KR20220141526A - Floating type wind power generation system - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, provided is a floating wind power generation system which comprises: a floating structure floating by buoyancy with a part submerged in the water; a wind power generation unit located on the floating structure; a tower unit supporting the wind power generation unit upon the floating structure; and a tower transport unit moving the tower unit towards the floating structure. The wind power generation unit includes: a rotation shaft horizontally extended and axially rotating around a rotation axial line; and a plurality of blades coupled to the rotation shaft. The tower unit is able to make an axial rotation around a turning axial line extended in a heightwise direction towards the floating structure. The floating structure has a tower support module supporting the tower unit from a lower side. The tower support module includes a circular ring-shaped rail unit around the turning axial line. Most power for matching the wind direction and the rotation axial line is acquired by using the force of wind applied to the vertical blades, and as the tower transport unit moves along the rail unit, the tower unit makes an axial rotation around the turning axial line towards the floating structure. The present invention is able to make a precise, stable turning.

Description

부유식 풍력발전 시스템 {FLOATING TYPE WIND POWER GENERATION SYSTEM}Floating wind power generation system {FLOATING TYPE WIND POWER GENERATION SYSTEM}

본 발명은 풍력발전에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부유식 풍력발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to wind power generation, and more particularly, to a floating wind power generation system.

전기를 생산하는 대표적인 발전 형태로는 화석연료를 에너지원으로 사용하는 화력발전과 핵분열을 이용하는 원자력발전이 있는데, 화력발전은 화석연료의 연소에 의해 발생하는 에너지를 이용하기 때문에 공해유발 및 막대한 건설비의 문제가 있고, 원자력발전은 방사능 누출의 위험 및 폐기물 처리의 문제가 있다. 그에 따라, 최근에는 기존의 화력발전이나 원자력발전에서 탈피하여 풍력, 조력, 수력, 태양광 등과 같은 자연 에너지를 에너지원으로 이용하는 발전 형태에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.Representative forms of electricity generation include thermal power generation using fossil fuels as an energy source and nuclear power generation using nuclear fission. There are problems, and nuclear power generation has the risk of radioactive leakage and the problem of waste disposal. Accordingly, in recent years, research on the form of power generation using natural energy such as wind power, tidal power, hydraulic power, solar power, etc.

본 발명과 관련된 선행특허문헌인 등록특허 제10-1257425호에는 풍력발전부를 탑재한 상부 타워와, 상부 타워를 지지하는 부력체인 하부구조물과, 하부구조물을 계류(Mooring)하기 위한 하부구조물과 해저면을 연결하는 단일의 계류선(Mooring line)을 포함하고, 상부타워는 하부구조물에 회전가능하게 설치되고, 일측에 바람의 방향에 따라 상부타워를 회동시키기 위한 방향판을 포함한 회동부를 구비하는 구조의 부유식 해상 풍력발전설비가 개시되어 있다. 하지만, 이러한 종래의 부유식 해상 풍력발전설비에서는 방향판에 의해 수동으로 풍력발전부가 바람을 향하기 때문에, 풍향에 따른 정밀한 방향 제어에 한계가 있다.Patent No. 10-1257425, which is a prior patent document related to the present invention, has an upper tower equipped with a wind power generator, a lower structure that is a buoyant body supporting the upper tower, a lower structure for mooring the lower structure, and a seabed surface A structure including a single mooring line connecting the A floating offshore wind power plant is disclosed. However, in such a conventional floating offshore wind power generation facility, since the wind power generator manually faces the wind by the direction plate, there is a limit to precise direction control according to the wind direction.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1257425호 "부유식 해상 풍력발전설비" (2013.04.23.)Republic of Korea Patent Publication Registration No. 10-1257425 "Floating offshore wind power plant" (2013.04.23.)

본 발명의 목적은 효율을 높이기 위해 풍력발전유닛의 방향을 풍향에 대응하도록 바람의 힘을 이용하여 에너지를 저감하고 추가적인 동력을 사용하여 정밀하게 제어할 수 있는 부유식 풍력발전 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a floating wind power generation system capable of reducing energy by using the force of wind so as to correspond to the direction of the wind in order to increase efficiency and precisely controlling the direction of the wind power generation unit by using additional power.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 부력에 의해 수중에 일부가 잠긴 상태로 부유하는 부유 구조물; 상기 부유 구조물의 위에 위치하는 풍력발전유닛; 상기 부유 구조물의 위에서 상기 풍력발전유닛을 지지하는 타워부; 및 상기 타워부를 상기 부유 구조물에 대해 이동시키는 타워 이송 유닛을 포함하며, 상기 풍력발전유닛은 수평방향으로 연장되어서 회전축선을 중심으로 축회전하는 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트에 결합된 복수개의 블레이드들을 구비하며, 상기 타워부는 상기 부유 구조물에 대해 높이방향을 따라서 연장되는 선회축선을 중심으로 축회전이 가능하며, 상기 부유 구조물은 상기 타워부를 아래에서 지지하는 타워 지지 모듈을 구비하며, 상기 타워 지지 모듈은 상기 선회축선을 중심으로 하는 원형의 링 형상의 레일부를 구비하며, 상기 타워 이송 유닛이 상기 레일부를 따라서 이동함으로써 상기 타워부가 상기 부유 구조물에 대해 상기 선회축선을 중심으로 축회전하는, 부유식 풍력발전 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object of the present invention, according to an aspect of the present invention, a floating structure floating in a state partially submerged in water by buoyancy; a wind power unit located on the floating structure; a tower part for supporting the wind power generation unit on the floating structure; and a tower transfer unit for moving the tower unit with respect to the floating structure, wherein the wind power generation unit includes a rotating shaft extending in a horizontal direction and rotating about a rotating axis, and a plurality of blades coupled to the rotating shaft. and wherein the tower part is rotatable about a pivot axis extending along a height direction with respect to the floating structure, and the floating structure includes a tower support module supporting the tower part from below, the tower support module has a circular ring-shaped rail portion centered on the pivot axis, and the tower transfer unit moves along the rail portion so that the tower portion rotates about the pivot axis with respect to the floating structure, floating wind power A power generation system is provided.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 풍력발전유닛이 고정된 타워부를 부유 구조물에 대해 능동적으로 선회시키는 타워 이송 유닛을 구비하므로, 풍력발전유닛의 방향을 풍향에 대응하여 바람의 힘을 이용하여 풍력발전유닛과 타워부를 선회시키는 에너지를 크게 저감하고 동력을 받은 타워 이송 유닛은 풍력발전유닛과 타워부의 위치를 정밀하게 제어할 수 있다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, since a tower transfer unit to which the wind power unit is fixed is provided with a tower transfer unit for actively turning with respect to the floating structure, the wind power unit and the tower unit are rotated by using the force of the wind in response to the wind direction in the direction of the wind power unit. The tower transfer unit, which has greatly reduced energy and received power, can precisely control the position of the wind power unit and the tower part.

