KR20240006609A - 부유식 풍력 터빈의 계류 시스템 - Google Patents

부유식 풍력 터빈의 계류 시스템 Download PDF

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KR20240006609A
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손케 지그프리트젠
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에어로딘 컨설팅 싱가포르 피티이 엘티디
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Abstract

본 발명은 시스템에 관한 것으로, 이러한 시스템은, 유니버셜 조인트(20, 20')를 갖는 기초 요소(10); 부유식 풍력 터빈(100); 및 계류용 밧줄(계류 라인)(30, 130)을 포함하고, 여기서 유니버셜 조인트(20, 20')는 제1 유니버셜 조인트 요소(22) 및 제2 유니버셜 조인트 요소(24)를 갖고, 제1 유니버셜 조인트 요소(22)는 합동 회전을 위해 기초 요소(10)에 연결되고, 제2 유니버셜 조인트 요소(24)는 자기 자신의 세로 축을 중심으로 회전을 수행함으로써 제1 유니버셜 조인트 요소(22)의 세로 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 계류용 밧줄(30, 130)의 하나의 말단은, 합동 회전을 위해 제2 유니버셜 조인트 요소(24)에 연결되는 제1 연결 수단(50)에 의해 기초 요소(10)에 연결되고, 계류용 밧줄(30, 130)의 다른 말단은, 부유식 풍력 터빈(100) 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단(120)에 의해 부유식 풍력 터빈(100)에 연결되며, 제어기가, 기초 요소(10)를 중심으로 하는 부유식 풍력 터빈(100)의 회전 위치에 근거하여, 부유식 풍력 터빈(100) 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단(120)의 회전 위치를 채택하고, 부유식 풍력 터빈(100) 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단(120)의 회전 위치는, 제2 유니버셜 조인트 요소(24)의 자기 자신의 세로 축을 중심으로 하는 회전 위치에 대응하고, 제2 유니버셜 조인트 요소(24)의 자기 자신의 세로 축을 중심으로 하는 회전 위치는 기초 요소(10)를 중심으로 하는 부유식 풍력 터빈(100)의 회전 위치에 기하학적으로 대응하는 특징이 있다.

Description

부유식 풍력 터빈의 계류 시스템
본 발명은 부유식 풍력 터빈(floating wind turbine)을 수역(body of water)의 바닥에 정착(anchoring)시키기 위한 계류 시스템(mooring system)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시스템에 관한 것으로, 이러한 시스템은, 유니버셜 조인트(universal joint)를 갖는 기초 요소(foundation element); 부유식 풍력 터빈; 및 계류용 밧줄(mooring line)을 포함하고, 여기서 유니버셜 조인트는 제1 액슬 스터브(차축 스터브, axle stub) 및 제2 액슬 스터브를 갖고, 제1 액슬 스터브는 회전가능하게 고정되는 방식으로 기초 요소에 연결되고, 제2 액슬 스터브는 자기 자신의 세로 축(longitudinal axis)을 중심으로 회전을 수행함으로써 제1 액슬 스터브의 세로 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 계류용 밧줄의 하나의 말단(end)은, 회전가능하게 고정되는 방식으로 제2 액슬 스터브에 연결되는 제1 연결 수단(connecting means)에 의해 기초 요소에 연결되고, 계류용 밧줄의 다른 말단은, 부유식 풍력 터빈 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단에 의해 부유식 풍력 터빈에 연결된다.
이러한 시스템은 특히 독일 특허 DE 10 2004 056 401 A호에 공지되어 있다. 이것은, 단일 정착 지점(anchor point)에서 단일 계류용 밧줄에 의해서만 수역의 바닥에 고정되는 순풍방향 실행기(leeward runner)로서 설계되는 자체-정렬 부유식 풍력 터빈(self-aligning floating wind turbine)을 개시한다. 계류용 밧줄은, 제1 유니버셜 조인트에 의해 기초 요소에 연결되고, 제2 유니버셜 조인트에 의해 단일-지점-계류 풍력 터빈(single-point mooring wind turbine)에 연결되며, 여기서 계류용 밧줄의 위쪽 말단은 또한, 풍력 터빈 상에 회전할 수 있게 장착되게 된다.
더욱이, 단일-지점-계류 풍력 터빈이 독일 특허 DE 10 2013 111 115 B3호에 공지되어 있는데, 여기서 계류용 밧줄과 부유식 풍력 터빈 간의 결합은, 개별적으로 또는 공동으로 짐벌(gimbal)될 수 있는 슬립 결합(slip coupling) 및 와류 결합(vortex coupling)을 포함한다.
공지된 풍력 터빈들은 실현하기 어려운 부분적으로 상당히 복잡한 구조를 가지고 있고, 이에 따라 본 발명의 목적은, 기초 요소, 부유식 풍력 터빈, 및 기초 요소를 부유식 풍력 터빈에 연결하는 계류용 밧줄을 포함하는 시스템을 추가로 개발하여 해당 시스템이 가능한한 간단하게 구성되도록 하고 효율적으로 설치 및 유지될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 시스템에 의해 성취된다. 종속 청구항들은 본 발명의 이로운 실시형태를 반영한다.
본 발명의 기본적인 발상은, 수역의 바닥에 계류용 밧줄로 단일 고정 지점 또는 기초 요소에만 부유식 풍력 터빈을 정착시켜 부유식 풍력 터빈이, 닻을 내리고 있는 배처럼, 바람 방향에 따라 자체적으로 배향(orient)될 수 있도록 하는 것으로 구성된다. 이것은, 수역의 바닥의 기초 요소와 부유식 풍력 터빈 사이에 단일의 연결만이 존재함을 의미한다. 이러한 목적을 위해, 수역의 바닥의 기초 요소는 수평방향 힘(horizontal force)을 흡수하도록 설계되어야만 할 뿐만 아니라 수직방향 부하(vertical load)를 흡수하도록 설계되어야만 한다. 이를 위해, 더 깊은 수심(water depth)에 있는 말뚝 기초(pile foundation) 또는 석션 버킷 기초(suction bucket foundation)도 이러한 목적에 적합하다. 하지만, 기초 요소를 수역의 바닥에 연결하는 유형은 또한 안전상의 이유로 중복적으로(redundantly) 설계될 수 있다.
