KR20150108671A - 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물에 관한 것으로, 해저 지면에 설치되는 지지구조물과, 상기 지지구조물의 일측에 설치되는 풍력터빈으로 이루어진 해상풍력장치 및 상기 지지구조물의 일측에 설치되며, 파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있는 연성의 플렉시블 구조물을 포함함으로써, 플렉시블 구조물이 파랑에 의해 발생되는 충격을 흡수 또는 분산시켜 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되지 못하도록 방지하여 해상풍력장치 전체의 안정성을 도모할 수 있다. 또한, 플렉시블 구조물의 일측에 가두리공간이 마련되도록 외측 둘레 전체를 감싸는 형태로 설치되는 그물망이 추가로 포함함으로써, 해상풍력장치가 설치된 위치의 활용되지 못하던 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 것은 물론, 가두리 양식을 통해 주변의 천연자원을 효율적으로 활용할 수 있다.

Description

파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물{Flexible structure for reducing Ocean wave}

본 발명은 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 해저 지면에 설치되는 지지구조물의 일측에 연성의 플렉시블(flexible) 구조물을 설치함으로써, 플렉시블 구조물의 유동에 의해 파고를 저감시킬 수 있으며, 이로 인해 지지구조물에 작용하는 파력을 감쇠시키는 것은 물론 해상에서 발생될 수 있는 여러 요소 중 특히 파랑에 의해 발생되는 충격이 지면으로 전달되지 못하도록 설치된 플렉시블 구조물이 파랑에 의해 발생된 충격을 흡수한 후 다시 충격을 분산시켜 내보내도록 하여 안정성을 도모하며, 플렉시블 구조물의 일측에 그물망을 설치하여 설치된 그물망 내부의 가두리공간에 가두리양식을 할 수 있도록 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물에 관한 것이다.

산업화에 따라 각종 자원의 사용량이 급격하게 증가하고 있는바, 그 중에서 원유나 천연가스와 같은 자원의 개발은 매우 중요한 문제로 대두 되고 있다. 이에 따라 최근에는 해양에서 각종 탐사 및 시추를 위한 해상구조물이 개발되어 각종 자원의 생산을 위한 탐사와 채굴 작업 등을 수행하고 있다. 이러한, 해상구조물 중 풍력발전은 신재생 에너지로 비교적 높은 효율과 시장 경쟁력을 갖추고 있어 범세계적으로 기술개발이 이루어지고 있다.

초기의 풍력발전은 육상풍력이 주로 발달했으나 터빈의 대형화 및 장소와 소음으로 인한 여러 가지 제한에 의해 육상에서 해상으로 이동하여 해상풍력이 중심이 되고 있다. 이러한, 해상풍력은 가장 유망한 재생 에너지의 하나이며, 육상풍력보다 풍력이 강력하고 일정해서 장시간 고출력 발생이 가능하고 소음, 공간적 한계, 경관훼손 등 기존 육상풍력의 단점을 보완하고 초대형으로 제작할 수 있다.

일반적으로 해상풍력장치는 크게 풍력터빈과 지지구조물로 구분되며, 이때 풍력터빈은 바람의 운동 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 회전 기구이고, 지지구조물은 상술한 풍력터빈을 비롯한 발전장치를 지지하도록 해저 지면에 설치되는 구조물로 콘크리트 케이슨 타입(Concrete caisson type), 모노파일 타입(Mono-pile type), 자켓 타입(Jacket type), 삼각대 타입(Tripod Type) 및 부유식 타입(Floating type) 등으로 나누어 설명할 수 있다.

이러한, 종래의 해상풍력장치는 상술한 바와 같이 해저 지면에 지지구조물을 설치한 후, 지지구조물에 풍력터빈을 설치하게 되는데 이때 해상에서 발생될 수 있는 여러 요소 중 특히 파랑(Ocean wave, 바람에 의해 생긴 수면상의 풍랑(風浪)과 풍랑이 다른 해역까지 진행하면서 생긴 너울)에 의해 발생되는 충격이 해수면을 크게 요동시키는 것은 물론, 이로 인한 해수면의 파압의 변동은 해저 지면에 전달되어 해저지반 내부의 간극수압의 변동을 발생시키고 지반의 불안정성을 야기할 수 있으며, 설치된 해상풍력장치 전체의 안정성에 심각한 문제가 되고 있었다.

