KR20130039826A - 해상 풍력 발전기의 지지구조물 및 그 설치방법 - Google Patents

해상 풍력 발전기의 지지구조물 및 그 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상 풍력 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해상 풍력 발전기가 해저 지반에 안정적으로 지지될 수 있는 구조물 및 연결부를 갖는 해상 풍력 발전기의 지지 구조물 및 그 설치방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 해상 풍력 발전기의 지지 구조물은, 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물로서, 해저 지반(800)에 일단이 고정되고, 타단은 해수면 상부로 돌출하되, 해수면에 대해 수직하게 세워지는 복수개의 파일(610)로 형성되는 하부 지지구조물(600); 상기 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 타단과 연결되는 복수개의 기둥(510)으로 구성하되, 상기 복수개의 기둥(510)에 의해 형성되는 횡단면의 면적은 상부로 갈수록 작아지는 중간 지지구조물(500); 및 상기 중간 지지구조물(500)의 상부에 연결되고, 발전을 위한 설비를 상부에 탑재하는 상부 지지구조물(400);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해상 풍력 발전기의 지지구조물 및 그 설치방법{Supporting Structure and Contruction Method Of The Same for Marine Wind Turbine}
본 발명은 해상 풍력 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해상 풍력 발전기가 해저 지반에 안정적으로 지지될 수 있는 구조물 및 연결부를 갖는 해상 풍력 발전기의 지지 구조물 및 그 설치방법에 관한 것이다.
현재 지속적인 화석연료의 비용증가와 화석연료에서 발생되는 해로운 가스로 인한 환경파괴, 화석연료의 고갈 및 핵발전 에너지와 관련된 잠재적인 위험으로 인해, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 된 태양광 발전과, 바람의 힘을 전기 에너지로 변환하도록 된 풍력 발전이 그 대안으로 요구되고 있다.
특히, 풍력 발전은 자연상태의 무공해 에너지원으로 현재의 기술에 의한 대체에너지원 중 가장 경제성이 높은 에너지원이다. 이러한 풍력발전은 바람의 힘을 전기에너지로 전환시켜 발생되는 전력을 전력계통이나 수요자에 직접 공급하는 기술로서, 이러한 풍력발전을 이용한다면 산간이나 해안 오지 및 방조제 등 부지를 활용함으로써 국토이용 효율을 높일 수 있는 것이다.
이러한 장점 때문에, 풍력발전 시스템은 가장 유력한 대체 에너지원으로 인정을 받고 있다.
우리나라도 세계기후 변화협약과 같은 국제 환경의 변화와 유가상승, 그리고 국내사용 에너지의 96%를 수입에 의존하고 있는 현실적인 문제에 대응하기 위하여 풍력발전 시스템에 대한 관심이 높다.
특히, 풍력발전 시스템은 구조나 설치 등이 간단하여 운영 및 관리가 용이하고 무인화 및 자동화 운전이 가능하기 때문에 최근에 도입이 비약적으로 증가하고 있는 실정이며, 최근 유가 상승, 원전 반대 등의 경제적, 환경적 상황은 에너지원으로서 풍력 발전의 수요를 촉발하고 있다.
한편, 과거에는 풍력발전 구조물들이 주로 육상에서 이루어졌으나, 풍력 자원량, 미관, 장소의 제약 등의 문제로 인해 최근에는 해상에 대규모의 풍력단지를 건설하는 추세이다.
그러나, 해상에 안전하게 풍력발전 구조물을 건설하기 위해서는 높은 위치에 설치될 블레이드 및 구조물(타워)에 대한 안전한 설치 공법이 요구되고 있다.
종래의 해상 풍력 발전기(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 해저 지반(80)에 하부 지지구조물(60)을 시공하고, 그 위에 중간 지지구조물(50) 및 상부 지지구조물(40)을 차례로 조립한 후 발전을 위한 설비(나셀(30) 및 블레이드(20)의 결합체)를 설치하였다.
