KR20240024379A - 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법 - Google Patents

해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240024379A
KR20240024379A KR1020220101760A KR20220101760A KR20240024379A KR 20240024379 A KR20240024379 A KR 20240024379A KR 1020220101760 A KR1020220101760 A KR 1020220101760A KR 20220101760 A KR20220101760 A KR 20220101760A KR 20240024379 A KR20240024379 A KR 20240024379A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind power
offshore wind
power generation
mooring
structures
Prior art date
Application number
KR1020220101760A
Other languages
English (en)
Inventor
이진상
홍진익
박성영
Original Assignee
에이치에스지성동조선 주식회사
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 에이치에스지성동조선 주식회사 filed Critical 에이치에스지성동조선 주식회사
Priority to KR1020220101760A priority Critical patent/KR20240024379A/ko
Publication of KR20240024379A publication Critical patent/KR20240024379A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/24—Anchors
    • B63B21/26—Anchors securing to bed
    • B63B21/29—Anchors securing to bed by weight, e.g. flukeless weight anchors
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

개시된 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법은, 집단계류장을 선정하고, 선정된 집단계류장의 해저면에 다수의 콘크리트 중량구조물들을 일정 배열로 고정 배치하고, 육상 또는 해상에서 부유식 해상풍력발전 구조물이 완성되면, 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장으로 운반하고, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물이 상기 집단계류장으로 운반되면, 상기 다수의 콘크리트 중량구조물들 중 일부 콘크리트 중량구조물들로부터 연장되는 계류라인들을 상기 부유식 해상풍력발전 구조물에 결속하여, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장에 계류시키는 것을 포함한다.

Description

해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법 {Group mooring facilities and method for offshore wind power structures}
본 발명은, 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법에 관한 것으로서, 육상 또는 해상에서 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 해상의 지정된 영역, 즉, 집단계류지에 집단계류시키는데 이용되는 집단계류시설 및 이를 이용한 집단계류방법에 관한 것이다.
해상풍력발전 구조물은, 육상에 설치되는 풍력발전시설과 비교할 때, 해상의 질 좋은 바람을 에너지원으로 이용할 수 있다는 장점과 더불어, 육상풍력발전시설과 달리, 소음 문제가 거의 없고, 부지 비용 문제점을 해결할 수 있어서 경제성이 높다는 장점이 있다. 이러한 여러 장점들로 인해, 근래 들어서는, 해상풍력발전 구조물을 많이 설치하고 있다.
해상풍력발전 구조물은 크게 고정식과 부유식으로 분류된다. 고정식은 상대적으로 얕은 수심의 해상에 설치되고, 부유식은 육상에서 멀고, 깊은 수심의 해상에 주로 설치된다. 바람은 육상에서 멀어질수록 강하고 일정해지는데, 이와 같은 양질의 바람을 이용하기에 적합한 부유식 해상풍력발전 구조물이 발전 효율에 있어서 고정식에 비해 유리하다.
한편, 부유식 해상풍력발전 구조물은 크게 수선 면적을 최소화하고 구조물 무게 중심을 낮은 SPAR 타입과, 계류라인을 이용하여 정적 안정성과 운동 성능을 높인 TLP(Tension Leg Platform) 타입과, 다수의 부유체를 연결한 형태의 반잠수식(Semi-Submersible) 타입으로 분류된다.
SPAR 타입은 흘수가 100m가 넘는 등 150m 이상의 대수심에서만 적용 가능하고, TLP 타입은 계류라인의 고비용 및 파손시의 위험성 등과 같은 문제가 있다. 반잠수식 타입의 경우 수선면적을 멀리 배치함으로써 정적 안정성을 높일 수 있다. 다만, 반잠수식 타입은 파도 중 운동 성능이 SPAR 및 TLP 타입에 비해 좋지 않다고 알려져 있었으나, 최근에 운동 저감 장치를 붙여서 운동성능을 개선하는 방안이 마련되었다. 반잠수식 타입은 높은 정적 안정성이 보장되고, 70~100m의 수심에서도 적용 가능하고 운동 저감 장치를 활용하여 운동성능을 개선하여 상업화에 가장 유리한 타입이다.
종래에는 계속해서 생산되는 해상풍력발전 구조물을 육상에서 적치하여 두었다가, 특정 목표 해역에 설치가 필요한 경우, 육상에 적치해둔 해상풍력발전 구조물을 해 목표 해역까지 운반하여 설치하는 방식이었다.
