암(X, 14)을 충분히 유지하기 위해 가로 질러 이동한다. 종방향 선회운동인 피치(pitch) 및 횡방향 선회운동인 롤링(12)뿐만 아니라, 반잠수체는 파도의 움직임에 반응하여 수직운동인 히브(16, heave)와 수평운동인 스웨이(18, sway) 운동도 한다.
스파(도 3) : 스파(spar)는 수면 영역(22)이 튜브 단면의 영역이고 일반적으로 원형인 단일의 부유 수직 기둥(20)이다. 열악한 수면 영역 안정성을 보완하기 위해 스파는 부력 중심(26) 아래에 질량 중심(24)을 유지한다. 스파는 용골(28)에 채워진 고체 밸러스트를 사용하는 반잠수체보다 훨씬 더 깊은 흘수로 이를 달성한다. 그리하여, 도 4에서, 부력-중량 레버 아암(x, 30)은 상기 스파가 절대 전복되지 않도록 작동한다. 스파는 파도 작용으로 히브(16), 스웨이(18) 및 롤/피치(12) 운동도 한다.
위 개념의 구성은 현재의 제조 접근 방식을 사용하는 산업 규모 개발을 고려할 때 조립 및 다중 단위 생산에 대한 흥미로운 과제를 제기한다.
WO2009/131826에서 제안된 반잠수체 개념은 원래의 파일럿 테스트 설계에 비해 대용량 터빈의 수직 기둥 사이의 분리가 증가하는 것을 보여준다. 터빈 크기와 무게가 증가함에 따라 안정성을 달성하기 위해 추가로 컬럼을 분리하면 기초 공간이 더 커지고 선호하는 어셈블리 포트에 대한 접근이 제한될 수 있다.
반잠수체 구조는 최종 조립을 위해 조선소 드라이 도크를 사용하고 있으며 계속 제안하고 있다. 이는 조립 현장 옵션을 제한하는 반면 기존 드라이 도크와 해상 풍력 발전 단지의 근접성은 보장되지 않는다. 조립과 배송 장소 사이의 거리를 늘리면 완성된 장치를 지나치게 먼 거리로 견인할 때 잠재적인 일정 위험과 운송 비용을 증가시킨다.
드라이 도크 시설에 대한 제한은 또한 기존의 가공 및 기술 전문 자원이 있는 풍력 터빈 부품 제조 공장과 가까운 최종 조립 현장을 찾는 옵션을 제한한다. 터빈 설치를 지원하는 재료와 자원은 드라이 도크 현장에 동원되어야 한다.
또한, 드라이 도크는 반잠수형 기초의 제안된 너비 치수와 호환되지 않을 수있는 상업용 배송의 너비:길이 비율에 맞게 치수가 지정된다.
실질적인 수준에서 부유식 해상 풍력 터빈을 생산하는 업체는 드라이 도크에 접근해야 하는 다른 기업과 경쟁해야 한다. 후속 드라이 도크 예약에 대한 지연없이 100 개 단위의 생산 가동을 완료하려면 풍력 발전 단지 프로젝트 인도 일정과 드라이 도크 모두에 상당한 생산 문제와 상업적 위험이 따르게 된다. 생산 기한을 맞추지 못하면 기술의 생산 능력에 대한 시장 신뢰 측면에서 부유식 풍력 발전 단지의 상업적 생존 가능성에 영향을 미치게 된다.
반잠수체 및 스파 개념은 모두 현장으로 견인하기 전에 부유식 기초, 터빈 마스트, 나셀(nacelle) 및 로터 블레이드의 전체 조립 및 테스트를 통해 건설 위험을 최소화한다. 이렇게 하면 바다에서 위험에 대한 노출이 제거되지만, 터빈의 완전한 사전 조립이 가능하도록 스파 기초를 안전한 수역에서 수직으로 가져와야 한다. 이러한 안전한 수역은 스파 기초의 흘수보다 더 깊어야 하며 그러한 조립 방법에 적합한 영역에 제약을 두게 된다.
또한, 설치 장소로의 견인 경로를 따라 수심은 충분히 깊어야 하는데, 스파 용골이 경로를 따라 돌출되는 해저 지형과 간격을 확보해야 한다.
또한, 부두를 따라 수직 스파를 계류하기에 충분한 수심을 가진 항구 시설에 접근할 가능성은 거의 없다. 따라서 스파 기반 부유식 풍력 발전 단지 솔루션은 조립 단계 동안 조립된 터빈을 부두에서 임시의 깊고 안전한 임시 장소의 각 스파로 이동하기 위하여, 부유식 크레인 가용성에 의존하게 된다.
WO 2017/157399는 반잠수체 및 스파 개념의 일부 단점을 해결하기 위한 설계를 고려한다. 이 시스템의 특징은 부유 선체로부터 러그(lugs)와 새클(shackles)로 매달린 별도의 물 밸러스트 탱크를 구비하는 것이고, 여기에 물이 채우지면 카운터 웨이트(counterweight) 역할을 한다. 이 접근 방식은 정적 상태에서 부유식 기초 장치의 전체 배수량, 즉 침수 깊이를 증가시킨다. 그러나 핀 조인트 특성으로 인해 새클 및 러그 연결은 고정 단부 연결에 비해 제한된 모멘트 하중을 부착 지점으로 다시 전달한다. 제안된 어셈블리의 동적 운동 동안, 카운터 웨이트와 부유식 구조물 사이의 감소된 모멘트 전달 능력으로 인해 두 본체가 환경 부하에 대해 별도의 응답 함수 아래에서 움직일 수 있다. 두 본체는 새클과 러그 연결을 통해 서로 상호 작용한다. 이중 진자와 유사하게, 위험은 분석 및 예측이 어려울 수 있는 환경 부하에 대한 전반적인 반응이다.
카운터 웨이터를 올리고 내리기 위한 와이어 / 체인 구동 기어는 작동 중에 부력 탱크가 적절한 건현(freeboard)을 유지하는 경우 선체 부력 탱크 위에 장착할 수 있다. 그러나 운영 사례에서 부력 탱크가 완전히 잠기도록 요구하는 경우 드라이브 기어는 수중에서 작동 가능해야 하며, 더 높은 사양 요구 사항을 통해 CAPEX를 증가시키거나, 타워 전환 부품 내부로 재배치하여 시스템 복잡성을 증가시키게 된다.
CN204436705는 부유식 기초에 대해 유사한 매달린 카운터 웨이트를 제안하나 견고한 웨이트 블록을 사용하고, 이 견고한 웨이트 블록을 와이어로 웨이트 블록 위의 플로팅 유닛 및 해저 앵커 아래에 고정한다. 제안된 배치는 중량물을 계류 시스템에 통합한다. CN204436705는 모멘트 전달 능력이 없는 경우 두 개의 본체가, 환경 부하에 대해 별도의 응답 함수 아래에서 움직일 수 있는 두 개의 개별 본체 사이에 케이블 연결이 있는 2-바디 시스템으로 작동할 가능성이 있다.
기존 풍력 터빈의 또 다른 문제는 해양 환경이, 예를 들어 부식에 의해 장착 된 장비를 손상시킬 수 있다는 것이다.
WO2009/131826 WO2017/157399 CN204436705
본 발명은 전술한 문제 중 적어도 하나를 완화시키거나 적어도 대체 풍력 터빈 및 풍력 터빈을 설치하는 방법을 제공하는 것을 추구한다.
본 발명의 목적은 풍력 터빈의 질량 중심의 위치를 조정하도록 배치된 가동 용골(movable keel)을 갖는 부유식 풍력 터빈을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 이동식 용골을 갖는 풍력 터빈을 제공하는 것이며, 여기서 가동 용골을 타워-플로트(tower-float) 어셈블리에 연결하는 로드는 용골이 가로로 적재될 때 용골로부터 타워-플로트 어셈블리로 굽힘 모멘트를 전달한다. 본 발명의 또 다른 목적은 용골이 전개 위치에 있을 때 물의 움직임에 반응하여 단일체의 방식으로 동작하도록 배치된 풍력 터빈을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 타워-플로트 조립체에 임시적으로 설치된 용골을 전개하도록 배치된 적어도 하나의 구동 유닛을 포함하는 풍력 터빈을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 부둣가 조립 위치에 인접한 상대적으로 얕은 물에서 상대적으로 깊은 물의 설치 위치로 풍력 터빈을 쉽게 이동할 수 있는 설치 방법을 제공하는 것이다. 부두에서 발생하는 전통적인 풍력 터빈 조립 공정과 비교할 때 필요한 부두 측면 공간의 양을 줄이는 설치 방법을 제공하는 것이 추가 목적이다.
상기 목적 중의 적어도 하나의 목적은 아래에 설명된 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 한 실시예에 따르면 청구항 1에 따른 풍력 터빈이 제공된다.
용골이 전개되지 않은 위치에 있을 때 풍력 터빈은 전개된 위치보다 길이가 짧기 때문에 조립 및 설치가 더 용이하다. 용골이 전개된 위치에 있을 때 풍력 터빈은 운영상 더 안정적이다. 풍력 터빈은 질량 중심을 갖는다. 질량 중심은 용골이 전개되지 않은 위치에 있을 때 첫 번째 위치를 갖는다. 질량 중심은 용골이 전개 위치에 있을 때 두 번째 위치를 갖는다. 두 번째 위치는 첫 번째 위치와 다르다. 용골의 전개 위치는 전개되지 않은 위치보다 물 속 더 깊은 곳에 있다. 따라서 용골을 전개 위치로 이동하면 풍력 터빈의 길이가 늘어난다. 용골을 전개 위치로 이동하면 풍력 터빈의 질량 중심이 첫 번째 위치에서 두 번째 위치로 조정된다. 두 번째 위치는 첫 번째 위치 아래에 위치하여 보다 안정적인 풍력 터빈을 사용할 수 있다.
적어도 하나의 로드는 용골과 타워-플로트 어셈블리 사이에 단단한 연결을 제공한다. 용골이 전개될 때 용골에 적용되는 모멘트 하중은 적어도 하나의 로드를 통해 타워-플로트 어셈블리로 전달된다. 따라서 용골이 전개된 위치에 있을 때 용골 및 타워-플로트 어셈블리는 물의 움직임에 반응하여 단일체 형태로 작동한다. 상기와 같은 배치는 체인 및 사슬과 같은 비강성 커넥터와 다르다. 로드를 사용하면 운송 중에 용골 모듈을 지지하고 용골 모듈을 전개하고 전개된 위치에서 용골 모듈을 지지할 수 있게 한다.
용골 모듈은 수역에 매달리도록 배치되며 전개시 해저와 맞물리지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해상 배치를 위한 풍력 터빈이 제공된다.
풍력 터빈에는 타워-플로트 어셈블리가 포함될 수 있다. 타워-플로트 어셈블리는 나셀과 로터를 지지하기 위한 타워를 포함할 수 있다. 타워-플로트 어셈블리는 수역의 표면 위에 타워의 적어도 일부를 유지하도록 배치된 플로트를 포함할 수있다.
풍력 터빈은 적어도 하나의 용골 모듈 및 용골 모듈을 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 적어도 하나의 로드를 포함하는 용골 어셈블리를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 로드는 용골 모듈을 전개하기 위해 타워-플로트 어셈블리에 대해 이동하도록 배치될 수 있고, 용골 모듈은 타워-플로트 어셈블리에 가까운 비 전개(전개되지 않은) 위치와 타워-플로트 어셈블리에서 멀리 떨어진 전개 위치 사이에서 적어도 하나의 로드의 이동에 반응하여 타워-플로트 어셈블리에 대하여 이동할 수 있다. 타워-플로트 어셈블리에서 아래쪽 방향으로 멀어질 수 있는 전개 위치는 풍력 터빈의 유효 길이를 늘린다.
