KR20230037327A - Sub structure for floating wind turbine - Google Patents

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KR20230037327A
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박동수
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Abstract

According to the present invention, a sub structure for a floating wind turbine is able to connect corners of floating bodies (100), which are arranged to face each other at the shortest distance among floating bodies (100), to cross each other by a large number of connection wires (300) in order to minimize the inclination of the wind turbine (200) installed on a center of an upper surface of the floating bodies (100) by the resistance of the floating bodies (100) against the wind, and to connect the corners of the floating bodies (100) located on a front side and a rear side of the direction from which the wind blows to the sea bottom by a large number of tethers (400). Therefore, the present invention can minimize the shaking of the wind turbine, prevent the malfunction of rotating blades and machinery in the wind turbine due to impact and vibration, and secure stability.

Description

부유식 풍력터빈 하부구조{SUB STRUCTURE FOR FLOATING WIND TURBINE}Floating wind turbine substructure {SUB STRUCTURE FOR FLOATING WIND TURBINE}

본 발명은 부유식 구조물이 여러개 집단적으로 설치되어 운영되는 플랫폼 시스템에 적용되는 부유식 풍력터빈 하부구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 있어서, 바람에 불어오는 방향의 앞뒤에 위치하는 부유식 구조물들을 연결와이어에 연결하여 풍력터빈을 지지하는 타워기둥의 기울어짐을 최소화할 수 있도록 한 부유식 풍력터빈 하부구조에 관한 것이다.The present invention relates to a floating wind turbine substructure applied to a platform system in which a plurality of floating structures are collectively installed and operated, and more particularly, to connect floating structures located in the front and rear of the windward direction. It relates to a floating wind turbine substructure connected to a wire to minimize inclination of a tower column supporting the wind turbine.

일반적으로 신재생 에너지 중에서 현재 기술로 개발이 가능한 대용량 발전기술 중 하나는 풍력에너지이다. In general, one of the large-capacity power generation technologies that can be developed with current technologies among new and renewable energies is wind energy.

우리나라 육지의 경우 바람의 속도가 발전을 하기에 적당한 곳은 한정되어 있으므로, 현재는 해상풍력으로 진출하고 있는 실정이다. In the case of land in Korea, wind speed suitable for power generation is limited, so it is currently advancing into offshore wind power.

그러나, 해상풍력도 근해의 깊지 않는 곳은 민원과 발전이 가능한 곳의 부지의 한계로 먼 바다로 나가는 경향이 있다. However, offshore wind power also tends to go out to the far sea due to civil complaints and limitations of sites where power generation is possible in shallow offshore areas.

즉, 해상풍력이 먼바다로 나가게 되면, 근해에서 사용하는 방식의 지지구조는 설치비가 너무 많이 소요되므로 지지구조의 방식을 해저지반에 기초를 구축하는 방식이 아닌 물에 띄우는 부유식이 경제적이다.That is, when the offshore wind power goes out to the sea, the support structure used in the near sea requires too much installation cost, so the floating type of the support structure is economical rather than the method of building a foundation on the seabed.

고정식 구조물은 50m가 한계로, 50m 보다 깊게되면 설치비용이 기하급수적으로 증가하게 된다.A fixed structure has a limit of 50m, and if it is deeper than 50m, the installation cost increases exponentially.

부유식 구조는 구조체를 물에 띄우고, 풍력터빈에서 받는 풍하중을 지지하기 위하여 대규모 구조물을 설치해야 한다는 점이다.The floating structure is that a large-scale structure must be installed to float the structure on water and support the wind load received from the wind turbine.

부유식 구조는 파도 등 해양환경에서 안정성을 확보하는 것이 가장 중요한 핵심기술이다.The floating structure is the most important core technology to secure stability in the marine environment such as waves.

