WO2022231082A1 - 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템 - Google Patents

해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템 Download PDF

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WO2022231082A1
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integrated aquaculture
wind power
aquaculture system
power generation
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박용주
박흥식
오승용
장덕희
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한국해양과학기술원
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Definitions

  • the present invention relates to a modular ecological integrated aquaculture system using an offshore wind farm.
  • the present invention provides a modular ecological integrated aquaculture system using an offshore wind power generation complex that can proliferate resources by providing a safe ecological environment as well as aquaculture of fish and shellfish by utilizing the space between the basic structures of the offshore wind farm. it's about
  • Offshore wind power generation converts the kinetic energy of wind into mechanical energy using blades, and then uses mechanical energy to drive a generator to obtain electrical energy.
  • a plurality of offshore base structures are installed by maintaining a distance from each other in the sea, and a tower having blades is installed on the offshore base structures to generate power.
  • Korean Patent Registration No. 10-0984840 discloses a cage farm using offshore wind power generation facilities.
  • the cage farm using the offshore wind power facility is constructed in a form that interconnects the foundation constructed from the sea floor to the sea, the offshore wind power facility built on top of some or all of each foundation, and the adjacent foundations. It is a technology made including a road part, a cage form space part formed by the base part and the road part, and a mesh part (net) installed on the road part and installed higher than the highest sea level.
  • An object of the present invention is to utilize the space between each structure of the offshore wind farm to cultivate fish and shellfish, and to provide a safe ecological environment for marine organisms to proliferate resources by using a module using the offshore wind farm. It is to provide a food ecology integrated aquaculture system.
  • the above object to be disposed in the offshore wind power generation complex, made of a circular or polygonal frame body having a buoyancy and positioned on the water surface; each main rope having a predetermined length and arranged radially with respect to the frame body, each end anchored to the seabed, provided with a plurality of first buoyancy bodies and positioned on the water surface; Each of the auxiliary ropes connected to the main rope and provided with a plurality of second buoyancy bodies located on the water surface; A plurality of chaerong-type continuous win-su-ha-yeon configured to culture fish and shellfish, arranged at a predetermined interval between the main rope and the auxiliary rope; and a plurality of heavy objects respectively provided on the bottom surface of the frame body so that waste streams or seaweeds are attached, and weights for providing a space for avoiding fry are combined by maintaining an interval, and each lower end is supported on the sea floor.
  • This is achieved by a modular eco-integrated aquaculture system using an offshore wind farm, characterized in
  • the frame body may be provided with an environment observation device for monitoring the marine environment and having a power generation means.
  • a sofa clamp On the inside of the frame body, a sofa clamp may be installed.
  • the ecological integrated aquaculture module may be provided with a trapezoid for connecting the end regions of the main ropes.
  • the ecological integrated aquaculture module is provided with a plurality of avoidance space forming bodies for providing an avoidance space to the fry and slowing the flow rate, and the avoiding space forming body is coupled at both ends to the adjacent two adjacent heavy objects. It may be formed in a flat plate type, or may be formed in a three-dimensional type in which the connecting portions of each corner are coupled to the adjacent 2 - 5 consecutive multipliers and lower edges for the heavy object.
  • an avoidance space may be formed therein, and an open portion may be formed at an upper portion and a lower portion of the avoidance space.
  • the eco-integrated aquaculture module is equipped with an underwater fishing lamp for illuminating the area where the eco-integrated aquaculture module is installed and fishing only for a time set at night by the power supplied from the offshore wind power generation device or the power generation means of the environment observation device.
  • the underwater fishing lamp may be configured to illuminate the brightness of the light differently for each depth of water in the area in which the long pole for the heavy object is installed, and to illuminate more brightly as it approaches the sea floor.
  • the underwater fishing lamp may be turned on and off by a control unit having a timer provided in the environment observation device.
  • the ecological integrated aquaculture module may be arranged singly or in plurality between each basic structure of the offshore wind farm.
  • the present invention it is possible to install a single or a plurality of ecological integrated aquaculture modules in the area between each basic structure of the offshore wind farm. Therefore, it is possible to provide an effect of proliferating resources by providing a safe ecological environment for marine organisms as well as aquaculture of fish and shellfish in the offshore wind power generation complex.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a modular ecological integrated aquaculture system utilizing an offshore wind power generation complex according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind farm shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a state in which the modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind farm shown in FIGS. 1 and 2 is disposed in the offshore wind farm.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram for explaining a control unit of the environment observation device shown in FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a modular ecological integrated aquaculture system utilizing an offshore wind farm according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating a state in which an artificial reef is applied to the modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind power generation complex shown in FIG. 1 .
  • the present invention is to be arranged in an offshore wind farm.
  • the present invention is made of a circular or polygonal frame body positioned on the water surface with buoyancy, and a predetermined length is radially arranged based on the frame body, each end is anchored to the seabed, and a plurality of Each main rope positioned on the water surface with 1 buoyant body, each of the main ropes is connected, and each auxiliary rope positioned on the water surface with a plurality of second buoyancy bodies is configured to culture fish and shellfish, , A plurality of chaerong-type continuous multipliers arranged at a predetermined interval on the main rope and the auxiliary rope, and waste streams or seaweeds are attached to each other, and heavy objects to provide a space for avoiding fry are combined by maintaining an interval, Each lower end is configured to include a single ecological integration type aquaculture module for a plurality of heavy weights that are each provided on the bottom of the frame so as to be supported on the sea floor.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a modular ecological integrated aquaculture system utilizing an offshore wind power generation complex according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind farm shown in FIG. 1 .