수역의 바닥의 기초 요소를 중심으로 전체 부유식 풍력 터빈이 불가피하게 회전하는 동안 계류용 밧줄이 자체적으로 감기는(winding) 것을 방지하기 위해서, 이러한 꼬임(twisting)을 능동적으로 상쇄(counteract)시키기 위한 적절한 장치가 존재한다. 본 발명에 따르면, 이것은 기초 요소 상에 카르다닉 서스펜션(cardanic suspension)이지만 꼬임에 있어 강성인 서스펜션을 배치함으로써 달성되는데, 이로 인해 기초 요소로부터의 계류용 밧줄은 자체적으로 감기는 것 없이 부유식 풍력 터빈의 방향으로 항상 정렬된다. 기초 요소를 중심으로 부유식 풍력 터빈이 회전하는 동안 계류용 밧줄의 회전을 방지하기 위해서, 계류용 밧줄은 또한 부유식 풍력 터빈 상에서의 자기 자신의 세로 축을 중심으로 동시에 회전된다.
카르다닉 서스펜션은, 교차하는 조인트 회전 축(joint rotary axes)을 갖는 종래의 유니버셜 조인트, 또는 편심 유니버셜 조인트(eccentric universal joint)에 의해 실현된다. 종래의 유니버셜 조인트는 35° 내지 45°보다 크기 않은 굽힘각(bending angle)을 허용하고, 반면 편심 유니버셜 조인트는 최대 90°의 굽힘각을 허용한다.
회전 구동기(rotary drive)가 바람직하게는 부유식 풍력 터빈 상에 위치하고, 이러한 회전 구동기는 스러스트 베어링(thrust bearing)을 갖는 선회 기어(slewing gear)를 회전시킬 수 있으며, 여기에는 계류용 밧줄을 풍력 터빈에 연결하는 연결 수단이 부착된다. 회전 구동기는 센서 시스템(sensor system)을 통해 제어되는데, 여기서 센서 시스템은 기초 요소에 대한 부유식 풍력 터빈의 현재 위치 및 바람직하게는 또한 정렬(방향)을 결정한다.
중복성(redundancy) 이유로 인해, 수역의 바닥의 기초 요소와 부유식 풍력 터빈 간의 연결은 바람직하게는 두 개의 독립된 평행한 계류용 밧줄로 이루어질 수 있다. 계류용 밧줄은 특히 바람직하게는 약 1000 kg/m3의 비중량(specific weight)을 갖는 합성 밧줄(synthetic line)인데, 이러한 밧줄은 원칙적으로는 바람 및 파도 부하에서 부유식 풍력 터빈 상의 동적 힘을 가능한 정도까지 완화(dampening)시키기 위한 특정 탄성(elasticity)을 갖는다. 가장 바람직하게는, 두 개의 계류용 밧줄은 평행하게 인도(guide)되고 이중화(double)되어 네 개의 케이블(cable) 상에 실질적으로 균등하게 부하가 분산되게 된다. 계류용 밧줄은 바람직하게는 두 개의 부분으로 설계되는데, 여기서 이러한 계류용 밧줄들의 말단은 가장 바람직하게는, 부유식 풍력 터빈에 근접해 위치하는 부표(buoy)로서 설계되는 커넥터(connector)에 고정된다. 이러한 경우에, 계류용 밧줄의 구역(section)은 각각, 블록 도르래(block pulley) 또는 아이들러 도르래(idler pulley)에 의해 수역의 바닥의 기초 요소 상에 놓이고, 커넥터까지 위쪽으로 다시 인도된다. 하나의 계류용 밧줄이 고장날 경우에 대비하여 중복성을 갖도록 두 개의 계류용 밧줄을 평행하게 연결한다. 이러한 설계를 통해 잠수부나 잠수함이 수역의 바닥에서 작업을 수행하지 않고도 계류용 밧줄을 교체할 수 있다.
기초 요소와 커넥터 사이의 계류용 밧줄의 구역의 길이는, 선박 상에서 유지보수 작업(예컨대, 계류용 밧줄의 교체)을 수행할 수 있게 하기 위해서, 풍력 터빈으로부터 분리된 커넥터가 수면 상에 떠오를 수 있고 부유할 수 있도록, 특히 바람직하게는 또한 물 밖으로 몇 미터 들어올려질 수 있도록, 세심하게 선택되어야 한다. 반면, 계류용 밧줄이 수역의 바닥에 놓이는 것을 막기 위해 연결부는 또한 너무 길어서는 안 된다.
계류용 밧줄이 두 개의 구역으로 설계되고 두 개의 구역이 커넥터에 의해 서로 연결되는 경우, 계류용 밧줄의 구역을 커넥터에 연결하기 위해, 기초 요소를 향하는 커넥터의 밑면 및 기초 요소의 반대쪽을 향하는 커넥터의 위쪽 면 상에 추가 연결 수단이 제공된다. 이러한 추가 연결 수단은 바람직하게는 각각의 경우에 중복적으로 제공되는데, 특히 바람직하게는 이중으로 제공된다. 하지만, 커넥터와 풍력 터빈 사이의 구역의 길이는 기초 요소와 커넥터 사이의 구역의 길이보다 더 짧게 설계된다. 계류용 밧줄의 양쪽 구역은 합성 케이블(synthetic cable) 또는 강철 케이블(steel cable)로 이루어질 수 있다. 어떠한 경우에서든, 계류용 밧줄 구역은 커넥터에 탈부착가능하게 연결된다.