또한, 바람의 힘과 파도 등의 외력에 의해 부유 구조물이 수면에서 흔들려서 기울어지면 타워 이송 유닛의 차륜이 레일과 분리되어서 타워 이송 유닛에 의한 균형잡힌 선회가 어려워지는데, 본 발명에 따른 타워 이송 유닛은 부유 구조물이 흔들리더라도 풍력발전유닛과 타워부의 선회에 필요한 힘이 균형있게 전달되도록 부유 구조물에 구비되는 레일부의 랙 기어에 맞물려 상호작용하는 피니언 기어를 구비하고, 피니언 기어의 회전에 의해 타워 이송 유닛이 레일부를 따라 이동하므로 정밀하고 안정적인 선회가 이루어진다.In addition, when the floating structure is shaken and tilted at the water surface by the force of wind and external forces such as waves, the wheel of the tower transfer unit is separated from the rail, making it difficult to make a balanced turn by the tower transfer unit, the tower transfer unit according to the present invention Equipped with a pinion gear that interacts with the rack gear of the rail provided in the floating structure so that the force necessary for turning the wind power unit and the tower part is transmitted in a balanced way even if the floating structure is shaken, and the tower is transported by the rotation of the pinion gear As the unit moves along the rail, precise and stable turning is achieved.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 풍력발전 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 부유식 풍력발전 시스템의 측면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 부유식 풍력발전 시스템의 정면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 부유식 풍력발전 시스템의 배면도이다.
도 6 및 도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 부유식 풍력발전 시스템에서 레일부를 타워 이송 유닛의 일부 구성과 함께 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 풍력발전 시스템의 사시도이다.1 and 2 are perspective views of a floating wind power generation system according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of the floating wind power system shown in FIGS. 1 and 2 .
4 is a front view of the floating wind power generation system shown in FIGS. 1 and 2 .
5 is a rear view of the floating wind power generation system shown in FIGS. 1 and 2 .
6 and 7 are views showing a rail unit in the floating wind power generation system shown in FIGS. 1 and 2 together with some configurations of the tower transfer unit.
8 is a perspective view of a floating wind power generation system according to another embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 풍력발전 시스템(1000)은, 수중에 일부가 잠긴 상태로 부유하는 부유 구조물(1100)과, 부유 구조물(1100)에 연결되는 복수개의 계류 로프(1200)들과, 수면(S) 위에 위치하여 풍력에 의한 전기를 발생시키는 풍력발전유닛(1300)과, 부유 구조물(1100)과 풍력발전유닛(1300)을 연결하는 타워부(1400)와, 풍력발전유닛(1300)이 부유 구조물(1100)에 대해 연직방향을 따라 연장되는 선회축선(X)을 중심으로 선회하도록 타워부(1400)를 이송시키는 타워 이송 유닛(1500)과, 타워 이송 유닛(1500)을 제어하는 선회 제어부(미도시)를 포함한다. 본 실시예에서 부유식 풍력발전 시스템(1000)은 바다에 설치되어는 것으로 설명하는데, 이와는 달리 호수 등에 설치될 수도 있다.1 to 6 , a floating wind power generation system 1000 according to an embodiment of the present invention is connected to a floating structure 1100 floating in a state partially submerged in water, and the floating structure 1100 . A plurality of mooring ropes 1200 to be formed, a wind power generating unit 1300 positioned on the water surface S to generate electricity by wind power, and a tower unit connecting the floating structure 1100 and the wind power generating unit 1300 (1400), and the tower transfer unit 1500 for transferring the tower unit 1400 so that the wind power generation unit 1300 pivots about the pivot axis (X) extending in the vertical direction with respect to the floating structure 1100 and , and a turning control unit (not shown) for controlling the tower transfer unit 1500 . In this embodiment, the floating wind power generation system 1000 is described as being installed in the sea, but may be installed in a lake or the like differently.

부유 구조물(1100)은 수중에 일부가 잠긴 상태로 부유한다. 부유 구조물(1100)은 부력을 제공하는 복수개의 부유체(1110)들과, 타워부(1400)를 지지하는 타워 지지 모듈(1130)과, 복수개의 부유체(1110)들과 타워 지지 모듈(1130)을 일체로 연결하는 복수개의 부유체 연결대(1120)들과, 부유 구조물(1100)의 상하동요를 감쇠시키는 복수개의 감쇠판(1140)들을 구비한다.The floating structure 1100 floats in a state partially submerged in water. The floating structure 1100 includes a plurality of floating bodies 1110 providing buoyancy, a tower supporting module 1130 supporting the tower unit 1400 , a plurality of floating bodies 1110 , and a tower supporting module 1130 . ) is provided with a plurality of floating body connecting rods 1120 for integrally connecting, and a plurality of damping plates 1140 for damping the vertical movement of the floating structure 1100 .

복수개의 부유체(1110)들은 수중에 일부가 잠기도록 부력을 제공한다. 본 실시예에서 부유체(1110)는 3개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 4개 이상일 수도 있다. 복수개의 부유체(1110)들은 선회축선(X)을 중심으로 원주방향을 따라서 등간격으로 이격되어서 배치된다. 복수개의 부유체(1110)들 각각은 선회축선(X)과 평행하게 연장되는 기둥 형상으로서, 부력 조절을 의한 밸러스트 탱크를 구비할 수 있다. 복수개의 부유체(1110)들에는 복수개의 부유체 연결대(1120)들과 타워 지지 모듈(1130)이 결합된다. 복수개의 부유체(1110)들 각각에는 감쇠판(1140)들이 설치된다.The plurality of floats 1110 provide buoyancy so that some of them are submerged in water. In the present embodiment, the number of floats 1110 is described as three, but the present invention is not limited thereto, and there may be four or more. A plurality of floating bodies 1110 are arranged to be spaced apart at equal intervals along the circumferential direction with respect to the pivot axis (X). Each of the plurality of floats 1110 is a column shape extending parallel to the pivot line X, and may include a ballast tank by controlling buoyancy. A plurality of floating body connecting rods 1120 and a tower support module 1130 are coupled to the plurality of floating bodies 1110 . Damping plates 1140 are installed on each of the plurality of floats 1110 .

복수개의 부유체 연결대(1120)들은 복수개의 부유체(1100)들을 일체로 연결한다. 본 실시예에서 부유체 연결대(1120)는 3개이며, 3개의 부유체 연결대(1120)들 각각은 3개의 부유체(1100)들 중 이웃하는 두 부유체(1100)들을 연결하는 것으로 설명하고, 필요에 따라 타워 지지 모듈(1130)과 복수개의 부유체(1100)들을 연결한다.The plurality of floating body connecting rods 1120 connect the plurality of floating bodies 1100 integrally. In this embodiment, there are three floating body connecting rods 1120, and each of the three floating body connecting rods 1120 is described as connecting two neighboring floating bodies 1100 among the three floating bodies 1100, If necessary, the tower support module 1130 and the plurality of floating bodies 1100 are connected.

타워 지지 모듈(1130)은 복수개의 부유체(1110)들과 일체로 연결되고 타워부(1400)를 지지한다. 타워부(1400)는 제1 기둥(1410), 제2 기둥(1420), 제3 기둥(1430), 수직 날개(1440), 제1 지지대(1450)와 제2 지지대(1460)들을 안정적으로 고정하는 타워 보조 연결대(1470)들로 연결된다. 타워 지지 모듈(1130)은 시스템 선회축선(X)을 중심으로 하는 제1 레일(1133)과 제2 레일(1136)의 원 형상은 유지하되, 타워 지지 모듈(1130)의 제작 단가를 낮추기 위한 다각형 형태 또는 원형의 링 형상으로서, 복수개의 부유체(1110)들 각각의 상단에 결합되어서, 수면(S) 위에 위치한다.The tower support module 1130 is integrally connected to the plurality of floats 1110 and supports the tower unit 1400 . The tower unit 1400 stably fixes the first pillar 1410 , the second pillar 1420 , the third pillar 1430 , the vertical wings 1440 , the first support 1450 and the second support 1460 . It is connected to the tower auxiliary connecting rods (1470). The tower support module 1130 maintains the circular shape of the first rail 1133 and the second rail 1136 centered on the system pivot line (X), but polygons for lowering the manufacturing cost of the tower support module 1130 As a ring shape or a circular shape, it is coupled to the top of each of the plurality of floats 1110, and is located on the water surface (S).

타워 지지 모듈(1130)은 타워부(1400)의 회전을 가이드하는 레일부(1131)를 구비한다. 레일부(1131)는 타워 지지 모듈(1130)의 상면(1132)에 형성된다. 레일부(1131)는 타워 지지 모듈(1130)의 형상에 대응하여 선회축선(X)을 중심으로 하는 원형의 링 형상이다. 도 6과 도 7에는 레일부(1131)의 구체적으로 도시되어 있다. 도 6과 도 7을 참조하면, 레일부(1131)는 제1 레일(1133)과, 제1 레일(1133)의 반경방향 바깥쪽에 위치하는 제2 레일(1136)과, 제1 레일(1133)과 제2 레일(1136)의 사이에 위치하는 랙(rack) 기어(1139)를 구비한다. 레일부(1131)를 따라서 타워 이송 유닛(1500)이 이동하여 선회축선(X)을 중심으로 선회한다.The tower support module 1130 includes a rail unit 1131 for guiding the rotation of the tower unit 1400 . The rail part 1131 is formed on the upper surface 1132 of the tower support module 1130 . The rail unit 1131 has a circular ring shape centered on the pivot axis X to correspond to the shape of the tower support module 1130 . 6 and 7 show the rail part 1131 in detail. 6 and 7 , the rail unit 1131 includes a first rail 1133 , a second rail 1136 positioned outside the first rail 1133 in a radial direction, and a first rail 1133 . and a rack gear 1139 positioned between the second rail 1136 and the second rail 1136 . The tower transfer unit 1500 moves along the rail part 1131 and pivots around the pivot axis (X).