  • the modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind farm according to the present invention is not utilized because the modularized ecological integrated aquaculture system is placed in an unused area within the offshore wind farm. This is to utilize the area as an ecologically integrated aquaculture space.
  • the modular ecological integrated aquaculture system using offshore wind farms includes each of the following components. It includes a frame body 20 made of a circular or polygonal shape and having buoyancy and positioned on the water surface. Each of the main ropes 30 positioned on the water surface with a plurality of first buoyancy bodies 32, each having a predetermined length and radially disposed based on the frame body 20, each end anchored to the seabed. includes Each of the main ropes 30 are connected, and a plurality of second buoyancy bodies 42 are provided to include each auxiliary rope 40 positioned on the water surface. It is configured to culture fish and shellfish, and includes a plurality of chaerongsik continuation suhayeon 50 arranged at predetermined intervals on the main rope 30 and the auxiliary rope 40 .
  • It is configured to attach fish and shellfish or seaweed, and the weights for providing a space for avoiding the fry are combined by maintaining an interval, and each of the lower ends is provided on the bottom surface of the frame so as to be supported on the sea floor. It includes a stagnation (60).
  • the frame body 20, the main rope 30, the auxiliary rope 40, the chaerong-type long-storing mulch and It is to form an ecological integrated aquaculture module (100).
  • each of the offshore basic structures 210 installed on the seabed, and a blade and a generator provided with a power generation tower coupled to the upper end of each basic structure (210) It refers to an area in which wind power generators (not shown) are respectively disposed by maintaining a predetermined interval.
  • Each of the offshore wind power generators may be arranged in a line, or may be respectively arranged by maintaining a distance from each other in the front and rear left and right.
  • the present invention is formed between the marine foundation structures 210 supporting each offshore wind power generator in the above-described offshore wind power generation complex 200, and to build an ecological integrated aquaculture system by utilizing the space (area) that was not utilized. it is for
  • the frame body 20, which serves as a support for the ecologically integrated aquaculture module 100, has a lower support 22 having a circular or polygonal shape, and an upper support 24 that is coupled to the lower support 22 to form a railing, etc. ) is included.
  • Each of the upper and lower supports 22 and 24 has their own buoyancy, and the frame 20 maintains a floating state on the water surface by the buoyancy.
  • the water surface corresponding to the inner side of the frame body 20 may be installed with a sofa for breaking the waves.
  • the sofa obstacle may be installed with various obstacles including waste nets, seaweed, floating bodies, and the like. This dampening device is to minimize the impact of waves on the ecological integrated aquaculture module 100 by absorbing waves (absorbing blue energy).
  • an environment observation device 300 having a means for monitoring the marine environment and power generation is installed.
  • the environment observation device 300 has a configuration for measuring water temperature, salinity, current direction, water depth, and the like of the ocean.
  • a photovoltaic panel for photovoltaic power generation, tidal power generation, seawater battery, etc. may be provided as a power generation means.
  • the power generated by this power generation means is supplied to the communication device 330 , various detection sensors 340 , and the underwater fishing lamp 70 by the control unit 310 provided in the environment observation device 300 .
  • the power supplied to the communication equipment detection sensor and the underwater fishing lamp 70 may be supplied from an offshore wind power generator.
  • control unit 310 is provided with a timer 320 to intermittently supply power to the underwater fishing lamp 70 to turn it on and off, or control it to be turned on only for a set time. .
  • the above-mentioned underwater fishing lamp 70 illuminates the water of the area where the ecological integrated aquaculture module 100 is installed only for a time set at night by power supplied from the power generation means of the offshore wind power generation device or the environmental observation device 300. it's for grabbing As the underwater fishing lamp 70 is turned on at night, many fry, including plankton, gather in the water of the area where the ecological integrated aquaculture module 100 is installed. An ecological environment can be created.
  • the underwater fishing lamp 70 is made up of a plurality of pieces, and each underwater fishing lamp 70 is configured to illuminate differently the brightness of light for each depth of water in the area where the continuous multiplier lower edge 60 for heavy objects is installed. That is, the controller 310 may be configured to illuminate more brightly as it approaches the bottom of the sea.
  • the underwater fishing lamp 70 may be installed in the water of the area in which the chaerong-type continuous catching and lowering poles 50 are installed, as well as in the region in which the heavy water poles 60 are installed.
  • the main rope 30 is made of a predetermined length, and the middle part is coupled to the frame body 20 and is radially arranged based on the frame body 20, and each end is anchored by an anchor and an anchor line on the seabed.
  • Each of the main ropes 30 is coupled to a plurality of first buoyancy bodies 32 by maintaining an interval therebetween.
  • the main rope 30 maintains a state floating on the water surface by the first buoyancy bodies 32 .
  • Each of the main ropes 30 is connected to each other by a ratchet 35 (supporting rope) connecting each end region to maintain a specific shape. As shown in FIG. 2 , the ends of each of the main ropes 30 are connected by a trap 35 so as to maintain a constant distance from each other.
  • the auxiliary rope 40 forms a concentric circle with respect to the environment observation device 300 and connects the regions except for both ends of each main rope 30.
  • a plurality of second buoyancy bodies 42 are coupled to each auxiliary rope 40 .