적어도 하나의 로드는 전개된 상태에서 굽힘 모멘트를 타워-플로트 어셈블리에 전달하도록 배치될 수 있다. 적어도 하나의 로드는 전개된 상태에서 압축력 및 전단력 중 적어도 하나를 타워-플로트 어셈블리에 전달하도록 배치될 수 있다.
적어도 하나의 로드는 직선 경로를 따라 타워-플로트 어셈블리에 대해 병진 이동하도록 배치될 수 있다. 용골 모듈은 전개되지 않은 위치에서 직선 경로를 따라 전개된 위치로 이동할 수 있다. 직선 경로는 일반적으로 수직 경로일 수 있다. 적어도 하나의 로드는 직선 경로를 따라만 이동하도록 제한될 수 있다. 따라서 전개 및 후퇴 작업 중에만 용골 모듈이, 바다가 잔잔할 때 수직으로 위아래로 움직이도록 배치될 수 있다. 풍력 터빈이 정상적으로 작동하는 동안 용골 모듈이 전개 위치에 있을 때 용골 모듈의 위치는 플로트에 대해 상대적으로 고정된다.
적어도 하나의 로드는 타워-플로트 어셈블리에 선회하도록 부착될 수 있고 타워-플로트 어셈블리에 대한 선회 이동을 위해 배치된다. 용골 모듈은 예를 들어 아치형 경로와 같은 곡선 경로를 따라 비전개 위치에서 전개 위치로 이동할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 로드의 선회 운동은 원호를 따라 전개된 위치로 용골 모듈을 스윙시킨다.
적어도 하나의 로드는 비전개 위치에서 전개 위치까지 대략 90 도의 각도를 통해 선회하도록 배치될 수 있다. 풍력 터빈은 적어도 하나의 로드가 수직선을 넘어 바깥쪽으로 회전하는 것을 방지하는 차단 수단을 포함할 수 있다. 풍력 터빈은, 예를 들어 용골 모듈이 전개 위치에 있을 때 타워-플로트 어셈블리에 대한 적어도 하나의 로드의 위치 및/또는 방향을 고정하기 위한 잠금 메커니즘을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 로드는 용골 모듈이 비전개 위치에 있을 때 일반적으로 수평으로 배치될 수 있고, 적어도 하나의 로드는 용골 모듈이 전개 위치에 있을 때 일반적으로 수직으로 배치될 수 있다. 적어도 하나의 로드는 전개 위치에서 비전개 위치로 용골 모듈을 이동할 때 안쪽 방향으로 선회할 수 있다. 적어도 하나의 로드는 용골 모듈을 비전개 위치에서 전개 위치로 이동할 때 바깥쪽 방향으로 선회할 수 있다.
풍력 터빈은 용골 모듈을 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 복수의 로드를 포함할 수 있다. 이것은 보다 안정적인 배치 구조를 제공한다. 예를 들어, 각 용골 모듈은 n 개의 로드에 의해 타워-플로트 어셈블리에 연결될 수 있다. 여기서 n은 2 ~ 10 범위, 바람직하게는 2 ~ 6 범위에 있다. 각각의 로드는 용골 모듈을 전개하기위하여 타워플로트 어셈블리에 대해 이동하도록 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 용골 모듈은 적어도 한 쌍의 로드에 의해 타워-플로트 어셈블리에 피벗 식으로 부착된다. 각각의 용골 모듈과 관련된 로드는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
풍력 터빈은 복수의 용골 모듈을 포함할 수 있다. 각각의 용골 모듈은 적어도 하나의 각각의 로드, 바람직하게는 복수의 각각의 로드에 의해 타워-플로트 어셈블리에 연결될 수 있다. 용골 모듈은 하나의 유닛으로 이동하도록 배치할 수 있다. 일부 실시예에서, 용골 모듈은 서로 독립적으로 이동하도록 배치된다. 다른 용골 모듈과 관련된 로드는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 로드는 제1 용골 부재를 타워-플로트 어셈블리에 연결한다. 제1 로드는 제1 피벗 축에서 타워-플로트 어셈블리에 피벗식으로 부착된다. 제2 로드는 제2 용골 부재를 타워-플로트 어셈블리에 연결한다. 제2 로드는 제2 피벗 축에서 타워-플로트 어셈블리에 피벗식으로 부착된다. 제2 로드는 제1 및 제2 용골 모듈이 각각의 비전개 위치에 있을 때 제1 로드와 겹치도록 배치된다. 이것은 매우 컴팩트한 배치를 제공한다. 제1 피벗 축은 제2 피벗 축으로부터 수직으로 오프셋될 수 있다. 이것은 제2 로드가 제1 로드와 겹치는 것을 용이하게 한다. 일 실시예에서, 제3 로드는 제3 용골 부재를 타워-플로트 조립체에 연결한다. 제3 로드는 제3 피벗 축에서 타워-플로트 어셈블리에 피벗식으로 부착된다. 제3 로드는 제1, 제2 및 제3 용골 모듈이 각각의 비전개 위치에 있을 때 제1 및 제2 로드 중 적어도 하나와 겹치도록 배치된다. 제3 피벗 축은 제1 및 제2 피벗 축에서 수직으로 오프셋 될 수 있다. 이것은 제2 로드를 제1 및/또는 제2 로드와 겹치는 곳을 용이하게 한다.
풍력 터빈은 용골 모듈을 비전개 위치에서 전개 위치로 이동시키도록 배치된 적어도 하나의 구동 유닛을 포함하는 구동 시스템을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구동 유닛은 용골 모듈을 전개 위치에서 비전개 위치로 이동 시키도록 배치될 수 있다.
적어도 하나의 구동 장치는 타워-플로트 어셈블리에 분리 가능하게 부착될 수 있으며 용골이 전개 위치로 이동한 후 타워-플로트 어셈블리에서 제거 가능하다. 탈착식 드라이브 유닛이 있으면 설치 단계에서 드라이브 시스템을 다른 풍력 터빈에서 재사용할 수 있다. 예를 들어, 지연 및 수리를 허용하면 모든 풍력 터빈을 설치하기 위한 일반적인 풍력 발전 단지 설치 공정 중에 6 개의 드라이브 시스템을 순환할 수 있다. 모든 풍력 터빈이 설치되고 각각의 용골이 각각의 전개 위치로 이동하면 드라이브 시스템을 해안으로 되돌릴 수 있다. 초기 전개 후 드라이브 시스템은 유지 관리 목적으로 또는 설치가 해제된 경우에만 필요하다. 이는 전체 설치 비용을 줄이고 해상 조건에 장기간 노출되어 드라이브 시스템이 손상되는 것을 방지한다. 드라이브 시스템은 향후 현장 개발에 사용할 수 있다.
구동 시스템은 복수의 구동 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 시스템은 용골 모듈당 적어도 하나의 구동 장치를 포함할 수 있다. 이렇게 하면 용골이 고르게 올라가고 내려가는 데 도움이 된니다. 드라이브 유닛 중 적어도 일부는 타워-플로트 어셈블리에 분리 가능하게 부착할 수 있다. 바람직하게는 각각의 구동 유닛은 각각의 부력 탱크와 같은 각각의 부력 보조 장치에 해제 가능하게 부착될 수 있다.
풍력 터빈은 로드당 적어도 하나의 구동 유닛을 포함할 수 있다. 이것은 용골을 올리고 내리는 데 필요한 주행 부하를 분산시키는 데 도움이 된다. 이것은 보다 균형잡힌 드라이브 시스템을 제공한다. 일부 실시예는 로드당 복수의 구동 유닛을 포함한다.
풍력 터빈은 구동 장치의 작동을 동기화하기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 이를 통해 용골 모듈이 하나의 단위로 움직일 수 있다. 예를 들어, 용골을 올리고 내릴 때 용골 모듈이 수평을 유지하도록 도와준다.
적어도 하나의 구동 유닛은 유압 구동 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 구동 유닛은 유압 잭을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 구동 유닛은 전기 모터를 포함할 수 있다. 각 구동 유닛은 전기 모터를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 구동 유닛은 스트랜드 잭을 포함할 수 있다. 각 구동 유닛은 스트랜드 잭으로 구성될 수 있다.
풍력 터빈은 구동 유닛에서 로드로 구동을 전달하기 위한 구동 기구를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 로드는 구동 구조물을 포함할 수 있다. 구동 기구는 적어도 하나의 로드에 구동력을 선택적으로 전달하기 위해 구동 구조물과 선택적으로 맞물 리도록 배열된 적어도 하나의 구동 장치를 포함할 수 있다. 복수의 로드는 구동 구조물을 포함할 수 있다. 구동기구는 복수의 구동 장치를 포함할 수 있으며, 각각의 구동 장치는 각각의 로드상의 구동 구조물과 선택적으로 맞물리도록 배치된다. 일부 실시예에서, 각각의 로드는 구동 구조물을 포함하고, 구동기구는 각각의 로드상의 구동 구조물과 선택적으로 맞물리도록 배치된 로드당 적어도 하나의 구동 장치를 포함한다. 구동 장치는 프레임에 장착할 수 있다. 구동 장치의 작동은 컨트롤러에 의해 동기화될 수 있다.
구동 기구에는 랙 및 피니언 시스템이 포함될 수 있다. 각 로드에 랙을 적용할 수 있다. 피니언은 각 구동 유닛에 연결할 수 있다. 구동 유닛은 랙 및 피니언 시스템을 통해 로드를 구동하도록 배치된다.
로드 중 적어도 하나는 고정된 길이를 가질 수 있다. 각각의 로드는 고정 길이를 가질 수 있다. 즉, 적어도 하나의 로드는 텔레스코픽이 아니다. 로드 중 적어도 일부는 강철로 만들 수 있다. 로드 중 적어도 일부는 직선이다. 일부 실시예에서, 로드는 각각 30m 이상, 바람직하게는 40m 이상, 더욱 바람직하게는 50m 이상의 길이를 갖는다. 일부 실시예에서 로드의 길이는 90m 이하, 바람직하게는 80m 이하, 더욱 바람직하게는 70m 이하이다. 일부 실시예에서 로드는 약 60m의 길이를 갖는다. 사용된 로드의 길이는 풍력 터빈의 크기에 의해 적어도 부분적으로 결정되며, 예를 들어 플로트의 수직 길이에 의해 적어도 부분적으로 결정될 수 있다. 로드의 길이는 로드의 상단 끝이 플로트의 상단 또는 하단에서 작동시 제한되는지 여부에 따라 달라질 수 있다.
로드 중 적어도 하나가 견고하다. 용골 모듈당 적어도 하나의 로드가 견고하다. 바람직하게는 각 로드는 견고하다.
하나 이상의 로드는 관형일 수 있다. 바람직하게는 각로드는 관형이다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 로드는 동심으로 배치된 제1 및 제2 관형 부재를 포함할 수 있다. 이는 로드의 수명 동안 동적 하중과 피로 한계를 견딜 수 있는 충분한 인장 용량을 제공하는 데 도움이 된다. 제2 관형 부재는 제1 관형 부재 내에 위치 할 수 있다. 제2 관형 부재는 제1 관형 부재에 고정될 수 있다. 일부 배치에서, 로드는 고체의 비관형 로드를 포함할 수 있다.
브레이싱 부재에 의해 복수의 로드가 함께 연결될 수 있다. 이렇게 하면 로드가 함께 고정되고 로드가 하나의 단위로 함께 이동한다. 예를 들어, 복수의 연결 부재는 브레이싱 부재에 의해 상단에서 함께 연결될 수 있다.
