KR20230070234A - 부유식 해양 구조물 - Google Patents

부유식 해양 구조물 Download PDF

Info

Publication number
KR20230070234A
KR20230070234A KR1020237011705A KR20237011705A KR20230070234A KR 20230070234 A KR20230070234 A KR 20230070234A KR 1020237011705 A KR1020237011705 A KR 1020237011705A KR 20237011705 A KR20237011705 A KR 20237011705A KR 20230070234 A KR20230070234 A KR 20230070234A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
attitude
offshore
floating
parameter
anchor
Prior art date
Application number
KR1020237011705A
Other languages
English (en)
Inventor
외른 룬게
Original Assignee
알더블유이 리뉴어블스 게엠베하
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 알더블유이 리뉴어블스 게엠베하 filed Critical 알더블유이 리뉴어블스 게엠베하
Publication of KR20230070234A publication Critical patent/KR20230070234A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • 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
    • B63B21/16—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring using winches
    • 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
    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B63B21/502—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers by means of tension legs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/02—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses
    • B63B39/03—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses by transferring liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
    • B63B43/04—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability
    • B63B43/06—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability using ballast tanks
    • 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
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • 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
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • 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
    • B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2207/00—Buoyancy or ballast means
    • B63B2207/02—Variable ballast or buoyancy
    • 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
    • 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
    • F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
    • 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
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/32—Wind speeds
    • 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
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/342—Wave conditions, e.g. amplitude, frequency or direction
    • 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
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • 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
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Artificial Fish Reefs (AREA)

Abstract

본 출원은, 부유식 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700), 특히 부유식 해양 풍력 터빈(100, 200, 300, 500, 600, 700)으로, 적어도 하나의 부유체(106, 206, 306, 506, 606)를 포함하는 적어도 하나의 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604), 및 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)이 앵커링 된 상태에서, 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)을 수중 지면(116, 216, 316, 516, 616)에 고정하도록 구성된 적어도 하나의 앵커링 장치(108, 208, 508)를 포함하고, 앵커링 장치(108, 208, 508)는 앵커(110, 210, 510)와 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부(109, 209, 509)를 포함하는 부유식 해양 구조물에 있어서, 상기 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)은, 앵커링 상태에서, 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여 앵커(110, 210, 510)와 부유식 기초(104, 204) 사이의 앵커 연결부(109, 209, 509)의 길이를 변경하도록 구성된 적어도 하나의 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물에 관한 것이다.

Description

부유식 해양 구조물
본 출원은 부유식 해양 구조물, 특히 부유식 해양 풍력 터빈에 관한 것으로, 부유식 해양 구조물은 적어도 하나의 부유체를 포함하는 적어도 하나의 부유식 기초, 및 해양 구조물이 앵커링 된 상태에서 해양 구조물을 수중 지면에 고정하도록 구성되며, 앵커와 부유식 기초 사이에서 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부를 포함하는 적어도 하나의 앵커링 장치를 포함하는 부유식 해양 구조물에 관한 것이다. 또한, 본 출원은 해양 시스템, 방법 및 해양 세트에 관한 것이다.
풍력 에너지 시스템과 풍력 발전소는 각각 적어도 하나의 풍력 터빈을 사용하여 이른바 재생 가능 에너지원으로부터 전기 에너지를 제공하는 데 점점 더 많이 사용되고 있다. 풍력 터빈은 특히 운동역학적 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성된다.
이러한 시스템의 에너지 수율을 높이기 위해, 풍력 발전소는 바람이 세게 불 가능성이 높은 사이트에 점점 더 많이 위치한다. 특히 해양 위치는 일반적으로 상대적으로 바람이 지속적으로 부는 조건과 평균 풍속이 높은 것을 특징으로 하므로, 각각 소위 해양 풍력 에너지 시스템과 해양 풍력 발전 단지가 점점 더 많이 설치되고 있다.
일반적으로, 해양 풍력 발전 단지는 해양 풍력 발전 단지가 예를 들어 육상 변전소 또는 추가 해양 변전소 및 연안 변환소 각각에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 해양 변전소 및 다수의 해양 풍력 터빈과 같은 다수의 해양 구조물을 포함한다.
육상 변전소는 궁극적으로 공공 전력망에 연결될 수 있다. 두 개의 해양 구조물들 사이 또는 해양 구조물과 육상 구조물 사이에 전기 에너지를 전달하기 위하여 전력 케이블을 해저 케이블 형태로 가설한다.
해양 풍력 터빈 및 해양 변전소뿐만 아니라 가스 또는 석유 탐사용 플랫폼과 같은 기타 해양 구조물에 대해서도 기초 구조물(예를 들어, 모노파일, 트리포드, 삼중파일 또는 재킷 기초)을 사용하여 수중 지면, 특히 해저에 각각 고정하는 것이 일반적인 관행이지만, 해양 구조물, 특히 해양 풍력 발전소를 특히 수심이 큰 지역 예를 들어 150미터 이상의 깊이 영역에서 설치하기 위해, 부유식 해양 구조물, 예를 들어 부유식 해양 풍력 터빈을 설치하는 것에 대한 고려가 증가하고 있다.
각 부유식 부유식 해양 구조물은 적어도 하나의 부유체를 구비하는 적어도 하나의 부유식 기초를 포함한다. 플랫폼, 변전소, 풍력 발전 장치 등의 장치가 부유식 기초 위에 설치될 수 있다.
해양 구조물의 (영구적인) 고정 작동을 위해, 해양 구조물은 적어도 하나의 앵커링 장치에 의해 수중 지면(일반적으로 해저)에 고정된다. 적어도 하나의 앵커링 장치는 해양 풍력 터빈이 앵커링 된 상태에서 해양 구조물을 수중 지면에 고정하도록 구성된다. 이를 위해, 앵커링 장치는 수중 지면에 적어도 일부분이 묻혀 있는 앵커와 부유식 기초 사이에 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부를 포함한다.
이러한 해양 구조물의 부유식 설계로 인해, 해양 구조물은 바람 및/또는 파도에 의해 움직일 수 있다. 특히, 부유식 해양 구조물은 특히 주풍 방향 및/또는 주파동 방향으로 상당한(주기적인) 틸팅 운동을 경험할 수 있다. 특히 부유식 기초에 배치된 해양 장치가 손상되는 것을 방지하기 위해, 종래 기술에서는 부유식 기초의 정교한 설계 및 특히 설치하는 동안 해양 구조물이 수직방향으로 상대적으로 깊게 배치된다.
특히, 해양 구조물이 수직방향으로 상대적으로 깊게 위치된다는 것은, 해양 풍력 터빈의 전력 생산량이 특히 낮은 풍속에서 감소한다는 것을 의미하는데, 이는 풍속이 일반적으로 고도가 높을수록 더 크기 때문이다.
또한, 중간 풍속 및/또는 중간 파고에서도 항공기 또는 선박이 해양 구조물에 내려앉는 것을 적어도 상당히 어렵게 만드는 틸팅 움직임 또는 흔들리는 움직임이 발생한다. 심하면 랜딩이 불가능할 수도 있다.
따라서, 본 출원의 목적은 종래 기술의 단점을 최소한으로 줄이고, 특히 악천후에서도 해양 구조물에 랜딩(landing)이 가능한 해양 구조물을 제공하는 것이다.
이러한 과제는 청구항 1에 따른 부유식 해양 구조물, 특히 부유식 해양 풍력 터빈에 의한 본 출원의 제1 측면에 따라 해결된다. 해양 구조물은 적어도 하나의 부유체를 포함하는 적어도 하나의 부유식 기초를 포함한다. 해양 구조물은 해양 구조물의 앵커링 상태에서 해양 구조물을 수중 지면에 고정하도록 구성된 적어도 하나의 앵커링 장치를 포함한다. 앵커링 장치는 앵커와 부유식 기초 사이에서 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부를 포함한다. 해양 구조물은 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여 앵커링 상태에서 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부 길이를 변경하도록 구성된 적어도 하나의 자세 안정화 장치를 포함한다.
종래 기술과 달리 본 출원에 따르면, 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부의 길이를 변경하여 부유식 해양 구조물의 위치를 안정시키는 위치 안정화 장치를 제공함으로써 종래 기술의 단점을 적어도 감소시킨 부유식 해양 구조물이 제공된다. 특히, 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부의 길이를 변경함으로써, 특히 적어도 랜딩 과정 동안 길이를 줄이거나 늘림으로써 해양 구조물에서의 랜딩이 적어도 용이해질 수 있다. 이것은 적어도 해양 구조물의 틸팅 이동 또는 요동(swaying) 이동을 감소시킬 수 있다는 것이 인식되었다.
바람직한 부유식 해양 풍력 터빈에서, 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부 길이를 변경함으로써 전력 수율과 에너지 수율을 각각 증가시키는 것도 가능하다.
본 출원에 따른 해양 구조물은 해양 풍력 터빈, 해양 변전소, 가스 또는 석유 탐사를 위한 해양 플랫폼 등과 같은 부유식 해양 구조물이다. 해양 구조물은 특히 해양 장치가 배치될 수 있는 적어도 하나의 부유식 기초를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 해양 구조물은 해양 풍력 터빈이다. 해양 풍력 터빈의 적어도 하나의 기초 위에, 특히 해양 장치로서 타워, 나셀, 로터, 발전기 등을 포함하는 풍력 장치가 배치된다.
적어도 하나의 부유식 기초는 적어도 하나의 부유체를 포함한다. 부유체 또는 부력체는 특히 아르키메데스의 원리에 따른 변위에 의한 부력으로 인해 독립적으로 부력을 갖는다. 예를 들어 부유체는 속이 비어 있고 공기 또는 가벼운 고체 물질로 채워져 있을 수 있다. 특히, 부유식 기초는 실질적으로 부유체를 형성할 수 있다.
부유식 기초는 바람직하게는 소위 바지식 기초, 반-잠수식 기초, 스파 기초 및/또는 텐션 레그 플랫폼(TLP) 기초일 수 있다. 다른 유형의 부유식 기초가 본 출원의 다른 변형으로 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
본 출원에 따르면, 부유식 기초는 각각 적어도 하나의 앵커링 장치에 의해 수중 지면에 고정되고 앵커링 된다. 특히, 고정을 위해 복수(예를 들어, 3개 또는 4개)의 앵커링 장치가 제공될 수 있다.
본 출원에 따른 앵커링 장치는 특히 앵커 로프 또는 앵커 체인 형태의 앵커 연결부를 포함한다. 앵커 연결부의 한쪽 끝은 기초에 부착되고 다른 쪽 끝은 적어도 하나의 앵커(예컨대, 웨이트 앵커, 어뢰 앵커 등)에 부착된다. 앵커는 수중 지면에 적어도 부분적으로 묻혀 있을 수 있다.
기초 및 해양 구조물이 적어도 하나의 앵커링 장치에 의해 수중 지면에 고정되는 조건은 본 명세서에서 특히 기초 및 해양 풍력 터빈 각각의 앵커링 상태로 지칭된다.
