KR20120102684A - 부유 에너지 생산 플랜트 - Google Patents

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KR20120102684A
KR20120102684A KR1020127014520A KR20127014520A KR20120102684A KR 20120102684 A KR20120102684 A KR 20120102684A KR 1020127014520 A KR1020127014520 A KR 1020127014520A KR 20127014520 A KR20127014520 A KR 20127014520A KR 20120102684 A KR20120102684 A KR 20120102684A
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앤더스 턴브져
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대그 랜드빅
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헥시콘 에이비
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Abstract

부유 에너지 생산 플랜트(1)는 설치 및 수심과 관계 없이 물 위에 설치될 수 있는 보통의 부유 유닛에 부착되는 적어도 세 개의 풍력 발전기(2)로 구성된다. 상기 유닛은 노드(3, 5) 형상을 갖는 적어도 세 개의 부착 지점에서 연결되는 파이프(4)로 구성된 프레임 워크(F)로 구성된다. 상기 파이프(4)는 각각의 단부(4a, 4b)에서 밀폐되고 상기 노드(3, 5)에 연결되도록 별도의 부유부를 형성한다.

Description

부유 에너지 생산 플랜트 {Floating Energy Producing Plant}
본 발명은 부유 에너지 생산 플랜트에 관한 것이다.
풍력은 CO2를 대기중으로 증발시키지 않기 때문에 더욱 바람직한 에너지 추출 시스템이 되고 있다. 육지에서 풍력이 갖는 몇 가지 문제점은 환경을 간섭하고 종종 무인 지역에 설치되기 때문에 유지하기 위한 비용이 많이 들 수 있다는 것이다. 따라서 유지, 보수 및 부품 교체는 종종 별도의 장치로의 복잡한 운송수단 및 문제가 많은 작업을 요구하는데, 예를 들면 중량화물 기중기용 크레인을 요구한다.
이전에 알려진 기술에 따른 풍력 유닛은 또한 콘크리트 기둥으로 바닥에 몰드되어, 바다에 별도의 장치로서 설치된다. 이것은 비교적 얕은 물을 요구하고, 따라서 설치는 보통 해안에 가깝고 주거지 또는 운동 시설지(recreational areas)에 가깝다. 이러한 설치 중 어느 것도 환경적 측면으로부터 바람직하지 않다. 따라서 해안에 가까운 해안선은, 특히 더 나은 대안이 있을 경우, 가능한 한 이런 유형의 설비로부터 피해질 것이다. 오늘날 바다에서 가까운 해안에 기반을 둔 모노-유닛(mono-units)의 유지 비용은 육지에서의 대응하는 유닛보다 3 내지 4배 더 높다. 더 먼 바다에 풍력 플랜트를 건설하는 것은 보통 더 깊은 깊이의 문제에 부딪히지만, 또한 관리 및 유지에 대한 현실적인 경제적 문제에도 부딪힌다. 풍력 플랜트가 오늘날까지 별도의 풍력발전기 유닛을 이용한다는 사실로 인해, 더 먼 바다에의 설치는 빠르게 비경제적이 된다. 바다에 풍력 플랜트를 설치하는 원칙은 보통 더 빈번하고 강한 바람이 있다는 이점이 있다.
본 발명의 목적은 바람으로부터 에너지를 회수하는 에너지 생산 플랜트를 생성하는 것이다. 이 에너지 생산 플랜트는 청구항 1에서 기술된다.
청구항 1에 따른 에너지 생산 플랜트는 보통의 부유 유닛(floating unit)에 부착되는 적어도 세 개의 풍력발전기로 구성된다. 상기 유닛은 설치 및 수심과 관계 없이 물 위에 설치될 수 있다. 상기 유닛은 노드 형상을 갖는 적어도 세 개의 부착 지점에서 연결되는 파이프로 구성된 프레임 워크로 구성된다. 본 발명에 대해 특징지어진 것은 상기 파이프는 그 각각의 단부에서 밀폐되고 상기 노드에 연결되도록 별도의 부유부를 형성한다는 것이다.