환형 부재에 의해 복수의 로드가 함께 연결될 수 있다. 이렇게 하면 로드가 함께 고정되고 로드가 하나의 단위로 함께 이동한다. 환형 부재는 부력 탱크 주위에 고정되고 이에 대해 이동하도록 배치될 수 있다.
풍력 터빈은 타워-플로트 조립체에 대한 적어도 하나의 로드의 이동을 안내하기 위한 복수의 가이드를 포함할 수 있다. 바람직하게는 각각의 로드는 복수의 가이드에 의해 타워-플로트 조립체에 이동 가능하게 연결된다.
로드는 종축을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 로드는 로드의 종축과 동축 및/또는 평행한 축을 따라 이동하도록 제한될 수 있다. 각 로드는 각각의 종축을 포함할 수 있다. 각 로드는 로드의 각각의 종축과 동축 및/또는 평행할 수 있는 개별 축을 따라 이동하도록 제한될 수 있다.
각 용골 모듈은 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 판형 외부 구조를 가질 수 있는데, 하우징은 디스크와 같이 상대적으로 평평한 전체 구조를 가질 수 있다. 하우징 구조는 빔, 바람직하게는 강철 빔을 포함할 수 있다. 빔은 I, H 및 채널 섹션과 같은 빔 섹션을 포함할 수 있다. 빔은 하우징의 내부 및/또는 외부 수직 벽을 형성하는 데 사용할 수 있다. 강판과 같은 플레이트는 하우징의 상부 및 하부 벽에 제공될 수 있다. 하우징은 철근 보강을 사용하거나 사용하지 않고 콘크리트로 만들 수 있다. 하우징은 속이 빈 내부를 가질 수 있다. 중공 내부는 밸러스트(ballast)로 채워지도록 배치될 수 있다. 하우징은 밸러스트를 수용하기 위한 복수의 셀을 포함할 수 있다. 바람직하게는 밸러스트는 고체 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는 밸러스트는 슬러리 형태일 수 있다. 용골 모듈은 슬러리 내에 포함된 유체가 용골 모듈로부터 빠져나갈 수 있도록 외벽에 형성된 복수의 구멍을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 로드는 용골 모듈과 견고하게 연결될 수 있다. 이것은 전체 구조가 단일 몸체로 작동하도록 도와준다. 예를 들어, 각 로드의 끝은 용골 모듈의 하우징에 형성된 각 소켓에 위치할 수 있다.
하나 이상의 로드가 각각의 용골 모듈 하우징에 연결될 수 있다. 적어도 하나의 로드가 각각의 용골 모듈 하우징의 내부 부분에 연결될 수 있다.
적어도 하나의 로드는 상부 표면 및/또는 하부 표면과 같은 각각의 용골 모듈의 외부 표면에 연결될 수 있다. 적어도 하나의 로드는 외부 표면 및/또는 하부 표면으로부터 수직으로 위쪽으로 돌출될 수 있다. 바람직하게는 복수의 로드가 용골 모듈의 외부 표면 및/또는 상부 표면으로부터 수직으로 위쪽으로 돌출될 수 있다. 상부 및 하부 표면 중 적어도 하나는 평면일 수 있다.
적어도 하나의 용골 모듈은 연결부(linkage)에 의해 다른 용골 모듈에 연결될 수 있다. 바람직하게는 각각의 용골 모듈은 각각의 연결부에 의해 복수의 다른 용골 모듈에 연결될 수 있다. 이런 배치에서 용골 모듈은 하나의 단위로 움직인다. 상기 연결부는 견고한 연결을 제공할 수 있다. 연결부는 용골 모듈 간에 약간의 이동을 허용할 수 있고, 예를 들어 각 연결부는 핀 연결을 통해 각각의 용골 모듈에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구동 시스템은 적어도 하나의 다른 용골 모듈과 독립적으로 적어도 하나의 용골 모듈을 이동시키도록 배치될 수 있다.
사용시 용골 모듈은 공통 평면에 배치할 수 있다. 용골에는 3 개의 용골 모듈이 포함될 수 있다. 용골은 평면에서 볼 때 삼각형 배열을 가질 수 있으며, 바람직하게는 정삼각형 배치를 가질 수 있다. 모듈은 삼각형의 정점에서 평면 내에 있다. 일부 실시예에서 각각의 용골 모듈은 평면에서 볼 때 육각형 형상을 가질 수 있습니다. 그러나 용골 모듈은 평면에서 볼 때 직사각형 모양과 같은 다른 모양을 가질 수 있다. 다른 더 복잡한 모양을 사용할 수 있다.
플로트는 적어도 하나의 부력 탱크와 같은 적어도 하나의 부력 보조 장치를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 로드는 예를 들어 적어도 하나의 가이드에 의해 부력 보조 장치에 대하여 이동하도록 배치될 수 있다. 이것은 용골 모듈이 부력 보조 장치에 대하여 움직일 수 있게 한다. 바람직하게는, 복수의 로드는 복수의 가이드에 의해 부력 보조 장치에 각각 이동 가능하게 연결된다.
플로트는 제1 부력 탱크 세트와 같은 제1 부력 보조 장치 세트를 포함할 수 있다. 각 부력 보조 장치는 그와 관련된 각각의 용골 모듈을 가질 수 있다. 각각의 용골 모듈은 적어도 하나의 각각의 로드에 의해 각각의 부력 보조 장치에 이동 가능하게 연결될 수 있다. 각 부력 보조 장치는 타워와 떨어져 있을 수 있다. 예를 들어, 각 부력 보조 장치는 타워로부터 돌출된 적어도 하나의 각각의 암에 의해 타워에 연결될 수 있다. 각 용골 모듈은 각각의 부력 보조 장치 아래에 위치할 수 있다. 따라서 용골 모듈은 배치된 상태에서 타워의 종방향 중심선에서 분산된다. 이것은 안정적인 배치로 이어진다. 적어도 하나의 로드는 각각의 부력 보조 장치에 대해 병진 이동하도록 배치될 수 있다. 적어도 하나의 로드는 각각의 부력 보조 장치에 회동가능하게 부착될 수 있으며, 각각의 부력 보조 장치에 대한 회동 운동을 위해 배치될 수 있다. 각 용골 모듈은 복수의 로드에 의해 각각의 부력 보조 장치에 연결될 수 있다. 일반적으로 플로트에는 n 개의 부력 탱크가 포함되며, 여기서 n은 2 ~ 6 범위이다.
실시예는 제1 용골 모듈을 제1 부력 탱크에 연결하는 제1로드를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 로드는 제1 용골 부재를 전개되지 않은 위치에서 전개된 위치로 전개하기 위해 제1 부력 탱크에 대해 이동하도록 배치된다. 일 실시예는 제2 용골 모듈을 제2 부력 탱크에 연결하는 제2 로드를 포함할 수 있으며, 여기서 제2 로드는 제2 용골 부재를 전개되지 않은 위치로부터 전개된 위치로 전개하기 위해 제2 부력 탱크에 대해 이동하도록 배치된다. 일 실시예는 제3 용골 모듈을 제3 부력 탱크에 연결하는 제3 로드를 포함할 수 있으며, 여기서 제3 로드는 제3 용골 부재를 전개되지 않은 위치에서 전개된 위치로 전개하기 위해 제3 부력 탱크에 대해 이동하도록 배치된다. 일 실시예는 제4 용골 모듈을 제4 부력 탱크에 연결하는 제4 로드를 포함할 수 있으며, 여기서 제4 로드는 제4 용골 부재를 전개되지 않은 위치에서 전개된 위치로 전개하기 위해 제4 부력 탱크에 대해 이동하도록 배치된다. 제1, 제2, 제3 및 제4 로드는 각각 각각의 부력 탱크에 대해 병진 이동하도록 배치될 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 로드는 각각 각각의 부력 탱크에 피벗식으로 부착될 수 있고 각각의 부력 탱크에 대해 피벗 운동하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 로드는 각각의 용골 모듈을 각각의 부력 탱크에 연결할 수 있다. 예를 들어 2 ~ 8 개의 로드를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 4 ~ 6 개의 로드를 사용할 수 있다. 로드는 부력 탱크 주위로 분산되어 부력 탱크에 대해 병진 이동이 가능한 느슨한 피팅 케이지를 형성할 수 있다. 로드는 부력 탱크에 대해 균등하게 분산될 수 있다. 로드는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 또는 로드가 서로에 대하여 기울어질 수 있다. 일반적으로 로드는 동일한 각도로 기울어진다. 전형적으로 각각의 로드는 수직 축으로부터 10도 이하, 바람직하게는 5도 이하, 바람직하게는 약 3 도인 각도만큼 기울어진다. 경사 로드를 사용하면 용골 구조에서 굽힘 하중을 최소화하는 방식으로 로드를 각각의 용골 모듈에 부착할 수 있다. 또한 스트랜드 잭(strand jacks)에 적용되는 굽힘 하중을 줄이기 위해 스트랜드 잭을 각 부력 탱크의 가장자리에 가능한 한 가깝게 배치 할 수 있는 이점이 있다. 로드는 피치 원을 중심으로 분포될 수 있으며 일반적으로 피치 원에 대해 고르게 분포된다. 로드는 적어도 하나의 환형 부재에 의해 함께 연결될 수 있다.
각각의 용골 모듈은 전개되지 않은 상태 및 전개된 상태 중 적어도 하나에서 각각의 부력 보조 장치와 정렬된다는 의미에서 각각의 부력 보조 장치 바로 아래에 위치할 수 있다. 각각의 용골 모듈의 주 외부 표면은 각각의 부력 보조 장치의 하단면과 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 용골 모듈의 평면은 각 부력 보조 장치의 종축에 횡방향으로 놓인다. 각각의 로드는 각각의 부력 보조 장치에 대해 이동하도록 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 로드는 각각의 부력 보조 장치에 피벗식으로 부착될 수 있다.
구동 시스템은 각각의 부력 보조 장치에 대해 각각의 용골 모듈을 이동시키도록 배치될 수 있다. 일반적으로 하나 이상의 구동 장치가 각 외부 부력 보조 장치에 장착되어 부력 보조 장치의 각 용골 모듈을 이동시킨다.
플로트는 중앙 부력 탱크와 같은 중앙 부력 보조 장치를 구비할 수 있다. 바람직하게는 타워는 중앙 부력 보조 장치에 장착된다. 중앙 부력 보조 장치는 하단쪽에 위치한 히브 플레이트(heave plate)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 중앙 부력 보조 장치와 관련된 용골 모듈이 없다. 중앙 부력 보조 장치는 작업 시작시 일부 평형수를 포함하도록 배치할 수 있다. 이 평형수는 설치 중 계류 시스템의 장력을 조정하는 데 사용할 수 있다. 잠수된 부력 보조 장치에서 해양생물 성장 중량(marine growth weight) 증가를 상쇄하기 위해 시간이 지남에 따라 추가 평형수를 점차적으로 배출할 수 있다. 중앙 부력 보조 장치는 보조 장치에 포함된 평형수의 양을 조정하기 위해 보조 장치로의 물 유입 및 보조 장치에서 물의 배출을 제어하기 위한 시스템을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 로드의 길이 방향 축은 타워의 길이 방향 축과 평행하게 배치될 수 있다. 적어도 로드의 종축은 각 부력 보조 장치의 종축과 평행하게 배치될 수 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 로드의 종축은 타워의 종축에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 적어도 하나의 로드의 길이 방향 축은 그 각각의 부력 보조 장치의 길이 방향 축에 대해 경사지게 배치될 수 있다.
