WO2015030480A1 - 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법 및 시스템 - Google Patents

해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법 및 시스템 Download PDF

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Definitions

  • the disclosed technology relates to a workboat for installing a wind turbine on an offshore pile, and more particularly, to a method and system for docking the workboat on an offshore pile.
  • the wind power generator for producing electricity at sea works in advance by installing a pile (Pile) on the ground in the sea, and installing the body of the wind generator on the constructed pile.
  • the wind turbine's power output also increases. Therefore, the size of the wind turbine body is also larger than in the past. Now the wings of the generator have grown to be over one hundred meters long. Thus, the method of lifting and installing by crane as in the prior art is no longer available.
  • the technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for docking a work line for installing an offshore wind turbine to a sea pile using a camera or a sensor.
  • a first aspect of the disclosed technology is a method of piercing a pile file of a working ship for installing a wind power generator at sea, wherein coordinates of a marine pile in which a plurality of installed marine files are located are located.
  • Moving the working line according to the method; Identifying a position of a first sea file among the plurality of sea piles in the control room of the work line and anchoring the work line at a point away from the first sea pile by a reference distance; Photographing a first marine pile proximate to the installation hole of the working vessel and the installation hole of the working vessel using at least one camera arranged on the wind turbine installation table of the working vessel while the working vessel is moored to the first marine pile; And controlling the movement of the work line such that the first sea pile is positioned in the installation hole of the work line based on the image data transmitted from the camera, wherein the work line is connected to the wire and the wire.
  • At least one winch for controlling the extension of the wire and the anchor lowered underwater or the bottom of the work line to be fixed is to control the at least one winch so that the installation hole of the work line is the first It is to provide an offshore pile berthing method of the offshore wind turbine installation working ship to control the movement of the working ship to be positioned on the sea pile.
  • the second aspect of the disclosed technology is the coordinates of a marine pile in which a plurality of marine piles are installed in a marine pile piering system of a working ship for installing a wind turbine at sea.
  • a first control unit which receives the input in advance and checks the position of the first sea file among the plurality of sea files and anchors the work line at a point away from the first sea file by a reference distance;
  • At least one camera disposed on the wind turbine installation table of the work ship and photographing the first marine pile adjacent to the installation hole of the work ship and the installation hole of the work ship;
  • a second controller configured to control the movement of the work line such that the first marine file is positioned in the installation hole of the work line based on the image data transmitted from the at least one camera.
  • At least one winch connected to a wire to control the extension of the wire and an anchor lowered in the water or the bottom so that the work line is fixed, and the second control unit controls the at least one winch to install the work line. It is to provide an offshore pile eyepiece system of an offshore wind turbine installation workboat that controls the movement of the workboat so that a hole is positioned in the first offshore pile.
  • Embodiments of the disclosed technology may have effects including the following advantages. However, since the embodiments of the disclosed technology are not meant to include all of them, the scope of the disclosed technology should not be understood as being limited thereto.
  • the offshore pile berthing method of the work vessel for installing the offshore wind turbine is securely and accurately docked to the offshore pile and the work of the offshore wind turbine is compared with the conventional method of berthing using a hand signal directly. It provides the effect of increasing efficiency.
  • FIG. 1 is a side view of a work vessel for installing an offshore wind turbine according to an embodiment of the disclosed technology.
  • FIG. 2 is a top view of a work vessel for installing an offshore wind turbine according to an embodiment of the disclosed technology.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of piering a sea pile of a work vessel for installing an offshore wind turbine according to an embodiment of the disclosed technology.
  • Figure 4 is a view of the offshore pile eyepiece system of the work vessel for installing the offshore wind turbine in accordance with an embodiment of the disclosed technology.
  • first and second are intended to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms.
  • first component may be named the second component, and similarly, the second component may also be named the first component.
  • each step may occur differently from the stated order unless the context clearly dictates the specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
  • FIG. 1 is a side view of a work winder for installing a marine wind turbine according to an embodiment of the disclosed technology
  • Figure 2 is a top view of a work winder for installing a marine wind turbine according to an embodiment of the disclosed technology.
  • the offshore wind turbine installation work line 1 is equipped with a completed wind turbine 10 to be installed in the offshore pile (2) that is pre-installed on the sea.
  • one wind generator 10 is mounted on the work line 1, but several may be mounted depending on the situation.
  • the work line 1 includes a mounting table 20 on which the wind turbine 10 can be installed.