이것은 해안으로부터 더 멀리 물 위에 설치될 수 있는 풍력 추출 플랜트를 생산하며, 해안선에 설치되는 것을 피하게 해준다. 동일한 유닛 상에 배치되는 적어도 세 개의 풍력발전기이기 때문에 유지는 이득이 될 수 있다. 바람직하게, 상기 적어도 세 개의 풍력발전기는 각각 별도의 풍력발전기가 가능한 많은 풍력 에너지를 회수할 수 있도록 상기 유닛의 표면에 최적으로 설치된다. 상기 파이프가 별도의 부유부를 형성할 때 파이프의 수송 및 플랜트의 조립이 가능하게 된다. 따라서, 상기 플랜트는 바다로 수송되기 위해 굳은 땅에서 조립될 필요가 없다. 대신, 상기 별도의 부분들은 더 빠르고 더 경제적으로 플랜트 위치로 수송될 수 있다. 또한, 간단한 방법으로 파손부를 교체하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서, 파이프 단부는 노드 상에 배치되는 제2 부착 장치에 끼워맞춰지도록(fit) 구성된 제1 부착 장치가 제공된다. 제1 부착 장치는 수부재(male part)로서 디자인될 수 있고 제2 부착 장치는 암부재(female part)로서 디자인될 수 있거나, 제2 부착 장치가 수부재로서 디자인될 수 있고 제1 부착 장치가 암부재로서 디자인될 수 있다. 상기 부착 장치는 파이프를 서로 연결하거나 노드에 연결하는데 사용된다.
일 실시예에서, 각각의 노드는 각각의 노드가 적어도 두 개의 파이프에 연결될 수 있도록 적어도 두 개의 부착 장치를 갖는다. 상기 노드는 각각의 파이프 부분 사이에 결합 링크를 형성한다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 제1 및 제2 부착 장치는 서로에 대해 밀폐되고 기계적 잠금장치(mechanical lock)와 연결된다. 따라서, 파이프 내부에 밀폐된 공간을 생성한다.
일 실시예에서, 상기 파이프 단부는 오픈가능한 해치(hatch)로 밀폐된다. 또 다른 실시예에서, 상기 제2 부착 장치 또한 상기 노드의 외부 쉘을 통해 배치되는 오픈가능한 해치로 구성된다. 상기 파이프 양 단부의 오픈가능한 해치를 노드 내에 배치할 때, 노드 및 파이프 양자는 파이프가 노드들 사이에 수송 통로를 형성할 수 있도록 연결될 수 있고, 이 부분들 내의 공간은 수송 통로, 작업장, 저장고, 숙소로서 사용될 수 있고, 또는 다른 기능을 위한 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어 하나의 노드는 상기 플랜트의 본관이 될 수 있으며, 이는 호텔 및 회의실로 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유닛은 또한 주변 노드 및 노드를 연결하는 파이프로 구성되는 외부 구조물/프레임 워크에 연결되는 센터 노드로 구성된다. 상기 파이프를 연결함으로써 생산 비용 효율이 높은 단순한 구조물이 생성된다.
일 실시예에서, 파이프는 상기 센터 노드로부터 상기 주변 노드로 분출(eject)할 수 있다. 이 부가적 파이프는 상기 구조물을 더 안정시키고, 따라서 각 노드는 적어도 세 개의 부착 지점/부착 장치에서 파이프에 연결된다.
일 실시예에서, 상기 발전기는 발전기를 위한 토대를 형성하는 상기 노드 상에 설치된다. 상기 노드는 발전기를 위한 토대를 형성한다. 이것은 우수한 물 배치를 갖는 단단한 유닛을 이끌어낸다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 물탱크는 상기 파이프 및/또는 상기 노드 내에 설치된다. 탱크의 물의 양은 조절가능하다. 물탱크 내 물의 양은 두 개의 노드로 조립 또는 두 개의 노드로부터 해체되는 동안 물에서 별도의 파이프를 균형 맞추고 배치하는데 이용된다. 물탱크 내 물의 양은 또한 날씨 및 파고에 따라 전체 에너지 생산 플랜트를 균형 맞추기 위해 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플랜트는 플랜트를 바닥에 고정되도록 하는 고정 시스템(anchoring system)으로 구성된다. 상기 고정 시스템은 이전 플랜트 보다 더 깊은 깊이에 설치될 수 있다.