바람의 힘과 파도 등의 외력에 의해 부유 구조물(1100)이 해수면에서 흔들리면 타워 지지 모듈(1130)에 경사를 발생시켜서, 타워 이송 유닛(1500)이 레일(1133, 1136)과 차륜(1523, 1525)으로부터 떨어져 동력전달이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 타워 이송 유닛(1500)은 부유 구조물(1100)이 흔들리더라도 풍력발전유닛(1300)과 타워부(1400)의 선회에 필요한 동력이 균형있게 전달되도록 하여 이러한 문제를 효과적으로 해결한다.When the floating structure 1100 is shaken at the sea level by the force of wind and an external force such as a wave, an inclination is generated in the tower support module 1130, and the tower transfer unit 1500 is connected to the rails 1133 and 1136 and the wheels 1523 and 1525. ), and power transmission may not be smooth. The tower transfer unit 1500 effectively solves this problem by allowing the power required for the turning of the wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 to be transmitted in a balanced manner even when the floating structure 1100 is shaken.

제1 레일(1133)은 선회축선(X)을 중심으로 하는 원을 형성하도록 원주방향을 따라서 연장된다. 제1 레일(1133)은 제2 레일(1136)보다 반경방향 안쪽에 위치한다.The first rail 1133 extends along the circumferential direction to form a circle centered on the pivot axis (X). The first rail 1133 is positioned radially inward than the second rail 1136 .

제2 레일(1136)은 선회축선(X)을 중심으로 하는 원을 형성하도록 원주방향을 따라서 연장된다. 제2 레일(1136)은 제1 레일(1133)의 반경방향 바깥쪽에 이격되어서 위치한다. 제1 레일(1133)과 제2 레일(1136)은 동심원을 형성한다.The second rail 1136 extends along the circumferential direction to form a circle about the pivot axis X. The second rail 1136 is positioned to be spaced apart from the radially outer side of the first rail 1133 . The first rail 1133 and the second rail 1136 form concentric circles.

랙 기어(1139)는 선회축선(X)을 중심으로 하는 원을 형성하도록 원주방향을 따라서 연장된다. 랙 기어(1139)는 제1 레일(1133)과 제2 레일(1136)의 사이 중앙부를 지나가도록 위치한다. The rack gear 1139 extends along the circumferential direction to form a circle about the pivot axis X. The rack gear 1139 is positioned to pass through the central portion between the first rail 1133 and the second rail 1136 .

복수개의 감쇠판(1140)들은 부유 구조물(1100)의 상하동요를 감쇠시킨다. 복수개의 감쇠판(1140)들 각각은 복수개의 부유체(1110)들 각각의 하단에 설치된다. 감쇠판(1140)은 부유체(1110)보다 바깥으로 확장되도록 넓게 형성된다.The plurality of damping plates 1140 attenuates the vertical movement of the floating structure 1100 . Each of the plurality of damping plates 1140 is installed at the lower end of each of the plurality of floating bodies 1110 . The damping plate 1140 is formed wider to extend outward than the floating body 1110 .

복수개의 계류(mooring) 로프(1200)들은 부유 구조물(1100)에 연결되어서 부유식 풍력발전 시스템(1000)이 해류에 의해 떠내려가거나 현 위치에서 크게 벗어나지 않도록 위치를 유지시킨다. 본 실시예에서 계류 로프(1200)는 3개 이상으로 구성되며, 각각이 감쇠판(1140)과 결합되는 것으로 설명한다.A plurality of mooring ropes 1200 are connected to the floating structure 1100 to maintain the position of the floating wind power generation system 1000 so as not to be washed away by the current or greatly deviate from the current position. In this embodiment, the mooring rope 1200 is composed of three or more, each of which will be described as being coupled to the damping plate 1140 .

풍력발전유닛(1300)은 부유 구조물(1100)에 대해 선회축선(X)을 따라 상부에 위치한다. 풍력발전유닛(1300)은 수면(S)에서 발생하는 바람을 이용하여 전력을 생산한다. 풍력발전유닛(1300)은 타워부(1400)에 의해 지지되어서 수면(S) 위 일정 높이에 위치한다. 풍력발전유닛(1300)은 나셀(nacelle)(1310)과, 나셀(1310)과 수평방향으로 이격되어서 위치하는 로터 지지부(1320)와, 나셀(1310)과 로터 지지부(1320)에 회전 가능하게 결합되는 로터 유닛(1330)을 구비한다.The wind power generation unit 1300 is located in the upper portion along the pivoting axis (X) with respect to the floating structure (1100). The wind power generation unit 1300 generates electric power by using the wind generated from the water surface (S). The wind power generation unit 1300 is supported by the tower unit 1400 and is located at a predetermined height above the water surface (S). The wind power generation unit 1300 is rotatably coupled to the nacelle 1310, the nacelle 1310 and the rotor support 1320 positioned to be horizontally spaced apart, and the nacelle 1310 and the rotor support 1320. and a rotor unit 1330 that is

나셀(1310)은 내부에 설치된 발전기(1311)를 구비한다. 나셀(1310)에 로터 유닛(1330)이 회전 가능하게 결합된다. 로터 지지부(1320)와 나셀(1310)에 설치된 발전기(1311)는 로터 유닛(1330)의 회전을 이용하여 전력을 생산한다. 발전기(1311)에서 생산된 전기는 전력 케이블(1900)을 통해 외부로 송전된다. 나셀(1310)은 풍력발전 기술분야에서 사용되는 통상적인 구성을 포함한다.The nacelle 1310 includes a generator 1311 installed therein. The rotor unit 1330 is rotatably coupled to the nacelle 1310 . The generator 1311 installed in the rotor support 1320 and the nacelle 1310 generates electric power by using the rotation of the rotor unit 1330 . Electricity produced by the generator 1311 is transmitted to the outside through the power cable 1900 . The nacelle 1310 includes a typical configuration used in the field of wind power generation technology.

로터 지지부(1320)는 나셀(1310)과 수평방향으로 이격되어서 위치한다. 로터 지지부(1320)와 나셀(1310)은 선회축선(X)을 중심으로 서로 반대편에 위치한다. 로터 지지부(1320)에 로터 유닛(1330)이 회전 가능하게 결합된다. 도시되지는 않았으나, 로터 지지부(1320)에도 로터 유닛(1330)의 회전을 이용하여 전력을 생산하는 발전기가 설치될 수 있다.The rotor support 1320 is positioned to be spaced apart from the nacelle 1310 in the horizontal direction. The rotor support 1320 and the nacelle 1310 are positioned opposite to each other with respect to the pivot axis X. The rotor unit 1330 is rotatably coupled to the rotor support 1320 . Although not shown, a generator for generating electric power by using the rotation of the rotor unit 1330 may also be installed in the rotor support 1320 .

로터 유닛(1330)은 수평방향을 따라서 연장되는 회전 샤프트(1331)와, 회전 샤프트(1331)에 결합되는 복수개의 블레이드(1333)들과, 복수개의 블레이드(1333)들을 지지하는 복수개의 블레이드 보조 지지대(1337)들을 구비한다.The rotor unit 1330 includes a rotation shaft 1331 extending in a horizontal direction, a plurality of blades 1333 coupled to the rotation shaft 1331 , and a plurality of blade auxiliary supports for supporting the plurality of blades 1333 . (1337) are provided.

회전 샤프트(1331)는 수평방향을 따라서 연장되고 선회축선(X)을 지나도록 배치된다. 회전 샤프트(1331)의 연장방향이 회전축선(Y)이 되며, 회전 샤프트(1331)는 회전축선(Y)을 중심으로 축회전한다. 선회축선(X)과 회전축선(Y)은 직각을 이루면서 교차한다. 회전 샤프트(1331)의 양단은 나셀(1310) 및 로터 지지부(1320)에 회전 가능하게 결합된다. 회전 샤프트(1331)는 복수개의 블레이드(1333)에 가해지는 풍속에 의한 바람의 힘에 의해 회전하며, 회전 샤프트(1331)의 회전은 나셀(1310)에 설치된 발전기(1311)로 전달된다.The rotation shaft 1331 extends along the horizontal direction and is disposed to pass through the pivot axis X. The extension direction of the rotation shaft 1331 becomes the rotation axis Y, and the rotation shaft 1331 pivots around the rotation axis Y. The turning axis X and the rotation axis Y intersect while forming a right angle. Both ends of the rotating shaft 1331 are rotatably coupled to the nacelle 1310 and the rotor support 1320 . The rotating shaft 1331 rotates by the force of wind due to the wind speed applied to the plurality of blades 1333 , and the rotation of the rotating shaft 1331 is transmitted to the generator 1311 installed in the nacelle 1310 .