  • the auxiliary rope 40 by the plurality of second buoyancy bodies 42 can maintain a floating state above the water surface.
  • auxiliary ropes 40 connect each of the main ropes 30 , the main ropes 30 and the auxiliary ropes 40 maintain a state connected to each other in a grid shape.
  • the chaerong-type long-seated water hayeon 50 is configured to culture fish and shellfish or to serve as a pour-cho function, and each upper end of the first rope 52 is coupled to each main rope 30 and each auxiliary rope 40, and, It is coupled to the first rope 52 and consists of shelters 54 having an accommodating space therein.
  • the first rope 52 serves to vertically connect the shelters 54 to each other, and the shelters 54 are arranged at set intervals.
  • the above-mentioned chaerong-sik continuation suhayeon 50 is, as shown in FIG. 1, for aquaculture for culturing fish and shellfish such as oysters or scallops, and for pouring so that surface fish or middle-tier fish stay and feed activities.
  • Aquaculture equipment may be installed to be located at different depths depending on the type of fish and shellfish.
  • the continuous multiplier lowering edge 60 for a heavy object includes second ropes 62, each end of which is coupled to each main rope 30 and each auxiliary rope 40, and a weight 64 coupled to the second rope 62.
  • Each of the weights 64 may be made of a variety of materials and shapes, including gravel or a mesh accommodating the hulls, the hulls, and the like.
  • the weight 64 may be attached to waste streams or seaweed to form a habitat for marine organisms.
  • the lower end of the second rope 62 may come into contact with the sea floor or be fixedly supported. Due to this structure, the continuous multiplier for the heavy object (60) can maintain a vertical state.
  • the above-described heavy lifting and lowering edge 60 includes a plurality of avoidance space forming bodies 66 for providing an avoidance space to the fry and slowing the flow rate to provide an avoidance space to the fryers. do.
  • the avoidance space forming body 66 is respectively coupled to the second rope 62 of the adjacent two or more consecutive lifting and lowering edges 60 for heavy objects, and is disposed between the two or more consecutive lifting and lowering edges 60 for heavy objects.
  • the avoidance space forming body 66 may be configured such that both ends are arranged to stand upright in the vertical direction in the form of a flat plate that is coupled to the adjacent two consecutive weights for heavy objects, respectively, or may be formed in a three-dimensional shape.
  • the avoidance space forming body 66 made of a three-dimensional shape may be formed in various polygonal shapes including a quadrangular prism and a triangular prism. In this embodiment, it will be described based on a three-dimensional shape of a quadrangular prism.
  • an avoidance space (S) is formed inside the fry to avoid predators or fast currents or currents.
  • the avoidance space (S) has the upper and lower portions open by the opening portions (66B) formed on the upper and lower portions of the avoidance space forming body (66). By opening the upper and lower portions of the avoidance space (S), the entry and exit of the fry can be made easily. In addition, when the fry stay in the avoidance space (S), it can be protected from fast currents or currents or predators.
  • the aforementioned avoidance space (S) may be formed with an opening (66B) only at the upper or lower portion.
  • the height (vertical length) of the avoidance space forming body 66 may be variously configured from 10 to 100 cm. If, when made of a height of 20 - 100cm, each side or a selected one side may be formed with a doorway for the entry and exit of fish including fry smoothly.
  • Each of these avoiding space forming bodies 66 are installed at regular or irregular intervals to be positioned at different heights on the continuous multiplier and lower edge 60 for each heavy object.
  • the avoiding space forming bodies 66 may be installed one after another while maintaining a distance in the vertical direction.
  • FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a modular ecological integrated aquaculture system utilizing an offshore wind power generation complex according to a second embodiment of the present invention.
  • the modular ecological integrated aquaculture system utilizing the offshore wind power generation complex according to the second embodiment shown in FIG. 5 is such that the ecologically integrated aquaculture module 100 is connected to the frame 20 formed in a rectangular shape by maintaining a distance from each other. Except for the configuration, it is the same as the above-described embodiment.
  • each frame body 20 may be installed, respectively.
  • the frame body 20 constituting the ecologically integrated aquaculture module 100 is composed of a plurality and arranged to be connected to each other, thereby providing an ecological integration space of a wide area and efficiently discharging waves from the open sea. can be sofa
  • FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating a state in which an artificial reef is applied to the modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind power generation complex shown in FIG. 1 .
  • a plurality of artificial reefs 90 may be installed on the seabed to which the modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind farm is applied.
  • Each of the artificial reefs 90 can provide a stable feeding space for marine life together with the ecologically integrated aquaculture modules 100 .
  • Ecologically integrated aquaculture module 100 configured as described above, as shown in FIG. 3 , may be respectively disposed in the offshore wind power generation complex 200 .
  • each ecologically integrated aquaculture module 100 is installed in the area between each marine basic structure 210 of the offshore wind power generation complex 200 . placed in each
  • each offshore basic structure 210 can be used as an ecological integration space for resource proliferation. That is, an offshore wind power generation complex that has a chaerong-type long-storing sieve 50 and a jungnang-mul tandem 60, and in particular, an ecological integrated aquaculture module 100 having an avoidance space forming body 66 has not been utilized so far.
  • an offshore wind power generation complex that has a chaerong-type long-storing sieve 50 and a jungnang-mul tandem 60, and in particular, an ecological integrated aquaculture module 100 having an avoidance space forming body 66 has not been utilized so far.