상기 고정 시스템의 일 실시예에서, 고정 시스템은 기본적으로 중앙에 설치된다. 이 설치 때문에 상기 플랜트는 중심축 둘레로 자유롭게 회전할 수 있다. 센터 노드가 상기 부유 유닛의 부분으로 사용될 경우, 오직 센터 노드만 바닥에 고정될 수 있다. 이 구조로 인해, 상기 외부 구조물은 센터 노드 둘레로 360도 회전할 수 있도록 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 플랜트는 상기 견고하게 부착된 풍력발전기가 항상 최적화된 방향으로 배치될 수 있도록 바람 방향 뒤로 자동으로 스스로를 배치할 수 있다.
바람이 분 후의 상기 조절은 예를 들어 윈드 러더 및/또는 포드 프로펠러(azipod), 즉, 전기로 구동되는 프로펠러에 의해 실시될 수 있다.
상기 구조물이 바닥에 탄탄한 고정을 갖기 위해서, 상기 고정 시스템은 적어도 세 개의, 옆으로 배치된, 고정 부착물(anchoring attachments)로 구성될 수 있다.
간단하지만 생산비용 효율이 높은 구조물을 생성하기 위해서, 상기 플랜트의 보통의 부유 유닛은 파이프 및 노드로 구성될 수 있고, 파이프 및/또는 노드는 강철로 만들어진다.
그들을 날씨 및 바람으로부터 보호하기 위해서, 상기 파이프 및/또는 노드는 일 실시예에서, 유리섬유 강화 플라스틱의 외부 층에 의해 커버되는, 파이프에 접착된 다공질 플라스틱(cellular plastic) 층으로 구성되는 외부 인슐레이션(outer insulation)이 제공될 수 있다.
상기 부유 유닛은 육각 형상을 지닐 수 있다. 이 형상은 상기 풍력발전기의 자연적이고 최적화된 밸런스 및 설치를 생성한다.
상기 플랜트의 보통의 부유 유닛은 바람직하게 2 및 15미터 사이의 직경을 갖는 파이프 및 10 및 30미터 사이의 직경 및 15 및 40미터 사이의 높이를 갖는 노드로 구성된다. 상기 파이프는 120 내지 300미터의 길이를 가질 수 있다.
상기 풍력발전기는 수직으로 회전하는 프로펠러 유닛이 배치된 풍력발전기 타워일 수 있다. 풍력발전기는 또한 윈드 셔블 장치를 세우거나 눕힐 수 있다. 가능한 많은 양의 에너지를 회수하기 위해서 풍력발전기 타워는 바람직하게 약 50 내지 150미터의 높이 및 약 50미터의 프로펠러 반경을 갖는다. 프로펠러 유닛으로의 입장은 바람직하게 상기 타워의 내부 샤프트를 통해서 실시된다. 상기 풍력발전기의 내부 샤프트는 상기 프로펠러 유닛으로 또는 상기 프로펠러 유닛으로부터 부품의 실내 수송이 실시될 수 있도록 상기 파이프 및 노드에 의해 연결된다.
또한, 환경의 마모(wear)로부터 상기 풍력발전기를 보호하기 위해, 풍력발전기 타워 및 상기 프로펠러 유닛은 유리섬유 강화 플라스틱의 외부 층에 의해 커버 되는, 파이프에 접착된 다공질 플라스틱(cellular plastic) 층으로 구성되는 외부 인슐레이션(outer insulation)이 제공될 수 있다.
