KR101592131B1

KR101592131B1 - 부체식 풍력 발전 장치

Info

Publication number: KR101592131B1
Application number: KR1020147018377A
Authority: KR
Inventors: 마코토 오타; 히토시 구마모토; 아키히로 혼다; 요시노리 우에다; 마사토 야마다
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2016-02-05
Also published as: PT2789849T; CN104081045A; WO2013084856A1; ES2605570T3; EP2789849A4; CN104081045B; EP2789849B1; EP2789849A1; KR20140104006A

Abstract

표류력 및 선회 모멘트에 대해 안정적으로 부체를 계류할 수 있는 계류 장치를 구비한 부체식 풍력 발전 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고, 수면에 뜨는 부체 (20) 와, 부체에 설치된 풍력 발전기 (10) 와, 부체를 계류하는 계류 장치 (36) 를 구비한 부체식 풍력 발전 장치 (1) 에 있어서, 부체 (20) 는, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 갖는 가상 삼각형상으로 형성되어 있고, 계류 장치 (36) 는, 가상 삼각형상의 3 개의 정점부 중, 가장 내각이 큰 정점부 또는 가장 내각이 큰 정점부가 2 이상 있는 경우에는 그들 중의 임의의 하나의 정점부, 이외의 2 개의 정점부의 일측과 접속되는 제 1 계류삭 (34b) 과 타측과 접속되는 제 2 계류삭 (34c) 을 포함하고, 제 1 계류삭 및 상기 제 2 계류삭은, 평면에서 보아, 부체 (20) 로부터 이간되고, 또한 서로 교차하는 방향으로 연신되어 있다.

Description

부체식 풍력 발전 장치{FLOATING-BODY TYPE WIND POWER GENERATING DEVICE}

본 발명은, 수면에 뜨는 부체와, 그 부체에 설치된 풍력 발전기와, 그 부체를 계류하는 계류 장치를 구비한 부체식 풍력 발전 장치에 관한 것이다.

해상 등에 풍력 발전 장치를 설치하는 경우, 일반적으로 수심이 얕은 영역에서는, 수저(水底)에 기초를 설치하고, 그 위에 풍력 발전기를 설치하는 착저식(着底式)의 풍력 발전 장치가 채용된다. 그러나, 수심이 깊은 영역에서는, 이러한 착저식의 풍력 발전 장치는 비경제적이기 때문에, 부체식의 풍력 발전 장치의 채용이 검토된다.

종래의 부체식 풍력 발전 장치로서, 수면에 뜨는 부체 상에 풍력 발전기를 설치하여 이루어지는 풍력 발전 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1). 이러한 부체식의 풍력 발전 장치에서는, 수저에 설치한 앵커와 부체를 계류삭(係留索)에 의해 접속함으로써, 풍력 발전 장치가 설치된 부체를 계류한다.

일본 공개특허공보 2001－165032호

그런데, 풍력 발전 장치가 설치된 부체를 계류하는 경우, 풍력 발전 장치에 작용하는 풍하중이나, 부체에 작용하는 파랑 하중 등의 영향에 의해, 부체에 표류력 및 선회 모멘트가 발생하는 경우가 있어, 이러한 표류력 및 선회 모멘트에 대해서도 부체를 안정적으로 계류할 필요가 있다.

또 본 출원인은, 바람 및 파랑에 대한 안정성이 우수하고, 제조 및 설치에 드는 비용이 낮고, 또한 풍향에 상관없이 높은 발전 효율이 발휘되는 부체식 풍력 발전 장치로서, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 갖는 가상 삼각형상으로 형성된 부체를 구비한 부체식 풍력 발전 장치를 개발한 것이며, 이러한 평면 형상으로 이루어지는 부체를 표류력 및 선회 모멘트에 대해 안정적으로 부체를 계류하기 위한 계류 장치의 개발이 급무였다.

