KR20230041968A - 적어도 하나의 수류 터빈을 예인하는 공기 예인 선박을 포함하는 전력 생산 디바이스 - Google Patents

적어도 하나의 수류 터빈을 예인하는 공기 예인 선박을 포함하는 전력 생산 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20230041968A
KR20230041968A KR1020227044514A KR20227044514A KR20230041968A KR 20230041968 A KR20230041968 A KR 20230041968A KR 1020227044514 A KR1020227044514 A KR 1020227044514A KR 20227044514 A KR20227044514 A KR 20227044514A KR 20230041968 A KR20230041968 A KR 20230041968A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vessel
energy production
production device
water current
wing
Prior art date
Application number
KR1020227044514A
Other languages
English (en)
Inventor
진 스페란데이
클레멘트 부랏
Original Assignee
에어버스 에스에이에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에어버스 에스에이에스 filed Critical 에어버스 에스에이에스
Publication of KR20230041968A publication Critical patent/KR20230041968A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/56—Towing or pushing equipment
    • B63B21/66—Equipment specially adapted for towing underwater objects or vessels, e.g. fairings for tow-cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/069—Kite-sails for vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/4466—Floating structures carrying electric power plants for converting water energy into electric energy, e.g. from tidal flows, waves or currents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2209/00—Energy supply or activating means
    • B63B2209/14—Energy supply or activating means energy generated by movement of the water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/04—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant
    • B63J2003/046—Driving of auxiliaries from power plant other than propulsion power plant using wind or water driven turbines or impellers for power generation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/40—Use of a multiplicity of similar components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • F05B2240/931—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface which is a vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/30—Arrangement of components
    • F05B2250/31—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
    • F05B2250/312—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation the axes being parallel to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/70—Shape
    • F05B2250/72—Shape symmetric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

본 발명은 공기 예인 선박(10), 및 선박(10)에 의해 예인될 수 있도록 적어도 하나의 전기 케이블(24)과 적어도 하나의 기계적 링크 케이블(22)에 의해 선박(10)에 연결된 적어도 하나의 수류 터빈(20)을 포함하는 전력 생산 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 수류 터빈(20)은 선박(10)으로부터 이격되어 있어, 그 직경을 증가시키고 수류 터빈(20)과 선박(10) 사이의 상호 작용을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 또한, 동일한 선박(10)에 의해 예인되는 복수의 수류 터빈(20)을 제공하는 것이 가능하다.

Description

적어도 하나의 수류 터빈을 예인하는 공기 예인 선박을 포함하는 전력 생산 디바이스
본 출원은 적어도 하나의 수류 터빈을 예인하는 공기 예인 선박을 포함하는 에너지 생산 디바이스에 관한 것이다.
문헌 WO2008047963에 기술된 알려진 실시예에 따르면, 전기 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 연에 의해 예인되는 선박, 및 이 선박의 선체 아래에 고정된 수류 터빈을 포함한다. 이 실시예에 따르면, 연은 강하고 안정적인 고고도 바람을 이용하여 선박을 이동시키고, 선박 아래에 고정된 수류 터빈은 전기 에너지를 생산한다.
이 실시예는 낮은 비용으로 전기 에너지를 생산하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 생산되는 에너지의 양이 상대적으로 적다.
본 발명은 종래 기술의 단점의 전부 또는 일부를 개선하고자 한다.
이를 위해, 본 발명의 주제는 에너지 생산 디바이스로서, 공기 예인 선박, 및 이 선박에 적어도 하나의 전기 케이블에 의해 링크된 적어도 하나의 수류 터빈을 포함하고, 수류 터빈은 선박에 의해 예인되기 위해 적어도 하나의 기계적 링크 케이블에 의해 선박에 링크되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 디바이스이다.
본 발명에 따르면, 수류 터빈은 선박으로부터 거리를 두고 있어, 그 직경을 증가시키고 수류 터빈과 선박 사이의 상호 작용을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 단일 선박에 의해 예인되는 수류 터빈을 많이 제공하는 것이 가능하다. 직경과 수류 터빈의 수를 늘리면 생산되는 에너지 양을 늘릴 수 있다.
다른 특징에 따르면, 에너지 생산 디바이스는 기계적 링크 케이블에 의해 선박에 링크된 하나 이상의 지지체를 포함하고, 여기서 지지체에는 적어도 2개의 수류 터빈이 고정된다.
제1 실시예에 따르면, 지지체는 동작 시 이동 방향에 수직인 횡방향을 따라 연장되고, 지지체에 연결된 수류 터빈은 이동 방향에 수직인 하나의 동일한 횡방향 평면에 위치된다.
제2 실시예에 따르면, 지지체는 동작 시 이동 방향에 평행한 길이 방향을 따라 연장되고, 지지체에 연결된 수류 터빈은 적어도 2개의 그룹으로 분배되고, 제1 그룹의 수류 터빈은 이동 방향에 수직인 제1 횡방향 평면에 위치되고, 제2 그룹의 수류 터빈은 이동 방향에 수직인 제2 횡방향 평면에 위치되고, 제2 횡방향 평면은 제1 평면에 평행하고 제1 평면으로부터 거리를 두고 있다.
일 배열에 따르면, 하나의 동일한 지지체의 수류 터빈은 지지체 주위에 위치된 회전 축을 갖는다.
추가 특징에 따르면, 에너지 생산 디바이스는,
- 적어도 하나의 수류 터빈 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈을 연결하는 적어도 하나의 지지체의 피치를 제어하기 위한 적어도 하나의 시스템;
- 수류 터빈 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈을 연결하는 지지체에 연결되어 부력을 수정할 수 있는 적어도 하나의 밸러스트(ballast);
- 수류 터빈 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈을 연결하는 지지체에 연결되어 수류 터빈 및/또는 지지체의 움직임을 제어하도록 구성된 적어도 하나의 자율 이동 시스템;
- 수류 터빈 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈을 연결하는 지지체의 움직임 및/또는 위치를 관리하기 위한 시스템;
- 적어도 하나의 수류 터빈 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈을 연결하는 적어도 하나의 지지체의 적어도 하나의 기계적 링크 케이블을 감거나 풀도록 구성된 적어도 하나의 윈치(winch)
를 포함한다.
다른 특징에 따르면, 적어도 하나의 수류 터빈은 적어도 두 세트의 블레이드를 포함하고, 상이한 세트의 블레이드는 반대로 회전하는 회전 운동을 한다.