상기 플랜트는 또한 기타 전기식 발전 시스템과 함께 완성되고 최적화될 수 있다. 예를 들어, 바다에서 플랜트의 수직 이동은 에너지 전환을 위해 이용될 수 있다. 또, 태양 에너지는 플랜트 상에 태양 셀을 배치함으로써 전환될 수 있다. 바람 에너지를 최적으로 회수하기 위해, 상기 윈드 셔블 장치는 상기 보통의 부유 유닛과 상기 풍력발전기 타워의 프로펠러 하부 사이의 레벨에 위치될 수 있다.
모든 실시예 또는 실시예의 일부는 모든 가능한 방법으로 결합될 수 있음을 주시하여야 한다.
도 1은 여섯 개의 풍력발전기가 건설된 부유 플랜트의 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 2는 제2 부착 장치는 수부재로서 디자인되고 제1 부착 장치는 암부재로서 디자인되는 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 3은 제1 부착 장치는 수부재로서 디자인되고 제2 부착 장치는 암부재로서 디자인되는 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 4는 파이프가 오픈가능한 해치 형태의 실링부에 의해 각각의 파이프 단부에서 밀폐되고, 파이프의 실링부 및 노드의 몸체 사이에 용적이 형성되는 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 5는 "씨플렉스"라는 브랜드의 고정 시스템이 측면으로 연장하는 세 개의 고정 부착물을 갖는 센터 노드의 중심축으로부터 나오는 일 예를 도시하는 개략도이다.
다음에서, 본 발명의 실시예는 더 상세하게 설명된다. 모든 실시예는 일반적인 명세서의 부분으로서 보여질 수 있을 것이고 따라서 어떠한 방법으로든 결합될 수 있다. 다른 실시예의 각각의 부분들은 본 발명의 범위 내에 있는 한 자유롭게 결합될 수 있거나 교체될 수 있다.
본 발명의 하나의 목적은 육지에서 또는 해안 근처에서 풍력 플랜트가 갖는 환경적 문제를 최소화하고 그와 동시에 kWh 당 가능한 최저 가격에 이르게 하기 위한 것이다. 출발점은 환경적 이슈로 인해 바다의 풍력 플랜트가 지상의 풍력 보다 선호되어야 한다는 것이다. 그러나, 기술이 경쟁력 있는 가격과 함께 제공되어야 한다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시킨다. 본 발명으로 바다에의 풍력 플랜트는 멀리 깊은 물에, 바람직하다면 수평선 너머에, 즉, 구조물의 높이에 따라 해안 밖으로 약 20 내지 30킬로미터에 설치될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 구조물은 혐오스러운 느낌은 전혀 주지 않고, 대신에 예를 들어 수상 레스토랑 또는 최적화된 바람 에너지 기술의 설명과 함께 해양 생물 센터로 이용될 수 있는 흥미롭고 멋진 방문 장소이다. 약 2만 명의 거주자가 있는 해안 공동체는 본 발명에 따른 오직 하나의 설치된 유닛에 의해 모든 에너지 수요를 공급받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 도 1에 개시되고 이는 여섯 개의 풍력발전기가 건설된 부유 플랜트(1)이다. 상기 플랜트는 적어도 세 개의 풍력발전기(2)로 구성될 수 있고, 어떤 유형의 풍력발전기가 이용되느냐에 따라 여섯 개 내지 여덟 개 또는 그 이상으로 구성될 수 있다. 바람직하게 적어도 네 개 및 최대 일곱 개의 종래의 풍력발전기가 이용된다. 상기 풍력발전기(2)는 바람직하게 수직 프로펠러(2a)를 갖는 풍력발전기 타워 유형이지만, 또한 수평으로 회전하는 프로펠러를 갖는 풍력발전기 타워일 수도 있다.