복수개의 블레이드(1333)들은 회전 샤프트(1331)를 중심으로 회전축선(Y)에 대한 원주방향을 따라서 등간격으로 이격되어서 배치된다. 복수개의 블레이드(1333)들 각각은 회전 샤프트(1331)로부터 회전축선(Y)에 대한 반경방향을 따라서 연장되어서 형성된다. 복수개의 블레이드(1333)에 가해지는 풍압에 의해 회전 샤프트(1331)가 회전한다. 복수개의 블레이드(1333)들 각각은 고정 블레이드부(1334)와 가변 블레이드부(1335)를 구비한다. 고정 블레이드부(1334)는 가변 블레이드부(1334)보다 회전축선(Y)에 대해 반경방향 안쪽에 위치한다. 고정 블레이드부(1334)의 피치는 고정된다. 가변 블레이드부(1335)는 고정 블레이드부(1334)보다 회전축선(Y)에 대해 반경방향 바깥쪽에 위치한다. 가변 블레이드(1335)는 풍속에 따라서 피치가 조절되도록 제어된다. 블레이드(1333)의 구체적인 구성은 풍력발전기에서 통상적으로 사용되는 구성의 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The plurality of blades 1333 are arranged to be spaced apart from each other at equal intervals along the circumferential direction with respect to the rotation axis Y with the rotation shaft 1331 as the center. Each of the plurality of blades 1333 is formed to extend along a radial direction with respect to the rotation axis Y from the rotation shaft 1331 . The rotation shaft 1331 rotates by wind pressure applied to the plurality of blades 1333 . Each of the plurality of blades 1333 includes a fixed blade portion 1334 and a variable blade portion 1335 . The fixed blade part 1334 is positioned radially inward with respect to the rotation axis Y rather than the variable blade part 1334 . The pitch of the fixed blade portion 1334 is fixed. The variable blade part 1335 is positioned radially outward with respect to the rotation axis Y rather than the fixed blade part 1334 . The variable blades 1335 are controlled so that the pitch is adjusted according to the wind speed. Since the specific configuration of the blade 1333 is of a configuration commonly used in a wind power generator, a detailed description thereof will be omitted.

복수개의 블레이드 보조 지지대(1337)들은 복수개의 블레이드(1333)들을 지지한다. 블레이드 보조 지지대(1337)들 각각의 양단은 회전 샤프트(1331)와 고정 블레이드부(1334)에 각각 고정된다. 본 실시예에서는 하나의 고정 블레이드부(1334)에 3개의 블레이드 보조 지지대(1337)가 결합되는 것으로 설명한다.The plurality of blade auxiliary supports 1337 support the plurality of blades 1333 . Both ends of each of the auxiliary blade supports 1337 are fixed to the rotation shaft 1331 and the fixed blade part 1334, respectively. In this embodiment, it will be described that the three blade auxiliary support 1337 is coupled to one fixed blade portion 1334.

본 발명은 풍력발전유닛(1300)을 위에서 설명한 실시예의 구성으로 제한하지 않는다. 본 발명의 풍력발전유닛은 통상적인 수평형 풍력발전 방식의 구성을 모두 포함한다.The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment of the wind power unit 1300. The wind power generation unit of the present invention includes all the configurations of a conventional horizontal wind power generation system.

타워부(1400)는 부유 구조물(1200)의 위에 위치하는 풍력발전유닛(1300)을 부유 구조물(1200)과 연결한다. 타워부(1400)는 전체적으로 선회축선(X)을 따라서 높이방향으로 연장되는 구조물로서, 풍력발전유닛(1300)을 부유 구조물(1200)에 대해 일정 높이 위에 위치시킨다. 타워부(1400)는 풍력발전유닛(1300)에는 고정되고 부유 구조물(1200)과는 선회축선(X)을 중심으로 회전이 가능하게 결합된다.The tower unit 1400 connects the wind power generation unit 1300 positioned on the floating structure 1200 to the floating structure 1200 . The tower unit 1400 is a structure extending in the height direction along the entire turning axis X, and the wind power generation unit 1300 is positioned above a predetermined height with respect to the floating structure 1200 . The tower unit 1400 is fixed to the wind power generation unit 1300 and is rotatably coupled to the floating structure 1200 about the pivot axis (X).

타워부(1400)는 나셀(1310)에 고정되는 제1, 제2 기둥(1410, 1420)과, 로터 지지부(1320)에 고정되는 제3 기둥(1430)과, 제3 기둥(1430)에 설치되는 수직 날개(1440)와, 제3 기둥(1430)을 지지하는 제1, 제2 지지대(1450, 1460)와, 복수개의 타워 보조 연결대(1470)들을 구비한다.The tower unit 1400 is installed on the first and second pillars 1410 and 1420 fixed to the nacelle 1310 , the third pillar 1430 fixed to the rotor support unit 1320 , and the third pillar 1430 . It is provided with a vertical wing 1440, and the first and second supports 1450 and 1460 for supporting the third pillar 1430, and a plurality of auxiliary connecting rods 1470 of the tower.

타워부(1400)에 고정된 풍력발전유닛(1300)의 일체가 풍향에 따라 움직일 수 있도록 수직 날개(1440)가 설치되며 이것은 바람의 힘을 이용하므로 타워부(1400)에 고정된 풍력발전유닛(1300)이 선회축선(X)을 중심으로 선회에 필요로 하는 운동에너지를 크게 저감시킨다.The vertical blades 1440 are installed so that the whole of the wind power unit 1300 fixed to the tower unit 1400 can move according to the wind direction, and this uses the power of the wind, so the wind power unit 1400 fixed to the tower unit 1400 ( 1300) greatly reduces the kinetic energy required for turning around the pivot axis (X).

제1 기둥(1410)과 제2 기둥(1420)은 나셀(1310)과 타워 지지 모듈(1130)의 사이에 연장된다. 제1 기둥(1410)의 상단과 제2 기둥(1420)의 상단은 나셀(1310)에 고정되고 제1 기둥(1410)의 하단과 제2 기둥(1420)의 하단은 타워 지지 모듈(1130)에 레일부(1131)를 따라 이동이 가능하게 결합된다. 제1 기둥(1410)과 제2 기둥(1420)은 나셀(1310)과 결합되는 상단으로부터 아래로 갈수록 서로 멀어지도록 벌어진다.The first pillar 1410 and the second pillar 1420 extend between the nacelle 1310 and the tower support module 1130 . The upper end of the first column 1410 and the upper end of the second column 1420 are fixed to the nacelle 1310, and the lower end of the first column 1410 and the lower end of the second column 1420 are in the tower support module 1130. It is coupled to be movable along the rail portion 1131 . The first pillar 1410 and the second pillar 1420 are spread apart from each other as going down from the top coupled to the nacelle 1310 .

제3 기둥(1430)은 로터 지지부(1320)와 타워 지지 모듈(1130)의 사이에 연장된다. 제3 기둥(1430)의 상단은 로터 지지부(1320)에 고정되고 제3 기둥(1430)의 하단은 타워 지지 모듈(1130)에 레일부(1131)를 따라 이동이 가능하게 결합된다.The third pillar 1430 extends between the rotor support 1320 and the tower support module 1130 . The upper end of the third post 1430 is fixed to the rotor support 1320 , and the lower end of the third post 1430 is movably coupled to the tower support module 1130 along the rail 1131 .

수직 날개(1440)는 연직방향으로 세워진 판상의 형태로서 제3 기둥(1430)에 고정되어서 설치된다. 수직 날개(1440)는 회전축선(Y)을 따라 배향되어서 회전축선(Y)이 바람이 불어오는 방향을 따라 배치되도록 하는 힘을 제공한다.The vertical wings 1440 are installed in the form of a plate erected in the vertical direction and fixed to the third pillar 1430 . The vertical vanes 1440 are oriented along the axis of rotation (Y) to provide a force such that the axis of rotation (Y) is positioned along the wind direction.