또한, 종래의 해상풍력장치는 육상 풍력장치에 비하여 공간적 한계가 적어 초대형으로 제작되고 있지만, 단지 해상풍력장치의 용도로만 사용되고 있기 때문에 많은 공간 및 자원을 낭비하게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제2012-0002184호(공개일: 2012. 01. 05.), 발명의 명칭: "해상 풍력발전장치" 대한민국 공개특허공보 제2013-0039826호(공개일: 2013. 04. 23.), 발명의 명칭: "해상 풍력 발전기의 지지구조물 및 그 설치방법" 대한민국 등록특허공보 제10-1164227호(등록일: 2012. 07. 03.), 발명의 명칭: "강관말뚝 기초와 조립식 구조물을 사용한 해상풍력 구조물"

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 해저 지면에 설치되는 지지구조물의 일측에 연성의 플렉시블 구조물을 설치하여 해상에서 발생될 수 있는 여러 요소 중 특히 파랑에 의해 발생되는 충격을 플렉시블 구조물이 흡수 또는 분산시켜 발생된 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되지 못하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 플렉시블 구조물을 지지구조물의 일측에 설치하되, 지면으로부터 일정간격 이격되게 위치하여 파랑에 의해 발생되는 충격이 가장 심한 곳에 위치되도록 하여 상기 충격을 흡수 또는 분산시키는데 그 목적이 있다.

또한, 기존에 설치된 지지구조물로부터 일정간격 이격된 위치에 별도의 플렉시블 구조물을 설치하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 플렉시블 구조물이 흡수 또는 분산시켜 발생된 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되지 못하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 플렉시블 구조물을 원형 또는 다각형 형상의 판재 형태로 형성하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 더욱 잘 흡수 또는 분산시키도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 플렉시블 구조물을 연성의 플렉시블부 및 경성의 고정부를 포함하도록 형성하고, 상기 고정부가 지지구조물로부터 이격되게 설치하여 플렉시블부가 흡수한 파랑에 의해 발생되는 충격이 고정부로 전달되지 못하도록 하는 것은 물론, 지지구조물로 전달되지 못하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 일측이 플렉시블 구조물의 일측에 설치되며, 타측이 해저 지면에 설치되는 연결부재를 통해 플렉시블 구조물이 해수의 움직임으로 인해 이동되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

또한, 다수의 연결부재를 추가로 구비하여 플렉시블 구조물이 흡수한 충격을 나누어 흡수 또는 분산시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 플렉시블 구조물의 일측에 가두리공간이 마련되도록 플렉시블 구조물의 외측 둘레 전체를 감싸는 형태의 그물망을 설치하여 상기 가두리공간에 어류 또는 수산생물을 키울 수 있는 가두리양식이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물은 해저 지면에 설치되는 지지구조물과, 상기 지지구조물의 일측에 설치되는 풍력터빈으로 이루어진 해상풍력장치 및 상기 지지구조물의 일측에 설치되며, 파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있는 연성의 플렉시블 구조물에 의해 달성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물은 해저 지면에 설치되는 지지구조물 및 상기 지지구조물의 일측에 설치되며, 파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있는 연성의 플렉시블 구조물에 의해 달성될 수 있다.