이와 같은 배경하에, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 갖는 가상 삼각형상으로 형성된 부체를 표류력 및 선회 모멘트에 대해 안정적으로 부체를 계류하기 위한 계류 방법을 본 발명자들은 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

본 발명은, 상기 서술한 바와 같은 종래 기술에 있어서의 과제 및 목적을 달성하기 위해서 발명된 것으로서,

본 발명의 부체식 풍력 발전 장치는,

수면에 뜨는 부체와, 그 부체에 설치된 풍력 발전기와, 그 부체를 계류하는 계류 장치를 구비한 부체식 풍력 발전 장치에 있어서,

상기 부체는, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 갖는 가상 삼각형상으로 형성되어 있고,

상기 계류 장치는, 상기 가상 삼각형상의 3 개의 정점부 중, 가장 내각이 큰 정점부 또는 가장 내각이 큰 정점부가 2 이상 있는 경우에는 그들 중의 임의의 하나의 정점부, 이외의 2 개의 정점부의 일측과 접속되는 제 1 계류삭과 타측과 접속되는 제 2 계류삭을 포함하고,

상기 제 1 계류삭 및 상기 제 2 계류삭은, 평면에서 보아, 상기 부체로부터 이간되고, 또한 서로 교차하는 방향으로 연신되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치는, 그 부체가, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 갖는 가상 삼각형상으로 형성되고, 그 계류 장치는, 가상 삼각형상의 3 개의 정점부 중, 가장 내각이 큰 정점부 (가장 내각이 큰 정점부가 2 이상 있는 경우에는 그들 중의 임의의 하나의 정점부) 이외의 2 개의 정점부의 일측과 접속되는 제 1 계류삭과 타측과 접속되는 제 2 계류삭을 포함한다. 그리고, 제 1 계류삭 및 제 2 계류삭은, 평면에서 보아, 부체로부터 이간되고, 또한 평면에서 보아, 서로 교차하는 방향으로 연신되어 있다.

부체에 표류력 및 선회 모멘트가 작용한 경우, 부체는 그 중심을 중심으로서 회전한다. 이 때, 상기 서술한 바와 같은 위치 및 방향으로 제 1 계류삭 및 제 2 계류삭이 접속되어 있으면, 부체의 회전 방향과는 반대 방향으로, 제 1 계류삭 또는 제 2 계류삭 중 어느 일방이 연신되는 형태가 된다. 이로써, 부체의 회전이 제지되어, 표류력 및 선회 모멘트에 대해 안정적으로 부체를 계류할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 「가상 삼각형상」 이란, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 가지며, 그 3 개의 정점부를 접속하는 가상선을 상정한 경우에, 개략 삼각형상으로 인식할 수 있는 형상을 말하는 것으로 하고, 삼각형상뿐만 아니라, 예를 들어 대략 V 자상 등도 본 발명의 가상 삼각형상에 포함되는 것으로 한다.

상기 발명에 있어서,

상기 제 1 계류삭은, 평면에서 보아, 상기 부체의 중심과 상기 일측의 정점부를 통과하는 선에 대해 대략 수직을 이루는 방향으로 연신되고,

상기 제 2 계류삭은, 평면에서 보아, 상기 부체의 중심과 상기 타측의 정점부를 통과하는 선에 대해 대략 수직을 이루는 방향으로 연신되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제 1 계류삭 및 제 2 계류삭이, 부체의 중심과 정점부를 통과하는 선에 대해 대략 수직을 이루도록 연신되어 있으면, 부체의 회전 방향과는 정반대의 방향으로, 제 1 계류삭 또는 제 2 계류삭 중 어느 일방이 연신되는 형태가 된다. 이로써, 부체의 회전이 보다 효과적으로 제지되어, 표류력 및 선회 모멘트에 대해 보다 안정적으로 부체를 계류할 수 있다.

또 상기 발명에 있어서, 상기 계류 장치는, 상기 가상 삼각형상의 3 개의 정점부 중, 가장 내각이 큰 정점부 또는 가장 내각이 큰 정점부가 2 이상 있는 경우에는 그들 중의 임의의 하나의 정점부와 접속되는 제 3 계류삭을 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 제 3 계류삭을 구비하고 있으면, 보다 안정적으로 부체를 계류할 수 있다.