다른 특징에 따르면, 선박은 각각의 예인된 수류 터빈에 의해 생산된 전기 에너지를 수소 및/또는 합성 연료 및/또는 임의의 다른 에너지로 변환하기 위한 시스템을 포함한다.
다른 특징에 따르면, 선박은 적어도 하나의 가요성 날개, 이 가요성 날개 아래에 매달려 있고 가요성 날개를 제어하기 위한 시스템, 및 전기 에너지를 제어 시스템에 공급하기 위해 제어 시스템에 연결된 풍력 터빈을 포함한다.
다른 특징에 따르면, 선박은 상류에서 하류로 이동하도록 구성되고, 에너지 생산 디바이스는 선박의 하류에 위치된 적어도 하나의 날개, 이 날개의 적어도 하나의 특성을 수정하도록 구성된 제어 시스템, 및 선박 상류의 적어도 하나의 바람 특성을 결정하기 위한 시스템을 포함하고, 제어 시스템은 결정 시스템에 의해 결정된 바람의 특성에 따라 날개의 적어도 하나의 특성을 수정하도록 구성된다.
다른 특징에 따르면, 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 반강성 또는 강성의 제1 부분, 및 더 중첩된 위치와 덜 중첩된 위치 사이에서 제1 부분에 대해 이동할 수 있는 적어도 하나의 제2 부분을 갖는 날개를 포함하고, 각각의 제2 부분은, 적어도
- 선박에 날개를 보관하기 위해 의도된, 날개의 최소 크기에 해당하는 수축된 상태; 및
- 비행 시 날개를 사용하도록 의도된 전개된 상태
를 취하도록 구성된다.
다른 특징에 따르면, 선박은 복수의 날개, 및 날개를 파지하고 날개를 들어올려 날개가 날 수 있도록 구성된 적어도 하나의 핸들링 시스템을 포함하고, 조작 시스템은 날개의 반강성 또는 강성 부분의 파지 지점과 협력하도록 의도된 적어도 하나의 파지부를 포함한다.
본 발명은 또한
- 위에서 언급된 에너지 생산 디바이스를 취하는 단계;
- 공기 예인 선박을 수역에서 움직이게 설정하는 단계;
- 선박이 선박으로부터 거리를 두고 적어도 하나의 수류 터빈을 예인하도록 적어도 하나의 기계적 링크 케이블을 푸는 단계; 및
- 적어도 하나의 수류 터빈에 의해 생산된 전기로부터 유래하는 에너지를 수집하고 선박에 저장하는 단계
를 포함하는 에너지 생산 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 위에서 언급된 에너지 생산 방법을 사용하여 생산된 에너지에 관한 것이다.
다른 특징과 이점은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 주어진 본 발명의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
- 도 1은 본 발명의 일 실시예를 예시하는 에너지 생산 디바이스를 측면에서 본 개략도이다.
- 도 2는 본 발명의 다른 실시예를 예시하는 에너지 생산 디바이스를 측면에서 본 개략도이다.
- 도 3은 에너지 생산 단계 동안 도 2에 도시된 에너지 생산 디바이스를 위에서 본 개략도이다.
- 도 4는 유지 보수 단계 동안 도 2에 도시된 에너지 생산 디바이스를 위에서 본 개략도이다.
- 도 5는 본 발명의 일 실시예를 예시하는 예인되는 한 쌍의 수류 터빈의 사시도이다.
- 도 6은 본 발명의 제1 실시예를 예시하는 수류 터빈 그룹의 측면도이다.
- 도 7은 도 6에 도시된 수류 터빈 그룹을 위에서 본 도면이다.
- 도 8은 본 발명의 제2 실시예를 예시하는 수류 터빈 그룹을 위에서 본 개략도이다.
- 도 9는 본 발명의 제3 실시예를 예시하는 수류 터빈 그룹의 배면도이다.
- 도 10은 본 발명의 제4 실시예를 예시하는 수류 터빈 그룹을 위에서 본 개략도이다.
- 도 11은 에너지 생산 단계 동안 도 10에 도시된 수류 터빈 그룹을 측면에서 본 개략도이다.
- 도 12는 유지 보수 단계 동안 도 10에 도시된 수류 터빈 그룹을 측면에서 본 개략도이다.
- 도 13은 본 발명의 다른 실시예를 예시하는 에너지 생산 디바이스를 측면에서 본 개략도이다.
- 도 14는 본 발명의 일 실시예를 예시하는 적어도 하나의 바람 특성을 결정하기 위한 시스템이 장착된 공기 예인 선박을 측면에서 본 개략도이다.
- 도 15는 본 발명의 일 실시예를 예시하는 수축된 상태의 신축성 날개(telescopic wing)의 개략도이다.
- 도 16은 전개 과정에서 도 15에 도시된 신축성 날개의 개략도이다.
- 도 17은 전개된 상태에서 도 15에 도시된 신축성 날개의 개략도이다.
- 도 18은 날개를 파지하는 단계 동안 날개를 취급하는 시스템이 장착된 공기 예인 선박의 개략도이다.
- 도 19는 날개를 전개하는 단계 동안 도 18에 도시된 공기 예인 선박의 개략도이다.
- 도 20은 핸들링 시스템을 이용하여 전개 상태로 날개를 들어올리는 단계 동안 도 18에 도시된 공기 예인 선박의 개략도이다.
- 도 21은 비행 시 날개의 주 케이블을 핸들링 시스템이 파지하는 단계 동안 도 18에 도시된 공기 예인 선박의 개략도이다.
- 도 22는 비행 시 날개의 가이드 케이블을 핸들링 시스템이 파지하는 단계 동안 도 18에 도시된 공기 예인 선박의 개략도이다.
- 도 23은 비행 시 날개를 핸들링 시스템이 파지하는 단계 동안 도 18에 도시된 공기 예인 선박의 개략도이다.
도 1 내지 도 4, 도 8 및 도 11 내지 도 13에 도시된 일 실시예에 따르면, 에너지 생산 디바이스는 공기 예인 선박(10)을 포함한다. 선박은 수면 위 또는 수면 가까이에서 이동할 수 있는 임의의 구조물인 것으로 이해된다. 공기 예인이라는 용어는 바람에 의해 추진되는 적어도 하나의 요소에 의해 예인되는 선박(10)을 의미하는 것으로 이해된다.
