KR101549196B1 - 해상풍력타워의 설치방법 - Google Patents

해상풍력타워의 설치방법 Download PDF

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Abstract

해상풍력타워의 설치방법가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 해저면에 슬리브를 안착시키고, 복수개의 파일을 통해 슬리브를 해저면에 고정하는 슬리브 설치단계; 타워, 터빈 및 블레이드를 조립하여 타워 조립체를 형성하는 선행 조립단계; 타워 조립체를 슬리브가 설치된 해상의 설치위치로 운송하는 타워 조립체 운송단계; 타워 조립체를 슬리브로 하강시키고, 타워의 하부측을 슬리브에 마련된 메인 슬리브 내로 삽입 설치하는 타워 조립체 안착단계; 및 삽입 설치된 타워 하부측을 메인 슬리브에 고정시키는 타워 조립체 고정단계;를 포함하는 해상풍력타워의 설치방법이 제공될 수 있다.

Description

해상풍력타워의 설치방법 {INSTALLATION METHOD FOR OFFSHORE WIND TOWER}
본 발명은 해상풍력타워의 설치방법에 관한 것이다.
해상풍력타워의 지지구조 중 하나로 모노파일(monopile) 구조가 사용되고 있다. 이러한 모노파일 구조는 공개특허공보 제10-2012-0001384호에 개시된 바와 같이 모노파일을 해저면에 관입시키고 트랜지션피스(transition piece) 등을 통해 타워를 연결하여 터빈, 블레이드 등 상부 구조물의 하중을 모노파일을 통해 지지하는 구조를 가지고 있으며, 현재까지는 비교적 수심이 얕은 천해(shallow water) 환경에 적용되고 있다.
그러나 상기와 같은 모노파일 구조는 최근 30미터 이상의 대수심(deep water)에 대하여도 그 적용이 확대되고 있으며, 해상풍력타워의 대형화로 인해 점차 대구경화된 모노파일이 요구되고 있다. 이와 같은 적용 환경의 확대나 모노파일의 대구경화는 설치 비용의 증대를 가져올 수 있으며, 특히, 대구경화된 모노파일 등을 설치하기 위하여는 대응되는 용량의 설치 장비가 필요한 문제가 있다. 즉, 해상풍력타워의 대형화나 모노파일의 대구경화는 설치 장비의 대형화를 가져오게 되며, 이는 결국, 설치 비용의 증대를 초래하게 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0001384호 (2012년 01월 04일 공개)
본 발명의 실시예들은, 해상풍력타워의 대형화에 대응 가능하면서도 설치 비용을 최소화시킬 수 있는 해상풍력타워의 설치방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해저면에 슬리브를 안착시키고, 복수개의 파일(pile)을 통해 상기 슬리브를 해저면에 고정하는 슬리브 설치단계; 타워, 터빈 및 블레이드를 조립하여 타워 조립체를 형성하는 선행 조립단계; 상기 타워 조립체를 상기 슬리브가 설치된 해상의 설치위치로 운송하는 타워 조립체 운송단계; 상기 타워 조립체를 상기 슬리브로 하강시키고, 상기 타워의 하부측을 상기 슬리브에 마련된 메인 슬리브 내로 삽입 설치하는 타워 조립체 안착단계; 및 삽입 설치된 상기 타워 하부측을 상기 메인 슬리브에 고정시키는 타워 조립체 고정단계;를 포함하는 해상풍력타워의 설치방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 해상풍력타워의 설치방법은, 슬리브를 매개로 복수개의 파일에 의해 타워가 지지되기 때문에, 해상풍력타워가 대형화 또는 대구경화된 경우에도 파일 개수의 조절 등을 통해 쉽게 대응이 가능하며, 분산된 지지 구조를 통해 보다 안정적인 지지가 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 해상풍력타워의 설치방법은, 모노파일 등이 직접 해저면에 파일링되는 것이 아니기 때문에, 대구경의 모노파일식 타워인 경우에도 설치가 용이하며, 고가의 잭업 바지 등을 사용하지 않고도 가용 가능한 설치 장비를 통해 저비용으로 설치가 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 있어서 슬리브 설치단계를 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 슬리브의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 있어서 타워 조립체 운송단계를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 있어서 타워 안착단계를 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 의해 설치 완료된 해상풍력타워를 보여주는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법을 보여주는 순서도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법(이하, '설치방법'으로 약칭함)은, 해저면에 슬리브를 설치하는 슬리브 설치단계(S10), 타워, 터빈, 블레이드 등을 조립하는 선행 조립단계(S20), 선행 조립된 타워 조립체를 해상의 설치위치로 이동시키는 타워 조립체 운송단계(S30), 운송된 타워 조립체를 슬리브로 삽입 설치하는 타워 조립체 안착단계(S40) 및, 안착된 타워 조립체를 슬리브에 고정시키는 타워 조립체 고정단계(S50)를 포함할 수 있다.
