KR20230154202A - 최적화된 조립체(optimised assembly)를 갖는 재생 가능 에너지 플랫폼 - Google Patents

Abstract

해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼은 재생 가능 에너지 컨버터를 수역 내에 위치시키기 위해 제공된다. 플랫폼은: 제1 구조 부재 및 제2 구조 부재를 갖는 프레임 - 제1 및 제2 구조 부재들은 정합 연결부에서 서로 인접하게 위치함 -; 및 테더링 위치에서 프레임에 부착되는 적어도 하나의 계류 부재 - 적어도 하나의 계류 부재는 사용 중 구성에서 프레임을 상기 수역의 바닥에 묶기 위해 배열됨 -;를 포함하고 제1 및 제2 구조 부재들 중 적어도 하나는 부력을 포함하며; 사용 중 구성에서, 제1 및 제2 구조 부재들을 정합 연결부에서 함께 강제 및/또는 치우치게(bias) 하기 위해 계류 부재의 장력은 부력을 상쇄하도록 배열된다. 본 개시는 넓은 공급망에서 조립식 모듈형 구성 요소들의 세트로 제조될 수 있는 플랫폼으로서, 조립식 모듈형 구성 요소들의 세트는 이후에 비전문 야외 야드 시설들에서 전문 조선 시설들의 필요 없이 완전한 플랫폼으로 조립되고, 전개될 때 최적의 안정성을 제공하는 플랫폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

최적화된 조립체(optimised assembly)를 갖는 재생 가능 에너지 플랫폼

본 개시는 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼(renewable energy system mounting platform), 및 특히 플랫폼 및/또는 재생 가능 에너지 활용 장치(renewable energy harnessing device)의 적어도 일부가 수역(body of water)에 잠기는 동안 재생 가능 에너지 활용 장치를 지지하도록 배열된 플랫폼에 관한 것이다.

세계는 재생 가능 에너지로 전환하고 있다 - 이러한 전환은 지구에 필요한 에너지를 지구에 제공하기 위해 모든 유형들 또는 재생 가능 에너지의 개발을 필요로 할 것이다.

하나의 잠재적인 재생 가능 에너지원은 파력 - 전 세계의 큰 대양 및 바다에서 이용 가능한 풍부하고 일관성 있는 에너지 자원임 - 이다. 또 다른 하나는 풍력으로, 육지에 비해 대양 및 바다 위에서 풍속이 더 높고 일관성 있다.

이러한 이유들로, 깊은 물에서 파력 및/또는 풍력을 활용하는 재생 가능 에너지 장치들을 장착하는 수단들을 제공하는 해양 플랫폼(offshore platform)들이 필요하다.

플랫폼들의 비용은 장치들에 의해 생산된 에너지의 비용에 직접적으로 영향을 미치므로 제조 및 조립에 비용 효율적인 플랫폼들이 필요하다.

특히 넓은 공급망에서 조립식(pre-fabricated) 모듈형 구성 요소들의 세트로 제조될 수 있는 플랫폼들로서, 조립식 모듈형 구성 요소들의 세트는 이후에 비전문 야외 야드 시설들(non-specialist outdoor yard facilities)에서 전문 조선 시설들(specialist shipbuilding facilities)의 필요 없이 완전한 플랫폼으로 조립되고, 전개될 때 안정성을 손상시키지 않는 플랫폼들이 필요하다.

본 발명은 재생 가능 에너지 컨버터를 수역 내에 위치시키기(positioning) 위한 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼을 제공하고, 플랫폼은 복수의 개별(discrete) 조립식 구성 요소들로서, 상기 구성 요소들의 질량에 작용하는 중력의 효과들 및 플랫폼을 수역의 바닥(bed)에 묶는(tethering) 계류 부재(mooring member)에 의해 가해지는 계류력(mooring force)과 함께; 하나 이상의 상기 구성 요소들에 의해 제공되는 부력의 상쇄하는 힘들(counteracting forces) 하에서; 서로 맞물려 유지(hold) 되는 복수의 개별 조립식 구성 요소들을 포함한다. 플랫폼의 개별 구성 요소들은 제조, 조립 및 유지 보수를 단순화하기 위해 수 및 유형을 최소로 하는 것이 바람직하다. 구성 요소들은 선택적으로 정합 연결부(mating connection)들을 보강하기 위해 적용되는 영구적인 고정 전의 단계적 조립 과정 동안, 중력 및/또는 단독의 상기 상쇄하는 힘들 하에서 구성 요소들을 함께 유지하는 정합 연결부들에서 상호 작용하도록 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 양태에 따라, 재생 가능 에너지 컨버터를 수역 내에 위치시키기 위한 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼이 제공되며, 플랫폼은: 제1 구조 부재(structural member) 및 제2 구조 부재를 갖는 프레임 - 제1 및 제2 구조 부재들은 정합 연결부에서 서로 인접하게 위치함 -; 및 테더링(tethering) 위치에서 프레임에 부착되는 적어도 하나의 계류 부재 - 적어도 하나의 계류 부재는 사용 중 구성(in-use configuration)에서 프레임을 수역의 바닥에 묶기 위해 배열됨 -;를 포함하고 제1 및 제2 구조 부재들 중 적어도 하나는 부력을 포함하며; 사용 중 구성에서, 제1 및 제2 구조 부재들을 정합 연결부에서 함께 강제(urge) 및/또는 치우치게(bias) 하기 위해 계류 부재의 장력은 상기 부력을 상쇄하도록 배열된다.