본 출원에 따르면, 적어도 해양 구조물의 손상이 임박한 해양 구조물의 임계 위치는 앵커링 상태, 즉 해양 구조물의 의도된 작동 시에 앵커링 장치 앵커 연결부의 길이를 변경할 수 있는 가능성이 제공되는 경우 최소한 감소될 수 있음이 인식되었다. 특히, 길이를 짧게 함으로써(그러나 가능하게는 길게 함으로써), 해양 구조물의 틸팅 이동 또는 흔들림 이동은 더 긴 길이(각각 더 작은 길이)에 비해 적어도 감소된다.
길이를 변경하기 위하여, 본 출원에 따르면, 자세 안정화 장치를 제공하는 것이 제안된다. 이것은 적어도 부분적으로 부유식 기초 내에 및/또는 위에 배열될 수 있다. 본 출원의 변형 예에서, 이것은 해양 풍력 터빈의 타워와 같은 해양 장치에 적어도 부분적으로 배열될 수도 있다.
본 출원에 따르면, 적어도 하나의 자세 안정화 장치는, 해양 구조물의 적어도 하나의 (제공 가능한) 자세 파라미터 및 적어도 하나의 (미리 정의된) 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여, 앵커링 상태에서 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부 길이(특히 앵커 연결부가 기초에 도달하는 지점)를 변경하도록 구성된다.
해양 구조물의 자세 파라미터(값)는 특히 해양 구조물의 (현재 및/또는 예측된 미래) 수직 위치 및/또는 수평 위치를 직간접적으로 기술하는 위치 파라미터이다. 적어도 하나의 자세 파라미터는 특히 설정될 해양 구조물의 수직 위치 및/또는 수평 위치를 지정한다.
특히, 2개 이상의 자세 파라미터 및/또는 (자세 파라미터에 대응하는) 2개 이상의 자세 세트 포인트 파라미터가 제공될 수 있다. 바람직하게는, 예를 들어 자세 파라미터 데이터 세트의 형태인 복수의 상이한 자세 파라미터 및 예를 들어 대응하는 자세 세트 포인트 파라미터 데이터 세트의 형태인 대응하는 복수의 (사전 정의된) 자세 세트 포인트 파라미터가 제공될 수 있다.
바람직하게는, 자세 안정화 장치는 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부 길이의 변경을 제어하도록 구성된 적어도 하나의 제어 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈에는 적어도 하나의 적절한 컨트롤러가 제공될 수 있다.
이는 특히 (현재 및/또는 예측된 미래) 자세 파라미터가 (본질적으로) 자세 세트 포인트 파라미터에 대응하는 방식으로 길이가 변경되어 가능한 차이가 최소화됨을 의미한다.
자세 세트 포인트 파라미터가 허용 불가능한 자세 범위 또는 허용 가능한 자세 범위의 한계 값인 경우, 본 출원의 변형은 (현재 및/또는 예측된 미래) 자세 파라미터가 적어도 허용 가능한 자세 범위 내에 있도록 즉, 자세 세트 포인트 (한계) 파라미터를 초과(또는 미달)하지 않도록 길이를 변경시킬 수 있다.
본 출원에 따른 해양 구조물의 바람직한 실시형태에 따르면, 자세 안정화 장치는 앵커 연결부에 결합된 적어도 하나의 윈치 장치를 포함할 수 있다. 윈치 장치는 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결 길이를 변경하도록 구성될 수 있다. 특히, 윈치 장치는 실질적으로 원통형이고 회전 가능한 드럼을 포함한다.
본 경우에, 결합된다는 것은 특히 앵커 로프 또는 앵커 체인 형태의 적어도 하나의 앵커 연결부가 드럼에 감겨지고 풀릴 수 있음을 의미한다(특히 최소 길이와 최대 길이 사이에서). 앵커 연결부의 한쪽 끝은 드럼 또는 윈치 장치의 다른 부착 지점에 단단히 부착될 수 있다.
바람직하게는, 윈치 장치는 적어도 하나의 제어 가능한 모터 기반 드라이브, 특히 해양 구조물로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있는 전기 모터를 포함할 수 있다. 드라이브는 특히 적어도 하나의 (현재 및/또는 예측된 미래) 자세 파라미터가 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 대응하거나 적어도 허용 가능한 자세 범위 내에 있있도록, (실질적으로) 대응하는 방식으로 길이가 변경되는 방식으로 제어 모듈에 의해 제어될 수 있다.
본 출원에 따른 해양 구조물의 추가 실시형태에 따르면, 윈치 장치는 적어도 하나의 파킹 브레이크를 포함할 수 있다. 앵커 연결부 길이를 변경하기 위해 주차 브레이크를 해제할 수 있다(변경 후 잠글 수도 있음). 예를 들어 앵커 연결부 길이를 변경해야 하는 경우, 제어 모듈은 파킹 브레이크를 해제하도록 제어할 수 있다. 그런 다음, 특히 드라이브에 의해 앵커 연결부 길이가 위에 설명된 대로 변경될 수 있다. 그 후 파킹 브레이크는 자동으로 (다시) 잠기거나 예를 들어 제어 모듈을 통해 다시 제어하여 잠글 수 있다. 이렇게 하면 드라이브의 부하를 줄일 수 있다.
적어도 하나의 자세 파라미터는 해양 구조물에 포함되지 않은 장치에 의해 자세 안정화 장치에 제공될 수 있다. 또한, 본 출원에 따른 해양 구조물의 바람직한 실시형태에 따르면, 해양 구조물은 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 파라미터를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 자세 검출 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서 해양 구조물, 특히 해양 구조물의 실제 자세 파라미터는 자세 검출 장치 자체에 의해 결정될 수 있다. 특히, 윈치 장치 또는 다른 장치(예를 들어, 밸러스트 매체 이송 장치, 리프팅 장치), 특히 적어도 하나의 드라이브의 제어는, 검출된 자세 파라미터와 실제 자세 파라미터 사이의 차이 그리고 (미리 결정된) 자세 세트 포인트 파라미터에 따라 수행될 수 있다.
적어도 하나의 자세 파라미터는 특히 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 각도(오일러 각도라고도 함)일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 자세 파라미터는 요각(해양 구조물의 현재 방향과 수직축(z-축이라고도 함) 사이의 각도), 롤 각도(해양 구조물의 현재 방향과 종축(x-축이라고도 함) 사이의 각도) 및/또는 피치 각도(해양 구조물의 현재 방향과 종축(y-축이라고도 함) 사이의 각도)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 자세 검출 장치는 해양 구조물의 틸팅 각도를 검출하는 틸팅 각도 검출 장치일 수 있다. 특히, 틸팅 각도는 해양 구조물의 틸팅 운동 또는 요동 운동 동안 수직축 방향 각각에 관련된 (최대) 각도(반전 위치에서)이다. 예를 들어, (최대) 틸팅 각도, 바람직하게는 허용 가능한 틸팅 각도 범위가 자세 세트 포인트 파라미터로 제공될 수 있다. 실제 틸팅 각도가 허용 가능한 기울기 각도 범위를 벗어나는 경우 특히 길이는 감지된 틸팅 각도가 다시 허용 범위 내에 있도록 하는 방식으로 (특히 긴 시간 동안) 변경될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 자세 검출 장치는 해양 구조물의 틸팅 진동수(tilting frequency)를 검출하도록 구성된 틸팅 진동수 검출 장치일 수 있다. 틸팅 진동수의 검출은 틸트 주기 기간의 검출을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 틸팅 각도에 대한 설명과 유사하게 제어할 수 있다.
본 출원에 따른 해양 구조물의 바람직한 실시형태에서, 적어도 해양 구조물의 제1 (원하는) 자세 상태에 대한 제1 선택 가능한 자세 세트 포인트 파라미터 및 적어도 해양 구조물의 제2 (원하는) 자세 상태에 대한 제2 선택 가능한 자세 세트 포인트 파라미터가 제공할 수 있다. 제1 자세 상태는 제2 자세 상태와 다를 수 있다.
예를 들어, 제1 자세 상태는 (정상) 작동 상태일 수 있고, 제2 자세 상태는 랜딩 상태일 수 있다. 정상 동작 시에는, 더 강한 틸팅 동작 또는 흔들림 동작이 허용될 수 있다(미리 결정된 제1 자세 상태 및 제1 동작 세트 포인트 파라미터(데이터 세트)에 각각 해당). 한편, 랜딩 과정에서는 약간의 기울임 운동 또는 흔들림 운동만 허용될 수 있다(각각 미리 결정된 제2 위치 상태 및 제2 위치 세트 포인트 파라미터(들)에 대응함). 특히, 각각의 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터는 (예를 들어, 랜딩을 원하는 사용자에 의해) 선택 가능할 수 있고, 특히 제어 모듈에 대해 미리 정의될 수 있다.
본 출원의 추가 변형에서, 추가 또는 다른 자세 상태에 대해 추가 또는 다른 선택 가능한 자세 세트 파라미터가 제공될 수 있다. 예를 들어, 유지 보수 작업을 위해 (랜딩 후) 선택될 수 있는 적어도 하나의 각각의 자세 세트 포인트 파라미터를 갖는 유지 보수 상태가 제공될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 최소 자세 파라미터(데이터 세트)가 해양 구조물에 국부적으로 저장되는 것이 제공될 수 있다. 이를 통해 해양 구조물의 특정 최소 안정 위치(및 각각의 상태)가 항상 유지되도록 할 수 있다. 해양 구조물의 실제 위치는 해양 풍력 발전소의 에너지 수율이 최대화되도록 특히 (해양 풍력 터빈의 경우) 허용 범위 내에서 설정될 수 있다.
본 출원에 따른 해양 구조물의 추가 실시형태에 따르면, 실질적으로 수직 방향으로 연장되는 적어도 하나의 수직 앵커 연결부가 부유식 기초에 부착될 수 있다. 수직 방향에 대해 적어도 2°, 바람직하게는 적어도 5°(및 최대 45°)의 각도로 연장되는 적어도 하나의 앵글 앵커 연결부가 부유식 기초에 부착될 수 있다. 자세 안정화 장치는 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 파라미터에 기초하여 수직 앵커 연결부 및/또는 앵글 앵커 연결부의 길이를 변경하도록 구성될 수 있다. 특히, 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 따라, 수직 앵커 연결(들) 및 앵글 앵커 연결(들)의 각각의 길이가 상이하게 변경되는 것이 유리할 수 있다.