슬리브 설치단계(S10)는 해저면에 타워 조립체의 안착을 위한 슬리브를 고정 설치하는 단계로, 슬리브를 설치위치의 해저면에 안착시키는 슬리브 안착단계와, 파일링(piling)을 통해 안착된 슬리브를 고정시키는 슬리브 고정단계를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 설치방법은 모노파일(monopile) 형태의 타워를 해저면에 직접 설치하는 것이 아니라, 기 설치된 슬리브를 매개로 타워가 해저면 등에 설치되는 방식을 사용함으로써, 대구경의 타워에도 적용이 가능하게 되며, 종래의 모노파일형 지지 구조에 비해 보다 깊은 수심에서도 설치 및 적용이 가능한 이점이 있게 된다.
선행 조립단계(S20)는 슬리브에 설치되기 위한 타워 조립체를 형성하는 단계로, 타워, 터빈, 블레이드 등을 제작 또는 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 선행 조립단계(S20)는 전술한 슬리브 설치단계(S10)와 별개로 수행될 수 있으며, 슬리브 설치단계(S10)의 전, 후 또는, 슬리브 설치단계(S10)와 병행하여 이뤄질 수 있다. 또한, 선행 조립단계(S20)는 슬리브의 설치위치와 분리된 별도의 작업공간에서 이뤄질 수 있다. 다시 말하면, 선행 조립단계(S20)는 설치위치와 이격된 육상 또는 해상의 작업공간에서 별도 수행될 수 있으며, 육상 또는 해상의 기반시설이 충분히 활용될 수 있는 작업공간에서 이뤄질 수 있다.
한편, 타워 조립체 운송단계(S30)에서는 타워, 터빈, 블레이드 등이 조립된 타워 조립체를 슬리브가 설치된 해상의 설치위치까지 이동시키게 된다. 특히, 본 실시예에 따른 설치방법은 타워, 터빈, 블레이드 등이 기 조립된 타워 조립체 상태로 운송이 이뤄지기 때문에, 상대적으로 낮은 위치의 지지점에서도 타워 조립체의 지지 및 운송이 가능하게 되며, 이는 결과적으로 플로팅 크레인(floating crane) 등을 통한 운송을 가능케 하는 이점을 가져오게 된다. 이에 대하여는 후술할 도 4를 참조하여 부연 설명키로 한다.
타워 조립체 안착단계(S40)에서는 플로팅 크레인 등에 의해 설치위치로 운송된 타워 조립체를 기 설치된 슬리브에 삽입 설치하게 된다. 즉, 터빈, 블레이드 등이 미리 조립된 상태의 타워 조립체는 하단이 해저면에 고정 설치된 슬리브로 삽입되어 슬리브 내에 안착될 수 있다.