  • the mounting table 20 lifts the wind generator 10 and lowers it to the upper portion of the sea pile 2 so that the wind turbine 10 is placed at the sea pile 2. To be installed.
  • Wind turbine installation work carried out by the mounting table 20 is carried out by communicating with the communicator between the control room of the work line 1 and the workers working in the installation site. And because of the nature of the work it takes a long time because the huge wind turbine 10 must be accurately coupled to the offshore pile (2).
  • a plurality of winches 30 is provided at each corner portion of the work line (1).
  • the winch 30 is controlled by the operator in the control room, each of the winch 30 is anchored 31 is connected by the wire W. As shown in FIG.
  • the anchor 31 is embedded in the sea bottom serves to fix the working line (1) at a predetermined position.
  • the installation hole (H) for the wind turbine installation work is formed in the front portion of the offshore wind turbine installation work line (1).
  • the installation hole (H) has a rectangular shape, but its shape may vary somewhat during the manufacturing process of the working line (1). For example, it may be in the form of a circle or polygon.
  • the wind turbine 10 When the wind turbine installation is in progress, the wind turbine 10 is transported and positioned by the mounting table 20 in the installation hole H. Specifically, the mounting table 20 horizontally moves the wind power generator 10 to the installation hole (H) to be positioned directly above the sea pile (5) and then lifts the wind power generator (10) to couple to the sea pile (2). .
  • the plurality of cameras 40 are installed on the mounting table 20 at regular intervals.
  • the camera 40 continuously photographs the marine file 2 and the installation hole H so as to quickly determine whether the marine file 2 is correctly positioned in the installation hole H.
  • the camera 40 may be installed at various locations.
  • the camera is installed on the mounting table 20 adjacent to the mounting hole (H), or the wind turbine (10) to more accurately photograph the offshore pile (2) and the mounting hole (H) in a high place. It may be installed in the metal frame of the mounting base 20 to support.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of piering a sea pile of a work vessel for installing an offshore wind turbine according to an embodiment of the disclosed technology.
  • the method for piering a sea pile of an offshore wind turbine installation work line comprises: moving the work line 1 to coordinates of a sea pile complex (Estate) in which a plurality of pre-installed offshore piles are located; Checking the position of the first sea pile among the plurality of sea piles in the control room of the work line 1 and anchoring the work line 1 at a point away from the first sea pile by a reference distance (320), The installation hole of the work line 1 by using the at least one camera 40 disposed on the wind turbine installation table 20 of the work line 1 while piercing the work line 1 to the first marine pile (H) the work line so that the first marine file is positioned in the installation hole (H) of the work line 1 according to the step 330 and the image transmitted from the at least one camera 40 Controlling the movement of (1) (340).
  • step 310 the work line 1 is moved to the coordinates of the sea pile.
  • the sea file complex (Estate) refers to a region where a plurality of sea files 2 are constructed in advance.
  • the marine pile 2 on which the wind turbine 10 is installed will be referred to as a first marine pile.
  • step 310 the coordinates of the sea file complex are previously transmitted before the working ship 1 departs. Since the marine files 2 are already installed, it is possible to receive the coordinates. Typically, in the control room of the work line 1 receives the coordinates for the sea pile complex, and the work line 1 is moved to the coordinates. This operation is repeatedly performed as many as the number of wind turbines 10 mounted on the work line (1).
  • the working ship 1 is anchored at a point away from the first sea pile by a reference distance.
  • the operator controls the winch 30 in the control room so that the anchor 31 is lowered to the seabed.
  • the reference distance between the working line 1 and the first sea pile is preferably set to 50 meters or more.
  • the reference distance means the distance that the working ship 1 can be anchored without the risk of collision with the marine pile (2).
  • the reference distance may be changed according to the size and type of the working line (1).
  • the reference distance may be set to at least 10 meters.
  • the work line 1 is moved by using at least one camera 40 disposed on the wind turbine mounting table 20 of the work line 1.
  • the first sea pile photographed close to the installation hole H and the installation hole H is photographed.
  • the mounting table 20 uses the camera 40 to photograph the mounting hole H and the first sea pile, the first sea pile is installed in the installation hole (You can check whether it is located exactly at H).
  • the image of the camera 40 is immediately transmitted to the control room of the work line 1 so that the operator can check in real time.
  • Positioning the first marine pile correctly in the installation hole H takes a considerable time. For example, it takes about two days to move the work line 1 about 50 meters to position the first sea pile in the installation hole H.
  • the movement of the work line 1 is controlled such that the first marine pile is positioned in the installation hole H.