원칙적으로, 풍력 터빈을 전기 그리드(electrical grid)에 연결하는 전력 케이블(power cable)도 계류용 밧줄에 평행하게, 바람직하게는 이들 사이에서 전송되는 것이 고려된다. 부유식 풍력 터빈을 계류 시스템으로부터 해제(release)시키기 위해서, 예를 들어, 수리 또는 유지보수를 위해 부유식 풍력 터빈을 항구로 견인하기 위해서, 커넥터에서의 전기적 연결은 해제될 수 있다. 이러한 상태에서, 부표로서 설계되는 커넥터는 수면 상에 부유하고, 이에 따라 수리가 완료된 이후 부유식 풍력 터빈으로의 재연결은 수면 위에서 용이하게 수행될 수 있게 된다. 전력 케이블은 바람직하게는, 수역의 바닥의 기초 요소 상의 유니버셜 조인트를 통해 그 중앙에서 보내지고, 기초 요소를 통해 밖으로 보내지고, 그리고 외부로 나가는 해저 케이블에 연결된다. 부유식 풍력 터빈으로부터 기초 요소에 이르는 전력 케이블은, 계류용 밧줄의 움직임을 따를 수 있도록 하고 임의의 허용할 수 없을 정도로 큰 기계적 잔류 응력을 축적하지 않도록 하기 위해서, 특정 물질적 탄성(elasticity) 또는 기하학적 탄력(resilience)을 가져야만 한다. 부유식 풍력 터빈의 측면에서, 전력 케이블은 스러스트 베어링을 통해 그 중앙으로 진행한다. 이에 따라, 바람 방향에서의 변화로 인해 부유식 풍력 터빈의 정렬이 변할 때, 회전 구동기는 또한 연결 꼬임을 보상하기 위해 돌아가고, 그 다음에 전력 케이블은 스러스트 베어링의 반대 측면에서 풍력 터빈 내부의 계류용 밧줄로부터 꼬인다. 여전히 허용 가능한 꼬임 한계 값에 도달할 때 전력 케이블의 꼬임을 풀기 위해, 부유식 풍력 터빈은 이 경우 중-전압 개폐기(medium-voltage switchgear)를 이용해 그리드로부터 분리되고, 꼬인 전력 케이블의 꼬임은 풀어지는데, 이것은 특히 독일 특허 DE 10 2017 119 635 B3호에 공지된 전기 결합기(electrical coupling)에 의해 이루어진다.
기초 요소와 부유식 풍력 터빈 사이의 계류용 밧줄(및 전력 케이블)의 꼬임 가능성을 보상하기 위한 회전 구동기는, 예를 들어, 수역의 바닥의 기초 요소에 대한 부유식 풍력 터빈의 정렬을 결정하는 나침반(compass)에 의해 제어된다. 유니버셜 조인트가 등속 조인트(homokinetic joint)를 나타내지 않기 때문에, 조인트의 피봇 축(pivoted axis)의 회전의 각도와 조인트의 다른 측면의 수직 축(perpendicular axis)을 중심으로 하는 회전의 각도 간의 관계는 선형(linear)이 아니지만 이러한 관계는 유니버셜 조인트의 굽힘각에 의존하는 각 함수(angular function)에 영향을 받는다. 만약 단순 조인트(simple joint)가 굽힘각 ß만큼 구부러지고 이러한 상태에서 회전된다면, 연결 수단에 연결되도록 구성된 액슬 스터브의 각도 (즉, 제2 액슬 스터브의 회전각)는, 회전가능하게 고정되는 방식으로 기초 요소에 연결되는 액슬 스터브의 각도 (즉, 제2 액슬 스터브의 회전각)로부터 편향된다. 이러한 각도들 간에는, 다음과 같은 관계가 존재한다:
또한, 바람, 조류, 또는 파도가 없는 드문 상황에 대해서, 계류용 밧줄이 수역의 바닥에 놓이는 것을 방지하기 위해 또는 느슨한 계류용 밧줄이 꼬이는 것을 방지하기 위해, 기초 요소와 부유식 풍력 터빈 간의 거리는 최소치 아래로 떨어지지 않도록 보장하는 것이 바람직하다. 이것은 바람직하게는, 예를 들어, 위성-기반 위치결정 시스템(satellite-based positioning system)에 의해, 기초 요소의 위치에 대한 부유식 풍력 터빈의 현재 위치를 검출함으로써 달성되고, 해당 거리가 미리 결정된 최소 거리 아래로 떨어지는 경우, 즉, 느슨함(slack)이 존재하는 경우, 기초 요소의 위치로부터 멀리 풍력 터빈을 밀어내고 계류용 밧줄을 약간 팽팽하게 유지시키는 구동기, 특히 선박의 구동기가 활성화된다. 바람직하게는 전기적으로 구동되는 이러한 구동기는 프로펠러(propeller)로서 설계될 수 있거나, 횡방향 제트 제어 시스템(transverse jet control system)의 방식으로 설계될 수 있다. 위성-기반 위치결정 시스템을 사용하는 대신, 연결 수단의 인장성 응력이 또한 검출될 수 있으며 이러한 인장성 응력이 미리 결정된 레벨(level) 아래로 떨어지는 경우 적절한 밀어냄(propulsion)이 개시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 시스템이 제안되며, 이러한 시스템은, 유니버셜 조인트를 갖는 기초 요소; 부유식 풍력 터빈; 및 계류용 밧줄을 포함하고, 여기서 유니버셜 조인트는 제1 액슬 스터브 및 제2 액슬 스터브를 갖고, 제1 액슬 스터브는 회전가능하게 고정되는 방식으로 기초 요소에 연결되고, 제2 액슬 스터브는 자기 자신의 세로 축을 중심으로 회전을 수행함으로써 제1 액슬 스터브의 세로 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 계류용 밧줄의 하나의 말단은, 회전가능하게 고정되는 방식으로 제2 액슬 스터브에 연결되는 제1 연결 수단에 의해 기초 요소에 연결되고, 계류용 밧줄의 다른 말단은, 부유식 풍력 터빈 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단에 의해 부유식 풍력 터빈에 연결되며, 여기서, 기초 요소를 중심으로 하는 부유식 풍력 터빈의 회전 위치에 따라, 부유식 풍력 에너지 플랜트(floating wind energy plant) 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단의 회전 위치를 추정(assumption)하는 제어기(controller)가 제공되고, 부유식 풍력 터빈 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단의 회전 위치는, 제2 액슬 스터브의 자기 자신의 세로 축을 중심으로 하는 회전 위치에 대응하고, 여기서 제2 액슬 스터브의 자기 자신의 세로 축을 중심으로 하는 회전 위치는 기초 요소를 중심으로 하는 부유식 풍력 터빈의 회전 위치에 기하학적으로 대응한다. 달리 말하면, 제2 액슬 스터브와 제2 연결 수단은 이들의 회전 위치에 있어서 언제나 서로 동일하게 정렬되어 계류용 밧줄은 꼬일 수 없게 된다.
바람직하게는, 제어기는, 기초 요소에 대한 부유식 풍력 터빈의 세로 축의 정렬을 고려하여, 부유식 풍력 터빈 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단의 회전 위치를 추정하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해, 제어기는 특히 바람직하게는, 기초 요소에 대한 부유식 풍력 터빈의 세로 축의 정렬을 결정하기 위한 나침반을 갖는다.