그러나, 위와 같은 종래의 방식은 육상에 해상풍력발전 구조물을 적치할 공간이 부족하고 결국에는 해상풍력발전 구조물의 제작에 필요한 공간마저 협소해지는 문제점을 야기한다. 게다가, 완성된 해상풍력발전 구조물을 검사하고 선주에게 인도하는 시점까지 해상풍력발전 구조물을 적치해 두어야 하므로 계속해서 육상에 적치 공간이 필요로 하였다.
특허등록 제10-1479487호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 해상의 지정된 해역에 부유식 해상풍력발전 구조물을 집단 계류시킬 수 있는 집단계류시설을 포함하는 집단계류장을 마련하여, 종래 해상풍력발전 구조물의 적치 및 생산에 필요한 공간이 협소해지는 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법은, 집단계류장을 선정하고, 선정된 집단계류장의 해저면에 다수의 콘크리트 중량구조물들을 일정 배열로 고정 배치하고, 육상 또는 해상에서 부유식 해상풍력발전 구조물이 완성되면, 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장으로 운반하고, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물이 상기 집단계류장으로 운반되면, 상기 다수의 콘크리트 중량구조물들 중 일부 콘크리트 중량구조물들로부터 연장되는 계류라인들을 상기 부유식 해상풍력발전 구조물에 결속하여, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장에 계류시키는 것을 포함한다. 콘크리트 중량구조물은 무게추로서 작용한다.
일 실시예에 따라, 상기 콘크리트 중량구조물들을 상기 해저면에 행렬 배열로 배치하여, 인접하는 4개의 콘크리트 중량구조물들에 의해 형성되는 다수개의 사각형을 형성하고, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물의 타워를 상기 다수개의 사각형 중 하나의 사각형 내에 중심에 위치시킨다.
일 실시예에 따라, 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법은, 상기 사각형의 꼭지점 각각에 일정 중량의 콘크리트 블록들을 미리 정해진 개수로 배치하고, 배치된 콘크리트 블록들을 하나의 묶음으로 묶어 상기 콘크리트 중량구조물들 각각을 형성하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따라, 이웃하는 콘크리트 중량구조물들 사이의 간격 및 상기 계류라인들의 길이는 이웃하는 부유식 해상풍력발전 구조물이 서로 마주보는 방향으로 최대한으로 이동되었을 때 충돌하지 않는 간격 및 길이로 정해진다.
일 실시예에 따라, 상기 계류라인들 각각은 강철 체인과 와이어를 한 횡단면 안에 포함하도록 결속하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법은, 상기 해저면에 그물층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따라, 선정된 집단계류장에 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 집단 계류시키는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설이 제공되며, 상기 집단계류시설은 상기 집단계류장의 해저면에 일정 배열로 배치된 다수의 콘크리트 중량구조물들; 및 일단은 상기 콘크리트 중량구조물들 중 일부 콘크리트 중량구조물들에 연결되고 타단은 상기 부유식 해상풍력발전 구조물의 하부 부유 구조물에 연결되어 상기 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장에 계류시키는 계류라인들을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 집단계류시설은 상기 부유식 해상풍력발전 구조물을 최대 n-1행 m-1열 배열로 계류시킬 수 있도록 상기 콘크리트 중량구조물들은 n행 m열로 배열된다. 이때, n 및 m 각각은 3 이상의 자연수일 수 있다.
상기 다수개의 콘크리트 중량구조물들 중 인접하는 4개의 콘크리트 중량구조물들이 정사각형을 형성하고, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물의 타워가 상기 정사각형의 중심에 위치한다.
상기 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설은 이웃하는 부유식 해상풍력발전 구조물들의 하부 부유 구조물들 사이를 연결하는 연결라인을 더 포함할 수 있다.
상기 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설은 상기 콘크리트 중량구조물들 각각에서 수직으로 연장된 체인 또는 와이어와 연결된 채 해상에 부유하여, 상기 콘크리트 중량구조물들의 해저 위치를 알려주는 부이를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 해상의 지정된 해역에 부유식 해상풍력발전 구조물을 집단 계류시킬 수 있는 집단계류시설을 포함하는 집단계류장을 마련하여, 종래 부유식 해상풍력발전 구조물의 적치 및 생산에 필요한 공간이 협소해지는 문제점을 해결한다.
도 1은 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 예시적으로 나타낸다.