지금까지 부유식 구조에서 안정성을 확보하는 방법은 해수 발라스팅과 계류시스템에 의하여 확보하고 있다.Until now, the method of securing stability in floating structures has been secured by seawater ballasting and mooring systems.

해수를 이용한 발라스팅 방법은 부유식 풍력구조물 외부에서 작용하는 바람 및 파도의 영향에 의한 기울어짐에 대응하기 위하여 탱크에 물을 채우거나 비움으로 외부의 영향을 최소화 하기 위한 방법이다. 즉, 발라스팅을 하기 위해서는 내부 전력을 이용하여 공기나 물을 순환시킴으로써 작동한다.The ballasting method using seawater is a method for minimizing external influence by filling or emptying the tank with water in order to respond to the inclination caused by the influence of wind and waves acting outside the floating wind power structure. That is, in order to perform ballasting, it operates by circulating air or water using internal power.

그러나, 이러한 종래의 발라스팅 방법에 의한 부유식 구조는 도 1과 같이 부유체가 지중인 해저에 고정되지 않고 떠있는 상태로 테더에 의하여 고정되기 때문에 외부의 태풍이나 파도에 의하여 흔들리지 않고 안정성을 유지하기 어렵고, 이로 인하여 부유체에 수직으로 세워진 풍력터빈의 타워기둥의 심한 흔들림에 의해 회전되는 블레이드 및 기계장치가 충격 및 진동에 의해 쉽게 고장을 일으킨다는 문제점이 있었다. However, since the floating structure by the conventional ballasting method is fixed by a tether in a floating state without being fixed to the seabed in the ground as shown in FIG. 1, it is difficult to maintain stability without being shaken by external typhoons or waves. It is difficult, and due to this, there is a problem in that blades and mechanical devices rotated by severe shaking of a tower column of a wind turbine erected vertically on a floating body easily cause failure due to shock and vibration.

대한민국 등록특허공보 제10-2105173호(2020.04.21.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2105173 (2020.04.21.)