하부 지지구조물(60)로는 강관파일(51)을 사용하며, 중간 지지구조물(50)의 형상은 풍력 발전기(10)가 설치되는 바다의 수심에 따라 결정되며, 수심이 깊어질수록 중량을 최소화하면서 구조 강도를 충분히 확보하기 할 수 있도록 자켓 타입(jacket type)으로 제작되는 것이 일반적이다.
이러한 중간 지지구조물(50) 및 하부 지지구조물(60)은 서로 견고하게 연결되어야 전체 구조물의 안전성을 보장할 수 있으므로 하부 지지구조물(60)의 강관파일(61)과 중간 지지구조물(50)을 연결하는 연결부에는 시멘트와 같은 물질을 부어 두 구조물 간의 결합력을 최대로 증진시킨다.
이러한 연결작업 및 해저에 지지구조물의 설치작업에는 해상 조건에 따라 많은 시간이 소요되며, 해수와의 접촉으로 인해 시공상 많은 문제점이 발생한다.
또한, 중간 지지구조물(50)을 수면 위에서 아래로 내려 하부 지지구조물(60)의 강관파일(61)과 결합하여야 하므로 연결의 정확성을 위해 까다로운 작업조건을 만족하여야 하는 문제점도 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 해저 지반에 설치되는 강관파일과 중간 지지구조물 간의 연결 정확성을 확보하고, 해상 풍력 발전기의 설치 작업시간을 감소시키며, 시공의 편리성을 확보하고자 하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물에 있어서, 해저 지반(800)에 일단이 고정되고, 타단은 해수면 상부로 돌출하되, 해수면에 대해 수직하게 세워지는 복수개의 파일(610)로 형성되는 하부 지지구조물(600); 상기 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 타단과 연결되는 복수개의 기둥(510)으로 구성하되, 상기 복수개의 기둥(510)에 의해 형성되는 횡단면의 면적은 상부로 갈수록 작아지는 중간 지지구조물(500); 및 상기 중간 지지구조물(500)의 상부에 연결되고, 발전을 위한 설비를 상부에 탑재하는 상부 지지구조물(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물을 제공한다.
상기 하부 지지구조물(600)의 파일(610)은 트러스 구조로 제작된 트러스 구조물(640)이 결합되어 서로 연결되는 것;을 특징으로 한다.
상기 트러스 구조물(640)은, 인접하는 상기 파일(610)을 서로 연결하는 브레이스(620); 상기 브레이스(620)와 고정연결되며, 내부에 구멍(hole)을 형성하여 상기 파일이 상기 구멍에 삽입되어 결합될 수 있도록 하는 연결링(630);으로 구성되는 것;을 특징으로 한다.
상기 중간 지지구조물(500)의 기둥(510) 각각은 트러스 구조로 서로 연결되는 것;을 특징으로 한다.
상기 하부 지지구조물(600)과 상기 중간 지지구조물(500)은 용접에 의해 연결되는 것;을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물을 설치하는 방법에 있어서, 복수개의 파일(610)로 형성되는 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 일단은 해저 지반(800)에 고정시키고, 타단은 해수면 상부로 돌출되도록 하는 하부 지지구조물 고정단계(S1); 트러스 구조로 제작된 트러스 구조물(640)을 상기 하부 지지구조물(600)에 결합시키는 트러스 구조물 결합단계(S2); 및 상기 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 타단에 복수개의 기둥(510)으로 구성되는 중간 지지구조물(500)의 기둥 각각의 하단을 연결하는 중간 지지구조물 연결단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물 설치방법을 제공한다.
상기 중간 지지구조물(500)은 용접에 의해 상기 하부 지지구조물(600)과 연결되는 것;을 특징으로 한다.
상기 트러스 구조물(640)은 내부에 구멍이 형성된 연결링(630)과 상기 연결링(630)을 지그재그로 연결하는 브레이스(620)로 구성하되, 상기 하부 지지구조물(600)의 파일 각각은 상기 연결링(630)에 삽입되어 상기 트러스 구조물과 결합되는 것;을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물에 있어서, 해저 지반(800)에 일단이 고정되고, 타단은 해수면 상부로 돌출하도록 구성되는 복수개의 파일(610)과 상기 복수개의 파일(610)을 서로 연결하는 체결부재로 구성되는 지지구조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물을 제공한다.