특히 수직 방향(수직축)에 대한 앵글 앵커 연결부의 각도가 놓여 있는 수직면이 메인 풍향 및/또는 메인 파도 방향과 평행한 방향(또는 ±20°범위)으로 연장되는 경우(그리고, 특히, 이 앵클 앵커 연결부의 앵커는 바람-충돌 및/또는 파도-충돌 측에 위치됨), 특히 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 의해,
상기 앵클 앵커 연결부의 앵커 연결부의 길이는 적어도 하나의 수직 앵커 연결부보다 더 짧아지게(예를 들어, 2 내지 10m 더), 특히 바람과 파도가 없는 경우, 주요 바람 방향 및/또는 주요 방향으로 기울어지게 하는 방식으로 미리 결정될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 앵커가 바람 및/또는 파도로부터 멀리 향하는 측면에 있는 적어도 하나의 추가 앵클 앵커 연결부에 대해 길이가 변경되지 않거나 길어져서 바람 및 파도 없이 주요 바람 방향 및/또는 주요 파도 방향의 기울기가 발생하게 제공될 수 있다.
전술한 바와 같이, 자세 파라미터(및 자세 세트 포인트 파라미터)는 앞서 설명한 자세 파라미터와 같이 해양 구조물의 자세를 직접적으로 나타내는 자세 파라미터일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 자세 파라미터는 해양 구조물의 (가능한) (현재 및/또는 예측된) 자세가 도출될 수 있는 파라미터일 수 있다. 특히 이러한 자세 파라미터는 해양 구조물의 자세에 직접적인 영향을 미치는 자세 파라미터일 수 있다. 본 출원에 따른 해양 구조물의 추가 실시형태에 따르면, 자세 파라미터는 (실제 현재 또는 미래 자세 파라미터가 결정될 수 있는) 환경 기상 파라미터일 수 있다. 적어도 하나의 환경 기상 파라미터는 다음을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다:
- 풍향 (측정 또는 예측),
- 풍력 (측정 또는 예측),
- 파고 (측정 또는 예측),
- 파도 방향 (측정 또는 예측).
이러한 기상 환경 파라미터는 특히 해양 구조물의 자세와 관련이 있다.
특히, 앞서 언급한 기상 환경 파라미터가 부유식 해양 구조물의 기울기 각도(따라서 틸팅 이동)에 영향을 줄 수 있음이 인식되었다. 예를 들어, 특정 해당 자세 파라미터 세트 포인트(예: 파고가 xm인 임계값) 위의 (현재 또는 예측된) 너울과 파도 높이가 각각 존재하는 경우, 길이가 변경될 수 있다. 파도가 구조물 아래로 롤링될 수 있는 방식으로 해양 구조물을 들어올리기 위해 길이를 늘리는 것을 생각할 수 있다. 부유식 기초의 깊이를 증가시켜 자세를 개선하기 위해 길이를 줄이는 것도 생각할 수 있다. 이렇게 하면 틸팅 각도가 줄어들 수 있다. 이것은 결국 전력 수율을 증가시킬 수 있다.
바람직하게는, 적어도 2개, 바람직하게는 모든 상기 기상 환경 파라미터가 결정되고 특히 제공될 수 있다. 특히, 이러한 적어도 하나의 자세 파라미터는 해양 풍력 발전 단지의 적어도 하나의 기상 측정 장치(예를 들어, 측정 마스트) 및/또는 기상 서비스에 의해 제공될 수 있다. 본 출원의 추가 변형에서, 대안적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 추가 기상 환경 파라미터(예를 들어, 강수량, 태양 복사 등)가 제공될 수 있다.
본 출원에 따른 해양 구조물의 추가 실시형태에 따르면, 자세 안정화 장치는 (대안적으로 또는 추가적으로) 밸러스트 매체(바람직하게는 물, 특히 해수)로 채워질 수 있는 적어도 하나의 밸러스트 탱크를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 밸러스트 탱크는 적어도 하나의 기초에 통합될 수 있다. 또한, 밸러스트 탱크는 기초의 외부 측면에 부착될 수 있다.
2개 이상의 기초 및 기초 요소가 각각 제공되는 경우 각 기초는 밸러스트 탱크를 가질 수 있다. 적어도 하나의 밸러스트 탱크는 특히 충전/비움이 기초의 특정 수직 및/또는 수평 정렬을 유도하는 방식으로 배열될 수 있다. 복수의 밸러스트 탱크의 경우에, 충전/비우기는 특히 적어도 2개의 밸러스트 탱크의 특정 충전/비우기가 발생할 수 있도록 제어될 수 있다.
자세 안정화 장치는 특히 해양 구조물의 자세를 안정시키기 위해 밸러스트 탱크의 충전 레벨을 변경하도록 구성된 적어도 하나의 밸러스트 매체 운송 장치를 포함할 수 있다.
밸러스트 매체 운송 장치는 기초 내부 또는 기초 위에 배치될 수 있다. 수위를 변경함으로써, 특히 수중 지표면에 대한 각각의 흘수선까지의 수직 거리가 변경된다. 이것은 해양 구조물의 자세를 안정시킬 수 있다. 이 실시형태에서, 자세 세트 포인트 파라미터는 세트 포인트 충전량(예를 들어, 가득 참, 절반 가득, 비어 있음, x 리터 등)일 수 있다. 미리 결정된 이러한 자세 세트 포인트 파라미터에 따라, 밸러스트 매체 운송 장치는 상기 수직 거리를 변경하기 위해 밸러스트 탱크의 충전 레벨을 변경할 수 있다.
특히 바람직하게는, 밸러스트 매체 운송 장치는 밸러스트 매체를 밸러스트 탱크 내로 능동적으로 이송함으로써 및/또는 밸러스트 탱크 외부로 밸러스트 매체를 능동적으로 이송함으로써 밸러스트 탱크의 충전 레벨을 변경하도록 구성된 적어도 하나의 펌핑 장치를 포함할 수 있다. 특히, 밸러스트 탱크 외부로 밸러스트 매체를 능동적으로 운반하는 경우, 탱크 개구부를 열어 수동적으로 충전을 수행할 수 있다. 특히, 밸러스트 매체를 밸러스트 탱크로 능동적으로 운반하는 경우 탱크 개구부를 열어 수동적으로 비울 수 있다. 그러나 바람직하게는 충전 및 비우기 모두를 위해 적어도 하나의 펌핑 장치가 제공될 수 있다.
특정 충전 레벨의 설정은 제어 모듈에 의해 제어될 수 있다. 레벨 측정 요소를 사용하여 충전 레벨을 모니터링할 수 있다. 이는 세트 포인트 충전량의 형태로 미리 결정된 자세 세트 포인트 파라미터가 신뢰할 수 있는 방식으로 설정되도록 한다.
대안적으로 또는 부가적으로, 본 출원에 따른 해양 구조물의 추가 실시형태에 따르면, 자세 안정화 장치는 부유식 기초에 연결된 적어도 하나의 웨이트 장치를 포함할 수 있으며, 이는 적어도 수중 지면 상에 하강된 상태와 예를 들어 적합한 인양 장치에 의해 수중 지표면으로부터 인양된 상태 사이에서 변경될 수 있다.
특히, 웨이트 장치는 기초에 연결될 수 있는 웨이트 연결부(예를 들어, 앵커 로프 및/또는 앵커 체인)을 포함할 수 있다. 웨이트 연결부의 타단은 웨이트 장치의 웨이트 요소에 연결될 수 있다. 하강 상태에서 웨이트 요소는 수중 지면에 각각 적어도 내려놓을 수 있고 하강시킬 수 있다. 특히 이 상태에서는 웨이트 장치의 적어도 하나의 웨이트 요소에 의해 기초에 거의 추력이 가해질 수 없다.
들어 올려진 상태에서, 웨이트 요소는 수중 지표면에서 들어올려질 수 있다. 즉 (거의) 더 이상 접촉하지 않는다. 이 상태에서, 특히, 웨이트 장치의 적어도 하나의 웨이트 요소에 의해 (웨이트 장치의 웨이트 요소의 중량에 대응하는) 웨이트 힘이 기초에 가해진다. 상기 상태들 사이의 조정에 의해, 상기 수직 거리의 변화가 이루어질 수 있고 그에 따라 해양 장치의 자세가 (강한(positively)) 영향을 받을 수 있다.
특히, 해양 구조물의 바람직한 실시형태에 따르면, 밸러스트 운송 장치 및/또는 앞서 기술된 웨이트 장치를 갖는 전술한 밸러스트 탱크가 제공되는 경우, 자세 안정화 장치는, 특히 수중 지면의 수중 지면과 부유식 기초 사이(또는 기초와 각각 흘수선과 수면 사이)에 변경이 있는 경우, 앵커 연결부(즉, 앵커 연결의 길이 변경)를 추적하도록 구성된 적어도 하나의 추적 모듈을 포함할 수 있다.
앵커와 기초 사이의 원하는(최소 및/또는 최대) 장력이 최소 아래로 떨어지거나 최대를 초과하는 것을 방지하기 위해, 각 앵커 연결부는 특히 그에 따라 앵커 연결부를 추적하는 추적 모듈과 결합될 수 있다. 다른 변형에서는 추적 장치가 생략될 수도 있다.
적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터는 특히 해양 구조물이 허용할 수 없는 자세로 되지 않으면서 전력 생산량이 증가하는 방식으로 결정될 수도 있다. 예를 들어, 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 최소 자세 세트 포인트 파라미터가 지정될 수 있다. 해양 구조물의 실제 자세는 허용 가능한 번위 내에서 특히 (해양 풍력 터빈의 경우) 해양 풍력 발전 단지의 에너지 생산량이 최대화되는 방식으로 설정될 수 있다.
본 출원의 또 다른 측면은 해양 시스템, 특히 해양 풍력 발전 단지이다. 해양 시스템은 전술한 다수의 해양 구조물을 포함한다. 해양 시스템은 복수의 해양 구조물에 대한 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터를 미리 설정하도록 구성된 적어도 하나의 제어 장치를 포함한다.
특히, 해양 풍력 발전 단지에서, 복수의 해양 풍력 터빈이 적어도 부분적으로 상이한 자세 세트 포인트 파라미터로 미리 설정될 수 있다는 것이 제공될 수 있다. 특히, 자세 세트 포인트 파라미터는 한편으로는 (미리 정의된) 충분히 안전한 안정 위치를 보장하고 다른 한편으로는 해양 풍력 발전 단지의 전체 에너지 생산량을 증가시키는 방식으로 결정될 수 있다.
특히, (중앙) 제어 장치(예를 들어, 해양 풍력 단지의 중앙 컨트롤러에서 소프트웨어 모듈로 구현됨)가 제공될 수 있다. 복수의 해양 풍력 터빈은 통신 네트워크를 통해, 예를 들어 적어도 하나의(전술한) 자세 세트 포인트 파라미터를 포함하는 적어도 하나의 제어 명령을 전송함으로써 제어될 수 있다.
본 출원에 따른 해양 풍력 발전 단지의 바람직한 실시형태에 따르면, 자세 세트 포인트 파라미터는 해양 풍력 발전 단지의 적어도 하나의 추가 해양 풍력 터빈과 관련하여 제1 해양 풍력 터빈의 위치에 추가로 의존할 수 있다. 즉, 자세 세트 포인트 파라미터는 파크 위치에 따라 달라질 수 있다.