상기 지지구조물의 일측에 설치되는 풍력터빈으로 이루어진 해상풍력장치;를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 플렉시블 구조물은 상기 지지구조물의 외측 둘레를 감싸도록 설치되며, 상기 지지구조물 주변에서 발생되는 파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시켜 발생된 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 플렉시블 구조물은 해상에 발생되는 파랑에 의한 충격이 가장 큰 구간에 위치하도록 해저 지면으로부터 일정간격 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 플렉시블 구조물은 파랑에 의해 발생되는 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있도록 외측으로 형성되는 연성의 플렉시블부 및 상기 충격이 더 이상 전달되지 못하도록 내측으로 형성되는 경성의 고정부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 플렉시블 구조물은 상기 고정부가 상기 지지구조물의 외측 둘레를 감싸도록 설치되되, 상기 플렉시블부가 흡수한 상기 충격이 상기 지지구조물에 전달되지 못하도록, 상기 고정부가 상기 지지구조물의 외측 둘레로부터 일정간격 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물은 상기 플렉시블 구조물이 해수의 움직임으로 인해 이동되는 것을 방지할 수 있도록 일측이 상기 플렉시블 구조물의 일측에 착탈가능하게 설치되며, 타측이 해저의 지면에 설치되는 연결부재를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있는 연성의 플렉시블 구조물 및 상기 플렉시블 구조물이 해수의 움직임으로 인해 이동되는 것을 방지할 수 있도록 일측이 상기 플렉시블 구조물의 일측에 착탈가능하게 설치되며, 타측이 해저의 지면에 설치되는 연결부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 연결부재는 상기 플렉시블 구조물이 흡수한 충격을 분산하여 흡수할 수 있도록 상기 플렉시블 구조물과 해저 지면 사이에 다수개 착탈가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물은 일측에 가두리공간이 마련되도록 외측 둘레 전체를 감싸는 형태로 설치되는 그물망을 추가로 포함하여 상기 가두리공간에 어류 또는 수산생물을 키울 수 있는 가두리양식이 가능한 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물은 해저 지면에 설치되는 지지구조물의 일측에 연성의 플렉시블 구조물을 설치하여 플렉시블 구조물이 파랑에 의해 발생되는 충격에 의한 진동을 흡수 또는 분산시켜 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되지 못하도록 하기 때문에 해저 지면에 설치되는 해상풍력장치 전체의 안정성을 도모할 수 있는 가장 큰 효과가 있다.

또한, 플렉시블 구조물이 파랑에 의해 발생되는 충격이 가장 심한 곳에 위치되도록 하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 확연하게 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 지지구조물로부터 일정간격 이격된 위치에 별도의 플렉시블 구조물을 설치할 수 있기 때문에 사전에 플렉시블 구조물의 설치를 고려하지 않고 설치된 해상구조물이더라도 주변에 별도의 플렉시블 구조물을 설치하여 플렉시블 구조물이 파랑에 의해 발생되는 충격에 의한 진동을 흡수 또는 분산시켜 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되지 못하도록 할 수 있는 효과도 있다.

또한, 플렉시블 구조물을 원형 또는 다각형 형상의 판재 형태로 형성하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 더욱 잘 흡수 또는 분산시켜 충격을 보다 더 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 플렉시블 구조물을 연성의 플렉시블부 및 경성의 고정부를 포함하도록 형성하여 연성의 플렉시블부가 파랑에 의해 발생되는 충격을 흡수 또는 분산시키되 경성의 고정부로 충격이 전달되는 것을 막아 충격이 지지구조물로 전달되는 것을 방지하는 것은 물론, 고정부를 지지구조물로부터 이격되게 설치하여 미세한 충격이라도 지지구조물로 전달되는 것을 방지하여 해상풍력장치 전체의 안정성을 도모하는데 더욱 큰 효과가 있다.

또한, 플렉시블 구조물과 해저 지면 사이에 연결부재를 설치하여 플렉시블 구조물이 해수의 움직임으로 인해 떠내려가거나, 지정된 범위를 벗어나는 것을 방지하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 저감시킬 수 있는 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 연결부재를 추가로 구비하여 플렉시블 구조물이 흡수한 충격을 연결부재가 분산하여 흡수할 수 있기 때문에 파랑에 의해 발생되는 충격을 더욱 효율적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 플렉시블 구조물의 일측에 가두리양식이 가능하도록 플렉시블 구조물의 외측 둘레 전체를 감싸는 형태의 그물망을 설치하여 어류 또는 수산생물을 키울 수 있기 때문에 해상풍력장치가 설치된 위치의 활용되지 못하던 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 것은 물론, 주변의 천연자원을 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물의 전체사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 플렉시블 구조물의 다른 실시예이다.
도 4는 연결부재가 다수개 설치된 상태의 사용상태도이다.
도 5는 플렉시블 구조물에 그물망이 설치된 사용상태도이다.
도 6은 종래의 해상풍력장치가 해저 지면에 설치된 예시도이다.
도 7은 본 발명의 플렉시블 구조물이 설치된 상태의 사용상태도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성소요들을 나타낸다.

