KR101997266B1 - Offshore windmill - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 풍력발전기의 타워 내부에 마련되고, 비상시 전력을 공급하는 비상발전기; 판재로 형성되고, 일단이 상기 타워 내부의 벽에 고정되며, 상기 비상발전기를 하측에서 지지하는 플랜지; 및 상기 비상발전기의 작동을 제어하는 제어시스템; 을 포함하는 해상 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 해상 풍력발전기의 타워 내부에 비상발전기를 마련함으로써 해상 풍력발전기의 정전사고시 UPS보다 적은 비용으로 안정적이고 계속적인 비상전력을 공급할 수 있는 효과가 있다. 또한, 해상 풍력발전기의 정전사고시에도 요 시스템을 작동시킬 수 있는 안정적 전력을 공급할 수 있어, 상기 요 시스템의 미작동으로 인한 블레이드 등의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention provides an emergency generator comprising: an emergency generator provided inside a tower of a wind turbine generator for supplying power in an emergency; A flange formed of a plate material and having one end fixed to a wall inside the tower and supporting the emergency generator from the lower side; And a control system for controlling operation of the emergency generator; To an offshore wind power generator.
According to the present invention, by providing the emergency generator in the tower of the offshore wind power generator, stable and continuous emergency power can be supplied at a lower cost than the UPS in case of power failure of the offshore wind power generator. In addition, it is possible to supply stable electric power for operating the yawing system even in the case of an electric power failure of the offshore wind power generator, and it is possible to prevent damages of the blade due to the non-operation of the yawing system.
Description
본 발명은 해상 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해상 풍력발전기의 정전사고 발생시 비상전력을 안정적으로 공급할 수 있는 해상 풍력발전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an offshore wind turbine generator, and more particularly, to an offshore wind turbine generator capable of stably supplying emergency power when an off-axis wind turbine generator occurs.
일반적으로 해상 풍력발전기는 도 1에 도시된 바와 같이, 블레이드(10), 샤프트(20), 나셀(30), 타워(40), 지지부(50), 및 하부구조물(60)을 포함하여 구성된다.Generally, an offshore wind power generator comprises a
상기 블레이드(10)는 자연적으로 불어오는 바람에서 회전동력를 생산한다.The
상기 샤프트(20)는 상기 블레이드(10)가 고정되어 회전함에 따라 연동하는 회전중심축이 되고, 상기 나셀(30)과 연결되어 상기 나셀(30)에 회전동력를 공급한다.The
상기 나셀(30)은 상기 샤프트(20)에서 전달받은 회전운동을 전력으로 변환하는 발전기, 기타 제어장치, 변속장치 등을 내장하고 있다.The
상기 타워(40)는 상기 나셀(30)을 지지하는 구조물이며 내부에 상기 나셀(30)에서 생산된 전력를 내보내는 전력송출라인 등이 통과한다.The
상기 지지부(50)는 해상에 설치되어 상기 타워(40)를 지지하고 하부구조물(60)의 지지를 받는다.The
상기 해상 풍력발전기는 해상의 환경, 기상에 많은 영향을 받으며 이러한 주위환경은 바다의 특성상 급변하는 경향이 있다. 따라서, 상기 해상 풍력발전기에 이상이 있는 경우에도 기상조건이 악화되면 수리 등을 위해 상기 해상 풍력발전기에 접근하는 것이 용이하지 않다.The above-mentioned offshore wind turbine is influenced by the environment of the sea and the weather, and the surrounding environment tends to change rapidly due to the characteristics of the sea. Therefore, even if there is an abnormality in the offshore wind power generator, it is not easy to access the offshore wind power generator for repair or the like if the weather condition becomes worse.
상기 해상 풍력발전기의 운행 중 전력계통의 단선 등으로 인한 정전사고 등이 발생하고, 기상조건의 악화로 작업자의 접근이 어려운 경우에도 발전설비의 안전을 위해 비상전원을 계속 공급할 필요가 있다.It is necessary to continuously supply the emergency power source for the safety of the power generation facility even in the case where a power failure occurs due to disconnection of the power system during the operation of the offshore wind power generator and the accessibility of the worker is difficult due to deterioration of weather conditions.