공기 예인 선박(10)은 견인 연이라고도 하는 적어도 하나의 가요성 날개(12), 및 이 가요성 날개(12)와 선박(10)을 링크하는 라인이라고도 하는 적어도 하나의 케이블(14)을 포함한다. 일반적으로, 복수의 라인(14)은 각각의 가요성 날개(12)에 링크된다. 도 13에 도시된 구성에 따르면, 공기 예인 선박(10)은 가요성 날개(12) 아래에 매달려 있는 가요성 날개(12)를 제어하도록 구성된 제어 시스템(16)을 포함한다. 제어 시스템(16)은 주 케이블(14)에 의해 선박(10)에 링크되고, 복수의 라인(14')에 의해 가요성 날개(12)에 링크된다.
가요성 날개(12)는 고도에 존재하는 강하고 안정적인 바람을 사용하기 때문에 선박(10)을 예인하는 데 선호된다.
가요성 날개(12), 케이블 및 라인(14, 14') 및 제어 시스템(16)은 당업자에게 알려져 있고 예를 들어 문헌 WO2019179924에 설명되어 있기 때문에 더 이상 설명되지 않는다.
도 13에 도시된 일 실시예에 따르면, 풍력 터빈(18)은 제어 시스템에 전기 에너지를 공급하기 위해 제어 시스템(16)에 연결된다. 이 풍력 터빈(18)은 특정 항공기에 존재하는 램 공기 터빈(또는 RAT)과 동일할 수 있다. 제어 시스템(16)은 풍력 터빈(18)에 더하여 전기 에너지를 저장하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 이 풍력 터빈(18)은 선박(10)과 제어 시스템(16) 사이의 전기 링크 케이블을 없애는 것을 가능하게 한다.
물론, 본 발명은 공기 예인 선박(10)에 대한 전술한 실시예로 한정되지 않는다.
선박(10)은 예인될 때 이동 방향(DD)이라고 하는 방향을 따라 이동한다. 에너지 생산을 위해 공기 예인 선박(10)은 수역에서 움직이게 된다.
에너지 생산 디바이스는, 물에 잠겨, 선박(10)에 의해 예인되는 적어도 하나의 수류 터빈(20)을 포함하고, 이 수류 터빈은 선박(10)과 수류 터빈(20) 사이의 기계적 부하에 반응하는 적어도 하나의 기계적 링크 케이블(22)에 의해, 그리고 수류 터빈(20)에 의해 생산된 전기 에너지를 선박(10)으로 전달하기 위한 적어도 하나의 전기 케이블(24)에 의해 선박(10)에 연결된다. 종래 기술과 달리, 수류 터빈(20)은 강성 기계적 링크에 의해 선박(10)에 연결되지 않는다.
기계적 링크 케이블(22)은 수류 터빈(20)이 선박(10)으로부터 거리를 유지하기 위해 10m 또는 심지어 100m보다 긴 길이를 갖는다. 기계적 링크 케이블(22)은 약 100미터 또는 심지어 킬로미터의 길이를 가질 수 있다.
전기 케이블(24)과 기계적 링크 케이블(22)은 분리되거나 단일 묶음으로 결합될 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 선박(10)은 전기 에너지를 저장하기 위한 시스템을 포함한다.
제2 실시예에 따르면, 선박(10)은 수류 터빈 또는 터빈들에 의해 생산된 전기 에너지를 다른 유형의 에너지로 변환하기 위한 시스템을 포함한다. 예를 들어, 전기 에너지는 전기 분해에 의해 수소로 변환될 수 있으며, 이 수소는 일산화탄소와 수소를 촉매로 하는 화학 공정을 통해 합성 연료를 생산하는 데 사용될 수 있다.
제1 및 제2 실시예는 결합될 수 있다. 이 실시예와 상관없이, 에너지 생산 디바이스는 전기 및/또는 수소 및/또는 합성 연료 및/또는 임의의 다른 에너지를 생산할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 일 실시예에 따르면, 각각의 수류 터빈(20)은 회전 축(A20), 이 회전 축(A20)을 중심으로 선회하는 적어도 2개의 블레이드(26.1, 26.2), 및 회전 축(A20)의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 발전기를 갖는다. 각각의 수류 터빈(20)은 공기역학적 계수를 감소시킬 수 있게 하는 프로파일을 갖는다.
하나의 구성에 따르면, 적어도 하나의 수류 터빈(20)은 적어도 두 세트의 블레이드(26.1, 26.2), 즉 회전 축(A20)에 수직인 제1 평면에 위치된 제1 블레이드 세트, 및 제1 평면과 평행하고 제1 평면으로부터 거리를 두고 있는 제2 평면에 위치된 제2 블레이드 세트를 포함하고, 제1 및 제2 블레이드 세트는 파괴적 모멘트의 발생을 제한하기 위해 반대로 회전하는 회전 운동을 한다.
하나의 설계에 따르면, 각각의 수류 터빈(20)은 4m 이상의 직경을 갖고, 수류 터빈의 직경은 블레이드의 단부에 의해 기술되는 원의 직경과 동일하다. 하나의 구성에 따르면, 각각의 수류 터빈(20)은 약 8m 또는 심지어 20m의 직경을 갖는다. 이러한 직경은 수류 터빈(20)이 선박(10)으로부터 거리를 두고 있고, 기계적 링크 케이블(22)에 의해 선박(10)에 링크되기 때문에 고려할 수 있다.
변형예에 따르면, 수류 터빈(20)은 서로 격리되거나 적어도 2개씩 그룹화될 수 있다.
이를 위해, 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 지지체(28)를 포함하고, 지지체에는 적어도 2개의 수류 터빈(20)이 고정되고, 지지체는 기계적 링크 케이블(22)에 의해 선박(10)에 링크된다.
도 2 내지 도 5에 도시된 일 실시예에 따르면, 각각의 지지체(28)는 2개의 수류 터빈(20)을 지지한다. 지지체(28)와 수류 터빈(20)은 2개의 수류 터빈(20) 사이의 중심 간 간격이 수류 터빈(20)의 직경의 1.5배 이상이도록 구성된다. 수류 터빈(20)이 약 8m의 직경을 가질 때, 중심 간 간격은 약 12m이다. 수류 터빈(20)의 직경이 약 20m일 때, 중심 간 간격은 약 30m이다.
도 6, 도 7 및 도 10에 도시된 실시예에 따르면, 단일 지지체(28)는 2개를 초과하는 수류 터빈(20)을 지지할 수 있다. 도 7에 도시된 제1 예에 따르면, 6개의 수류 터빈(20)이 지지체(28)에 부착된다. 도 8에 도시된 제2 예에 따르면, 4개의 수류 터빈이 지지체(28)에 부착된다.