이하에서는, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)의 구성을 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)의 전체사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)은 해상풍력장치(110) 및 해상풍력장치(110)에 설치되는 플렉시블 구조물(130)을 포함할 수 있다.

상기 해상풍력장치(110)는 지지구조물(113) 및 풍력터빈(111)을 포함할 수 있다.

상기 지지구조물(113)은 해저의 지면에 고정되게 설치될 수 있다. 좀더 자세하게는 수심이 깊지 않은 바다의 해수면 이하의 수중 지면에 지지구조물(113)이 고정설치될 수 있는 기초공사를 한 후, 기초공사를 한 곳에 지지구조물(113)의 일측이 고정되도록 설치하고, 이때 지지구조물(113)은 해수면으로부터 수직하게 설치되도록 하여 타측이 해수면을 지나 해상에 위치하도록 설치할 수 있다. 이는, 해상풍력장치(110)의 중심이 되는 지지구조물(113)이 해상에서 발생되는 여러 요소들에 의해 발생될 수 있는 문제점(진동에 의한 안정성 위협)에 대비하기 위함이다. 특히, 파랑에 의해 발생되는 충격을 방지하고자 하는 것으로 지지구조물(113)의 일측에 하기 플렉시블 구조물(130)이 설치되는데, 자세한 설명은 후술한다.

한편, 본 발명에 따른 지지구조물(113)은 해저 지면에 고정되어 해상구조물을 지지하는 모든 구조물을 포함하는 것으로 해석되어야 하며, 바람직하게는 해상풍력장치(110)를 지지하는 구조물이 적합하다.

상기 풍력터빈(111)은 해상에 위치한 지지구조물(113)의 타측 상부에 고정설치될 수 있다. 이때, 상기 풍력터빈(111)을 비롯한 별도의 발전장치들도 지지구조물(113)의 타측 상부에 고정설치될 수 있다. 이는, 상기 풍력터빈(111)이 해수면으로부터 일정간격 이격되게 설치하여 바람의 유동이 가장 좋은 곳에 위치하도록 하기 위함이다. 이로 인해, 풍력터빈(111)이 바람의 운동 에너지를 기계적인 에너지로 보다 더 효율적으로 변환시킬 수 있는 것이다.

상기 플렉시블 구조물(130)은 지지구조물(113)의 일측에 설치될 수 있다. 이는, 해상에서 발생될 수 있는 요소 중 특히 파랑에 의해 발생되는 충격을 흡수 또는 분산시키기 위함으로 자세한 설명은 후술한다.

여기서, 상기 플렉시블 구조물(130)은 연성(ductility, 금속 재료가 탄성한도 이상의 인장력(引張力)에 의해서 파괴되는 것이 아니라 늘어나 소성변형(塑性變形)을 하는 성질)의 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이와 같은 연성의 재질을 갖는 재료는 본 발명에 따른 플렉시블 구조물(130)의 재료가 될 수 있다.