이러한 정전사고 등을 대비하여 UPS(무정전 전력공급장치, uninterruptible power supply)등의 별도의 비상전력장치가 있으나, 이러한 장치들은 일반적으로 고가이고, 운행가능시간이 비교적 짧기 때문에 비상시에 안정적인 전력을 상기 해상 풍력발전기에 공급하지 못하는 문제가 있다.There are separate emergency power devices such as a UPS (uninterruptible power supply) in preparation for such a power failure, but since these devices are generally expensive and have a relatively short serviceable time, There is a problem that it can not be supplied to the wind turbine generator.
특히, 풍력발전기의 요 시스템(31)은 강풍으로 인한 블레이드(10) 등의 손상을 방지하기 위해 전력을 가하여 상기 나셀(30)을 상기 타워(40)의 원주방향으로 회동시킬 필요가 있다.In particular, the
그러나, 정전사고시 전력이 안정적으로 공급되지 않는다면 상기 요 시스템(31)이 작동하지 않아 상기 블레이드(10) 등에 손상이 발생하는 문제가 있다.However, if the electric power is not stably supplied at the time of a power failure, the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 해상 풍력발전기의 정전사고 발생시 비상전력을 안정적으로 공급할 수 있는 수단을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a means for stably supplying emergency power when a power failure occurs in an offshore wind power generator.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 풍력발전기의 타워 내부에 마련되고, 비상시 전력을 공급하는 비상발전기; 판재로 형성되고, 일단이 상기 타워 내부의 벽에 고정되며, 상기 비상발전기를 하측에서 지지하는 플랜지; 및 상기 비상발전기의 작동을 제어하는 제어시스템; 을 포함하는 해상 풍력발전기를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an emergency generator comprising: an emergency generator provided inside a tower of a wind turbine generator and supplying power in an emergency; A flange formed of a plate material and having one end fixed to a wall inside the tower and supporting the emergency generator from the lower side; And a control system for controlling operation of the emergency generator; The present invention provides an offshore wind power generator.
또한, 상기 비상발전기와 상기 플랜지는 상기 타워 내부의 상부에 설치되는 것일 수 있다.Further, the emergency generator and the flange may be installed on the upper part of the tower.
또한, 상기 제어시스템은, 상기 비상발전기에 대한 제어신호를 생성하는 메인제어장치와, 상기 메인제어장치로부터 제어신호를 전달받는 발신장치와, 상기 발신장치가 발신하는 제어신호를 수신하여 상기 비상발전기로 전달하는 수신장치를 포함하는 것일 수 있다.The control system includes a main control device for generating a control signal for the emergency generator, a transmission device for receiving a control signal from the main control device, and a controller for receiving a control signal transmitted from the transmission device, To the receiving device.
또한, 상기 수신장치와 상기 발신장치는 유선으로 연결되는 것일 수 있다.In addition, the receiving apparatus and the transmitting apparatus may be wired.
또한, 상기 수신장치와 상기 발신장치는 무선으로 연결되는 것일 수 있다.In addition, the receiving apparatus and the transmitting apparatus may be wirelessly connected.
또한, 상기 메인제어장치는, 상기 비상발전기의 작동을 제어하는 제어패널이 마련되는 것일 수 있다.Further, the main control device may be provided with a control panel for controlling the operation of the emergency generator.
본 발명에 따르면, 해상 풍력발전기의 타워 내부에 비상발전기를 마련함으로써 해상 풍력발전기의 정전사고시 UPS보다 적은 비용으로 안정적이고 계속적인 비상전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by providing the emergency generator in the tower of the offshore wind power generator, stable and continuous emergency power can be supplied at a lower cost than the UPS in case of power failure of the offshore wind power generator.
또한, 해상 풍력발전기의 정전사고시에도 요 시스템을 작동시킬 수 있는 안정적 전력을 공급할 수 있어, 상기 요 시스템의 미작동으로 인한 블레이드 등의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to supply stable electric power for operating the yawing system even in the case of an electric power failure of the offshore wind power generator, and it is possible to prevent damages of the blade due to the non-operation of the yawing system.
도 1은 일반적인 해상 풍력발전기를 나타낸 측면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기에서 비상발전기의 설치위치를 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나타낸 해상 풍력발전기의 제어시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a side view showing a general offshore wind turbine,
2 is a schematic view showing a mounting position of an emergency generator in an offshore wind turbine according to an embodiment of the present invention,
3 is a configuration diagram showing a control system of an offshore wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Of course.