상기 체결부재는, 내부에 구멍이 형성되는 연결링(630) 및 상기 연결링(630)과 고정연결되어 트러스 구조를 형성하는 브레이스(620)로 형성하되, 상기 파일(610)은 상기 연결링(630)의 구멍에 삽입되어 결합되는 것;을 특징으로 한다.
상기 지지구조물은 하부 지지구조물(600), 중간 지지구조물(500), 상부 지지구조물(400)로 구성하되, 상기 하부 지지구조물(600)은 상기 지지구조로 형성되며, 상기 중간 지지구조물(500)은 상기 하부 지지구조물(600)의 상부와 연결하되, 횡단면의 면적이 상부로 갈수록 작아지도록 구성되며, 상기 상부 지지구조물(400)은 상기 중간 지지구조물(500)의 상부에 연결되고, 발전을 위한 설비를 상부에 탑재하는 것;을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 풍력 발전기를 해상에 설치하는 설치 작업시간을 감소시키며, 해수와의 접촉을 피할 수 있어 시공의 편리성을 확보할 수 있다.
또한, 해저 지반에 설치되는 강관파일과 중간 지지구조물 간의 연결 정확성을 확보할 수 있도록 한다.
하고, 해상 풍력 발전기의 설치 작업시간을 검소시키며, 시공의 편리성을 확보하고자 하는데 본 발명의 목적이 있다.
도 1은 종래의 해상 풍력 발전기의 지지 구조물을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 해상 풍력 발전기의 지지 구조물을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 해상 풍력 발전기의 지지 구조물의 설치방법을 개략적으로 도시한 도면.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 해상 풍력 발전기의 지지 구조물을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 해상 풍력 발전기의 지지 구조물의 설치방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 지지구조물은, 도 2에 도시된 바와 같이, 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물로서, 하부 지지구조물(600), 중간 지지구조물(500), 상부 지지구조물(400)을 포함한다.
하부 지지구조물(600)은 복수개의 파일(610)로 형성되며, 파일(610)의 일단은 해저 지반(800)에 고정시키고, 타단은 해수면 상부로 돌출하되, 해수면에 대해 수직하게 세워지도록 구성된다.
파일(610)의 일단은 해저 지반(800) 깊숙히 박히도록 하여 해상 풍력 발전기(100)를 해저 지반에 안정적으로 고정시킴으로써 해상 풍력 발전기(100)에 작용하는 모든 하중을 지지해주는 역할을 수행한다.
파일(610)은 해수면에 대해 수직하게 세워지는데, 파일(610)이 해수면에 대해 일정한 각을 갖도록 경사진다면 해수의 깊이가 깊을 경우 해수면 상부로 돌출되는 파일(610)에 의해 형성되는 횡단면(650)이 작아져서 하부 지지구조물(600)의 상부에 설치되는 구조물이 안정적으로 하부 지지구조물(600) 위에 고정지지되기 어렵기 때문이다.
파일(610)의 타단은 해수면 상부로 돌출하도록 설치하는데, 후술하는 하부 지지구조물(600)의 상부에 설치되는 중간 지지구조물(500)을 하부 지지구조물(600)에 연결할 때 작업자 및 구조물이 해수와 접촉하지 않으므로 시공이 간편해지고, 연결의 정확성도 높아지며, 작업시간도 단축할 수 있게 된다.
하부 지지구조물(600)과 중간 지지구조물(500)은 용접으로 연결하는 것이 바람직하다.
파일(610)은 해상 풍력 발전기(100)가 안정적으로 해저 지반(800)에 지지될 수 있도록 3개 이상 설치되는 것이 바람직하며, 도 2의 (b)에서는 4개의 파일(610)로 구성되는 하부 지지구조물(600)을 도시하였다.
중간 지지구조물(500)은 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 타단과 연결되는 복수개의 기둥(510)으로 형성되며, 복수개의 기둥(510)에 의해 형성되는 중간 지지구조물(500)의 횡단면(650) 면적은 상부로 갈수록 작아지도록 구성하는데, 이는 중간 지지구조물(500)이 하부 지지구조물(600)의 상부에 설치되므로 하부 지지구조물(600)에 가해지는 중간 지지구조물(500)의 무게를 줄이면서 안정된 구조를 형성하기 위함이다.