상기 플렉시블 구조물(130)은 지지구조물(113)의 외측 둘레 전체를 감싸도록 설치될 수 있다. 이는, 지지구조물(113)의 주변에서 발생되는 파랑에 의한 충격 전부를 플렉시블 구조물(130)이 흡수 또는 분산시켜 충격이 해저의 지면으로 전달되지 못하도록 함으로 인해 해상풍력장치(110) 전체의 안전에 위협이 가해지지 않도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 플렉시블 구조물(130)이 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있는 것은, 해상에서 발생될 수 있는 요소들 중 특히 파랑에 의한 충격이 발생하게 되면, 발생된 충격이 해수를 진동시키게 되는데, 이때 상술한 바와 같이 지지구조물(113) 전체를 감싸도록 설치된 플렉시블 구조물(130)이 연성의 재질로 이루어져 있어 진동이 전달되면 이에 맞추어 플렉시블 구조물(130)이 변형될 수 있기 때문에 진동을 팅겨내는 것이 아니라 흡수할 수 있는 것이고, 이때 흡수한 진동을 다시 분산시켜 주변으로 내보내게 되는데, 이러한 과정을 거치면서 전달된 진동은 확연하게 저감되어 진동을 느낄 수 없을 정도로 분산시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 플렉시블 구조물(130)이 지지구조물(113)의 일측에 설치된다고 설명하였는데, 이때 플렉시블 구조물(130)은 해저 지면으로부터 일정간격 이격되게 설치될 수 있는데, 더 자세하게는 해저 지면으로부터 대략 1 ~ 5m 내외로 이격되게 설치되는 것이 바람직하다. 이는, 상술한 파랑에 의해 발생되는 충격이 가장 심하게 발생될 수 있는 구간에 플렉시블 구조물(130)을 위치시켜 충격에 의한 진동을 확연히 저감시켜 효율을 극대화하기 위함이다. 또한 플렉시블 구조물(130)이 이격됨으로 인해 플렉시블 구조물(130)의 하부와 해저 지면 사이에 형성될 수 있는 공간을 활용하기 위함인데, 자세한 설명은 후술한다.

상기 플렉시블 구조물(130)은 원형 또는 다각형의 판재 형태로 형성될 수 있다. 이는, 파랑에 의해 발생되는 충격을 더욱 잘 흡수 또는 분산시키기 위함으로 사용자가 플렉시블 구조물(130)의 형태를 임의로 변경하여 상기 충격을 충분히 흡수 또는 분산시킬 수 있는 형태라면 어느 형태든 가능할 수 있다.

한편, 상기 플렉시블 구조물(130)은 상술한 바와 같이 플렉시블 구조물(130) 전체를 연성의 재질로 형성할 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 외측으로는 연성의 플렉시블부(131)가 형성되고, 내측으로는 경성(단단한 재질)의 고정부(133)가 형성될 수도 있다. 이는, 상술한 바와 같이 파랑에 의한 충격이 발생하게 되면, 이때 발생된 충격에 의한 진동이 외측에 형성된 연성의 플렉시블부(131)에 전달되어 흡수 또는 분산시킬 수 있지만, 내측에 형성된 경성의 고정부(133)에는 진동이 더 이상 전달되지 않도록 하여 진동이 해저 지면으로 전달되지 못하도록 하는 것은 물론, 진동이 지지구조물(113)로 전달되지 못하도록 하여 해상풍력장치(110) 전체의 안전에 위협이 되지 못하도록 하기 위함이다. 또한, 고정부(133)가 지지구조물(113)로부터 일정간격 이격되게 설치하여 경성의 고정부(133)로 인해 진동이 지지구조물(113)로 전달되지 못하도록 하는 것은 물론, 미세한 진동이라도 전달되지 못하도록 고정부(133)와 지지구조물(113) 사이를 이격시켜 사전에 방지할 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)은, 일측이 상기 플렉시블 구조물(130)의 일측에 착탈가능하게 설치되며, 타측이 해저의 지면에 고정되게 설치될 수 있는 연결부재(150)를 추가로 포함할 수 있다. 이는, 지지구조물(113)에 설치되는 플렉시블 구조물(130)이 해수의 움직임으로 인해 이동되는 것을 방지하기 위함이다.

여기서, 상기 연결부재(150)는 여러 가닥의 강철 철사를 합쳐 꼬아 만든 줄로 해수의 움직임에 의해 플렉시블 구조물(130)이 움직이더라도 끊어지지 않도록 와이어의 형태를 이루는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연결부재(150)는 플렉시블 구조물(130)과 해저의 지면 사이에 설치된다고 상술하여 설명하였는데, 이때 연결부재(150)를 다수개 설치할 수도 있다. 이는, 파랑에 의해 발생되는 충격에 의해 전달되는 진동을 플렉시블 구조물(130)이 흡수하게 되는데, 이때 흡수된 진동을 분산시켜 내보낼 때 연결부재(150)를 통해서도 진동을 나누어 분산시켜 내보낼 수 있도록 하기 위함이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)은 다른 실시예로, 플렉시블 구조물(130)의 일측에 그물망(170)이 추가로 포함될 수 있다.