일부 실시예들에서 정합 연결부는 하나 이상의 상기 상쇄하는 힘들이 제거되었을 때, 제1 및 제2 구조 부재들이 분리될 수 있는 것일 수 있다. 상기 장력은 플랫폼의 상기 구성 요소들 및/또는 재생 가능 에너지 컨버터에 대한 중력의 효과를 보충하거나 일부 실시예들에서는 플랫폼의 상기 구성 요소들 및/또는 재생 가능 에너지 컨버터에 대한 중력의 효과로 대체될 수 있다.

바람직한 실시예들에서, 사용 중 구성에서, 프레임의 적어도 일부가 수역에 잠기는 것이 바람직하다. 잠겼을 때, 제1 및/또는 제2 구조 부재의 부력은 플랫폼에 안정성을 제공하고 제1 및 제2 구조 부재들을 정합 연결부에서 함께 강제 및/또는 치우치게 하기 위해 계류 부재의 장력에 반하여 작용하는 것이 바람직하다.

프레임은 제1 및 제2 구조 부재들을 정합 연결부에서 함께 부착하기 위해 배열되는 일시적 또는 영구적인 기계적 고정(mechanical fixing)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 일시적 또는 영구적인 기계적 고정은 정합 연결부를 보강하기 위해 적용될 수 있으며, 이는 사용 중인 플랫폼에 장기적 강성 및 안정성을 제공한다. 바람직한 실시예들에서, 상기 부착은 플랫폼의 사용 중 구성으로의 전개(deployment) 전 및/또는 동안 발생하도록 배열된다. 상기 일시적 또는 영구적인 기계적 고정은 플랫폼의 사용 중 구성으로의 운반(transport) 또는 전개 동안 일시적 또는 영구적인 방식으로 플랫폼을 안정화하기 위해 사용될 수 있다.

제1 구조 부재는 프레임의 베이스 부분을 형성하는 것이 바람직하고, 제2 구조 부재는 프레임의 상부 부분을 형성하고, 테더링 위치는 제2 구조 부재에 위치하는 것이 바람직하다. 가장 바람직한 실시예들에서, 제1 구조 부재는 상기 부력을 포함한다. 일부 바람직한 실시예들에서, 제2 구조 부재 또한, 또는 대신에, 상기 부력을 포함할 수 있다. 제2 구조 부재 상에 위치하는 테더링 위치를 갖는 가장 바람직한 실시예들에서, 제1 구조 부재는 상기 부력을 포함하는 것이 바람직하다. 그런 이유로, 상기 부력 및 장력의 상쇄하는 힘들은 플랫폼이 사용 중 구성에 있을 때 제1 및 제2 구조 부재들을 정합 연결부에서 함께 더 잘 강제 및/또는 치우치게 한다.

가장 바람직한 실시예들에서, 제1 구조 부재는 하나 이상의 제1 브레이스(brace)들의 하위 조립체(subassembly)를 포함한다. 하나 이상의 제1 브레이스들 각각은 각각의 제1 브레이스의 각 단부(end)에 위치한 정합 특징부(mating feature)를 포함하는 것이 바람직하고, 각각의 상기 정합 특징부는 정합 연결부를 제공하기 위해 인접한 제1 브레이스의 대응하는 정합 특징부와 맞물리도록 배열된다.

바람직한 그러한 실시예들에서, 각각의 상기 제1 브레이스는 각각의 제1 브레이스의 제1 단부에 위치하는 제1 정합 특징부형(first mating feature type) 및 각각의 제1 브레이스의 제2 단부에 위치하는 상이한 제2 정합 특징부형을 포함하고, 제1 정합 특징부형은 제2 정합 특징부형을 갖는 인접한 제1 브레이스의 단부와 맞물리도록 배열된다. 따라서 제1 정합 특징부형은 제2 정합 특징부형과 상보적(complementary)이고, 각각의 제1 브레이스의 정합 특징부가 인접한 브레이스들의 정합 특징부들 중 하나 또는 둘 모두와 중첩하는 중첩(overlapping) 정합을 허용할 수 있다. 상기 상보적인 맞물림은, 예를 들어 단독의 중력 하에서(under gravity alone), 인접한 제1 브레이스들을 함께 유지하도록 배열되어, 상기 제1 브레이스들은 서로에 대해 적어도 하나의 평면에서 고정(stationary)되어 유지되고, 제1 브레이스들은 하중(load) 하에서, 이를테면 중력, 그 위에서 지지되는 재생 가능 에너지 컨버터의 무게(weight), 및/또는 부력을 상쇄하는 계류 라인(mooring line)들의 장력, 또는 그것들의 어떠한 조합에 의해 제공되는 하중 하에서 더 강하게(tightly) 함께 강제 및/또는 치우치게 될 수 있다. 맞물림은 브레이스들이 단일 평면에 수직으로 및 상기 하중과 반대 방향으로 작용하는 리프팅 힘(lifting force)에 의해 분리되도록 배열되는 것일 수 있다. 하나의 상기 제1 브레이스 상에 상보적인 정합 특징부형들을 갖는 그러한 실시예들에서, 다수의 동일한 상기 제1 브레이스들은 제조, 조립 및 유지 보수가 단순화된 제1 구조 부재를 형성할 수 있는 것이 바람직하다.