본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 비상발전기(100), 플랜지(200) 및 제어시스템(300)을 포함한다.The offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention includes an
상기 비상발전기(100)는 타워(40) 내부에 마련되고, 상기 해상 풍력발전기의 정전사고 등 비상시 작동하여 비상전력을 생산 및 공급하는 역할을 한다.The
상기 비상발전기(100)는 엔진과 발전기가 축으로 연결되는 일반적인 비상발전기를 사용할 수 있고, 발전용량, 하중 등의 사양은 상기 해상 풍력발전기의 규모에 따라 바람직하게 선택할 수 있다.The
상기 비상발전기(100)의 작동으로 생산되는 비상전력은 전력케이블(110)을 따라 상기 타워(40) 상부의 장치로 공급이 된다. 특히, 비상전력은 블레이드(10, 도 1 참조)의 손상방지를 위해 요 시스템(31, 도 1참조)이 풍향, 풍속 등에 따라 상기 타워(40)의 원주방향으로 회전할 수 있는 전력을 공급하는데 사용될 수 있다.Emergency power produced by the operation of the
상기 플랜지(200)는 일단이 상기 타워(40) 내부의 벽에 고정되고, 그 위에 상기 비상발전기(100)가 안착하게 되며, 상기 비상발전기(100)를 지지하는 역할을 한다.One end of the
상기 플랜지(200)는 상기 발전기의 하중을 충분히 지지해야 하고 안정적으로 고정해야하는 점, 제작의 용이성 등을 고려하면 판재로 형성되는 것이 바람직하고, 재질은 강판으로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the
또한, 상기 타워(40)의 높이가 통상적으로 수십 미터 이상에 달하게 되므로 상기 전력케이블(110)이 길이를 줄이고 상기 전력케이블(110)의 고정장치 등의 자재비용을 줄이기 위해, 상기 비상발전기(100)는 타워 상부(41) 내부에 설치하는 것이 바람직하다.In order to reduce the length of the
따라서, 상기 비상발전기(100)와 플랜지(200)는 상기 타워 상부 내부에 마련되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the
상기 제어시스템(300)은 상기 비상발전기(100)의 작동을 제어하는 역할을 하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인제어장치(310), 발신장치(320), 수신장치(330) 및 제어패널(340)을 포함한다.The
상기 메인제어장치(310)는 상기 해상 풍력발전기 전체의 작동을 제어하는 역할을 하고, 따라서 상기 비상발전기(100)의 작동을 제어하는 역할도 함께 수행하며, 이를 위해 상기 비상발전기(100)에 대한 제어신호를 생성한다.The
즉, 상기 해상 풍력발전기의 정전사고 등이 발생하여 비상전력을 공급할 필요가 있는 경우, 상기 메인제어장치(310)는 정전상황 등을 감지하여 제어신호를 생성하고 이에 의해 상기 비상발전기(100)는 작동하여 비상전력을 생산하여 필요한 장치에 공급하게 된다.That is, when it is necessary to supply emergency power due to a power outage or the like of the offshore wind power generator, the
상기 발신장치(320)는 상기 메인제어장치(310)에서 생성되는 상기 비상발전기(100)의 작동에 관한 제어신호를 전달받아 상기 수신장치(330)로 다시 전달하는 역할을 한다.The transmitting
상기 수신장치(330)는 상기 발신장치(320)로부터 상기 비상발전기(100)의 작동에 관한 제어신호를 수신하여 이와 전기적으로 연결되는 상기 비상발전기(100)에 전달함으로써, 상기 비상발전기(100)가 상기 제어신호에 따라 작동하여 전력을 생산하여 상기 요 시스템 등에 필요한 전력을 공급하도록 한다.The
한편, 상기 발신장치(320)와 수신장치(330) 간 제어신호의 전달방식은 상기 해상 풍력발전기의 운용 환경에 따라 유선 또는 무선으로 선택할 수 있다.The control signal transmission method between the
유선방식의 경우 상기 발신장치(320)와 수신장치(330)의 비교적 구성이 간단하고 비용이 저렴한 장점이 있으나, 제어신호를 전달하는 통신케이블을 상기 타워(40, 도 2 참조) 내부에 설치해야 하고, 이를 유지 및 보수해야하는 번거로움이 있다.In the case of the wired system, the
무선방식의 경우 상기 발신장치(320)와 수신장치(330)에 무선발신기와 수신기가 마련되어야 하므로 비교적 구성이 복잡하고 비용이 상승할 수 있으나, 제어신호를 전달하는 통신케이블이 사용되지 않으므로 상기 제어시스템(300)의 설치가 비교적 간단한 장점이 있다.In the case of the wireless system, since a radio transmitter and a receiver are provided in the
상기 제어패널(340)은 상기 메인제어장치(310)와 전기적으로 연결되고, 상기 비상발전기(100)의 작동을 작업자가 직접 제어할 수 있도록 하는 역할을 한다.The
즉, 상기 메인제어장치(310)는 비상시 자동으로 상기 비상발전기(100)를 작동시키지만, 필요한 경우 상기 비상발전기(100)를 수동으로 작동 또는 정지시키거나 상기 비상발전기(100)의 발전용량 등을 조절할 필요가 있으므로, 상기 제어패널(340)을 설치하여 사용할 필요가 있다.That is, the
따라서, 상기 제어패널(340)은 전력공급 상황 등을 나타내는 각종 계기판, 상기 발전기를 작동시키거나 정지시키는 작동스위치, 전력량 등을 조절하는 조절스위치 기타의 장치가 마련된다.Accordingly, the
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10: 블레이드
20: 샤프트
30: 나셀
31: 요 시스템
40: 타워
100: 비상발전기
110: 전력케이블
200: 플랜지