상기 플랜트는 바람직하게 상기 풍력발전기 타워의 자연적이고 최적화된 밸런스 및 설치를 생성하는 하나의 센터 노드(3)를 갖는 육각 형상이다. 그것은 하나의 센터 노드(3)를 약 7 내지 11미터의 직경 또는 단면의 대형 강철 파이프(4)로 구성되는 외부 프레임 워크(F)에 연결함으로써 조립된다. 상기 파이프는 원형, 사각형 또는 다른 적합한 모양일 수 있다. 상기 외부 프레임 워크는 수면 위 또는 아래에 배치되는 파이프 한 세트 또는 수직 방향으로, 기본적으로 평행한 파이프 두 세트로 구성될 수 있다. 이들 파이프(4)는, 프레임 워크(F)의 각각의 강철 파이프(4)의 단부에 배치된, 주변 노드(5)에 의해 서로 연결되고, 따라서 육각형의 모든 모서리(every angle)에서 외부 프레임 워크(F)를 형성한다. 상기 주변 노드(5)에 상기 풍력발전기가 설치된다. 상기 주변 노드(5)는 약 20미터의 직경 및 약 30미터의 높이일 수 있다. 상기 모서리(angles)/노드(3, 5) 사이의 상기 파이프(4)는 예를 들어 130 내지 200미터 사이의 길이를 가질 수 있다. 파이프(4')는 다소 작은 직경/단면을 가질 수도 있지만 반드시 갖지는 않으며, 상기 주변 노드(5)를 상기 센터 노드(3)와 연결한다. 상기 구조물에 내구력 및 부력을 제공할 뿐만 아니라, 상기 파이프(4)는 또한 연결 통로, 거처, 작업장 및 저장고가 될 수 있다. 상기 플랜트의 조립, 케어 및 유지를 실시하기 위해 플랜트 상에 리프팅 크레인 또는 유사한 장치를 배치하는 것 또한 가능하다. 상기 장치는 상기 파이프(4, 4')의 상부 표면 상에 배치되는 트랙 시스템에서 상기 풍력발전기 타워 간에 수송될 수 있다.
상기 파이프(4, 4') 및/또는 상기 노드(3, 5)에서 안정화 및 균형 맞추는(balancing) 물탱크(6)는 펌프 시스템과 함께 배치될 수 있다. 각 탱크에서 어느 정도 물을 분배함으로써 상기 구조물은 상기 부유 풍력 플랜트의 조립 및 이용 시, 특히 극한의 날씨에, 균형 맞춰질 수 있다. 상기 균형 맞추는 기능은 또한 조립하는 동안 및 파이프 교체시 중요하며, 반면 파이프를 노드에 연결하는 동안 조립 기술은, 상기 밀폐된 파이프 단부(4a, 4b)에 특정의 상호 부유 포지션에서 상기 노드(5) 상에 대응하는 부착 장치(8)와 끼워맞춰지도록 구성된 부착 장치(7)가 제공된다는 것에 기초한다. 이것은 이하에서 더 충분하게 설명된다.
상기 파이프(4)는 강철로 만들어질 수 있고, 예를 들어 9미터의 직경 또는 단면, 예를 들어 18 내지 22밀리미터의 벽두께 및 예를 들어 130 내지 220미터의 길이를 가질 수 있다. 상기 파이프에는 약 8밀리미터의 유리섬유 강화 플라스틱의 외부 층에 의해 커버되는, 약 30밀리미터 두께의 상기 파이프에 접착된 다공질 플라스틱 층으로 구성된 외부 인슐레이션이 제공될 수 있으며, 이는 상기 구조물의 예상 수명 동안 상기 위치에서 기상 상태를 견디며, 이는 적어도 50년이다. 심각한 손상이 파이프에 일어날 경우, 예를 들어 충돌로 인해, 이 파이프는 필요할 경우 제거될 수 있고 교체되거나 수리를 위한 선거 시설 구역(dock yard)으로 예인될 수 있다.
상기 파이프(4)는, 도 2 내지 4에서 더 기술되는 바와 같이, 예를 들어 오픈가능한 해치의 모양으로 실링부(9)에 의해 각각의 파이프 단부(4a, 4b)에서 밀폐된다. 따라서, 상기 파이프는 물에 부유할 수 있고 에너지 생산 유닛이 구축될 위치로 예인될 수 있는 밀폐된 공기가 가득한 유닛을 형성한다. 상기 실링부(9)는 파이프의 외부 단부(4a, 4b)에 배치될 수 있고 또는 파이프 내부의 특정한 거리에 위치될 수 있다.