도 2는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 개념적으로 나타낸 사시도이고,
도 3은 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 개념적으로 나타낸 측면도이고,
도 4는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 개념적으로 나타낸 평면도이고,
도 5는 도 2 내지 도 4에 나타낸 부유식 해상풍력발전 구조물 및 집단계류시설의 치수 관계를 나타낸 하나의 계류 단위셀 도면이고,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서, 이하 설명되는 해저면과, 계류라인, 연결라인 등은 원래 굴곡을 포함할 수 있는 것이지만 도시의 편의를 위해 전체적으로 직선으로 나타내었다는 점에 유의한다.
본 발명은 전술한 실시예에 의해 제한되지 않고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다는 점에 유의한다.
도 1은 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 예시적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물(1)은 실질적으로 풍력 발전을 수행하는 상부 구조물(2)과, 상기 상부 구조물(2)을 지지한 채 해상에 떠 있을 수 있도록 구성된 하부 부유 구조물(4)을 포함할 수 있다. 하부 부유 구조물(4)은 밀폐공간을 포함하는 복수개의 부유체(42)와 상기 복수개의 부유체(42) 사이를 연결하는 연결부(44)를 포함할 수 있다. 또한 상기 상부 구조물(4)은 하부 부유 구조물(4)에 조립되어 수직 방향으로 길게 연장된 타워(22)와, 상기 타워(22)의 상단에 설치된 로터(24)와, 상기 로터(24)에 결합되어 바람에 의해 상기 로터(24)에 회전력을 발생시키는 블레이드(26)와, 상기 로터(24)와 결합되며, 상기 블레이드(26)에 바람이 가해지는 것에 따른 로터(24)의 회전력으로부터 전기를 발생시키는 나셀(28) 등을 포함한다. 본 발명은 예시된 것과 다른 형태의 부유식 해상풍력발전 구조물을 집단계류시키는 데에도 이용될 수 있다.
도 2는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 개념적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 개념적으로 나타낸 측면도이고, 도 4는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 개념적으로 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 2 내지 도 4에 나타낸 부유식 해상풍력발전 구조물 및 집단계류시설의 치수 관계를 나타낸 하나의 계류 단위셀 도면이다
도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집단계류시설은 미리 지정된 집단계류장에 마련되어, 완성된 후, 집단계류장으로 운반된, 다수의 부유식 해상풍력발전 구조물(1)들을 집단 계류시키도록 구성된다. 부유식 해상풍력발전 구조물(1)이 완성될 때마다, 그 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물(1)이 차례로 운반되어, 상기 집단계류시설에 의해, 미리 지정되어 운용되고 있는 집단계류장에 계류될 수 있다.
해상의 특정 지역에 지정된 집단계류장으로 운반된 다수의 부유식 해상풍력발전 구조물(1)은 집단계류장에 구비된 집단계류시설에 의해 행렬 배열로 해상에 계류된다.
집단계류시설은 해저면에 행렬 배열로 배치된 다수의 콘크리트 중량구조물(100)과, 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 하부 부유 구조물(4)과 콘크리트 중량구조물(100) 사이를 연결하는 다수의 계류라인(200)을 포함한다. 계류라인(200)의 일단은 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 하부 부유 구조물(4)에 결속되고 계류라인(200)의 타단은 콘크리트 중량구조물(100)에 결속된다.
부유식 해상풍력발전 구조물(1) 각각은 자신의 둘러싸는 4개의 콘크리트 중량구조물(100) 각각이 꼭지점을 형성하는 정사각형의 중심에 있도록 배치된다. 각각의 콘크리트 중량구조물(100)은 복수개의 콘크리트 블록을 한 묶음으로 하여 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 해저면에 안치되고 6m × 6m × 6m 사이즈를 갖는 500 톤 중량의 콘크리트 블록을 8개씩 한 묶음으로 연결하여, 4000 톤 중량을 갖는 콘크리트 중량구조물(100)을 형성하였다. 여기에서, 묶음은 중량이 합하여질 수 있도록 연결한 것을 의미한다. 도시하지는 않았지만, 콘크리트 블록을 연결하여 하나의 콘크리트 중량구조물(100)을 형성하는 방법은 체결구를 이용한 연결 방법, 또는, 부유식 해상풍력발전 구조물(1)과 연결된 계류라인(200)과 여러 개의 콘크리트 블록과 연결된 여러 개의 연결라인을 연결하는 방법 또는 그물 등을 이용하여 여러 개의 콘크리트 블록을 묶는 방법 등 다양한 방법이 채택될 수 있다. 이와 같은 방식은, 상대적으로 가벼운 콘크리트 블록을 해저면에 안치한 후 그 해당 위치로 안치된 콘크리트 블록을 여러 개 묶어 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 움직이지 않게 지지할 수 있는 큰 콘크리트 중량구조물(100)을 쉽게 설치할 수 있다는 점에서, 매우 유리하다.