또 상기 발명에 있어서, 상기 부체는, 3 개의 칼럼과, 그 3 개의 칼럼간을 접속하는 2 개의 로워 헐로 이루어지는 평면에서 보아 대략 V 자상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 평면에서 보아 대략 V 자상으로 형성된 부체를 구비하는 부체식 풍력 발전 장치는, 바람 및 파랑에 대한 안정성이 우수하고, 제조 및 설치에 드는 비용이 낮고, 또한 풍향에 상관없이 높은 발전 효율을 발휘한다.

본 발명에 의하면, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 갖는 가상 삼각형상으로 형성된 부체를 구비하는 부체식 풍력 발전 장치에 있어서, 표류력 및 선회 모멘트에 대해 안정적으로 부체를 계류할 수 있는 부체식 풍력 발전 장치를 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2 는, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3 은, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 측면도이다.
도 4 는, 본 발명의 로워 헐의 내부 구조를 나타낸 사시도이다.
도 5 는, 본 발명의 다른 실시형태의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 사시도이다.
도 6 은, 본 발명의 다른 실시형태의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 평면도이다.
도 7 은, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치의 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 8 은, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치의 실시예를 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서는, 먼저, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치의 전체 구성에 대해 설명한 후에, 본 발명의 계류 장치에 대해 설명한다.

또한, 이하의 실시형태의 설명에서는, 평면에서 보아 가상 삼각형상으로 형성된 부체를 구비하는 부체식 풍력 발전 장치의 일례로서, 평면에서 보아 대략 V 자상으로 형성된 부체를 구비하는 부체식 풍력 발전 장치에 대해 설명한다.

＜부체식 풍력 발전 장치 (1)＞

도 1 은, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 사시도, 도 2 는, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 평면도, 도 3 은 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치를 나타낸 측면도이다. 도 1 ∼ 도 3 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치 (1) 는, 수면에 뜨는 부체 (20) 와, 부체 (20) 에 설치된 풍력 발전기 (10) 와, 부체 (20) 를 계류하는 계류 장치 (36) 를 구비하고 있다.

부체 (20) 는, 3 개의 칼럼 (22 (22a, 22b, 22c)) 과, 칼럼 (22a) 과 칼럼 (22b) 을 접속하는 제 1 로워 헐 (24a), 및 칼럼 (22a) 과 칼럼 (22c) 을 접속하는 제 2 로워 헐 (24b) 을 구비하고 있고, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아 대략 V 자상으로 형성되어 있다. 로워 헐 (24) 은, 후술하는 바와 같이 단면 중공상으로 형성되어 있다. 또, 칼럼 (22) 도 단면 중공상으로 형성되어 있는 편이, 칼럼 (22) 에 작용하는 부력에 의해 부체 (20) 전체의 안정성이 높아져 바람직하다.

또, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 칼럼 (22) 의 상면 (22u) 이 로워 헐 (24) 의 상면 (24u) 보다 상방에 위치하도록 형성됨과 함께, 부설시에 있어서는, 로워 헐 (24) 상면 (24u) 이 수몰되고, 또한 칼럼 (22) 의 상면 (22u) 은 수면으로부터 돌출된 상태로 되어 있다. 또, 상기 서술한 3 개의 칼럼 (22) 중, 한가운데에 위치하는 칼럼 (22a) 의 상면에는, 풍력 발전기 (10) 가 설치되어 있다.

풍력 발전기 (10) 는, 나셀 (10a), 칼럼 (22a) 의 상면에 고정되어 있는 타워 (10b), 및 나셀 (10a) 에 대해 회전 가능하게 장착된 블레이드 (10c) 로 구성되어 있다. 또, 나셀 (10a) 은, 타워 (10b) 에 의해, 타워 (10b) 의 축방향으로 회전 가능하게 지지되어 있고, 풍향에 따라 블레이드 (10c) 를 풍상측으로 배향시키도록 되어 있다.