제어기는 또한 바람직하게는, 위성 항법 시스템(global satellite navigation system)에 의한 위치결정을 위한 센서를 갖는다.
제어기는 바람직하게는, 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단을 회전시키기 위한 회전 구동기를 포함한다. 회전 구동기는 특히 전기적으로 구동되고, 제2 연결 수단이 양방향 회전 방향으로 무제한 회전하도록 구성된다. 특히, 회전 구동기는 풍력 터빈에 대한 제2 연결 수단의 회전 위치를 검출하기 위한 센서를 갖는데, 이에 따라 제어기는, 목표 회전 위치가 특정된 경우, 센서에 의해 검출되는 이러한 회전 위치에 도달한 때, 회전 구동기를 꺼버릴(switch off) 수 있게 된다.
더욱이, 바람직하게는, 부유식 풍력 터빈이, 풍력 터빈 외부에 배치되는 전기 그리드(전기 네트워크)에 연결되는 전력 케이블에 연결하기 위한 전기 결합기를 갖고, 전기 결합기가, 전력 케이블에 연결되는 제1 전기 플러그 커넥터(electrical plug connector)를 갖고, 그리고 제1 전기 커넥터에 상보적이며 풍력 터빈 내에 위치하는 전기 그리드에 연결되는 제2 전기 커넥터를 갖는 것이 고려되며, 여기서, 플러그 커넥터는, 전기적 플러그 연결을 형성하고 분리하기 위해 서로에 대해 이동할 수 있고, 제1 플러그 커넥터에 연결되는 전력 케이블의 엉킴을 풀기 위해 서로에 대해 회전할 수 있도록 구성된다. 이러한 전기 결합기는, 특히, 참조로 본 출원에 포함되는 독일 특허 DE 102017 119 635 B3호에 공지된 전기 결합기의 특징들을 갖는다.
또 하나의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 제어기가, 기초 요소로부터 미리결정된 거리에 부유식 풍력 터빈을 유지시키는 구동기, 특히 선박 구동기를 갖는 것이 고려된다.
기초 요소는 바람직하게는, 말뚝 기초, 석션 버킷 기초, 또는 중량 기초(heavyweight foundation)이고, 여기서 기초 요소에 연결되는 유니버셜 조인트는, 교차하는 조인트 회전 축을 갖는 종래의 유니버셜 조인트, 또는 편심 유니버셜 조인트일 수 있다.
어떠한 경우에서든, 바람직하게는, 유니버셜 조인트를 보호하는 벨로우즈(bellows)에 의해 유니버셜 조인트가 둘러싸이는 것이 고려되며, 이러한 벨로우즈는 유니버셜 조인트의 움직임을 따르고, 특히 스테인리스 강철(stainless steel)로 만들어진다. 이러한 벨로우즈는 바람직하게는, 유니버셜 조인트를 윤활(lubricating)시키고, 부식 방지, 또는 해수 및 오염 방지를 위해, 그리스(grease)로 채워지며, 가장 바람직하게는, 유니버셜 조인트의 액슬 스터브를 확장된 구성(extended arrangement)으로 강제하는 복원력(restoring force)을 갖는다. 종래의 유니버셜 조인트는 특히, 부유식 풍력 터빈의 설치의 위치에서 대략 35° 내지 45°의 굽힘각이 충분할 때, 사용된다. 지역적 조건으로 인해 더 큰 굽힘각이 요구되는 경우, 바람직하게는, 최대 90°의 굽힘각을 허용하는 편심 유니버셜 조인트가 사용된다.
더욱이, 바람직하게는, 기초 요소가, 전력 케이블에 연결되도록 구성되는 연결부를 갖는 것이 고려된다. 이러한 실시형태는 부유식 풍력 터빈을 전기 그리드에 연결하기 위한 추가 작업을 간단하게 하는 간단한 조립식 공법(refabricated construction)을 가능하게 한다.
이러한 연결부는 풍력 터빈 외부에 배치되는 전기 그리드에 전기적으로 연결되는 전력 케이블에 연결될 수 있거나 연결되는 플러그 커넥터로서 특별히 설계된다. 대안적으로, 연결부는 풍력 터빈 외부에 위치하는 전기 그리드에 연결되는 케이블을 수용하는 부싱(bushing)으로서 제공될 수 있고, 부유식 풍력 터빈을 전기 그리드에 연결하는 전력선(power line)은 이러한 부싱을 통해 인도되며, 필요한 경우 고정된다.
하지만, 어떠한 경우에서든, 유니버셜 조인트는 풍력 터빈 외부에 배치되는 전기 그리드에 연결되는 전력 케이블을 수용하는 부싱을 갖는다. 이러한 경우에, 부싱은, 유니버셜 조인트를 형성하는 액슬 스터브 및 액슬 스터브를 서로 연결하는 중간 부품(intermediate piece) 내에 중앙에 배치된다. 따라서, 이것은 언제나, 유니버셜 조인트의 굽힘각 및 정렬이 전력 케이블의 굽힘각 및 정렬과 동일하도록 보장한다.
제1 연결 수단 및/또는 제2 연결 수단은 바람직하게는 도르래(롤러)이고, 이러한 도르래를 중심으로 계류용 밧줄이 인도된다. 특히 바람직하게는, 제1 연결 수단 및 제2 연결 수단에 평행하게 배치되며 도르래로서 설계되는 또 다른 연결 수단이 각각의 경우에 또 다른 계류용 밧줄을 인도하기 위해 제공된다. 따라서, 기초 요소를 부유식 풍력 터빈에 특히 바람직하게 연결하는 이러한 중복적 설계는 계류용 밧줄이 파손되는 경우에 터빈이 안전하게 계속 유지되도록 보장한다. 따라서, 전체적으로, 도르래를 중심으로 각각 인도되는 두 개의 계류용 밧줄의 인장성 부하는 네 개의 케이블에 걸쳐 실질적으로 기능적으로 균일하게 분산되어 계류용 밧줄들의 직경은 상대적으로 작게 선택될 수 있게 되고 그럼으로써 무게를 줄일 수 있게 된다. 기초 요소 상에서 아이들러 도르래를 사용하면, 계류용 밧줄이 예를 들어, 계류용 밧줄의 마모로 인해 교체될 필요가 있는 경우, 또는 미리결정된 시간 간격으로 검증자(certifier)가 지정(prescribe)할 필요가 있는 경우, 잠수부나 잠수함을 사용하지 않고도 수면 상에서 작업이 수행될 수 있는 이점을 갖는다. 이러한 목적을 위해, 계류용 밧줄의 위쪽 말단을 새로운 계류용 밧줄에 연결하고, 전체 계류용 밧줄을 완전히 당겨서 예전의 계류용 밧줄을 제거하고 새로운 계류용 밧줄을 설치한다.