본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 부유식 구조물이 여러개 집단적으로 연결와이어에 의해 연결 설치되어 운영되는 플랫폼 시스템에서 풍력터빈의 흔들림을 최소화하여 회전되는 블레이드 및 풍력터빈 내의 기계장치가 충격 및 진동에 의해 고장을 일으키는 것을 방지하는 등 안정성을 확보할 수 있는 부유식 풍력터빈 하부구조를 제공하는데 있다.An object of the present invention has been made in view of the existing problems, and in a platform system in which several floating structures are collectively installed and operated by connecting wires, rotating blades and machines in the wind turbine are minimized to shake the wind turbine. An object of the present invention is to provide a floating wind turbine substructure capable of securing stability, such as preventing a device from malfunctioning due to shock and vibration.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부유식 풍력터빈 하부구조는, 상면 중심에 풍력터빈이 수직으로 설치되도록 지지하는 다수의 부유체; 다수의 상기 부유체 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 부유체의 상면 모서리와 타측 상기 부유체의 하면 모서리를 각각 연결하는 다수의 제1 연결와이어; 다수의 상기 부유체 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 부유체의 하면 모서리와 타측 상기 부유체의 상면 모서리를 각각 연결하는 다수의 제2 연결와이어; 및 다수의 부유체 중 서로 최장거리에 배치된 일측 상기 부유체와 타측 상기 부유체의 상면 및 하면 모서리와 해저를 각각 연결하는 다수의 테더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A floating wind turbine substructure according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem includes a plurality of floating bodies supporting the wind turbine to be vertically installed at the center of the upper surface; a plurality of first connecting wires connecting an upper surface edge of one floating body and a lower surface edge of the other floating body disposed opposite to each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies; a plurality of second connection wires respectively connecting a lower surface edge of one floating body and an upper surface edge of the other floating body disposed opposite to each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies; and a plurality of tethers respectively connecting upper and lower corners of the floating body on one side and the bottom of the seafloor of the floating body on the other side, which are disposed at the longest distance from each other among the plurality of floating bodies.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 부유체는, 상면 네 모서리에 상기 제1 연결와이어의 일측단과 상기 제2 연결와이어의 일측단이 선택적으로 연결되도록 수직으로 상부 지지봉이 각각 설치되고, 하면 네 모서리에 상기 제1 연결와이어의 타측단과 상기 제2 연결와이어의 타측단 및 상기 테더의 일측단이 선택적으로 연결되도록 수직으로 하부 지지봉이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, in the floating body of the present invention, upper support rods are installed vertically so that one end of the first connection wire and one end of the second connection wire are selectively connected to the four corners of the upper surface, respectively, and the four corners of the lower surface. It is characterized in that a lower support rod is installed vertically so that the other end of the first connection wire, the other end of the second connection wire, and the one end of the tether are selectively connected to each other.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 상부 지지봉과 상기 하부 지지봉들은 상기 부유체의 상면 및 하면 네 모서리에서 동일한 수직 중심으로 설치되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the upper support rod and the lower support rod of the present invention are characterized in that they are installed at the same vertical center at four corners of the upper and lower surfaces of the floating body.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 상부 지지봉과 상기 하부 지지봉들의 직경 및 높이는 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, it is characterized in that the diameter and height of the upper support bar and the lower support bar of the present invention are formed the same.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 상부 지지봉과 상기 하부 지지봉들은 부력을 높이도록 진공처리된 중공체인 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the upper support rod and the lower support rod of the present invention are characterized in that they are vacuum-treated hollow bodies to increase buoyancy.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 다수의 제1 연결와이어는 일측 상기 부유체의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉과 타측 상기 부유체의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉을 매개로 각각 연결되고, 다수의 제2 연결와이어는 일측 상기 부유체의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉과 타측 상기 부유체의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉을 매개로 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the plurality of first connecting wires of the present invention are each connected to the upper support rod of one side of the upper edge of the floating body and the lower support rod of the lower edge of the other side of the floating body as a medium, and a plurality of second connecting wires The connecting wire is characterized in that the lower support rod of one side of the lower edge of the floating body and the upper support rod of the upper edge of the other side of the floating body are respectively connected.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 제1 연결와이어와 제2 연결와이어는 다수의 상기 부유체 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 상부 지지봉 상면과 상기 하부 지지봉 하면을 각각 연결하도록 서로 크로스되어 바람방향에 저항하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the first connection wire and the second connection wire of the present invention cross each other so as to connect the upper surface of the upper support bar and the lower surface of the lower support bar, respectively, disposed opposite to each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies. It is characterized by resistance to wind direction.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 다수의 테더의 상단은 다수의 상기 부유체의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉 상면과 다수의 상기 부유체의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉 하면에 각각 연결되어 바람방향에 저항하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment, the upper ends of the plurality of tethers of the present invention are connected to the upper surface of the upper support bar among the upper surface edges of the plurality of floating bodies and the lower surface of the lower support bar among the lower surface edges of the plurality of floating bodies, respectively, to resist the wind direction. It is characterized by doing.

본 발명의 부유식 풍력터빈 하부구조는 부유체가 여러개 집단적으로 설치되어 운영되는 플랫폼 시스템에서 부유체들이 바람에 스스로 저항하여 부유체들의 상면 중심에 설치된 풍력터빈의 기울어짐을 최소화하도록 부유체들 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 부유체들의 모서리를 다수의 연결와이어에 의해 서로 크로스되게 연결하고, 바람에 불어오는 방향의 앞뒤에 위치하는 부유체들의 모서리를 다수의 테더에 의해 해저와 연결하는 부유식 구조물이기 때문에 풍력터빈의 흔들림을 최소화할 수 있고, 이로 인하여 회전되는 블레이드 및 풍력터빈 내의 기계장치가 충격 및 진동에 의해 고장을 일으키는 것을 방지하는 등 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다. In the floating wind turbine substructure of the present invention, in a platform system in which several floating bodies are collectively installed and operated, the floating bodies resist the wind on their own to minimize inclination of the wind turbine installed at the center of the upper surface of the floating bodies so that they are the shortest to each other among the floating bodies. A floating structure that connects the edges of floating bodies facing each other in the street crosswise with a plurality of connecting wires, and connects the edges of the floating bodies located in the front and rear of the windward direction to the seabed by a plurality of tethers. Because of this, it is possible to minimize shaking of the wind turbine, and thus, there is an advantage in securing stability, such as preventing rotation of blades and mechanical devices in the wind turbine from causing failure due to shock and vibration.