바람직하게는, 특정 해양 풍력 터빈을 제어하는데 사용되는 자세 세트 포인트 파라미터는 해양 풍력 발전 단지 내의 해양 풍력 터빈의 위치에 의존할 수 있다. 예를 들어, 각각의 해양 풍력 터빈은 파크 위치 속성과 관련될 수 있다(예를 들어, 해양 풍력 터빈의 지리적 표시, 해양 풍력 터빈이 특정 방향(예를 들어, 주풍향)에 애해 놓이는 표시, 및/또는 이와 유사한 것). 예를 들어, 해양 풍력 터빈의 터빈 식별자는 적어도 하나의 파크 위치 속성(공원 위치를 나타냄)과 함께 제어 장치에 의해 액세스될 수 있는 데이터 메모리 장치에 저장될 수 있다.
특히, 특정 기상 환경 조건 하에서 해양 풍력 터빈이 다른 해양 풍력 터빈의 바람에 노출될 경우 전기 에너지 수율이 감소될 수 있음이 인식되었다. 본 출원에 따른 해양 풍력 터빈의 각 파크 위치를 고려함으로써 특히 충분히 안전한 자세를 보장하는 것 외에도 에너지 생산량을 높일 수 있다. 예를 들어, 앞뒤에 배치된 두 개의 해양 풍력 터빈에 대해 해당 자세 세트점 파라미터 및 그에 따른 허브 높이에 의해 서로 다른 수직 거리를 설정할 수 있다(현재 또는 예상되는 주요 바람 방향에서 볼 때). 이것은 이 두 해양 풍력 터빈의 총 생산량을 증가시킬 수 있다.
본 출원에 따른 해양 시스템, 특히 풍력 발전 단지의 추가 실시형태에 따르면, 적어도 제1 기상 환경 조건 및 제1 환경 조건과 상이한 제2 기상 환경 조건이 지정될 수 있다. 기상 환경 조건(기준 각각)은 특히 적어도 하나의 기상 환경 파라미터 범위를 포함한다. 평가 시, 제공된 (앞서 설명한) 기상 환경 파라미터가 적어도 하나의 환경 파라미터 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 기상 환경 파라미터(값)가 적어도 하나의 환경 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다.
할당 테이블(assignment table)에서, 특히 각 환경 조건에 대해 각 해양 풍력 터빈(각각 해당 터빈 식별자)에 하나의 자세 세트 포인트 파라미터를 (정확하게) 할당할 수 있다(또한 선택 가능한 자세 세트점 파라미터는 특수 상황에 대해 제공될 수 있음, 앞에서 설명한 대로). 자세 세트 포인트 파라미터는 설명된 바와 같이 파크 위치 및 각각의 파크 위치 속성에 각각 의존할 수 있다(추가로 최소 안정 자세를 정의함). 특히, 할당 테이블은 데이터 메모리 장치에 저장될 수 있다.
특정 기상 환경 조건의 검출 시(특히, 변경된 기상 환경 조건의 검출 시(예를 들어, 제1 기상 환경 조건에서 제2 기상 환경 조건으로 또는 그 반대)), 제어 장치는 저장된 할당 테이블에 액세스할 수 있으며, 특히, 각각의 저장된 자세 세트 포인트 파라미터에 따라 해양 풍력 발전 단지의 해양 풍력 터빈 중 적어도 일부, 바람직하게는 해양 풍력 발전 단지의 해양 풍력 터빈 모두를 제어한다.
제어에 사용할 수 있는 자세 세트 포인트 파라미터는 미리 결정할 수 있다. 미리 결정한다는 것은 특히 높이 세트 포인트의 형태인 자세 세트 포인트 파라미터가 특정 기상 환경 조건이 감지될 때(특히 변경된 기상 환경 조건이 감지될 때(예: 제1 기상 환경 조건에서 제2 기상 환경 조건으로 또는 그 반대) 뿐만 아니라, 그 이전의 시점에서 결정한다는 것을 의미한다.
특히, 해양 풍력 발전 단지의 설치 전(예를 들어, 시뮬레이션 모델에 의해) 및/또는 설치 직후(예를 들어, 테스트에 의해), 복수의 자세 세트 포인트 파라미터가 결정될 수 있다. 바람직하게는, 자세 세트 포인트 파라미터는 가변 방식으로 저장될 수 있어서, 특히 해상 풍력 발전 단지가 가동되는 중에 실제 전력 수율을 평가함으로써(예를 들어, 시뮬레이션 프로세스에 의해 결정된 전력 수율에 비교하여) 최적화가 수행될 수 있다.
본 출원에 따른 해양 풍력 발전 단지의 추가 실시형태에 따르면, 복수의 해양 풍력 터빈은 각각이 동일한 제1 파크 위치 속성(각각의 공원 위치에 대응하는, 전술한 바와 같이)를 포함하는 해양 풍력 터빈의 제1 서브그룹 및 각각이 동일한 제2 파크 위치 속성(이전에 설명한 바와 같이 각각의 공원 위치에 대응하는)을 포함하는 해양 풍력 터빈의 제2 서브그룹으로 그룹화 될 수 있다. 제어 장치는 해양 풍력 터빈의 제2 서브그룹이 제어되는 자세 세트 포인트 파라미터와 상이한 자세 세트 포인트 파라미터로 해양 풍력 터빈의 제1 서브그룹을 제어하도록 구성될 수 있다. 그룹화는 3개 이상의 하위 그룹으로 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 그룹화는 상기 할당 테이블에 (본질적으로) 매핑될 수 있다. 제어는 특히 특정 환경 조건의 감지 시 수행된다는 것을 이해해야 한다. 또한 그룹화는 환경 조건에 따라 달라질 수 있다. 즉, 하위 그룹으로의 동적(정적이 아닌) 그룹화가 이루어질 수 있다.
(매핑 가능하고 선호되는 적어도 하나의 할당 테이블에서) 그룹화 전략 및 높이 조정 전략은 각각 바람직하게는 항상 해양 풍력 터빈의 첫 번째 열(바람 방향에서 볼 때)을 충분히 안정적인 위치가 보장되는 최대 높이로 증가시키는 것일 수 있다. 두 번째 열은 최소 높이로 설정하고, 세 번째 열은 다시 최대 높이로 설정할 수 있다. 해양 풍력 터빈의 첫 번째 열(바람 방향에서 볼 수 있음)을 항상 최소 높이로 하고, 두 번째 열을 최대 높이로 설정한 다음 다시 세 번째 열을 최소 높이로 설정하는 것도 상정할 수 있다.
추가 중간 높이 및/또는 거리 및 높이 각각의 연속 조정이 가능한 경우, 다른 그룹화 전략 및 높이 조정 전략이 각각 제공될 수 있으며, 특히 각각 할당 테이블 데이터베이스에 매핑될 수 있다.
본 출원에 따른 해양 풍력 발전 단지의 특히 바람직한 실시형태에 따르면, 해양 풍력 발전 단지는 적어도 하나의 측정되거나 예측된 기상 환경 조건에 따라 복수의 해양 풍력 터빈을 제어하기 위해, (특히 높이 세트 포인트 형태로 제어하기 위해 사용되는) 자세 새트 포인트 파라미터를 (미리) 결정하도록 구성된 적어도 하나의 자세 세트 포인트 결정 장치를 포함할 수 있다.
자세 세트 포인트 결정 장치는, 특히 해양 풍력 발전 단지의 복수의 풍력 터빈의 시뮬레이션 모델에 기초하여 복수의 시뮬레이션 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 특히, 해양 풍력 발전 단지의 (수학적) 시뮬레이션 모델은 계획 중에 그리고 설치 전에 생성될 수 있으며, 이를 통해 원칙적으로 적어도 생성된 총 전력은 서로 다른 기상 환경 조건, 특히 서로 다른 조건 특히 다르게 설정된 수직 거리에 따라 시뮬레이션될 수 있다. 이를 통해 예를 들어 틸팅 동작으로 인한 손상 없이 높이를 최대 또는 최소로 설정할 수 있는 시뮬레이션도 가능한다. 이러한 방식으로, 특히 적어도 하나의 최소 자세 세트 포인트 파라미터가 결정될 수 있다. 다른 변형예에서, 자세 세트 포인트 결정 장치는 테스트를 수행하도록 대안적으로 또는 추가적으로 구성될 수 있다.
각각의 시뮬레이션 단계(또는 테스트 단계)에서, 바람직하게는 복수의 해양 풍력 터빈에 대해 상이한 자세 세트 포인트가 설정될 수 있고 각각의 경우에 자세 세트 포인트에 대해 생성된 총 전력이 결정될 수 있다. 예를 들어 앞에서 언급한 설정 전략을 시뮬레이션할 수 있다.
특정 기상 환경 조건에서 복수의 해양 풍력 터빈을 (실제로) 제어하기 위한 자세 세트 포인트로서, 총 발전량이 최대로 결정되는(각각의 해양 풍력 터빈의 충분한 안정성이 보장됨) 자세 세트 포인트가 결정될 수 있다(특히 활당 테이블에 저장됨). 다시 말해, 바람직하게는 적어도 2개의 상이한 기상 환경 조건에 대해, 적어도 시뮬레이션된(또는 테스트된) 생성된 총 전력이 최대화되는 각각의 자세 세트 포인트가 시뮬레이션 프로세스(복수의 시뮬레이션 단계 포함)에 의해 결정될 수 있다.
바람직하게는 해양 풍력 발전 단지를 운영하는 동안 최적화 과정을 수행할 수 있다. 특히, 실제 발전된 총 전력과 시뮬레이션(또는 테스트)된 총 발전 전력이 평가될 수 있다. 특히, 실제 발전된 총 전력이 시뮬레이션된 총 발전된 전력보다 낮은 경우, 수율을 높이기 위해 적어도 부분적으로 자세 세트 포인트를 조정할 수 있다(예를 들어 인공 지능을 사용하여). 여기에서 과거 데이터 및/또는 다른 해양 풍력 발전 단지의 데이터를 고려할 수 있다.
본 출원의 또 다른 양태는, 부유식 해양 구조물, 특히 전술한 부유식 해양 구조물의 자세를 안정화하기 위한 방법으로서, 상기 해양 구조물은 해양 구조물이 앵커링 된 상태에서, 해양 구조물을 수중 지면에 고정하도록 구성된 적어도 하나의 앵커링 장치를 포함하고, 상기 앵커링 장치는 앵커와 부유식 기초 사이에서 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부를 포함한다. 상기 방법은,
- 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터 및 적어도 하나의 자세 파라미터를 제공하는 단계, 및
- 앵커링 상태에서 해양 구조물의 자세 세트 포인트 파라미터 및 자세 파라미터에 기초하여, 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부의 길이를 변경시키는 단계를 포함한다.
이 방법은 특히 복수의 부유식 해양 풍력 터빈을 작동, 특히 제어하기 위해, 즉 특히 위에서 설명한 해양 풍력 발전 단지를 작동, 특히 제어하기 위해 사용될 수 있다.