상기 그물망(170)은 플렉시블 구조물(130)의 외측 둘레 전체를 감싸는 형태로 설치되며, 설치된 그물망(170)의 내부로 별도의 가두리공간(171)을 마련할 수 있다. 이때, 가두리공간(171)에는 어류 또는 수산생물을 키울 수 있는 가두리 양식을 할 수 있다. 이는, 해상풍력장치(110)가 설치된 장소에 활용되지 못하는 공간 및 천연자원을 효율적으로 활용하기 위함이다.

한편, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)은 상술한 바와 같이 지지구조물(113)의 일측에 설치되어 파랑을 저감시킬 수 있는 것은 물론, 도 8에 도시된 바와 같이 지지구조물(113)로부터 일정간격 이격된 위치에 플렉시블 구조물(130)이 별도로 설치될 수도 있다. 이때, 플렉시블 구조물(130)은 상술한 바와 같이 연결부재(150)에 의해 착탈가능하게 고정설치될 수 있으며, 플렉시블 구조물(130)의 외측 둘레를 감싸는 형태의 그물망(170)을 설치하여 가두리 양식을 할 수도 있다. 이는, 플렉시블 구조물(130)을 설치하기 위해 미리 고려하여 설치된 해상풍력장치(110)뿐만 아니라, 기존에 플렉시블 구조물(130)의 설치를 염두해 두지 않고 설치된 모든 해상구조물의 주변에도 본 발명의 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)을 별도로 설치하여 파랑을 저감시킬 수 있도록 하는 것은 물론, 가두리 양식을 통해 활용되지 못하는 공간 및 천연자원을 효율적으로 활용할 수 있도록 하기 위함이다.

따라서, 상술한 바와 같이 지지구조물(113)의 일측에 플렉시블 구조물(130)을 설치하여 해상에서 발생될 수 있는 요소들 중 특히 파랑에 의해 발생되는 충격을 플렉시블 구조물(130)이 흡수 또는 분산시켜 파랑을 저감시킬 수 있으며, 활용되지 못하는 공간 및 자원을 효율적으로 활용할 수 있는 것이다.

이하에서는, 본 발명의 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)의 작동원리에 대해 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도 6은 종래의 해상풍력장치(110)가 해저 지면에 설치된 예시도이고, 도 7은 해상풍력장치(110)에 플렉시블 구조물(130)이 설치된 상태의 사용상태도이다.

먼저, 아래에서는 종래의 해상풍력장치(1)에 대해 설명할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 종래에는 일측이 해저 지면에 고정되도록 설치하고, 이때 지지구조물(2)은 해수면으로부터 수직하게 설치하여 타측이 해수면을 지나 해상에 위치하도록 한다. 이에 따라, 상기 종래의 지지구조물(2)은 해저 지면에 고정설치될 수 있으며, 고정된 지지구조물(2)의 상부에 풍력터빈을 비롯한 별도의 발전장치들을 설치할 수 있는 것이다.

그러나, 종래의 지지구조물(2)은 단순히 해저 지면에 고정되게 설치하였을 뿐 별도의 장치 및 구성이 구비되어 있지 않아 해상에서 발생되는 요소들 중 특히 파랑에 의해 발생되는 충격에 심각한 피해를 겪고 있었다. 즉, 상술한 바와 같이 파랑에 의해 충격이 발생하게 되면, 발생된 충격에 의해 해수가 진동하게 되는데 이때 발생되는 해수면의 파압의 변동이 해저 지면으로 전달하게 되어 해저 지반이 도시된 바와 같이 크게 불안정화할 수 있다. 이로 인해, 해저 지면에 고정설치된 지지구조물(2)의 안정성에 심각한 문제가 발생하게 되고, 지지구조물(2)에 설치된 풍력터빈을 비롯한 별도의 발전장치에까지 심각한 문제를 발생시킬 수 있었다.