  • the eco-integrated aquaculture module 100 and the space formed by each eco-integrated aquaculture module 100 plays the role of fish reefs or fish reefs, which are places of feeding activity of fry and fry.
  • the modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind power generation complex according to the present invention is configured to install one or a plurality of ecological integrated aquaculture modules in the area between each basic structure of the offshore wind farm, whereby fish and shellfish in the offshore wind farm complex It is possible to proliferate resources by providing a safe ecological environment to marine life as well as aquaculture. Therefore, the modular ecological integrated aquaculture system using the offshore wind farm according to the present invention can be utilized as a farm between each basic structure of the offshore wind farm and provides an ecological environment, so it is an invention with industrial applicability.

Abstract

해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템는, 해상풍력 발전 단지에 배치되는 것으로, 원형 또는 다각형으로 이루어지고 부력을 구비하여 수면위에 위치하는 프레임체; 소정길이로 이루어져 상기 프레임체를 기준으로 방사형으로 배치되고, 각각의 단부는 해저면에 앵커링되며, 다수개의 제1 부력체들을 구비하여 수면위에 위치하는 각각의 메인로프; 각각의 상기 메인로프를 연결하고, 다수개의 제2 부력체들을 구비하여 수면에 위치하는 각각의 보조로프; 어패류를 양식하도록 구성되고, 상기 메인로프와 상기 보조로프에 소정 간격으로 배치되는 다수개의 채롱식 연승수하연; 및 폐류나 해초류가 부착되도록 구성되고, 치어들의 회피용 공간을 제공하기 위한 중량물들이 간격을 유지하여 결합되며, 각각의 하단부는 해저면에 지지되도록 상기 프레임체의 저면에 각각 구비되는 다수개의 중량물용 연승수하연이 하나의 생태통합형 양식 모듈을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템
본 발명은 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템에 관한 것에 관한 것이다. 본 발명은, 해상풍력 발전 단지의 기초 구조물들 사이의 공간을 활용하여 어패류의 양식은 물론, 안전한 생태환경을 제공하여 자원을 증식시킬 수 있는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템에 관한 것이다.
해상풍력발전은 바람이 갖는 운동 에너지를 블레이드를 이용하여 기계적 에너지로 바꾸고, 다시 기계적 에너지로 발전기를 구동시켜 전기 에너지를 얻는 것이다.
이와 같은 해상풍력발전은 바다에 서로 간격을 유지하여 다수개의 해양 기초 구조물을 설치하고, 이 해양 기초 구조물에 블레이드를 구비한 타워를 설치하여 발전이 이루어지도록 하고 있다.
최근에는 해상풍력 발전기가 다수개 설치된 행상풍력 단지를 활용하기 위한 다양한 방안이 소개되고 있다.
선행기술로서, 대한민국특허등록 제10-0984840호(공고일 : 2010.09.27)에는 해상풍력발전시설물을 이용한 가두리 양식장이 개시되어 있다. 해상풍력발전시설물을 이용한 가두리 양식장은, 해저부터 해상까지 시공되는 기초부와, 각 기초부 중 일부 또는 전부의 상부에 세워지는 해상풍력발전 시설부와, 인접한 상기 기초부들을 상호 연결하는 형태로 시공되는 도로부, 상기 각 기초부와 상기 도로부에 의해 형성되는 가두리 양식 공간부, 그리고 상기 도로부 상부에 설치되되 최고 해면 높이보다 높게 설치되는 메시(mesh)부(그물)를 포함하여 이루어진 기술이다.
이러한 해상풍력발전시설물을 이용한 가두리 양식장에 의하면, 해상풍력발전시설물을 이용하므로 시공 비용을 절감할 수 있었다.
그러나, 이러한 해상풍력발전시설물을 이용한 가두리 양식장은 단순히 해상풍력발전시설물의 기초 구조물을 이용하여 가두리 양식을 할 수 있도록 구성되어 있었기 때문에 특정 물고기만 양식할 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 해상풍력 발전 단지의 각 구조물 사이의 공간를 활용하여 어패류의 양식을 할 수 있고, 해양생물을 위한 안전한 생태환경을 제공하여 자원을 증식시킬 수 있는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템를 제공하는데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 해상풍력 발전 단지에 배치되는 것으로, 원형 또는 다각형으로 이루어지고 부력을 구비하여 수면위에 위치하는 프레임체; 소정길이로 이루어져 상기 프레임체를 기준으로 방사형으로 배치되고, 각각의 단부는 해저면에 앵커링되며, 다수개의 제1 부력체들을 구비하여 수면위에 위치하는 각각의 메인로프; 각각의 상기 메인로프를 연결하고, 다수개의 제2 부력체들을 구비하여 수면에 위치하는 각각의 보조로프; 어패류를 양식하도록 구성되고, 상기 메인로프와 상기 보조로프에 소정 간격으로 배치되는 다수개의 채롱식 연승수하연; 및 폐류나 해초류가 부착되도록 구성되고, 치어들의 회피용 공간을 제공하기 위한 중량물들이 간격을 유지하여 결합되며, 각각의 하단부는 해저면에 지지되도록 상기 프레임체의 저면에 각각 구비되는 다수개의 중량물용 연승수하연이 하나의 생태통합형 양식 모듈을 이루는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템에 의해 달성된다.
상기 프레임체에는, 해양 환경을 모니터링 하고 발전수단을 구비한 환경관측장치가 구비될 수 있다.