  • the first marine pile is located in the installation hole (H) so that the installation table 20 of the work line 1 can lift the wind turbine 10 and correctly lay it on the upper surface of the first marine pile. Means.
  • control room moves the work line 1 to the left or right and back to place the first marine pile in the installation hole (H).
  • the control of the work line 1 is achieved by winding or unwinding the wire W using the winch 30.
  • the wire W is wound using the winch 30, and the work line 1 is naturally drawn to the position where the anchor 31 is fixed.
  • the work line 1 moves in the opposite direction.
  • the winch 30 installed at the edge of the work line 1, it is possible to move the work line 1 in the left and right or front and rear directions.
  • a total of eight winches 30 may be installed, two at each corner of the working line 1.
  • the number and installation position of the winch 30 is adjustable as needed.
  • the distance between the installation hole H and the first sea pile when the work line 1 approaches the first sea pile by installing a plurality of distance detecting sensors in place of the camera 40 on the mounting table 20. By measuring, it is possible to check whether the first marine pile is located at the installation hole H of the work line 1.
  • the distance information between the installation hole H and the first sea pile measured by the plurality of distance sensing sensors is transmitted in real time to the control room of the work line 1 like the image information of the camera 40 described above.
  • control room of the work line 1 the movement of the work line 1 is controlled so that the first sea pile is positioned in the installation hole H of the work line 1 according to the distance information transmitted from the distance sensing sensors. do. Specifically, the control room controls the movement of the work line 1 by winding or unwinding the wires W connected to the plurality of winches 30.
  • Figure 4 is a view of the offshore pile eyepiece system of the work vessel for installing the offshore wind turbine in accordance with an embodiment of the disclosed technology.
  • the marine file eyepiece system of a work vessel for installing an offshore wind power generator receives in advance the coordinates of a marine file complex in which a plurality of previously installed marine files are located, and a first marine file among the plurality of marine files.
  • a first control unit 410 for anchoring the work line 1 at a point separated from the first sea pile by a reference distance, and disposed on the wind turbine installation table 20 of the work line 1.
  • at least one camera 40 and the at least one camera 40 photographing the first sea pile 2 adjacent to the installation hole H of the work vessel and the installation hole H of the work vessel.
  • a second control unit 420 for controlling the movement of the work line 1 so that the first sea pile is positioned in the installation hole H of the work line 1 according to the image.
  • the first control unit 410 controls the plurality of winches 30 (Winch) provided in the working line 1 to anchor the working line 1 at a point away from the first sea pile by a reference distance.
  • the first controller 410 controls the winch 30 to release the wire W so that the anchor 31 connected to the wire W is lowered to the sea bottom.
  • the camera 40 may take an image when the work line 1 approaches the first sea file more than a predetermined distance, considering that the work line 1 takes a long time to approach the first sea file. Do.
  • the camera 40 is preferably arranged in a plurality at a predetermined interval on the mounting table (20). In this case, it is possible to accurately check whether the first marine file is correctly positioned in the installation hole H by using the image photographed by the camera 40.
  • the second control unit 430 winds or unwinds the wire W with each winch 30 provided at the corner of the work line 1 to right and left the work line 1. And by moving back and forth so that the first marine pile is positioned in the installation hole (H) of the working line (1).

Abstract

개시된 기술은 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법 및 시스템에 관한 것으로, 해상에서 풍력발전기를 설치하는 작업선의 해상 파일(Pile) 접안 방법에 있어서, 기 설치된 복수개의 해상 파일들이 위치하는 해상 파일 단지(Estate)의 좌표에 따라 상기 작업선을 이동시키는 단계; 상기 작업선의 관제실에서 상기 복수개의 해상 파일들 중 제1 해상파일의 위치를 확인하고 상기 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 상기 작업선을 정박하는 단계; 상기 작업선이 상기 제1 해상파일에 접안하면서 상기 작업선의 풍력발전기 설치대에 배치된 적어도 하나의 카메라를 이용하여 상기 작업선의 설치홀을 촬영하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 카메라로부터 전송되는 영상에 따라 상기 작업선의 설치홀에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 단계;를 포함한다. 따라서 작업선을 해상 파일에 접근하는데 있어서 종래보다 안전하고 정확하게 작업을 수행하여 해상 풍력발전기 설치의 작업 효율성을 증대하는 효과를 제공한다.