또한, 타워 조립체 고정단계(S50)에서는 상기와 같이 슬리브로 삽입된 타워 조립체를 그라우팅(grouting) 등을 통해 슬리브에 고정시키게 되며, 이로 인해, 타워 조립체는 슬리브에 의해 지지된 상태로 해상에 고정 설치될 수 있다.
상기와 같은 설치방법은 고정식 풍력타워의 해상 설치에 적용될 수 있으며, 특히, 가용 가능한 설치 장비를 가지고 기존의 모노파일형(monopile type) 지지 구조를 대형화, 대수심화 하는데 유용하게 활용될 수 있다. 또한, 상기와 같은 설치방법은 설치위치에서의 해상 작업을 최소화하여 설치에 필요한 시간 및 비용을 저감시키는 한편, 최소 용량의 설치 장비를 통해 대형화된 풍력타워의 설치를 가능케 하는 기술적 이점이 있게 된다.
이하, 도 2 내지 6을 참고하여, 상기의 슬리브 설치단계(S10), 선행 조립단계(S20), 타워 조립체 운송단계(S30), 타워 조립체 안착단계(S40) 및, 타워 조립체 고정단계(S50)를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 있어서 슬리브 설치단계를 보여주는 개략도이다.
도 2를 참고하면, 슬리브 설치단계(S10)는 슬리브(10)를 해저면(F)에 안착시키는 단계를 포함할 수 있다. 슬리브(10)는 플로팅 크레인 등에 의해 설치위치로 이송될 수 있으며, 와이어 등에 의해 핸들링된 상태로 해저면(F)으로 하강 및 안착 설치될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 슬리브를 보여주는 확대도이다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 슬리브(10)는 타워 조립체의 타워 하단이 삽입 설치될 수 있도록 상하단이 개구된 메인 슬리브(11)를 구비할 수 있다. 본 실시예의 경우 중공 원통형의 메인 슬리브(11)를 예시하고 있으나, 메인 슬리브(11)는 타워 하단이 삽입 설치될 수 있는 크기 및 형상이면 무관하며, 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 메인 슬리브(11)는 타원형이나 다각 형상의 통형 부재로 이뤄질 수 있다.
또한, 메인 슬리브(11)는 타워 하단의 반경과 대응되거나 이보다 소정정도 큰 반경으로 형성될 수 있다. 이는 타워 하단이 메인 슬리브(11) 내로 삽입 가능하도록 하기 위함으로, 메인 슬리브(11)는 타워 하단의 반경보다 소정정도 큰 반경으로 형성되어, 타워 하단의 삽입 설치시 메인 슬리브(11)와 타워 간에 소정정도 간격이 형성될 수 있다. 이와 같은 메인 슬리브(11)와 타워 간 간격은 그라우팅 등을 통한 타워의 고정을 가능하게 하며, 필요에 따라 유압잭 등을 통해 타워의 자세, 기울기 등도 조절 가능하게 한다.
또한, 메인 슬리브(11) 상단에는 보호캡(12)이 구비될 수 있다. 보호캡(12)은 메인 슬리브(11) 상단의 개구부를 차폐하여 설치 과정에서 메인 슬리브(11) 내측으로 토사 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하게 된다. 이와 같은 보호캡(12)은 메인 슬리브(11)로 타워 하단을 삽입 설치하기 전 제거될 수 있다.
또한, 메인 슬리브(11)의 내주면에는 시어키(shear key, 13)가 마련될 수 있다. 시어키(13)는 메인 슬리브(11)의 내주면 둘레를 따라 원형 고리 형성될 수 있으며, 복수개가 마련되어 메인 슬리브(11)의 내주면에 상하 방향으로 이격 배치될 수 있다. 이와 같은 시어키(13)는 후술할 타워 하부측에 마련된 시어키(25, 도 5 참고)와 대응되며, 메인 슬리브(11)와 타워 하부측 간의 그라우팅 접합을 용이하게 한다.