상기 프레임체의 내측에는, 소파지장물이 설치될 수 있다.
상기 생태통합형 양식 모듈은, 상기 메인로프들의 단부 영역을 연결하기 위한 사개틀이 마련될 수 있다.
상기 생태통합형 양식 모듈은, 치어에게 회피공간을 제공하고 유속을 늦추기 위한 다수개의 회피공간 형성체를 구비하고, 상기 회피공간 형성체는, 이웃하는 2개의 상기 중량물용 연승수하연에 양단이 각각 결합되는 평판형으로 이루어지거나, 이웃하는 2 - 5개의 상기 중량물용 연승수하연에 각 코너의 연결부가 결합되는 입체형으로 이루어질 수 있다.
상기 회피공간 형성체는, 입체형으로 이루어지는 경우에, 내부에 회피공간이 형성되고, 상기 회피공간은 상부와 하부에 개방부가 각각 형성될 수 있다.
상기 생태통합형 양식 모듈은, 해상풍력 발전장치 또는 상기 환경관측장치의 발전수단으로부터 공급되는 전원에 의해 야간에 설정된 시간 동안만 상기 생태통합형 양식 모듈이 설치된 영역을 조명하여 집어하기 위한 수중 집어등이 구비될 수 있다.
상기 수중 집어등은, 상기 중량물용 연승수하연이 설치된 영역에 수심별로 빛의 밝기를 다르게 조명하되, 해저면에 가까울수록 더 밝게 조명하도록 구성될 수 있다.
상기 수중 집어등은, 상기 환경관측장치에 구비되는 타이머를 구비한 제어부에 의해 점등 및 소등 제어될 수 있다.
상기 생태통합형 양식 모듈은, 상기 해상풍력 발전 단지의 각 기초 구조물 사이에 단독 또는 다수개가 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 해상풍력 발전 단지의 각 기초 구조물 사이의 영역에 생태통합형 양식 모듈을 단독 또는 다수개 설치할 수 있다. 따라서, 해상풍력 발전 단지에서 어패류의 양식은 물론, 해양생물에 안전한 생태환경을 제공하여 자원을 증식시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템을 도시한 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템을 도시한 개략적 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템이 해상풍력 발전 단지에 배치된 상태를 표현한 개략적 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 환경관측장치의 제어부를 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템을 도시한 개략적 평면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템에 인공어초가 적용된 상태를 표현한 개략적 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20 : 프레임체 30 : 메인로프
40 : 보조로프 50 : 채롱식 연승수하연
60 : 중량물용 연승수하연 70 : 수중 집어등
90 : 인공어초 100 : 생태통합형 양식 모듈
200 : 해상풍력 발전 단지 210 : 기초 구조물 300 : 환경관측장치 310 : 제어부
320 : 타이머 340 : 감지센서
본 발명은, 해상풍력 발전 단지에 배치되는 것이다. 본 발명은, 원형 또는 다각형으로 이루어지고 부력을 구비하여 수면위에 위치하는 프레임체와, 소정길이로 이루어져 상기 프레임체를 기준으로 방사형으로 배치되고, 각각의 단부는 해저면에 앵커링되며, 다수개의 제1 부력체들을 구비하여 수면위에 위치하는 각각의 메인로프와, 각각의 상기 메인로프를 연결하고, 다수개의 제2 부력체들을 구비하여 수면에 위치하는 각각의 보조로프와, 어패류를 양식하도록 구성되고, 상기 메인로프와 상기 보조로프에 소정 간격으로 배치되는 다수개의 채롱식 연승수하연과, 폐류나 해초류가 부착되도록 구성되고, 치어들의 회피용 공간을 제공하기 위한 중량물들이 간격을 유지하여 결합되며, 각각의 하단부는 해저면에 지지되도록 상기 프레임체의 저면에 각각 구비되는 다수개의 중량물용 연승수하연이 하나의 생태통합형 양식 모듈을 포함하여 구성된다. 따라서, 해상풍력 발전 단지의 각 기초 구조물 사이의 영역에 생태통합형 양식 모듈을 단독 또는 다수개 설치할 수 있다. 또한, 해상풍력 발전 단지의 각 기초 구조물 사이의 영역에 생태통합형 양식 모듈을 설치할 수 있음으로써 해상풍력 발전 단지에서 어패류의 양식을 할 수 있고, 해양생물에 안전한 생태환경을 제공하여 자원을 증식시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템을 도시한 개략적 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템을 도시한 개략적 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템은, 모듈화 된 생태통합 양식 시스템이 해상풍력 발전 단지 내의 미 활용 영역에 배치되어 미 활용 영역을 생태통합 양식 공간으로 활용하기 위한 것이다.
해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템은 다음과 같은 각 구성요소를 포함한다. 원형 또는 다각형으로 이루어지고 부력을 구비하여 수면위에 위치하는 프레임체(20)를 포함한다. 소정길이로 이루어져 프레임체(20)를 기준으로 방사형으로 배치되고, 각각의 단부는 해저면에 앵커링 되며, 다수개의 제1 부력체(32)들을 구비하여 수면위에 위치하는 각각의 메인로프(30)를 포함한다. 각각의 메인로프(30)를 연결하고, 다수개의 제2 부력체(42)들을 구비하여 수면에 위치하는 각각의 보조로프(40)를 포함한다. 어패류를 양식하도록 구성되고, 메인로프(30)와 보조로프(40)에 소정 간격으로 배치되는 다수개의 채롱식 연승수하연(50)을 포함한다. 어폐류나 해초류가 부착되도록 구성되고, 치어들의 회피용 공간을 제공하기 위한 중량물들이 간격을 유지하여 결합되며, 각각의 하단부는 해저면에 지지되도록 상기 프레임체의 저면에 각각 구비되는 다수개의 중량물용 연승수하연(60)을 포함한다.