도 1은 종래의 하부구조 흔들림에 따른 풍력터빈 고정 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 구조물의 부유체 네 모서리에 기둥이 설치된 상태를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 구조물의 부유체가 주위의 부유체와 연결되는 상태를 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 부유식 구조물이 풍력터빈으로 인하여 외력을 받을 때 작동하는 원리를 설명하기 위한 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 부유식 구조물의 상호작용 시 작동 원리를 설명하기 위한 구성도.1 is an exemplary view of fixing a wind turbine according to shaking of a conventional substructure.
Figure 2 is a configuration diagram showing a state in which pillars are installed at four corners of the floating body of the floating structure according to the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram showing a state in which the floating body of the floating structure according to the present invention is connected to the surrounding floating body.
Figure 4 is a configuration diagram for explaining the principle of operation when the floating structure according to the present invention receives an external force due to a wind turbine.
Figure 5 is a configuration diagram for explaining the operating principle during interaction of the floating structure according to the present invention.

이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.Hereinafter, in order to fully understand the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings 2 to 5. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the examples described in detail below. Therefore, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer explanation. It should be noted that in each drawing, the same configuration may be indicated by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 풍력터빈 하부구조는, 상면 중심에 풍력터빈(200)이 수직으로 설치되도록 지지하는 다수의 부유체(100); 다수의 상기 부유체(100) 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 부유체(100)의 상면 모서리와 타측 상기 부유체(100)의 하면 모서리를 각각 연결하는 다수의 제1 연결와이어(300); 다수의 상기 부유체(100) 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 부유체(100)의 하면 모서리와 타측 상기 부유체(100)의 상면 모서리를 각각 연결하는 다수의 제2 연결와이어(310); 및 다수의 부유체(100) 중 서로 최장거리에 배치된 일측 상기 부유체(100)와 타측 상기 부유체(100)의 상면 및 하면 모서리와 해저를 각각 연결하는 다수의 테더(400);를 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3 , a floating wind turbine substructure according to an embodiment of the present invention includes a plurality of floating bodies 100 supporting the wind turbine 200 to be vertically installed at the center of the upper surface; A plurality of first connection wires (300) connecting the upper edge of one floating body (100) and the lower edge of the other floating body (100) disposed facing each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies (100). ); A plurality of second connection wires 310 connecting the lower surface corner of one floating body 100 and the upper surface edge of the other floating body 100 disposed opposite to each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies 100, respectively. ); and a plurality of tethers 400 respectively connecting the upper and lower corners of the floating body 100 on one side and the bottom of the seafloor of the floating body 100 on the other side, which are disposed at the longest distance from each other among the plurality of floating bodies 100. do.

즉, 상기 블레이드(220)를 구비한 풍력터빈(200)은 상기 부유체(100)의 상면 중심에 설치되는 타워기둥(210)에 의해 일정 높이에 배치된다. That is, the wind turbine 200 having the blades 220 is disposed at a certain height by the tower pillar 210 installed at the center of the upper surface of the floating body 100 .