콘크리트 중량구조물(100)은 n행 m열(n 및 m은 3 이상의 자연수)로 배열된다. 부유식 해상풍력발전 구조물(1)은 인접한 4개의 콘크리트 중량구조물(100)이 형성하는 정사각형의 중심에 있도록 배치되어 해상에 떠 있을 수 있으며, 계류라인(200)들에 의해 계류된다. 이때, n행 m열로 배열된 콘크리트 중량구조물(100)을 포함하는 집단류장에는 부유식 해상풍력발전 구조물(1)이 최대 n-1행 m-1열까지 배열될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 콘크리트 중량구조물(100)은 4행 10열로 배열되고, 부유식 해상풍력발전 구조물(1)은 최대 3행 9열까지 배열될 수 있다.
본 실시예에서, 전후 또는 좌우로 이웃하는 콘크리트 중량구조물(100) 사이의 거리는 300m이고, 전후 또는 좌우로 이웃하는 부유식 해상풍력발전 구조물(1)들이 서로 마주보는 방향으로 이동하더라도, 최소 간격이 100m 여유가 있게 하여 충돌이 일어나지 않도록 배치하였다.
또한, 콘크리트 중량구조물(100)이 배치된 정사각형의 중심에 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 타워(22)의 중심이 오도록 배치하여, 소정 반경을 갖는 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 블레이드(26) 사이에 간섭이 되지 않도록 한다. 또한, 해저면에 배치된 콘크리트 중량구조물(100)에 결속된 계류라인(200)은 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 하부 부유 구조물(4)을 상호 연결시킴으로써 하부 부유 구조물(4)간에 긴장력을 유지하여 위치를 고정시킨다. 하부 부유 구조물(4)은 최소 세가지 다른 방향에서 계류 라인을 연결하여 특정 방향으로의 움직임을 제어한다. 계류라인(200)은 강철 체인과 와이어를 서로 유기적으로 결합하여, 즉 동일 횡단면에 강철 체인과 와이어가 있도록 결합하여, 강철의 강성과 신축성이 높은 와이어의 특성을 모두 갖는다. 상기 계류라인(200)의 재료는 거리, 물의 예상 깊이, 추정 하중, 파도 조건, 해저의 등고선 및 다른 환경 인자에 의해 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설은 이웃하는 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 하부 부유 구조물(4) 사이를 연결하는 다수의 연결라인(300)을 더 포함한다. 이웃하는 4개의 부유식 해상풍력발전 구조물(1)이 정사각형을 이루며, 4개의 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 서로 연결하는 4개의 연결라인(300)이 정사각형의 4 변을 형성한다. 다수의 연결라인(300)들이 집단계류장에 행렬 배열된 모든 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 연결하므로 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 보다 안정적으로 계류시킬 수 있을 뿐 아니라, 계류라인의 파손이 있더라도, 부유식 해상풍력발전 구조물(1)이 손상 또는 망실되는 것을 막을 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설은 집단계류장의 해저면에 그물공법에 의해 시공된 1층 이상의 그물층(500)을 더 포함한다. 상기 그물층(500)은 콘크리트 중량구조물(100)이 바르게 위치할 수 있도록 해주며, 또한, 상기 그물층(500)은 기초공사 작업 중이나 후에 해류나 조류에 의해 주변 토사가 쓸려 내려가 유실되는 문제를 억제한다. 상기 그물층(500)이 콘크리트 중량구조물(100)을 덮도록 구성할 수도 있다. 여러 층의 그물층(500)이 있는 경우, 콘크리트 중량물(100) 아래에서 해저면을 덮는 그물층과 그 그물층 위에서 콘크리트 중량물(100)을 덮는 그물층을 제공할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설은 콘크리트 중량구조물(100)에서 수직으로 연장된 체인 및/또는 와이어로 이루어진 라인(610)과 연결된 부이(600)를 포함한다. 인접하는 4개의 부이(600)가 정사각형을 이루면서 해상에 떠 있게 되어, 해상에 콘크리트 중량구조물(100)의 위치를 표시하게 된다. 따라서, 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 인접하는 4개의 콘크리트 중량구조물(100)에 의해 그려지는 정사각형의 중심을 지나는 해상에 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 배치시키는 것이 쉬워진다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 하부 부유 구조물(4)과 4개의 콘크리트 중량구조물(100) 사이가 체인과 와이어를 포함하는 계류라인(200)에 의해 결속된다. 이때, 부이(600)들을 체인 및/또는 와이어를 포함하는 라인을 이용하여 그물망 형태로 연결할 수 있다.