플로트는 한 세트의 부력 칼라와 같은 제2 세트의 부력 보조 장치를 포함할 수 있다. 제2 부력 보조 장치 세트는 설치 과정에서 플로트에서 제거할 수 있다. 예를 들어, 각각의 제2 부력 보조 장치는 각각의 제1 부력 보조 장치에 분리 가능하게 부착될 수 있다. 제2 부력 보조 장치 세트는 용골이 전개되기 전에 풍력 터빈에 추가적인 안정성을 제공할 수 있습니다. 제2 부력 보조 장치 세트는 용골이 풍력 터빈을 안정화하기에 충분한 깊이로 배치된 후 플로트에서 제거할 수 있다. 제2 부력 보조 장치 세트를 사용하면 제1 부력 보조 세트를 보다 간결하게 배치할 수 있다.
풍력 터빈에서 생성된 전력을 변전소로 전달하는 동적 케이블이 제공될 수 있다. 케이블은 풍력 터빈을 변전소로 직접 연결하거나 여러 개의 상호 연결된 플로팅 장치를 통해 연결할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해상 배치용 풍력 터빈을 제공하며, 해상 배치용 풍력 터빈은, 나셀 및 로터를 지지하기 위한 타워와 수역의 표면 위에 타워의 적어도 일부를 유지하도록 배치된 플로트를 갖는 타워 플로트 어셈블리, 및 적어도 하나의 용골 모듈과 용골 모듈을 상기 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 적어도 하나의 로드를 포함하는 용골 어셈블리를 포함하고, 적어도 하나의 로드는 용골 모듈을 전개하기 위하여 타워-플로트 어셈블리에 대해 직선 경로를 따라 병진 이동하도록 배치되고, 용골 모듈은 타워 플로트 어셈블리에 근접한 전개되지 않은 위치와 타워에서 하향 방향으로 멀리 떨어진 전개된 위치 사이에서 하나 이상의 로드의 이동에 응답하여 타워 플로트 어셈블리에 대해 상대적으로 움직일 수 있고, 풍력 터빈의 유효 길이를 늘리게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해상 배치용 풍력 터빈을 제공하며, 해상 배치용 풍력 터빈은, 나셀 및 로터를 지지하기 위한 타워와 수역의 표면 위에 타워의 적어도 일부를 유지하도록 배치된 플로트를 갖는 타워 플로트 어셈블리, 및 적어도 하나의 용골 모듈과 용골 모듈을 상기 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 적어도 하나의 로드를 포함하는 용골 어셈블리를 포함하고, 적어도 하나의 로드는 타워-플로트 어셈블리에 피벗식으로 부착되고 용골 모듈을 전개하기 위하여 상기 타워-플로트 어셈블리에 대하여 피벗 이동을 하도록 배치되고, 용골 모듈은 타워-플로트 어셈블리에 근접한 전개되지 않은 위치와, 타워에서 하향 방향으로 멀리 떨어진 전개된 위치 사이에서 하나 이상의 로드의 이동에 응답하여 타워 플로트 어셈블리에 대해 상대적으로 움직일 수 있고, 풍력 터빈의 유효 길이를 증가시키고, 용골 모듈은 곡선 경로를 따라 전개 위치로 이동한다. 예를 들어, 용골 모듈은 원호를 따라 움직일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 풍력 터빈을 바다에 설치하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 나셀 및 로터를 지지하기 위한 타워 및 수역의 표면 위로 타워의 적어도 일부를 유지하도록 배치된 플로트를 구비하는 타워 플로트 어셈블리;와 적어도 하나의 용골 모듈을 포함하는 가동 용골; 및 용골 모듈을 타워 플로트 어셈블리에 연결하는 적어도 하나의 로드;를 포함하는 풍력 터빈을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 갑판을 갖는 잠수 가능한 바지선을 제공하는 단계; 잠수 가능한 바지선의 갑판에 풍력 터빈을 장착하는 단계; 데크가 수면 위에 위치 할 수 있는 방식으로 잠수 가능한 바지선으로 풍력 터빈을 설치 장소로 운반하는 단계; 진수 지역(launch site)에서, 갑판이 수면 아래로 잠길 수 있도록 수중 바지선을 물 속으로 가라 앉히는 단계; 풍력 터빈을 수중 데크에서 부유시키는 단계;를 포함한다.
상기 방법은 용골 모듈을 타워-플로트 어셈블리에 근접한 전개되지 않은 위치로부터 타워-플로트 어셈블리로부터 먼쪽의 전개된 위치로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 용골을 이동시키도록 배치된 적어도 하나의 구동 유닛을 갖는 구동 시스템을 제공하고, 구동 시스템은 용골을 타워-플로트 어셈블리에 근접한 전개되지 않은 위치에서 타워-플로트 어셈블리로부터 먼 전개된 위치로 이동시키는 구동 시스템을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 용골이 전개 위치로 이동한 후 풍력 터빈에서 적어도 하나의 구동 유닛을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 용골이 전개된 위치로 이동 된 후 풍력 터빈으로부터 복수의 구동 유닛을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는 모든 구동 장치를 제거하는 것이 좋다. 이를 통해 구동 유닛을 재사용 할 수 있고 환경 조건으로 인한 손상, 예를 들어 부식으로부터 보호할 수 있다.
풍력 터빈은 여기에 설명된 임의의 구성에 따라 배치될 수 있다.
상기 방법은 풍력 터빈이 바지선에서 분리된 후 바지선을 부두로 되돌리는 단계를 포함할 수 있다. 바지선이 부둣가로 돌아 오면 새로운 풍력 터빈을 설치하는 데 다시 사용할 수 있다.
상기 방법은 용골 모듈을 전개 위치까지 수직으로 아래쪽으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 용골은 수직으로 아래쪽으로만 이동하도록 제한할 수 있다.
상기 방법은 전개되지 않은 위치로부터 전개된 위치로 아치형 경로와 같은 곡선 경로를 따라 용골 모듈을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 잠수 가능한 바지선의 갑판에서 풍력 터빈을 적어도 부분적으로 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 바지선은 부두에 계류될 수 있으며 구성 부품은 크레인과 같은 리프팅 장치를 통해 데크에 들어 올린다. 바지선에서 풍력 터빈을 조립하면 부둣가의 공간을 확보할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 바지선 데크에 용골 또는 그 구성 요소를 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 용골의 구성 부품을 데크에 장착하면 용골의 구성 부품을 데크에 함께 고정할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 용골 모듈 및 데크 중 적어도 하나에 부력 탱크와 같은 적어도 하나의 부력 보조 장치를 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부력 보조 장치가 하나 이상의 용골 모듈에 장착될 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 플로트를 형성하기 위해 함께 복수의 부력 탱크와 같은 복수의 부력 보조 장치를 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 부력 보조 장치를 함께 연결하는 단계는 바람직하게는 바지선에서 이루어진다. 부력 보조 장치는 보강 부재로 함께 연결할 수 있다.
플로트는 제1 부력 보조 장치 세트를 함께 연결하여 형성할 수 있고, 제1 부력 보조 장치 세트에 제2 부력 보조 장치 세트를 해제 가능하게 부착함으로써 형성된다. 제1 부력 보조 장치 세트는 한 세트의 부력 탱크를 포함할 수 있다. 제2 부력 보조 장치 세트는 한 세트의 부력 칼라(collars)를 포함할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 제1 부력 탱크와 같은 제1 부력 보조 장치에 제1 세트의 로드를 이동 가능하게 부착하고, 제1 세트의 로드를 제1 용골 모듈에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 제2 부력 탱크와 같은 제2 부력 보조 장치에 제2 세트의 로드를 이동 가능하게 부착하고, 제2 세트의 로드를 제2 용골 모듈에 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 로드 세트는 제2 부력 보조 장치에 이동 가능하게 연결된다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 제3 부력 탱크와 같은 제3 부력 보조 장치에 제3 세트의 로드를 이동 가능하게 부착하고, 제3 세트의 로드를 제3 용골 모듈에 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 제3 로드 세트는 제3 부력 보조 장치에 이동 가능하게 연결된다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 적어도 하나의 구동 유닛을 제1 부력 보조 장치에, 바람직하게는 제1 세트의 구동 유닛에 해제 가능하게 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 적어도 하나의 구동 유닛을 제2 부력 보조 장치에, 바람직하게는 제2 세트의 구동 유닛에 해제 가능하게 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 적어도 하나의 구동 유닛을 제3 부력 보조 장치에, 바람직하게는 제3 세트의 구동 유닛에 해제 가능하게 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 플로트에, 바람직하게는 중앙 부력 탱크와 같은 중앙 부력 보조 장치 위에 타워를 장착하는 것을 포함할 수 있다.
풍력 터빈을 조립하는 단계는 타워에 나셀과 로터를 장착하는 단계를 포함할 수 있다.
바지선은 조립 과정에서 부두에 계류될 수 있다. 바지선이 부둣가에서 진수 지역으로 이동함에 따라 또 다른 잠수식 바지선이 다른 풍력 터빈을 조립하기 위해 부둣가로 이동할 수 있다. 예를 들어, 최근 진수 지역에서 돌아온 바지선이 될 수 있다. 이것은 풍력 터빈 생산성과 부둣가 활용을 향상시킨다.
용골은 복수의 용골 모듈을 포함하고, 상기 방법은 적어도 하나의 용골 모듈을 밸러스트로 채우는 것을 포함할 수 있다. 바람직하게는 밸러스트는 고체 물질, 예를 들어 철광석과 같은 광석을 포함한다. 밸러스트는 슬러리 형태로 제공될 수 있다. 밸러스트는 용골 모듈 하우징 내의 빈 공간으로 펌핑될 수 있다. 하우징은 슬러리 내의 액체가 빠져 나가도록 배치된 구멍을 포함하여 하우징 내에 고체 물질을 남길 수 있다. 밸러스트는 바지선 옆에 계류할 수 있는 배로부터 펌핑할 수 있다.
상기 방법은 철광석과 같은 단단한 밸러스트로 용골 모듈을 채우는 것을 포함 할 수 있습니다. 용골 모듈은 설치 장소에서 예를 들어 선박으로부터 밸러스트로 채울 수 있다.
상기 방법은 계류용 밧줄로 풍력 터빈의 위치를 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 풍력 터빈은 밧줄 풀림 장치 및 장력 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 방법은 장력 장치를 사용하여 밧줄을 인장하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 장력 장치는 계류용 밧줄의 일체 부분으로서 장착될 수 있다. 장력 장치는 수중에서 작동할 수 있다. 일부 실시예에서, 이용 가능한 구동 유닛 중 적어도 하나가 장력 장치에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 별도의 구동 장치가 필요하지 않다. 대안적으로 구동 유닛에 제공되는 전원은 장력 장치 구동 시스템에 전력을 제공할 수도 있다. 정상 작동시 장력 조절 장치와 용골 구동 장치는 별도로 작동한다.
상기 방법은 구동 유닛을 다시 부착하고 용골을 올리는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 풍력 터빈 설치 방법을 제공하고, 상기 방법은 풍력 터빈을 잠수식 바지선의 갑판에 장착하는 단계와, 바지선을 설치 장소로 이동하는 단계, 갑판이 수면 아래에 있도록 바지선을 잠수시키는 단계 및 바지선에서 풍력 터빈을 분리하는 단계를 포함한다. 풍력 터빈은 여기에 설명된 임의의 구성에 따라 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 나셀 및 로터를 지지하기 위한 타워와 표면 위에 타워의 적어도 일부를 유지하도록 배열 된 플로트를 갖는 타워 플로트 어셈블리, 및 용골과 용골을 상기 타워 플로트 어셈블리에 연결하는 적어도 하나의 강성 커넥터 부재를 포함하는 용골 어셈블리를 포함하는 해상 배치용 풍력 터빈이 제공된다. 상기 적어도 하나의 강성 커넥터 부재는 로드를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 강성 커넥터 부재는 상기 타워-플로트 어셈블리에 이동 가능하게 부착될 수 있고, 상기 용골은 타워-플로트 어셈블리에 근접한 전개되지 않은 위치와 타워-플로트 어셈블리로부터 먼쪽의 전개된 위치 사이에서 이동할 수 있다. 풍력 터빈은 전개되지 않은 위치와 전개된 위치 사이에서 용골을 이동시키도록 배치된 적어도 하나의 구동 유닛을 갖는 구동 시스템을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 구동 유닛이 타워-플로트 어셈블리에 해제 가능하게 부착될 수 있고 용골이 전개 위치로 이동된 후에 타워-플로트 어셈블리로부터 제거될 수 있다.