또, 부체 (20) 는, 수저에 고정된 앵커 (32) 와, 앵커 (32) 와 부체 (20) 를 접속하는 계류삭 (34) 으로 이루어지는 후술하는 계류 장치 (36) 에 의해, 그 부동 및 회전이 저지되게 되어 있다.

로워 헐 (24) 의 내부는, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 덱 외판 (25a), 보텀 외판 (25b), 및 사이드 외판 (도시 생략) 으로 둘러싸인 단면 중공상으로 형성되어 있다. 또, 로워 헐 (24) 의 축방향에 대해 수직인 방향으로는 복수의 횡격벽 (25c) (격벽) 이 형성되어 있고, 이들 복수의 횡격벽 (25c) 에 의해, 로워 헐 (24) 의 내부가, 복수의 격실 (25e) 로 수밀(水密)하게 구획되어 있다. 그리고, 이들 복수의 격실 (25e) 의 각각에 대해 주수 가능한 주수 수단 (도시 생략) 을 구비하고 있다. 또한, 로워 헐 (24) 의 내부에는, 로워 헐 (24) 의 축방향으로 연신되는 종격벽 (25d) 이 형성되어 있어도 된다.

그리고, 상기 서술한 주수 수단에 의해 격실 (25e) 에 주수하고, 로워 헐 (24) 의 상면 (24u) 은 수몰되고, 또한 칼럼 (22) 의 상면 (22u) 은 수면으로부터 돌출된 상태로 함과 함께, 상기 서술한 계류 장치 (36) 에 의해 부체 (20) 를 계류함으로써, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치 (1) 가 수상에 부설된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치 (1) 는, 3 개의 칼럼 (22) 과, 그 3 개의 칼럼 (22) 간을 접속하는 2 개의 중공상의 로워 헐 (24) 로 이루어지는 평면에서 보아 대략 V 자상으로 형성된 부체 (20) 를 구비하고, 3 개의 칼럼 (22) 중, 한가운데에 위치하는 칼럼 (22a) 의 상면에는, 풍력 발전기 (10) 가 설치되어 있다. 평면에서 보아 대략 V 자상으로 이루어지는 부체 (20) 는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 전체의 중심 위치 (o) 로부터 칼럼 (22) 까지의 거리를 길게 할 수 있기 때문에, 동요에 대한 안정성이 높아지고 있다. 또, 예를 들어 삼각형상 등의 다각형상과 비교해서, 로워 헐의 수를 적게 할 수 있기 때문에, 부체의 제조 비용을 낮게 억제할 수 있게 되어 있다.

또, 중공상의 로워 헐 (24) 의 내부에 주수됨으로써, 로워 헐 (24) 의 상면 (24u) 이 수몰되고, 또한 칼럼 (22) 의 상면 (22u) 은 수면으로부터 돌출된 상태로 수상에 부설된다. 이와 같이, 로워 헐 (24) 의 상면 (24u) 이 수몰된 상태로 수상에 부설되기 때문에, 바람이나 파랑 등에 대해 동요되기 어려운 구조로 되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 로워 헐 (24a) 과 로워 헐 (24b) 이 이루는 각도 (α) 는, 특별히 한정되지 않지만, 각도 (α) 가 너무 작으면 (0 도에 가까워지면), 좌우 방향의 동요에 대해 불안정해져 바람직하지 않다. 또, 각도 (α) 가 너무 크면 (180 도에 가까워지면), 전후 방향의 동요에 대해 불안정해져 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명에 있어서 상기 각도 (α) 는, 바람직하게는 60 ∼ 120 도, 보다 바람직하게는 75 ∼ 105 도이며, 그 중에서도 90 도가 가장 바람직하다.