계류용 밧줄은 특히 두 개의 부분으로 설계되고, 여기서 계류용 밧줄의 두 개의 구역은 커넥터에 의해 서로 연결된다. 커넥터는 또한 바람직하게는 부력 부표(buoyant buoy)로서 설계된다. 커넥터는 가장 바람직하게는, 커넥터의 표면 중 하나의 표면 상에, 커넥터를 풍력 터빈 외부에 배치되는 전기 그리드에 연결하는 제1 전력 케이블을 위한 제1 연결부 및 이러한 표면 반대편 표면 상에, 커넥터를 부유식 풍력 터빈에 연결하는 제2 전력 케이블을 위한 제2 연결부를 갖는다. 이러한 실시형태는 계류용 밧줄의 구역들 간의 연결을 가능하게 하고, 이에 따라 풍력 터빈을 수역의 표면 상에서의 기초 요소에 연결하는 것을 가능하게 한다.
이러한 경우에, 기초 요소를 커넥터에 연결하는 구역의 길이는, 적어도 기초 요소의 영역에서의 수심(depth of water)에 대응한다.
마지막으로, 계류용 밧줄은 바람직하게는 케이블인데, 특히 합성 케이블 또는 강철 케이블이다.
본 발명은 첨부된 도면에서 보여지는 특히 바람직한 실시형태를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명되는데, 이러한 도면들에서,
도 1은, 기초 요소에 의해 수역의 밑바닥에 정착된 특히 바람직하게 설계된 부유식 풍력 터빈을 갖는 본 발명에 따른 특히 바람직하게 설계된 시스템의 개관도(a)를 보여주고, 기초에 부착된 계류용 밧줄을 풍력 터빈에 연결하는 특히 바람직하게 설계된 커넥터의 상세도(b)를 보여주고, 그리고 수역의 밑바닥에서 정착된 기초 요소의 상세도(c)를 보여주며;
도 2는, 교차하는 조인트 회전 축을 갖는 종래의 유니버셜 조인트를 갖는 특히 바람직하게 구성된 기초 요소의 투시도(a)를 보여주고, 편심 유니버셜 조인트를 갖는 특히 바람직하게 구성된 기초 요소의 투시도(b)를 보여주며;
도 3은, 기초 요소에 연결된 계류용 밧줄을 부유식 풍력 터빈에 연결하는 것을 투시도(a) 및 단면도(b)로 보여주며;
도 4는, 특히 바람직하게 설계된 부유식 풍력 터빈을 보여주되, 수역의 바닥에 정착되기 전의 상황을 개관도(a)로 보여주고, 수역의 표면의 영역에서의 상황을 상세도(b)로 보여주며;
도 5는, 도 4b에서 보여지며 기초 요소를 부유식 풍력 터빈에 연결하는 커넥터를 보여주되, 위로부터 바라본 투시도(a)와 아래로부터 바라본 투시도(b)로 보여주며;
도 6은 커넥터의 분리된 상태에서의 단면도(a) 및 결합된 상태에서의 단면도(b)를 보여주며;
도 7은 상이한 바람 방향에 의해 초래되는 두 개의 위치에서 수역의 바닥에 정착된 부유식 풍력 터빈의 측면도를 보여주고; 그리고
도 8은 상이한 바람 방향에 의해 초래되는 네 개의 위치에서 부유식 풍력 터빈의 평면도를 보여준다.
도 1은, 기초 요소에 의해 수역의 밑바닥에 정착된 특히 바람직하게 설계된 부유식 풍력 터빈을 갖는 본 발명에 따른 특히 바람직하게 설계된 시스템의 개관도(a), 기초에 부착된 계류용 밧줄을 풍력 터빈에 연결하는 특히 바람직하게 설계된 커넥터의 상세도(b), 및 수역의 밑바닥에서 정착된 기초 요소의 상세도(c)를 보여준다. 특히, 도 1a는 부유식 풍력 터빈(100)을 보여주는데, 여기서 부유식 풍력 터빈(100)은 기초 요소(10)에 의해 수역의 바닥에 정착되고, 작동 중에 바람 방향으로 배향되며, 그리고 기초 요소(10)에 연결되는 계류용 밧줄(30)을 클램핑(clamp)한다. 도 4c는 이와 관련하여 수역의 바닥에서 정착된 기초 요소(10)의 상세도를 보여준다. 부유식 풍력 터빈(100)의 작동 중, 수역의 바닥에 대한 계류용 밧줄(30)에 의해 취해지는 각도는, 계류용 밧줄(30)을 풍력 터빈(100) 및 부유식 풍력 터빈(100)의 타워(tower)에 연결하는 연결부 사이로 보내지는 계류용 밧줄과 부유식 풍력 터빈(100)의 기초(foundation) 간에 취해지는 각도와 실질적으로 동일하다.
이러한 예시적 실시형태의 특별한 특징으로서, 기초 요소(10)에 연결된 계류용 밧줄의 제1 구역(30)은 풍력 터빈(100)에 직접적으로 연결되는 것이 아니라 부표로서 설계된 커넥터(200)에 연결된다. 도 4b가 상세도로 보여주는 바와 같이, 계류용 밧줄의 제1 구역(30)을 부유식 풍력 터빈(100)에 연결하는 것은 커넥터(200)를 통해 간접적으로 일어나며, 여기서 커넥터(200)는 부유식 풍력 터빈(100)에 연결되는 계류용 밧줄의 제2 구역(130)에 연결된다. 기초 요소(10)에 이르는 전력 케이블(40')이 플러그 연결에 의해 커넥터(200)에 연결되는 것이 또한 고려되며, 여기서 또 다른 전력 케이블(40")이 커넥터(200)를 부유식 풍력 터빈(100)에 전기적으로 연결한다. 개개의 요소들의 기능 및 임무가 아래에서 상세히 설명된다.