제2 구조 부재는 하나 이상의 제2 브레이스들을 포함하는 것이 바람직하고, 하나 이상의 제2 브레이스들 각각은 정합 연결부에서 제1 구조 부재와 맞물리도록 배열되는 정합 특징부를 포함하는 제1 단부를 갖는다. 상기 맞물림은 상보적인 것이 바람직하다. 일부 실시예들에서, 제1 구조 부재의 제1 및 제2 정합 특징부형들의 결합된(combined) 맞물림은 제2 브레이스의 상기 정합 특징부와 상보적인 결합된 정합 특징부형을 제공할 수 있어, 그 사이의 맞물림은, 예를 들어 단독의 중력 하에서, 인접한 브레이스들을 함께 유지한다. 상기 맞물림은 인접한 브레이스들이 서로에 대해 적어도 하나의 평면에서 고정되어 유지되는 것, 및 중력, 그 위에서 지지되는 재생 가능 에너지 컨버터의 무게, 및/또는 부력을 상쇄하는 계류 라인들의 장력, 또는 그것들의 어떠한 조합에 의해 제공되는 하중(load)과 같은 하중 하에서 그것들이 더 강하게 함께 강제 및/또는 치우치게 될 수 있는 것인 것이 바람직하다. 맞물림은 브레이스들이 단일 평면에 수직으로 및 상기 하중과 반대 방향으로 작용하는 리프팅 힘에 의해 분리되도록 배열되는 것일 수 있다.

사용 중 구성에서의 프레임은 사면체 형상을 포함하는 것이 바람직하고; 제1 구조 부재는 세 개의 상기 제1 브레이스들에 의해 정의되는 삼각형의 베이스 부분을 형성하고; 제2 구조 부재는 세 개의 상기 제2 브레이스들에 의해 정의되는 상부 부분을 형성하고, 각각은 상기 삼각형의 베이스의 정합 연결부로부터 연장(extending from)된다. 사면체 형상은 플랫폼에 최적의 안정성을 제공한다. 제1 브레이스들의 삼각형의 베이스는 플랫폼의 안정적인 부력의 중심이 사면체 프레임의 상부 꼭짓점 아래에 위치하며, 바람직하게는 사용 중인 플랫폼에 최대 안정성을 부여하도록 부력이 있는(buoyant) 상기 제1 브레이스들을 포함하는 것이 바람직하다.

프레임은 제2 브레이스들 각각을 삼각형의 베이스 부분에 대하여 멀리 있는(distal) 제2 브레이스들 각각의 단부에서 연결하도록 배열되는 전환 부재(transition member)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 전환 부재는 상기 재생 가능 에너지 컨버터를 전환 부재 위에서 지지하도록 배열되는 것이 바람직하다. 전환 부재는 제2 구조 요소의 일부로서 포함되는 것이 바람직하고, 상기 전환 부재를 포함하는 실시예들에서, 테더링 위치는 전환 부재 상에 위치하는 것이 바람직하고, 그렇게 함으로써 계류 부재로부터 전환 부재로 하향 인장력(downward tensional force)들을 부여하고, 상기 부력을 상쇄하여, 제1 및 제2 구조 부재들이 함께 유지되는 것이 바람직하다.

가장 바람직한 실시예들에서, 제1 브레이스들 중 적어도 하나는 상기 부력을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 브레이스들 중 적어도 하나는 또한, 또는 대신에, 상기 부력을 포함할 수 있다. 일부 바람직한 실시예들에서, 모든 제1 브레이스들 및 선택적으로 모든 제2 브레이스들은 상기 부력을 포함한다.

바람직한 실시예들에서, 모든 제1 브레이스들은 동일하다. 일부 실시예들에서, 모든 제2 브레이스들은 동일하다. 동일한 브레이스들의 제공(provision)은 바람직하게는 제조, 조립 및 유지 보수를 단순화하고, 툴링(tooling)을 더 적게 필요로 하며 더 적은 제조 및 조립 오류들을 제공한다.

플랫폼은 개별 단계들로 조립되도록 배열되는 것이 바람직하고 상기 개별 단계들 각각에 걸쳐 플랫폼은 바람직하게는 단독의 중력 하에서 자체 지지(self-supporting) 및 프리 스탠딩(free-standing)이 되도록 배열된다.

플랫폼의 구성 요소들은 인접한 상기 구성 요소의 상보적인 정합 특징부를 수용(accept)하거나 그것과 맞물리도록 배열되는 정합 특징부를 각각 포함하는 것이 바람직하다.

상보적인 정합 특징부들 사이의 수용 또는 맞물림은 인접한 구성 요소들을 함께 유지하여 그것들은 서로에 대해 평면에서 고정되어 유지되고, 이들이 하중 하에서, 이를테면 부력을 상쇄하는 계류 라인들의 장력에 의해 제공되는 하중 하에서 더 강하게 함께 강제 및/또는 치우치게 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 수용 또는 맞물림은 구성 요소들이 평면에 수직으로 및 상기 하중과 반대 방향으로 작용하는 리프팅 힘에 의해 분리될 수 있는 것일 수 있다. 구성 요소들은 이후에 사용 중 구성에서의 영구적인 고정에 의해 서로 영구적으로 부착될 수 있다.