필요에 따라, 본 실시예에 따른 슬리브(10)는 메인 슬리브(11) 내 삽입 설치된 타워의 위치 조정을 위해 복수개의 자세 조절용 잭(14)을 구비할 수 있다. 복수개의 자세 조절용 잭(14)은 메인 슬리브(11)의 둘레를 따라 이격 배치되어 메인 슬리브(11)를 중심으로 방사형 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우 메인 슬리브(11) 둘레를 따라 총 3개의 자세 조절용 잭(14)이 배치된 경우를 예시하고 있다. 각 자세 조절용 잭(14)은 유압 등에 의해 구동될 수 있으며, 단부가 메인 슬리브(11)의 중심부를 향해 배치되어 메인 슬리브(11)로 삽입 설치된 타워 외주면에 접촉되는 피스톤(14a)을 구비할 수 있다. 각 피스톤(14a)은 메인 슬리브(11)의 중심부를 향해 전후진 구동됨으로써, 메인 슬리브(11)로 삽입된 타워의 위치, 자세, 기울기 등을 조절하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 슬리브(10)는 메인 슬리브(11) 주변에 이격 배치되는 복수개의 파일 슬리브(15)를 구비할 수 있다. 파일 슬리브(15)는 상하단이 개구된 중공 원통형으로 형성될 수 있으며, 보강바(16)를 통해 메인 슬리브(11)와 연결되어 복수개가 메인 슬리브(11)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우 중앙의 메인 슬리브(11)를 중심으로 총 4개의 파일 슬리브(15)가 마련된 경우를 예시하고 있다. 다만, 이와 같은 파일 슬리브(15)의 개수는 필요에 따라 증감 변동될 수 있음은 물론이다.
필요에 따라, 본 실시예에 따른 슬리브(10)는 복수개의 수평 조절용 잭(17)을 구비할 수 있다. 각 수평 조절용 잭(17)은 유압 등을 통해 상하방향으로 구동되어, 슬리브(10)의 수평을 조절하게 된다. 또한, 수평 조절용 잭(17)은 각 파일 슬리브(15)에 대응되도록 복수개가 구비될 수 있다. 본 실시예의 경우 각 파일 슬리브(15)에 대응되도록 메인 슬리브(11)를 중심으로 총 4개의 수평 조절용 잭(17)이 마련된 경우를 예시한 바 있다.
다시 도 2를 참고하면, 이상에서 설명한 슬리브(10)는 플로팅 크레인 등에 의해 해저면(F)으로 하강 및 안착 설치될 수 있다. 나아가, 슬리브 설치단계(S10)는 해저면(F)에 안착된 슬리브(10)를 파일(P)을 통해 고정시키는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 해저면(F)에 슬리브(10)가 안착되면, 각 파일 슬리브(15)를 통해 가이드된 상태로 파일(P)이 해저면(F)에 드릴링, 해머링 등을 통해 설치되어 슬리브(10)가 고정되게 된다.
또한, 필요에 따라 슬리브 설치단계(S10)는 각 파일 슬리브(15) 내로 그라우팅을 주입하여 각 파일(P)을 파일 슬리브(15) 내 고정시키는 단계를 포함할 수 있으며, 파일(P)의 설치 이전에 수평 조절용 잭(17)을 통해 슬리브(10)의 수평을 조절하는 단계 또한 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 있어서 타워 조립체 운송단계를 보여주는 개략도이다.
도 4를 참고하면, 슬리브 설치단계(S10)와 별개로 육상 또는 해상의 작업공간에서는 선행 조립단계(S20)가 수행될 수 있다. 선행 조립단계(S20)에서는 타워(T), 터빈(N), 블레이드(B) 등을 기 조립하여 타워 조립체(A)를 형성할 수 있다. 특히, 이와 같은 선행 조립단계(S20)는 슬리브(10)의 설치위치와 이격된 육상 등에서 수행될 수 있으며, 이는 기후 등에 많은 영향을 받고 상대적으로 고비용이 소요되는 해상 작업을 최소화할 수 있는 이점을 가져오게 된다. 다시 말하면, 선행 조립단계(S20)는 설치위치에서의 해상 작업을 최소화시키기 위한 것으로, 풍력타워의 운용을 위한 주요 설비 등은 본 선행 조립단계(S20)를 통해 대부분 조립 완료될 수 있다.