제1 지지대(1450)와 제2 지지대(1460)는 제3 기둥(1430)과 타워 지지 모듈(1130)의 사이에 연장된다. 제1 지지대(1450)의 상단과 제2 지지대(1460)의 상단은 제3 기둥(1430)에 고정되고 제1 지지대(1450)의 하단과 제2 지지대(1460)의 하단은 타워 지지 모듈(1130)에 레일부(1131)를 따라 이동이 가능하게 결합된다. 제1 지지대(1450)와 제2 지지대(1460)는 제3 기둥(1430)을 사이에 두고 아래로 갈수록 서로 멀어지도록 벌어진다.The first support 1450 and the second support 1460 extend between the third pillar 1430 and the tower support module 1130 . The upper end of the first support 1450 and the upper end of the second support 1460 are fixed to the third pillar 1430, and the lower end of the first support 1450 and the lower end of the second support 1460 are the tower support module 1130 ) is coupled to be movable along the rail portion 1131 . The first support 1450 and the second support 1460 are spread apart from each other toward the bottom with the third pillar 1430 interposed therebetween.

복수개의 타워 보조 연결대(1470)들은 타워부(1400)의 하부에서 제1, 제2, 제3 기둥(1410, 1420, 1430)과 제1, 제2 지지대(1450, 1460)를 서로 연결하여 구조적으로 결합시킨다. 전력 케이블(1900)은 복수개의 타워 보조 연결대(170)들 중 선회축선(X)을 통과하는 하나의 타워 보조 연결대를 통해 외부로 노출되어서 선회축선(X)을 따라서 아래로 연장된다.A plurality of tower auxiliary connecting rods 1470 connect the first, second, and third pillars 1410, 1420, 1430 and the first and second supports 1450 and 1460 in the lower part of the tower unit 1400 to each other to form a structural combine with The power cable 1900 is exposed to the outside through one of the auxiliary tower auxiliary connecting rods passing through the pivot line (X) of the plurality of tower auxiliary connecting rods 170 and extends downward along the pivot axis (X).

풍력발전유닛(1300)과 타워부(1400)는 부유 구조물(1100)에 대해 함께 선회하는 선회 구조물을 형성한다.The wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 form a revolving structure revolving together with respect to the floating structure 1100 .

타워 이송 유닛(1500)은 풍력발전유닛(1300)과 타워부(1400)를 구비하는 선회 구조물이 부유 구조물(1100)에 대해 선회축선(X)을 중심으로 선회하도록 타워부(1400)를 이송시킨다. 본 실시예에서는 타워 이송 유닛(1500)이 제1 지지대(1450)의 하단과 제2 지지대(1460)의 하단에 설치되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 타워 이송 유닛(1500)은 타워부(1400)가 부유 구조물(1100)의 레일부(1131)와 이동 가능하게 결합되는 제1 기둥(1410), 제2 기둥(1420), 제3 기둥(1430), 제1 지지대(1450) 및 제2 지지대(1460) 중 어느 하나 이상에 설치될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 타워 이송 유닛(1500)이 둘 이상 설치되는 경우, 둘 이상의 타워 이송 유닛(1500)들은 선회축선(X)을 중심으로 한 원주방향으로 배치된다.The tower transfer unit 1500 transfers the tower unit 1400 so that the revolving structure including the wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 revolves around the revolving axis X with respect to the floating structure 1100. . In this embodiment, the tower transfer unit 1500 is described as being installed at the lower end of the first supporter 1450 and the lower end of the second supporter 1460, but the present invention is not limited thereto. The tower transfer unit 1500 includes a first column 1410 , a second column 1420 , and a third column 1430 in which the tower portion 1400 is movably coupled to the rail portion 1131 of the floating structure 1100 . , may be installed on any one or more of the first support 1450 and the second support 1460, which also falls within the scope of the present invention. When two or more tower transfer units 1500 are installed, two or more tower transfer units 1500 are arranged in the circumferential direction about the pivot axis (X).

도 6을 참조하면, 타워 이송 유닛(1500)은 몸체부(1510)와, 몸체부(1510)에 결합된 제1 차륜 유닛(1520)과, 몸체부(1510)에 결합된 제2 차륜 유닛(1530)과, 몸체부(1510)에 회전 가능하게 결합되는 구동 샤프트(1540)와, 구동 샤프트(1540)와 함께 회전하는 피니언(pinion) 기어(1550)와, 구동 샤프트(1540)를 축회전시키는 구동 모터(1560)를 구비한다.6, the tower transfer unit 1500 includes a body 1510, a first wheel unit 1520 coupled to the body 1510, and a second wheel unit coupled to the body 1510 ( 1530, a drive shaft 1540 rotatably coupled to the body portion 1510, a pinion gear 1550 rotating together with the drive shaft 1540, and a drive shaft 1540 for rotating the shaft A drive motor 1560 is provided.

몸체부(1510)는 타워부(1400)에 고정되며, 몸체부(1510)에 제1 차륜 유닛(1520), 제2 차륜 유닛(1530), 구동 샤프트(1540) 및 구동 모터(1560)가 결합된다.The body part 1510 is fixed to the tower part 1400 , and the first wheel unit 1520 , the second wheel unit 1530 , the driving shaft 1540 and the driving motor 1560 are coupled to the body part 1510 . do.

제1 차륜 유닛(1520)은 제1 차륜 샤프트(1521)과, 제1 차륜 샤프트(1521)에 결합되는 제1 내륜(1523)과, 제1 차륜 샤프트(1521)에 결합되는 제1 외륜(1525)을 구비한다.The first wheel unit 1520 includes a first wheel shaft 1521 , a first inner wheel 1523 coupled to the first wheel shaft 1521 , and a first outer wheel 1525 coupled to the first wheel shaft 1521 . ) is provided.

제1 차륜 샤프트(1521)는 선회축선(X)에 대한 반경방향을 따라서 연장되어서 제1 레일(1133)과 제2 레일(1136)을 가로지르고 몸체부(1510)에 자유롭게 축회전이 가능하게 결합된다. 제1 차륜 샤프트(1521)에 제1 내륜(1523)과 제1 외륜(1525)이 결합되어서 함께 회전한다.The first wheel shaft 1521 extends along the radial direction with respect to the turning axis X, crosses the first rail 1133 and the second rail 1136, and is coupled to the body portion 1510 so as to be freely axially rotatable. do. The first inner ring 1523 and the first outer ring 1525 are coupled to the first wheel shaft 1521 and rotate together.

제1 내륜(1523)은 제1 차륜 샤프트(1521)에 결합되어서 제1 차륜 샤프트(1521)와 함께 축회전한다. 제1 내륜(1523)의 외주면은 제1 레일(1133)의 상면과 접한다. The first inner wheel 1523 is coupled to the first wheel shaft 1521 and pivots together with the first wheel shaft 1521 . The outer circumferential surface of the first inner ring 1523 is in contact with the upper surface of the first rail 1133 .

제1 외륜(1525)은 제1 차륜 샤프트(1521)에 결합되어서 제1 차륜 샤프트(1521)와 함께 축회전한다. 제1 외륜(1525)의 외주면은 제2 레일(1136)의 상면과 접한다. 반경이 큰 제2 레일(1136)의 원주 길이가 반경이 작은 제1 레일(1133)의 원주 길이보다 큰 것을 고려하여, 제2 레일(1136) 상에서 구르는 제1 외륜(1525)의 직경이 제1 레일(1133) 상에서 구르는 제1 내륜(1523)의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.The first outer wheel 1525 is coupled to the first wheel shaft 1521 and pivots together with the first wheel shaft 1521 . The outer peripheral surface of the first outer ring 1525 is in contact with the upper surface of the second rail 1136 . Considering that the circumferential length of the second rail 1136 having a large radius is greater than the circumferential length of the first rail 1133 having a small radius, the diameter of the first outer ring 1525 rolling on the second rail 1136 is the first It is preferable to be formed larger than the diameter of the first inner ring 1523 rolling on the rail 1133 .

제2 차륜 유닛(1530)은 레일부(1131)의 길이방향인 선회축선(X)에 대한 원주방향 상에서 제1 차륜 유닛(1520)과 이격되어서 위치한다. 제2 차륜 유닛(1530)은 제2 차륜 샤프트(1531)과, 제2 차륜 샤프트(1531)에 결합되는 제2 내륜(1533)과, 제2 차륜 샤프트(1531)에 결합되는 제2 외륜(1535)을 구비한다.The second wheel unit 1530 is positioned to be spaced apart from the first wheel unit 1520 in the circumferential direction with respect to the turning axis X, which is the longitudinal direction of the rail unit 1131 . The second wheel unit 1530 includes a second wheel shaft 1531 , a second inner wheel 1533 coupled to the second wheel shaft 1531 , and a second outer wheel 1535 coupled to the second wheel shaft 1531 . ) is provided.