상기 파이프(4)는 각각의 단부(4a, 4b)에 상기 노드(3, 5) 상의 각각의 제2 부착 장치(8)에 끼워지는 제1 부착 장치(7)가 제공된다. 도 3 및 4에 개시된 제1 부착 장치(7)의 실시예에서, 상기 파이프 단부(4a, 4b)는 테이퍼되고 수부재로서 상기 노드(3, 5) 상에 배치되는 제2 암형 부착 장치(8)에 삽입되도록 조정된다. 물론, 도 2에 개시된 바와 같이, 상기 파이프 단부(4a, 4b) 상에 암부재를 배치하고 상기 노드(3, 5) 상에 수부재를 배치하는 것 또한 가능하다. 상기 부분은, 서로 연결될 때, 물 또는 공기 형태의 미디엄(medium)이 파이프 내부 용적 및 그 주변 사이에서 수송되는 것을 방지하는 실링으로 및/또는 실링 표면에 의해 밀폐된다.
상기 파이프(4)를 상기 노드(3, 5)에 연결하는 동안, 상기 부분은 바람직하게 서로 일치하도록(in line with) 배열되고 당김 장치(10)에 연결되는데, 예를 들어 윈치는, 상기 부착 장치가 서로에 대해 밀폐될 수 있도록 부착 장치를 함께 당길 수 있다. 파이프(4) 및 노드(3)의 연결이 바다에서 실시되는 경우, 상기 부착 장치(7)로 둘러싸인 용적(V1)은 물로 채워진다. 즉, 상기 용적(V1)은 도 2에서 상기 파이프(4)의 실링부(9) 및 상기 노드의 몸체(3, 5) 사이에서, 제2 부착 장치(8)가 배치된 상기 노드에 의해, 형성된다. 용적(V1)을 채운 물을 빼내기 위해, 펌프(11)가 바람직하게 이용된다. 용적(V1)을 갖는 공간이 비워질 때, 상기 펌프는 공간에서 언더 프레셔(under pressure)를 생성하는데 이용된다. 상기 언더 프레셔는 제1 및 제2 부착 장치(7, 8) 간에 흡입력을 생성하는데, 상기 부분 간에 더욱 단단한 실링을 이끌어낸다. 상기 부분을 상기 노드에 고정시키기 위해 기계적 잠금장치가 바람직하게 이용된다. 이 장치는 상기 부착 장치를 수동으로 또는 자동으로 연결할 수 있다.
수직 방향으로 두 개의 평행한 파이프(4)가 이용될 경우, 적어도 이 파이프들의 하부는 한 개 이상의 레벨 조절 탱크 시스템(6)이 제공된다. 상기 탱크 시스템은 최종적인 기계적 연결이 실시될 때 상기 파이프 및 상기 노드 사이에서 미리 결정된 록킹 포지션 쪽을 향해서 파이프를 담그거나 들어올리기 위해 물로 채워지거나 비워진다. 파이프의 분해 시, 예를 들어 수리 또는 교체를 위해 반대의 절차가 실시된다. 상기 물탱크 시스템과 함께 전체 유닛의 밸러스트 밸런싱(ballast balancing)을 실시할 때, 전체 구조물은 파손된 파이프 부분의 존재 또는 몇몇의 파이프 부분이 교체중인 경우에도 불구하고, 항상 적절한 부력 포지션으로 조정될 수 있다.