하나의 동일한 지지체(28)의 수류 터빈(20)은 서로 평행한 회전 축(A20)을 갖는다. 제1 구성에 따르면, 하나의 동일한 지지체(28)의 수류 터빈(20)의 회전 축(A20)은 수류 터빈(20)이 선박(10)에 의해 예인될 때 실질적으로 수평인 하나의 동일한 평면에 위치된다. 도 9에 도시된 다른 구성에 따르면, 하나의 동일한 지지체(28)의 수류 터빈(20)의 회전 축(A20)은 지지체(28) 주위에 위치된다. 예를 들어, 수류 터빈은 지지체(28)를 둘러싸는 원으로 규칙적으로 분배될 수 있다.
에너지 생산 디바이스는 하나의 동일한 선박(10)에 의해 예인되는 복수의 지지체(28) 또는 단일 지지체(28)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 제1 구성에 따르면, 지지체(28)는 동작 시 이동 방향(DD)에 수직인 횡방향을 따라 연장되고, 지지체(28)에 연결된 수류 터빈(20)은 이동 방향(DD)에 수직인 하나의 동일한 횡단면에 위치된다. 수류 터빈(20)은 수류 터빈(20)의 블레이드(26.1, 26.2)가 하나의 동일한 횡단면(P)에서 선회할 때 하나의 동일한 횡단면에 위치되는 것으로 고려된다.
이러한 제1 구성에 따르면, 지지체(28)는 낮은 유체역학 계수를 갖는 에어포일 프로파일을 갖는 단면(S28), 즉 수직 방향 및 이동 방향을 포함하는 평면의 단면에 대응하는 단면을 갖는다. 이 구성은 지지체(28)의 항력으로 인한 손실을 줄이는 것을 가능하게 한다.
도 8에 도시된 제2 구성에 따르면, 지지체(28)는 동작 시 이동 방향(DD)에 평행한 길이 방향을 따라 연장되고, 지지체(28)에 연결된 수류 터빈(20)은 적어도 2개의 그룹(32.1, 32.2)으로 분배되고, 제1 그룹(32.1)의 수류 터빈(20)은 이동 방향(DD)에 수직인 제1 횡방향 평면(P1)에 위치되고, 제2 그룹(32.2)의 수류 터빈(20)은 이동 방향(DD)에 수직인 제2 횡방향 평면(P2)에 위치되고, 제2 횡방향 평면(P2)은 제1 평면(P1)에 평행하고 이 제1 평면으로부터 거리를 두고 있다.
이 제2 구성에 따르면, 지지체(28)는 길이 방향을 따라 연장되는 대략 관형 몸체(28.1), 및 각각의 수류 터빈(20)에 대해, 에어포일 프로파일을 갖는 단면을 갖는, 몸체(28.1)와 수류 터빈(20)을 연결하는, 길이 방향에 수직으로 연장되는 아암(28.2)을 포함한다.
도 8에 도시된 일 실시예에 따르면, 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 수류 터빈(20) 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈(20)을 연결하는 적어도 하나의 지지체(28)의 피치를 제어하기 위한 적어도 하나의 시스템을 포함한다. 일 구성에 따르면, 적어도 하나의 지지체(28)는 적어도 하나의 이동 부분(30)을 포함하고, 이동 부분의 위치는 지지체(28)의 하강 또는 상승을 제어하는 것이 가능하기 위해 피치 제어 시스템에 의해 수정될 수 있다. 이동 부분(30)의 위치를 수정하면 또한 지지체(28)의 공기역학적 계수, 특히 그 항력을 수정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에너지 생산 디바이스는 수류 터빈(20) 및/또는 지지체(28)에 연결되어 부력을 수정할 수 있는 적어도 하나의 밸러스트(34)를 포함한다. 도 8에 도시된 제1 구성에 따르면, 밸러스트(34)는 지지체(28), 예를 들어, 그 몸체(28.1)에 통합된다. 도 6 및 도 7에 도시된 제2 구성에 따르면, 밸러스트(34)는 지지체(28)에 고정된 지지체(28)와 별개의 요소이다.
일 설계에 따르면, 모든 지지체(28)는 적어도 하나의 밸러스트(34)를 포함한다.
도 11 및 도 12에 도시된 일 실시예에 따르면, 에너지 생산 디바이스는 수류 터빈(20) 및/또는 지지체(28)에 연결된 적어도 하나의 자율 이동 시스템(36)을 포함하고, 자율 이동 시스템은 예를 들어 프로펠러 모터와 같이 대략 수평면에서 수류 터빈(20) 및/또는 지지체(28)의 이동을 제어하도록 구성된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 일 실시예에 따르면, 각각의 수류 터빈(20)은 특히 에너지 생산 단계에 대응하는, 도 2 및 3에 도시된, 선박(10)으로부터 거리를 두고 있는 위치, 및 특히 유지 보수 단계에 대응하는, 도 4에 도시된, 선박(10)에 가까운 위치를 취하도록 구성된다.
이를 위해, 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 수류 터빈(20) 및/또는 적어도 하나의 지지체(28)의 적어도 하나의 기계적 링크 케이블(22)을 감거나 풀도록 구성된 적어도 하나의 윈치(38)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 선박(10)은 선박(10)의 양쪽에서 (이동 방향(DD)에 수직인) 횡방향을 따라 연장하는 복수의 아암(40)을 각각의 수류 터빈(20)에 대해 하나씩 포함한다. 아암(40)은 선박(10)의 양쪽에 대칭적으로 배치된다. 이들 아암 각각은 기계적 링크 케이블(22)을 감고 푸는 윈치(38)를 지지한다. 에너지 생산 단계 동안, 도 3에 도시된 바와 같이 기계적 링크 케이블(22)이 풀리고, 수류 터빈(20)은 선박(10)으로부터 거리를 두고 있다. 유지 보수 단계 동안, 도 4에 도시된 바와 같이 기계적 링크 케이블(22)이 감기고, 수류 터빈(20)은 선박(10) 부근의 아암(40) 아래에 위치되어 선박의 접근성을 향상시키는 데 도움을 준다.