중간 지지구조물(500)의 무게를 줄이면서 안정된 구조를 갖도록, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 중간 지지구조물(500)을 트러스 구조로 형성할 수 있다.
이러한 하부 지지구조물(600)의 파일(610)과 중간 지지구조물(500)의 기둥(510)은 강(steel)으로 제작될 수 있으며, 무게를 줄이기 위해 내부가 빈 강관으로 제작하는 것이 바람직할 것이다.
상부 지지구조물(400)은 중간 지지구조물(500)의 상부에 연결되고, 발전을 위한 설비(나셀 및 블레이드 결합체)를 상부에 탑재한다.
상부 지지구조물(400)도 무게를 줄이기 위해 트러스 구조의 타워형상으로 제작할 수 있으며, 하부 지지구조물(600) 및 중간 지지구조물(500)과 마찬가지로 강(steel) 또는 강관으로 제작할 수 있을 것이다.
하부 지지구조물(600)의 파일(610)은 트러스 구조로 제작된 트러스 구조물(640)과 결합하여 서로 연결 지지되어 하부 지지구조물(600)에 가해지는 횡방향 하중을 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.
도 3에는 트러스 구조물(640)을 하부 지지구조물(600)의 파일에 결합하는 일 예를 도시하였으며, 트러스 구조물(640)은 인접하는 하부 지지구조물(600)의 파일(610)들을 서로 연결하는 브레이스(brace, 620) 및 브레이스(620)와 고정연결되며 내부에 구멍(hole)을 형성하여 파일(610)이 구멍에 삽입되어 결합될 수 있도록 하는 연결링(630)으로 구성될 수 있다.
브레이스(620)는 인접하는 파일(610)들이 서로 연결될 수 있도록 해주며, 파일(610)의 좌굴보강 및 측면하중에 저항하는 역할을 수행한다.
연결링(630)은 내부에 파일(610)이 삽입될 수 있도록 구멍을 만들고, 외부에는 브레이스(620)를 고정연결(예를 들면, 용접으로 연결)시켜 제작되며, 연결링(630)의 구멍으로 하부 지지구조물(600)의 파일을 삽입시켜 하부 지지구조물(600)이 안정적으로 해저 지반(800)에 지지되도록 한다.
이러한 연결작업의 난이도는 종래 기술에서 언급한 중간 지지구조물(50)의 하단과 하부 지지구조물(60)의 상단을 고정연결하는 작업의 난이도보다는 훨씬 쉽게 되는 데 양 지지구조물의 중심을 맞추면서 연결하지 않아도 되기 때문이다.
또한, 도 2의 (a)에서 보듯이, 트러스 구조물(640)의 하단부를 해저 지반(800)에 안착되도록 한다면 파일(610)이 삽입된 채로 트러스 구조물(640)이 안정적으로 파일(610)들을 연결 지지할 수 있으므로 상술한 연결링(630)과 파일(610)을 고정하는 별도의 연결작업은 필요 없게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 지지구조물 설치방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물을 설치하는 방법으로서, 하부 지지구조물 고정단계(S1), 트러스 구조물 제결단계(S2), 중간 지지구조물 연결단계(S3)를 포함한다.
하부 지지구조물 고정단계(S1)는, 도 3의 (a)에 도시하였듯이, 복수개의 파일(610)로 형성되는 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 일단을 해저 지반(800)에 고정시키고, 타단을 해수면 상부로 돌출되도록 설치하는 단계이며, 파일(610)의 타단이 해수면 상부로 돌출되도록 설치하여 중간 지지구조물(500)을 하부 지지구조물(600)에 연결하는 작업시 해수와의 접촉이 없도록 하기 위함이다.
이 때, 파일(610)은 해수면에 대해 수직하게 세우는 것이 바람직하며, 경사지도록 설치하는 경우는 상술한 실시예에서 언급하였듯이, 해수면의 높이가 높을 수록 하부 지지구조물(600)의 하부 횡단면 면적이 필요이상으로 커지거나, 하부 지지구조물(600)의 상부 횡단면 면적이 필요이상으로 작아질 수 있기 때문이다.