상기 부유체(100)는 부력을 높이도록 진공처리된 중공의 정사각형 및 기타 모양으로 이루어진 것으로서, 상면 네 모서리에 상기 제1 연결와이어(300)의 일측단과 상기 제2 연결와이어(310)의 일측단이 선택적으로 연결되도록 수직으로 상부 지지봉(110)이 각각 설치되고, 하면 네 모서리에 상기 제1 연결와이어(300)의 타측단과 상기 제2 연결와이어(310)의 타측단 및 상기 테더(400)의 일측단이 선택적으로 연결되도록 수직으로 하부 지지봉(120)이 각각 설치된다. The floating body 100 is made of a hollow square or other shape that has been vacuum-processed to increase buoyancy, and has one end of the first connection wire 300 and one end of the second connection wire 310 at four corners of the upper surface. Upper support rods 110 are installed vertically so that they are selectively connected, and the other end of the first connection wire 300, the other end of the second connection wire 310, and the tether 400 are installed at four corners of the lower surface. The lower support rods 120 are installed vertically so that one end is selectively connected.

상기 상부 지지봉(110)과 상기 하부 지지봉(120)들은 상기 부유체(100)의 상면 및 하면 네 모서리에서 동일한 수직 중심으로 설치되고, 상기 상부 지지봉(110)과 상기 하부 지지봉(120)들의 직경 및 높이는 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. The upper support bar 110 and the lower support bar 120 are installed at the same vertical center at the four corners of the upper and lower surfaces of the floating body 100, and the diameter and It is preferable that the height is formed the same.

상기 다수의 제1 연결와이어(300)는 일측 상기 부유체(100)의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉(110)과 타측 상기 부유체(100)의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉(120)을 매개로 각각 연결되고, 다수의 제2 연결와이어(310)는 일측 상기 부유체(100)의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉(120)과 타측 상기 부유체(100)의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉(110)을 매개로 각각 연결된다. The plurality of first connection wires 300 are connected via the upper support bar 110 among the upper edge of the floating body 100 on one side and the lower support bar 120 among the lower edge of the floating body 100 on the other side, respectively. connected, and the plurality of second connecting wires 310 mediate the lower support bar 120 among the lower edge edges of the floating body 100 on one side and the upper support bar 110 among the upper edge edges of the floating body 100 on the other side. connected to each

이때, 상기 제1 연결와이어(300)와 제2 연결와이어(310)는 다수의 상기 부유체(100) 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 상부 지지봉(110) 상면과 상기 하부 지지봉(120) 하면을 각각 연결하도록 서로 크로스되어 바람방향에 저항하게 된다. At this time, the first connection wire 300 and the second connection wire 310 are disposed to face each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies 100, and the upper surface of the upper support rod 110 and the lower support rod 120 ) to cross each other to connect the lower surfaces to resist the wind direction.

상기 다수의 테더(400)의 상단은 다수의 상기 부유체(100)의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉(110) 상면과 다수의 상기 부유체(100)의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉(120) 하면에 각각 연결되어 바람방향에 저항하게 된다. The upper ends of the plurality of tethers 400 are located on the upper surface of the upper support bar 110 among the upper surface edges of the plurality of floating bodies 100 and the lower surface of the lower support bar 120 among the lower surface edges of the plurality of floating bodies 100. They are connected to each other to resist the wind direction.

즉, 바람방향과 유사한 표층수 해류방향에 의하여 다수의 하부 지지봉(120)이 바람방향과 반대방향으로 기울어지며 바람방향에 저항할 수 있게 된다. That is, by the surface water current direction similar to the wind direction, the plurality of lower support rods 120 are inclined in the opposite direction to the wind direction and can resist the wind direction.

이와 같이 구성된 본 발명의 부유식 풍력터빈 하부구조는 도 4에 표시한 바람방향(화살표)에 따라 다수의 부유체(100) 중 첫 번째 부유체(100)의 상면 네 모서리에 각각 설치된 상부 지지봉(110)이 바람의 저항에 의하여 왼쪽으로 기울어지게 된다. The floating wind turbine substructure of the present invention configured as described above is an upper support bar ( 110) tilts to the left due to wind resistance.