제2 차륜 샤프트(1531)는 선회축선(X)에 대한 반경방향을 따라서 연장되어서 제1 레일(1133)과 제2 레일(1136)을 가로지르고 몸체부(1510)에 자유롭게 축회전이 가능하게 결합된다. 제2 차륜 샤프트(1531)에 제2 내륜(1533)과 제2 외륜(1535)이 결합되어서 함께 회전한다.The second wheel shaft 1531 extends along the radial direction with respect to the pivot axis X, crosses the first rail 1133 and the second rail 1136, and is coupled to the body portion 1510 so as to be freely axially rotatable. do. The second inner ring 1533 and the second outer ring 1535 are coupled to the second wheel shaft 1531 and rotate together.

제2 내륜(1533)은 제2 차륜 샤프트(1531)에 결합되어서 제2 차륜 샤프트(1531)와 함께 축회전한다. 제2 내륜(1533)의 외주면은 제1 레일(1133)의 상면과 접한다.The second inner wheel 1533 is coupled to the second wheel shaft 1531 and pivots together with the second wheel shaft 1531 . The outer circumferential surface of the second inner ring 1533 is in contact with the upper surface of the first rail 1133 .

제2 외륜(1535)은 제2 차륜 샤프트(1531)에 결합되어서 제2 차륜 샤프트(1531)와 함께 축회전한다. 제2 외륜(1535)의 외주면은 제2 레일(1136)의 상면과 접한다. 반경이 큰 제2 레일(1136)의 원주 길이가 반경이 작은 제1 레일(1133)의 원주 길이보다 큰 것을 고려하여, 제2 레일(1136) 상에서 구르는 제2 외륜(1535)의 직경이 제1 레일(1133) 상에서 구르는 제2 내륜(1533)의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.The second outer wheel 1535 is coupled to the second wheel shaft 1531 and pivots together with the second wheel shaft 1531 . The outer peripheral surface of the second outer ring 1535 is in contact with the upper surface of the second rail 1136 . Considering that the circumferential length of the second rail 1136 having a large radius is greater than the circumferential length of the first rail 1133 having a small radius, the diameter of the second outer ring 1535 rolling on the second rail 1136 is the first It is preferable to be formed larger than the diameter of the second inner ring 1533 rolling on the rail 1133 .

구동 샤프트(1540)는 레일부(1131)의 길이방향인 선회축선(X)에 대한 원주방향 상에서 제1 차륜 유닛(1520)과 제2 차륜 유닛(1530)의 사이에 위치한다. 구동 샤프트(1540)는 선회축선(X)에 대한 반경방향을 따라서 연장되어서 제1 레일(1133)과 제2 레일(1136)을 가로지르고 몸체부(1510)에 자유롭게 축회전이 가능하게 결합된다. 구동 샤프트(1540)에 피니언 기어(1550)가 결합되어서 함께 회전한다. 구동 샤프트(1540)는 구동 모터(1560)에 의해 구동되어서 축회전한다.The drive shaft 1540 is positioned between the first wheel unit 1520 and the second wheel unit 1530 in the circumferential direction with respect to the turning axis X, which is the longitudinal direction of the rail part 1131 . The drive shaft 1540 extends along a radial direction with respect to the pivot axis X, crosses the first rail 1133 and the second rail 1136 , and is freely axially rotatably coupled to the body portion 1510 . The pinion gear 1550 is coupled to the drive shaft 1540 and rotates together. The drive shaft 1540 is driven by the drive motor 1560 to pivot.

피니언 기어(1550)는 구동 샤프트(1540)에 결합되어서 구동 샤프트(1540)와 함께 축회전한다. 피니언 기어(1550)는 레일부(1131)의 랙 기어(1139)와 맞물려서 상호작용한다. 피니언 기어(1550)의 회전하면 타워 이송 유닛(1500)이 이동하여 풍력발전유닛(1300)과 타워부(1400)가 선회축선(X)을 중심으로 회전하게 된다. 피니언 기어(1550)의 회전 방향에 따라 풍력발전유닛(1300)과 타워부(1400)의 선회방향이 달라진다.The pinion gear 1550 is coupled to the drive shaft 1540 to pivot with the drive shaft 1540 . The pinion gear 1550 meshes with and interacts with the rack gear 1139 of the rail portion 1131 . When the pinion gear 1550 rotates, the tower transfer unit 1500 moves and the wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 rotate about the pivot axis (X). The rotation direction of the wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 is changed according to the rotation direction of the pinion gear 1550 .

구동 모터(1560)는 전기 또는 유압을 에너지로 하는 회전모터로서, 몸체부(1510)에 결합되어서 구동 샤프트(1540)를 축회전시킨다. 구동 모터(1560)의 작동은 선회 제어부(1600)에 의해 제어된다.The drive motor 1560 is a rotary motor using electricity or hydraulic pressure as energy, and is coupled to the body 1510 to rotate the drive shaft 1540 . The operation of the driving motor 1560 is controlled by the turning control unit 1600 .

선회 제어부(1600)는 타워 이송 유닛(1500)의 구동 모터(1560)를 제어하여 타워 이송 유닛(1500)에 의한 풍력발전 유닛(1300)과 타워부(1400)의 선회를 제어한다. 선회 제어부(1600)는 구동 모터(1560)의 작동을 제어하는 제어기(1610)와, 풍향을 감지하고 감지된 풍향 정보를 제어기(1610)로 전송하는 풍향센서(1620)와, 풍력발전유닛(1300)의 선회 정보가 저장되고 저장된 선회 정보를 제어기(1610)로 제공하는 메모리 장치(1630)를 구비한다.The turning control unit 1600 controls the driving motor 1560 of the tower transfer unit 1500 to control the turning of the wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 by the tower transfer unit 1500 . The turning control unit 1600 includes a controller 1610 for controlling the operation of the driving motor 1560 , a wind direction sensor 1620 for detecting a wind direction and transmitting the sensed wind direction information to the controller 1610 , and a wind power generation unit 1300 . ) and a memory device 1630 for storing the turning information and providing the stored turning information to the controller 1610 .

제어기(1610)는 구동 모터(1560)의 작동을 제어하는 전기적 신호를 생성하여 구동 모터(1560)의 작동을 제어한다. 제어기(1610)는 풍향센서(1620)로부터 전송된 풍향 정보와 메모리 장치(1630)로부터 제공되는 선회 정보를 기초로 구동 모터(1560)의 작동을 제어한다.The controller 1610 controls the operation of the driving motor 1560 by generating an electrical signal for controlling the operation of the driving motor 1560 . The controller 1610 controls the operation of the driving motor 1560 based on wind direction information transmitted from the wind direction sensor 1620 and turning information provided from the memory device 1630 .

풍향센서(1620)는 풍향을 감지하고 감지된 풍향 정보를 제어기(1610)로 전송한다. 풍향센서(1620)에 의해 제어기(1610)로 전송된 풍향 정보는 구동 모터(1560)의 제어에 이용된다. 풍향센서(1620)로는 통상적인 구성의 것이 사용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The wind direction sensor 1620 detects a wind direction and transmits the sensed wind direction information to the controller 1610 . Wind direction information transmitted to the controller 1610 by the wind direction sensor 1620 is used to control the driving motor 1560 . As the wind direction sensor 1620, a conventional configuration may be used, so a detailed description thereof will be omitted.

메모리 장치(1630)에는 풍력발전유닛(1300)과 타워부(1400)의 선회 정보가 기록되어 저장되며, 메모리 장치(1630)에 저장된 선회 정보는 제어기(1610)로 제공되어서 구동 모터(1560)의 제어에 이용된다.The turning information of the wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 is recorded and stored in the memory device 1630 , and the turning information stored in the memory device 1630 is provided to the controller 1610 to control the driving motor 1560 . used for control

선회 제어부(1600)에 의한 타워 이송 유닛(1500)의 작동 제어는 회전축선(Y)이 바람을 향하도록 하는 경우와 전력 케이블(1900)의 꼬임을 풀기 위한 경우에 이루어진다.Operation control of the tower transfer unit 1500 by the turning control unit 1600 is made in a case in which the rotation axis Y is directed to the wind and in the case of untwisting the power cable 1900 .