트러스 구조물 결합단계(S2)는, 도 3의 (b)에 도시하였듯이, 상술한 실시예에서 설명한 트러스 구조로 제작된 트러스 구조물(640)을 하부 지지구조물(600)에 결합하는 단계이다.
이 때, 트러스 구조물(640)의 하단부를 해저 지반(800)에 닿도록 설치한다면, 상술한 연결링(630)과 파일(610)간의 고정 연결 작업을 제거할 수 있으므로 트러스 구조물(640)의 하단부를 해저 지반(800)에 닿도록 결합하는 것이 바람직하다.
도 3의 (c)는 트러스 구조물이 파일(610)에 결합된 후의 모습을 도시한 것이다.
중간 지지구조물 연결단계(S3)는, 도 3의 (d)에 도시하였듯이, 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 타단에 복수개의 기둥(510)으로 구성되는 중간 지지구조물(500)의 기둥 각각의 하단을 연결하는 단계이며, 연결작업은 다양한 방법(용접, 볼팅연결, 리벳연결 등)으로 실시할 수 있을 것이다.
중간 지지구조물(500)과 하부 지지구조물(600)의 연결작업은 해수면 상부에서 이루어지게 되므로 상술하였듯이 편이성이 증대되고, 작업시간이 단축될 수 있다.
트러스 구조물(640)은 내부에 구멍이 형성된 연결링(630)과 연결링(630)을 지그재그로 연결하는 브레이스(620)로 구성하되, 하부 지지구조물(600)의 파일 각각은 연결링(630)에 삽입되어 트러스 구조물과 결합될 수 있고, 브레이스(620)는 연결링(630)에 용접으로 고정 연결될 수 있다.
상술한 해상풍력 발전기의 지지구조물에서 언급된 기술구성은 본 실시예에서 동일하게 적용될 수 있음은 당연하다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 해상 풍력 발전기의 지지구조물은, 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물로서, 해저 지반(800)에 일단이 고정되고, 타단은 해수면 상부로 돌출하도록 구성되는 복수개의 파일(610)과 상기 복수개의 파일(610)을 서로 연결하는 체결부재로 구성되는 지지구조를 포함할 수 있다.
체결부재는 내부에 구멍이 형성되는 연결링(630) 및 연결링(630)과 고정연결되어 트러스 구조를 형성하는 브레이스(620)로 형성될 수 있고, 파일(610)은 연결링(630)의 구멍에 삽입되어 결합되도록 한다.
이러한 지지구조물은 하부 지지구조물(600), 중간 지지구조물(500) 및 상부 지지구조물(400)로 구성할 수 있는데, 하부 지지구조물(600)은 상술한 지지구조로 형성되며, 중간 지지구조물(500)은 하부 지지구조물(600)의 상부와 연결하되, 횡단면의 면적이 상부로 갈수록 작아지도록 구성되며, 상부 지지구조물(400)은 중간 지지구조물(500)의 상부에 연결되고, 발전을 위한 설비를 상부에 탑재할 수 있다.