복수의 개별 수류 터빈(20) 및/또는 복수의 지지체(28)가 있는 경우, 에너지 생산 디바이스는 밸러스트(34), 자율 이동 시스템(36), 윈치(38) 및/또는 피치 제어 시스템을 제어하기 위한 시스템에 작용함으로써, 수류 터빈들 사이 또는 선박(10)과의 충돌을 피하기 위해, 개별 수류 터빈(20) 및/또는 지지체(28)의 이동 및/또는 위치를 관리하기 위한 시스템을 포함한다.
생산 단계 동안, 수류 터빈(20) 또는 지지체(28)의 깊이는 선박(10)의 견인력, 항력 및 중량에 따라 조정된다. 밸러스트(34) 및/또는 피치를 제어함으로써 각각의 개별 수류 터빈(20) 및/또는 각 지지체(28)의 깊이를 개별적으로 수정하는 것이 가능하다.
복수의 수류 터빈(20)이 존재하면 생산되는 에너지의 양을 증가시킬 수 있다.
수류 터빈(20)이 선박(10)으로부터 그리고 서로로부터 거리를 두고 있다는 사실은 그 직경을 증가시키고 서로 간의 상호 작용을 제한하거나 선박(10)과의 상호 작용을 제한할 수 있게 한다.
수류 터빈(20)은 선박(10)에 고정되어 있지 않기 때문에 수류 터빈은 생산 단계 동안 상당한 깊이로 잠길 수 있으므로 파도의 영향이 감소하고 부유물 잔해가 적은 지역에서 동작할 수 있다. 수류 터빈이 선박의 선체에 부착되어 있지 않기 때문에 선박의 흘수를 줄일 수 있어 얕은 항구에 쉽게 접근할 수 있다.
도 14에 도시된 일 실시예에 따르면, 선박(10)은 이동 방향(DD)을 따라 상류에서 하류로 이동한다. 이 선박(10)은 선박(10)의 하류에 위치된 적어도 하나의 날개(12)에 의해 공기 예인되고, 이 날개는 주 케이블(14)에 의해 선박(10)에 링크된 제어 시스템(16) 자체에 라인(14')에 의해 링크된다. 이 제어 시스템(16)은 날개(12)의 적어도 하나의 특성, 예를 들어, 날개의 배향 및/또는 주 케이블(14)의 기울기와 같은 특성을 수정하도록 구성된다.
선박(10)은 선박(10) 상류의 바람의 적어도 하나의 특성을 결정하기 위한 시스템(42)을 포함하고, 제어 시스템(16)은 결정 시스템(42)에 의해 결정된 바람의 특성에 따라 날개(12)의 적어도 하나의 특성을 수정하도록 구성된다.
일 구성에 따르면, 결정 시스템(42)은 선박(10)의 상류 방향으로 배향된 레이저 또는 라이더 원격 감지 시스템이다.
결정 시스템(42)에 의해 돌풍이 검출되지 않으면 날개(12)는 주 케이블(14)이 수평에 대해 각도(α)를 형성하도록 제어 시스템(16)에 의해 제어된다. 날개(12)는 주 케이블(14)을 통해 선박(10)에 견인력(F1)을 가한다.
결정 시스템(42)에 의해 돌풍이 검출될 때, 날개(12)는 주 케이블(14)이 수평에 대해 α보다 큰 각도(α')를 형성하도록 제어 시스템(16)에 의해 제어된다. 그런 다음 날개(12)는 주 케이블(14)을 통해 선박(10)에 견인력(F2)을 가한다. 각도(α')는 각도(α)보다 크기 때문에, 힘(F2)은 힘(F1)보다 낮아서, 돌풍이 날개(12)에 도달할 때 날개(12)와 주 케이블(14)이 응력을 덜 받아서 그 결과 날개(12)와 주 케이블(14)이 열화되는 위험을 줄일 수 있다.
도 15 내지 도 17에 도시된 일 실시예에 따르면, 날개(12)는 반강성 또는 강성이다. 이 솔루션은 가요성 날개(12)보다 더 큰 양력 대 항력 비율을 나타내는 날개(12)를 얻는 것을 가능하게 한다. 반강성 또는 강성 날개(12)는 10m/s의 풍속에 대해 (기존의 가요성 날개의 경우 약 8kW/m2에 불과한 것과 달리) 25kW/m2의 전력을 공급할 수 있다.
사용하지 않을 때 크기를 줄이기 위해, 선박(10)은 적어도 하나의 제1 반강성 또는 강성 부분(44)을 갖는 적어도 하나의 날개(12), 및 더 중첩된 위치와 덜 중첩된 위치 사이에서 제1 부분(44)에 대해 이동할 수 있는 적어도 하나의 제2 부분(46)을 포함한다. 일 구성에 따르면, 반강성 또는 강성 날개(12)는 제1 중심 반강성 또는 강성 부분(44), 및 이 제1 중심 부분(44)의 양쪽에 배치된 2개의 이동 가능한 제2 부분(46, 46')을 포함하고, 제2 부분(46, 46') 각각은 도 15에 도시된 수축된 상태와 도 17에 도시된 전개된 상태를 취하도록 구성되고, 수축된 상태에서 제2 부분(46, 46')은 제1 부분(44)에 부분적으로 수용되거나 제1 부분(44)에 중첩되고, 전개된 상태에서 제2 부분(46, 46')은 제1 부분(44)의 외부에 위치되거나 제1 부분(44)에 대해 오프셋되어 있다. 수축된 상태는 날개의 최소 크기에 해당한다. 따라서, 제2 부분은 수축된 상태에 위치되어 날개를 선박에 보관할 수 있어 날개의 보관이 용이하고 수납에 필요한 공간을 최소화할 수 있다. 전개된 상태는 비행 시 날개를 사용하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 각각의 제2 부분(46, 46')은 제1 부분(44)에 고정된 제1 단부(48.1, 50.1)와 제2 단부(48.2, 50.2)를 각각 갖는 2개의 신축성 아암(48, 50)을 포함하고, 여기서 제2 단부는 수축된 상태에 대응하는 제1 단부(48.1, 50.1)에 가까운 위치와, 전개된 상태에 대응하는 제1 단부(48.1, 50.1)로부터 거리를 두고 있는 제2 위치 사이에서 전개 방향(52)을 따라 이동하도록 구성된다. 제1 구성에 따르면, 신축성 아암(48, 50)은 부분적으로 제1 반강성 또는 강성 부분(44) 내부에 위치된다. 제2 구성에 따르면, 신축성 아암(48, 50)은 부분적으로 제1 반강성 또는 강성 부분(44)의 외부 면으로 가압된다.