300: 제어시스템
310: 메인제어장치
320: 발신장치
330: 수신장치
340: 제어패널10: Blade
20: Shaft
30: Nacelle
31: Yoshi System
40: Tower
100: emergency generator
110: Power cable
200: Flange
300: Control system
310: main control device
320:
330: Receiver
340: Control panel
Claims (10)
판재로 형성되고, 일단이 상기 타워 내부의 벽에 고정되어, 상기 비상발전기를 지지하는 플랜지; 및
상기 비상발전기의 작동을 제어하는 제어시스템; 을 포함하며,
상기 비상발전기와 상기 플랜지는 상기 타워 내부의 상부에 설치되되 상기 플랜지는 일단만 상기 타워 내부의 벽에 고정되며,
상기 비상발전기는 전력 케이블을 매개로 상기 타워의 상부에 설치된 장치와 연결되며, 상기 비상발전기는 상기 타워의 상부에 설치된 요 시스템에 전력을 공급하는 해상 풍력발전기.An emergency generator provided inside the tower of the wind power generator and supplying power in an emergency;
A flange formed of a plate material and having one end fixed to a wall inside the tower, for supporting the emergency generator; And
A control system for controlling the operation of the emergency generator; / RTI >
The emergency generator and the flange are installed on the upper part of the tower, and the flange is fixed to the wall inside the tower only once,
Wherein the emergency generator is connected to a device installed at an upper portion of the tower via a power cable, and the emergency generator supplies electric power to a yaw system installed at an upper portion of the tower.
상기 제어시스템은,
상기 비상발전기에 대한 제어신호를 생성하는 메인제어장치와, 상기 메인제어장치로부터 제어신호를 전달받아 전송하는 발신장치와, 상기 발신장치가 발신하는 제어신호를 수신하여 상기 비상발전기로 전달하는 수신장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기.The method according to claim 1,
The control system includes:
A main control device for generating a control signal for the emergency generator, a transmission device for receiving and transmitting a control signal from the main control device, and a reception device for receiving a control signal transmitted from the transmission device and delivering the control signal to the emergency generator Wherein the wind turbine generator is a wind turbine generator.
상기 수신장치와 상기 발신장치는 유선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기.The method of claim 3,
Wherein the receiving device and the transmitting device are connected by a wire.
상기 수신장치와 상기 발신장치는 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기.The method of claim 3,
Wherein the receiving device and the transmitting device are connected wirelessly.
상기 메인제어장치는,
상기 비상발전기의 작동을 제어하는 제어패널이 마련되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기.The method of claim 3,
The main control device includes:
And a control panel for controlling the operation of the emergency generator is provided.
상기 메인제어장치는 정전상황을 감지하여 제어신호를 생성하고 이에 의해 상기 비상발전기는 작동하여 비상전력을 생산하여 공급하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기.The method of claim 3,
Wherein the main control device senses a power failure situation to generate a control signal, whereby the emergency generator is activated to produce and supply emergency power.
상기 비상발전기는 엔진과 상기 엔진에 축으로 연결된 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전기.The method according to claim 1,
Wherein the emergency generator includes an engine and a generator shaft connected to the engine.
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