Description

해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법 및 시스템
개시된 기술은 해상파일에 풍력발전기를 설치하는 작업선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 작업선을 해상파일에 접안하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해상에서 전기를 생산하는 풍력발전기는 바다속 지면에 파일(Pile)을 미리 시공하고, 상기 시공된 파일에 풍력발전기의 몸체를 설치하는 방식으로 설치 작업이 진행된다.
이러한 해상 풍력발전기를 설치하는 작업에 있어서는 확실한 안전과 고도의 정확성이 요구된다. 즉, 얼마나 안전하게 작업이 이루어지는지, 그리고 얼마나 정확하게 풍력발전기를 설치할 수 있는지가 작업의 주된 관건이다.
종래에는 다양한 방법들로 해상 풍력발전기를 설치해 왔다. 그 중 하나는 발전기의 구성품들을 분리한 채로 작업선에 실어서 해상에서 조립과 함께 설치를 수행하는 것이었다. 그러나 해상 작업에 수반되는 위험성과 작업 시간 때문에 지상에서 풍력발전기를 완성시키고 이를 작업선에 실어서 해상에서 설치하는 방식을 이용하게 되었다.
한편, 완성된 풍력발전기를 설치하는데 있어서도 많은 어려움이 있었다. 가장 대표적으로 이미 해상에 시공된 파일에 풍력발전기의 지주를 수직으로 설치해야 하는 것인데, 종래의 경우 대형 크레인을 이용하여 풍력발전기 몸체를 들어올린 후, 천천히 하강시켜서 해상파일에 설치하는 방식을 이용하였다.
그러나 지주의 길이만 수십미터에 달하는 거대한 풍력발전기를 들어올림에 따라 발생되는 진동이나 흔들림에 대한 대비가 미비하였기 때문에 설치에 많은 문제점이 있었다. 심지어는 지주가 파일에 수직으로 설치가 되지 않아서 파일에 균열이 생기거나 붕괴되는 위험한 경우까지 발생하곤 하였다.
게다가, 갈수록 많은 전력이 요구됨에 따라 풍력발전기의 전력 생산량 또한 늘어나게 되었다. 따라서, 풍력발전기 몸체의 크기 역시 과거에 비하여 더욱 커지게 되었다. 이제는 발전기의 날개 길이만 백여미터에 달할 정도로 커지게 되었다. 그래서, 더 이상 종래와 같이 크레인으로 들어올려서 설치하는 방법 자체가 이용할 수 없게 되었다.
따라서 근래에는 해상 풍력발전기를 설치하는 용도로 제작된 작업선을 이용하여 설치작업을 수행하고 있다. 그러나 해상파일에 풍력발전기의 지주를 수직으로 설치하는 작업은 여전히 수작업으로 진행되기 때문에 여전히 상기와 같은 문제점이 존재한다.
본 발명의 기술적 과제는 카메라 또는 센서를 이용하여 해상 풍력발전기를 설치하는 작업선을 해상파일에 접안하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 해상에서 풍력발전기를 설치하는 작업선의 해상파일(Pile) 접안 방법에 있어서, 기 설치된 복수개의 해상파일들이 위치하는 해상파일 단지(Estate)의 좌표에 따라 상기 작업선을 이동시키는 단계; 상기 작업선의 관제실에서 상기 복수개의 해상파일들 중 제1 해상파일의 위치를 확인하고 상기 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 상기 작업선을 정박하는 단계; 상기 작업선이 상기 제1 해상파일에 접안하면서 상기 작업선의 풍력발전기 설치대에 배치되는 적어도 하나의 카메라를 이용하여 상기 작업선의 설치홀 및 상기 작업선의 설치홀에 근접한 제1 해상파일을 촬영하는 단계; 및 상기 카메라로부터 전송되는 영상 데이터를 기준으로 상기 작업선의 설치홀에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 작업선은 와이어, 상기 와이어에 연결되어 상기 작업선이 고정되도록 수중 또는 수중 바닥에 내려지는 닻 및 상기 와이어의 신장을 제어하는 적어도 하나의 윈치를 포함하고, 상기 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 윈치를 제어하여 상기 작업선의 설치홀이 상기 제1 해상파일에 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법을 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 2측면은 해상에서 풍력발전기를 설치하는 작업선의 해상파일(Pile) 접안 시스템에 있어서, 기 설치된 복수개의 해상파일들이 위치하는 해상파일 단지(Estate)의 좌표를 미리 입력받고, 상기 복수개의 해상파일들 중 제1 해상파일의 위치를 확인하여 상기 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 상기 작업선을 정박시키는 제 1 제어부; 상기 작업선의 풍력발전기 설치대에 배치되고, 상기 작업선의 설치홀 및 상기 작업선의 설치홀에 근접한 상기 제1 해상파일을 촬영하는 적어도 하나의 카메라; 및 상기 적어도 하나의 카메라로부터 전송되는 영상 데이터를 기준으로 상기 작업선의 설치홀에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 제 2 제어부를 포함하되, 상기 작업선은 와이어, 상기 와이어에 연결되어 상기 작업선이 고정되도록 수중 또는 수중 바닥에 내려지는 닻 및 상기 와이어의 신장을 제어하는 적어도 하나의 윈치를 포함하고, 상기 제 2 제어부는 상기 적어도 하나의 윈치를 제어하여 상기 작업선의 설치홀이 상기 제1 해상파일에 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템을 제공하는 것이다.