다음, 아래에서는 본 발명의 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)이 설치된 해상풍력장치(110)에 대해 설명할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 지지구조물(113)을 해저의 지면에 고정되게 설치할 수 있는데, 좀더 자세하게는 수심이 깊지 않은 바다의 해수면 이하의 수중 지면에 지지구조물(113)이 고정설치될 수 있는 기초공사를 한 후, 기초공사를 한 곳에 지지구조물(113)의 일측이 고정되도록 설치하고, 이때 지지구조물(113)은 해수면과 수직하게 설치되도록 하여 타측이 해수면을 지나 해상에 위치하도록 설치한다. 이에 따라, 상기 종래의 지지구조물(113)은 해저 지면에 고정설치될 수 있으며, 고정된 지지구조물(113)의 상부에 풍력터빈(111)을 비롯한 별도의 발전장치들을 설치할 수 있는 것이다.

다음, 지지구조물(113)의 일측에 연성의 플렉시블 구조물(130)을 설치한다. 이에 따라, 상술한 바에 의하면 플렉시블 구조물(130)이 설치되어 있지 않은 종래에는 파랑에 의해 발생되는 충격에 의한 진동이 지지구조물(2)이 설치된 해저 지면으로 모두 전달되어 지지구조물(2)의 안정성을 위협하지만, 플렉시블 구조물(130)을 설치한 본 고안에서는 파랑에 의해 발생되는 충격에 의한 진동이 지지구조물(113)에 설치된 연성의 플렉시블 구조물(130)에 전달되어 플렉시블 구조물(130)이 진동을 흡수 또는 분산시켜 파랑을 저감시키기 때문에 지지구조물(113)의 안정성을 도모하는데 가장 큰 효과가 나타나게 되는 것이다.

한편, 상기 플렉시블 구조물(130)은 해저 지면으로부터 대략 1 ~ 5m 내외로 설치한다. 이에 따라, 파랑에 의해 발생되는 충격이 가장 심한 위치에 플렉시블 구조물(130)을 설치할 수 있기 때문에 파랑에 의해 발생되는 충격을 효율적으로 확연히 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 플렉시블 구조물(130)의 하부로 남는 공간을 효율적으로 활용할 수 있는데, 자세한 설명은 후술한다.

다음, 지지구조물(113)에 설치된 플렉시블 구조물(130)과 해저 지면 사이에 착탈가능한 연결부재(150)를 설치한다. 이에 따라, 지지구조물(113)이 해수의 움직임으로 인해 지지구조물(113)이 이동되지 못하도록 고정시켜 주기 때문에 플렉시블 구조물(130)이 지정된 범위를 이탈하는 것을 방지하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 저감시키는 효율을 극대화할 수 있는 것이다. 이때, 플렉시블 구조물(130)은 착탈가능하게 설치되어 있기 때문에 강한 외력에 의해 파손이 발생하더라도 교체 및 보수가 용이한 효과도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)이 설치된 해상풍력장치(110)는 플렉시블 구조물(130)이 파랑에 의해 발생되는 충격을 흡수 또는 분산시켜 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되지 못하도록 하기 때문에 해상풍력장치(110) 전체의 안정성을 도모할 수 있는 가장 큰 효과가 있다.

또한, 플렉시블 구조물(130)이 파랑에 의해 발생되는 충격이 가장 심한 곳에 위치되도록 하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 보다 더 확연하게 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 플렉시블 구조물(130)과 해저 지면 사이에 연결부재(150)를 설치하여 플렉시블 구조물(130)이 해수의 움직임으로 인해 떠내려가거나, 지정된 범위를 벗어나는 것을 방지하여 파랑에 의해 발생되는 충격을 저감시킬 수 있는 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 연결부재(150)를 추가로 구비하여 플렉시블 구조물(130)이 흡수한 충격을 연결부재(150)가 분산하여 흡수할 수 있기 때문에 파랑에 의해 발생되는 충격을 더욱 효율적으로 저감시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 플렉시블 구조물(130)을 연성의 플렉시블부(131) 및 경성의 고정부(133)를 포함하도록 형성하여 연성의 플렉시블부(131)가 파랑에 의해 발생되는 충격을 흡수 또는 분산시키되 경성의 고정부(133)로 충격이 전달되는 것을 막아 충격이 지지구조물(113)로 전달되는 것을 방지하는 것은 물론, 고정부(133)를 지지구조물(113)로부터 이격되게 설치하여 미세한 충격이라도 지지구조물(113)로 전달되는 것을 방지하여 해상풍력장치(110) 전체의 안정성을 도모하는데 더욱 큰 효과도 있다.

다음, 아래에서는 본 발명의 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)이 설치된 해상풍력장치(110)의 다른 일실시예에 대해 설명할 수 있다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 플렉시블 구조물(130)의 외측 둘레 전체를 감싸도록 그물망(170)을 설치한다. 이에 따라, 그물망(170)이 설치된 내부에 가두리공간(171)이 마련되는데, 이러한 가두리공간(171)에 어류 또는 수산생물을 넣고 키울 수 있기 때문에 상술한 바와 같이 해상풍력장치(110)가 설치된 장소의 활용되지 못하는 공간을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 천연자원을 효율적으로 활용할 수 있기 때문에 해상풍력장치(110)를 활용하는데 있어 추가적으로 다양한 효과를 갖게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물(100)이 설치된 해상풍력장치(110)는 플렉시블 구조물(130)의 일측에 가두리양식이 가능하기 때문에 해상풍력장치(110)가 설치된 위치의 활용되지 못하던 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 것은 물론, 주변의 천연자원을 효율적으로 활용할 수 있는 효과도 있다.

100 : 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물
110 : 해상풍력장치 111 : 풍력터빈
113 : 지지구조물 130 : 플렉시블 구조물
150 : 연결부재 170 : 그물망

Claims (10)

1. 해저 지면에 설치되는 지지구조물; 및
   상기 지지구조물의 일측에 설치되며, 파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있는 연성의 플렉시블 구조물;을 포함하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지구조물의 일측에 설치되는 풍력터빈으로 이루어진 해상풍력장치;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블 구조물은,
   상기 지지구조물의 외측 둘레를 감싸도록 설치되며, 상기 지지구조물 주변에서 발생되는 파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시켜 발생된 충격이 지지구조물 및 해저의 지면으로 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블 구조물은,
   해상에 발생되는 파랑에 의한 충격이 가장 큰 구간에 위치하도록 해저 지면으로부터 일정간격 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플렉시블 구조물은,
   파랑에 의해 발생되는 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있도록 외측으로 형성되는 연성의 플렉시블부; 및
   상기 충격이 더 이상 전달되지 못하도록 내측으로 형성되는 경성의 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 플렉시블 구조물은,
   상기 고정부가 상기 지지구조물의 외측 둘레를 감싸도록 설치되되, 상기 플렉시블부가 흡수한 상기 충격이 상기 지지구조물에 전달되지 못하도록, 상기 고정부가 상기 지지구조물의 외측 둘레로부터 일정간격 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물은,
   상기 플렉시블 구조물이 해수의 움직임으로 인해 이동되는 것을 방지할 수 있도록 일측이 상기 플렉시블 구조물의 일측에 착탈가능하게 설치되며, 타측이 해저의 지면에 설치되는 연결부재;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
8. 파랑에 의한 충격을 흡수 또는 분산시킬 수 있는 연성의 플렉시블 구조물; 및
   상기 플렉시블 구조물이 해수의 움직임으로 인해 이동되는 것을 방지할 수 있도록 일측이 상기 플렉시블 구조물의 일측에 착탈가능하게 설치되며, 타측이 해저의 지면에 설치되는 연결부재;를 포함하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 연결부재는,
   상기 플렉시블 구조물이 흡수한 충격을 분산하여 흡수할 수 있도록 상기 플렉시블 구조물과 해저 지면 사이에 다수개 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.
   
10. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물은,
    일측에 가두리공간이 마련되도록 외측 둘레 전체를 감싸는 형태로 설치되는 그물망;을 추가로 포함하여 상기 가두리공간에 어류 또는 수산생물을 키울 수 있는 가두리양식이 가능한 것을 특징으로 하는 파랑을 저감시키기 위한 플렉시블 구조물.

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