이때, 첫 번째 부유체(100)의 상부 지지봉(110)이 기울어짐에 따라 첫 번째 부유체(100) 전체가 회전하게 되면서 첫 번째 부유체(100)의 하면 네 모서리에 각각 설치된 하부 지지봉(120)은 오른쪽으로 기울어지게 된다. At this time, as the upper support bar 110 of the first floating body 100 is tilted, the entire first floating body 100 rotates, and the lower support bar 120 installed at each of the four corners of the lower surface of the first floating body 100 ) is tilted to the right.

그리고 첫 번째 부유체(100)의 하부 지지봉(120)과 제1 연결와이어(300)에 연결된 두 번째 부유체(100)의 상부 지지봉(110)은 제1 연결와이어(300)에 의해 당겨지게 됨으로써 두 번째 부유체(100)의 상부 지지봉(110)은 바람의 반대 방향으로 기울어지려는 힘을 받음에 따라 다시 역으로 첫 번째 부유체(100)에 바람의 방향에 거슬리는 힘을 전달하기 때문에 한 방향으로 바람이 불어도 안정성을 유지할 수 있는 것이다. And the upper support rod 110 of the second floating body 100 connected to the lower support rod 120 of the first floating body 100 and the first connecting wire 300 is pulled by the first connecting wire 300, As the upper support bar 110 of the second floating body 100 receives the force to tilt in the opposite direction of the wind, it transmits the force opposing the direction of the wind to the first floating body 100 in reverse again, so that one direction This allows it to remain stable even in strong winds.

이러한 방법으로 작동하는 것은 바람의 방향이 지속적으로 동일한 속도 및 방향으로 불지 않는 다는 점을 이용한 것이다. 바람이 일정한 방향으로 일정한 속도로 분다면, 결국은 풍력터빈(200)의 타워기둥(210)은 바람의 방향에 따라 기울어지게 되겠지만, 단속적으로 불기 때문에 부유체(100) 구조물의 무게에 따른 관성과 해수 속에 설치된 하부 지지봉(120)의 높은 밀도의 물의 저항력으로 타워기둥(210)이 바람의 방향으로 기울어지지 않도록 안정성 확보가 가능하다.Working this way takes advantage of the fact that wind direction does not always blow at the same speed and direction. If the wind blows in a constant direction and at a constant speed, eventually the tower column 210 of the wind turbine 200 will be inclined according to the direction of the wind, but since it blows intermittently, the inertia and It is possible to secure stability so that the tower column 210 does not tilt in the direction of the wind due to the resistance of the high density water of the lower support rod 120 installed in the seawater.

또한, 바람의 방향과 유사한 방향으로 흐르는 표층수의 영향으로 하부 지지봉(120)을 바람의 방향과 반대 방향으로 기울어지게 함으로 타워기둥(210)이 바람에 저항하도록 안정성을 확보할 수 있는 것이다. In addition, by inclining the lower support bar 120 in the opposite direction to the wind direction under the influence of the surface water flowing in a direction similar to the wind direction, the stability of the tower column 210 can be secured to resist the wind.

이때, 테더(400)도 상부 지지봉(110)의 상면 및 하부 지지봉(120)의 하면과 도시되지 않은 해저에 설치된 앵커에 연결되어 바람에 저항하도록 안정성을 확보할 수 있는 것이다. At this time, the tether 400 is also connected to the upper surface of the upper support rod 110 and the lower surface of the lower support rod 120 and anchors installed on the seabed (not shown) to secure stability against wind.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이 왼쪽에 위치한 부유체(100)가 바람에 의하여 영향을 받을 때, 중간에 위치한 부유체(100)는 제1 및 제2 연결와이어(300)(310)의 상호작용에 의하여 바람에 거스르는 방향으로 기울어지는 힘을 받기 때문에 안정성을 유지하고 다시 주변에 영향을 주므로 부유체(100)가 여러개 집단적으로 연결 설치되어 운영되는 플랫폼 시스템이 기울어지지 않고 안정성을 유지할 수 있는 것이다.That is, as shown in FIG. 5, when the floating body 100 located on the left side is affected by the wind, the floating body 100 located in the middle is mutually connected between the first and second connection wires 300 and 310. Since it receives a force tilting in the direction against the wind by the action, it maintains stability and affects the surroundings again, so that a platform system in which several floating bodies 100 are connected and operated collectively can maintain stability without tilting. .