본 발명에 따른 모듈화 된 생태통합 양식 시스템은, 프레임체(20), 메인로프(30), 보조로프(40), 채롱식 연승수하연(50) 및 중랑물용 연승수하연(60)이 하나의 생태통합형 양식 모듈(100)을 이루는 것이다.
이를 보다 구체적으로 설명한다.
해상풍력 발전 단지(200)는, 해저면에 설치되는 각각의 해양 기초 구조물(210)과, 블레이드와 발전기 등을 구비하여 각 기초 구조물(210)의 상단에 결합되는 발전타워를 포함하여 구성되는 해상풍력 발전장치(도시되지 않음)들이 소정의 간격을 유지하여 각각 배치되는 영역을 의미한다. 각각의 해상풍력 발전장치들은 일렬로 배치될 수도 있고, 전후 좌우로 서로 거리를 유지하여 각각 배치될 수도 있다.
본 발명은, 전술한 해상풍력 발전 단지(200) 내의 각 해상풍력 발전장치를 지지하는 해양 기초 구조물(210)들 사이에 형성되어 활용되지 못했던 공간(영역)을 활용하여 생태통합 양식 시스템을 구축하기 위한 것이다.
프레임체(20)는, 생태통합형 양식 모듈(100)의 지지체 역할을 하는 것으로, 원형 또는 다각형을 이루는 하부 지지체(22)와, 하부 지지체(22)에 결합되어 난간 등을 형성하는 상부 지지체(24)를 포함하여 구성된다. 각각의 상,하부 지지체(22,24)는 자체 부력을 갖으며 부력에 의해 프레임체(20)는 수면위에 뜬 상태를 유지한다.
프레임체(20)의 내측에 해당하는 수면에는 파도를 소파하기 위한 소파지장물이 설치될 수 있다. 소파지장물은, 폐그물, 해초, 부유체 등을 포함한 다양한 지장물이 설치될 수 있다. 이러한 소파지장물은 파도를 소파(파랑 에너지를 흡수)하여 파도가 생태통합형 양식 모듈(100)에 미치는 영향을 최소화하기 위한 것이다.
프레임체(20)의 내측에는, 해양 환경을 모니터링 하고 발전수단을 구비한 환경관측장치(300)가 설치된다. 환경관측장치(300)는, 해양의 수온, 염도, 조류방향, 수심 등을 측정하기 위한 구성을 구비한다. 또한 발전수단으로써 태양광 발전을 위한 태양광 패널, 조류발전, 해수배터리 등이 구비될 수 있다. 이러한 발전수단에 의해 발생된 전력은 환경관측장치(300)에 구비된 제어부(310)에 의해 통신장치(330), 각종 감지센서(340) 및 수중 집어등(70)에 공급된다. 통신장비각종 감지센서 및 수중 집어등(70)에 공급되는 전력은 해상풍력 발전기로부터 공급받을 수도 있다.
그리고, 제어부(310)는 도 4에 도시된 바와 같이, 타이머(320)를 구비하여 수중 집어등(70)에 간헐적으로 전원을 공급하여 점등 및 소등시키거나, 설정된 시간 동안만 점등되도록 제어할 수 있다.
전술한 수중 집어등(70)은, 해상풍력 발전장치 또는 환경관측장치(300)의 발전수단으로부터 공급되는 전원에 의해 야간에 설정된 시간 동안만 생태통합형 양식 모듈(100)이 설치된 영역의 수중을 조명하여 집어하기 위한 것이다. 야간에 수중 집어등(70)이 점등됨으로써 생태통합형 양식 모듈(100)이 설치된 영역의 수중으로 많은 플랑크톤을 비롯한 치어들이 모이게 되고, 치어를 먹이로 하는 상위 포식어류들이 자연스럽게 모이게 되므로 어류들의 먹이활동에 필요한 생태환경이 조성될 수 있다.
수중 집어등(70)은, 다수개로 이루어지고, 각각의 수중 집어등(70)은, 중량물용 연승수하연(60)이 설치된 영역에 수심별로 빛의 밝기를 다르게 조명하도록 구성된다. 즉, 제어부(310)에 의해 해저면에 가까울수록 더 밝게 조명하도록 구성될 수 있다.
수중 집어등(70)은, 중량물용 연승수하연(60)이 설치된 영역 뿐만 아니라, 채롱식 연승수하연(50)이 설칟된 영역의 수중에도 설치될 수 있다.
메인로프(30)는, 소정길이로 이루어져 중간부가 프레임체(20)에 결합되고 프레임체(20)를 기준으로 방사형으로 각각 배치되며 각각의 단부는 해저면에 앵커와 앵커라인에 의해 앵커링 된다. 각각의 메인로프(30)에는 다수개의 제1 부력체(32)들이 간격을 유지하여 결합된다. 메인로프(30)는 제1 부력체(32)들에 의해 수면에 뜬 상태를 유지한다.