본 실시예에 상술한 실시예에서 언급된 다양한 구성들이 부가될 수 있음은 당연하다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100: 해상 풍력 발전기 400: 상부 지지구조물
500: 중간 지지구조물 510: 기둥
520: 브레이스 600: 하부 지지구조물
610: 파일 620: 브레이스
630: 연결링 640: 트러스 구조물
650: 횡단면 800: 해저 지반

Claims (11)

  1. 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물에 있어서,
    해저 지반(800)에 일단이 고정되고, 타단은 해수면 상부로 돌출하되, 해수면에 대해 수직하게 세워지는 복수개의 파일(610)로 형성되는 하부 지지구조물(600);
    상기 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 타단과 연결되는 복수개의 기둥(510)으로 구성하되, 상기 복수개의 기둥(510)에 의해 형성되는 횡단면의 면적은 상부로 갈수록 작아지는 중간 지지구조물(500); 및
    상기 중간 지지구조물(500)의 상부에 연결되고, 발전을 위한 설비를 상부에 탑재하는 상부 지지구조물(400);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 지지구조물(600)의 파일(610)은 트러스 구조로 제작된 트러스 구조물(640)이 결합되어 서로 연결되는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 트러스 구조물(640)은,
    인접하는 상기 파일(610)을 서로 연결하는 브레이스(620);
    상기 브레이스(620)와 고정연결되며, 내부에 구멍(hole)을 형성하여 상기 파일이 상기 구멍에 삽입되어 결합될 수 있도록 하는 연결링(630);으로 구성되는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 지지구조물(500)의 기둥(510) 각각은 트러스 구조로 서로 연결되는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 지지구조물(600)과 상기 중간 지지구조물(500)은 용접에 의해 연결되는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
  6. 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물을 설치하는 방법에 있어서,
    복수개의 파일(610)로 형성되는 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 일단은 해저 지반(800)에 고정시키고, 타단은 해수면 상부로 돌출되도록 하는 하부 지지구조물 고정단계(S1);
    트러스 구조로 제작된 트러스 구조물(640)을 상기 하부 지지구조물(600)에 결합시키는 트러스 구조물 결합단계(S2); 및
    상기 하부 지지구조물(600)의 파일(610) 각각의 타단에 복수개의 기둥(510)으로 구성되는 중간 지지구조물(500)의 기둥 각각의 하단을 연결하는 중간 지지구조물 연결단계(S3);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물 설치방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 중간 지지구조물(500)은 용접에 의해 상기 하부 지지구조물(600)과 연결되는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지 구조물 설치방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 트러스 구조물(640)은 내부에 구멍이 형성된 연결링(630)과 상기 연결링(630)을 지그재그로 연결하는 브레이스(620)로 구성하되, 상기 하부 지지구조물(600)의 파일 각각은 상기 연결링(630)에 삽입되어 상기 트러스 구조물과 결합되는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지 구조물 설치방법.
  9. 해상에 설치되어 전력을 생산하는 해상 풍력 발전기를 해저에 고정지지시키는 지지 구조물에 있어서,
    해저 지반(800)에 일단이 고정되고, 타단은 해수면 상부로 돌출하도록 구성되는 복수개의 파일(610)과 상기 복수개의 파일(610)을 서로 연결하는 체결부재로 구성되는 지지구조;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 체결부재는, 내부에 구멍이 형성되는 연결링(630) 및 상기 연결링(630)과 고정연결되어 트러스 구조를 형성하는 브레이스(620)로 형성하되,
    상기 파일(610)은 상기 연결링(630)의 구멍에 삽입되어 결합되는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 지지구조물은 하부 지지구조물(600), 중간 지지구조물(500), 상부 지지구조물(400)로 구성하되,
    상기 하부 지지구조물(600)은 상기 지지구조로 형성되며,
    상기 중간 지지구조물(500)은 상기 하부 지지구조물(600)의 상부와 연결하되, 횡단면의 면적이 상부로 갈수록 작아지도록 구성되며,
    상기 상부 지지구조물(400)은 상기 중간 지지구조물(500)의 상부에 연결되고, 발전을 위한 설비를 상부에 탑재하는 것;
    을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 지지구조물.
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KR20150108671A (ko) 2014-03-18 2015-09-30 (주)제이피엠엔지니어링 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물
KR102130549B1 (ko) * 2019-12-31 2020-07-07 (주)해바람에너지 해상구조물용 하부 구조물 및 그 시공방법
CN113833032A (zh) * 2021-09-16 2021-12-24 华能(浙江)能源开发有限公司清洁能源分公司 海上风电复合防冲刷装置
KR20220086417A (ko) * 2020-12-16 2022-06-23 삼강엠앤티 주식회사 레그의 결합 위치 보정 기구

Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150108671A (ko) 2014-03-18 2015-09-30 (주)제이피엠엔지니어링 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물
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KR20220086417A (ko) * 2020-12-16 2022-06-23 삼강엠앤티 주식회사 레그의 결합 위치 보정 기구
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