도 2는, 교차하는 조인트 회전 축을 갖는 종래의 유니버셜 조인트를 갖는 기초 요소(10)의 제1 예시적 실시형태의 투시도(a)를 보여주고, 편심 유니버셜 조인트를 갖는 기초 요소의 제2 예시적 실시예의 투시도(b)를 보여준다. 특히, 도 1a는 부유식 풍력 터빈(100)을 수역의 바닥에 정착시키기 위해 말뚝 기초로서 설계된 기초 요소(10)를 보여준다. 기초 요소(10)는 자신의 위쪽 면 상에, 두 개의 액슬 스터브(22, 24)로부터 형성되는 종래의 유니버셜 조인트(20)를 가지며, 여기서 두 개의 액슬 스터브(22, 24)는 구형의 중간 부품(26)에 의해 서로 연결된다. 이러한 경우에, 하나의 액슬 스터브(22)는 회전가능하게 고정되는 방식으로 기초 요소(10)에 연결되고 휘어짐에 있어 강성이도록 설계되며, 다른 액슬 스터브(24)는 기초 요소(10)를 부유식 풍력 터빈에 연결하는 계류용 밧줄(30)에 연결되도록 구성된다.
특히, 다른 액슬 스터브(24)는 제1 연결 수단(50)으로서 서로 평행하게 형성된 두 개의 도르래(50)를 갖고, 이들 각각은 아이들러 도르래로서 동작하는 도르래(50)를 중심으로 인도되는 케이블의 형태로 계류용 밧줄(30)을 수용한다. 도르래들(50) 또는 케이블들(30) 사이에는 전력 케이블(40')을 수용하는 부싱이 제공된다. 전력 케이블(40')은 부유식 풍력 터빈에 연결되고 부유식 풍력 터빈을 전기 그리드에 통합시킨다. 이러한 목적을 위해, 기초 요소(10)는 특히, 전력 케이블(40)에 연결되도록 구성되는 연결부를 가지며, 이러한 연결부는, 기초 요소(10)로부터 멀리 이어지는, 특히 해저 케이블로서 설계되는 전력 케이블(40)과 풍력 터빈으로부터 기초 요소(10)로 이어지는 전력 케이블(40') 간의 전기적 연결을 생성한다.
도 2a에서 보여지는 종래의 유니버셜 조인트(20)는 대략 35 내지 45의 최대 굽힘각을 갖고, 반면 도 2b에서 보여지는 편심 유니버셜 조인트(20)는 직육면체 중간 부품(26)을 이용해 90°까지의 최대 굽힘각을 갖는다.
도 3은, 기초 요소에 연결된 계류용 밧줄(30)을 부유식 풍력 터빈(100)에 연결하는 것을 투시도(a), 및 단면도(b)로 보여준다. 계류용 밧줄(30)을 부유식 풍력 터빈(100)의 밑면에 연결하는 것은 특히, 기초 요소(10)에 대한 대응구성으로서 설계된다. 특히, 여기서는 두 개의 도르래(120)로서 설계되는 연결 수단(120)이 제공되고, 이러한 연결 수단(120)은 두 개의 계류용 밧줄(30)을 풍력 터빈(100)에 연결하며, 여기서 제2 연결 수단(120)은 선회 기어(110)에 의해 풍력 터빈(100)에 대해 회전할 수 있게 장착된다. 편향 도르래(deflecting pulley)(120)가 특히, 지지 프레임(support frame)을 통해 선회 기어(110)에 고정되게 연결되어 바람과 파도로부터의 부유식 풍력 터빈(100)의 부하가 계류 시스템으로 전달되고 그럼으로써 수역의 바닥의 기초 요소(10)로 전달된다.
선회 기어(110)는 도르래들(120) 사이에 배치되는 전력 케이블(40')을 위한 부싱을 갖고, 여기서 선회 기어(110)의 회전을 유발하는 회전 구동기(140)가 제공된다. 회전 구동기(140)는 기초 요소(10)와 관련하여 부유식 풍력 터빈(100)의 회전 위치를 검출하기 위한 장치를 갖도록 구성되는 제어기에 의해 제어된다. 이와 관련하여, 제2 연결 수단(120)은, 부유식 풍력 터빈(100)의 수평방향 정렬이 변경될 때 연결 요소(30) 및 전력 케이블(40')의 꼬임을 방지하기 위해, 회전 구동기(140)를 통해, 제어되는 방식으로 선택적으로 회전될 수 있다. 기초 요소(20)까지 이어지는 연결 수단(30)이 똑바로, 즉 회전 없이 정렬되도록 회전 구동기(140)가 제2 연결 수단(120)을 회전시켜야만 하는 요구된 회전각을 결정하기 위해서, 방향 센서(direction sensor)(150)가, 기초 요소(10)를 중심으로 하는 부유식 풍력 터빈(100)의 회전 위치를 결정하기 위해, 부유식 풍력 터빈에 부착된다. 유니버셜 조인트(20)가 구부러지는 경우 회전의 불균일한 전달을 수행한다는 것이 고려돼야만 한다.
도 4는, 도 1에서 보여지는 부유식 풍력 터빈(100)을 보여주되, 수역의 바닥에 정착되기 전의 상황을 개관도(a)로 보여주고, 역의 표면의 영역에서의 상황을 상세도(b)로 보여준다. 특히, 도 4a는 기초 요소(10)에 고정되는 계류용 밧줄의 제1 구역(30)을 보여주는데, 이러한 제1 구역(30)의 자유 말단(free end)(위쪽 말단)은 부표로서 설계되는 커넥터(200)에 고정된다. 이러한 경우에, 계류용 밧줄의 제1 구역(30)의 길이는 적어도, 수역의 바닥에 놓이는 기초 요소(10)의 영역에서의 수역의 깊이에 대응한다. 어떠한 경우에서든, 부력 커넥터(buoyant connector)(200)는 계류용 밧줄의 제1 구역(30) 및 전력 케이블(40')을 고정시키기 위해 그 밑면에 고정 수단을 갖는다. 도 4b는 도 4a의 상세도를 보여주고, 여기서는 보여지는 예의 커넥터(200)가 수면 상에 부유하고 계류용 밧줄의 제2 구역(위쪽 구역)(130)이 풍력 터빈(100)에 임시로 고정되어 있음을 알 수 있다. 부유식 풍력 터빈(100)은 제2 연결 수단(120)을 갖는데, 이러한 제2 연결 수단(120)에 계류용 밧줄의 제2 구역(130)이 미리-부착되고 끌어당겨져 풍력 터빈(100)은 수면에서 커넥터(200)에 연결될 수 있게 되고, 따라서 기초 요소(10)에 간접적으로 연결될 수 있게 된다.