한편, 본 실시예의 선행 조립단계(S20)는 타워(T) 하부측에 간격재(21), 완충부(22) 및 시어키(25)를 설치하는 단계를 포함할 수 있다 (도 5 참고). 간격재(21)는 타워(T) 하부측 외주면을 따라 상하 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 타워(T)의 외주면 둘레를 따라 소정간격으로 복수개가 이격 배치될 수 있다. 이와 같은 간격재(21)는 타워(T)의 삽입 설치시, 타워(T)와 메인 슬리브(11) 간의 적정 간격을 유지하고, 그라우팅 접착을 위한 각 시어키(13, 25)가 상호 간섭되지 않도록 한다.
또한, 완충부(22)는 해저면(F)에 충돌되는 타워(T) 하단에 설치될 수 있으며, 탄성 부재나 완충(cushion) 구조를 구비하고 타워(T) 하단에 전달되는 충격력을 완화시키게 된다. 한편, 메인 슬리브(11) 내로 삽입되는 타워(T) 하부측의 외주면에는 시어키(25)가 설치될 수 있다. 이와 같은 시어키(25)는 메인 슬리브(11) 내측의 시어키(13)와 대응되며, 타워(T)의 외주면 둘레를 따라 원형 고리 형태로 형성되거나, 복수개가 타워(T) 외주면을 따라 상하 방향으로 이격 배치되어, 그라우팅 접합을 용이하게 하고, 접합력을 증대시키게 된다.
상기와 같이 조립 완료된 타워 조립체(A)는 플로팅 크레인(C) 등에 의해 슬리브(10)가 설치된 해상의 설치위치까지 운송될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 타워 조립체 운송단계(S30)에서는 선행 조립된 타워 조립체(A)가 해상의 설치위치로 운송되게 된다.
이때, 타워 조립체(A)는 전체 구조물의 무게중심(G)보다 소정정도 높은 지점을 지지점(S)으로 플로팅 크레인(C)에 의해 지지될 수 있다. 특히, 본 실시예와 같이 선행 조립단계(S20)를 거쳐 기 조립된 타워 조립체(A)는 대략 타워(T) 중단 정도에 무게중심(G)이 형성될 수 있는바, 플로팅 크레인(C)이 타워(T) 중단 정도까지만 접근 가능하면 타워 조립체(A)의 운송이 가능하게 된다. 이는 상대적으로 작은 크기나 용량의 플로팅 크레인(C)으로도 타워 조립체(A)의 운송이나 풍력타워의 설치가 가능하도록 하는 이점을 가져오게 된다. 나아가, 상대적으로 고가의 설비인 잭업 바지(jack-up barge) 등을 사용하지 않고도 플로팅 크레인(C)을 통해 풍력타워의 설치를 가능하게 할 수 있다.