상기 센터 노드 및 주변 노드(3, 5)는 바람직하게 예를 들어 18 내지 22밀리미터의 두께를 갖는 강철로 만들어진다. 상기 풍력발전기 타워(2)는 바람직하게 상기 노드 상에 설치된다. 타워는 예를 들어 50 내지 150미터의 높이 및 예를 들어 50미터의 프로펠러 반경을 가질 수 있다. 발전기 하우징으로의 출입은 바람직하게 상기 타워의 내부 샤프트를 통해 가능하다. 상기 주변 노드(5)는 적어도 두 개, 그러나 바람직하게 세 개 내지 여섯 개의, 다른 부착 장치(8)가 제공된다. 상기 부착 장치는 상기 외부 프레임 워크(F)의 상기 센터 노드(3) 쪽으로 및 주변 노드(5) 쪽으로 향해진다. 두 개의 평행한 파이프(4)가 프레임 워크(F)로써 이용될 경우 바람직하게 다른 부착 장치들은 서로에 대해 수직으로 상기 노드 상에 설치된다. 오픈가능한 해치(12)는 상기 노드의 외부 쉘을 통해 배치될 수 있고 상기 다른 부착 장치(8)와 상호작용하여 설치될 수 있다. 따라서, 상기 파이프의 내부 볼륨을 통해 파이프 간의 가능한 수송 루트가 생성된다.
상기 풍력 유닛의 부유 특성으로 인해, 그것은 깊이와 관계 없이 작동할 수 있다. 그것은 바닥에 고정될 수 있고, 예를 들어 대형 정박지로 이용되는 고정 시스템(13)으로 고정될 수 있다. 도 5를 참고하라. 상기 고정 시스템(13), 예를 들어 "씨플렉스(seaflex)"라는 브랜드의 고정 시스템은 예를 들어 측면으로 연장하는 세 개 내지 여덟 개의 고정 부착물(14)을 갖는 센터 노드의 중심축(A1)으로부터 나온다. 상기 고정 부착물(14)은, 상기 센터 노드(3)에 대하여, 회전가능한 허브(15)에 부착된다. 상기 허브(15)는 바람직하게 회전가능한 휠 형상을 하고 있으며, 상기 센터 노드의 아래 또는 상기 센터 노드로부터 특정한 거리에 설치된다. 바닥에의 고정은 예를 들어, 45도의 근사각으로 상기 허브에서 연장하여, 세 줄 또는 세 줄 이상의 형태를 갖는 고정 부착물(14)에 의해 실시될 수 있다. 상기 허브(15)는 상기 고정 부착물을 통해서 바닥에 견고하게 고정되고 전체 구조물은 이 허브(15) 둘레로 회전할 수 있다. 이 허브를 통해서 발생 전력을 분배하려고 의도되는 전선이 연장될 수 있다.
따라서, 이 내부 허브(15) 둘레로 전체 구조물(1)이 자유롭게 360도 회전 가능하고, 상기 견고하게 부착된 윈드 프로펠러가 항상 최적의 포지션으로 설치될 수 있도록 자동으로 바람 방향에 따라 조절 가능하다. 바람직하게, 이것은 플랫폼 상에 윈드 러더(16)를 마운트함으로써 이루어진다. 바람직하게, 바람 방향에 대하여 그 뒤쪽 부분에, 그러나 다른 설치 또한 가능하다. 본 발명에 따른 부유 풍력 플랜트는 몇 개의 상이한 기하학적 형상을 가질 수 있다. 중요한 것은, 예를 들어 윈드 러더(16) 및/또는 포드 프로펠러(17), 즉, 전기로 구동되는 프로펠러의 도움으로 바람 쪽으로 조절가능하다는 것이다.
본 발명에 따른 상기 풍력 플랜트는 또한, 예를 들어 파력, 태양 셀 및 자전하는 수직 또는 수평 윈드 셔블과 같은 다른 전류 생산 시스템으로 보강되고 최적화될 수 있고, 따라서 상기 프로펠러의 가장 낮은 포지션 아래로 부는 새로운 바람을 이용할 수 있다. 더욱이, 바다에서 에너지 추출을 위한 전체 플랫폼의 수직 이동을 이용하는 것이 가능한데, 예를 들어 20미터의 직경 및 예를 들어 30미터의 높이를 갖는 노드 내부에서 가능하다.