도 1은 제1 작동 조건에 있는 제1 종래 기술의 부유식 풍력 터빈을 도시한다.
도 2는 제2 작동 조건에 있는 도 1의 풍력 터빈을 도시한다.
도 3은 제1 작동 조건에 있는 제2 종래 기술의 부유식 풍력 터빈을 도시한다.
도 4는 제2 작동 조건에 있는도 3의 풍력 터빈을 도시한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력 터빈의 사시도이며, 이는 타워, 플로트 및 플로트에 대해 이동 가능한 용골을 포함한다.
도 6은 도 5의 풍력 터빈의 하부 부분의 확대 사시도이다.
도 7a 내지 7c는 용골을 전개하는 데 사용되는 구동 시스템을 도시한다.
도 8 내지 15는 풍력 터빈 설치 과정을 도시한다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에서 사용하기 위한 구동 시스템을 도시한다.
도 17은 플로트의 부력을 향상시키기 위해 플로트에 일시적으로 부착된 부력 칼라의 배치를 갖는 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력 터빈을 도시한다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 풍력 터빈의 플로트 및 용골 구조를 도시하며, 용골 구조는 전개된 상태에 있다.
도 19는 용골 구조가 전개되지 않은 상태에 있을 때, 구동 시스템과 함께 도 18에 도시된 플로트 구조의 일부의 상세한 상단을 도시한다.
도 20은 용골 구조물이 전개된 상태에 있을 때 도 18에 도시된 플로트 구조물의 일부의 상세한 하단을 도시한다.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 풍력 터빈의 플로트 및 용골 구조를 도시하며, 용골 구조는 전개되지 않은 상태에 있다.
도 22는 도 21의 플로트 및 용골 구조를 보여 주며, 용골 구조는 전개 상태에 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 단지 예시적으로 자세히 설명한다.
도 5 내지 7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력 터빈(1)을 도시한다. 풍력 터빈(1)은 타워(3), 플로트(5), 용골(7), 커넥터 부재(9) 및 용골(7)을 이동하기 위한 구동 시스템(11)을 포함한다. 풍력 터빈은 또한 타워(3)에 장착된 나셀(13a) 및 로터(13b)를 포함한다.
타워(3) 및 플로트(5)를 함께 타워 플로트 어셈블리라고 한다. 용골(7) 및 커넥터 부재(9)는 함께 용골 조립체로 지칭된다.
플로트(5)의 목적은 로터(13b) 및 나셀(13a)이 적절하게 작동할 수 있도록 해상(10)의 표면 위에 타워(3)를 정확한 방향(실질적으로 수직)으로 유지하는 것이다. 플로트(5)는 타워(3), 나셀(13a) 및 로터(13b)를 위한 플로팅 선체를 효과적으로 제공한다. 플로트(5)는 바람직하게는 부력 탱크(15)의 형태인 복수의 부력 보조 장치를 포함한다. 각 부력 탱크(15)는 각 단부에서 폐쇄된 원통형 드럼을 포함한다. 각 부력 탱크(15)는 강철 및/또는 콘크리트, 탄소 섬유 및 유리 강화 플라스틱(GRP)과 같은 다른 재료로 만들어질 수 있다. 각 부력 탱크(15)는 중심 종축 Z-Z를 갖는다. 각각의 부력 탱크(15)는 중심 종축이 실질적으로 수직으로 배열되도록 배향되고, 따라서 탱크는 플로팅 컬럼으로 배치된다. 도 5에 도시된 배치에는 3 개의 외부 부력 탱크(15)가 있다. 각각의 외부 부력 탱크(15)는 평면에서 볼 때 삼각형, 바람직하게는 정삼각형의 정점에 배치된다. 중앙 부력 탱크(15b)는 3 개의 외부 부력 탱크(15) 사이의 중앙에 위치한다. 중앙 부력 탱크(15b)는 외부 부력 탱크(15)의 종축과 평행하게 배치된 중심 종축 YY를 갖는다. 각 외부 부력 탱크(15)는 브레이스(17, 19)와 같은 상부 및 하부 브레이싱 부재에 의해 중앙 부력 탱크(15)에 연결된다. 상부 및 하부 브레이스(17, 19)는 중앙 부력 탱크(15)의 상부 및 하부로부터 각각 반경 방향 외측으로 돌출된다. 상부 및 하부 브레이스(17, 19)는 외부 부력 탱크(15)의 상부 및 하부에 각각 연결된다. 브레이스(17, 19)는 외부 부력 탱크(15)를 중앙 부력 탱크(15b)에 고정한다.
선택적으로, 중앙 부력 탱크(15b)의 하단에 히브 플레이트(21)가 부착될 수 있다. 히브 플레이트(21)는 중앙 부력 탱크(15b)의 종축(Y-Y)를 가로 질러 배치된다. 브레이싱 부재(23)는 히브 플레이트(21)를 추가로 지지하기 위해 사용될 수 있다. 히브 플레이트(21)는 중앙 부력 탱크(15b)의 하부보다 더 큰 폭(또는 직경)을 갖는다. 도 5에 도시된 바와 같이, 히브 플레이트(21)는 평면에서 볼 때 육각형 형상을 가질 수있다.
타워(3)는 중앙 부력 탱크(15)의 상부에 장착된다. 타워(3)는 중앙 부력 탱크(15b)의 중심 종축(Y-Y)과 동축으로 배치된 중심 종축(X-X)을 갖는다.
용골(7)은 상하 운동에 대한 저항을 제공하고 풍력 터빈을 안정화하는 데 도움이 된다. 용골(7)은 플로트 타워 어셈블리에 이동 가능하게 부착되고 부력 탱크(15, 15b)의 하부에 인접한 전개되지 않은 위치에서 부력 탱크(15, 15b)의 하부에서 먼 전개 위치로 이동하도록 배치된다. 즉, 용골(7)은 상대적으로 수심이 얕은 전개되지 않은 위치에서 더 깊은 수심에 위치한 전개된 위치로 이동할 수 있다. 용골(7)은 수직으로 위아래로 움직인다. 용골(7)의 위치를 조정하면 풍력 터빈의 질량 중심 위치가 조정된다. 용골(7)을 배치하면 풍력 터빈의 길이가 효과적으로 증가하여 질량 중심이 아래쪽으로 이동하는 효과가 있다. 질량 중심이 낮으면보다 안정적인 풍력 터빈이 제공된다.
용골(7)은 적어도 하나의 용골 모듈(25)을 포함하는 모듈식 구조를 갖는다. 도 5에 도시된 배치에서, 용골(7)은 3 개의 용골 모듈(25)을 포함한다. 각각의 용골 모듈(25)은 하우징을 포함한다. 각 하우징은 용골(7)의 무게를 늘리기 위해 밸러스트로 채워져 있다. 일반적으로 고체 밸러스트가 사용된다. 일부 애플리케이션의 경우 각 하우징을 슬러리로 채울 수 있다. 각 하우징은 일반적으로 판과 같은 전체 구조를 가지고 있다. 즉, 하우징은 디스크와 같이 상대적으로 평평한 전체 구조를 가질 수 있다. 하우징은 상부(32) 및 평면 하부 벽, 수직 측벽(34) 및 중공 내부를 포함할 수 있다(도 8 참조). 중공 내부는 격자 구조(36)를 제공하는 격자를 포함한다. 각각의 용골 모듈(25)은 평면에서 볼 때 육각형 형상을 가질 수 있다. 하우징 구조는 강철과 같은 빔을 포함할 수 있다. 빔은 I, H 및 채널 섹션과 같은 빔 섹션을 포함할 수 있다. 빔은 하우징의 외부 수직 벽(34) 및/또는 내부 수직 벽에 사용될 수 있다. 강철 플레이트와 같은 플레이트는 하우징의 상부(32) 및 하부 벽에 제공될 수 있니다. 하우징은 철근 콘크리트로 만들 수 있다.
전형적으로, 각각의 용골 모듈(25)은 각각의 외부 부력 탱크(15)와 연결되고 그 부력 탱크(15)에 대해 이동하도록 배치된다. 각각의 용골 모듈(25)은 각각의 외부 부력 탱크(15) 아래에 위치되고, 각각의 부력 탱크의 종축(Z-Z)과 실질적으로 동축인 방향으로 이동하도록 배치된다.
도 5에 도시 된 바와 같이, 용골(7)의 바람직한 배치는 용골 모듈(25)이 평면에 위치하고 각각의 용골 모듈(25)이 히브 플레이트로서 작용하는 것이다. 상기 평면은 외부 부력 탱크(15)의 종축(Z-Z)을 가로지른다. 각각의 용골 모듈(25)은 평면에서 볼 때 삼각형, 바람직하게는 정삼각형의 정점에서 평면 내에 위치한다. 각각의 용골 모듈(25)은 바람직하게는 브레이싱 부재(27)를 통해 적어도 하나의 다른 용골 모듈(25)에 연결되고, 바람직하게는 복수의 다른 용골 모듈(25)에 연결된다. 브레이싱 부재(27)는 용골(7)에 견고한 구조를 제공하고, 로드(9)가 구부러지는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 선택적으로, 브레이싱 부재(27)는 조정될 수 있는 유형일 수 있다. 예를 들어, 보강 부재(27)의 길이는 설치 후에 용골 구조를 당기도록 조정될 수 있다. 용골(7)은 용골(7)의 전개 및 후퇴 동안 타워-플로트 어셈블리에 대해 하나의 유닛으로서 이동한다. 용골(7)이 전개된 위치에 있을 때 용골(7)의 위치는 플로트(5)에 대해 고정된다. 용골 모듈(25) 및 브레이싱 부재(27)에 의해 개구(29)가 형성된다. 개구(29)는 중앙에 위치한다. 개구(29)는 히브 플레이트(21)와 정렬된다.
커넥터 부재는 로드(9)의 형태이다. 로드(9)는 용골(7)을 타워 플로트 어셈블리에 연결한다. 용골(7)은 타워 플로트 어셈블리에 이동 가능하게 연결된다. 각각의 로드(9)는 고정된 길이를 가지며, 바람직하게는 관형이다. 적어도 하나의로드(9), 바람직하게는 복수의 로드(9)는 용골(7)을 각각의 외부 부력 탱크(15)에 연결한다. 도 5에서, 용골 모듈-부력 탱크당 3 개의 로드(9) 세트가 제공된다. 각 세트의 각각의 로드(9)는 각각의 용골 모듈(25)의 상부 표면(32)으로부터 수직으로 위쪽으로 돌출된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 로드(9)는 용골 모듈(25)의 내부 표면에 연결될 수 있다. 로드(9)의 하부(원위) 단부는 각각의 용골 모듈(25)에 고정된다. 로드(9)의 상부(근위) 단부는 브레이싱 부재(33)에 의해 함께 고정된다. 로드의 각 세트에서 로드(9)는 서로 실질적으로 평행하게 배치된다. 각 세트의 로드 내의 로드(9)는 각각의 부력 탱크(15)의 외부 표면 주위에 고르게 분포된다. 이것은 균형 잡힌 배열을 제공한다. 로드(9)는 적어도 하나의 가이드(31)에 의해 외부 부력 탱크(15)에 이동 가능하게 연결된다. 복수의 가이드(31)가 각 로드(9)에 제공된다. 로드당 4 개의 가이드(31)가 도 5에 도시되어 있다. 가이드(31)의 수는 부분적으로 외부 부력 탱크(15)의 높이에 의하여 결정된다. 가이드(31)는 각 로드(9)가 직선 경로를 따라 미끄러질 수 있도록 배치된다. 예를 들어, 가이드(31)는 부력 탱크(15)의 외부 표면에 세트로, 바람직하게는 만곡된 외부 표면에 장착될 수 있다. 각 세트의 가이드(31)는 로드(9) 중 하나와 관련된다. 가이드 세트의 가이드(31)는 외부 표면에 직선을 따라 배치되고 부력 탱크(15)의 길이를 따라 이격된다. 따라서 각 로드(9)는 단일 축을 따라 이동하도록 제한된다. 따라서 각각의 용골 모듈(25)은 수직으로 상하로 이동하도록 제한된다. 이것은 용골(7)이 전개될 때 수직으로 아래로 이동할 수 있게 한다.