추가의 실시예들에 따라, 재생 가능 에너지 컨버터를 수역 내에 위치시키기 위해 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼이 제공될 수 있고, 플랫폼은: 사면체 프레임으로서: 삼각형의 베이스 부분으로서 상기 삼각형의 베이스 부분의 각 꼭짓점에서 정합 연결부를 형성하는 세 개의 가늘고 긴(elongate) 제1 브레이스들을 포함하고, 제1 브레이스들 중 적어도 하나는 부력을 포함하는 삼각형의 베이스 부분; 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들을 포함하는 상부 부분 - 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들 각각은 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들 각각의 제1 단부로부터 연장되고 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들 각각의 제1 단부에서 대응하는 정합 연결부와 맞물림 -; 제2 브레이스들 각각의 제2 단부와 맞물리게 위치되고 사면체 프레임의 상부 팁(upper tip)을 형성하는 전환 부재 - 전환 부재는 재생 가능 에너지 컨버터를 전환 부재 위에서 지지하도록 배열됨 -;를 갖는 사면체 프레임을 포함하고 플랫폼은: 상부 부분 및/또는 전환 부재 상에 위치하는 테더링 위치에 부착되고, 사용 중 구성에서 프레임을 수역의 바닥에 묶기 위해 배열되는 계류 부재를 더 포함하고; 사용 중 구성에서, 베이스 부분 및 상부 부분을 정합 연결부에서 함께 강제 및/또는 치우치게 하기 위해 계류 부재에 의해 제공되는 장력은 상기 부력을 상쇄하도록 배열된다.

본 개시의 하나 이상의 양태들 또는 실시예들에 포함되기에 적합한 본 명세서에서 설명된 어떠한 특징들도 개시의 어떠한 및 모든 양태들 및 실시예들에 걸쳐 일반화될 수 있도록 의도된 것으로 이해될 것이다.

본 개시의 실시예들은 이제부터 단지 예로서 그리고 첨부한 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 사용 중 구성에서 전개된 도시된 제1 양태에 따른 플랫폼의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다;
도 2는 도 1의 플랫폼의 프레임의 확대(close-up) 사시도를 도시한다;
도 3은 도 2의 프레임의 분해도를 도시한다;
도 4는 도 2 및 도 3의 프레임 내에 포함된 별개의 구성요소들 각각의 사시도를 도시한다;
도 5a 내지 도 5d는 도 2의 프레임의 조립을 위한 단계적 조립 과정을 도시한다.
도 6은 도 2의 프레임의 제1 및 제2 브레이스들 사이의 정합 연결부에 적용되는 영구적인 기계적 고정의 확대 사시도를 도시한다.
도 7은 도 2의 프레임의 제2 브레이스들 및 전환 부재 사이의 정합 연결부에 적용되는 영구적인 기계적 고정의 확대 사시도를 도시한다.

도 1을 참조하면, 재생 가능 에너지 컨버터(12)를 수역(14) 내에 위치시키기 위한 제1 양태에 따른 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼(10)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 플랫폼(10)은 제1 구조 부재(16) 및 제2 구조 부재(18)를 갖는 프레임을 포함한다. 제1 및 제2 구조 부재들(16,18)은 정합 연결부(20)에서 서로 인접하게 위치한다. 테더링 위치(24)에서 프레임에 부착되는 적어도 하나의 계류 부재(22)가 제공되고, 적어도 하나의 계류 부재(22)는 도 1에서 도시된 사용 중 구성에서 프레임을 수역(14)의 바닥에 묶기 위해 배열된다. 도시된 실시예에서, 제1 구조 부재(16)는 부력(B)를 포함하여, 도시된 사용 중 구성에서, 제1 및 제2 구조 부재들(16,18)을 정합 연결부(20)에서 함께 강제하기 위해 계류 부재(22) 내의 장력(T)은 상기 부력(B)을 상쇄하도록 배열된다.

도 1에서 도시된 특정한 예시적인 실시예에서, 플랫폼(10)은 삼각형의 베이스 부분을 갖는 사면체 프레임을 포함하며, 이 삼각형의 베이스 부분은 상기 삼각형의 베이스 부분의 각 꼭짓점에서 세 개의 가늘고 긴 제1 브레이스들(16) 사이에 정합 연결부(20)를 형성하는 세 개의 가늘고 긴 제1 브레이스들(16)을 포함한다. 도 1에서 도시된 예에서, 모든 제1 브레이스들(16)은 상기 부력(B)을 포함하여 도시된 사용 중 구성에서, 플랫폼(10)의 일부는 수역(14)의 표면(26) 아래에 잠기고, 부력(B)은 수역(14) 내에서 제1 브레이스들(16)을 위쪽으로 강제하도록 작용한다. 프레임은 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들(18)을 갖는 상부 부분 - 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들(18) 각각은 그것의 제1 단부로부터 연장되고 그것의 제1 단부에서 대응하는 상기 정합 연결부(20)와 맞물림; 및 제2 브레이스들(18) 각각의 제2 단부와 맞물리게 위치되고 사면체 프레임의 상부 팁(upper tip)을 형성하는 전환 부재(28)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서의 전환 부재(28)는 도시된 예에서 풍력 터빈(wind turbine)인 재생 가능 에너지 컨버터(12)를 그 위에서 지지하도록 배열된다. 도시된 특정한 실시예들에서, 계류 부재(22)의 테더링 위치(24)는 전환 부재(28) 상에 위치하여 베이스 부분이 수역(14)의 표면(26) 아래에 잠긴 도시된 사용 중 구성에서, 계류 부재(22)에 의해 제공된 장력(T)은 베이스 부분 및 상부 부분을 정합 연결부들(20)에서 함께 강제하기 위해 베이스 부분의 양의 부력(B)를 상쇄하도록 배열된다. 상쇄하는 부력(B) 및 장력(T)은 프레임의 상부 부분의 제2 브레이스들(18)에 항상 압축력(compression force)(C)을 가하도록 작용하도록 강제하고, 그렇게 함으로써 상부 부분 및 베이스 부분이 결합(join)하는 정합 연결부들(20)을 유지한다. 도시된 실시예에서 부력(B)을 상쇄하는 계류 부재(22)의 장력(T)은 플랫폼(10)의 구성 요소들 및 풍력 터빈(12)의 질량에 대한 중력(G)의 효과들에 의해 보충된다. 일부 실시예들에서, 장력(T)은 상기 중력(G)의 효과들로 대체되거나 대신하게 될 수 있다.