본 출원의 또 다른 측면은 다음을 포함하는 부유식 해양 세트이다.
- 해양 구조물, 특히 전술한 해양 구조물을 위한 적어도 하나의 부유식 기초,
- 부유식 기초에 부착 가능한 적어도 하나의 앵커 연결부를 포함하는 적어도 하나의 앵커링 장치, 및
- 앵커 연결부에 결합될 수 있고, 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여 윈치 장치에 결합된 앵커 연결부를 권취 및/또는 권출하도록 구성된 윈치 장치 형태의 적어도 하나의 자세 안정화 장치.
모듈, 장치 등은 적어도 부분적으로는 소프트웨어 요소(특히 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 코드의 형태) 및/또는 적어도 부분적으로는 하드웨어 요소(프로세서, 메모리 수단, 액추에이터 등)에 의해 형성될 수 있음에 유의해야 한다.
해양 구조물, 해양 시스템(특히 해양 풍력 단지), 방법 및 해양 세트의 특징들을 서로 자유롭게 조합할 수 있다. 특히, 상세한 설명 및/또는 종속항의 특징은 독립항의 특징을 완전히 또는 부분적으로 우회하거나 단독으로 또는 서로 자유롭게 결합함으로써 독립적으로 독창적일 수 있다.
이제 본 출원에 따른 해양 구조물, 본 출원에 따른 해양 시스템, 본 출원에 따른 프로세스 및 본 출원에 따른 해양 세트를 설계하고 추가로 개발할 수 있는 다양한 가능성이 있다. 이를 위해, 한편으로는 독립 특허 청구항에 종속된 특허 청구항을 참조하고, 다른 한편으로는 도면과 관련된 실시형태들의 설명을 참조한다. 도면들은 다음을 도시한다.
도 1a는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 일 실시형태의 개략도이다.
도 1b는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다.
도 1c는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다.
도 1d는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다.
도 2는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다.
도 3은 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다.
도 4는 부유식 해양 구조물의 예시적인 틸팅 움직임을 시간에 따라 도시한 도면이다.
도 5a는 제1 설정 거리를 갖는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다.
도 5b는 다른 설정 거리를 갖는 도 5a에 따른 실시형태의 개략도이다.
도 6a는 제1 설정 거리를 갖는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다.
도 6b는 다른 설정 거리를 갖는 도 6a에 따른 실시형태의 개략도이다.
도 7은 본 출원에 따른 해양 시스템의 일 실시형태의 개략도이다.
도 8은 본 출원에 따른 방법의 일 실시형태의 다이어그램이다.
도면들에서, 동일한 요소에 대해서는 동일한 참조 부호가 사용된다.
도 1a 내지 도 1d는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물(100)의 실시형태들의 개략도이다. 예시적인 해양 구조물(100)은 해양 풍력 터빈(100)으로 도시되어 있다. 그러나, 다음의 실시형태들이 다른 해양 구조물에도 적용될 수 있다.
예시된 해양 풍력 터빈(100)은 각각이 적어도 하나의 부유체(106)를 포함하는 각각의 부유식 기초(104)가 상이하다. 특히, 부유식 기초(104)는 적어도 실질적으로 부유체(106)를 형성한다.
특히, 바지식 기초(104)(도 1a), 반-잠수식 기초(104)(도 1b), 스파 기초(104)(도 1c) 및 텐션 레그 플랫폼 기초(104)(도 1d)가 도시되어 있다. 본 출원의 다른 변형에서는 다른 부유식 기초가 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
볼 수 있는 바와 같이, 타워, 나셀, 회전자, 발전기 등을 포함하는 풍력 발전 장치(102)는 적어도 하나의 부유식 기초(104) 상에 배치된다.
본 실시형태에서, 부유식 기초(104)는 각각 복수의 앵커링 장치(108)에 의해 수중 지면(116)에 각각 고정되고 앵커링 된다. 예시된 앵커링 장치(108)는 특히 앵커 로프(109) 또는 앵커 체인(109) 형태의 앵커 연결부(109)를 포함한다. 앵커 연결부(109)의 일단은 기초(104)에 부착되고, 타단은 적어도 하나의 앵커(110)(예를 들어, 웨이트 앵커, 어뢰 앵커 등)에 부착된다. 앵커(100)는 도 1a 내지 도 1d에서 볼 수 있는 바와 같이 수중 지면(116)에 적어도 부분적으로 묻힐 수 있다.
또한, 도 1a 내지 도 1d에서 수중 지표면은 부호 118로 표시하고, 수면과 워터라인은 각각 부호 114로 표시한다.
또한, 본 출원에 따른 해양 구조물(100)은, 해양 구조물(100)의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여, (예시된) 앵커링 상태에서 앵커(110)와 부유식 기초(104) 사이의 앵커 연결부(109)의 길이(111, 113, 115)를 변경하도록 구성된 적어도 하나의 자세 안정화 장치(112)를 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 길이(111, 113, 115)는 현재 앵커 연결부(109)가 앵커(110)에 부착되어 있는 지점과 앵커 연결부(109)가 기초(104)에 들어가는 지점으로부터 연장된다.
바람직하게는, 예를 들어 자세 파라미터 데이터 세트의 형태의 복수의 상이한 자세 파라미터 및 예를 들어 대응하는 자세 세트 포인트 파라미터 데이터 세트의 형태의 대응하는 복수의 (사전 정의된) 자세 세트 포인트 파라미터가 제공될 수 있다.
바람직하게는, 자세 안정화 장치(112)는 해양 구조물(100)의 적어도 하나의 자세 파라미터와 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여, 앵커(110) 및 부유식 기초(104) 사이의 앵커 연결부(109)의 길이(111, 113, 115)의 변화를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 제어 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 이는 (현재 및/또는 예측된 미래) 자세 파라미터가 (실질적으로) 자세 세트 포인트 파라미터에 대응하도록, 길이(111, 113, 115) 중 적어도 하나가 변경됨을 의미한다. 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터가 허용되지 않는 자세 범위의 한계값인 경우, 본 출원의 변형은 길이(111, 113, 115) 중 적어도 하나가 (현재의 및/또는 예측된 미래) 자세 파라미터가 적어도 허용 가능한 자세 범위에 즉, 자세 세트 포인트(한계) 파라미터를 초과(또는 미달)하지 않도록 제공될 수 있다.
도 2는 본 출원에 따른 부유식 해양 구조물(200)의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다. 반복을 피하기 위해, 본질적으로 도 1a 내지 도 1d에 따른 이전 실시형태와의 차이점만을 설명한다. 그 이외의 사항은 이전 설명을 참조한다.
해양 구조물(200)은 자세 안정화 장치(212)를 포함한다. 본 실시형태에서, 자세 안정화 장치(212)는 적어도 하나의 윈치 장치(224.1, 224.2, 224.3) 및 3개의 윈치 장치(224.1, 224.2, 224.3)를 포함한다. 특히, 각각의 앵커링 장치(208.1, 208.2, 208.3)는 윈치 장치(224.1, 224.2, 224.3)와 연관될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 앵커 연결부(209.1, 209.2, 209.3)는 각각의 윈치 장치(224.1, 224.2, 224.3)에 결합될 수 있다. 특히, 앵커 연결부(209.1, 209.2, 209.3)는 윈치 장치(224.1, 224.2, 224.3)의 원통형 드럼(윈치)에 결합되어, 앵커 연결부(209.1, 209.2, 209.3)를 최소 길이와 최대 길이 사이에서 감고 풀 수 있다.
이를 위해, 각각의 윈치 장치(224.1, 224.2, 224.3)는 드라이브(226) 및 파킹 브레이크(221)를 포함할 수 있다. 길이(211, 213, 215)를 변경하기 위해, 위치 안정화 장치(212)의 제어 모듈(228)은 먼저 파킹 브레이크(221)가 해제되도록 대응하는 파킹 브레이크(221)의 제어할 수 있다. 그러면, 제어 모듈(228)은 대응하는 드라이브(226)(바람직하게는 전기 모터(226))를 제어하여 지정된 길이만큼 감기거나 풀리도록 할 수 있다. 그런 다음 제어 모듈(228)에 의해 주차 브레이크가 다시 잠기도록 제어될 수 있다.
적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터(값), 바람직하게는 자세 세트 포인트 파라미터 세트가 입력(230)을 통해 제어 모듈(228)에 제공될 수 있다. 이에 대응하는 방식으로, 해양 구조물(200)의 적어도 하나의 자세 파라미터(값), 특히 자세 파라미터 세트가 제공될 수 있다. 예를 들어, 실제 자세 파라미터가 제공될 수 있다. 그 다음, 제어 모듈(228)은 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터가 적어도 하나의 실제 자세 파라미터에 의해 충족되도록 적어도 하나의 고정 장치(208.1, 208.2, 208.3)의 길이(211, 213, 215)를 변경할 수 있다.
도 2에서, 참조 부호 234는 (현재의) 주된 바람 방향을 나타내고, 참조 부호 232는 (현재의) 주된 파도 방향을 나타낸다(보통 이들 방향(232, 234)은 거의 동일할 수 있음).
도 2에서 추가로 알 수 있는 바와 같이, 실질적으로 수직 방향으로 연장되는 적어도 하나의 수직 앵커 연결부(209.2)는 부유식 기초(204)에 부착될 수 있다. 수직 방향에 대해 적어도 2°, 바람직하게는 적어도 5°(및 최대 45°)의 각도로 연장하는 적어도 하나의 앵글 앵커 연결부(208.1, 208.3)가 부유식 기초(204)에 부착될 수 있다. 위치 안정화 장치(212)는 해양 구조물(200)의 적어도 하나의 자세 파라미터에 기초하여 수직 앵커 연결부(208.2)의 길이 및/또는 앵글 앵커 연결부(208.1, 208.3)의 각도를 변경시키게 구성될 수 있다. 특히, 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 따라, 수직 앵커 연결부(208.2) 및 적어도 하나의 앵글 앵커 연결부(208.1, 208.3)의 길이가 상이하게 변경되면 유리할 수 있다.
특히 앵글 앵커 연결부(208.1, 208.3)의 각도(229)가 수직 방향에 대해 놓여 있는 수직 평면이 주된 바람 방향(±20°) 및/또는 주된 파도 방향(±20°)에 평행한 방향(±20°)으로 연장되고, 그리고 특히 상기 앵글 앵커 연결부(208.1)의 앵커(210)가 바람-충돌 및/또는 파도-충돌 측에 위치하면, 특히 상기 앵글 앵커 연결부(208.1)의 앵커 연결부가 적어도 하나의 수직 앵커 연결부(208.2)보다 더 짧게(예를 들어, 2 내지 10m 더) 하는 적어도 하나의 자세 세트 포인트에 의해, 특히 바람 및 파도가 없는 경우, 주된 바람 방향 및/또는 주된 파도 방향 방향으로 기울어지도록, 미리 사전에 결정될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 앵커(210)가 바람 및/또는 파도로부터 멀어지는 측면에 위치하는 적어도 하나의 추가 앵글 앵커 연결부(208.3)가, 바람과 파도가 없을 때, 주된 바람 방향(234) 및/또는 주된 파도 방향(232)의 방향으로 기울어지도록, 변하지 않거나 확장되는 구성이 제공될 수 있다.