로드(9)의 길이 및 용골(7)의 전개 깊이는 풍력 터빈의 크기 및 환경 조건에 따라 선택된다. 로드(9)는 용골(7)이 전개 위치로 전개될 수 있도록 충분한 길이를 갖는다. 결과적으로, 로드(9)는 부력 탱크(15)의 높이보다 훨씬 더 긴 길이를 갖는 경향이 있다. 일부 풍력 터빈은 더 깊거나 더 얕은 배치를 요구할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 전개 위치는 풍력 터빈의 설계에 따라 결정된다.
로드(9) 중 적어도 일부, 바람직하게는 각각의 로드(9)는 구동 시스템(11)과 상호 작용하기 위한 구동 형성부(35) 세트를 포함한다. 각각의 구동 형성 부(35)는 예를 들어 반경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 톱니형 쉬어 플레이트일 수 있다. 바람직한 배치에서, 구동 형성부(35)는 로드의 길이의 적어도 일부를 따라 이격되고 적어도 하나의 직선으로 배치된다. 바람직하게는 적어도 일부 구동 형성부(35)는 제1 반경 방향으로 외측으로 돌출한다. 바람직하게는 적어도 일부 구동 형성부(35)는 제2 방향으로 반경 방향 외측으로 돌출한다. 일반적으로 제2 방향은 제1 방향과 반대이다. 제1 및 제2 방향 중 하나는 각각의 부력 탱크(15)를 향할 수 있다.
구동 시스템(11)은 용골(7)을 더 깊은 바다로 낮춤으로써 용골(7)을 전개하기 위하여 배치된다. 구동 시스템(11)은 또한 용골(7)을 더 얕은 깊이로 올려 용골(7)을 후퇴시키도록 배치된다. 구동 시스템(11)은 용골(7)의 이동을 구동하는 로드(9)를 위 또는 아래로 이동시키기 위해 구동 형성부(35)와 상호 작용함으로써 이를 달성하며, 구동 시스템(11)의 적어도 일부는 타워-플로트 어셈블리로부터 제거 가능하며, 이는 구동 시스템(11)을 재사용될 수 있도록 한다. 지연 및 수리를 허용하면서, 6 개의 드라이브 시스템(11)은 일반적인 풍력 발전 단지 설치 시공 동안 순환 사용될 수 있다. 이것은 설치 비용을 줄인다. 또한, 설치가 완료된 후, 구동 시스템(11)은 해안으로 복귀할 수 있다. 구동 시스템(11)은 유지 보수 또는 해체를 위해 풍력 터빈에 재설치될 수 있다. 구동 시스템(11)은 미래의 현장 개발에 사용하기 위해 육상에 보관 및 유지될 수 있다. 하나의 배치에서, 구동 시스템(11)은 예를 들어 유압 실린더(37) 형태의 구동 유닛 세트를 포함한다. 구동 시스템(11)은 바람직하게는 단단한 프레임(39)을 포함한다. 일반적으로, 적어도 하나의 유압 실린더(37)가 각 로드(9)에 제공된다. 각각의 유압 실린더(37)는 각각의 로드(9)에 인접한 각각의 부력 탱크(15)에 해제 가능하게 부착될 수 있으며, 예를 들어 각각의 실린더(37)는 탱크(15)에 볼트로 고정될 수 있거나 클램프 또는 토글과 같은 신속 해제 메커니즘을 사용할 수 있다. 부력 탱크(15)에 분리 가능하게 부착될 수 있는 유압 실린더(37)를 갖는 것은 용골(7)이 전개된 후에 실린더(37)가 타워-플로트 조립체로부터 제거될 수 있게 한다. 이것은 유압 실린더(37)가 설비 내의 다른 풍력 터빈에 사용될 수 있게 하여, 설비 내의 총 풍력 터빈 수보다 적은 구동 시스템(11)이 요구된다.
각 부력 탱크(15)상의 유압 실린더(37)는 프레임(39)에 의해 함께 연결된다. 프레임(39)은 구동 형성부(35)와 결합 및 해제하도록 배치된 결합부(41)를 포함한다. 프레임(39)은 실린더(37)에 의해 구동된다. 프레임(39)은 실린더(37)의 작용 방향에 따라 위 아래로 이동할 수 있다. 프레임(39)은 구동 형성부(35)와 선택적으로 상호 작용함으로써 용골(7)을 하강 및 상승시킨다. 이것은 결합부(41)가 구동 형성부(35)를 선택적으로 결합 및 분리함으로써 달성된다. 따라서, 구동 시스템(11)은 상하 방향으로 로드(9)를 선택적으로 구동할 수 있다. 유압 실린더(37)의 작동은 용골이 균일하게 전개되도록 동기화된다. 예를 들어, 유압 실린더(37)의 작동을 제어하기 위해 적절한 제어 시스템이 제공될 수 있다. 용골(7)을 전개할 때 유압 실린더(37)는 동시에 유체를 배출하도록 동기화되어 프레임(39)을 실질적으로 수평 방향으로 유지한다. 유압 실린더(37)가 스트로크의 끝에 도달하면, 부력 탱크(15)에 장착된 정지부(43)는 예를 들어 각 정지부(43)가 구동 형성부(35) 중 하나와 맞물려서 로드(9)의 위치를 일시적으로 고정하여 유압 실린더(37)의 부하를 완화한다. 결합부(41)는 각각의 구동 형성부를 해제하고 유압 실린더(37)는 프레임(39)을 상부 위치로 상승시키기 위해 위쪽으로 연장되며, 여기서 결합부(41)는 로드(9) 위로 새로운 구동 형성부(35)와 결합한다. 정지부(43) 로드(9)를 풀고 용골(7)이 전개 위치에 도달할 때까지 사이클이 반복된다.
용골(7)에 대한 전개 위치는 각 로드(9)의 상단을 향해 위치한 영구 전단 정지부(45, permanent shear stops)가 각각의 부력 탱크(15)의 상부 표면(46)과 접촉할 때 달성된다(도 7b 참조). 유압 실린더(37)는 완전히 닫혀 있고 강성 프레임(39)은 지지 기둥(47)의 상단에 놓인다. 유압 실린더(37)는 풍력 터빈의 정상적인 작동에 필요하지 않으므로 현장에서 분리 및 제거되어 후속 부유식 기초에 재사용될 수 있다. 도 7c는 구동 유닛(37)을 제거한 후 외부 부력 탱크(15)의 상부를 도시한다.
예를 들어 해체 또는 유지 보수 목적으로 용골(7)을 들어 올리기 위해, 유압 실린더(37)가 타워 플로트 어셈블리에 재설치되고 위의 프로세스가 역으로 수행된다. 예를 들어, 결합부(41)는 실린더(37) 행정의 하부에서 구동 형성부(35)와 구동식으로 결합하고, 로드(9)를 위쪽으로 구동한 다음, 실린더 행정의 상부에서 구동 형성부(35)를 해제한다.
풍력 터빈은 계류 라인(49)을 사용하여 제자리에 고정되며, 이는 플로트(5) 아래에 장착된 시브(53, sheaves)를 통해 데크 레벨에서 케이블 / 체인 장력 유닛(51)에 연결된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 계류 라인과 일체화된 부분으로서 장착된 인장 유닛(49) 및 수중 작동을 사용할 수 있다. 풍력 터빈은 상부 브레이스(17)의 높이보다 대략 아래에서 작동 수면을 갖고 부유한다.
로드(9)가 견고하기 때문에, 용골(7)은 굽힘 모멘트를 타워 플로트 어셈블리에 전달함으로써 동적인 가로, 피치 및 롤 하중에 반응한다. 이것은 플로트(5)가 용골(7)의 운동에 더 반응하게 하고 용골(7)이 플로트(5)의 운동에 더 반응하도록 만든다. 그리하여, 플로트(5), 로드(9) 및 용골(7)은 단일체로서 거동하고, 이는 풍력 터빈의 거동을 더욱 잘 예측할 수 있도록 한다. 견고한 로드(9)가 아닌 케이블이 플로트(5)로부터 용골(7)을 지지하는 경우, 케이블은 일반적으로 용골(7)에서 타워 플로트 어셈블리로 또는 타워 플로트 어셈블리에서 용골(7)로 굽힘 모멘트를 전달하지 않을 것이다. 마찬가지로, 용골(7)의 움직임은 플로트(5)의 움직임에 반응하지 않을 것이다. 일반적으로 케이블 연결은 플로트(5)와 용골(7)이 두 개의 분리된 몸체처럼 더 독립적으로 움직일 수 있게 한다. 특히, 단일체 시스템의 질량 관성 모멘트는 2개의 별개의 시스템보다 크다. 따라서 견고한 로드 시스템은 회전시 동적 부하에 대해 더 큰 저항을 제공하고 풍력 터빈 생성 성능을 개선한다.
조정 가능한 용골(7)을 갖는 것은 용골(7)이 전개될 때 풍력 터빈의 질량 중심이 부력 중심 아래에 위치하도록 하는 데 도움이 된다. 이를 통해 최종 어셈블리의 설치 면적을 줄일 수 있다. 따라서 조립 장소에 필요한 공간이 줄어들고 바지선 조립 기술이 가능해진다. 풍력 터빈의 형상과 질량 분포가 질량 중심이 작동 중 부력 중심보다 낮을 때 단일체는 작동 중에 스파 기반으로 작동한다. 안정성을 달성하는 데 필요한 수면 영역은 질량 중심이 부력 중심 위에 있는 반잠수형 기초로 단일체가 동작하는 경우보다 적다.
또한 단일체는 조립, 운송 및 진수 단계를 위해 수축된 용골(7)과 함께 충분한 정적 안정성을 유지한다.
부력 탱크(15, 15b)의 하단에 추가하여, 용골(7) 기하학적 구조는 평탄한 상부 표면 및 평탄한 하부 표면을 가지며, 이는 상하 방향 히브 운동에 대해 가로 방향으로 배향된다. 이것은 부가 질량 및 댐핑 효과를 생성하여 풍력 터빈의 상하 운동을 감소시킨다. 따라서 주어진 지리적 위치에서 파동 스펙트럼에 대한 타워 플로트 어셈블리의 응답은 최적의 부가 질량, 감쇠 계수 및 질량 관성 모멘트를 달성하기 위해 용골의 표면적, 질량 및 깊이를 적절하게 선택하여 설계 및 제작할 수 있다.
이제 풍력 터빈을 설치하는 방법이 도 8 내지 도 15를 참조하여 설명될 것이다.
용골 어셈블리 및 타워 플로트 어셈블리의 구성 부품은 조립 부두에 인접하여 조립된다. 일반적으로 구성 요소는 사용 가능한 해안 크레인의 용량에 따라 정의되는 무게를 가진다.