이제 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법을 설명한다.
부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법은, 집단계류장을 선정하는 단계와, 선정된 집단계류장의 해저면에 다수의 콘크리트 중량구조물(100)들을 일정 배열로 고정 배치하는 단계와, 육상 또는 해상에서 부유식 해상풍력발전 구조물이 완성되면, 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 상기 집단계류장으로 운반하는 단계와, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물(1)이 상기 집단계류장으로 운반되면, 상기 다수의 콘크리트 중량구조물(100)들 중 일부 콘크리트 중량구조물(100)들로부터 연장되는 계류라인(200)들을 상기 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 하부 부유 구조물(4)에 결속하여, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 상기 집단계류장에 계류시키는 단계를 포함한다.
콘크리트 중량구조물(100)을 선정된 집단계류장의 해저면에서 고정 배치하는 단계에 있어서, 콘크리트 중량구조물(100)은 n행 m열(n 및 m은 3 이상의 자연수)의 행렬 배열로 배치되며, 인접하는 4개의 콘크리트 중량 구조물(100)을 꼭지점으로 하는 정사각형이 형성된다. 콘크리트 중량 구조물(100)은 복수개의 콘크리트 블록을 한 묶음으로 하여 형성될 수 있다. 예컨대, 상대적으로 가벼운 콘크리트 블록을 목표 해역으로 옮겨 해저면에 안치하고, 안치된 6m × 6m × 6m 사이즈를 갖는 500 톤 중량의 콘크리트 블록을 8개씩 한 묶음으로 연결하여, 4000 톤 중량을 갖는 콘크리트 중량구조물(100)을 형성할 수 있다.
완성된 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 상기 집단계류장으로 운반하는 단계에 있어서, 부유식 해상풍력발전 구조물(1)이 육상에서 조립이 완성된 후 해상 운반선, 반잠수선 등을 이용하여, 계류장으로 운반될 수 있고, 대안적으로, 육상에서 부유식 해상풍력발전 구조물을 구성하는 주요 분리요소들을 블록 형태로 제작한 후, 이들 분리요소들을 반잠수식 설치 지원선으로 옮겨 조립한 후, 계류장으로 운반할 수도 있다.
운반된 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 이웃하는 4개의 콘크리트 중량구조물(100)이 꼭지점을 형성하는 정사각형의 중심에 놓이도록 배치한다. 해저면에 위치한 콘크리트 중량구조물(100)의 위치를 해상에 표시하기 위해 전술한 것과 같은 부이를 콘크리트 중량구조물(100)과 연결라인으로 연결할 수 있다. 콘크리트 중량구조물(100)로부터 연장된, 강철체인 및/또는 와이어를 포함하는 계류라인(200)을 부유식 해상풍력발전 구조물(1)의 하부 부유 구조물(4)에 결속하여 해당 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 계류시킨다.
4개의 콘크리트 중량구조물(100)에 의해 형성되는 정사각형의 공간을 계류 단위셀이라 정의하면, 완성된 후 운반되어 들어오는 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 하나씩 계류 단위셀에 채워 계류시시킬 수 있다. 필요한 경우, 새로 계류된 부유식 해상풍력발전 구조물(1)을 인접한 기존의 부유식 해상풍력발전 구조물(1)과 연결라인으로 연결할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 계류 단위셀에 있는 부이들을 연결라인으로 연결하여 계류셀들 사이를 경계지을 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들에 의해 제한되지 않고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

Claims (6)

  1. 집단계류장을 선정하고,
    선정된 집단계류장의 해저면에 다수의 콘크리트 중량구조물들을 일정 배열로 고정 배치하고,
    육상 또는 해상에서 부유식 해상풍력발전 구조물이 완성되면, 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장으로 운반하고,
    상기 부유식 해상풍력발전 구조물이 상기 집단계류장으로 운반되면, 상기 다수의 콘크리트 중량구조물들 중 일부 콘크리트 중량구조물들로부터 연장되는 계류라인들을 상기 부유식 해상풍력발전 구조물에 결속하여, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장에 계류시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 콘크리트 중량구조물들을 상기 해저면에 행렬 배열로 배치하여, 인접하는 4개의 콘크리트 중량구조물들에 의해 형성되는 다수개의 사각형을 형성하고, 상기 부유식 해상풍력발전 구조물의 타워가 설치된 부유체의 중심을 상기 4개의 콘크리트 중량구조물들에 의해 형성된 하나의 사각형 내의 중심에 위치시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    이웃하는 콘크리트 중량구조물들 사이의 간격 및 상기 계류라인들의 길이는 이웃하는 부유식 해상풍력발전 구조물이 서로 마주보는 방향으로 최대한으로 이동되었을 때 충돌하지 않는 간격 및 길이로 정해지는 것을 특징으로 하는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류방법.