각각의 제2 부분(46, 46')은 웹(web)(54)을 포함하고, 이 웹은, 수축된 상태에서 접히고, 전개된 상태에서 팽팽한 상태에 있는신축성 아암(48, 50)에 연결된다.
일 실시예에 따르면, 웹(54)은 금속 또는 복합 재료로 이루어질 수 있는 신축성 아암(48, 50)에 수직인 로드(56)를 통해 신축성 아암(48, 50)에 연결된다.
일 구성에 따르면, 제1 반강성 또는 강성 부분(44)과 제2 부분(46, 46')은 복수의 라인에 의해 제어 시스템에 링크된다.
크기 정도를 제공하기 위해, 날개(12)는 제1 부분(44)의 양쪽에 배치된 2개의 제2 부분(46, 46')이 있을 때 수축된 상태에서 약 20m의 폭(전개 방향(52)에 수직으로 측정한 치수)과 약 35m의 길이(전개 방향(52)과 평행하게 측정한 치수)를 가지며, 전개된 상태에서 약 100m의 길이를 가진다.
도 18 내지 도 23에 도시된 일 실시예에 따르면, 공기 예인 선박(10)은 복수의 날개(12)와, 이 날개(12)를 파지하고 날개를 들어올려 날개가 날 수 있도록 구성된 적어도 하나의 핸들링 시스템(58)을 포함한다. 하나의 설계에 따르면, 핸들링 시스템(58)은 또한 비행 시 날개(12)를 파지하고 날개를 선박(10)에 내려놓도록 구성된다.
일 구성에 따르면, 핸들링 시스템(58)은 제1 조인트(62)에 의해 선박(10)에 연결된 베이스(60), 이 베이스(60)에 연결된 제1 단부(64.1)를 갖는 세그먼트(64), 적어도 하나의 날개(12)에 일시적으로 고정되도록 구성된 헤드(66), 및 이 헤드(66)를 세그먼트(64)의 제2 단부(64.2)에 연결하는 제2 조인트(68)를 갖는 로봇 아암을 포함한다.
일 구성에 따르면, 제1 조인트(62)는 수직 선회 축 및 수평 선회 축을 포함한다. 제2 조인트(68)는 적어도 2개의 상호 직교하는 선회 축을 포함한다. 세그먼트(64)는 신축성이다.
각각의 날개(12)에 대해, 선박(10)은 선박(10)에 고정된 윈치(70), 주 케이블(14), 및 이 주 케이블(14)에 의해 윈치(70)에 링크되고 라인(14')에 의해 날개(12)에 링크된 제어 시스템(16)을 포함한다.
도 17에 도시된 바와 같이, 각각의 날개(12)는 헤드(16)가 일시적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 파지 지점(72)을 포함한다. 이 파지 지점(72)은 바람직하게는 날개의 반강성 또는 강성 부분(44)에 배치된다. 일 구성에 따르면, 헤드(66)는 반강성 또는 강성 날개(12)의 고정 부분(44)에 위치된 2개의 파지 지점(72)과 협력하도록 의도된 2개의 파지부(74)를 포함한다. 각각의 날개(12)는 신축성이거나 신축성이지 않은 부분을 포함할 수 있다.
하나의 동작 방식에 따르면, 날개(12)는 도 18에 도시된 바와 같이 선박(10)에 수직으로 저장된다. 파지 단계 동안, 핸들링 시스템(58)의 헤드(66)는 날개(12)에 연결된다. 도 19에 도시된 전개 단계 전에, 날개(12)가 핸들링 시스템(58)에 의해 들어올려지고 배향된다. 날개를 전개하는 단계 후에, 핸들링 시스템(58)은 도 20에 도시된 바와 같이 들어올리는 단계 동안 바람에 의해 잡힐 수 있도록 날개(12)를 들어올린다. 다음으로, 날개(12)는 핸들링 시스템(58)으로부터 이탈되어 날아간다.
헤드(66)의 파지부(74)를 파지 지점(72)에 더 쉽게 결합시키기 위해, 날개(12)는 각각의 파지 지점(72)을 위한 가이드 케이블(76)을 포함하고, 가이드 케이블은 제어 시스템(16)과 날개(12)를 링크하고, 파지 지점(72) 부근에서 날개(12)에 링크된다.
날개(12)를 회수하여 선박(10) 위에 내려놓기 위해, 윈치(70)는 도 21에 도시된 바와 같이 날개(12)가 핸들링 시스템(58)의 헤드(66)의 도달 범위 내에 있도록 작동된다. 다음으로, 헤드(66)는 파지 지점(72)으로 안내된다. 먼저, 헤드(66)는 도 21에 도시된 바와 같이 윈치(70) 부근에서 주 케이블(14)을 파지한다. 다음으로, 헤드(66)는 도 22에 도시된 바와 같이 제어 시스템(16)에 도달할 때까지 그리고 나서 주 케이블(14)과 제1 가이드 케이블(76)을 동시에 파지할 때까지 이동된다. 그런 다음 헤드(66)는 주 케이블(14)을 해제하고, 제2 가이드 케이블(76)을 파지하고, 그리고 나서 도 23에 도시된 바와 같이 파지부(74)가 파지 지점(72)을 파지할 수 있도록 날개(12)와 접촉할 때까지 가이드 케이블(76)을 따라 이동된다. 일 변형예에서, 날개(12)는 헤드(66)가 날개(12)와 접촉하고 파지부(74)가 파지 지점(72)을 파지할 때까지 윈치(70)를 사용하여 이동된다. 그런 다음 날개(12)는 핸들링 시스템(58)에 의해 선박(10) 상의 저장 영역으로 이동된다.