잠수가능한 설치 바지선(55)은 조립 부두를 따라 계류하며, 바지선(55)에는 화물 바지선의 잠수를 제어할 수 있도록 부력 탱크(59)가 장착된 데크(57)가 구비된다.
조립된 구성 부품은 바지선(55)에 순차적으로 적재되고 순서대로 조립되어 조립 시간을 최소화시킨다.
용골 모듈(25)은 데크(57)에 평평하게 놓여진다(도 8 참조). 필요한 경우 용골 모듈(25)은 브레이싱 부재(27)에 의해 함께 연결된다. 용골 모듈(25)은 들어 올리기 전에 또는 데크(57)에 장착된 후에 고체 밸러스트로 채워진 내부 셀(36)을 포함한다. 고체 밸러스트는 바람직하게는 분쇄된 광석이고, 바람직하게는 슬러리 형태로 용골 모듈(25)에 공급된다. 예를 들어, 슬러리는 바람직하게는 화물선으로부터 물과 함께 펌핑될 수 있다. 화물선은 바지선(55)에 나란히 계류하고 각 용골 모듈(27)의 빈 셀(36)을 슬러리로 채울 수 있다. 용골 모듈 벽에 형성된 구멍을 통해 물이 배수되어 고체 밸러스트 물질이 셀(36)을 채운다.
중앙 부력 탱크(15b)는 선택적으로 탱크의 하단에 사전 부착된 히브 플레이트(21)를 중앙에 장착한다(도 9 참조). 중앙 부력 탱크(15b)는 예를 들어 용접 또는 기계적 연결에 의해, 외부 부력 탱크(15)에 연결할 준비를 갖추고 위치한다. 임시 접근 플랫폼(61) 및 플랜트(63)는 적용 가능한 경우 작업을 지원하기 위해 중앙 부력 탱크(15)의 상부에 설치될 수 있다.
제1 외부 부력 탱크(15)는 용골 모듈(25) 중 하나의 상부에 배치된다(도 10 참조). 바람직하게는 로드(9)는 가이드(31)를 통해 제1 외부 부력 탱크에 미리 부착된다. 상부 브레이스(17)는 중앙 탱크(15b)로부터 외측으로 돌출되는 제1 부분(17a)과, 외부 탱크(15)로부터 외측으로 돌출되는 제2 부분(17b)을 포함한다. 제1 및 제2 부분(17a, 17b)은 서로 맞닿아 있고 예를 들어 용접 또는 다른 기계적 연결 수단에 의해 함께 연결된다. 하부 브레이스(19)는 중앙 탱크(15b)로부터 바깥쪽으로 돌출하는 제1 부분(19a)과 외부 탱크(15)로부터 바깥쪽으로 돌출하는 제2 부분(19b)을 포함한다. 제1 및 제2 부분(19a, 19b)은 서로 맞닿아 있고 예를 들어 용접 또는 기타 기계적 연결 수단에 의하여 서로 연결된다. 각 로드(9)의 하단은 용접, 핀 및 클레비스(clevis) 배치 또는 기타 적절한 연결 수단에 의해 각각의 용골 모듈(25)에 고정된다.
바람직하게는, 구동 시스템(11)은 부력 탱크(15)를 바지선(55)에 장착하기 전에, 타워-플로트 조립체에, 일반적으로 외부 부력 탱크(15)의 상부 표면에, 미리 설치된다. 일반적으로 유압 드라이브 또는 전기 모터를 포함하는 구동 시스템(11)의 적어도 일부는 볼트, 클램프 및/또는 토글을 사용하여 타워 플로트 어셈블리에 분리 가능하게 부착됩니다.
나머지 각각의 외부 부력 탱크(15)는 제1 외부 부력 탱크와 유사한 방식으로 설치된다(도 11 참조).
타워(3), 나셀(13a) 및 로터(13b)는 중앙 부력 탱크(15b), 일반적으로 그 상부 표면(도 12 참조)에 장착되어 풍력 터빈의 조립을 완료한다.
풍력 터빈(1)은 현장으로 출발하기 전에 바지선(55)에서 가능한 한 완전하게 테스트되고 시운전된다.
풍력 터빈이 장착된 바지선(55)은 진수 위치로 견인되거나 동력이 공급되면 자체 동작으로 이동한다. 바지선(55)이 부두를 통과하면 선택적인 두 번째 바지선이 부두 옆에 계류되어 조립 과정을 시작할 수 있다. 이 단계에서 용골(7)이 전개되지 않은 위치에 있는 것이 분명하다.
진수 지역에 있을 때 바지선(55)의 선체에 있는 밸러스트 탱크는 제어된 순서로 물이 채워진다. 바지선(55)은 잠수되고 부력 탱크(59)는 수면 영역을 유지하므로 안정성이 유지된다(그림 13 참조). 바지선(55)이 잠수되면, 풍력 터빈(1)은 자체 부유되어 바지선의 갑판(57)으로부터 분리된다. 바지선(55)과 풍력 터빈(1)은 서로 분리된다. 풍력 터빈(1)은 바지선(55)으로부터 견인되어 목표 설치 위치로 이동된다. 도 14는 침수된 바지선이 풍력 터빈(1)에서 벗어나 이동한 모습을 보여준다.
바지선(55)이 다시 떠오르고(도 15 참조) 항구로 돌아와 조립과 적재 작업을 반복한다.
용골 모듈(25)은 구동 시스템(11)에 의해 전개 위치로 하강한다. 전개 위치는 전개되지 않은 위치보다 더 깊은 깊이에 있다. 구동 시스템(11)은 로드(9)를 아래로 내려 용골 모듈의 깊이를 증가시킨다. 구동 시스템(11)은 로드(9)를 구동한다. 로드(9)의 이동은 가이드(31)에 의해 제한된다. 각 로드(9)와, 그에 따른 용골 모듈(25)은 축을 따라 이동하도록 제한된다. 각 축은 잔잔한 수면에서 실질적으로 수직이다. 일반적으로 로드(9)가 스트로크의 최대 범위를 완료했을 때 전개된 위치가 달성된다.
계류 라인(49)은 풍력 터빈(1)의 위치를 고정하기 위해 해저에 부착된다.
상기 설치 방법에는 다음과 같은 장점이 있다.
● 풍력 터빈(1)의 조립이 바지선(55)의 데크(57)에서 이루어지기 때문에 조립 과정에서 요구되는 부둣가의 면적이 최소화된다.
● 조립 공정에 바지선(55)를 사용하면 생산 라인에서와 같이 바지선(55)를 이동하여 각 워크 스테이션을 분리하여 플로트 조립 또는 터빈 조립에 최적화되어 있어서 부유식 터빈 조립품이 항구에서 보내는 시간을 최소화한다. 이에 따라, 단일 워크 스테이션에서 재료, 툴링 및 인력 집중을 피하고 개별 조립 작업을 동시에 수행할 수 있게 한다.
● 플로트 어셈블리 워크 스테이션, 터빈 어셈블리 워크 스테이션; 및 연속적인 설치 프로세스를 유지하기 위해 설치 장소 위치 사이에서 서로 뒤따르는 3 개의 개별 바지선을 사용하는 연속 조립 프로세스를 설정할 수 있다.
● 바지선을 사용하면 필요한 경우 설치된 풍력 터빈을 이동할 수 있다. 예를 들어 풍력 터빈은 사용 가능한 바지선 중 하나를 사용하여 설치 장소에서 새 설치 장소로 이동하거나 유지 보수 또는 건식 선체로 해체를 위해 항구로 이동할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력 터빈의 일부가 도 16에 도시되어있다. 제2 실시 예에 따른 풍력 터빈은 구동 시스템(111)이 구동 시스템(11)과 다른 배치을 갖는 것을 제외하고는 제1 실시예와 유사하다. .
제2 실시예에서, 바람직하게는 한 쌍의 유압 실린더 형태의 한 쌍의 구동 유닛(137) 이 각 로드(109)에 제공된다. 구동 유닛(137)은 외부 부력 탱크(115)에 장착된다. 각 실린더는 로드(109) 상에 형성된 구동 형성부(135)와 선택적으로 맞물린다. 이것은 보다 콤팩트한 강성 설계를 제공한다.
제3 실시예에 따른 풍력 터빈(201)이 도 17에 도시되어 있다. 제3 실시예에 따른 풍력 터빈은 플로트(205)가 외부 부력 탱크(215)와 같은 외부 부력 보조 장치(도 17 참조)에 장착된 부력 칼라(200)를 포함할 수 있다는 점을 제외하고는 제1 실시예 또는 제2 실시예와 유사하다. 부력 칼라(200)는 설치 과정 중에 플로트(205)에 추가 부력을 제공한다. 바람직하게는 부력 칼라(200)는 외부 부력 탱크(215)에 분리 가능하게 부착된다. 일반적으로 부력 칼라(200)는 윈드 터빈의 정상 작동 전에 제거된다. 부력 칼라(200)는 로드(209)가 부력 칼라(200)에 대해 이동할 수 있도록 하는 구멍 및/또는 오목부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 부력 칼라(200)는 조립 과정에 외부 부력 탱크(215)에 일시적으로 장착될 수 있다. 상기 부력 칼라는 용골(207)이 적어도 부분적으로 전개되기 전에 플로트(205)에 추가적인 부력과 안정성을 제공한다. 부력 칼라는 전형적으로 풍력 터빈이 바지선(255)에서 떠오른 후 그리고 용골 모듈(225)이 부력 칼라가 필요없이 풍력 터빈의 정적 안정성을 보장하기 위해 충분한 깊이로 낮아진 후에 제거된다. 이는 더 컴팩트한 플로트(205) 구성을 가능하게 한다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 풍력 터빈(301)의 부력 탱크(315) 및 용골(307)을 도시한다. 용골(307)은 복수의 용골 모듈(325)을 포함한다. 구동 시스템(311)은 용골(307)을 전개되지 않은 상태에서 전개된 상태로 이동시키는 데 사용되는 구동 시스템(311)이 상이한 것을 제외하고는, 이 실시예는 제1, 제2 또는 제3 실시예와 유사하게 배치될 수 있다. 제4 실시예에서, 구동 시스템(311)은 전개되지 않은 상태에서 용골(307)을 이동시키기 위한 스트랜드 잭(312)의 배치를 포함한다. 도 18 및 19에 도시된 바와 같이, 복수의 스트랜드 잭(312)이 각 부력 탱크(315)의 상단부(316)에 장착된다. 일반적으로 스트랜드 잭(312)이 각 로드(309)에 제공된다(6 개가 도 18과 도 19에 도시된다). 각 스트랜드 잭(312)은 각 로드(309)를 축 방향으로 구동하는 데 사용되는 강철 케이블 스트랜드라고도 하는 공급 가능한 구동 요소(312a)를 포함한다. 로드(309)는 일반적으로 수직 방향으로 직선 경로를 따라 이동하도록 제한된다. 이는 각각의 용골 모듈(325)을 대체로 수직으로 직선 경로를 따라 구동한다. 스트랜드 잭은 로드(309)를 전개하는 목적에 적합한 확립된 기술이다.
특정 부력 탱크(315) 및 특정 용골 모듈(325)과 연결된 로드(309)는 환형 부재(314)에 의해 함께 연결된다. 환형 부재(314)는 로드(309)의 상단을 향해 위치된다.
도 20은 용골(307)이 전개된 상태일 때 부력 탱크(315)의 하단(318)을 ㄴ나타낸다. 브라켓(320)은 각 부력 탱크의 하단(318)을 향해 위치한다. 브라켓(320)은 로드(309)의 움직임을 제한하므로 용골(307)의 전개된 위치를 정의한다. 환형 부재(314)는 브래킷(320)과 맞물리고 로드(309)의 이동을 저지한다.