각각의 메인로프(30)들은 각 단부 영역을 연결하는 사개틀(35)(지지용 로프)에 의해 서로 연결되어 특정한 형태를 유지한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 메인로프(30)들의 단부가 사개틀(35)에 의해 연결되어 서로 일정한 간격을 유지할 수 있게 된다.
보조로프(40)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 환경관측장치(300)를 기준으로 동심원을 이루어 각 메인로프(30)의 양쪽 단부를 제외한 영역 연결한다. 각각의 보조로프(40)에는 다수개의 제2 부력체(42)들이 결합된다. 다수개의 제2 부력체(42)들에 의해 보조로프(40)는 수면위로 뜬 상태를 유지할 수 있다.
다수개의 보조로프(40)들이 각 메인로프(30)들을 연결하므로 메인로프(30)들과 보조로프(40)들은 격자 모양으로 서로 연결된 상태를 유지한다.
채롱식 연승수하연(50)은, 어패류를 양식하거나 부어초 기능을 하도록 구성된 것으로, 각각의 상단부가 각 메인로프(30)와 각 보조로프(40)에 결합되는 제1 로프(52)와, 제1 로프(52)에 결합되고 내부에 수용공간이 형성된 쉘터(54)들로 이루어진다. 제1 로프(52)는 각 쉘터(54)들을 수직방향으로 연결하는 역할을 하며, 각각의 쉘터(54)들은 설정된 간격으로 배치된다.
전술한 채롱식 연승수하연(50)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 굴이나 가리비 등과 같은 어패류를 양식하기 위한 양식용과 표층어류나 중층 어류가 머물면서 먹이 활동을 하도록 하기 위한 부어초용으로 구분할 수 있다. 양식용은 어패류의 종류에 따라 다른 수심에 위치하도록 설치될 수 있다.
중량물용 연승수하연(60)은, 각 일단이 각 메인로프(30)와 각 보조로프(40)에 결합되는 제2 로프(62)들과, 제2 로프(62)에 결합되는 중량물(64)들로 이루어진다. 각각의 중량물(64)들은 자갈이나 폐각들을 수용한 망태, 폐각 등을 포함한 다양한 재질 및 형태로 이루어질 수 있다. 중량물(64)은, 폐류나 해조류가 부착되어 해양생물의 서식 환경을 형성할 수 있다. 제2 로프(62)의 하단부는 해저면에 닿게 하거나 고정 지지될 수 있다. 이러한 구조에 의해 중량물용 연승수하연(60)은 수직 상태를 유지할 수 있다.
전술한 중량물용 연승수하연(60)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 치어에게 회피공간을 제공하고 유속을 늦추어 치어들에게 회피공간을 제공하기 위한 다수개의 회피공간 형성체(66)를 구비한다. 회피공간 형성체(66)는, 이웃하는 2개 이상의 중량물용 연승수하연(60)의 제2 로프(62)에 각각 결합되는 것으로, 중량물용 연승수하연(60)들 사이에 각각 배치된다.
회피공간 형성체(66)는, 양단이 각각 이웃하는 2개의 중량물용 연승수하연(60)에 결합되는 평판형으로 수직방향으로 세워지게 배치되도록 구성되거나 입체형으로 이루어질 수 있다. 입체형으로 이루어지는 회피공간 형성체(66)는 사각기둥, 삼각기둥을 포함한 다양한 다각형상으로 이루어질 있다. 본 실시예에서는 사각기둥의 입체형으로 이루어진 것을 기준으로 설명한다.
전술한 회피공간 형성체(66)가 입체형으로 이루어진 경우에, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 코너에 중량물용 연승수하연(60)의 제2 로프(62)에 결합되기 위한 결합단(66A)들이 각각 형성되고, 내부에는 치어 등이 포식어류 또는 빠른 조류나 해류로부터 회피하기 위한 회피공간(S)이 형성된다. 이러한 회피공간(S)은 회피공간 형성체(66)의 상부와 하부에 형성되는 개방부(66B)에 의해 상,하부가 개방된다. 회피공간(S)의 상부와 하부가 개방됨으로써 치어들의 입출입이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 치어가 회피공간(S)에 머무를 때에는 빠른 조류나 해류 또는 포식자로부터 보호될 수 있다. 전술한 회피공간(S)은 상부 또는 하부에만 개방부(66B)가 형성될 수도 있다.
그리고, 회피공간 형성체(66)의 높이(수직방향 길이)는 10 - 100cm로 다양하게 구성할 수 있다. 만약, 20 - 100cm의 높이로 이루어지는 경우에, 각 측면 또는 선택된 일 측면에 치어를 비롯한 어류의 출입이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 출입구가 형성될 수 있다.
이러한 각각의 회피공간 형성체(66)는 서로 다른 높이에 위치하도록 각 중량물용 연승수하연(60)에 규칙적 또는 불규칙적으로 간격을 유지하여 각각 설치된다. 또한, 회피공간 형성체(66)들은 수직방향으로 간격을 유지하여 연이서 설치될 수도 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템을 도시한 개략적 평면도이다.
도 5에 도시된 제2 실시예에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템은, 생태통합형 양식 모듈(100)이 장방형으로 형성된 프레임체(20)가 서로 간격을 유지하여 연결되도록 구성된 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.