이 처럼, 본 발명의 부유식 풍력터빈 하부구조는 부유체(100)가 여러개 집단적으로 설치되어 운영되는 플랫폼 시스템에서 부유체(100)들이 바람에 스스로 저항하여 부유체(100)들의 상면 중심에 설치된 풍력터빈(200)의 기울어짐을 최소화하도록 부유체(100)들 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 부유체(100)들의 모서리를 다수의 연결와이어(300)에 의해 서로 크로스되게 연결하고, 바람에 불어오는 방향의 앞뒤에 위치하는 부유체(100)들의 모서리를 다수의 테더(400)에 의해 해저와 연결하는 부유식 구조물이기 때문에 풍력터빈의 흔들림을 최소화할 수 있고, 이로 인하여 회전되는 블레이드 및 풍력터빈 내의 기계장치가 충격 및 진동에 의해 고장을 일으키는 것을 방지하는 등 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다. In this way, the floating wind turbine substructure of the present invention resists the wind by itself in a platform system in which several floating bodies 100 are installed and operated collectively, so that the floating bodies 100 are installed at the center of the upper surface of the floating bodies 100. In order to minimize the inclination of the wind turbine 200, the edges of the floating bodies 100 disposed opposite to each other at the shortest distance are connected to cross each other by a plurality of connecting wires 300, and the wind Since it is a floating structure that connects the edges of the floating bodies 100 located in the front and rear of the blowing direction with the seabed by a plurality of tethers 400, shaking of the wind turbine can be minimized, thereby rotating blades and wind power It has the advantage of securing stability, such as preventing mechanical devices in the turbine from malfunctioning due to shock and vibration.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be practiced with modifications and variations within the scope of the present invention, and the technical idea to which such modifications and variations are applied also falls within the scope of the following claims. Must see.

100 : 부유체 110 : 상부 지지봉
120 : 하부 지지봉 200 : 풍력터빈
210 : 타워기둥 220 : 블레이드
300 : 제1 연결와이어 310 : 제2 연결와이어
400 : 테더100: floating body 110: upper support bar
120: lower support bar 200: wind turbine
210: tower pillar 220: blade
300: first connection wire 310: second connection wire
400: tether

Claims (8)