상기와 관련하여 부연하면, 통상적으로 모노파일형 풍력타워는 해저면에 모노파일(타워)을 파일링한 후, 타워 상단에 터빈, 블레이드 등을 설치하게 된다. 따라서 종래의 경우 터빈, 블레이드 등의 설치를 위하여는 상대적으로 높은 지점인 타워 상단까지 터빈, 블레이드 등의 인양이 가능한 인양수단이 필요하게 된다. 또한, 터빈, 블레이드 등의 설치가 해상에서 이뤄지기 때문에 고도의 안정성이 요구되게 되며, 이러한 이유로 대부분 해저면에 고정 설치되는 고정식 잭업 바지가 설치에 사용되고 있었다. 그러나 본 실시예에 따른 설치방법의 경우 터빈, 블레이드 등이 기 조립된 상태로 운송되기 때문에 타워(T) 중단 정도까지 접근 가능한 플로팅 크레인(C)이면 타워 조립체(A)의 운송이 가능하게 되며, 해상의 설치위치에서 터빈, 블레이드 등의 조립 작업이 직접 이뤄지는 것이 아니기 때문에, 잭업 바지가 아닌 플로팅 크레인(C) 정도로도 풍력타워의 설치가 가능한 이점이 있게 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 타워 조립체 운송단계(S30)는 가이드 프레임(23), 와이어(24) 등에 의해 타워 조립체(A)의 균형이나 자세를 유지시키는 단계를 포함할 수 있다. 결국, 타워 조립체(A)는 무게중심(G) 상부측이 플로팅 크레인(C)에 의해 지지되고, 가이드 프레임(23), 와이어(24) 등에 의해 균형이나 자세가 유지된 상태로 설치위치까지 운송될 수 있으며, 경우에 따라 타워(T) 하부측은 일부 해수 중에 잠긴 상태로 운송될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 있어서 타워 조립체 안착단계를 보여주는 개략도이다.
도 5를 참고하면, 타워 조립체 안착단계(S40)는 설치위치까지 운송된 타워 조립체(A)를 해저면(F)에 기 설치된 슬리브(10)로 하강시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 타워 조립체 안착단계(S40)는 타워 조립체(A)의 타워(T) 하단을 메인 슬리브(11) 내로 삽입시키는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 설치위치로 운송된 타워 조립체(A)는 플로팅 크레인(C) 등에 의해 해저면(F)으로 하강되며, 타워(T) 하단이 메인 슬리브(11)로 삽입 설치되게 된다.
상기와 같은 과정에서, 타워(T) 하부측의 간격재(21)는 메인 슬리브(11)와 타워(T) 간 적정 간격을 유지시키고, 타워(T) 삽입시 각 시어키(13, 25) 간의 간섭을 방지하게 된다. 또한, 메인 슬리브(11) 내측이나 타워(T) 하부측에 형성된 각 시어키(13, 25)는 타워 조립체 고정단계(S50) 등에서 그라우팅 접합시 접합력을 증대시키게 되며, 타워(T) 하단의 완충부(22)는 타워(T)가 해저면(F)에 충돌되는 충격을 완화시켜 타워(T)의 파손을 방지하게 된다. 나아가, 이와 같은 타워 조립체 안착단계(S40)는 타워(T)의 삽입 설치 과정에서 자세 조절용 잭(14)을 통해 타워(T)의 위치, 자세, 기울기 등을 조절하는 과정을 포함할 수도 있다.
한편, 타워 조립체 고정단계(S50)에서는 타워(T) 하부측이 메인 슬리브(11) 내로 완전히 삽입된 후 메인 슬리브(11) 내로 그라우팅을 주입하여 타워(T) 하부측을 메인 슬리브(11)에 고정시키게 된다. 이로 인해, 타워(T)는 슬리브(10)에 고정되게 되며, 타워(T)로 전달되는 하중은 슬리브(10)를 고정하는 복수개의 파일(P)에 의해 지지되게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력타워의 설치방법에 의해 설치 완료된 해상풍력타워를 보여주는 개략도이다.