도 5에서는 특히 바람직하게 제공된 커넥터(200)가 더 상세하게 위로부터 바라본 투시도(a)와 아래로부터 바라본 투시도(b)로 보여진다. 부표로서 설계되는 커넥터(200)는 실질적으로 부유체(floating body)(210)로 이루어지고, 여기에는 계류용 밧줄의 구역(30, 130)을 고정시키기 위한 추가적인 연결 수단이 연결된다. 중앙에는, 방수 접속 상자(watertight junction box)(220', 220")가 존재하고, 이러한 방수 접속 상자(220', 220") 안으로 전력 케이블들(40", 40")이 위와 아래로부터 삽입되고 서로 전기적으로 연결된다.
도 6은 특히 바람직하게 제공된 커넥터(200)의 분리된 상태에서의 단면도(a) 및 결합된 상태에서의 단면도(b)를 보여준다. 부유체(210)는 특히, 부유체(210)가 계류용 밧줄의 제1 구역(30) 및 아래쪽 전력 케이블(40')의 무게를 떠맡고 수면 상의 전체 유닛(unit)을 유지시키도록, 설계된다. 부유식 풍력 터빈(100)과 수역의 바닥의 기초 요소(10) 간의 연결을 해제하기 위해서, 계류용 밧줄의 제2 구역(130)은 연결 부표(200)로부터 기계적으로 해제되고, 전력 케이블(40")의 전기적 연결이 분리된다. 이러한 목적을 위해, 접속 상자(220") 내에 수용된 세 개의 상(phase)의 플러그들(45")이 소켓(socket)(220") 밖으로 당겨진다.
도 7 및 도 8은 시스템이 기본적으로 나타내는 기하학적 관계를 설명하는 역할을 한다. 이와 관련하여, 도 7은 특히 본 발명에 따라 구성된 시스템을 측면도로 보여주는데, 여기서는 부유식 풍력 터빈(100)이 수역의 바닥에서의 기초 요소(10)에 대한 정렬과 관련하여 두 개의 반대 위치에서 보여진다. 부유식 풍력 터빈(100)이 바람 방향에 따라 기초 요소(10)를 중심으로 움직이는 것을 볼 수 있고, 여기서 계류용 밧줄(30)과 전력 케이블은 이에 따라 정렬되며 바람 및 파도 부하에 의해 팽팽하게 유지된다. 이러한 움직임 하에서, 기초 요소(10) 상의 유니버셜 조인트(20) 및 계류용 밧줄(30)은 배향에 따라 수직 축(vertical axis)을 중심으로 공간적으로 기울어진다. (점선으로 표시된) 수직선과 계류용 밧줄(30)의 정렬 사이의 각도는 유니버셜 조인트(20)의 제2 액슬 스터브(24)의 굽힘각 β에 대응한다.
마지막으로, 도 8a는 특히 본 발명에 따라 구성된 시스템을 평면도로 보여주는데, 여기서는 계류용 밧줄(30)에 의해 기초 요소(10)에 연결되는 부유식 풍력 터빈(100)이 90°만큼 떨어진 각각의 경우에서의 네 개의 상이한 위치에서 보여진다. 부유식 풍력 터빈(100)은 바람 및 파도에 따라 기초 요소(10)를 중심으로 회전하고, 여기서 계류용 밧줄(30)은 바람 및 파도 부하에 의해 팽팽하게 유지된다. 추가적으로, 풍력 터빈(100)에 연결된 해저 케이블(40)이 보여질 수 있는데, 이러한 해저 케이블(40)은 풍력 터빈(100)에 의해 발생된 전기 에너지를 이송 스테이션(transfer station)으로 보낸다.
도 8a에서 보여지는 이러한 네 개의 위치는 도 8b에서 기초 요소(10)의 상세한 평면도로 보여진다. 도르래(50)의 정렬에 근거하여, 유니버셜 조인트(20)의 제2 액슬 스터브(24)는, 제1 액슬 스터브(22)의 세로 축을 중심으로 회전될 때, 동시에 자기 자신의 축을 중심으로 회전을 수행하여 이전의 위치에 대해 90만큼 회전된 제2 액슬 스터브의 위치에서의 도르래(50)가 또한 90°만큼 회전되게 되는 것을 볼 수 있다. 이렇게 함에 있어, 제1 액슬 스터브(22)를 중심으로 하는 제2 액슬 스터브(24)의 회전 위치는 각도 epi에 의해 표시되고, 여기서 제2 액슬 스터브(24)의 자기 자신의 축을 중심으로 하는 회전 위치는 각도 92로 제공된다. 달리 말하면, 수평면에서의 계류용 밧줄(30)의 회전의 순시 방향(instantaneous direction)과 유니버셜 조인트(20)의 피봇 축의 회전의 방향 사이의 각도는 편향각(deviation angle) 1로서 정의되고, 여기서 계류용 밧줄(30)에 연결된 측면의 유니버셜 조인트의 제2 액슬 스터브의 회전의 각도는 92로 표시된다. 회전 구동기(140)는 계류용 밧줄(30) 및 전력 케이블(40)이 꼬이는 것을 방지하기 위해 제2 연결 수단(120)을 이러한 각도 92만큼 회전시켜야만 한다.