상면 중심에 풍력터빈이 수직으로 설치되도록 지지하는 다수의 부유체;
다수의 상기 부유체 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 부유체의 상면 모서리와 타측 상기 부유체의 하면 모서리를 각각 연결하는 다수의 제1 연결와이어;
다수의 상기 부유체 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 부유체의 하면 모서리와 타측 상기 부유체의 상면 모서리를 각각 연결하는 다수의 제2 연결와이어; 및
다수의 부유체 중 서로 최장거리에 배치된 일측 상기 부유체와 타측 상기 부유체의 상면 및 하면 모서리와 해저를 각각 연결하는 다수의 테더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.A plurality of floating bodies supporting the wind turbine to be vertically installed in the center of the upper surface;
a plurality of first connecting wires connecting an upper surface edge of one floating body and a lower surface edge of the other floating body disposed opposite to each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies;
a plurality of second connection wires respectively connecting a lower surface edge of one floating body and an upper surface edge of the other floating body disposed opposite to each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies; and
A floating wind turbine substructure comprising a plurality of tethers that connect the upper and lower edges of the floating body on one side and the bottom of the floating body on the other side and the seabed, respectively, disposed at the longest distance from each other among the plurality of floating bodies. 청구항 1에 있어서,
상기 부유체는,
상면 네 모서리에 상기 제1 연결와이어의 일측단과 상기 제2 연결와이어의 일측단이 선택적으로 연결되도록 수직으로 상부 지지봉이 각각 설치되고,
하면 네 모서리에 상기 제1 연결와이어의 타측단과 상기 제2 연결와이어의 타측단 및 상기 테더의 일측단이 선택적으로 연결되도록 수직으로 하부 지지봉이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.The method of claim 1,
The floating body,
Upper support rods are installed vertically at four corners of the upper surface so that one end of the first connection wire and one end of the second connection wire are selectively connected, respectively.
The lower structure of the floating wind turbine, characterized in that lower support rods are installed vertically at four corners of the lower surface so that the other end of the first connection wire, the other end of the second connection wire, and the one end of the tether are selectively connected. 청구항 2에 있어서,
상기 상부 지지봉과 상기 하부 지지봉들은 상기 부유체의 상면 및 하면 네 모서리에서 동일한 수직 중심으로 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.The method of claim 2,
The upper support rod and the lower support rod are floating wind turbine lower structures, characterized in that installed at the same vertical center at four corners of the upper and lower surfaces of the floating body. 청구항 2에 있어서,
상기 상부 지지봉과 상기 하부 지지봉들의 직경 및 높이는 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.The method of claim 2,
The floating wind turbine lower structure, characterized in that the diameter and height of the upper support rod and the lower support rod are formed the same. 청구항 2에 있어서,
상기 상부 지지봉과 상기 하부 지지봉들은 부력을 높이도록 진공처리된 중공체인 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.The method of claim 2,
The floating wind turbine lower structure, characterized in that the upper support rod and the lower support rod are vacuum-treated hollow bodies to increase buoyancy. 청구항 2에 있어서,
다수의 상기 제1 연결와이어는 일측 상기 부유체의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉과 타측 상기 부유체의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉을 매개로 각각 연결되고,
다수의 제2 연결와이어는 일측 상기 부유체의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉과 타측 상기 부유체의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉을 매개로 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.The method of claim 2,
The plurality of first connecting wires are respectively connected via the upper support rod among the upper edge of the floating body on one side and the lower support rod among the lower edge edges of the floating body on the other side,
The plurality of second connection wires are connected to the lower support rod of one side of the bottom edge of the floating body and the upper support rod of the upper edge of the floating body of the other side, respectively. 청구항 6에 있어서,
상기 제1 연결와이어와 제2 연결와이어는 다수의 상기 부유체 중 서로 최단거리에서 대향되게 배치된 일측 상기 상부 지지봉 상면과 상기 하부 지지봉 하면을 각각 연결하도록 서로 크로스되어 바람방향에 저항하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.The method of claim 6,
The first connection wire and the second connection wire cross each other to connect the upper surface of the upper support rod and the lower surface of the lower support rod of one side disposed opposite to each other at the shortest distance among the plurality of floating bodies, characterized in that they resist the wind direction. floating wind turbine substructure. 청구항 2에 있어서,
다수의 상기 테더의 상단은 다수의 상기 부유체의 상면 모서리 중 상기 상부 지지봉 상면과 다수의 상기 부유체의 하면 모서리 중 상기 하부 지지봉 하면에 각각 연결되어 바람방향에 저항하는 것을 특징으로 하는 부유식 풍력터빈 하부구조.The method of claim 2,
The upper end of the plurality of tethers is connected to the upper surface of the upper support bar among the upper surface edges of the plurality of floating bodies and the lower surface of the lower support bar among the lower surface edges of the plurality of floating bodies, respectively, to resist the wind direction. turbine substructure.
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