도 2에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 특히 해양 구조물(200)을 위한 적어도 하나의 부유식 기초(204), 부유식 기초(204)에 부착될 수 있는 적어도 하나의 앵커 연결부(209)를 갖는 적어도 하나의 앵커링 장치(208), 및 해양 구조물(200)의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여 윈치 장치(224.1, 224.2, 224.3)에 결합된 앵커 연결부(209.1, 209.2, 209.3)를 감거나 풀도록 구성된 앵커 연결부(224.1, 224.2, 224.3)에 결합될 수 있는 윈치 장치(224) 형태의 적어도 하나의 자세 안정화 장치(212)를 포함하는 해양 세트가 제공된다.
도 3은 본 출원에 따른 해양 구조물(300)의 다른 하나의 실시형태의 개략도이다. 반복을 피하기 위해, 본질적으로 도 1a 내지 도 2에 따른 이전 실시형태와의 차이점만 아래에 설명하고 그렇지 않은 경우 이전 설명을 참조한다. 더 나은 개관을 위해서 전체 해양 장치, 앵커링 장치, 제어 모듈 등에 대한 설명이 생략되었음을 유의해야 한다.
특히, 도 3에는 부유식 해양 구조물(300)의 틸팅 이동과 요동 이동(화살표 338로 표시)이 각각 표시되어 있다. 따라서, 파선 버전은 해양 구조물(300)이 틸팅 이동의 반전 지점, 즉 틸팅 각(342)이 최대일 때를 도시한다. 또한, 해양 구조물(300)은 수직 상태로도 도시되어 있다.
최대 틸팅 각도(-442, 442) 사이의 틸팅 각도 α의 시간 경로가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 곡선은 본질적으로 사인 곡선이다.
해양 구조물(300)은 해양 구조물(300)의 적어도 하나의 자세 파라미터를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 자세 검출 장치(319)(적어도 하나의 적절한 자세 센서를 구비함)를 포함한다. 즉, 본 실시형태에서, 해양 구조물(300)은 특히 자세 검출 장치(319) 자체에 의해 해양 구조물(300)의 적어도 하나의 실제 자세 파라미터를 결정할 수 있다. 특히, 윈치 장치 또는 다른 장치(예를 들어, 밸러스트 매체 이송 장치, 리프팅 장치), 특히 적어도 하나의 드라이브의 제어는, 검출된 자세 파라미터와 실제 자세 파라미터 사이의 차이 및 (미리 결정된) 자세 세트 포인트 파라미터에 따라 수행될 수 있다. 실제 자세 파라미터 데이터 세트 및 대응하는 자세 세트 포인트 파라미터 데이터 세트가 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
특히, 적어도 하나의 자세 파라미터는 해양 구조물(300)의 적어도 하나의 자세 각도(오일러 각이라고도 함)일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 자세 파라미터는 요 각도(yaw angle)(해양 구조물(300)의 현재 방위와 수직축(z축이라고도 함) 사이의 각도), 롤 각도(roll angle)(해양 구조물(300)의 현재 방위와 종축(x축이라고도 함) 사이의 각도) 및/또는 피치 또는 피치 각도(해양 구조물(300)의 현재 방위와 종축(y축이라고도 함) 사이의 각도)일 수 있다.
바람직하게는, 자세 검출 장치(319)는 해양 구조물(300)의 (최대) 틸팅 각도(342)를 검출하도록 구성된 틸팅 각도 검출 장치(319)일 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 틸팅 각도(342)는 해양 구조물(300)이 틸팅 이동 또는 요동 이동(338) 하는 중에 특히 수직 축(340) 및 방향 z와 관련된 (최대) 각도(342)이다. 예를 들어, (최대) 틸팅 각도(342) 바람직하게는 허용가능한 틸팅 각도 범위가 자세 세트 포인트 파라미터로 제공될 수 있다. 실제 틸팅 각도(342)가 허용가능한 틸팅 각도 범위를 벗어나면, (특히 그러한 긴 시간 동안) 검출된 틸팅 각도(342)가 다시 허용가능한 틸팅 각도 범위 내에 될 때까지 그 길이가 변경될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 자세 검출 장치(319)는 해양 구조물(300)의 틸팅 진동수(fkipp=1/Tkipp, 도 4 참조)를 검출하도록 구성된 틸팅 진동수 검출 장치(319)일 수 있다. 틸팅 진동수 fkipp를 검출하는 것은 틸팅 주기 체류시간 Tkipp를 감지하는 것을 포함한다. 틸팅 각도에 대한 논의와 유사하게 제어가 수행될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 수직 거리(547.1, 547.2)가 다르게 설정된, 부유식 해양 구조물(500)의 추가 실시형태를 도시한다. 반복을 피하기 위해, 본질적으로 도 1a 내지 도 4에 따른 이전 실시형태와의 차이점만을 아래에 설명하고 그렇지 않은 경우 이전 설명을 참조한다. 더 나은 개관을 위해서만 전체 풍력 장치의 표현이 생략되었다는 점에 유의해야 한다.
도 5a 및 도 5b에서, 거리들(547.1, 547.2) 사이의 차이는 참조 부호 522로 표시된다. 설정 가능한 차이는 바람직하게는 10m와 40m 사이일 수 있다.
수직 거리(547.1, 547.2)(수중 지표면까지( 및각각 워터라인까지))를 설정하기 위해, 본 경우에는 자세 안정화 장치(512)가 제공된다. 예시된 자세 안정화 장치(512)는 밸러스트 매체(525)로 채워질 수 있고, 바람직하게는 기초(504)에 배열되는 적어도 하나의 밸러스트 탱크(539)를 포함한다. 또한, 자세 안정화 장치(512)는 특히 밸러스트 탱크(539)의 충전 레벨(527)을 변경하도록 구성된, 적어도 하나의 밸러스트 매체 운송 장치(531)를 포함한다.
특히, 밸러스트 매체 운송 장치(531)는 2개의 펌핑 장치(545)를 포함한다. 특히, 하나의 펌핑 장치(545)는 밸러스트 매체(525)(특히 물)를 밸러스트 탱크(539)(화살표 541로 표시됨)로 능동적으로 펌핑함으로써 밸러스트 탱크(539)의 충전 레벨(527)을 변경하도록 구성된다. 특히, 밸러스트 매체(525)가 밸러스트 탱크(539) 내로 펌핑될 수 있는 개구부(543)가 기초(504)에 배치될 수 있다.
특히, 추가 펌핑 장치(230)는 밸러스트 탱크(539) 밖으로 밸러스트 매체(525)를 능동적으로 펌핑함으로써 (화살표(537)로 표시됨) 밸러스트 탱크(539)의 충전 레벨(527)을 변경하도록 구성된다. 특히, 밸러스트 매체(525)가 밸러스트 탱크(539) 밖으로 펌핑될 수 있는 추가 개구부(533)가 기초(504)에 배열될 수 있다.
바람직하게는 제어 모듈(528)이 제공될 수 있다. 자세 안정화 장치(512)의 (로컬) 제어 모듈(528)은 예를 들어 자세 세트 포인트 파라미터(예를 들어, 특정 충전량(예를 들어, 가득 참, 반만 참, 비어 있음, x 리터 등) 등)를 구비하는 제어 장치(도시되어 있지 않음)에 의해 제어될 수 있다. 바람직하게는, 최소 자세 세트 포인트 파라미터가 국부적으로 저장될 수 있다.
제어 모듈(528)의 충전 레벨 측정 요소(미도시)에 의해 측정 가능한 현재 충전 레벨(527) 및 수신된 높이 세트 포인트에 따라, 펌핑 장치(545)는 충전 레벨(527)이 자세 세트 포인트 파라미터에 따라 변경되는 방식으로 제어될 수 있다. 특히, 수직 거리(547.1, 557.2)를 변경함으로써, 해양 구조물(500)의 자세를 안정시킬 수 있다. 또한 이것은 특히 전력 수율을 증가시킬 수 있다.
자세 안정화 장치(512)는 특히 수중 지면(516)의 수중 지표면(518)과 부유식 기초(504) 사이의 수직 거리(547.1, 547.2)가 변할 때, 앵커 연결부(509)를 추적(즉, 앵커 연결부의 길이를 변경)하도록 구성된 적어도 하나의 추적 모듈(551)을 더 포함할 수 있다. 특히, 앵커(510)와 기초(504) 사이의 소망하는(최소 및/또는 최대) 장력이 최소 아래로 떨어지거나 최대를 초과하는 것을 방지하기 위해, 각각의 앵커 연결부(509)는 그에 따라 앵커 연결부(509)를 추적하기 위해 추적 모듈(551)에 결합될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 상이하게 설정된 수직 거리(647.1, 647.2)를 갖는 부유식 해양 구조물(600)의 추가 실시형태를 도시한다. 반복을 피하기 위해, 본질적으로 도 1a 내지 도 5b에 따른 이전 실시형태와의 차이점만 아래에 설명하고 그렇지 않은 경우 이전 설명을 참조한다. 더 나은 개요를 위해서만 전체 풍력 장치의 표현과 앵커링 장치(및 추적 모듈)의 표현이 생략되었다는 점에 유의해야 한다.
본 실시형태에서, 자세 안정화 장치(612)는 부유식 기초(604)에 연결된 적어도 하나의 웨이트 장치(612)(weight arrangement)를 포함한다. 특히, 웨이트 장치(612)는 기초(604)에 연결될 수 있는 웨이트 연결부(654)(예를 들어, 앵커 케이블(654) 및/또는 앵커 체인(654))를 포함할 수 있다. 웨이트 연결부(654)의 타단은 웨이트 장치(612)의 웨이트 요소(656)에 연결될 수 있다.
웨이트 장치(612)의 하강 상태에서, 특히 웨이트 장치(612)의 적어도 하나의 웨이트 요소(656)에 의해 기초(640)에 웨이트 힘이 거의 가해지지 않는다. 예를 들어 리프팅 장치(658)(예를 들어, 윈치(658))에 의해 웨이트 장치(612)가 상승 상태에 있을 때, 특히 웨이트 힘(g)(웨이트 장치의 웨이트 요소(656)의 무게에 대응하는)이 웨이트 장치(612)의 적어도 하나의 웨이트 요소(656)에 의해 기초 상에 가해진다. 리프팅 장치(658)로 웨이트 장치(612)의 상기 상태들 사이에서 설정함으로써, 상기 수직 거리(647.1, 647.2)의 변화가 적어도 2개의 이산 값 사이에서 야기될 수 있다.