종래의 유니버셜 조인트가 굽힘각 β만큼의 각도를 갖고 이러한 상태로 회전되는 경우, 출력 샤프트(output shaft)의 회전의 각도 가 입력 샤프트(input shaft)의 회전의 각도 로부터 편향된다. 다음과 같은 관계가 적용된다:

Claims (22)

  1. 시스템으로서, 상기 시스템은,
    유니버셜 조인트(universal joint)(20, 20')를 갖는 기초 요소(foundation element)(10)로서, 상기 유니버셜 조인트(20, 20')는, 회전가능하게 고정되는 방식으로 상기 기초 요소(10)에 연결되는 제1 액슬 스터브(axle stub)(22) 및 스스로의 세로 축(longitudinal axis)을 중심으로 회전을 수행함으로써 상기 제1 액슬 스터브(22)의 세로 축을 중심으로 회전할 수 있는 제2 액슬 스터브(24)를 가지는, 기초 요소(10),
    부유식 풍력 터빈(floating wind turbine)(100), 및
    계류 라인(mooring line)(30, 130)으로서, 상기 계류 라인(30, 130)의 한쪽 말단(end)은, 회전가능하게 고정되는 방식으로 상기 제2 액슬 스터브(24)에 연결되는 제1 연결 수단(connecting means)(50)에 의해, 상기 기초 요소(10)에 연결되고, 상기 계류 라인(30, 130)의 다른쪽 말단은, 상기 부유식 풍력 터빈(100) 상에 회전할 수 있게 장착되는 제2 연결 수단(120)에 의해, 상기 부유식 풍력 터빈(100)에 연결되는, 계류 라인(30, 130)을 가지고
    상기 기초 요소(10)를 중심으로 하는 상기 부유식 풍력 터빈(100)의 회전 위치에 따라, 상기 부유식 풍력 터빈(100) 상에 회전할 수 있게 장착되는 상기 제2 연결 수단(120)의 회전 위치를 추정(assumption)하는 제어기(controller)를 특징으로 하고, 상기 부유식 풍력 터빈(100) 상에 회전할 수 있게 장착되는 상기 제2 연결 수단(120)의 회전 위치는, 스스로의 세로 축을 중심으로 하는 상기 제2 액슬 스터브(24)의 회전 위치에 대응하고, 이는 상기 기초 요소(10)를 중심으로 하는 상기 부유식 풍력 터빈(100)의 회전 위치에 기하학적으로 대응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 기초 요소(10)에 대한 상기 부유식 풍력 터빈(100)의 세로 축의 방향을 고려하여, 상기 부유식 풍력 터빈(100) 상에 회전할 수 있게 장착되는 상기 제2 연결 수단(120)의 회전 위치를 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 기초 요소(10)에 대한 상기 부유식 풍력 터빈(100)의 세로 축의 방향을 결정하기 위한 나침반(compass)을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 전지구 위성 운항 시스템(global satellite navigation system)에 의한 위치 결정을 위한 센서(sensor)를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 회전할 수 있게 장착된 제2 연결 수단(120)을 회전시키기 위한 회전 구동기(rotary drive)(140)를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부유식 풍력 터빈(100)은, 상기 풍력 터빈(100) 외부에 배치되는 전기 그리드(electrical grid)에 연결되는 전력 케이블(power cable)(40, 40')에 연결하고, 상기 전력 케이블(40, 40')에 연결되는 제1 전기 플러그 커넥터(electrical plug connector)를 갖고, 상기 제1 전기 커넥터에 상보적이며 상기 풍력 터빈(100) 내에 위치하는 전기 그리드에 연결되는 제2 전기 커넥터를 가지는, 전기 결합기(electrical coupling)(160)를 가지고,
    상기 플러그 커넥터들은, 전기적 플러그 연결을 형성하거나 분리하기 위해 서로에 대해 이동할 수 있고, 상기 제1 플러그 커넥터에 연결되는 상기 전력 케이블(40, 40')을 풀기 위해 서로에 대해 회전할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 기초 요소(10)로부터 미리 결정된 거리에 상기 부유식 풍력 터빈(100)을 유지시키는 구동기를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기초 요소(10)는, 말뚝 기초(pile foundation), 석션 버킷 기초(suction bucket foundation), 또는 중량식 기초(heavyweight foundation)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유니버셜 조인트(20)는, 교차하는 조인트 회전 축(joint rotary axes)을 갖는 종래의 유니버셜 조인트(20), 또는 편심 유니버셜 조인트(eccentric universal joint)(20')인 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유니버셜 조인트(20, 20')를 수용(housing)하는 벨로우즈(bellows)를 특징으로 하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 벨로우즈는, 상기 유니버셜 조인트(20, 20')의 상기 액슬 스터브(22, 24)를 확장된 배치(extended arrangement)로 강제하는 복원력(restoring force)을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기초 요소(10)는, 상기 풍력 터빈(100) 외부에 배치되는 전기 그리드로의 연결을 위한 전력 케이블(40, 40')에 연결되도록 구성되는 플러그 커넥터를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기초 요소(10)는, 상기 풍력 터빈(100) 외부에 배치되는 전기 그리드에 연결되는 케이블(40, 40')을 수용하는 부싱(bushing)을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유니버셜 조인트(20)는, 상기 풍력 터빈(100) 외부에 배치되는 전기 그리드에 연결되는 전력 케이블(40, 40)을 수용하는 부싱을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 부싱은, 상기 유니버셜 조인트(20)를 형성하는 상기 액슬 스터브(22, 24) 및 상기 액슬 스터브들(22, 24)을 서로 연결하는 중간 부품(intermediate piece)(26) 내에 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 연결 수단(50) 및/또는 상기 제2 연결 수단(120)은 도르래(pulley)이고, 상기 도르래를 중심으로 상기 계류 라인(30, 130)이 안내(guide)되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 연결 수단(50) 및 상기 제2 연결 수단(120)에 평행하게 배치되고, 주변에 다른 계류 라인(30, 130)이 안내되는 도르래로서 설계되는 다른 연결 수단을 특징으로 하는 시스템.
  18. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계류 라인(30, 130)은 두 개의 부분으로 설계되고, 상기 계류 라인(30, 130)의 두 개의 구역(30, 130)은 커넥터(200)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 커넥터(200)는 부력 부표(buoyant buoy)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 커넥터(200)는, 상기 커넥터(200)의 표면 중 하나의 표면 상에, 상기 풍력 터빈(100) 외부에 배치되는 전기 그리드에 상기 커넥터(200)를 연결하는 제1 전력 케이블(40")을 위한 제1 연결부(220'), 및 상기 하나의 표면의 맞은편 표면 상에, 상기 커넥터(200)를 상기 부유식 풍력 터빈(100)에 연결하는 제2 전력 케이블(40")을 위한 제2 연결부(220")를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기초 요소(10)를 상기 커넥터(200)에 연결하는 구역(30)의 길이는, 적어도 상기 기초 요소(10)의 영역에서의 수심(depth of water)에 대응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계류 라인(30, 130)은 케이블인 것을 특징으로 하는 시스템.
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