  4. 선정된 집단계류장에 완성된 부유식 해상풍력발전 구조물을 집단 계류시키는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설로서,
    상기 집단계류장의 해저면에 일정 배열로 배치된 다수의 콘크리트 중량구조물들; 및
    일단은 상기 콘크리트 중량구조물들 중 일부 콘크리트 중량구조물들에 연결되고 타단은 상기 부유식 해상풍력발전 구조물의 하부 부유 구조물에 연결되어 상기 부유식 해상풍력발전 구조물을 상기 집단계류장에 계류시키는 계류라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 부유식 해상풍력발전 구조물을 최대 n-1행 m-1열 배열로 계류시킬 수 있도록 상기 콘크리트 중량구조물들은 n행 m열로 배열되고, n 및 m 각각은 3 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설.
  6. 청구항 4에 있어서,
    이웃하는 부유식 해상풍력발전 구조물들의 하부 부유 구조물들 사이를 연결하는 연결라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설.
KR1020220101760A 2022-08-16 2022-08-16 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법 KR20240024379A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220101760A KR20240024379A (ko) 2022-08-16 2022-08-16 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220101760A KR20240024379A (ko) 2022-08-16 2022-08-16 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240024379A true KR20240024379A (ko) 2024-02-26

Family

ID=90058209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220101760A KR20240024379A (ko) 2022-08-16 2022-08-16 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240024379A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101479487B1 (ko) 2014-08-13 2015-01-08 김민우 잭업바지를 이용한 해상구조물 설치방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101479487B1 (ko) 2014-08-13 2015-01-08 김민우 잭업바지를 이용한 해상구조물 설치방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Edwards et al. Evolution of floating offshore wind platforms: A review of at-sea devices
EP3799297B1 (en) Solar power plant
AU2018371270A1 (en) Self-aligning to wind facing floating platform supporting multi-wind turbines and solar for wind and solar power generation and the construction method thereon
US20100074750A1 (en) Floating Device for Production of Energy from Water Currents
KR102144423B1 (ko) 반잠수식 풍력발전기 및 이의 설치 및 해체 방법
CN115180082B (zh) 单柱式光伏发电阵列平台
CN210653580U (zh) 一种共享系泊的海上风电平台群
CN110654510A (zh) 一种共享系泊的海上风电平台群
Dewan et al. Commercial proof of innovative offshore wind installation concepts using ECN Install Tool
Delahaye et al. New pendular floater for offshore wind commercial farms
Gomes et al. Review of offshore wind projects status: new approach of floating turbines
WO2022013145A1 (en) A mooring system for a plurality of floating units
KR20240024379A (ko) 해상풍력발전 구조물의 집단계류시설 및 집단계류방법
KR20130027837A (ko) 조립식구조의 다목적 부유식(浮游式) 소파제(消波提)
EP4240644A1 (en) Mooring system comprising buoys and anchors
Hong et al. Design and analysis of an array of floating wind turbine structures
US20240174329A1 (en) Method of constructing and launching an offshore semi-submersible platform and an offshore semi-submersible platform thus constructed
CN217416055U (zh) 一种水上光伏多边形漂浮式基础结构
CN214143832U (zh) 一种水下桩基础冲刷防护装置
JP7459024B2 (ja) 洋上風力発電装置
WO2023061600A1 (en) Floating assembly for generating solar power and method for installing it
KR20190070720A (ko) 일체형 양식장 계류 장치 및 이를 포함하는 해상 시설물
Peiffer et al. Floating wind turbines: The new wave in offshore wind power
KR102144424B1 (ko) 인장계류식 풍력발전기 및 이의 설치 및 해체 방법
KR102477563B1 (ko) 해상 풍력발전 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal