WO2018128243A1 - 부유식 해상풍력발전장치 - Google Patents

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WO2018128243A1
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fluid
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floating body
wind power
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신현경
김동주
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University of Ulsan Foundation for Industry Cooperation
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Definitions

  • the present invention relates to a floating offshore wind power generation device that is installed to float on the sea and generates electricity by using wind generated in the sea.
  • marine structures can be moored floating above sea level, and are classified into various types according to their function, structure, and mooring method.
  • offshore structures are of many types called Semi-Submersible (SEM), Tensioned Leg Platform (TLP), SPAR, Floating, Production, Storage and Off-loding (FPSO), FSRU, or Rig for Drilling.
  • SEM Semi-Submersible
  • TLP Tensioned Leg Platform
  • SPAR SPAR
  • Floating Production, Storage and Off-loding
  • FPSO Floating, Production, Storage and Off-loding
  • FSRU Rig for Drilling
  • the conventional floating offshore wind turbine generator has a problem that power generation efficiency is lowered without maintaining an equilibrium state due to generation of a roll motion in which the hull of the marine structure is shaken from side to side.
  • the present invention is arranged to float on the sea, the buoyant main buoyant fluid, the longitudinal end is connected to the main buoyant fluid, the other end of the longitudinal mooring wire is fixed in the water, installed on top of the main buoy And a wind generator for producing electric power using wind power generated at sea, and arranged to float in a submerged state of water vertically downward of the main sub fluid, and having a buoyancy support fluid and one end in a longitudinal direction connected to the support fluid.
  • the other end in the longitudinal direction is fixed to the submerged mooring wire, is installed on the upper portion of the support part fluid to support the main part fluid, absorbs the movement of the main part fluid by the waves or wind in the sea and the main part oil Providing a floating offshore wind power generator comprising a balance support means for maintaining a sieve in an equilibrium state on the support fluid .
  • the balance support means the coupling is installed vertically spaced apart on the upper surface of the support portion fluid, the rod end is connected to the plurality of support cylinders, the support cylinder disposed to be in contact with the bottom surface of the main fluid And, it may include a hydraulic pressure supply for supporting the main fluid while maintaining the state in which the rod end of the support cylinder is moved in the upper direction by the hydraulic pressure.
  • the balance support means a support plate disposed to contact the bottom surface of the main part fluid, the lower end is coupled to the support part fluid, the top is coupled to the support plate, a plurality of connections having a bellows structure to be folded in the vertical direction
  • a rod end connected to the link link in a state of being installed on the link and the support plate, the plurality of spread cylinders supporting the link link in an extended state, and connected to the spread cylinder, and the rod end of the support cylinder is hydraulically It may include a hydraulic supply to move in the direction to support the main fluid while maintaining the connection link in the open state.
  • the apparatus may further include a plurality of float connecting wires connecting the main fluid and the support fluid.
  • the equilibrium support means absorbs the movement of the main floating fluid.
  • the main sub-fluid is in equilibrium immediately on the support sub-fluid, so that the power generation efficiency using the wind power of the wind turbine is maintained at sea.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a floating offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a floating offshore wind power generator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a floating offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention.
  • the floating offshore wind power generator of one embodiment the main sub-fluid 100, the offshore mooring wire 200, the wind generator 300, the support sub-liquid 400, the submersible mooring wire 500, Equilibrium support means 600 is provided.
  • the main fluid 100 is a structure that supports the wind generator 300 to be described later to be disposed on the sea.
  • Such a main sub-fluid 100 is a structure having buoyancy to float in the sea, it is shown in Figure 1 that the plurality of pillar structures are interconnected structure is not limited to this may be formed of a single structure is a matter of course. .
  • a plurality of grooves are formed around the outer surface of the main fluid 100 to reduce the contact area with the waterline, thereby minimizing wave resistance applied to the main fluid 100. can do.
  • the marine mooring wire 200 is a connecting member for fixing the main sub-fluid 100 to float at a predetermined position on the sea. This, one end in the longitudinal direction of the marine mooring wire 200 is coupled to one side of the lower end of the main fluid (100). And, the other end of the longitudinal mooring wire 200 is installed to be disposed on the seabed, wherein the other end of the longitudinal mooring wire 200 is preferably fixed to the seabed with an anchor or an anchor file. Of course, it is also possible to connect a weight such as a weight without limiting.
  • the marine mooring wire 200 may be provided with a plurality of connection so that the main sub-fluid 100 can be stably moored in the sea.
  • the wind power generator 300 is installed on the main fluid unit 100, and is a power generation facility that generates electric power using the wind power generated in the sea.
  • the wind generator 300 is coupled to the main part fluid 100 so as to protrude vertically upward while being disposed at the center of the top surface of the main part fluid 100.
  • the wind generator 300 is connected to the tower 310 vertically coupled to the upper surface of the main sub-fluid 100, and is installed in the upper portion of the tower 310 is connected to the electricity from the rotational force of the blade 330
  • FIG. 1 The wind power generator 300 is installed on the main fluid unit 100, and is a power generation facility that generates electric power using the wind power generated in the sea.
  • the wind generator 300 is coupled to the main part fluid 100 so as to protrude vertically upward while being disposed at the center of the top surface of the main part fluid 100.
  • the wind generator 300 is connected to the tower 310 vertically coupled to the upper surface of the main sub-fluid 100, and is installed in the upper portion of the tower
  • the support part fluid 400 supports the main part fluid 100 in the water together with the balanced support means 600 which will be described later. That is, the support part fluid 300 supports the main part fluid 100 in a state in which the support part fluid 300 is locked in the water so as to be disposed vertically downward of the main part fluid 100 by the underwater mooring wire 500 to be described later. It is a structure that has buoyancy to do.
  • the support part fluid 400 may be formed as a plate structure having buoyancy or a cylinder structure in which air is stored therein so as to support the main part fluid 100 in a state of being disposed in water, but is not limited thereto. Of course, it can be formed of a variety of buoyancy structures that can have buoyancy in water.
  • the submersible mooring wire 500 is a connection member for fixing the support fluid 400 to float in a fixed position in the water, more specifically, in a position locked vertically below the main fluid 100.
  • one end in the longitudinal direction of the underwater mooring wire 500 is coupled to one side of the support fluid (400).
  • the other end of the longitudinal mooring wire 500 is installed to be disposed on the seabed, wherein the other end of the longitudinal mooring wire 500 is preferably fixed to the seabed by an anchor or anchor file.
  • a weight such as a weight without limiting.
  • the submersible mooring wire 500 may be provided with a plurality of connections so that the support fluid 400 can be stably moored in the submerged state.
  • the balance support means 600 absorbs the movement of the main fluid 100 by the waves or the wind in the sea while maintaining the main fluid 100 in an equilibrium state, the wind generator 300 Power generation efficiency is maintained stably. That is, the balance support means 600 is connected to the main part fluid 100 so as to be seated on the support part fluid 400, and after absorbing the movement of the main part fluid 100, immediately after the main part Causes fluid 100 to return to equilibrium. This, the balance support means 600 is coupled to the upper portion of the support portion fluid 400, the upper end of the balance support means 600 to be seated on the bottom surface of the main portion fluid 100, the main To support the floating body (100).
  • the balance support means 600 includes a support cylinder 610, the hydraulic supply unit 620.
  • the support cylinder 610 is vertically coupled to the upper surface of the support fluid 400, the rod end is arranged to contact the bottom surface of the main fluid 100, the load of the main fluid 100
  • the main part fluid 100 is supported by the buoyancy force of the support part fluid 400 while being transferred to the support part fluid 400.
  • the support cylinder 610 may absorb the loads of the main fluid 100 without being transferred to the support fluid 400, thereby quickly returning the main fluid 100 to an equilibrium state.
  • the support cylinder 610 may be provided with a plurality of coupling to be spaced apart from each other on the upper surface of the support part fluid 400 so as to stably support the main part fluid (100).
  • the rod end portion of the support cylinder 610 absorbs the shock applied to the support cylinder 610 when the rod portion of the support cylinder 610 is pushed downward by the movement of the main fluid 100. It can be provided with an absorption pad (not shown) to be combined. Such, the absorbent pad may be formed of a synthetic resin having a soft.
  • the hydraulic pressure supply part 620 is a part for supplying hydraulic pressure to the support cylinder 610.
  • the hydraulic supply unit 620 is provided to supply the hydraulic pressure to the support cylinder 610 through the supply line 621 in a state in which the main supply fluid 100 is installed, but is not limited thereto.
  • the hydraulic pressure may be supplied to the support cylinder 510 through the supply line 621 while being installed in the 400.
  • the hydraulic supply unit 620 supplies hydraulic pressure to maintain the rod end of the support cylinder 510 as far as possible to move upward, thereby moving the main fluid 100 due to wind or waves at sea. When this occurs, the motion is absorbed and returned to its original state immediately.
  • the floating offshore wind turbine generator may be provided with a plurality of floating connection wires 700 for connecting the main fluid (100) and the support fluid (400). That is, one end in the longitudinal direction of the float connecting wire 700 is coupled to the main part fluid 100, and the other end in the longitudinal direction of the float connecting wire 700 is connected to the supporting part fluid 400. In order to maintain the state in which the support part fluid 400 is disposed in the vertical downward water of the main part fluid 100.
  • the floating offshore wind turbine generator when the main part fluid 100 is shaken by wind or waves in a state supported by the support part fluid 400 disposed in the water,
  • the support cylinder 610 of the balance support means 600 is pushed downward to absorb the movement of the main fluid 100, and then the support by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic supply unit 620 again As the rod part of the cylinder 610 returns upward again, the main part fluid 100 is kept in an equilibrium state directly on the support part fluid 400, using the wind power of the wind turbine 300 at sea.
  • the power generation efficiency is kept stable.
  • the floating offshore wind turbine generator according to another embodiment includes a main floating fluid (100a), an offshore mooring wire (200a), a wind power generator (300a), a supporting floating fluid (400a), a submersible mooring wire (500a), Equilibrium support means 600a is provided.
  • the main part fluid (100a), the marine mooring wire (200a), the wind generator (300a), the support part fluid (400a), the underwater mooring wire (500a) is the same as the structure described in the previous embodiment bar, detailed description is omitted do.
  • the balance support means 600a absorbs the movement of the main fluid 100a by the waves or the wind on the sea, and maintains the main fluid 100a in an equilibrium state. Power generation efficiency is maintained stably. That is, the balance support means 600a connects the main fluid 100a to be seated on the support fluid 400a, and absorbs the movement of the main fluid 100a, and immediately after the main part fluid 100a, Allow fluid 100a to return to equilibrium.
  • the balance supporting means 600a is coupled to and installed on an upper portion of the support part fluid 400a, and the main surface of the main part fluid 100a is seated on the upper end of the balance supporting means 600a. Support the floating body (100a).
  • the balance support means 600a includes a support plate 610a, a connection link 620a, an unfolding cylinder 630a, and a hydraulic supply unit 640a.
  • the support plate 610a is a plate-shaped structure disposed to contact the bottom surface of the main fluid 100a.
  • the support plate 610a is configured to stably transfer the supporting force by the connection link 620a and the spread cylinder 630a to the main fluid 100a.
  • an upper surface of the support plate 610a absorbs pads 611a to absorb shocks applied to the support plate 610a when the support plate 610a is moved downward by the movement of the main fluid 100.
  • the absorbent pad 611a may be formed of a synthetic resin having ductility.
  • connection link 620a supports the support plate 610a to be connected to the upper portion of the support portion 400a. More specifically, the support plate 610a is movable up and down on the support portion 400a. I support it. The lower end of the connection link 620a is connected to the upper surface of the support part fluid 400a and the upper end of the connection link 620a is connected to the bottom of the support plate 610a. At this time, the connecting link 620a has a bellows structure to be folded in the vertical direction to support the support plate 610a so as to be movable in the vertical direction. In addition, the connection link 620a may be provided in plural so as to stably support the support plate 610a.
  • the spread cylinder 630a maintains the support state of the main fluid 100a by the support plate 610a while keeping the connection link 620a in the unfolded state.
  • the spread cylinder 630a is installed to be coupled to the upper surface of the support fluid 400a, and the rod end is connected to one side of the connection link 620a.
  • the unfolding cylinder 630a allows the loads of the main fluid 100a to be absorbed without being transferred to the support fluid 400a, thereby quickly returning the main fluid 100a to an equilibrium state.
  • the unfolding cylinder 630a may be provided with a plurality of couplings on the upper surface of the support part fluid 400a to stably support the main part fluid 100a by the connection link 620a.
  • the oil pressure supply part 640a is a portion for supplying oil pressure to the unfolding cylinder 630a.
  • the hydraulic supply part 640a is provided to supply hydraulic pressure to the unfolding cylinder 630a through a supply line 641a in a state in which the hydraulic supply part 640a is installed in the main part fluid 100a, but is not limited thereto.
  • the hydraulic pressure may be supplied to the unfolding cylinder 630a through the supply line 641a in a state of being installed at 400a.
  • the hydraulic supply unit 640a supplies hydraulic pressure to maintain the rod end of the spread cylinder 630a as far as possible to move upward, thereby moving the main fluid 100a by wind or waves.
  • the connection link 620a is unfolded upward again immediately after absorbing the movement thereof, thereby returning to the original state.
  • the floating offshore wind turbine generator may be provided with a plurality of floating connection wires 700a connecting the main fluid (100a) and the support fluid (400a). That is, one end in the longitudinal direction of the floating body connection wire 700a is coupled to the main part fluid 100a, and the other end in the longitudinal direction of the floating body connection wire 700a is connected to the supporting part fluid 400a.
  • the support part fluid 400a is stably maintained in the vertically downward water of the main part fluid 100a.
  • connection link 620a of the balance support means 600a is folded downward to absorb the movement of the main fluid 100a and then expands by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic supply unit 640a.
  • opening of the connecting link 620 by returning upward of the rod portion of the cylinder 630a the main fluid 100a is kept in an equilibrium state directly on the support fluid 400a. Power generation efficiency using the wind power of the wind turbine 300a is maintained to be stable.

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Abstract

본 발명은, 해상에 부유하도록 배치하며, 부력을 가지는 메인부유체, 길이방향 일단이 메인부유체에 연결되고, 길이방향 타단은 수중에 고정되는 해상계류와이어, 메인부유체의 상부에 설치하며, 해상에 발생되는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전기, 메인부유체의 연직 하방의 수중에 잠김상태로 부유하도록 배치하며, 부력을 가지는 지지부유체, 길이방향 일단이 지지부유체에 연결되고, 길이방향 타단은 수중에 고정되는 수중계류와이어, 메인부유체를 지지하도록 지지부유체의 상부에 설치하며, 해상에서 파도나 바람에 의한 메인부유체의 움직임을 흡수하여 메인부유체가 지지부유체 상에 평형상태로 유지되게 하는 평형지지수단을 포함하는 부유식 해상풍력발전장치를 제공함으로써, 메인부유체가 수중에 배치된 지지부유체를 통해 지지된 상태에서 바람이나 파도에 의해 흔들림이 발생할 경우, 평형지지수단이 메인부유체의 움직임을 흡수한 후, 다시 메인부유체를 지지부유체 상에서 바로 평형상태를 유지하게 되는 바, 해상에서 풍력발전기의 풍력을 이용한 발전효율이 안정적으로 유지되게 한다.

Description

부유식 해상풍력발전장치
본 발명은 해상에 부유하도록 설치하며, 해상에서 발생하는 바람을 이용하여 전기를 생산하는 부유식 해상풍력발전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 해양 구조물은 해수면 위에 떠 있는 상태로 계류될 수 있는 것으로, 기능, 구조, 계류방식에 따라 다양한 종류로 분류된다. 예를 들면, 해양 구조물은 SEMI(Semi-Submersible), TLP(Tensioned Leg Platform), SPAR, FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loding), FSRU 또는 시추용 리그(Rig) 등으로 칭해지는 많은 종류의 해양 구조물이 있다.
최근 들어, 화력발전원자력 발전 및 해류발전을 대체할 대체에너지에 대한 관심과 그 이용에 대한 실질적인 장치의 연구 개발을 진행함에 있어, 이렇게 해수면 위에 떠 있는 해양 구조물을 통해 풍력에너지를 동시에 이용하는 해양발전장치에 대한 관심과 개발이 집중되고 있는 실정이다.
그러나, 종래의 부유식 해상풍력발전장치는, 해양 구조물의 선체가 좌우로 흔들리는 선수동요(Roll motion)가 발생함으로 인한 평형상태가 유지되지 않으면서 발전효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
이러한, 종래의 부유식 해상풍력장치는, 대한민국공개특허공보 제2012-0038708호(2012.04.24)에 제시된다.
본 발명은, 해상에서 평형상태로 부유되게 하면서 풍력에 의한 발전이 안정적으로 이루어질 수 있게 하는 부유식 해상풍력발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 해상에 부유하도록 배치하며, 부력을 가지는 메인부유체, 길이방향 일단이 상기 메인부유체에 연결되고, 길이방향 타단은 수중에 고정되는 해상계류와이어, 상기 메인부유체의 상부에 설치하며, 해상에 발생되는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전기, 상기 메인부유체의 연직 하방의 수중에 잠김상태로 부유하도록 배치하며, 부력을 가지는 지지부유체, 길이방향 일단이 상기 지지부유체에 연결되고, 길이방향 타단은 수중에 고정되는 수중계류와이어, 상기 메인부유체를 지지하도록 상기 지지부유체의 상부에 설치하며, 상기 해상에서 파도나 바람에 의한 상기 메인부유체의 움직임을 흡수하여 상기 메인부유체가 상기 지지부유체 상에 평형상태로 유지되게 하는 평형지지수단을 포함하는 부유식 해상풍력발전장치를 제공한다.
또한, 상기 평형지지수단은, 상기 지지부유체의 상면에 상호 이격된 상태로 수직하게 결합 설치하며, 로드 단부는 상기 메인부유체의 저면에 접하도록 배치되는 복수의 지지실린더, 상기 지지실린더와 연결되어, 유압에 의해 상기 지지실린더의 로드 단부가 상부방향으로 이동된 상태를 유지시키면서 상기 메인부유체를 지지되게 하는 유압공급부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 평형지지수단은, 상기 메인부유체의 저면에 접하도록 배치되는 지지판, 하단은 상기 지지부유체에 결합되고, 상단은 상기 지지판에 결합되며, 상하방향으로 절첩되도록 자바라구조를 가지는 복수의 연결링크, 상기 지지판에 설치된 상태로 로드 단부가 상기 연결링크에 연결되어, 상기 연결링크를 펼침상태로 지지하는 복수의 펼침실린더, 상기 펼침실린더와 연결되어, 유압에 의해 상기 지지실린더의 로드 단부가 상부방향으로 이동하여 상기 연결링크를 펼침상태로 유지시키면서 상기 메인부유체를 지지되게 하는 유압공급부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인부유체와 상기 지지부유체를 연결하는 복수의 부유체연결와이어를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 부유식 해상풍력발전장치는, 메인부유체가 수중에 배치된 지지부유체를 통해 지지된 상태에서 바람이나 파도에 의해 흔들림이 발생할 경우, 평형지지수단이 메인부유체의 움직임을 흡수한 후, 다시 메인부유체를 지지부유체 상에서 바로 평형상태를 유지하게 되는 바, 해상에서 풍력발전기의 풍력을 이용한 발전효율이 안정적으로 유지되게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치의 구성단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치의 구성단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치의 구성단면도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 부유식 해상풍력발전장치는, 메인부유체(100), 해상계류와이어(200), 풍력발전기(300), 지지부유체(400), 수중계류와이어(500), 평형지지수단(600)을 구비하고 있다.
상기 메인부유체(100)는 이후 설명될 풍력발전기(300)를 해상에 배치되도록 지지하게 되는 구조물이다. 이러한, 상기 메인부유체(100)는 해상에서 부유하도록 부력을 가지는 구조물로서, 도 1에서는 복수의 기둥 구조물이 상호 연결된 구조인 것으로 도시하였으나 이에 한정하지 않고 하나의 구조물로 형성될 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 메인부유체(100)의 외측면 둘레로는 복수의 홈(도면미도시)이 형성되어 수선면과의 접촉면적을 감소시켜, 상기 메인부유체(100)에 가해지는 조파저항을 최소화할 수 있다.
상기 해상계류와이어(200)는 상기 메인부유체(100)를 상기 해상의 정해진 위치에서 부유하도록 고정하는 연결부재이다. 이러한, 상기 해상계류와이어(200)의 길이방향 일단은 상기 메인부유체(100)의 하단 일측에 연결 결합한다. 그리고, 상기 해상계류와이어(200)의 길이방향 타단은 상기 해저에 배치되게 설치하는데, 이때, 상기 해상계류와이어(200)의 길이방향 타단은 앵커나 앵커파일로 상기 해저에 고정되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 무게추와 같은 중량체를 연결할 수도 있음은 물론이다. 여기서, 상기 해상계류와이어(200)는 상기 메인부유체(100)를 상기 해상에서 안정적으로 계류할 수 있도록 복수개를 연결 구비할 수 있다.
상기 풍력발전기(300)는 상기 메인부유체(100) 상에 설치되어, 상기 해상에서 발생하는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 발전설비이다. 이러한, 상기 풍력발전기(300)는 상기 메인부유체(100)의 상면 중심에 배치된 상태로 수직 상방으로 돌출되도록 상기 메인부유체(100)에 연결 결합한다. 여기서, 상기 풍력발전기(300)는 상기 메인부유체(100)의 상면에 수직하게 연결 결합되는 타워(310)와, 상기 타워(310)의 상부에 연결 설치되어 블레이드(330)의 회전력으로부터 전기를 발생시키는 낫셀(320) 및, 상기 낫셀(320)에 회전 가능하게 설치되어 풍력에 의해 회전하는 블레이드(330)로 구성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않음은 물론이다.
상기 지지부유체(400)는 이후 설명될 평형지지수단(600)을 결합 설치함과 더불어 수중에서 상기 메인부유체(100)를 지지한다. 즉, 상기 지지부유체(300)는 이후 설명될 수중계류와이어(500)에 의해 상기 메인부유체(100)의 연직 하방에 배치되도록 수중에 잠김되게 배치한 상태로 상기 메인부유체(100)를 지지할 수 있도록 부력을 가지는 구조물이다. 이같이, 상기 지지부유체(400)는 수중에 배치된 상태에서 상기 메인부유체(100)를 지지할 수 있도록 부력을 가지는 판 구조물 또는 내측에 공기가 저장된 통 구조물로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 수중에서 부력을 가질 수 있는 다양한 부력구조물로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 수중계류와이어(500)는 상기 지지부유체(400)를 상기 수중의 정해진 위치, 보다 상세하게는 상기 메인부유체(100)의 연직 하방에 잠김된 위치에서 부유하도록 고정하는 연결부재이다. 이러한, 상기 수중계류와이어(500)의 길이방향 일단은 상기 지지부유체(400)의 일측에 연결 결합한다. 그리고, 상기 수중계류와이어(500)의 길이방향 타단은 상기 해저에 배치되게 설치하는데, 이때, 상기 수중계류와이어(500)의 길이방향 타단은 앵커나 앵커파일로 상기 해저에 고정되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 무게추와 같은 중량체를 연결할 수도 있음은 물론이다. 여기서, 상기 수중계류와이어(500)는 상기 지지부유체(400)를 상기 수중에 잠김된 상태에서 안정적으로 계류할 수 있도록 복수개를 연결 구비할 수 있다.
상기 평형지지수단(600)은 상기 해상에서 파도나 바람에 의한 상기 메인부유체(100)의 움직임을 흡수하면서 상기 메인부유체(100)가 평형상태로 유지되게 하면서, 상기 풍력발전기(300)에 의한 발전효율이 안정적으로 유지되게 한다. 즉, 상기 평형지지수단(600)은 상기 메인부유체(100)를 상기 지지부유체(400) 상에 안착 배치되도록 연결하면서, 상기 메인부유체(100)의 움직임을 흡수한 후, 바로 상기 메인부유체(100)가 평형상태로 위치를 복귀되게 한다. 이러한, 상기 평형지지수단(600)은 상기 지지부유체(400)의 상부에 결합 설치하며, 상기 평형지지수단(600)의 상단에는 상기 메인부유체(100)의 저면을 안착 배치되게 하면서, 상기 메인부유체(100)를 지지하게 된다. 여기서, 상기 평형지지수단(600)은 지지실린더(610), 유압공급부(620)를 포함한다.
상기 지지실린더(610)는 상기 지지부유체(400)의 상면에 수직하게 결합 설치하며, 로드 단부는 상기 메인부유체(100)의 저면에 접하도록 배치되어, 상기 메인부유체(100)의 하중이 상기 지지부유체(400)로 전달되게 하면서, 상기 지지부유체(400)의 부력을 통해 상기 메인부유체(100)를 지지되게 한다. 이러한, 상기 지지실린더(610)는 상기 메인부유체(100)의 움직임에 따른 하중이 상기 지지부유체(400)로 모두 전달되지 않고 흡수되게 함으로써, 상기 메인부유체(100)가 평형상태로 빠르게 복귀될 수 있게 한다. 여기서, 상기 지지실린더(610)는 상기 메인부유체(100)를 안정적으로 지지할 수 있도록 상기 지지부유체(400)의 상면에 상호 이격되게 복수개를 결합 구비할 수 있다.
그리고, 상기 지지실린더(610)의 로드 단부에는 상기 메인부유체(100)의 움직임에 따른 상기 지지실린더(610)의 로드 부분이 하방으로 밀림 이동시, 상기 지지실린더(610)에 가해지는 충격을 흡수할 수 있도록 흡수패드(도면미도시)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 상기 흡수패드는 연성을 가지는 합성수지로 형성될 수 있다.
상기 유압공급부(620)는 상기 지지실린더(610)에 유압을 공급하는 부분이다. 이러한, 상기 유압공급부(620)는 상기 메인부유체(100)에 설치된 상태로 공급라인(621)을 통해 상기 지지실린더(610)로 유압을 공급되게 하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 상기 지지부유체(400)에 설치된 상태로 공급라인(621)을 통해 상기 지지실린더(510)로 유압을 공급되게 할 수도 있음은 물론이다. 이러한, 상기 유압공급부(620)는 상기 지지실린더(510)의 로드 단부가 상방으로 최대한 이동된 상태를 유지하도록 유압을 공급함으로써, 상기 해상에서 바람이나 파도에 의한 상기 메인부유체(100)의 움직임이 발생시, 그 움직임을 흡수한 후 바로 원상태로 복귀되게 한다.
또한, 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치에는, 상기 메인부유체(100)와 상기 지지부유체(400)를 연결하는 복수의 부유체연결와이어(700)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 부유체연결와이어(700)의 길이방향 일단은 상기 메인부유체(100)에 연결 결합되고, 상기 부유체연결와이어(700)의 길이방향 타단은 상기 지지부유체(400)에 연결 결합됨으로써, 상기 메인부유체(100)의 연직 하방 수중에 상기 지지부유체(400)가 배치된 상태를 안정적으로 유지되게 한다.
이같이, 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치는, 상기 메인부유체(100)는 상기 수중에 배치된 상기 지지부유체(400)를 통해 지지된 상태에서 바람이나 파도에 의해 흔들림이 발생할 경우, 상기 평형지지수단(600)의 지지실린더(610) 로드 부분이 하방으로 밀림 이동되면서 상기 메인부유체(100)의 움직임을 흡수한 후, 다시 상기 유압공급부(620)로부터 공급되는 유압에 의해 상기 지지실린더(610)의 로드 부분이 상방으로 다시 복귀하면서 상기 메인부유체(100)는 상기 지지부유체(400) 상에서 바로 평형상태를 유지하게 되는 바, 상기 해상에서 상기 풍력발전기(300)의 풍력을 이용한 발전효율이 안정적으로 유지되게 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치의 구성단면도이다. 도 2를 참조하면, 다른 실시예의 부유식 해상풍력발전장치는, 메인부유체(100a), 해상계류와이어(200a), 풍력발전기(300a), 지지부유체(400a), 수중계류와이어(500a), 평형지지수단(600a)을 구비하고 있다. 여기서, 메인부유체(100a), 해상계류와이어(200a), 풍력발전기(300a), 지지부유체(400a), 수중계류와이어(500a)는 앞서 일 실시예에서 설명한 구조와 동일한 바, 상세한 설명은 생략한다.
상기 평형지지수단(600a)은 상기 해상에서 파도나 바람에 의한 상기 메인부유체(100a)의 움직임을 흡수하면서 상기 메인부유체(100a)가 평형상태로 유지되게 하면서, 상기 풍력발전기(300a)에 의한 발전효율이 안정적으로 유지되게 한다. 즉, 상기 평형지지수단(600a)은 상기 메인부유체(100a)를 상기 지지부유체(400a) 상에 안착 배치되도록 연결하면서, 상기 메인부유체(100a)의 움직임을 흡수한 후, 바로 상기 메인부유체(100a)가 평형상태로 위치를 복귀되게 한다. 이러한, 상기 평형지지수단(600a)은 상기 지지부유체(400a)의 상부에 결합 설치하며, 상기 평형지지수단(600a)의 상단에는 상기 메인부유체(100a)의 저면을 안착 배치되게 하면서, 상기 메인부유체(100a)를 지지하게 된다. 여기서, 상기 평형지지수단(600a)은 지지판(610a), 연결링크(620a), 펼침실린더(630a), 유압공급부(640a)를 포함한다.
상기 지지판(610a)은 상기 메인부유체(100a)의 저면에 접하도록 배치되는 판 형상 구조물이다. 이러한, 상기 지지판(610a)은 연결링크(620a) 및 펼침실린더(630a)에 의한 지지력이 상기 메인부유체(100a)으로 안정적으로 전달되게 한다.
그리고, 상기 지지판(610a)의 상면에는 상기 메인부유체(100)의 움직임에 따른 상기 지지판(610a)이 하방으로 밀림 이동시, 상기 지지판(610a)에 가해지는 충격을 흡수할 수 있도록 흡수패드(611a)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 상기 흡수패드(611a)는 연성을 가지는 합성수지로 형성될 수 있다.
상기 연결링크(620a)는 상기 지지판(610a)을 상기 지지부유체(400a) 상부에 연결되게 지지하는데, 보다 상세하게는 상기 지지판(610a)이 상기 지지부유체(400a) 상에 상하방향으로 이동 가능하게 지지한다. 이러한, 상기 연결링크(620a)의 하단은 상기 지지부유체(400a)의 상면에 연결 결합하고, 상기 연결링크(620a)의 상단은 상기 지지판(610a)의 저면에 연결 결합한다. 이때, 상기 연결링크(620a)는 상기 지지판(610a)을 상하방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있도록 상하방향으로 절첩되도록 자바라 구조를 가진다. 그리고, 상기 연결링크(620a)는 상기 지지판(610a)을 안정적으로 지지할 수 있도록 복수개를 구비할 수 있다.
상기 펼침실린더(630a)는 상기 연결링크(620a)를 펼침상태로 유지시킨 상태로 상기 지지판(610a)에 의한 상기 메인부유체(100a)의 지지상태를 유지되게 한다. 이러한, 상기 펼침실린더(630a)는 상기 지지부유체(400a)의 상면에 결합 설치하며, 로드 단부는 상기 연결링크(620a) 일측에 연결되게 한다. 이러한, 상기 펼침실린더(630a)는 상기 메인부유체(100a)의 움직임에 따른 하중이 상기 지지부유체(400a)로 모두 전달되지 않고 흡수되게 함으로써, 상기 메인부유체(100a)가 평형상태로 빠르게 복귀될 수 있게 한다. 여기서, 상기 펼침실린더(630a)는 상기 연결링크(620a)에 의한 상기 메인부유체(100a)를 안정적으로 지지할 수 있도록 상기 지지부유체(400a)의 상면에 복수개를 결합 구비할 수 있다.
상기 유압공급부(640a)는 상기 펼침실린더(630a)에 유압을 공급하는 부분이다. 이러한, 상기 유압공급부(640a)는 상기 메인부유체(100a)에 설치된 상태로 공급라인(641a)을 통해 상기 펼침실린더(630a)로 유압을 공급되게 하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 상기 지지부유체(400a)에 설치된 상태로 공급라인(641a)을 통해 상기 펼침실린더(630a)로 유압을 공급되게 할 수도 있음은 물론이다. 이러한, 상기 유압공급부(640a)는 상기 펼침실린더(630a)의 로드 단부가 상방으로 최대한 이동된 상태를 유지하도록 유압을 공급함으로써, 상기 해상에서 바람이나 파도에 의한 상기 메인부유체(100a)의 움직임이 발생하면서 상기 연결링크(620a)의 하방으로의 접힘 동작시, 그 움직임을 흡수한 후 바로 상기 연결링크(620a)가 다시 상방으로 펼침되면서 원상태로 복귀되게 한다.
또한, 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치에는, 상기 메인부유체(100a)와 상기 지지부유체(400a)를 연결하는 복수의 부유체연결와이어(700a)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 부유체연결와이어(700a)의 길이방향 일단은 상기 메인부유체(100a)에 연결 결합되고, 상기 부유체연결와이어(700a)의 길이방향 타단은 상기 지지부유체(400a)에 연결 결합됨으로써, 상기 메인부유체(100a)의 연직 하방 수중에 상기 지지부유체(400a)가 배치된 상태를 안정적으로 유지되게 한다.
이같이, 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전장치는, 상기 메인부유체(100a)가 상기 수중에 배치된 상기 지지부유체(400a)를 통해 지지된 상태에서 바람이나 파도에 의해 흔들림이 발생할 경우, 상기 평형지지수단(600a)의 연결링크(620a)가 하방으로 밀림상태로 접힘되면서 상기 메인부유체(100a)의 움직임을 흡수한 후, 다시 상기 유압공급부(640a)로부터 공급되는 유압에 의한 상기 펼침실린더(630a) 로드 부분의 상방으로 복귀에 의한 상기 연결링크(620)의 펼침을 통해 상기 메인부유체(100a)는 상기 지지부유체(400a) 상에서 바로 평형상태를 유지하게 되는 바, 상기 해상에서 상기 풍력발전기(300a)의 풍력을 이용한 발전효율이 안정적으로 유지되게 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 해상에 부유하도록 배치하며, 부력을 가지는 메인부유체와;
    길이방향 일단이 상기 메인부유체에 연결되고, 길이방향 타단은 수중에 고정되는 해상계류와이어와;
    상기 메인부유체의 상부에 설치하며, 해상에 발생되는 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전기와;
    상기 메인부유체의 연직 하방의 수중에 잠김상태로 부유하도록 배치하며, 부력을 가지는 지지부유체와;
    길이방향 일단이 상기 지지부유체에 연결되고, 길이방향 타단은 수중에 고정되는 수중계류와이어; 및
    상기 메인부유체를 지지하도록 상기 지지부유체의 상부에 설치하며, 상기 해상에서 파도나 바람에 의한 상기 메인부유체의 움직임을 흡수하여 상기 메인부유체가 상기 지지부유체 상에 평형상태로 유지되게 하는 평형지지수단;을 포함하는 부유식 해상풍력발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 평형지지수단은,
    상기 지지부유체의 상면에 상호 이격된 상태로 수직하게 결합 설치하며, 로드 단부는 상기 메인부유체의 저면에 접하도록 배치되는 복수의 지지실린더와,
    상기 지지실린더와 연결되어, 유압에 의해 상기 지지실린더의 로드 단부가 상부방향으로 이동된 상태를 유지시키면서 상기 메인부유체를 지지되게 하는 유압공급부를 포함하는 부유식 해상풍력발전장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 평형지지수단은,
    상기 메인부유체의 저면에 접하도록 배치되는 지지판과,
    하단은 상기 지지부유체에 결합되고, 상단은 상기 지지판에 결합되며, 상하방향으로 절첩되도록 자바라구조를 가지는 복수의 연결링크와,
    상기 지지판에 설치된 상태로 로드 단부가 상기 연결링크에 연결되어, 상기 연결링크를 펼침상태로 지지하는 복수의 펼침실린더, 및
    상기 펼침실린더와 연결되어, 유압에 의해 상기 지지실린더의 로드 단부가 상부방향으로 이동하여 상기 연결링크를 펼침상태로 유지시키면서 상기 메인부유체를 지지되게 하는 유압공급부를 포함하는 부유식 해상풍력발전장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인부유체와 상기 지지부유체를 연결하는 복수의 부유체연결와이어를 더 구비하는 부유식 해상풍력발전장치.
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