다시, 수신된 자세 세트 포인트 파라미터(예를 들어, 하강 또는 하강하지 않음)에 따라 리프팅 장치(658)를 제어할 수 있는 제어 모듈(미도시)이 제공될 수 있다.
도 2, 도 5a, 도 5b 및/또는 도 6a, 도 6b에 따른 실시형태들이 서로 조합될 수 있음을 이해해야 한다.
도 7은 해양 시스템(760)의 일 실시형태의 개략도이다. 해양 풍력 단지(760)가 예로서 도시되어 있다. 이하의 실시형태에서, 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터가 제공될 수 있고, 특히 제어 장치(762)에 의해 미리 결정될 수 있다. 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터 바람직하게는 적어도 2개의 선택 가능한 다른 자세 세트 포인트 파라미터(데이터 세트)가 국부적으로 그리고 해양 구조물(700.1 - 700.4)에 사전에 저장된다. 예를 들어, 적어도 하나의 최소 자세 세트 포인트 파라미터(데이터 세트)가 각각의 해양 구조물(700.1 - 700.4)에 국부적으로 저장되는 것이 제공될 수 있다. 이는 해양 구조물(700.1 - 700.4)의 특정 최소 안정 위치가 항상 유지되도록 보장할 수 있다. 해양 구조물(700.1 - 700.4)의 실제 자세는 허용 가능한 범위(가변, 특히 수율 최적화) 내에서 특히 (해양 풍력 터빈(700.1 - 700.4)에 대해) 해양 풍력 단지의 에너지 수율이 최대로 되는 방식으로 설정될 수 있다. 최소 자세 파라미터(데이터 세트)로 인해, 각 해양 풍력 터빈(700.1 - 700.4)의 충분히 안정적인 위치가 항상 유지되도록 보장된다.
이하에서, 최소 자세 세트 포인트 파라미터(데이터 세트)가 미리 정의되고, 추가적으로 기상 환경 조건에 따라 특히 높이 세트 포인트의 형태로 자세 세트 포인트 파라미터가 해양 풍력 발전 단지(760)의 제어 장치(762)에 의해 미리 정의된다고 가정한다. 이 사전 설정은 아래에서 더 자세히 설명된다.
예를 들어, 제어 장치(762)는 해양 풍력 발전 단지(760)의 공원 제어 시스템(미도시)(어쨌든 제공됨)에서 구현될 수 있다.
본 실시형태에서, 제어 장치(762)는 통신 모듈(764), 고도 제어 모듈(768), 탐지 장치(770), 고도 세트 포인트 결정 장치(772) 및 데이터 메모리 장치(774)를 포함한다. 다른 변형이 추가 또는 더 적은 모듈/장치를 제공할 수 있음을 이해해야 한다.
대안적으로 다른 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 높이 세트 포인트 결정 장치(772)는 (해양 풍력 발전 단지(760)의 설치 장소에서) 적어도 하나의 환경 기상 조건에 따라 적어도 높이 세트 포인트를 결정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 결정은 해양 풍력 단지(760)의 설치 전에 수행될 수 있지만, 또한 해양 풍력 단지(760)를 설치하는 중에 및/또는 설치 (바로) 직후에 수행될 수 있다. 설명한 바와 같이, 작동 중에 최적화 공정이 (지속적으로) 이루어질 수 있다.
바람직하게는 모든 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)에 대한 높이 세트 포인트 값의 형태로 자세 세트 포인트 파라미터를 결정하는 것이 바람직하다.
특히, 각각의 결정된 높이 세트 포인트는 각각의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)의 (파킹) 위치에 따라, 특히 해양 풍력 발전 단지(760)의 적어도 하나의 추가 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)과 관련하여 종속적일 수 있다. 예를 들어, 해양 풍력 발전 단지(760)의 계획 및/또는 모델이 저장될 수 있으며, 파팅 위치 속성이 각각의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)에 할당된 (예를 들어, 데이터 메모리 장치(774) 또는 다른 메모리 장치에) 저장될 수 있다. 각각의 파킹 위치 속성으로부터, 파킹 위치는 적어도 파생될 수 있다. 특히, 각각의 파크 위치 속성은 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)의 적어도 2개의 서브그룹을 (동적으로) 형성하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 이는 서브그룹의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)이 본질적으로 동일한 수직 거리로 설정 즉 본질적으로 동일한 높이 세트 포인트로 제어됨을 의미한다. 특히 그룹화는 할당 테이블과 데이터베이스에서 각각 (본질적으로) 매핑될 수 있다.
적어도 하나의 높이 세트 포인트 결정 장치(772)는 적어도 하나의 측정되거나 예측된 기상 환경 조건에 따라 복수의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)을 제어하기 위한 높이 세트 포인트를 (미리) 결정하도록 구성될 수 있다. 높이 세트 포인트 결정 장치(772)는 특히 해양 풍력 발전 단지(760)의 복수의 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)의 시뮬레이션 모델에 기초하여 복수의 시뮬레이션 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 본 출원의 다른 변형에서, 위에서 설명한 대로 전력 수율을 결정하기 위해 실제 테스트가 수행될 수도 있다.
특히, 해양 풍력 발전 단지(760)의 (수학적) 시뮬레이션 모델은 계획 중 및 설치 전에 생성될 수 있으며, 이를 통해 원칙적으로 적어도 생성된 총 전력이 시뮬레이션될 수 있고 특히 상이한 기상 환경 조건에 따라 그리고 특히 다르게 설정된 수직 거리/위치를 가지고 결정될 수 있다.
각각의 시뮬레이션 단계에서, 복수의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)에 대해 상이한 높이 세트 포인트가 설정되는 것이 바람직하고, 각각의 높이 세트 포인트에 대해 생성된 총 전력이 결정될 수 있다.
환경 기상 조건에서 복수의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)을 (실제로) 제어하기 위한 높이 세트 포인트, 즉 위치 세트 포인트 파라미터(들)로서, 높이 세트 포인트가 결정될 수 있고, 특히 결정된 생성 총 전력이 최대인 데이터 메모리 장치(774) 내의 할당 테이블에 저장될 수 있다.
바람직하게는 적어도 2개의 상이한 기상 환경 조건에 대해, 적어도 시뮬레이션된 생성 총 전력이 최대화되는 각각의 높이 세트 포인트는 시뮬레이션 프로세스(복수의 시뮬레이션 단계 포함)에 의해 결정될 수 있다. 할당 테이블에서, 각각의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)에 대한 각각의 (주어진) 환경 조건에 대해 높이 세트 포인트가 지정될 수 있다.
특히, 높이 세트 포인트를 결정함으로써, 그룹화 전략과 높이 조정 전략을 각각 지정하고 매핑할 수 있다. 예를 들어, 해양 풍력 터빈(700.1, 700.2)의 바람 방향(즉, 특정 감지 환경 조건)의 제1 열은 수직 거리가 최대로 되도록(즉, 허브 높이가 최대로 됨) 항상 제어될 수 있다. 바람 방향으로(즉, 특정 검출 환경 조건에서) 해양 풍력 터빈(700.3, 700.4)의 제2 열은 수직 거리가 최소로 되도록(즉, 허브 높이가 최소로 되도록) 제어될 수 있다. 다른 변형에서는 이와 정반대로 설정될 수도 있다. 추가 중간 높이 및/또는 거리 또는 높이의 연속 조정이 가능한 경우, 각각 다른 그룹화 전략 및 높이 조정 전략도 제공될 수 있다.
해양 풍력 발전 단지(760a)의 운영에 있어서, 해양 풍력 발전 단지(760)의 적어도 하나의 특정 기상 환경 파라미터를 제공하는 것이 수행될 수 있다. 특히, 적어도 하나의 기상 환경 파라미터는 통신 모듈(764)을 통해 제어 장치(762)로 제공될 수 있다. 적어도 하나의 특정 환경 기상 파라미터는 적어도 하나의 측정 장치에 의해 측정된 현재 환경 기상 파라미터 및/또는 예상 환경 기상 파라미터일 수 있다. 바람직하게는, 풍향(측정 및/또는 예측), 바람 세기(측정 및/또는 예측), 파고(측정 및/또는 예측), 파동 방향(측정 및/또는 예측) 같은 (측정 및/또는 예측) 복수의 환경 기상 파라미터가 제공될 수 있다.
검출 장치(770)에 의해, 특히 (미리 결정된) 기상 환경 조건 중 적어도 하나가 적어도 하나의 특정 및 제공된 기상 환경 파라미터에 의해 충족되는지 여부가 검출될 수 있다. 특히, 기상 환경 조건(및 각각 기준)은 적어도 하나의 기상 환경 파라미터 범위를 포함한다. 감지 시, 기상 환경 파라미터가 적어도 하나의 기상 환경 파라미터 범위 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 환경 기상 파라미터(값)가 적어도 하나의 환경 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다.
특히, 수직 거리/자세의 변화가 있어야 할 정도로 기상 환경 조건이 변화하였는지를 감지할 수 있다. 기상 환경 조건이 변경되지 않은 것으로 판단되면, 특히 수직 거리의 변경이 필요하지 않다.
특히, 환경 기상 조건이 이전에 검출된 환경 기상 조건으로부터 변경되었음이 검출되면, 예를 들어 제1 환경 기상 조건에서 제2 환경 기상 조건으로의 변경이 검출되면(예를 들어, 바람 세기 및/또는 풍향이 변경되었을 수 있고 또는 정의된 환경 조건에 의해 지정된 범위만큼 변경됨), 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)의 부유식 기초로부터 특히 높이 세트 포인트에 대응하는 수중 지표면까지의 수직 거리가 변경되도록, 높이 세트 포인트 및 자세 세트점 파라미터로 높이 제어 모듈(768)에 의해 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)의 적어도 하나의 자세 안정화 장치를 제어한다. 특히, 수직 거리의 변경이 이루어질 적어도 각각의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)이 제어될 수 있다.
바람직하게는, 높이 제어 모듈(768)은 제어에 사용될 높이 세트 포인트(및 각각의 자세 세트 포인트)를 각각 결정하고 판독하기 위해 데이터 메모리 장치(774)에 저장된 설명된 할당 테이블에 액세스할 수 있다. 그 후, 높이 제어 모듈(768)은 각각이 적어도 하나의 높이 세트 포인트(이전에 설명됨)을 포함하는 각각의 제어 명령을 전송하게 할 수 있다. 제어 명령은 통신 모듈(764) 및 통신 네트워크(756)를 통해 각각의 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)으로 전송될 수 있다. 그러면 각각의 자세 안정화 장치는 이전에 기술된 방식으로 각각 수직 거리 및 수직 자세를 조정할 수 있다.
특히 풍향에 따라 풍력 터빈 허브의 개별 높이를 설정하여 수율을 극대화할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 상정할 수 있는 높이 설정은 예를 들어 2개 또는 3개의 미리 설정된 높이를 통해 연속적이거나 불연속적이다.