도 2를 참조하면, 계류 부재가 제거된 도 1의 플랫폼(10)의 확대도가 도시된다. 사면체 프레임은 도시된 예에서 각각 동일한 세 개의 가늘고 긴 제1 브레이스들(16)을 포함하는 베이스 부분에 의해 형성된다. 각각의 상기 제1 브레이스(16)의 제1 단부에는 제1 정합 특징부형(30)이 있고, 제1 단부와 반대인 제1 브레이스(16)의 제2 단부에는 제2 정합 특징부형(32)이 위치한다. 제1 정합 특징부형(30)은 제2 정합 특징부형(32)과 상보적이고 그런 이유로 제2 정합 특징부형(32)은 프레임의 조립 동안 제1 정합 특징부형(30)과 맞물리도록 배열된다. 세 개의 제1 브레이스들(16)의 제1 및 제2 특징부형들(30,32)의 맞물림은 각각의 제1 브레이스(16)가 나머지 두 개의 제1 브레이스들(16)과 맞물릴 때, 제1 브레이스들(16)이 서로에 대해 적어도 하나의 평면에서 고정되어 유지되는 것이다. 이러한 유형의 맞물림은 프레임의 단계적 조립을 도와주고, 제2 브레이스들(18)의 부착을 위한 안정적인 정합 연결부(20)를 형성하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서의 제1 브레이스들(16)의 동일한 특성은 바람직하게는 또한 제1 브레이스들(16)의 제조, 서비스 및 교체를 단순화한다. 제2 브레이스들(18) 각각의 제1 단부에는 결합된 제1 및 제2 정합 특징부형들(30,32)과 상보적인 제3 정합 특징부형(34)이 위치하여, 그것들과 정합 연결부(20)에서 맞물릴 때, 제2 브레이스들(18)의 상기 단부들은 제1 브레이스들(16)에 대해 적어도 하나의 평면에서 고정되어 유지되고, 그것들에 대한 움직임이 억제된다. 이러한 유형의 맞물림은 바람직하게는 프레임의 임의의 상기 단계적 조립을 돕는다. 제2 브레이스들(18)은 각각 동일하고, 바람직하게는 제2 브레이스들(16)의 제조, 서비스 및 교체를 단순화한다.

도시된 플랫폼 실시예에서, 제2 브레이스들(18)의 근접한(proximate) 상기 정합 연결부 단부에 테더링 위치(도시되지 않음)에서부터 대응하는 제2 브레이스(18)를 따라 수역의 바닥에 묶이는 플랫폼(10)의 측면(side) 위로 계류 부재(도시되지 않음)를 안내(guide)하기 위해 배열된 채널(channel)(36)이 위치한다. 도시된 실시예에서의 전환 부재(28)는 대응하는 재생 가능 에너지 컨버터(도시되지 않음)의 고정을 수용하기 위해 배열된 소켓 특징부(socket feature)(38)를 포함하여, 재생 가능 에너지 컨버터는 그 위에서 지지된다. 전환 부재(28)가 재생 가능 에너지 컨버터를 그 위에서 지지하도록 배열된 임의의 적합한 고정을 포함하는 실시예로 이해될 것이다.

도 2에서 도시된, 프레임 하위 조립체의 형태를 취하는 플랫폼(10)은 도 1에서 도시된 사용 중 구성으로 계류 부재(도시되지 않음)에 의해 잠길 때, 제1 브레이스들(16) 및 대응하는 제2 브레이스(18) 사이의 세 개의 단일 정합 연결부들(20) 각각, 및 세 개의 제2 브레이스들(18) 및 전환 부재(28) 사이의 단일 정합 연결부들 각각은 부력(B)의 상쇄하는 힘들 및 중력(G)의 효과들 및/또는 계류 부재(도시되지 않음)에 의해 유도된 장력(T)에 의해 지지되는 상태에 있다. 설명된 개별 프레임 구성 요소들의 맞물림은 구성 요소들이 단독의 그러한 상쇄하는 힘들 하에서 안정적, 고정적인 방식으로 함께 유지되어서, 영구적인 고정들은 선택적인 경우들에서 최종 조립 단계로서 신속하고 단순한 방식으로 구성 요소들 간의 연결들을 보강하기 위해 사용될 수 있는 것이다. 따라서, 최종 플랫폼의 단계적 조립은 더 단순해져, 조립 시간 및 조립 오류 발생률을 줄이고, 이는 다수의 상기 플랫폼들이 전개되는 것이 의도되는 적용(application)들에서 중요하다.