도면에 도시되지 않은 하나의 특정 실시예에 따르면, 공기 예인 선박(10)은 팽창 가능 날개를 포함한다. 이 팽창 가능 날개는 예를 들어 헬륨과 같은 공기보다 가벼운 기체로 채워지도록 의도된 구피(envelope)를 포함한다. 이 날개는 또한 이 가스로 구피를 채울 수 있도록(또는 퍼지(purging)할 수 있도록) 의도된 충전 디바이스를 포함한다. 선박을 예인하기 위해 팽창 가능 날개를 사용하지 않을 경우 구피를 접어서 선박에 제공된 적절한 공간에 보관할 수 있다. 날개를 선박을 예인하는 데 사용하기 위해 날개를 전개하는 것은 비-팽창 가능 날개에 비해 쉽다. 이는 이러한 전개 동안 이전에 예인 케이블로 선박에 링크된 구피가 충전 디바이스를 통해 공기보다 가벼운 가스로 팽창되기 때문이다. 예인 케이블은 바람직하게는 윈치에 감겨 있다. 케이블은 팽창 가능 날개가 팽창될 수 있도록 윈치와 팽창 가능 날개 사이의 자유 길이를 포함하고, 팽창 가능 날개는 선박 근처에 유지되도록 한다. 팽창 가능 날개가 완전히 팽창된 경우, 팽창 가능 날개는 선박의 구피가 공기보다 가벼운 가스로 채워져 있으면 자율적으로 선박 주변의 공기 속에 유지된다. 날개를 전개하는 데에는 핸들링 시스템이 필요하지 않는 데, 즉 이 목적에 필요한 모든 것은 윈치에 감긴 케이블을 푸는 것뿐이다. 유사하게 날개를 선박에 보관할 수 있도록 날개를 회수하려면 케이블을 윈치에 다시 감고 날개가 선박에 충분히 가까울 때 구피에 포함된 가스를 비우기만 하면 된다. 날개를 다루기 위한 시스템이 필요 없다는 것은 이러한 시스템이 고가이고 부피가 크기 때문에 매우 유리하다. 에너지 생산 시스템의 일부를 형성하는 선박의 경우에는 날개를 전개하고 회수하는 작업이 이 날개에 의한 선박의 예인 시간에 비해 덜 빈번하기 때문에 더욱 유리하다. 일단 팽창되면 구피에 포함된 가스의 압력으로 인해 날개는 강성 또는 반강성 날개의 강성과 유사한, 가요성 날개보다 더 큰 강성을 나타내어서 팽창 가능 날개에 향상된 공기 역학적 성능을 제공한다. 이러한 팽창 가능 날개는 (날개의 현가 케이블에 작용하여 형상을 수정하는) 위에서 언급한 제어 시스템(16)과 같은 제어 시스템에 의해 제어되거나 또는 이동 가능한 제어 표면(예를 들어, 반강성 제어 표면)에 의해 제어될 수 있다.
위에서 언급된 특정 실시예의 변형예에서, 수류 터빈(또는 수류 터빈 세트)은 선박을 사용할 필요 없이 팽창 가능 날개(또는 팽창 가능 날개 세트)에 의해 직접 예인된다. 이것은 이러한 유형의 날개가 전개 및 회수되기 위해 핸들링 시스템이 필요하지 않다는 사실에 의해 가능하게 이루어진다. 유리하게는, 수류 터빈(또는 수류 터빈 세트)은 수류 터빈에 의해 생산된 전기 에너지를 수소 및/또는 합성 연료 및/또는 임의의 다른 유형의 에너지로 변환하기 위한 시스템이 설치된 몸체를 포함한다. 팽창 가능 날개(또는 팽창 가능 날개 세트)를 제어하기 위한 시스템이 또한 수류 터빈의 이 몸체에 설치될 수 있다. 특히, 동작 동안 수류 터빈이 물에 잠기면 이 몸체가 물에 잠긴다.

Claims (18)

  1. 에너지 생산 디바이스로서, 공기 예인 선박(10), 및 상기 선박(20)에 적어도 하나의 전기 케이블(24)에 의해 링크된 적어도 하나의 수류 터빈(20)을 포함하고, 상기 수류 터빈(20)은 상기 선박(10)에 의해 예인되기 위해 적어도 하나의 기계적 링크 케이블(22)에 의해 상기 선박(10)에 링크되는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 생산 디바이스는 기계적 링크 케이블(22)에 의해 상기 선박(10)에 링크된 하나 이상의 지지체(28)를 포함하고, 상기 지지체에는 적어도 2개의 수류 터빈(20)이 고정되는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지체(28)는 동작 시 이동 방향(DD)에 수직인 횡방향을 따라 연장되고, 상기 지지체(28)에 연결된 수류 터빈(20)은 상기 이동 방향(DD)에 수직인 하나의 동일한 횡방향 평면에 위치되는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 지지체(28)는 동작 시 이동 방향(DD)에 평행한 길이 방향을 따라 연장되고, 상기 지지체(28)에 연결된 수류 터빈(20)은 적어도 2개의 그룹(32.1, 32.2)으로 분배되고, 제1 그룹(32.1)의 수류 터빈(20)은 상기 이동 방향(DD)에 수직인 제1 횡방향 평면(P1)에 위치되고, 제2 그룹(32.2)의 수류 터빈(20)은 상기 이동 방향(DD)에 수직인 제2 횡방향 평면(P2)에 위치되고, 상기 제2 횡방향 평면(P2)은 상기 제1 평면(P1)에 평행하고 상기 제1 평면으로부터 거리를 두고 있는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 동일한 지지체(28)의 수류 터빈(20)은 상기 지지체(28) 주위에 위치된 회전 축(A20)을 갖는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 수류 터빈(20) 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈(20)을 연결하는 적어도 하나의 지지체(28)의 피치를 제어하기 위한 적어도 하나의 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 생산 디바이스는 상기 수류 터빈(20) 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈(20)을 연결하는 지지체(28)에 연결되어 부력을 수정할 수 있는 적어도 하나의 밸러스트(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 생산 디바이스는 수류 터빈(20) 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈(20)을 연결하는 지지체(28)에 연결되어 상기 수류 터빈(20) 및/또는 상기 지지체(28)의 움직임을 제어하도록 구성된 적어도 하나의 자율 이동 시스템(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 생산 디바이스는 상기 수류 터빈(20) 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈(20)을 연결하는 상기 지지체(28)의 움직임 및/또는 위치를 관리하기 위한 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 수류 터빈(20) 및/또는 적어도 2개의 수류 터빈(20)을 연결하는 적어도 하나의 지지체(28)의 적어도 하나의 기계적 링크 케이블(22)을 감거나 풀도록 구성된 적어도 하나의 윈치(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 수류 터빈(20)은 적어도 두 세트의 블레이드(26.1, 26.2)를 포함하고, 상이한 세트의 블레이드(26.1, 26.2)는 반대로 회전하는 회전 운동을 하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박(10)은 각각의 예인 수류 터빈(20)에 의해 생산된 전기 에너지를 수소 및/또는 합성 연료 및/또는 임의의 다른 에너지로 변환하기 위한 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박(10)은 적어도 하나의 가요성 날개(12), 상기 가요성 날개(12) 아래에 매달려 있고 상기 가요성 날개(12)를 제어하기 위한 제어 시스템(16), 및 전기 에너지를 상기 제어 시스템에 공급하기 위해 상기 제어 시스템(16)에 연결된 풍력 터빈(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박(10)은 상류에서 하류로 이동하도록 구성되고, 상기 에너지 생산 디바이스는 상기 선박(10)의 하류에 위치된 적어도 하나의 날개(12), 상기 날개(12)의 적어도 하나의 특성을 수정하도록 구성된 제어 시스템(16), 및 상기 선박(10) 상류의 적어도 하나의 바람 특성을 결정하기 위한 시스템(42)을 포함하고, 상기 제어 시스템(16)은 상기 결정 시스템(42)에 의해 결정된 바람의 특성에 따라 상기 날개(12)의 적어도 하나의 특성을 수정하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 생산 디바이스는 적어도 하나의 반강성 또는 강성의 제1 부분(44), 및 더 중첩된 위치와 덜 중첩된 위치 사이에서 상기 제1 부분(44)에 대해 이동할 수 있는 적어도 하나의 제2 부분(46, 46')을 갖는 날개(12)를 포함하고, 각각의 제2 부분(46, 46')은, 적어도
    - 상기 선박(10)에 상기 날개를 보관하기 위해 의도된, 상기 날개(12)의 최소 크기에 해당하는 수축된 상태; 및
    - 비행 시 상기 날개(12)를 사용하도록 의도된 전개된 상태
    를 취하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박(10)은 복수의 날개(12), 및 날개(12)를 파지하고 상기 날개를 들어올려 상기 날개가 날 수 있도록 구성된 적어도 하나의 핸들링 시스템(58)을 포함하고, 조작 시스템은 상기 날개(12)의 반강성 또는 강성 부분(44)의 파지 지점(72)과 협력하도록 의도된 적어도 하나의 파지부(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 디바이스.