또, 축방향으로 복수 형성되어 있는 격실 (25e) 에 대해, 주수하는 격실 (25e) 과 주수하지 않는 격실 (25e) 을 적절히 선택함으로써, 로워 헐 (24) 에 대한 주수량을 컨트롤할 수 있다. 이로써, 로워 헐 (24) 의 상면 (24u) 은 수몰되고, 또한 칼럼 (22) 의 상면 (22u) 은 수면으로부터 돌출된 상태가 되도록 주수량을 컨트롤할 수도 있다. 또, 전체의 중심 위치와 칼럼 (22) 까지의 거리가 길어져 전체의 안정성이 높아지도록, 전체의 중심 위치를 조정할 수도 있다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 3 개의 칼럼 (22) 중, 한가운데에 위치하는 칼럼 (22a) 상에만 풍력 발전기 (10) 를 배치하고 있다. 즉, 하나의 부체 (20) 에 대해 1 기의 풍력 발전기 (10) 를 배치한 부체식 풍력 발전 장치 (1) 로서 구성하고 있다. 이와 같이 형성하면, 하나의 부체에 복수의 풍력 발전기를 배치하는 경우에 발생하는 풍차끼리의 상호 간섭을 고려할 필요가 없기 때문에, 부체 (20) 의 사이즈를 작게 하여, 부체 (20) 의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또, 전체 방향으로부터 바람이 부는 경우여도, 풍차끼리의 상호 간섭이 생기지 않기 때문에, 풍력 발전기 (10) 의 발전 효율을 높게 유지할 수 있다.

또, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치 (1) 에서는, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 3 개의 칼럼 (22) 의 양단에 위치하는 칼럼 (22b, 22c) 의 각각의 위에, 풍력 발전기 (10) 를 배치할 수 있다. 즉, 하나의 부체 (20) 에 대해 2 기의 풍력 발전기 (10) 를 배치한 부체식 풍력 발전 장치 (1) 로서 구성하는 것도 가능하다.

연간을 통해, 예를 들어 동에서 서 및 서에서 동과 같이, 거의 1 왕복 방향으로만 바람이 부는 장소에 부체식 풍력 발전 장치 (1) 를 부설하는 경우에는, 1 왕복 방향에 대해서만 풍력 발전기 (10) 끼리의 상호 간섭을 고려하면 된다. 이 때문에, 3 개의 칼럼 (22) 의 양단에 위치하는 칼럼 (22b, 22c) 의 각각의 위에, 풍력 발전기 (10) 를 배치함으로써, 발전 효율을 저하시키는 일 없이, 하나의 부체 (20) 에 대해 2 기의 풍력 발전기 (10) 를 배치할 수도 있다.

또, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치 (1) 는, 2 개의 로워 헐 (24a, 24b) 이 대들보 부재 (28) 에 의해 접속되어 있어도 된다. 즉, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아 대략 역 A 자상으로 형성되어 있어도 된다.

평면에서 보아 V 자상으로 형성되는 부체의 경우, 2 개의 로워 헐 (24) 의 접합부에 가장 응력이 집중하지만, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 2 개의 로워 헐 (24a, 24b) 이 대들보 부재 (28) 에 의해 접속된 평면에서 보아 대략 역 A 자상으로 형성되어 있으면, 접합부에 있어서의 응력 집중이 완화된다.

＜계류 장치 (36)＞

다음으로, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치 (1) 의 계류 장치 (36) 에 대해 설명한다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 계류 장치 (36) 는, 평면에서 보아 가상 삼각형상의 3 개의 정점부에 칼럼 (22a, 22b, 22c) 이 각각 위치하고 있다. 이들 3 개의 정점부 중, 칼럼 (22a) 이 위치하는 정점부가 가장 내각이 커지고 있음과 함께, 칼럼 (22b) 에는 계류삭 (34b) (제 1 계류삭) 이 접속되고, 칼럼 (22c) 에는 계류삭 (34c) (제 2 계류삭) 이 접속되어 있다. 그리고, 계류삭 (34b) 과 계류삭 (34c) 은, 평면에서 보아, 부체 (20) 로부터 이간되고, 또한 서로 교차하는 방향으로 연신되어 있다.