도 3은 도 1 및 도 2에서 도시된 플랫폼(10)의 분해도를 도시한다. 이 특정한 실시예에 도시된 바와 같이, 제1 브레이스들(16)의 제1 정합 특징부형(30)은 베이스(40) 및 그로부터 연장되는 핀(42)을 포함한다. 제2 정합 특징부형(32)은 베이스(40)의 평면에서부터 수직으로 오프셋(offset)된 평면에 위치하는 소켓(44)을 포함하여, 상기 소켓(44)은 베이스(40)를 중첩할 수 있고, 조립 동안 중력 하에서 그 위에 안정적으로 놓일 수 있다. 소켓(44)은 핀(42)을 수용하도록 배열되어 핀(42)은 소켓(44)의 두께를 통과하여 돌출되고, 그 너머까지 연장된다. 제2 브레이스들의 제3 정합 특징부형(34)은 제2 정합 특징부형(32)의 소켓(44)에서부터 돌출되는 제1 정합 특징부형(30)의 핀(42)의 일부를 수용하도록 배열된 소켓(도시되지 않음)을 포함한다. 정합 연결부(20)에 대하여 멀리 있는 제2 브레이스들(18)의 단부는 전환 부재(28)의 밑면(underside) 상에 위치하는 대응하는 소켓(도시되지 않음)과 맞물리도록 배열된 핀(46)을 포함하는 제4 정합 특징부형을 포함한다. 따라서 단일 정합 연결부(20)에서의 제1 브레이스들(16) 및 대응하는 제2 브레이스(18)의 맞물림은 사용 중 구성에서 전개될 때, 부력(B)의 상쇄하는 힘들 및 중력(G)의 효과들 및/또는 계류 부재(도시되지 않음)에 의해 유도된 장력(T)에 의해 단독으로 지지되는 것이다. 부력(B)의 상쇄하는 힘들 및 중력 효과들(G) 및/또는 계류 부재 장력(T) 하에서 상기 정합 특징부들을 함께 강제하는 것을 허용하는 임의의 적합한 정합 특징부들을 갖는 실시예들로 이해될 것이다.

따라서 설명된 플랫폼(10)의 예시적인 실시예는 도 4에 도시된 바와 같이 오직 세 개의 별개의 구성 요소들, 및 제1 브레이스들(16), 제2 브레이스들(18) 및 전환 부재(28)인 오직 총 7개의 개별 상기 구성 요소들을 포함한다. 이러한 단순화된 배열은 바람지하게는 프레임의 제조 및 조립을 돕는데, 이는 최소한의 별개의 부품 수가 생산하기 위한 최소한의 툴링을 필요로 하고, 제조 시 종종 더 적은 오류들을 발생시키며, 조립 과정을 단순화(deskill)하도록 작용하기 때문이다.

도 5a 내지 5d를 참조하면, 플랫폼(10)의 프레임의 단계적 조립 과정이 도시된다. 도 5a에 도시된 본 과정의 제1 단계는 삼각형의 베이스 부분의 꼭짓점들에 위치하는 세 개의 정합 연결부들(20)을 포함하는 사면체 프레임의 삼각형의 베이스 부분을 제공하기 위해 앞서 설명된 제1 브레이스들(16)의 상보적인 정합 특징부들의 맞물림을 포함한다. 도시된 이러한 예시적인 과정은 상보적인 정합 특징부들의 단순한 중첩을 필요로 하여 특징부들은 중력 하에서 고정적인 맞물림이 유지된다. 도 5b에 도시된 다음 단계에서, 제2 브레이스들(18) 각각은 삼각형의 베이스 부분의 맞물린 제1 브레이스들(16)에 의해 형성된 대응하는 정합 연결부(20)와 맞물리도록 놓인다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 설명된 예시적인 과정에서 제2 브레이스들(18)은 수직 지지체(vertical support)(48)들에 의해 제자리에 일시적으로 지지되어 대응하는 정합 연결부(20)에서의 제1 브레이스들(16)과의 제2 브레이스들(18)의 맞물림은 중력 하에서 제자리에 유지된다. 도 5c에 도시된 다음 단계에서, 전환 부재(28)는 프레임의 상부 부분을 완성하기 위해 제2 브레이스들(18)의 대응하는 단부들과 맞물리도록 놓이고, 중력 하에서 제자리에 유지된다. 도 5d에 도시된 다음 단계에서, 수직 지지체들은 제거되고 각각의 조립된 구성 요소는 단독의 중력 하에서 맞물린 상태로 존속한다. 실제로 도 5d에 도시된 플랫폼(10) 하위 조립체는 원하는 전개 위치로 수역의 표면에서 운반되도록 진행될 것이다. 계류 부재가 설명된 실시예에서 전환 부재(28) 상에 위치하는 테더링 위치에 부착된 채로, 프레임은 그 이후에 수역의 표면 아래에 부분적으로 잠겨 부력이 있는 제1 브레이스들에 작용하는 부력들은 설명된바와 같이 계류 부재에 의해 유도된 장력을 상쇄할 것이다.