또한, 바람이 너무 강하고 및/또는 파도가 너무 센(예를 들어, 제3 기상 환경 조건에 의해 주어진) 경우, 모든 해양 풍력 터빈(700.1 내지 700.4)은 그들의 수직 거리를 줄이고, 특히 수직 거리를 최소화하도록 제공될 수 있는데, 이는 정격 출력에 도달 및/또는 손상을 방지하기 때문이다.
도 8은 부유식 해양 구조물, 특히 이전 실시형태 중 하나에 따른 부유식 해양 구조물의 자세를 안정화하기 위한 본 출원에 따른 방법의 실시형태의 다이어그램을 도시한다. 여기서 해양 구조물은 해양 구조물이 앵커링 된 상태에서 해양 구조물을 수중 지면에 고정하도록 구성된 적어도 하나의 앵커링 장치를 포함하고, 앵커링 장치는 앵커와 부유식 기초 사이에서 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부를 포함한다.
단계 801에서, 해양 구조물의 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터 및 적어도 하나의 자세 파라미터가 제공된다. 단계 802에서, 해양 구조물이 앵커링 된 상태에서 해양 구조물의 자세 세트 포인트 파라미터 및 자세 파라미터에 기초하여, 앵커와 부유식 기초 사이의 앵커 연결부의 길이가 변경된다.
윈치 장치를 사용하는 경우, 앵커를 수중 지면에 더 깊게 매립하거나 및/또는 앵커의 중량을 증가시켜야 할 수 있음을 이해해야 한다(윈치 장치가 제공되지 않은 경우에 비해).

Claims (14)

  1. 부유식 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700), 특히 부유식 해양 풍력 터빈(100, 200, 300, 500, 600, 700)으로,
    - 적어도 하나의 부유체(106, 206, 306, 506, 606)를 포함하는 적어도 하나의 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604), 및
    - 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)이 앵커링 된 상태에서, 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)을 수중 지면(116, 216, 316, 516, 616)에 고정하도록 구성된 적어도 하나의 앵커링 장치(108, 208, 508)를 포함하고,
    - 앵커링 장치(108, 208, 508)는 앵커(110, 210, 510)와 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부(109, 209, 509)를 포함하는 부유식 해양 구조물에 있어서, 상기 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)은,
    - 앵커링 상태에서, 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여 앵커(110, 210, 510)와 부유식 기초(104, 204) 사이의 앵커 연결부(109, 209, 509)의 길이를 변경하도록 구성된 적어도 하나의 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    - 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)는 앵커 연결부(109, 209, 509)에 결합되어 있으며, 앵커(110, 210, 510)와 부유식 기초(104, 204) 사이의 앵커 연결부(109, 209, 509)의 길이를 변경하도록 구성된 적어도 하나의 윈치 장치(224)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    - 윈치 장치(224)는 적어도 하나의 파킹 브레이크(221)를 포함하고,
    - 파킹 브레이크(221)는 앵커 연결부(109, 209, 509)의 길이를 변경하기 위해 해제될 수 있는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)은 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 적어도 하나의 자세 파라미터를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 자세 검출 장치(319)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    - 자세 검출 장치(319)는 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 틸팅 각도를 검출하도록 구성된 틸팅 각도 검출 장치(319)이고,
    및/또는
    - 자세 검출 장치(319)는 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 틸팅 진동수를 검출하도록 구성된 틸팅 진동수 검출 장치(319)인 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 제1 위치 상태에 대한 적어도 제1 선택 가능한 자세 세트 포인트 파라미터 및 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 제2 자세 상태에 대한 제2 선택 가능한 자세 세트 포인트 파라미터가 제공되고,
    - 제1 자세 상태와 자세 위치 상태는 다른 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 실질적으로 수직으로 연장되는 적어도 하나의 수직 앵커 연결부(108, 208, 508)가 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604)에 부착되고,
    - 수직 방향에 대해 적어도 2°, 바람직하게는 적어도 5°의 각도로 연장되는 적어도 하나의 앵글 앵커 연결부(108, 208, 508)가 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604)에 부착되며,
    - 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)는 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 적어도 하나의 자세 파라미터에 기초하여 수직 앵커 연결부(108, 208, 508) 및/또는 앵글 앵커 연결부(108, 208, 508)의 길이를 변경하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 자세 파라미터는 환경 기상 파라미터로부터 결정 가능한 자세 파라미터이고,
    - 적어도 하나의 환경 기상 파라미터는 다음을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
    - 바람 방향,
    - 바람 강도,
    - 파고,
    - 파도 방향.
  9. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)는 밸러스트 매체(525)로 채워질 수 있는 적어도 하나의 밸러스트 탱크(539)를 포함하고,
    - 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)는 밸러스트 탱크(539)의 충전 레벨(525)을 변경하도록 구성된 적어도 하나의 밸러스트 매체 이송 장치(531)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  10. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)는 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604)에 연결된 적어도 하나의 웨이트 장치(612)를 포함하되, 상기 웨이트 장치(612)는 적어도 수중 지면 표면(118, 218, 518, 618) 위로 하강한 상태 및 수중 지면 표면(118, 218, 518, 618)에서 상승한 상태 사이에서 변화할 수 있는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  11. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)는 특히 수중 지면(116, 216, 516, 616)의 표면(118, 218, 518, 618)과 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604) 사이의 수직 거리가 변화할 때, 앵커 연결부(109, 209, 509)를 추적하도록 구성된 적어도 하나의 추적 모듈(550)을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  12. 해양 시스템(760) 특히 해양 풍력 발전 단지(760)로,
    - 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 복수의 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700), 및
    - 상기 복수의 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)에 대한 적어도 하나의 자세 세트 포인트를 미리 설정하게 구성된 적어도 하나의 제어 장치(762)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 시스템.
  13. 부유식 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700), 특히 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 부유식 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 자세를 안정화 하기 위한 방법으로, 상기 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)은 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)이 앵커링 된 상태에서, 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)을 수중 지면(116, 216, 316, 516, 616)에 고정하도록 구성된 적어도 하나의 앵커링 장치(108, 208, 508)를 포함하고,
    상기 앵커링 장치(108, 208, 508)는 앵커(110, 210, 510)와 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 앵커 연결부(109, 209, 509)를 포함하며, 상기 방법은,
    - 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터 및 적어도 하나의 자세 파라미터를 제공하는 단계, 및
    - 앵커링 상태에서 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 자세 세트 포인트 파라미터 및 자세 파라미터에 기초하여, 앵커(110, 210, 510)와 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604) 사이의 앵커 연결부(109, 209, 509)의 길이를 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 자세를 안정화 하기 위한 방법.
  14. 부유식 해양 세트로,
    - 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700), 특히 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)을 위한 적어도 하나의 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604),
    - 부유식 기초(104, 204, 304, 504, 604)에 부착 가능한 적어도 하나의 앵커 연결부(109, 209, 509)를 포함하는 적어도 하나의 앵커링 장치(108, 208, 508), 및
    - 앵커 연결부(109, 209, 509)에 결합될 수 있고, 해양 구조물(100, 200, 300, 500, 600, 700)의 적어도 하나의 자세 파라미터 및 적어도 하나의 자세 세트 포인트 파라미터에 기초하여 윈치 장치(224)에 결합된 앵커 연결부(109, 209, 509)를 권취 및/또는 권출하도록 구성된 윈치 장치(224) 형태의 적어도 하나의 자세 안정화 장치(112, 212, 512, 612)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 세트.
KR1020237011705A 2020-09-08 2021-08-13 부유식 해양 구조물 KR20230070234A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020123374.4A DE102020123374A1 (de) 2020-09-08 2020-09-08 Schwimmfähiges Offshore-Bauwerk
DE102020123374.4 2020-09-08
PCT/EP2021/072577 WO2022053259A1 (de) 2020-09-08 2021-08-13 Schwimmfähiges offshore-bauwerk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230070234A true KR20230070234A (ko) 2023-05-22

Family

ID=77564088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237011705A KR20230070234A (ko) 2020-09-08 2021-08-13 부유식 해양 구조물

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230192241A1 (ko)
EP (1) EP4211029A1 (ko)
JP (1) JP2023551350A (ko)
KR (1) KR20230070234A (ko)
AU (1) AU2021340152A1 (ko)
DE (1) DE102020123374A1 (ko)
WO (1) WO2022053259A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020123375A1 (de) * 2020-09-08 2022-03-10 Rwe Renewables Gmbh Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage
CN116163892B (zh) * 2023-02-27 2023-12-01 广东海洋大学 一种浮式风机减摇阻尼装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540396A (en) * 1968-06-07 1970-11-17 Deep Oil Technology Inc Offshore well apparatus and system
DE10034847A1 (de) 2000-07-18 2002-02-14 Maierform Maritime Technology Ortsfeste Positionierung von Funktionseinheiten auf dem oder im Wasser
DE102006056772A1 (de) * 2006-12-01 2008-06-05 Joachim Falkenhagen Verfahren zur Schiffsstabilisierung durch Zugverbindungen zu auf den Grund abgesenkten Gewichten
WO2009036107A2 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Floating Windfarms Corporation Offshore vertical-axis wind turbine and associated systems and methods
DE102008029982A1 (de) 2008-06-24 2009-12-31 Schopf, Walter, Dipl.-Ing. Stabilisierungs- und Wartungseinrichtung für seilabgespannte am Meeresboden aufsitzende, sowie für verankerte schwimmende Trägereinrichtungen an Offshore-Energieanlagen
DE102009057794A1 (de) 2009-12-11 2011-06-16 Wilhelm Ebrecht Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage und Verfahren zu deren Verankerung
CN102392796B (zh) * 2011-10-11 2013-07-03 苏州市思玛特电力科技有限公司 一种基于主动平衡控制的海上悬浮式风力发电机组
DE102012007613A1 (de) 2012-04-16 2013-10-17 Walter Schopf Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen
DE102016011572A1 (de) 2016-09-23 2018-03-29 Martin Daum Bauwerk zur Errichtung an Gewässeroberflächen und Verfahren zu seiner Errichtung

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021340152A1 (en) 2023-04-06
EP4211029A1 (de) 2023-07-19
WO2022053259A1 (de) 2022-03-17
JP2023551350A (ja) 2023-12-08
US20230192241A1 (en) 2023-06-22
DE102020123374A1 (de) 2022-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9446822B2 (en) Floating wind turbine platform with ballast control and water entrapment plate systems
US20230192241A1 (en) Floatable offshore structure
EP3740677B1 (en) Floating wind power platform with tension leg device
US20110074155A1 (en) Floating offshore wind farm, a floating offshore wind turbine and a method for positioning a floating offshore wind turbine
JP2017537266A (ja) 短縮されたタワー高さを有する浮体式風力タービン構造と、この浮体式風力タービン構造の重量を最適化するための方法
WO2019143283A1 (en) Floating wind power platform with tension leg device
US11772755B2 (en) Floatable offshore wind turbine
TW202331096A (zh) 支撐系統以及包含其之風力發電裝置
WO2023090995A1 (en) An improved offshore wind turbine