용골(307)이 전개된 후, 스트랜드 잭(312)은 각각의 부력 탱크(315)로부터 제거될 수 있으며, 예를 들어 다른 풍력 터빈에 사용될 수 있다.
이 실시예에서, 용골(307)은 복수의 용골 모듈(325)을 포함하고, 부력 탱크 당 하나의 용골 모듈을 포함한다. 각 용골 모듈(325)은 각각의 로드(309)에 견고하게 부착되며, 예를 들어 로드(309)는 용골 모듈 하우징에 위치한 소켓에 끼워질 수 있다. 용골 모듈(325)은 함께 연결된다. 구동 시스템(312)은 예를 들어 스트랜드 잭(312)의 동작을 동기화함으로써 용골 모듈(325)을 동시에 이동시키도록 배치될 수 있다. 일부 배열에서, 용골 모듈(325)은 함께 연결되지 않고 구동 시스템(312)는 용골 모듈(325)을 서로 독립적으로 이동시키도록 배치될 수 있다.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 풍력 터빈(401)의 부력 탱크(415) 및 용골(407)을 도시한다. 이 실시예는 로드(409)가 피벗 핀(420)에 의해 각각의 부력 탱크(415)에 피벗식으로 부착된다는 점에서 이전 실시예와 다르다. 도 21에서, 한쌍의 로드(9)가 각각의 부력 탱크(415)에 피벗식으로 부착되고, 통상 부력 탱크의 하단부를 향하여 부착된다. 로드(409)는 각각의 부력 탱크(415)의 반대쪽에 위치하며, 일반적으로 서로 정반대이다.
용골(407)은 일반적으로 각각의 부력 탱크(415)에 대해 하나씩, 복수의 용골 모듈(425)을 포함한다. 각 용골 모듈(425)은 로드(409) 쌍 중 하나에 연결된다. 바람직하게는 용골 모듈은 실린더형이고, 실린더의 종축이 로드(409)의 종축에 수직이다. 이는 용골 모듈(425)이 운송 중에 플로트(부력체)로서 사용될 수 있음을 의미한다. 용골 모듈(425)은 전형적으로 각각의 한 쌍의 로드(409)의 원위 단부에 부착된다.
각각의 로드(409) 쌍은 대략 90 도의 각도를 통해 회동(pivot)하도록 배치되어, 각각의 용골 모듈(425)을 전개되지 않은 위치(비전개 위치)에서 전개된 위치로 이동시킨다. 각 쌍의 로드(409)는 전개되지 않은 상태에서 일반적으로 수평 배향으로부터, 전개된 상태에서 일반적으로 수직 배향으로 회동하도록 배치된다. 한 쌍의 로드(409)는 안쪽으로 접히도록 배치된다. 상기 배치 구조는, 각 쌍의 로드(409)가 대체로 수평 배향일 때, 적어도 한 쌍의 로드(409)가 적어도 하나의 다른 쌍의 로드(409) 위에 놓이도록 한다(접힌 구조를 도시하는 도 21 참조). 이를 용이하게 하기 위해, 각각의 로드 쌍(409)의 회동축은 서로로부터 수직으로 오프셋되어, 전개되지 않은 상태에서 로드 쌍(409)의 접힘을 허용한다.
한 쌍의 로드(409)는 적절한 차단 부재 또는 적절한 기구에 의해 90도로 회전하도록 제한될 수 있다. 일반적으로, 차단 부재는 한 쌍의 로드(409)가 수직 방향을 넘어 선회하는 것을 방지하도록 배치된다.
이 시스템은 부력 탱크(415)에 대해 각각의 로드 쌍의 배향(orientation)을 잠그도록 배치된 잠금 기구를 포함한다. 예를 들어, 잠금 기구는 전개된 방향으로, 즉 일반적으로 수직 방향으로 로드의 각 쌍을 잠그도록 배치될 수 있다. 잠금 기구는 로드(409)가 부력 탱크(415)에 고정되어 전체 구조가 단일체로 작용하도록 보장한다.
이 실시예에서, 용골 모듈(425)을 전개되지 않은 위치에서 전개된 위치로 이동시키기 위해 구동 시스템이 필요하지 않다. 운송 중에, 용골 모듈(425)은 공기로 채워질 수있다. 어셈블리의 진수 및 운송 조건의 배수량 감소로 인해, 풍력 터빈은 더 깊은 연안 해역으로의 진수를 지원하기 위해 잠수식 바지선이 필요하지 않고 항구 시설의 얕은 수심에서 진수될 수 있다. 실제 사용 장소에 위치할 때, 각 용골 모듈(425)은 밸러스트로 채워질 수 있다. 바람직한 밸러스트는 준설 펌핑 선박에 의해 제공될 수 있는 철광석과 같은 고체 광석이다. 이것은 풍력 터빈(401)의 육상 조립 작업 동안 까다로운 작업 경로에서 밸러스트 작업을 생략할 수 있게 한다. 용골 모듈(425)에서 밸러스트의 무게는 용골 모듈(425)이 중력 작용 하에 가라앉게 하고, 그리하여 용골 모듈(425)이 전개 위치에 도달할 때까지 각각의 회동축에 대하여 각각의 로드 쌍을 회전시키게 된다. 따라서, 용골 모듈(425)을 전개시키기 위해 구동 시스템이 필요하지 않다.
물론, 원하는 경우, 용골 모듈(425)의 제어된 전개를 돕기 위해 구동 시스템이 사용될 수 있다.
본 발명이 특정 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 청구된 본 발명이 그러한 특정 실시예에 부당하게 한wd되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 범위 내에 있는 상기 실시예에 대해 수정이나 변경이 가해질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.
예를 들어, 구동 시스템은 전기 모터 형태의 적어도 하나의 구동 유닛과 각 로드(9)를 구동하기 위한 적절한 구동 기구를 포함할 수 있다. 적절한 구동 기구는, 운영 환경이나 작업 모드에 따라 랙 및 피니언 구동 기어 시스템 또는 다른 적합한 다른 구동 기구를 포함할 수 있다. 로드(9) 당 하나의 구동 모터와 랙 및 구동 기구가 제공될 수 있다. 다른 배치 구조에서 용골 모듈(25) 당 하나의 구동 모터와 구동 기구가 제공될 수 있다.
하나 이상의 유형의 구동 시스템(11)이 풍력 터빈에 포함될 수 있다. 예를 들어, 일부 부력 탱크(15)는 제1 실시예에 따른 구동 시스템(11)을 포함할 수 있는 반면, 다른 부력 탱크는 제2 실시예에 따른 구동 시스템(11)을 포함할 수 있다.
다른 수의 부력 보조 장치를 사용할 수도 있다.
상이한 수의 용골 모듈(25)이 사용될 수도 있다. 용골 모듈(25)의 수는 일반적으로 외부 부력 탱크의 수와 일치한다.
용골(7)은 도시된 것과 다른 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 용골(7)은 삼각형 배열을 가질 필요가 없다. 용골 모듈(25)은 육각형과 다른 형상을 가질 수 있다.
용골 모듈(25)은 개방형 콘크리트 박스를 포함할 수 있다.
구동 장치(41,141)는 유압 클램프의 형태일 수 있다.
일부 실시예에서 적어도 하나의 로드는 동심으로 배치된 제1 및 제2 관형 부재를 포함할 수 있다. 이는 로드의 수명 동안 동적 하중과 피로 한계를 취할 수 있는 충분한 인장 용량을 제공하는 데 도움이 된다. 제2 관형 부재는 제1 관형 부재 내에 위치할 수 있다. 제2 관형 부재는 제1 관형 부재에 고정될 수 있다.
중앙 부력 탱크는 작업 시작시 일정량의 평형수(ballast water)를 포함하도록 배치할 수 있다. 이 평형수는 설치 중에 계류 시스템의 장력을 조정하는 데 사용할 수 있다. 잠수된 부력 탱크의 해양 성장 중량 증가를 상쇄하기 위해 시간이 지남에 따라 추가 평형수를 점차적으로 배출할 수 있다. 중앙 부력 탱크는 내부에 포함된 평형수의 양을 조절하기 위해 탱크로의 물 유입 및 탱크에서 물의 배출을 제어하는 시스템을 포함할 수 있다.
부력 칼라(200)는 고체 부력 블록 또는 팽창식 부력 유닛을 포함할 수 있다.

Claims (14)

  1. 나셀 및 로터를 지지하기 위한 타워, 및 수면 위에 상기 타워의 적어도 일부를 유지하도록 배치된 플로트를 갖는 타워-플로트 어셈블리; 및
    적어도 하나의 용골 모듈 및 용골 모듈을 상기 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 적어도 하나의 로드를 포함하는 용골 어셈블리;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 로드는 용골 모듈을 전개하기 위해 타워-플로트 어셈블리에 대해 이동하도록 배치되고, 상기 용골 모듈은 타워-플로트 어셈블리에 근접한 전개되지 않은 위치와 타워-플로트 어셈블리에서 아래로 먼쪽의 전개된 위치 사이에서 상기 적어도 하나의 로드의 이동에 응답하여 타워-플로트 어셈블리에 대하여 이동할 수 있도록 되어 있어서 상기 풍력 터빈의 유효 길이를 증가시키도록 되어 있고, 상기 적어도 하나의 로드는 타워 플로트 어셈블리에 피벗식으로 부착되고, 용골 모듈이 그로부터 이동 가능하도록 타워 플로트 어셈블리에 대해 만곡된 경로를 따라 전개된 위치로부터 전개되지 않은 위치로 이동할 수 있게 되어 있고, 상기 적어도 하나의 로드는 전개된 상태에서 용골 모듈과 타워-플로트 어셈블리 사이에 굽힘 모멘트를 전달하도록 배치되어 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 로드는 전개된 상태에서 상기 용골 모듈과 타워-플로트 어셈블리 사이에 압축력 및 전단력 중 하나 이상을 전달하도록 배치되어 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 로드는 전개되지 않은 상태로부터 전개된 상태로 약 90도의 각도로 회동할 수 있도록 배치되어 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 로드는, 상기 용골 모듈이 전개되지 않은 위치에 있을 때 대체로 수평으로 배치되어 있고, 상기 하나 이상의 로드는, 상기 용골 모듈이 전개된 위치에 있을 때 대체로 수직으로 배치되어 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 용골 모듈을 상기 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 복수의 로드를 구비하는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 복수의 용골 모듈을 구비하는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 로드는 , 용골 모듈을 상기 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 제1 로드를 포함하고, 상기 제1 로드는 제1 회동축에서 상기 타워-플로트 어셈블리에 회동가능하게 부착되어 있고, 상기 하나 이상의 로드는 , 제2 용골 모듈을 상기 타워-플로트 어셈블리에 연결하는 제2 로드를 포함하고, 상기 제2 로드는 제2 회동축에서 상기 타워-플로트 어셈블리에 회동가능하게 부착되어 있고, 상기 제2 로드는, 상기 용골 모듈과 제2 용골 모듈이 각각 전개되지 않은 위치에 있을 때, 상기 제1 로드와 겹치도록 배치되어 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 로드는 관형으로 되어 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  9. 제5항에 있어서, 상기 복수의 로드는 브레이스 부재에 의하여 서로 연결되어 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 용골 모듈은 하우징을 구비하는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하우징은 중공 내부를 구비하고, 상기 중공 내부는 밸러스트로 채워질 수 있는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 로드는 30m 이상의 길이를 갖는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 로드와 상기 용골 모듈 사이에 견고한 연결이 이루어지는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 로드는 고정된 길이를 갖는, 해양에 설치하기 위한 풍력 터빈.
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