개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
개시된 기술의 일 실시예에 따르면 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법은 종래 사람이 직접 수신호를 이용하여 접안하는 방법과 비교하여 안전하고 정확하게 작업선을 해상파일에 접안하여 해상 풍력발전기 설치의 작업효율성을 증대하는 효과를 제공한다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선에 대한 측면도이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선에 대한 상면도이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법에 대한 순서도이다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템에 대한 도면이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선에 대한 측면도이며, 도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선에 대한 상면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 해상 풍력발전기 설치용 작업선(1)에는 해상에 미리 시공되어 있는 해상파일(2)에 설치될 완성된 풍력발전기(10)가 탑재된다. 도면에서는 한 대의 풍력발전기(10)가 작업선(1)에 탑재되어 있으나 상황에 따라 여러대가 탑재될 수도 있다.
한편, 도면에 도시된 바와 같이 작업선(1)은 풍력발전기(10)를 설치할 수 있는 설치대(20)를 포함한다. 설치대(20)는 작업선(1)이 해상파일(2)에 접안되면 풍력발전기(10)를 들어올려 해상파일(2)의 상단부에 내려놓음으로써 풍력발전기(10)가 해상파일(2)에 설치되도록 한다.
설치대(20)에 의해 진행되는 풍력발전기 설치작업은 작업선(1)의 관제실과 설치 현장에서 작업하는 인부 간에 서로 통신기로 의사를 주고 받으며 수행된다. 그리고 작업의 특성상 거대한 풍력발전기(10)를 해상파일(2)에 정확하게 결합시켜야 하기 때문에 장시간이 소요된다.
또한, 작업선(1)의 각 모서리 부분에는 복수개의 윈치(30, Winch)가 설치된다.(도 2 참조) 윈치(30)는 관제실에서 작업자에 의해 제어되며, 각각의 윈치(30)에는 닻(31)이 와이어(W)로 연결되어 있다. 닻(31)은 해저면에 박혀 작업선(1)을 정해진 위치에 고정시키는 역할을 한다.
또한, 해상 풍력발전기 설치용 작업선(1)의 전면부에는 풍력발전기 설치작업이 이루어지는 설치홀(H)이 형성된다. 도면상에서 설치홀(H)은 사각형 형태를 가지고 있으나 작업선(1)의 제작과정에서 그 형태가 다소 달라질 수 있다. 예컨대, 원형이나 다각형의 형태일 수 있다.
풍력발전기 설치작업이 진행될 때 상기 설치홀(H)에는 설치대(20)에 의해 풍력발전기(10)가 이송되어 위치된다. 구체적으로, 설치대(20)는 풍력발전기(10)를 설치홀(H)로 수평이동시켜 해상파일(5) 직상방에 위치시킨 다음 풍력발전기(10)를 리프팅시켜 해상파일(2)에 결합시킨다.
한편, 설치대(20)에는 복수개의 카메라(40)가 일정 간격을 두고 설치된다. 상기 카메라(40)는 해상파일(2)과 설치홀(H)을 연속적으로 촬영하여 해상파일(2)이 설치홀(H)에 정확히 위치되는지 여부를 신속하게 확인할 수 있도록 한다.
이러한 카메라(40)는 다양한 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라는 설치홀(H)에 인접하는 설치대(20) 부위에 설치되거나, 높은 곳에서 해상파일(2)과 설치홀(H)을 보다 정확히 촬영할 수 있도록 풍력발전기(10)를 지지하는 설치대(20)의 금속 프레임에 설치될 수도 있다.