본 발명에 따라 상기 부유 풍력 플랜트 상에서 다수의 풍력발전기의 이용이 가능해짐으로써, 상기 플랫폼의 표면상에 최적으로 배치되고, 파도 쪽으로 향해진 측면에서 상기 플랜트의 바깥쪽을 따라 파력을 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 대규모의 생산 이점이 얻어진다. 이것은 수리 및 유지를 위해 선상에 영구적인 스태핑(staffing)을 유지하는 것이 가능하게 한다. 바다에 위치되는 하나의 설치된 풍력 발전기는 20%의 효율성 상실을 갖는 것으로 추정되는 한편, 본 발명에 따른 설비는 오직 8%의 효율성 상실을 갖는 것으로 추정된다.
1: 부유 플랜트
2: 풍력발전기
2a: 수직 프로펠러
3: 센터 노드
4, 4': 파이프
4a, 4b: 파이프 단부
5: 주변 노드
6: 물탱크
7,8 : 부착 장치
9: 실링부
10: 당김 장치
11: 펌프
12: 해치
13: 고정 시스템
14: 고정 부착물
15: 회전가능한 허브
16: 윈드 러더
17: 포드 프로펠러
V1: 용적
A1: 중심축

Claims (15)

  1. 설치 및 수심과 관계 없이 물 위에 설치될 수 있는 보통의 부유 유닛에 부착되는 적어도 세 개의 풍력 발전기(2)로 구성되는 에너지 생산 플랜트(1)에 있어서, 노드 형상(3, 5)을 갖는 적어도 세 개의 부착 지점에서 연결되는 파이프(4)로 구성되는 프레임 워크(F)로 구성되며, 상기 파이프(4)는 각각의 단부(4a, 4b)에서 밀폐되고 상기 노드(3, 5)에 연결되도록 별도의 부유부를 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 파이프 단부(4a, 4b)에 상기 노드(3, 5) 상에 배치된 대응하는 제2 부착 장치(8)가 끼워맞춰지도록 구성된 제1 부착 장치(7)가 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 부착 장치(7)는 수부재로서 디자인되고 상기 제2 부착 장치(8)는 암부재로서 디자인되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 부착 장치(8)는 수부재로서 디자인되고 상기 제1 부착 장치(7)는 암부재로서 디자인되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  5. 청구항 2항, 3항 또는 4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부착 장치(7, 8)는 서로에 대해 밀폐되고 기계적 잠금장치로 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  6. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 단부(4a, 4b)는 오픈가능한 해치(9)로 밀폐되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  7. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부착 장치(8)는 상기 노드의 외부 쉘을 통해 배치되는 오픈가능한 해치(12)로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  8. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유닛은 파이프(4)로 구성되는 외부 프레임 워크(F)에 연결되는 센터 노드(3) 및 상기 파이프(4) 사이의 주변 노드(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  9. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 파이프(4')는 상기 센터 노드(3)로부터 상기 주변 노드(5)로 분출하는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  10. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발전기(2)는 발전기의 토대를 형성하는 상기 노드(3, 5) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  11. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나 이상의 물탱크(6)가 상기 파이프(4) 및/또는 노드(3, 5)에 설치되는 것을 특징으로 하고 탱크 내의 물의 양은 조절가능한 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  12. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랜트는 플랜트를 바닥에 고정되도록 하는 고정 시스템(13)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 고정 시스템(13)은 상기 플랜트가 자동으로 바람 방향에 적응할 수 있도록 플랜트가 축(A1) 둘레로 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  14. 청구항 13에 있어서, 바람이 분 후의 조절은 예를 들어 윈드 러더(16) 및/또는 포드 프로펠러(17)에 의해 실시될 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).
  15. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프(4) 및/또는 상기 노드(3, 5)는, 유리섬유 강화 플라스틱의 외부 층에 의해 커버되는, 파이프에 접착된 다공질 플라스틱 층으로 구성되는 외부 인슐레이션이 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산 플랜트(1).

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