먼저, 회전축선(Y)이 바람을 향하도록 하는 경우를 설명하면, 우선 타워부(1400)가 부유 구조물(1100)에 대해 선회축선(X)을 중심으로 자유롭게 선회가 가능한 상태에서 수직 날개(1440)에 의한 수동 조절이 이루어진다. 수직 날개(1440)에 의한 수동 조절이 이루어진 후 선회 제어부(1600)는 풍향센서(1620)로부터 전송되는 풍향 정보를 이용하여 구동 모터(1560)의 작동을 제어하여 타워 이송 유닛(1500)을 이동시킴으로써 풍력발전유닛(1300)의 선회각도를 능동적으로 정밀하게 조절한다.First, if the case in which the axis of rotation (Y) is directed to the wind is described, first, the vertical blades 1440 in a state in which the tower unit 1400 can freely pivot around the axis of rotation (X) with respect to the floating structure 1100. ) by manual adjustment. After manual adjustment by the vertical blades 1440 is made, the turning control unit 1600 controls the operation of the driving motor 1560 using the wind direction information transmitted from the wind direction sensor 1620 to move the tower transfer unit 1500 . The turning angle of the wind power generation unit 1300 is actively and precisely adjusted.

다음, 전력 케이블(1900)의 꼬임을 풀기 위한 경우를 설명하면, 제어기(1610)는 메모리 장치(1630)로부터 제공되는 풍력발전유닛(1300)과 타워부(1400)의 선회 정보를 이용하여 외부로 노출된 전력 케이블(1900)의 꼬인 횟수를 확인하여, 꼬인 횟수가 설정된 꼬임 횟수의 이상인 경우에 꼬임 방향의 반대방향으로 선회하도록 구동 모터(1560)를 작동시켜서 전력 케이블(1900)의 꼬임을 풀어준다. 본 실시예에서는 상기 설정된 꼬임 횟수가 4회인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.Next, if the case for untwisting the power cable 1900 is described, the controller 1610 uses the turning information of the wind power generation unit 1300 and the tower unit 1400 provided from the memory device 1630 to the outside. Check the number of twists of the exposed power cable 1900, and when the number of twists is greater than or equal to the set number of twists, the driving motor 1560 is operated to turn in the opposite direction to the twist direction to release the twist of the power cable 1900 . In this embodiment, it is described that the set number of twists is 4, but the present invention is not limited thereto.

도 8에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 풍력발전 시스템이 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 풍력발전 시스템(2000)은, 부유 구조물(2100)과, 복수개의 계류 로프(1200)들과, 풍력발전유닛(1300)과, 타워부(1400)와, 타워 이송 유닛(1500)과, 선회 제어부(미도시)를 포함한다. 도 8에 도시된 부유식 풍력발전 시스템(2100)에서 부유 구조물(2100)을 제외한 나머지 구성들은 도 1에 도시된 실시예에서 대응하는 구성과 대체로 동일하므로, 여기서는 부유 구조물(2100)에 대해서만 설명한다.8 shows a floating wind power generation system according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8 , a floating wind power generation system 2000 according to another embodiment of the present invention includes a floating structure 2100 , a plurality of mooring ropes 1200 , a wind power generation unit 1300 , and a tower It includes a unit 1400, a tower transfer unit 1500, and a turning control unit (not shown). In the floating wind power generation system 2100 shown in FIG. 8 , the rest of the configurations except for the floating structure 2100 are substantially the same as the corresponding configurations in the embodiment shown in FIG. 1 , so only the floating structure 2100 will be described here. .

부유 구조물(2100)은 수중에 일부가 잠긴 상태로 부유한다. 부유 구조물(2100)은 부력을 제공하는 복수개의 부유체(2110)들과, 타워부(1400)를 지지하는 타워 지지 모듈(1130)과, 복수개의 부유체(1110)들과 타워 지지 모듈(1130)을 일체로 연결하는 복수개의 수직 주기둥(2120)들과, 복수개의 부유체(1110)들을 연결하는 복수개의 부유체 연결대(2150)들과, 타워 지지 모듈(1130)과 복수개의 부유 연결대(2150)들을 연결하는 복수개의 수직 보조기둥(2160)들을 구비한다.The floating structure 2100 floats in a state partially submerged in water. The floating structure 2100 includes a plurality of floating bodies 2110 providing buoyancy, a tower support module 1130 supporting the tower unit 1400 , a plurality of floating bodies 1110 , and a tower support module 1130 . ( A plurality of vertical auxiliary pillars 2160 connecting the 2150 are provided.

복수개의 부유체(2110)들은 수중에 전체가 잠긴 상태로 부력을 제공한다. 복수개의 부유체(2110)들은 선회축선(X)을 중심으로 원주방향을 따라서 등간격으로 이격되어서 배치된다.The plurality of floating bodies 2110 provide buoyancy while being fully submerged in water. A plurality of floating bodies 2110 are arranged to be spaced apart at equal intervals along the circumferential direction about the pivot axis (X).

타워 지지 모듈(1130)의 구성 및 작용은 도 1에 도시된 실시예의 타워 지지 모듈(1130)과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration and operation of the tower support module 1130 are the same as those of the tower support module 1130 of the embodiment shown in FIG. 1 , a detailed description thereof will be omitted.

복수개의 수직 주기둥(2120)들 각각은 연직방향을 따라 길게 연장된다. 수직 주기둥(2120)의 상단 및 하단 각각에는 타워 지지 모듈(1130)과 부유체(1130)가 결합된다.Each of the plurality of vertical main pillars 2120 extends long in the vertical direction. A tower support module 1130 and a floating body 1130 are coupled to each of the upper and lower ends of the vertical main column 2120 .

복수개의 부유체 연결대(2150)들 각각은 선회축선(X)을 중심으로 원주방향을 따라서 이어지도록 연결되며, 복수개의 부유체(1110)들과 결합된다.Each of the plurality of floating body connecting rods 2150 is connected to run along the circumferential direction with respect to the pivot axis X, and is coupled to the plurality of floating bodies 1110 .

복수개의 수직 보조기둥(2160)들 각각은 연직방향을 따라 길게 연장된다. 수직 보조 기둥(2160)의 상단 및 하단 각각에는 타워 지지 모듈(1130)과 부유체 연결대(2150)가 결합된다.Each of the plurality of vertical auxiliary pillars 2160 is elongated in the vertical direction. A tower support module 1130 and a floating body connecting rod 2150 are coupled to each of the upper and lower ends of the vertical auxiliary column 2160 .

추가적으로 부유 구조물(2100)의 하부와 둘레에는 복수개의 연결 막대들이 형성된다.Additionally, a plurality of connecting rods are formed on the lower portion and the circumference of the floating structure 2100 .

도시되지는 않았으나, 부유 구조물(2100)의 하면과 둘레면에는 양식망이 설치된다. 그에 따라, 부유 구조물(2100)의 내부 공간(2190)에는 가두리 양식이 가능한 어장이 형성된다.Although not shown, a culture net is installed on the lower surface and the circumferential surface of the floating structure 2100 . Accordingly, a fishing field capable of cage farming is formed in the inner space 2190 of the floating structure 2100 .

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described through the above examples, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present invention.

1000 : 부유식 풍력발전 시스템 1100 : 부유 구조물
1110 : 부유체 1120 : 부유체 연결대
1130 : 타워 지지 모듈 1131 : 레일부
1133 : 제1 레일 1136 : 제2 레일
1139 : 랙 기어 1140 : 감쇠판
1200 : 계류 로프 1300 : 풍력발전유닛
1310 : 나셀 1311 : 발전기
1320 : 로터 지지부 1330 : 로터 유닛
1331 : 회전 샤프트 1333 : 블레이드
1400 : 타워부 1410 : 제1 기둥
1420 : 제2 기둥 1430 : 제3 기둥
1440 : 수직 날개 1450 : 제1 지지대
1460 : 제2 지지대 1470 : 타워 보조 연결대
1500 : 타워 이송 유닛 1510 : 몸체부
1520 : 제1 차륜 유닛 1521 : 제1 차륜 샤프트
1523 : 제1 내륜 1525 : 제1 외륜
1530 : 제2 차륜 유닛 1531 : 제2 차륜 샤프트
1533 : 제2 내륜 1535 : 제2 외륜
1540 : 구동 샤프트 1550 : 피니언 기어
1560 : 구동 모터 1600 : 선회 제어부
1610 : 제어기 1620 : 풍향센서
1630 : 메모리 장치1000: floating wind power system 1100: floating structure
1110: floating body 1120: floating body connecting rod
1130: tower support module 1131: rail unit
1133: first rail 1136: second rail
1139: rack gear 1140: damping plate
1200: mooring rope 1300: wind power unit
1310: Nacelle 1311: Generator
1320: rotor support 1330: rotor unit
1331: rotating shaft 1333: blade
1400: tower 1410: first pillar
1420: second pillar 1430: third pillar
1440: vertical wing 1450: first support
1460: second support 1470: tower auxiliary connecting rod
1500: tower transfer unit 1510: body part
1520: first wheel unit 1521: first wheel shaft
1523: first inner ring 1525: first outer ring
1530: second wheel unit 1531: second wheel shaft
1533: second inner ring 1535: second outer ring
1540: drive shaft 1550: pinion gear
1560: drive motor 1600: turning control unit
1610: controller 1620: wind direction sensor
1630: memory device