부체 (20) 에 표류력 및 선회 모멘트가 작용한 경우, 부체 (20) 는 그 중심 (o) 을 중심으로서 회전한다. 이 때, 상기 서술한 바와 같은 위치 및 방향으로 계류삭 (34b) 및 계류삭 (34c) 이 접속되어 있으면, 부체 (20) 의 회전 방향 (R) 과는 반대 방향으로, 계류삭 (34b) 또는 계류삭 (34c) 중 어느 일방이 연신되는 형태가 되기 때문에, 부체 (20) 의 회전이 제지되어 표류력 및 선회 모멘트에 대해 안정적으로 부체 (20) 를 계류할 수 있다.

또, 상기 서술한 계류삭 (34b, 34c) 은, 평면에서 보아, 부체 (20) 의 중심 (o) 과 칼럼 (22b), 칼럼 (22c) 을 통과하는 선 (r) 에 대해, 대략 수직을 이루는 방향으로 연신되어 있다. 즉, 부체 (20) 가 어느 방향으로 회전해도, 계류삭 (34b) 또는 계류삭 (34c) 중 어느 일방이, 부체 (20) 의 회전 방향 (R) 과는 정반대의 방향으로 연신되는 형태가 되어 있다. 따라서, 부체 (20) 의 회전이 보다 효과적으로 제지되어 표류력 및 선회 모멘트에 대해 보다 안정적으로 부체 (20) 를 계류할 수 있게 되어 있다.

또, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 계류 장치 (36) 는, 칼럼 (22a) 과 접속되어 있는 계류삭 (34a) (제 3 계류삭) 을 포함하고 있다. 이와 같이, 계류삭 (34b, 34c) 에 더하여, 계류삭 (34a) 을 구비하고 있으면, 보다 안정적으로 부체 (20) 를 계류할 수 있다. 또한, 도 2 에 나타낸 실시형태에서는, 칼럼 (22a) 에 2 개의 계류삭 (34a) 이 접속되어 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 적어도 1 개 이상의 계류삭 (34a) 이 접속되어 있으면 되는 것이다.

이상, 본 발명의 바람직한 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서의 여러 가지의 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 평면에서 보아 가상 삼각형상을 이룬 부체의 일례로서, 대략 V 자상의 부체 (20) 에 대해 설명했다. 그러나, 본 발명에 있어서 「가상 삼각형상」 이란, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 가지며, 그 3 개의 정점부를 접속하는 가상선을 상정한 경우에, 개략 삼각형상으로 인식할 수 있는 형상을 말하는 것으로 하고, 예를 들어, 도 7 의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 삼각형상의 플레이트 (29) 를 갖는 부체 (20) 여도 되고, 또 도 7 의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 3 개의 로워 헐 (24a, 24b, 24c) 이 삼각형상으로 조립된 형상이어도 되고, 또 도 7 의 (c) 에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아 대략 V 자상의 부체 (20) 에 있어서, 칼럼 (22) 으로부터 로워 헐 (24) 이 일부 돌출되어 있는 형상이어도 되는 것이다.

또, 가상 삼각형상에 있어서, 예를 들어 도 7 의 (d) 에 나타낸 가상 정삼각형상과 같이, 가장 내각이 큰 정점부가 2 이상 있는 경우에는, 그들 중의 임의의 하나의 정점부를 상기 서술한 가장 내각이 큰 정점부로서 파악하면 된다.

실시예

다음으로, 본 발명의 부체식 풍력 발전 장치 (1) 에 대해 실시한 계류 시뮬레이션 결과에 대해 설명한다.

계류 시뮬레이션에서는, 계류삭의 연신 방향의 차이에 의한 계류삭에 작용하는 최대 인장력을 검증하기 위해, 도 8 의 (a) 에 나타낸 것을 실시예, 도 8 의 (b) 에 나타낸 것을 비교예로서 실시했다.

또한, 실시예 및 비교예에서, 부체 (20) 의 형상 및 풍력 발전 장치 (10) 의 규격 등은 이하에 나타내는 바와 같이 동일하다.

＜부체 (20)＞

부체 길이 (L) ： 94.0 m

부체폭 (B) ： 53.0 m

칼럼 직경 (D) ： 12.0 m

칼럼 깊이 ： 30.0 m

흘수 ： 15.0 m

배수량 ： 11,200 ton

＜풍력 발전 장치 (10)＞

풍차 규격 ： 2.4 MW 급

또, 실시예 및 비교예의 각각에 대해, 합성 섬유 로프 및 강제 체인의 2 종류의 계류삭으로 시뮬레이션을 실시했다.

상기의 전제 조건하에, 실시예 및 비교예에 있어서, 동일한 하중을 작용시켜, 부체에 표류력 및 선회 모멘트를 발생시킨 경우에 있어서의, 계류삭에 발생한 최대 장력을 표 1 에 나타낸다. 또한, 표 1 의 성립성에 있어서, 「○」 는, 최대 장력에 대해 계류삭의 내력이 상회하고 있는 것을 나타내고, 「×」 는, 최대 장력에 대해 계류삭의 내력이 하회하고 있는 것을 나타낸다.

표 1 에서도 알 수 있는 바와 같이, 실시예에서는, 비교예와 비교해서, 계류삭에 발생하는 최대 장력이 대폭 저감된다. 또, 계류삭의 종류로서는, 강제 체인보다, 신축성이 우수한 합성 섬유 로프가, 계류삭에 발생하는 최대 장력이 작아지는 것이 확인되었다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 수면에 뜨는 부체와, 그 부체에 설치된 풍력 발전기와, 부체를 계류하는 계류 장치를 구비한 부체식 풍력 발전 장치로서 이용할 수 있다.

Claims

수면에 뜨는 부체와, 그 부체에 설치된 풍력 발전기와, 그 부체를 계류하는 계류 장치를 구비한 부체식 풍력 발전 장치에 있어서,
상기 부체는, 평면에서 보아 3 개의 정점부를 갖는 가상 삼각형상으로 형성되어 있고,
상기 계류 장치는, 상기 가상 삼각형상의 3 개의 정점부 중, 가장 내각이 큰 정점부 또는 가장 내각이 큰 정점부가 2 이상 있는 경우에는 그들 중의 임의의 하나의 정점부, 이외의 2 개의 정점부의 일측과 그 일단측이 접속되는 제 1 계류삭과 타측과 그 일단측이 접속되는 제 2 계류삭을 포함하고,
상기 제 1 계류삭 및 상기 제 2 계류삭은, 평면에서 보아, 상기 부체로부터 이간되고, 또한 서로 교차하는 방향으로 연신됨과 함께,
상기 제 1 계류삭의 타단측은 수저에 고정되는 제 1 의 앵커와 접속되고, 상기 제 2 계류삭의 타단측은 수저에 고정되는 제 2 의 앵커와 접속되는 것을 특징으로 하는 부체식 풍력 발전 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 계류삭은, 평면에서 보아, 상기 부체의 중심과 상기 일측의 정점부를 통과하는 선에 대해 수직을 이루는 방향으로 연신되고,
상기 제 2 계류삭은, 평면에서 보아, 상기 부체의 중심과 상기 타측의 정점부를 통과하는 선에 대해 수직을 이루는 방향으로 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 부체식 풍력 발전 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 계류 장치는, 상기 가상 삼각형상의 3 개의 정점부 중, 가장 내각이 큰 정점부 또는 가장 내각이 큰 정점부가 2 이상 있는 경우에는 그들 중의 임의의 하나의 정점부와 접속되는 제 3 계류삭을 포함하는 것을 특징으로 하는 부체식 풍력 발전 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 부체는, 3 개의 칼럼과, 그 3 개의 칼럼간을 접속하는 2 개의 로워 헐로 이루어지는 평면에서 보아 V 자상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부체식 풍력 발전 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 부체는, 3 개의 칼럼과, 그 3 개의 칼럼간을 접속하는 2 개의 로워 헐로 이루어지는 평면에서 보아 V 자상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부체식 풍력 발전 장치.