한편, 도시하지는 않았지만 설치홀(H)에 별도의 커버를 설치하여 필요에 따라 상기 설치홀(H)을 선택적으로 개폐하는 것도 가능하다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법에 대한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법은, 기 설치된 복수개의 해상파일들이 위치하는 해상파일 단지(Estate)의 좌표로 상기 작업선(1)을 이동시키는 단계(310), 상기 작업선(1)의 관제실에서 상기 복수개의 해상파일 중 제1 해상파일의 위치를 확인하고 상기 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 상기 작업선(1)을 정박시키는 단계(320), 상기 작업선(1)을 상기 제1 해상파일에 접안하면서 상기 작업선(1)의 풍력발전기 설치대(20)에 배치된 적어도 하나의 카메라(40)를 이용하여 상기 작업선(1)의 설치홀(H)을 촬영하는 단계(330) 및 상기 적어도 하나의 카메라(40)로부터 전송되는 영상에 따라 상기 작업선(1)의 설치홀(H)에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 상기 작업선(1)의 움직임을 제어하는 단계(340)를 포함한다.
310 단계에서는 작업선(1)을 해상파일 단지의 좌표로 이동시킨다. 해상파일 단지(Estate)는 복수개의 해상파일(2)이 미리 시공된 지역을 의미한다.
이하 설명에 있어 풍력발전기(10)가 설치되는 해상파일(2)을 제1 해상파일이라고 지칭하기로 한다.
한편, 310 단계에서는 작업선(1)이 출항하기 전에 해상파일 단지에 대한 좌표를 미리 전송받는다. 해상파일(2)들은 이미 설치되어 있으므로 해당 좌표를 수신하는 것은 얼마든지 가능하다. 통상적으로 작업선(1)의 관제실에서 해상파일 단지에 대한 좌표를 입력받고, 해당 좌표로 작업선(1)을 이동시키게 된다. 이러한 작업은 작업선(1)에 탑재된 풍력발전기(10)의 개수만큼 반복적으로 수행된다.
320 단계에서는 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 작업선(1)을 정박시킨다. 이를 위해 작업자는 관제실에서 윈치(30)를 제어하여 닻(31)이 해저로 내려지도록 한다.
여기서, 상기 작업선(1)과 제1 해상파일 사이의 기준 거리는 50미터 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 기준거리는 작업선(1)이 해상파일(2)과 충돌위험 없이 정박될 수 있는 거리를 의미한다.
물론, 작업선(1)의 크기 및 종류에 따라 상기 기준거리는 변경될 수 있다. 예컨대, 기준거리를 적어도 10미터로 설정할 수도 있다.
330 단계에서는 작업선(1)이 제1 해상파일에 접근할 때 상기 작업선(1)의 풍력발전기 설치대(20)에 배치된 적어도 하나의 카메라(40)를 이용하여 상기 작업선(1)의 설치홀(H)과 상기 설치홀(H)에 근접한 제1 해상파일을 촬영한다.
작업선(1)이 서서히 제1 해상파일에 접근할 때 설치대(20)에서 카메라(40)를 이용하여 설치홀(H)과 제1 해상파일을 촬영하면, 상기 제1 해상파일이 설치홀(H)에 정확히 위치되는지 여부를 확인할 수 있다. 이러한 카메라(40)의 영상은 작업자가 실시간으로 확인할 수 있도록 작업선(1)의 관제실로 즉시 전송된다.
설치홀(H)에 제1 해상파일을 정확히 위치시키는 작업은 상당한 시간이 소요된다. 예컨대, 작업선(1)을 50미터 정도 이동시켜 설치홀(H)에 제1 해상파일을 위치시키는 작업은 약 2일이 소요된다.
340 단계에서는 설치홀(H)에 상기 제1 해상파일이 정위치되도록 상기 작업선(1)의 움직임을 제어한다. 여기서, 정위치는 작업선(1)의 설치대(20)가 풍력발전기(10)를 들어올려 제1 해상파일의 상면에 정확하게 내려놓을 수 있도록 제1 해상파일이 설치홀(H)에 위치된 상태를 의미한다.
구체적으로, 상술한 바와 같이 카메라(40)의 영상이 관제실로 송신되면, 관제실에서는 작업선(1)을 좌우 또는 앞뒤로 이동시켜 제1 해상파일을 설치홀(H)에 정위치시킨다.