  17. 에너지 생산 방법으로서,
    - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 에너지 생산 디바이스를 취하는 단계;
    - 상기 공기 예인 선박(10)을 수역에서 움직이게 설정하는 단계;
    - 상기 선박이 상기 선박으로부터 거리를 두고 상기 적어도 하나의 수류 터빈(20)을 예인하도록 상기 적어도 하나의 기계적 링크 케이블(22)을 푸는 단계; 및
    - 상기 적어도 하나의 수류 터빈(20)에 의해 생산된 전기로부터 유래하는 에너지를 수집하고 상기 선박에 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에너지 생산 방법.
  18. 제17항에 따른 에너지 생산 방법을 사용하여 생산된 에너지.
KR1020227044514A 2020-05-28 2021-05-17 적어도 하나의 수류 터빈을 예인하는 공기 예인 선박을 포함하는 전력 생산 디바이스 KR20230041968A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2005655A FR3110941A1 (fr) 2020-05-28 2020-05-28 Dispositif de production d’énergie comportant un bateau aérotracté tractant au moins une hydrolienne
FRFR2005655 2020-05-28
PCT/EP2021/062948 WO2021239485A1 (fr) 2020-05-28 2021-05-17 Dispositif de production d'énergie comportant un bateau aérotracté tractant au moins une hydrolienne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230041968A true KR20230041968A (ko) 2023-03-27

Family

ID=72178778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227044514A KR20230041968A (ko) 2020-05-28 2021-05-17 적어도 하나의 수류 터빈을 예인하는 공기 예인 선박을 포함하는 전력 생산 디바이스

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230192265A1 (ko)
EP (1) EP4158183A1 (ko)
JP (1) JP2023527267A (ko)
KR (1) KR20230041968A (ko)
CN (1) CN115768976A (ko)
FR (1) FR3110941A1 (ko)
WO (1) WO2021239485A1 (ko)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US868798A (en) * 1905-02-20 1907-10-22 Robert Mclaughlin Means for obtaining power from flowing water.
DE2544939C3 (de) * 1975-10-07 1979-10-18 Ralf 8000 Muenchen Sebald Stromerzeuger für Segelschiffe
FR2414442A1 (fr) * 1978-01-13 1979-08-10 Hove Alain Van Procede et dispositif pour l'alimentation d'un bateau de plaisance en courant electrique
EP1199098A1 (en) * 2000-10-19 2002-04-24 Gerardine Bowler A water purifying apparatus
US20100001534A1 (en) 2006-10-19 2010-01-07 Jongchul Kim Electric Power Generation System Using Hydro Turbine Tracted by Paraglider
FR3078949B1 (fr) 2018-03-19 2020-09-25 Airseas Aile souple comportant une entree d'air active et une entree d'air passive

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021239485A1 (fr) 2021-12-02
EP4158183A1 (fr) 2023-04-05
US20230192265A1 (en) 2023-06-22
JP2023527267A (ja) 2023-06-28
FR3110941A1 (fr) 2021-12-03
CN115768976A (zh) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6200020B2 (ja) 凧地上ステーション及びそれを使用するシステム
EP2021625B1 (en) Atmospheric resources explorer
KR101853340B1 (ko) 회전익 항공기의 발전, 제어장치 및 방법
US6523781B2 (en) Axial-mode linear wind-turbine
CN107592848B (zh) 牵引空气装置、用于风力设备的空气装置、用于电力生产的风力设备和设置有牵引空气装置的船舶
US20110101692A1 (en) Airborne wind powered generator
US10310516B2 (en) Systems and methods for yaw control of offshore platform
JP2004232461A (ja) 発電装置
US20160002013A1 (en) Tether Winding
EP4038275B1 (en) Kite driven watercraft power generating system
WO2007051034A2 (en) Static dynamic wind machine
CA2750638A1 (en) Buoyant airbarge and spinnaker sail combinations for generating electric power from wind
KR20230041968A (ko) 적어도 하나의 수류 터빈을 예인하는 공기 예인 선박을 포함하는 전력 생산 디바이스
WO2010087600A2 (ko) 자연력변환시스템
CN105781898A (zh) 一种高空热翼艇风力发电系统
RU2730745C1 (ru) Летающий ветрогенератор с соплом Лаваля вертикального взлёта и посадки с компенсацией веса питающего электрического кабеля
WO2023105473A1 (en) Kite launch-land system
CN117377615A (zh) 风帆推进装置、风帆推进的交通工具
CN116816602A (zh) 一种新型高空风力发电装备
WO2010079365A2 (en) Kite deployment system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination