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KR102633658B1 - 텐션 다리 장치를 가진 부양 풍력 플랫폼 - Google Patents

텐션 다리 장치를 가진 부양 풍력 플랫폼 Download PDF

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KR102633658B1
KR102633658B1 KR1020207022042A KR20207022042A KR102633658B1 KR 102633658 B1 KR102633658 B1 KR 102633658B1 KR 1020207022042 A KR1020207022042 A KR 1020207022042A KR 20207022042 A KR20207022042 A KR 20207022042A KR 102633658 B1 KR102633658 B1 KR 102633658B1
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KR
South Korea
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semi
column
platform
submersible
tension leg
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KR1020207022042A
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니클라스 험멜
마그누스 람
에두아르드 뒤아쉬크
Original Assignee
프레이아 오프쇼어 에이비
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Publication date
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Abstract

부양 유닛(2)을 포함하는 연안 전력 생산(offshore power production)을 위한 부양 풍력 플랫폼(1)이 개시되는데, 부양 유닛은 상호 연결된 제 1 반잠수 칼럼(3a), 제 2 반잠수 칼럼(3b) 및 제 3 반잠수 칼럼(3c)을 포함하고, 각각의 반잠수 칼럼은 부양 유닛(2)의 개별의 코너에 배치되고, 텐션 다리 장치(6)는 제 3 반잠수 칼럼(3c)에 배치되고, 텐션 다리 장치(6)는 앵커 장치(60)에 의해 해저(8)에 고정되도록 구성되고, 제 3 반잠수 칼럼(3c)은 텐션 다리 장치(6)에서 텐션을 발생시키도록 구성되는 부력을 제공하고, 부양 풍력 플랫폼(1)은 바람 방향에 대하여 풍향계(weather vane)를 이루도록 더 구성된다.

Description

텐션 다리 장치를 가진 부양 풍력 플랫폼
본 발명은 전체적으로 부양 풍력 플랫폼(floating wind power platform)에 관한 것이다.
연안의 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼을 위한 앵커 시스템으로서 쇠사슬 형태의 정박 시스템을 사용하는 것이 알려져 있다. 쇠사슬 형태의 정박 시스템은 쇠사슬을 통해서 해저에 복수의 정박 지점들을 포함한다. 그러한 부양 풍력 플랫폼의 안정성을 수평 평면에서 증가시키고, 바람이 많은 조건에서 플랫폼을 실질적으로 직립으로 유지하고, 플랫폼이 넘어가는 것을 방지하기 위하여, 중량 분포 뿐만 아니라 크기 및 형상은 균형을 잘 맞출 필요가 있는 중요한 파라미터들이다. 예를 들어, 복수개의 타워 및 터빈을 포함하는 대형 플랫폼은 종종 풍향계 작용이 이루어지도록 구성될 수 있고, 회전 지점으로부터 타워까지 충분한 거리를 가질 필요가 있지만, 충분히 안정될 수 있도록 회전 지점에서 충분한 중량을 필요로 하기도 한다. 따라서 대형의 풍향계 시스템을 위한 안정성을 달성하는 것이 중요하다. 상기 언급된 종래 기술에서의 정박은 플랫폼을 유지하는 스테이션의 목적만을 제공하고 상기 스테이션만의 목적만을 가지지만, 안정성에는 영향을 미치지 않으며, 플랫폼들은 앵커 시스템을 통해서 해저에 고정되는가에 관계 없이 바다에서 유사한 움직임 패턴을 가지도록 구성된다. 쇠사슬 형태 정박 시스템의 본질적인 특성은 해저에서 시스템의 굳건함 및 힘을 유지하는 정박 라인(mooring line)에 충분한 텐션을 발생시키도록 정박 라인에서의 충분한 중량이 필요하다는 점이다. 따라서, 쇠사슬 형태의 정박 시스템은 재료 뿐만 아니라 해저 공간의 현저한 이용을 더 필요로 한다.
공지된 해법의 단점은 부양 유닛이 재료 소비적이고 공간 소비적이어서, 제조 및 이송이 비싸다는 것이다. 결과적으로 제조 비용이 더욱 증가한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들중 일부를 경감시키고 풍향계 성능(weather vaning capabilities)을 가진 부양 풍력 플랫폼을 제공하는 것으로서, 이것은 제조하는 동안 재료를 덜 필요로 하고, 제조하기에 저렴하며, 공간 소비가 작고 더 콤팩트하지만 충분한 안정성을 제공한다. 본 발명의 다른 목적은 효율이 증가된 부양 풍력 플랫폼을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 연안 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼이 제공되는데, 이것은 상호 연결된 제 1, 제 2 및 제 3 반잠수 칼럼을 포함하는 부양 유닛을 포함하고, 각각의 반잠수 칼럼은 부양 유닛의 개별적인 코너에 배치되고,
텐션 다리 장치가 제 3 반잠수 칼럼에 배치되고, 텐션 다리 장치는 앵커 장치에 의해 해저에 고정되도록 구성되고, 제 3 반잠수 칼럼은 텐션 다리 장치에 텐션을 발생시키도록 구성된 부력을 제공하고,
부양 풍력 플랫폼은 바람 방향에 대하여 풍향계 작용을 하도록 더 구성된다.
일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼은 텐션 다리 장치에 텐션을 발생시키도록 구성된 초과된 부력을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치는 제 3 반잠수 칼럼에만 배치된다.
일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치는 제 3 반잠수 칼럼의 베이스 단부 부분에 배치되고, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 직경(D3c)은 반잠수 칼럼의 베이스 단부 부분의 직경 D30c 에 대하여 0.1*D30c ≤D3c ≤0.3*D30c 의 간격에 있다.
일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 직경(D3c)은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼의 직경(D3a/3b)에 대하여 각각 0.2*D3a/3b ≤D3c ≤0.6*D3a/3b 의 간격에 있다.
일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼의 베이스 단부 부분은 전체가 물에 잠기도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치는 적어도 하나의 텐션 다리 장치 부재를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치는 복수개의 텐션 다리 장치 부재들을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치는 해저와 제 3 반잠수 칼럼 사이에서 실질적으로 수직으로 배치되도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치는 해저와 제 3 반잠수 칼럼 사이에서 기준 방향(z)에 대하여 각도(β)로써 반경 방향 외측으로 배치되도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 각도(β)는 0°≤β ≤45°의 간격에 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 텐션 다리 장치 부재는 텐션 정박 라인, 케이블, 체인, 로프, 와이어 또는 튜브형 스틸 부재중 어느 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치는 앵커 장치에 의하여 해저에 고정되도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 터릿(turret)은 제 3 반잠수 칼럼에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 부양 유닛은 삼각형으로서 형상화되고, 삼각형의 모서리는 부양 유닛의 모서리를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 삼각형의 높이(h)는 30m≤h≤70m 의 범위에 있고, 보다 바람직스럽게는 40m≤h≤60m 이고, 가장 바람직스럽게는 45m≤h≤55m 이다.
일 실시예에 따르면, 부양 풍력 플랫폼은 제 1 및 제 2 타워를 각각 통해 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼에 각각 배치된 제 1 및 제 2 풍력 터빈을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 기준 방향(z)은 수직 방향(z)이다.
일 실시예에 따르면, 상호 연결된 반잠수 칼럼 각각은 길이 방향 칼럼 중심축을 가지고, 제 1 및 제 2 타워는 각각 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축을 가지고, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼은 기준 방향(z)에 대하여 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)를 각각 가지고 부양 유닛에 배치되고, 서로로부터 이탈되게 지향되고, 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축은 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심축에 각각 평행하다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)는 동일하다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도는 5°≤ α1, α2 ≤ 25°의 간격에 있고, 보다 바람직스럽게는 10° ≤α1, α2 ≤ 20°이고, 가장 바람직스럽게는 12°≤ α1, α2 ≤ 17°이다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)는 15°이다.
일 실시예에 따르면, 부양 유닛은 트러스 구조를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼들은 상부 연결 부재 및 평행하게 배치된 대응하는 하부 연결 부재들을 통해 서로에 대하여 상호 연결되고, 하부 연결 부재들은 상부 연결 부재들보다 짧다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워들은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼들에 각각 상호 연결된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워들과 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼 사이에서 각각 인터페이스를 형성하는 맞닿음 표면들은 제1 및 제 2 길이 방향 타워 중심 축들 및 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심 축들에 각각 평행한 법선 방향을 가진다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워들은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼과 일체이고 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼들을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워들과 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼들의 직경 및 단면적은 각각 유사하다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼들은 평면에 걸쳐 있고, 상기 평면은 수평 방향에서 법선 방향을 가진다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축들은 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심축들과 각각 정렬된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 부재들은 제 1 및 제 2 타워들을 부양 유닛과 각각 상호 연결하도록 배치된다.
일 실시예에 따르면, 앵커 장치(60)는 중력에 의해 해저(8)에 배치되도록 구성된 중량체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 앵커 장치는 해저에 고정되도록 구성된 적어도 하나의 앵커 장치 부재를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 앵커 장치는 해저에 고정되도록 구성된 복수개의 앵커 장치 부재들을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 앵커 장치 부재는 흡입 파일 앵커(suction pile anchor)이다.
일 실시예에 따르면, 연안 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼이 제공되는데, 상기 부양 풍력 플랫폼은 부양 유닛과, 제 1 및 제 2 풍력 터빈을 포함하고,
부양 유닛은 상호 연결된 제 1, 제 2 및 제 3 반잠수 칼럼을 포함하고, 각각의 반잠수 칼럼은 길이 방향의 칼럼 중심축을 가지고 각각의 반잠수 칼럼은 부양 유닛의 개별적인 코너에 배치되고,
제 1 및 제 2 풍력 터빈은 제 1 및 제 2 타워를 각각 통해서 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼에 각각 배치되고, 제 1 및 제 2 타워는 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축을 각각 가지고, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼은 기준 방향(z)에 대하여 각각 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)를 가지고 부양 유닛에 배치되고, 서로로부터 멀어지게 지향되고, 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축들은 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심축에 각각 평행하다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)는 동일하다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도는 5°≤ (α1, α2) ≤ 25°의 간격에 있고, 보다 바람직스럽게는 10°≤ (α1, α2) ≤ 20°이고, 가장 바람직스럽게는 12°≤ (α1, α2) ≤ 17°이다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)는 15°이다.
일 실시예에 따르면, 부양 유닛은 삼각형으로서 형상화되고, 삼각형의 모서리는 부양 유닛의 모서리를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 부양 유닛은 트러스 구조를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼들은 상부 연결 부재 및 평행하게 배치된 대응하는 하부 연결 부재들을 통해 서로에 대하여 상호 연결되고, 하부 연결 부재들은 상부 연결 부재들보다 짧다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워들은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼에 각각 상호 연결된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워들과 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼 사이에서 각각 인터페이스를 형성하는 맞닿음 표면들은 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심 축들 및 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심 축들에 각각 평행한 법선 방향을 가진다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워들은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼들과 일체이고 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼들을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워와 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼의 직경 및 단면적은 유사하다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼들은 평면에 걸쳐있고, 상기 평면은 수평 방향에서 법선 방향을 가진다.
일 실시예에 따르면, 제 및 제 2 길이 방향 타워 중심축은 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심축과 각각 정렬된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 부재들은 제 1 및 제 2 타워를 부양 유닛에 각각 상호 연결하도록 배치된다.
일 실시예에 따르면, 부양 풍력 플랫폼은 바람 방향에 대하여 풍향계를 이루도록 더 구성된다.
일 실시예에 따르면, 기준 방향(z)은 수직 방향(z)이다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 예를 들어 설명될 것이다.
도 1 은 연안의 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼의 사시도를 도시한다.
도 2 는 도 1 에 따른 부양 풍력 플랫폼의 측면도를 도시한다.
도 3 은 도 1 및 도 2 에 따른 부양 풍력 플랫폼의 측면도를 도시한다.
도 4 는 도 1 내지 도 3 에 따른 부양 풍력 플랫폼의 측면도를 도시한다.
도 5 는 도 1 내지 도 4 에 따른 부양 풍력 플랫폼의 측면도를 도시한다.
다음에 본 발명의 상세한 설명이 주어진다. 도면에서, 동일한 도면 번호는 도면을 통하여 동일하거나 또는 대응하는 요소들을 표시한다. 상기 도면들은 오직 예시를 위한 것이며 그 어떤 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 출원인의 스웨덴 특허 출원 1850064-5는 본원에 참고로서 포함된다. 참고 문헌인 스웨덴 특허 출원 1850064-5 에 있는 특징들에 대한 보호가 이루어질 수 있다.
도 1 은 부양 유닛(2)을 포함하는 연안 전력 생산용 부양 풍력 플랫폼(floating wind power platform, 1)의 사시도를 도시한다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)은 3 개의 상호 연결된 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)을 포함하며, 즉, 제 1, 제 2 및 제 3 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)을 포함하고, 각각은 도 2 에 도시된 바와 같이 길이 방향의 칼럼 중심축(3a',3b',3c')를 가진다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)은 복수개의 반잠수 칼럼을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)은 3 개 보다 많은 반잠수 칼럼을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)은 적어도 3 개의 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼은 적어도 3 개의 연결 부재(10a, 10b, 10c, 20a, 20b, 20c.)를 통해 서로에 대해 상호 연결된다. 3 개 보다 많은 반잠수 칼럼을 포함하는 부양 유닛(2)의 경우에, 제 1, 제 2 및 제 3 반잠수 칼럼들은 간접적으로 상호 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼은 상부 연결 부재(10a, 10b, 10c) 및 평행하게 배치되는 대응하는 하부 연결 부재(20a, 20b, 20c)를 통해 서로 상호 연결된다. 일 실시예에서, 하부 연결 부재(20a, 20b, 20c)는 상부 연결 부재(10a, 10b, 10c) 보다 짧다. 결과적으로, 부양 유닛(2)에서의 재료의 총 사용량은 유사한 길이의 상부 연결 부재 및 하부 연결 부재의 부양 유닛(2)에 비교하여 감소될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 부양 풍력 플랫폼(1)의 사용 동안 보통의 물 레벨 또는 수선(7)은 상부 연결 부재(10a, 10b, 10c)와 하부 연결 부재(20a, 20b, 20c) 사이의 거리의 절반이다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼은 부양 유닛(2)의 개별적인 코너에 각각 배치되어 있다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼은 부양하는 구조체(buoyant structure)이다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼은 적어도 상부 연결 부재(10a, 10b, 10c) 위로 연장되고 상부 연결 부재(10a, 10b, 10c) 위에 상부 단부를 가진다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)은 증가된 직경의 개별적인 베이스 단부 부분(30a, 30b, 30c)을 가지고, 이러한 베이스 단부 부분은 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)의 개별적인 면적을 증가시켜서 물에서 움직이는 것에 대한 저항을 증가시킬 뿐만 아니라 부력 및 변위를 증가시킨다. 일 실시예에 따르면, 베이스 단부 부분(30a, 30b, 30c)은 중심 축(30a', 30b', 30c')(미도시)을 각각 포함하는 실린더 형상이고, 각각의 중심축(30a', 30b', 30c')은 기준 방향(z)에 평행하다. 일 실시예에 따르면, 중심축(30a')과 중심축(30b') 사이의 거리는 대략 100 m 이고, 이것은 플랫폼의 길이로서 지칭된다. 일 실시예에 따르면, 중심축(30c')과 중심축(30a') 또는 중심축(30b') 사이의 거리는 대략 70 m 이다. 일 실시예에 따르면, 기준 방향(z)은 개별의 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)상에 있는 길이 방향 칼럼 중심 축(3a', 3b', 3c')의 단부 지점들에 의해 걸쳐진 평면의 직각 방향에 평행하거나 또는 실질적으로 평행하다. 일 실시예에 따르면, 기준 방향(z)은 상부 연결 부재(10a, 10b, 10c)에 의하여, 또는 대안으로서, 하부 연결 부재(20a,20b,20c)에 의하여 또는 양쪽 모두에 의하여 걸쳐진 평면의 직각 방향에 평행하거나 또는 실질적으로 평행하다. 일 실시예에 따르면, 기준 방향(z)은 풍력 플랫폼(1)의 정상 사용 동안에 수직 라인 또는 연직 라인에 대하여 평행하거나 또는 실질적으로 평행하다. 일 실시예에 따르면 기준 방향(z)은 수직 방향(z)이다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)은 삼각형으로서 형상화되고, 삼각형의 모서리는 부양 유닛(2)의 코너들을 형성한다. 일 실시예에 따르면, 삼각형은 이등변 삼각형이다. 일 실시예에 따르면, 연결 부재(10a, 10c 및/또는 20a, 20c)는 각각 상이한 길이를 가져서, 이등변이 아니거나 균일하지 않은, 즉, 경사진 삼각형(oblique triangle)을 형성한다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛은 각각의 코너에 반잠수 칼럼을 가진 다각형으로서 형상화된다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼은 부양 유닛(2)에서 중심에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)은 트러스 구조(truss structure)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)은 프레임워크 구조(framework structure)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 복수개의 연결 부재들은 상호 연결된 상부 및 하부 연결 부재들로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼(3c)에 텐션 다리 장치(tension leg device, 6)가 배치되는데, 텐션 다리 장치(6)는 해저(8)에 고정되도록 적합화된다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)으로 배치된다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)은 제 3 반잠수 칼럼(3c)과 비교하여 현저하게 증가된 직경을 가진다. 일 실시예에 따르면, 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 3 반잠수 칼럼의 직경(D3c)은 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)의 직경(D30c)에 대하여 0.1*D30c ≤D3c ≤0.3*D30c 의 간격에 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 직경(D3c)은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 직경(D3a/3b)에 대하여 각각 0.2*D3a/3b ≤D3c ≤0.6*D3a/3b 의 간격에 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 직경(D3a/3b)은 사용하는 동안 수선(7)에서 측정된다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 직경(D3c)은 사용하는 동안 수선(7)에서 측정된다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a,3b)의 직경보다 현저하게 작은 직경을 가진다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 직경은 5m ≤ D3a/3b ≤10m의 간격에 있다. 일 실시예에 따르면, 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 직경은 6m ≤D3a/3b ≤8 m 의 간격에 있다. 일 실시예에 따르면, 직경(D30c)에 대하여 직경(D3c)을 감소시키는 것은 제 3 칼럼(3c)의 감소된 수선 영역을 제공하고, 이것은 파도에 대한 노출을 감소시키고 따라서 부양 풍력 플랫폼(1)의 결과적인 바람직스럽지 않은 움직임의 위험성을 감소시킨다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)은 텐션 다리 장치(6)에서 텐션을 발생시키도록 구성된 부력을 제공한다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)은 텐션 다리 장치(6)에서 텐션을 발생시키도록 구성된 과도한 부력을 제공한다. 일 실시예에 따르면, 과도한 부력(excess buoyancy)은 변위된 물의 중량이 플랫폼(1)의 중량보다 클 때 발생되는 부력으로서 정의된다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)에 의하여 상방향 지향의 힘이 유지되어 플랫폼(1)의 상승이 억제된다. 일 실시예에 따르면, 과도한 부력이 있는 동안에, 플랫폼(1)의 부력은 그것의 중량을 초과하여 z 방향에서 플랫폼(1)의 상승 또는 상방향 지향의 힘을 발생시킨다. 일 실시예에 따르면, 부양 풍력 플랫폼(1)의 안정성은 과도한 부력과 텐션 다리 장치(6)에서의 결과적인 텐션에 의해 제공된다. 일 실시예에 따르면, 부양 풍력 플랫폼의 안정성은 부분적으로는 플랫폼 부력에 의해 제공되고 부분적으로는 풍향계 성능(weather vaning capability)을 가진 텐션 다리 장치 정박 시스템에 의해 제공된다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)은 물에 전체적으로 잠기도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)은 도 2 에 도시된 바와 같이 수선(7)의 아래 또는 평균적인 해수면(7) 아래에 전체적으로 잠기도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 제 3 반잠수 칼럼에만 배치되고, 즉, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)에는 개별의 텐션 다리 장치(6)가 제공되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 적어도 하나의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 복수개의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)들을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 적어도 6 개의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 적어도 6 개의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)들을 포함하지만 적용예 또는 환경 조건에 기초하여 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)들의 그 어떤 적절한 개수라도 필요로 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 해저(8)와 제 1 반잠수 칼럼(3c) 사이에서 실질적으로 수직으로 배치되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 해저(8)와 제 1 반잠수 칼럼(3c) 사이에서 수직으로 배치되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)들은 해저(8)와 제 3 반잠수 칼럼(3c) 사이에서 기준 방향(z)에 대하여 각도( β)로 배치되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)들중 적어도 하나는 해저(8)와 제 3 반잠수 칼럼(3c) 사이에서 기준 방향(z)에 대하여 각도(β)로 배치되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)들은 0°≤β≤ 45°의 간격에 있는 기준 방향(z)에 대한 각도(β)로써 반경 방향 외측으로 배치되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)들은 텐션 정박 라인(tension mooring line) 또는 케이블 또는 케인 또는 로프 또는 와이어를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)는 때때로 텐던(tendon)으로서 지칭되는 튜브형 강철 부재들을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 텐션 다리 장치(6)는 앵커 장치(60)에 의해 해저(8)에 고정되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 앵커 장치(60)는 중력에 의해 해저(8)상에 배치되도록 구성된 중량체를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 앵커 장치(60)는 해저(8)에 고정되도록 구성된 적어도 하나의 앵커 장치 부재(60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 앵커 장치(60)는 해저(8)에 고정되도록 구성된 복수개의 앵커 장치 부재(60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 각각의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)에는 앵커 장치 부재(60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f)가 각각 제공된다. 일 실시예에 따르면, 앵커 장치 부재(60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f)는 흡입 파일 앵커(suction pile anchors)이다.
일 실시예에 따르면, 부양 풍력 플랫폼(1)은 풍력 방향에 대하여 풍향계(weather vane)를 이루도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 풍향계는 부양 유닛(2)에 배치된 터릿(turret, 9)에 의해 제공된다. 일 실시예에 따르면, 터릿(9)은 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)들중 하나에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 터릿(9)은 제 3 반잠수 칼럼(3c)에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 터릿(9)은 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 터릿(9)은 정박 시스템(mooring system)에 상호 연결된다. 일 실시예에 따르면, 터릿(9)은 텐션 다리 장치(6)에 상호 연결된다. 일 실시예에 따르면, 터릿(9)은 제 3 반잠수 칼럼(3c)을 통하여 텐션 다리 장치(6)에 상호 연결된다.
일 실시예에 따르면, 도 2 에 도시된 바와 같이, 중량 분포 또는 중력의 중심은 밸러스트 시스템(ballast system, 12)에 의해 플랫폼(1)에서 변화될 수 있다. 플랫폼(1)은 밸러스트 시스템(12)을 포함하는데, 밸러스트 시스템(12)은 적어도 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)에 각각 제공된 밸러스트 탱크(12a, 12b)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 밸러스트 시스템(12)은 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c)에 각각 제공된 밸러스트 탱크(12a, 12b, 12c)를 포함한다. 밸러스트 탱크 안의 물의 양을 제어하도록 구성된 제어 시스템(11)이 더 제공된다. 일 실시예에 따르면, 밸러스트 시스템(12)은 예를 들어 썰물과 밀물 사이에 물의 레벨의 변화 동안에 플랫폼(1)의 레벨 조절(leveling)을 가능하게 한다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)에서의 밸러스트 탱크(12c)에 있는 물의 양을 제어하는 것은 반잠수 칼럼(3c)의 부력 및 견인력(draught) 제어를 가능하게 하여, 텐션 다리 장치(6)에서의 텐션은 더 제어될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플랫폼(1)의 이송 및 설치 동안에 잠정적인 또는 일시적인 안정성은 밸러스트 탱크(12a, 12b, 12c) 안의 밸러스트 물의 양을 감소시킴으로써 달성될 수 있으며, 이것은 플랫폼(1)의 견인력(draught)을 감소시켜서 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)이 수선(7)에 있도록 하여 이송 및 설치 동안에 수선 영역(water line area)과 안정성을 증가시킨다. 일 실시예에 따르면, 플랫폼(1)의 이송 및 설치 동안에 잠정적인 또는 일시적인 안정성은 추가적인 부력을 제공하는 제 3 반잠수 칼럼(3c)에 잠정적인 또는 일시적인 체적을 배치함으로써 달성될 수 있으며, 그에 의하여 플랫폼의 이송 및 설치 동안에 수선 영역(water line area)이 증가되고 결과적으로 플랫폼(1)의 안정성이 증가된다. 일 실시예에 따르면, 볼륨(volume)은 제 3 반잠수 칼럼(3c)에 볼트 체결되거나 또는 용접된다. 설치의 단계로서, 볼륨은 제 3 반잠수 칼럼(3c)으로부터 제거됨으로써 텐션 다리 장치(6)는 제 3 반잠수 칼럼(3c)에 배치된다.
종래 기술의 해법에서는 일반적으로, 풍향계 플랫폼(weather vaning platform) 또는 구조체는 부력으로부터 모든 안정성을 취하였다. 그러한 종래 기술에서의 정박(mooring)은 스테이션 유지(station keeping)의 유일한 목적을 제공하고 구비한다. 풍향계 플랫폼 또는 구조체는 이들이 해저에 연결된 하나의 지점 둘레에서 회전하므로 잉여의 안정성을 필요로 하며 그렇지 않으면 구조체의 부력에 기초하여 자유롭게 회전한다. 그러한 구조체는 항상 대형인데, 왜냐하면 풍향계는 동일한 플랫폼에서 효율적인 방식으로 복수개의 타워들을 사용할 수 있게 하기 때문이다. 대형의 크기는 구조체 크기 뿐만 아니라 필요한 변위를 반영한다. y 방향에서 타워로부터 회전 지점으로의 충분한 거리가 필요한데, 안정된 플랫폼을 제공하도록 충분한 중량 및 부력과 따라서 회전 지점에서의 재료가 필요하기 때문이다. 종래 기술의 풍향계 성능을 가진 플랫폼 또는 구조체는 결국 본질적으로 안정되도록 구성되고 해저로부터 연결 해제될지라도 넘어가지 않을 것이다. 동시에, 충분한 안정성을 달성하는 풍향계 플랫폼의 대형 크기는 풍향계 작동 동안에 회전하는 성능에 부정적인 영향을 가질 수 있는데, 왜냐하면 타워 크기에 대한 커다란 변위는 물에서 움직이는데 느림(slowness)을 초래하고 따라서 예를 들어 바람의 방향과 같은 날씨 조건에서의 변화에 적합화되어야 하기 때문이다. 더욱이, 큰 변위는 바람 방향에서보다 물 흐름 방향에서의 변화에 적합화되도록 플랫폼을 더욱 경사지게 만들고, 이것은 조류 및 바람으로부터의 플랫폼(1)의 결과적인 평형 상태에 부정적인 영향을 가진다. 전체적으로, 이것은 상기 플랫폼의 효율성이 감소되는 단점을 야기한다.
일 실시예에 따르면, 부양 유닛(2)을 형성하는 삼각형은 높이를 가지며, 즉, y 방향에서 상부 연결 부재(10b)로부터 제 3 반잠수 칼럼(3c) 까지의 거리를 가지는데, 이것은 본 발명의 실시예에 따른 텐션 다리 장치(6)에서의 일정한 텐션에 의존하지 않는 풍력 플랫폼의 부양 유닛과 비교하여 현저하게 감소될 수 있다. 상기 높이는 플랫폼 비임(platform beam) 또는 플랫폼 폭으로서 지칭되기도 한다. 일 실시예에 따르면, 플랫폼 높이 또는 비임은 종래 기술의 그러한 풍력 플랫폼에 비교하여 40 내지 60 % 사이에서 감소될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플랫폼은 대략 50 미터인데, 여기에서 플랫폼 길이는 위의 문단에서 설명된 바와 같이 대략 100 미터이다. 일 실시예에 따르면, 삼각형의 높이는 30m≤h≤70m 의 범위에 있고, 보다 바람직스럽게는 40m≤h≤60m 이고, 가장 바람직스럽게는 45m≤h≤55m 이다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축(5a',5b')의 교차점에서의 터빈 로터들의 회전축(4a', 4b')에 대한, 플랫폼(1)의 비임과 허브 높이(hub-height), 즉, 사용중의 수선(7)으로부터의 거리의 비율(rb-hh)은 각각 0.3 ≤ rb-hh ≤0.70 간격이고, 보다 바람직스럽게는 0.4 ≤ rb-hh ≤0.60이고, 가장 바람직스럽게는 0.5≤ rb-hh ≤0.6이다. 일 실시예에 따르면, 플랫폼(1)의 비임과 로터 직경(rotor diameter)의 비율(rb-rd)은 0.25 ≤ rb-rd ≤0.60 의 간격이고, 보다 바람직스럽게는 0.3 ≤ rb-rd ≤0.55이고, 가장 바람직스럽게는 0.35 ≤ rb-rd ≤0.50이다. 여기에서 이전에 설명된 바와 같이, 본 발명은 종래 기술 해법보다 낮은 비율을 가능하게 하며, 이것은 비용을 감소시키고 플랫폼(1)의 효율을 증가시킨다.
일 실시예에 따르면, 부양 풍력 플랫폼은 제 1 및 제 2 풍력 터빈(4a, 4b)을 구비하며, 이것은 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)를 통해서 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)에 각각 배치된다. 일 실시예에 따르면, 만약 부양 유닛(2)이 3 개 보다 많은 반잠수 칼럼들을 포함한다면, 예를 들어 반잠수 칼럼상의 부양 유닛(2)에 다른 풍력 터빈들이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 만약 다른 풍력 터빈들이 부양 유닛(2)에 배치된다면, 그것은 열(row)을 지어 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터릿(turret)은 제 3 반잠수 칼럼(3c)에 부착된다. 일 실시예에 따르면, 도 2 에 각각 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)는 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심 축(5a', 5b')을 가진다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)는 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)에 각각 상호 연결된다. 일 실시예에 따르면, 만약 3 개의 반잠수 칼럼들이 열(row)을 지어 배치된다면, 중간 반잠수 칼럼 및 풍력 타워는 기준 방향(z) 에 평행한 길이 방향 타워 중심 축 및 길이 방향 칼럼 중심 축을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)와 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 직경 및 단면적은 각각 유사하다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)와 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b) 사이에서 각각 인터페이스를 형성하는 맞닿음 표면(3a", 5a" 및 3b", 5b")은 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축(5a', 5b') 및 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심축(3a', 3b')에 각각 평행한 법선 방향을 가진다. 일 실시예에 따르면, 맞닿음 표면(3a", 5a" 및 3b", 5b")은 원형의 링 형상을 가진다. 일 실시예에 따르면, 맞닿음 표면(3a", 5a" 및 3b", 5b")은 원형 영역 형상을 가진다. 따라서, 길이 방향 타워 중심 축 및/또는 길이 방향 칼럼 중심 축에 평행하지 않은 법선 방향을 가진 타워 및/또는 칼럼의 맞닿음 표면으로부터 초래된 타원 형상의 맞닿음 표면과는 반대로, 맞닿음 표면들의 상기와 같은 법선 방향의 선택은 원형, 원형 링 또는 원형 영역들의 사용을 가능하게 한다. 타원형 맞닿음 표면들의 형상은 타워(5a, 5b)와 반잠수 칼럼(3a, 3b) 사이의 부착중에 필요로 하는 2 개 타원형 맞닿음 표면들 사이의 필수적인 맞춤을 가능하게 하는 충분한 정밀도를 가지고 달성되기에 곤란하다. 이것은 특히 부착 과정 동안에 정합(match)될 필요가 있는 볼트 연결 또는 볼트들을 위한 구멍들을 포함하는 볼트 플랜지(bolt flange)로서 맞닿음 표면들이 공통적으로 형상화되기 때문에 그러하다. 결과적으로, 표준적인 풍력 타워(5a, 5b)들이 본 발명에 따른 부양 풍력 플랫폼(1)을 위해서 사용될 수 있고, 제작 비용을 증가시키는 특별 제작 또는 설계의 풍력 타워들이 사용될 필요는 없다. 더욱이, 만약 타워(5a", 5b") 및 칼럼 맞닿음 표면(3b", 5b")이 개별의 길이 방향 타워 중심축(5a', 5b') 및 길이 방향 칼럼 중심축(3a', 3b')에 평행한 법선 방향을 가진다면, 원형, 원형 링 또는 원형 영역 형상을 타원, 타원 링, 타원 영역 형상에 각각 조합하고 부착하도록 시도하는 곤란함이 회피된다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)는 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)과 일체이고 상기 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼을 형성한다.
도 2 는 연안의 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼(1)의 측면도로서, 실질적으로 터빈 로터들의 회전축(4a', 4b')에 평행한 방향에서 도시한 것이다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)은 기준 방향(z)에 대하여 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)를 가지고 부양 유닛(2)에 배치되고, 서로로부터 멀어지게 지향된다. 일 실시예에 따르면, 서로로부터 멀어지게 지향된다는 것은 풍력 터빈들이 풍력 터빈의 개별적인 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 다른 부분들 또는 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 적어도 최하부 베이스 단부 부분 보다 서로로부터 더 멀어짐을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)에 의해 걸쳐진 평면에서 보아서 α1 + α2 에 대응하는 전체 각도를 가지고 서로로부터 멀어지게 지향된다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축(5a', 5b')은 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심축(3a', 3b')에 각각 평행하다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 길이 방향 타워 중심축(5a', 5b')은 제 1 및 제 2 길이 방향 칼럼 중심축(3a', 3b')과 각각 정렬된다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)과 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)의 경사는 보다 콤팩트한 부양 유닛(2)을 가능하게 하고, 동시에 풍력 터빈(4a, 4b) 사이의 거리는 경사가 없으면서 충분한 거리 또는 유사한 거리에서 유지될 수 있어서, 에너지 생산을 위한 충분하게 크거나 또는 유사한 크기의 터빈 로터 블레이드의 사용을 경사 없이 가능하게도 한다. 이러한 점에서, 부양 유닛(2)은 사이즈/비용 대(對) 그것의 에너지 생산 능력을 최적화시키는 것을 목적으로 한다. 일 실시예에 따르면 제 1 및 제 2 각도(α1, α12)는 동일하다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도는 5°≤ (α1, α2) ≤ 25°의 간격에 있고, 보다 바람직스럽게는 10°≤ (α1, α2) ≤ 20°이고, 가장 바람직스럽게는 12°≤ (α1, α2) ≤ 17°이다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)는 15°이다. 기준 방향(z)에 대하여, 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)를 각각 가지고 부양 유닛(2)에 배치된 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)을 이용하는 다른 효과로서, 높은 수선 영역을 가진 부양 유닛(2)이 제공되며, 이것은 높은 유체역학적 견고성을 제공하며, 즉, 물에서의 높은 저항을 제공한다. 물에서의 높은 저항은 부양 유닛(2)의 사용중에 바람직스럽지 않은 움직임에 대한 저항을 제공한다. 결과적으로, 예를 들어 반잠수 칼럼(3a, 3b, 3c) 및 그들의 개별적인 단부 부분(30a, 30b, 30c)들에 의한 부양 유닛(2)의 변위는 감소될 수 있다. 변위의 감소는 재료의 감소를 가능하게 하고 따라서 부양 유닛(2)과 풍력 플랫폼(1)을 제조하는 비용을 낮춘다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)은 부양 유닛(2)에 배치되는데, 제 1 및 제 2 각도(α1, α2)는 제로이고, 즉, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)은 서로로부터 멀어지게 지향되지 않는다.
도 3 은 연안의 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼(1)의 측면도로서, 터빈 로터의 회전축(4a', 4b')에 직각으로 도시된 것이다. 여기에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)은 평면에 걸쳐 있되, 상기 평면은 수평 방향(y)에서 법선 방향을 가진다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)은 평면에 걸쳐 있되, 평면은 기준 방향(z)에 직각인 법선 방향(y)을 가진다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)은 평면에 걸쳐 있되, 평면은 기준 방향(z)에 직각인 법선 방향(y)을 가진다. 일 실시예에 따르면, z 및 y 방향은 도 2 에 도시된 좌표 시스템의 축을 형성하거나 또는 상기 축을 형성하도록 정해지며, 다른 수평 방향 x 를 더 포함한다. 일 실시예에 따르면, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 길이 방향 중심축(3c')은 기준 방향(z)에 평행하다. 일 실시예에 따르면, 만약 부양 유닛(2)이 경사 삼각형으로서 형상화된다면, 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)에 의해 걸쳐진 평면은, 플랫폼(1) 및 부양 유닛(2)이 평형 상태에 도달할 때의 사용중에, 풍향계 작동이 이루어지는 동안 바람 방향에 평행한 방향에 있지 않을 것이다. 따라서, 그러한 경우에, 제 1 풍력 터빈 로터 및 제 2 풍력 로터에 의해 걸쳐지는 평면은 상이한 평면일 것이고, 제 1 및 제 2 칼럼(3a, 3b) 중 하나는 바람을 안은(upwind) 칼럼일 것이고 다른 하나는 순풍의(downwind) 칼럼일 것이다.
도 4 는 음(negative)의 z 방향으로 도시된 연안의 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼(1)의 측면도를 도시한다.
도 5 는 연안 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼(1)의 측면도를 도시한다. 여기에서 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 부재(40a, 40b)는 제 1 및 제 2 타워(5a, 5b)를 부양 유닛(2)과 각각 상호 연결하도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 지지 부재(40a, 40b)는 2 개의 타워(5a, 5b) 사이에 배치되어 그들을 상호 연결한다. 일 실시예에 따르면, 지지 부재(40a, 40b)의 사용은 타워(5a, 5b)와 칼럼(3a, 3b)이 각각 연결되는 지점에서, 예를 들어 중력에 기인하여 맞닿음 표면(3a", 5a", 및 3b", 5b")에서의 볼트 연결에서 응력을 감소시킨다. 일 실시예에 따르면, 지지 부재(40a, 40b)의 사용은 풍력 플랫폼(1)의 안정성을 증가시킨다. 일 실시예에 따르면, 풍력 터빈(4a, 4b)은 풍력 타워(5a, 5b)에 대하여 각각 회전할 수 있도록 구성되는데, 회전축은 길이 방향 타워 중심축(5a', 5b')에 평행하다. 일 실시예에 따르면, 풍력 터빈(4a, 4b)은 풍력 타워(5a, 5b)에 대하여 각각 회전할 수 있도록 구성되는데, 회전축은 기준 방향(z)에 평행하다. 일 실시예에 따르면, 회전, 즉, 풍력 타워(5a, 5b)들에 대한 풍력 터빈들의 각각의 상대적인 각도 변위는 제한됨으로써, 풍력 터빈 로터 블레이드들과 풍력 타워들의 연계는 예를 들어 사용되는 동안 회피된다. 일 실시예에 따르면, 예를 들어 기계적인 정지부와 같은 기계적인 구성에 의하여 제한이 설정되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 소프트웨어에 의해 제한이 설정되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 풍력 플랫폼(1)은 풍력 터빈 로터 블레이드의 회전에 의한 에너지 생산을 위해 구성되고, 예를 들어 발전기에 의하여 나셀(nacelles) 또는 풍력 터빈들에서 발전된다. 일 실시예에 따르면, 연안의 전력/에너지 생산은 에너지를 전달하도록 구성된 에너지 케이블을 통해 육상으로 전달될 수 있거나 가져올 수 있다.
연안 전력 생산을 위한 부양 풍력 플랫폼(1)의 바람직한 실시예가 설명되었다. 그러나, 당업자는 이것이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 첨부된 청구 범위내에서 변화될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
상기 설명된 모든 대안의 실시예들 또는 실시예의 부분들은 조합이 모순되지 않는 한, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 자유롭게 조합될 수 있다.
1. 부양 풍력 플랫폼 2. 부양 유닛
4a. 4b. 풍력 터빈 8. 해저
3a.3b.3c. 반잠수 칼럼 60. 앵커 장치

Claims (16)

  1. 부양 유닛(2)을 포함하는 연안 전력 생산(offshore power production)을 위한 부양 풍력 플랫폼(1)으로서, 부양 유닛은 상호 연결된 제 1 반잠수 칼럼(3a), 제 2 반잠수 칼럼(3b) 및 제 3 반잠수 칼럼(3c)을 포함하고, 각각의 반잠수 칼럼은 부양 유닛(2)의 개별의 코너에 배치되고, 부양 풍력 플랫폼(1)은 제 1 타워(5a) 및제 2 타워(5b)를 통해 제 1 반잠수 칼럼(3a) 및 제 2 반잠수 칼럼(3b)에 각각 배치된 제 1 풍력 터빈(4a) 및 제 2 풍력 터빈(4b)을 더 포함하고,
    텐션 다리 장치(6)는 오직 제 3 반잠수 칼럼(3c)에만 배치되고, 텐션 다리 장치(6)는 앵커 장치(60)에 의해 해저(8)에 고정되도록 구성되고, 제 3 반잠수 칼럼(3c)은 텐션 다리 장치(6)에서 텐션을 발생시키도록 구성되는 부력을 제공하고,
    부양 풍력 플랫폼(1)은 바람 방향에 대하여 풍향계(weather vane)를 이루도록 더 구성되고, 터릿(turret, 9)은 제 3 반잠수 칼럼(3c)에 배치되는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 제 3 반잠수 칼럼(3c)은 텐션 다리 장치(6)에 텐션을 발생시키도록 구성된 과잉의 부력을 제공하는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  3. 제 1 항에 있어서, 텐션 다리 장치(6)는 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)에 배치되고, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 직경(D3c)은 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)의 직경 D30c 에 대하여 0.1*D30c ≤D3c ≤0.3*D30c 의 간격에 있는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  4. 제 1 항에 있어서, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 직경(D3c)은 제 1 및 제 2 반잠수 칼럼(3a, 3b)의 직경(D3a/3b)에 대하여 각각 0.2*D3a/3b ≤D3c ≤0.6*D3a/3b 의 간격에 있는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  5. 제 1 항에 있어서, 제 3 반잠수 칼럼(3c)의 베이스 단부 부분(30c)은 물에 전체가 잠기도록 구성되는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  6. 제 1 항에 있어서, 텐션 다리 장치(6)는 적어도 하나의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)를 포함하는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  7. 제 1 항에 있어서, 텐션 다리 장치(6)는 복수개의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)를 포함하는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  8. 제 1 항에 있어서, 텐션 다리 장치(6)는 해저(8)와 제 3 반잠수 칼럼(3c) 사이에 수직으로 배치되도록 구성되는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  9. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 텐션 다리 장치 부재(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f)는 텐션 정박 라인(tension mooring lines), 케이블, 체인, 로프, 와이어 또는 튜브형 강철 부재중 어느 하나를 포함하는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  10. 제 1 항에 있어서, 텐션 다리 장치(6)는 앵커 장치(anchoring device, 60)에 의하여 해저(8)에 고정되도록 구성되는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  11. 제 1 항에 있어서, 부양 유닛(2)은 삼각형으로 형상화되고, 삼각형의 모서리는 부양 유닛(2)의 모서리를 형성하는, 부양 풍력 플랫폼(1).
  12. 제 11 항에 있어서, 삼각형의 높이는 30m≤h≤70m 의 범위인, 부양 풍력 플랫폼(1).
  13. 제 1 항에 있어서, 기준 방향(z)은 수직 방향(z)인, 부양 풍력 플랫폼(1).
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