전술한 각 단계를 거쳐 타워 조립체(A)가 슬리브(10)에 고정 완료되면, 도 6과 같은 형태로 해상풍력타워가 설치 완료될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 타워(T) 하부측은 슬리브(10)를 매개로 해저면(F)에 고정 설치되게 되며, 타워(T)로 전달되는 하중은 슬리브(10)를 고정하는 복수개의 파일(P)에 의해 지지되게 된다. 특히, 이와 같은 방식은 복수개의 파일(P)에 의해 타워(T)가 고정 지지되기 때문에, 대구경의 타워(T)인 경우에도 파일(P)의 개수 등을 늘려 쉽게 대응이 가능하며, 분산된 지지 구조를 통해 보다 안정적인 고정이 가능한 이점이 있다. 또한, 모노파일 형태의 타워(T)가 직접 해저면(F)에 파일링되는 것이 아니기 때문에, 대구경의 모노파일식 타워인 경우에도 설치가 용이하며, 고가의 잭업 바지 등을 사용하지 않고도 설치가 가능한 이점이 있게 된다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
S10: 슬리브 설치단계 S20: 선행 조립단계
S30: 타워 조립체 운송단계 S40: 타워 조립체 안착단계
S50: 타워 조립체 고정단계
F: 해저면 P: 파일
C: 플로팅 크레인 T: 타워
N: 터빈 B: 블레이드
A: 타워 조립체
10: 슬리브 11: 메인 슬리브
12: 보호캡 13: 시어키
14: 자세 조절용 잭 15: 파일 슬리브
16: 보강바 17: 수평 조절용 잭
21: 간격재 22: 완충부
23: 가이드 프레임 24: 와이어
25: 시어키

Claims (6)

  1. 해저면에 슬리브를 안착시키고, 복수개의 파일(pile)을 통해 상기 슬리브를 해저면에 고정하는 슬리브 설치단계;
    타워, 터빈 및 블레이드를 조립하여 타워 조립체를 형성하는 선행 조립단계;
    상기 타워 조립체를 상기 슬리브가 설치된 해상의 설치위치로 운송하는 타워 조립체 운송단계;
    상기 타워 조립체를 상기 슬리브로 하강시키고, 상기 타워의 하부측을 상기 슬리브에 마련된 메인 슬리브 내로 삽입 설치하는 타워 조립체 안착단계; 및
    삽입 설치된 상기 타워 하부측을 상기 메인 슬리브에 고정시키는 타워 조립체 고정단계;를 포함하되,
    상기 타워 조립체 안착단계는,
    상기 메인 슬리브의 중심을 향해 배치된 복수개의 자세 조절용 잭을 통해 상기 타워 조립체의 위치, 자세 또는 기울기 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는, 해상풍력타워의 설치방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬리브 설치단계는,
    해저면에 안착된 상기 슬리브를 복수개의 수평 조절용 잭을 통해 수평 조절하는 단계; 및
    상기 메인 슬리브를 중심으로 이격 배치된 복수개의 파일 슬리브에 상기 각 파일을 삽입하고, 상기 각 파일을 해저면으로 파일링(piling)하는 단계;를 포함하는, 해상풍력타워의 설치방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 선행 조립단계는, 상기 타워 하부측에 간격재를 설치하고, 상기 타워 하단에 완충부를 설치하는 단계를 포함하며,
    상기 타워 조립체 안착단계는, 상기 간격재에 의해 상기 타워와 상기 메인 슬리브 간 소정간격이 유지되며, 상기 완충부가 상기 타워의 하단과 해저면 사이에 개재되어 충격을 완화시키는 단계를 포함하는, 해상풍력타워의 설치방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 타워 조립체 운송단계는,
    플로팅 크레인을 통해 상기 타워 조립체의 무게중심보다 소정정도 높은 지점을 지지하는 단계를 포함하되, 상기 무게중심은 상기 타워의 상단에서 하방으로 소정간격 이격된 지점에 형성되는, 해상풍력타워의 설치방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 타워 조립체 고정단계는,
    상기 타워의 하부측이 삽입 설치된 상기 메인 슬리브 내로 그라우팅(grouting)을 주입하여, 상기 타워 하부측을 상기 메인 슬리브에 고정시키는 단계를 포함하되,
    상기 메인 슬리브의 내주면 또는, 상기 메인 슬리브 내로 삽입되는 상기 타워 하부측의 외주면 중 적어도 하나에는, 시어키(shear key)가 마련되는, 해상풍력타워의 설치방법.
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