도 1에 도시된 사용 중 구성으로 일단 전개되면, 일부 실시예들에서 플랫폼의 조립에서의 마지막 단계는 도 6의 확대도에 도시된 제1 및 제2 브레이스들(16,18) 사이의 정합 연결부들; 및 도 7의 확대도에 도시된 제2 브레이스들(18) 및 전환 부재(28) 사이의 정합 연결부들에 대한 영구적인 고정(50)의 적용을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 그러한 기계적 고정들(50)은 상기 운반 및/또는 플랫폼의 전개 전에 적용될 수 있다. 상기 기계적 고정들(50)이 상기 운반 및/또는 전개 전에 적용되는 실시예들에서, 상기 기계적 고정들(50)은 일시적일 수 있고, 조립 단계로서 상기 운반 또는 전개 이후에 제거될 수 있다.

도시된 예시적인 실시예에서의 부력이 있는 제1 브레이스들(16)에 의해 형성된 삼각형의 베이스는 플랫폼을 위해 삼각형의 베이스의 평면에 위치하고 전환 부재(28)에 의해 정의되는 사면체 프레임의 팁과 정렬되는(aligned) 부력의 중심을 제공한다. 계류 부재들(22)에 의해 제공되는 장력(T)은 프레임의 세 개의 꼭짓점들 각각에 동등하게 작용하여, 부력의 중심과 조합하여, 도 1에 의해 예시된 사용 중 구성으로 일단 전개되면 수역 내에서 플랫폼의 최적의 안정성이 제공되고 수역에서의 플랫폼의 움직임이 최소화된다.

위에서 설명되지 않은 본 개시의 범위 내에 있는 추가의 실시예들이 예상될 수 있고, 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 플랫폼 상에 임의의 재생 가능 에너지 컨버터들의 조합도 있을 수 있다. 풍력 터빈을 지지하는 예시적인 실시예가 도시되었지만, 임의의 적합한 재생 가능 에너지 컨버터도 지지될 수 있고, 예를 들어 파력 컨버터, 또는 상기 적합한 재생 가능 에너지 컨버터들의 임의의 조합이 지지될 수 있다. 플랫폼의 하나의, 다수의 또는 모든 꼭짓점들은 상기 재생 가능 에너지 컨버터를 지지할 수 있다. 설명된 예시적인 플랫폼 실시예에서, 제1 브레이스들은 부력을 포함한다. 다른 실시예들에서는, 임의의 수의 제1 브레이스들 및 제2 브레이스들이 상기 부력을 포함할 수 있다. 설명된 예에서, 플랫폼은 모두 동일한 제1 브레이스들을 갖는 제1 구조 부재 및 모두 동일한 제2 브레이스들을 갖는 제2 구조 부재를 포함한다. 플랫폼이 제1 및 제2 구조 부재들 사이에 정합 연결부를 갖는 임의의 적합한 제1 및 제2 구조 부재들을 포함하고, 상기 연결부가 부력의 상쇄하는 힘들 및 중력의 효과들 및/또는 계류 부재에 의해 유도되는 장력에 의해 지지되는 실시예들이 이해될 것이다. 설명된 예에서의 프레임은 사면체의 형태를 취하고, 그러한 형태에 내재되는 강성 및 안정성을 부여한다. 프레임이 첨부된 청구범위의 범위 내의 임의의 적합한 형태를 취할 수 있는 실시예가 이해될 것이다. 설명된 실시예가 최종 조립 단계로서 영구적인 고정들의 적용을 포함하지만, 부력의 상쇄하는 힘들 및 중력 및/또는 장력에 의해 지지되는 제1 및 제2 구조 부재들 사이의 정합 연결부들이 설명된 적용을 위해 안정적인 방식으로 구조체를 함께 유지하기에 충분한 실시예들로 이해될 것이다. 본 개시는 예시된 구체적인 예들 또는 구조체들로 제한되지 않는다.

Claims (22)