Claims (12)

부력에 의해 수중에 일부가 잠긴 상태로 부유하는 부유 구조물;
상기 부유 구조물의 위에 위치하는 풍력발전유닛;
상기 부유 구조물의 위에서 상기 풍력발전유닛을 지지하는 타워부; 및
상기 타워부를 상기 부유 구조물에 대해 이동시키는 타워 이송 유닛을 포함하며,
상기 풍력발전유닛은 수평방향으로 연장되어서 회전축선을 중심으로 축회전하는 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트에 결합된 복수개의 블레이드들을 구비하며,
상기 타워부는 상기 부유 구조물에 대해 높이방향을 따라서 연장되는 선회축선을 중심으로 축회전이 가능하며,
상기 부유 구조물은 상기 타워부를 아래에서 지지하는 타워 지지 모듈을 구비하며,
상기 타워 지지 모듈은 상기 선회축선을 중심으로 하는 원형의 레일부를 구비하며,
상기 타워 이송 유닛이 상기 레일부를 따라서 이동함으로써 상기 타워부가 상기 부유 구조물에 대해 상기 선회축선을 중심으로 축회전하는,
부유식 풍력발전 시스템.Floating structures floating in a state partially submerged in water by buoyancy;
a wind power unit located on the floating structure;
a tower part for supporting the wind power generation unit on the floating structure; and
and a tower transfer unit for moving the tower part with respect to the floating structure,
The wind power generation unit includes a rotating shaft extending in the horizontal direction and rotating about the axis of rotation, and a plurality of blades coupled to the rotating shaft,
The tower part is axially rotatable about the pivot axis extending along the height direction with respect to the floating structure,
The floating structure includes a tower support module that supports the tower part from below,
The tower support module has a circular rail part centered on the pivot line,
By moving the tower transfer unit along the rail portion, the tower portion rotates about the pivoting axis with respect to the floating structure,
Floating wind power system. 청구항 1에 있어서,
상기 레일부는 래크 기어를 구비하며,
상기 타워 이송 유닛은 상기 래크 기어와 맞물리는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동 모터를 구비하는,
부유식 풍력발전 시스템.The method according to claim 1,
The rail unit is provided with a rack gear,
The tower transfer unit comprises a pinion gear meshing with the rack gear, and a drive motor for rotating the pinion gear,
Floating wind power system. 청구항 1에 있어서,
상기 레일부는 제1 레일과, 상기 제1 레일보다 반경방향 바깥에 위치하는 제2 레일을 구비하며,
상기 타워 이송 유닛은 상기 제1 레일 상에서 구르는 내륜과, 상기 제2 레일 상에서 구르는 외륜과 상기 내륜과 상기 외륜을 연결하는 차륜 샤프트를 구비하는 차륜 유닛을 구비하는,
부유식 풍력발전 시스템.The method according to claim 1,
The rail unit includes a first rail and a second rail positioned radially outside the first rail,
The tower transfer unit includes a wheel unit having an inner ring rolling on the first rail, an outer ring rolling on the second rail, and a wheel shaft connecting the inner ring and the outer ring,
Floating wind power system. 청구항 3에 있어서,
상기 차륜 유닛은 상기 레일부의 길이방향 상에서 차례대로 복수개가 배치되는,
부유식 풍력발전 시스템.4. The method of claim 3,
A plurality of the wheel units are sequentially arranged in the longitudinal direction of the rail part,
Floating wind power system. 청구항 3에 있어서,
상기 레일부는 상기 제1 레일과 상기 제2 레일의 사이에 위치하는 래크 기어를 더 구비하며,
상기 타워 이송 유닛은 상기 래크 기어와 맞물리는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동 모터를 구비하는,
부유식 풍력발전 시스템.4. The method of claim 3,
The rail unit further includes a rack gear positioned between the first rail and the second rail,
The tower transfer unit comprises a pinion gear meshing with the rack gear, and a drive motor for rotating the pinion gear,
Floating wind power system. 청구항 1에 있어서,
상기 타워 이송 유닛은 상기 레일부 상에서 원주방향을 따라서 복수개가 구비되는,
부유식 풍력발전 시스템.The method according to claim 1,
The tower transfer unit is provided in plurality along the circumferential direction on the rail portion,
Floating wind power system. 청구항 1에 있어서,
상기 타워 이송 유닛의 작동을 제어하는 선회 제어부를 더 포함하는,
부유식 풍력발전 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a turning control unit for controlling the operation of the tower transfer unit,
Floating wind power system. 청구항 7에 있어서,
상기 타워 이송 유닛은 구동 모터를 구비하며,
상기 선회 제어부는 상기 구동 모터를 제어하는 제어기와, 풍향을 감지하고 감지된 풍향 정보를 상기 제어기로 전송하는 풍향센서를 구비하며,
상기 제어기는 상기 풍향 정보에 기초하여 상기 구동 모터를 제어하는,
부유식 풍력발전 시스템.8. The method of claim 7,
The tower transfer unit has a drive motor,
The turning control unit includes a controller for controlling the driving motor, and a wind direction sensor for detecting a wind direction and transmitting the sensed wind direction information to the controller,
the controller controls the driving motor based on the wind direction information;
Floating wind power system. 청구항 7에 있어서,
상기 선회 제어부는 상기 타워부의 회전 정보가 저장된 메모리 장치를 더 구비하며,
상기 제어기는 상기 회전 정보에 기초하여 상기 구동 모터를 제어하는,
부유식 풍력발전 시스템.8. The method of claim 7,
The turning control unit further includes a memory device in which rotation information of the tower unit is stored,
The controller controls the drive motor based on the rotation information,
Floating wind power system. 청구항 9에 있어서,
상기 제어기는 상기 회전 정보를 이용하여 외부로 노출되는 전력 케이블의 꼬인 횟수를 확인하며,
상기 꼬인 횟수가 설정된 횟수의 이상인 경우에 상기 전력 케이블이 꼬인 방향의 반대방향으로 상기 타워부가 회전하도록 상기 구동 모터를 작동시키는,
부유식 풍력발전 시스템.10. The method of claim 9,
The controller checks the number of twists of the power cable exposed to the outside using the rotation information,
When the number of twists is greater than or equal to a set number of times, operating the drive motor to rotate the tower unit in a direction opposite to the direction in which the power cable is twisted,
Floating wind power system. 청구항 1에 있어서,
상기 타워부에 고정되어서 설치되고 연직방향으로 세워진 판상의 수직 날개를 더 포함하며,
상기 수직 날개는 상기 회전축선을 따라 배향되어서, 상기 수직 날개가 받는 바람의 힘에 의해 상기 회전 샤프트가 바람이 불어오는 방향을 따라 배치되도록 힘을 받는,
부유식 풍력발전 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a plate-shaped vertical wing fixed to the tower unit and installed in the vertical direction,
wherein the vertical blades are oriented along the axis of rotation, such that the force of the wind on the vertical blades forces the rotation shaft to be positioned along the wind direction,
Floating wind power system. 청구항 11에 있어서,
상기 타워 이송 유닛의 작동을 제어하는 선회 제어부를 더 포함하며,
상기 풍력발전유닛의 방향은 상기 수직 날개에 의해 조절된 후 상기 선회 제어부에 의해 제어되는,
부유식 풍력발전 시스템.12. The method of claim 11,
Further comprising a turning control unit for controlling the operation of the tower transfer unit,
The direction of the wind power generation unit is controlled by the turning control unit after being adjusted by the vertical blades,
Floating wind power system.
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KR20110034395A (en) * 2009-09-28 2011-04-05 현대제철 주식회사 Device of wind power generation for chimney
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