이러한 작업선(1)의 제어는 윈치(30)를 이용해 와이어(W)를 감거나 풀어줌으로써 이루어진다. 좀더 상세히 설명하면, 닻(31)이 해저면에 고정된 상태에서 윈치(30)를 이용해 와이어(W)를 감아주면 자연히 작업선(1)은 닻(31)이 고정되어 있는 위치로 끌려가고, 반대로 와이어(W)를 풀어주면 작업선(1)은 반대방향으로 이동한다.
따라서 작업선(1)의 모서리에 설치되어 있는 윈치(30)로 와이어(W)를 감아주거나 풀어주면 작업선(1)을 좌우 또는 앞뒤 방향으로 이동시키는 것이 가능하다. 여기서, 윈치(30)는 작업선(1)의 각 모서리에 2개씩 총 8개가 설치될 수 있다. 물론, 필요에 따라 윈치(30)의 개수 및 설치 위치는 조절 가능하다.
종래에는 이러한 작업이 작업자가 육안으로 확인하고 수신호 내지는 무전으로 관제실에 보고하는 방식으로 진행되었다. 하지만 개시된 기술에서는 카메라(40)를 이용해 설치홀(H)과 제1 해상파일을 촬영하고, 작업자가 촬영된 영상을 바탕으로 작업선(1)의 이동을 제어하므로 작업이 신속하고 간편하게 진행될 수 있다.
한편, 상술한 카메라(40)를 대신하여 거리감지 센서를 이용하여 제1 해상파일이 작업선(1)의 설치홀(H)에 정위치되는지를 확인할 수도 있다.
즉, 설치대(20)에 카메라(40)를 대신하여 복수개의 거리감지 센서들을 설치하여 작업선(1)이 상기 제1 해상파일에 접근할 때 설치홀(H)과 제1 해상파일과의 거리를 측정하면, 제1 해상파일이 작업선(1)의 설치홀(H)에 정위치하는지를 확인할 수 있다.
또한, 거리감지 센서들을 이용해 설치홀(H)과 제1 해상파일 간의 간격을 각각 감지하는 것 또한 가능하다. 센서들에 의해 측정된 정보를 활용하면, 카메라(40)의 영상을 이용하는 것과 동일하게 제1 해상파일이 설치홀(H)에 정위치되는지를 확인할 수 있다.
이러한 복수개의 거리감지 센서들에 의해 측정된 설치홀(H)과 제1 해상파일 간의 거리정보는 이미 설명한 카메라(40)의 영상정보와 같이 작업선(1)의 관제실로 실시간 전송된다.
작업선(1)의 관제실에서는 거리감지 센서들로부터 전송되는 거리정보에 따라 상기 작업선(1)의 설치홀(H)에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 작업선(1)의 움직임을 제어한다. 구체적으로, 관제실은 복수개의 윈치(30)에 연결된 와이어(W)를 감거나 풀어 작업선(1)의 움직임을 제어한다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템에 대한 도면이다.
도 4를 참조하면, 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템은 기 설치된 복수개의 해상파일들이 위치하는 해상파일 단지(Estate)의 좌표를 미리 입력받고, 상기 복수개의 해상파일들 중 제1 해상파일의 위치를 확인하여 상기 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 상기 작업선(1)을 정박시키는 제 1 제어부(410)와, 상기 작업선(1)의 풍력발전기 설치대(20)에 배치되고, 상기 작업선의 설치홀(H) 및 상기 작업선의 설치홀(H)에 근접한 상기 제1 해상파일(2)을 촬영하는 적어도 하나의 카메라(40) 및 상기 적어도 하나의 카메라(40)로부터 전송되는 영상에 따라 상기 작업선(1)의 설치홀(H)에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 상기 작업선(1)의 움직임을 제어하는 제2 제어부(420)를 포함한다.
여기서, 제 1 제어부(410)는 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 작업선(1)을 정박시키기 위해서 작업선(1)에 구비된 복수개의 윈치(30)(Winch)를 제어한다. 구체적으로, 제1 제어부(410)는 윈치(30)를 제어하여 와어어(W)를 풀어줌으로써 와이어(W)에 연결된 닻(31)이 해저면으로 내려지도록 한다.
또한, 상기 카메라(40)는 작업선(1)이 제1 해상파일에 접근하는데 장시간이 소요됨을 고려할 때 작업선(1)이 제1 해상파일에 일정 거리 이상 근접했을 때 영상을 촬영함이 바람직하다.
또한, 상기 카메라(40)는 설치대(20)에 일정 간격을 두고 복수개가 배치됨이 바람직하다. 이 경우, 카메라(40)에서 촬영된 영상을 이용하여 제1 해상파일이 설치홀(H)에 정위치하는지를 정확하게 확인할 수 있다.
제2 제어부(430)는 카메라(40)의 영상정보가 수신되면, 작업선(1)의 모서리에 설치되어 있는 각 윈치(30)로 와이어(W)를 감거나 풀어 작업선(1)을 좌우 및 앞뒤로 이동시킴으로써 작업선(1)의 설치홀(H)에 제1 해상파일이 정위치되도록 한다.
개시된 기술의 실시예를 통한 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법 및 시스템은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 해상에서 풍력발전기를 설치하는 작업선의 해상 파일(Pile) 접안 방법에 있어서,
    기 설치된 복수개의 해상 파일들이 위치하는 해상 파일 단지(Estate)의 좌표에 따라 상기 작업선을 이동시키는 단계;
    상기 작업선의 관제실에서 상기 복수개의 해상 파일들 중 제1 해상파일의 위치를 확인하고 상기 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 상기 작업선을 정박하는 단계;
    상기 작업선이 상기 제1 해상파일에 접안하면서 상기 작업선의 풍력발전기 설치대에 배치되는 적어도 하나의 카메라를 이용하여 상기 작업선의 설치홀 및 상기 작업선의 설치홀에 근접한 제1 해상파일을 촬영하는 단계; 및
    상기 카메라로부터 전송되는 영상 데이터를 기준으로 상기 작업선의 설치홀에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 작업선은 와이어, 상기 와이어에 연결되어 상기 작업선이 고정되도록 수중 또는 수중 바닥에 내려지는 닻 및 상기 와이어의 신장을 제어하는 적어도 하나의 윈치를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 윈치를 제어하여 상기 작업선의 설치홀이 상기 제1 해상파일에 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 카메라는,
    상기 제1 해상파일이 상기 풍력발전기가 설치 가능한 위치에 접안되었는지 촬영하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 작업선을 정박하는 단계는,
    상기 관제실에서 상기 작업선에 배치된 복수개의 윈치(Winch)를 제어하여 와이어로 연결된 닻을 내려 고정시키는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 작업선의 움직임을 제어하는 단계는,
    상기 제1 해상파일이 정위치됨에 따라 상기 풍력발전기를 설치한 이후에, 상기 제1 해상파일과 서로 다른 해상 파일에 접안하는 단계를 포함하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 방법.
  5. 해상에서 풍력발전기를 설치하는 작업선의 해상 파일(Pile) 접안 시스템에 있어서,
    기 설치된 복수개의 해상 파일들이 위치하는 해상 파일 단지(Estate)의 좌표를 미리 입력받고, 상기 복수개의 해상 파일들 중 제1 해상파일의 위치를 확인하여 상기 제1 해상파일로부터 기준 거리만큼 떨어진 지점에 상기 작업선을 정박시키는 제 1 제어부;
    상기 작업선의 풍력발전기 설치대에 배치되고, 상기 작업선의 설치홀 및 상기 작업선의 설치홀에 근접한 상기 제1 해상파일을 촬영하는 적어도 하나의 카메라; 및
    상기 적어도 하나의 카메라로부터 전송되는 영상 데이터를 기준으로 상기 작업선의 설치홀에 상기 제1 해상파일이 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 제 2 제어부를 포함하되,
    상기 작업선은 와이어, 상기 와이어에 연결되어 상기 작업선이 고정되도록 수중 또는 수중 바닥에 내려지는 닻 및 상기 와이어의 신장을 제어하는 적어도 하나의 윈치를 포함하고,
    상기 제 2 제어부는 상기 적어도 하나의 윈치를 제어하여 상기 작업선의 설치홀이 상기 제1 해상파일에 정위치하도록 상기 작업선의 움직임을 제어하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 카메라는,
    상기 제1 해상파일이 상기 풍력발전기가 설치 가능한 위치에 접안되었는지 촬영하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 제어부는,
    상기 작업선에 배치된 복수개의 윈치(Winch)를 제어하여 와이어로 연결된 닻을 내려 고정시키는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 제어부는,
    상기 작업선에 배치된 복수개의 윈치(Winch)에 연결된 와이어들을 감거나 풀어서 상기 작업선의 움직임을 제어하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 제어부는,
    상기 제1 해상파일이 정위치됨에 따라 상기 풍력발전기를 설치한 이후에, 상기 제1 해상파일과 서로 다른 해상 파일에 접안하는 해상 풍력발전기 설치용 작업선의 해상파일 접안 시스템.
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