1. 재생 가능 에너지 컨버터를 수역 내에 위치시키기(positioning) 위한 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼(offshore renewable energy system mounting platform)으로서, 상기 플랫폼은:
   제1 구조 부재(structural member) 및 제2 구조 부재를 갖는 프레임 - 상기 제1 및 제2 구조 부재들은 정합 연결부(mating connection)에서 서로 인접하게 위치함 -; 및
   테더링(tethering) 위치에서 상기 프레임에 부착되는 적어도 하나의 계류 부재(mooring member) - 상기 적어도 하나의 계류 부재는 사용 중 구성(in-use configuration)에서 상기 프레임을 상기 수역의 바닥(bed)에 묶기(tether) 위해 배열됨 -;를 포함하고
   상기 제1 및 제2 구조 부재들 중 적어도 하나는 부력을 포함하며;
   상기 사용 중 구성에서, 상기 제1 및 제2 구조 부재들을 상기 정합 연결부에서 함께 강제(urge)하기 위해 상기 계류 부재의 장력은 상기 부력을 상쇄하도록 배열되는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사용 중 구성에서, 상기 프레임의 적어도 일부가 상기 수역에 잠기는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 제1 및 제2 구조 부재들을 상기 정합 연결부에서 함께 부착(affix)하기 위해 배열되는 일시적 또는 영구적인 기계적 고정(mechanical fixing)을 더 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
4. 제3항에 있어서,
   상기 부착은 상기 사용 중 구성으로의 상기 플랫폼의 전개(deployment) 동안 및/또는 그 전에 발생하도록 배열되는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 구조 부재는 상기 프레임의 베이스 부분을 형성하고, 상기 제2 구조 부재는 상기 프레임의 상부 부분을 형성하고, 상기 테더링 위치는 상기 제2 구조 부재 상에 위치하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 구조 부재는 상기 부력을 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 구조 부재는 상기 부력을 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 구조 부재는 하나 이상의 제1 브레이스(brace)들의 하위 조립체(subassembly)를 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
9. 제8항에 있어서,
   상기 하나 이상의 제1 브레이스들 각각은 상기 각각의 제1 브레이스의 각 단부(end)에 위치한 정합 특징부(mating feature)를 포함하고, 각각의 상기 정합 특징부는 상기 정합 연결부를 제공하기 위해 인접한 제1 브레이스의 대응하는 정합 특징부와 맞물리도록 배열되는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
10. 제9항에 있어서,
    각각의 상기 제1 브레이스는 각각의 상기 제1 브레이스의 일 단부에 위치하는 제1 정합 특징부형 및 각각의 상기 제1 브레이스의 제2 단부에 위치하는 상이한 제2 정합 특징부형을 포함하고, 상기 제1 정합 특징부형은 상기 제2 정합 특징부형을 갖는 인접한 제1 브레이스의 단부와 맞물리도록 배열되는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 구조 부재는 하나 이상의 제2 브레이스들을 포함하고, 상기 하나 이상의 제2 브레이스들 각각은 상기 정합 연결부에서 상기 제1 구조 부재와 맞물리도록 배열되는 정합 특징부를 포함하는 제1 단부를 갖는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용 중 구성에서의 상기 프레임은 사면체 형상을 포함하고;
    상기 제1 구조 부재는 세 개의 상기 제1 브레이스들에 의해 정의되는 삼각형의 베이스 부분을 형성하고;
    상기 제2 구조 부재는 세 개의 상기 제2 브레이스들에 의해 정의되는 상부 부분을 형성하고, 각각은 상기 삼각형의 베이스의 상기 정합 연결부로부터 연장하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
13. 제12항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 제2 브레이스들 각각을 상기 삼각형의 베이스 부분에 대하여 멀리 있는 상기 제2 브레이스들 각각의 단부에서 연결하도록 배열되는 전환 부재(transition member)를 더 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
14. 제13항에 있어서,
    상기 전환 부재는 상기 재생 가능 에너지 컨버터를 상기 전환 부재 위에서 지지하도록 배열되는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 브레이스들 중 적어도 하나는 상기 부력을 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 브레이스들 중 적어도 하나는 상기 부력을 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 브레이스들 및 상기 제2 브레이스들 모두는 상기 부력을 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
18. 제8항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 브레이스들 모두는 동일한, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
19. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 브레이스들 모두는 동일한, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랫폼은 개별 단계(discrete step)들로 조립되도록 배열되고 상기 개별 단계들 각각에 걸쳐 상기 플랫폼은 자체 지지(self-supporting) 및 프리 스탠딩(free-standing)이 되도록 배열되는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼의 구성 요소들은 각각 인접한 상기 구성 요소의 상보적인(complementary) 정합 특징부를 수용(accept)하거나 그것과 맞물리도록(engage) 배열되는 정합 특징부를 포함하는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.
22. 재생 가능 에너지 컨버터를 수역 내에 위치시키기 위한 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼으로서, 상기 플랫폼은:
    사면체 프레임으로서:
    삼각형의 베이스 부분으로서 상기 삼각형의 베이스 부분의 각 꼭짓점에서 정합 연결부를 형성하는 세 개의 가늘고 긴(elongate) 제1 브레이스들을 포함하고, 상기 제1 브레이스들 중 적어도 하나는 부력을 포함하는 상기 삼각형의 베이스 부분;
    세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들을 포함하는 상부 부분 - 상기 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들 각각은 상기 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들 각각의 제1 단부로부터 연장되고 상기 세 개의 가늘고 긴 제2 브레이스들 각각의 제1 단부에서 대응하는 상기 정합 연결부와 맞물림 -; 및
    상기 제2 브레이스들 각각의 제2 단부와 맞물리게 위치되고 상기 사면체 프레임의 상부 팁(upper tip)을 형성하는 전환 부재 - 상기 전환 부재는 상기 재생 가능 에너지 컨버터를 상기 전환 부재 위에서 지지하도록 배열됨 -;를 갖는 상기 사면체 프레임을 포함하고
    상기 플랫폼은:
    상기 상부 부분 및/또는 상기 전환 부재 상에 위치하는 테더링 위치에 부착되고, 사용 중 구성에서 상기 프레임을 상기 수역의 바닥에 묶기 위해 배열되는 계류 부재를 더 포함하고;
    상기 사용 중 구성에서, 상기 베이스 부분 및 상기 상부 부분을 상기 정합 연결부에서 함께 강제하기 위해 상기 계류 부재에 의해 제공되는 장력은 상기 부력을 상쇄하도록 배열되는, 해양 재생 가능 에너지 시스템 장착 플랫폼.