그리고, 각각의 프레임체(20)의 내부에는 소파지장물이 각각 설치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 생태통합형 양식 모듈(100)을 이루는 프레임체(20)들이 다수개로 구성되고 서로 연결되어 배치됨으로써 넓은 영역의 생태통합공간을 제공할 수 있고 외해로부터의 파도를 효율적으로 소파할 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 6은 도 1에 도시된 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템에 인공어초가 적용된 상태를 표현한 개략적 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템이 적용된 해저면에는 다수개의 인공어초(90)들이 설치될 수 있다. 각각의 인공어초(90)들은 생태통합형 양식 모듈(100)들과 더불어 해양생물에 안정적인 먹이활동 공간을 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 생태통합형 양식 모듈(100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 해상풍력 발전 단지(200)에 각각 배치될 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서 도 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 프레임체(20), 메인로프(30), 보조로프(40), 채롱식 연승수하연(50) 및 중랑물용 연승수하연(60)이 하나의 생태통합형 양식 모듈(100)을 이룬 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 생태통합형 양식 모듈(100)을 해상풍력 발전 단지(200)의 각 해양 기초 구조물(210) 사이의 영역에 각각 배치한다.
이와 같이 단독 또는 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 생태통합형 양식 모듈(100)을 해상풍력 발전 단지(200)의 각 해양 기초 구조물(210) 사이의 영역에 각각 배치함으로써, 각 해양 기초 구조물(210) 사이의 영역을 자원 증식을 위한 생태통합 공간으로 활용할 수 있게 된다. 즉, 채롱식 연승수하연(50) 및 중랑물용 연승수하연(60)을 구비하고, 특히 회피공간 형성체(66)를 구비한 생태통합형 양식 모듈(100)을 그동안 활용되지 못했던 해상풍력 발전 단지(200)의 각 해양 기초 구조물(210) 사이의 영역에 배치함으로써 각 해양 기초 구조물(210) 사이의 영역을 양식을 위한 공간으로 활용할 수 있다. 또한, 생태통합형 양식 모듈(100) 및 각 생태통합형 양식 모듈(100)들이 형성하는 공간은, 치어 및 치어를 먹이로 하는 포식자의 먹이활동 장소가 되는 어초 또는 부어초의 역할을 하게 된다.
본 발명에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템는, 해상풍력 발전 단지의 각 기초 구조물 사이의 영역에 생태통합형 양식 모듈을 단독 또는 다수개 설치하도록 구성됨으로써, 해상풍력 발전 단지에서 어패류의 양식은 물론, 해양생물에 안전한 생태환경을 제공하여 자원을 증식시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템은 해상풍력 발전 단지의 각 기초 구조물 사이를 양식장으로 활용할 수 있고 생태환경을 제공하는 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (10)

  1. 해상풍력 발전 단지에 배치되는 것으로,
    원형 또는 다각형으로 이루어지고 부력을 구비하여 수면위에 위치하는 프레임체;
    소정길이로 이루어져 상기 프레임체를 기준으로 방사형으로 배치되고, 각각의 단부는 해저면에 앵커링되며, 다수개의 제1 부력체들을 구비하여 수면위에 위치하는 각각의 메인로프; 각각의 상기 메인로프를 연결하고, 다수개의 제2 부력체들을 구비하여 수면에 위치하는 각각의 보조로프;
    어패류를 양식하도록 구성되고, 상기 메인로프와 상기 보조로프에 소정 간격으로 배치되는 다수개의 채롱식 연승수하연; 및
    폐류나 해초류가 부착되도록 구성되고, 치어들의 회피용 공간을 제공하기 위한 중량물들이 간격을 유지하여 결합되며, 각각의 하단부는 해저면에 지지되도록 상기 프레임체의 저면에 각각 구비되는 다수개의 중량물용 연승수하연이 하나의 생태통합형 양식 모듈을 이루는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임체에는,
    해양 환경을 모니터링 하고 발전수단을 구비한 환경관측장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프레임체의 내측에는,
    소파지장물이 설치되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생태통합형 양식 모듈은,
    상기 메인로프들의 단부 영역을 연결하기 위한 사개틀이 마련되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생태통합형 양식 모듈은,
    치어에게 회피공간을 제공하고 유속을 늦추기 위한 다수개의 회피공간 형성체를 구비하고, 상기 회피공간 형성체는, 이웃하는 2개의 상기 중량물용 연승수하연에 양단이 각각 결합되는 평판형으로 이루어지거나, 이웃하는 2 - 5개의 상기 중량물용 연승수하연에 각 코너의 연결부가 결합되는 입체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회피공간 형성체는,
    입체형으로 이루어지는 경우에, 내부에 회피공간이 형성되고, 상기 회피공간은 상부와 하부에 개방부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 생태통합형 양식 모듈은,
    해상풍력 발전장치 또는 상기 환경관측장치의 발전수단으로부터 공급되는 전원에 의해 야간에 설정된 시간 동안만 상기 생태통합형 양식 모듈이 설치된 영역을 조명하여 집어하기 위한 수중 집어등이 구비되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수중 집어등은,
    상기 중량물용 연승수하연이 설치된 영역에 수심별로 빛의 밝기를 다르게 조명하되, 해저면에 가까울수록 더 밝게 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수중 집어등은,
    상기 환경관측장치에 구비되는 타이머를 구비한 제어부에 의해 점등 및 소등 제어되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생태통합형 양식 모듈은,
    상기 해상풍력 발전 단지의 각 기초 구조물 사이에 단독 또는 다수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 해상풍력 발전 단지를 활용한 모듈식 생태통합 양식 시스템.
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