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KR20150074709A - 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소 - Google Patents

하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소 Download PDF

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KR20150074709A KR1020130162755A KR20130162755A KR20150074709A KR 20150074709 A KR20150074709 A KR 20150074709A KR 1020130162755 A KR1020130162755 A KR 1020130162755A KR 20130162755 A KR20130162755 A KR 20130162755A KR 20150074709 A KR20150074709 A KR 20150074709A
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Abstract

본 발명은 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 관한 것으로, 하부 구조물을 이용하여 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소는, 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 있어서, 내측에 선박이 계류하여 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있는 하부구조물(10)과 상기 하부구조물(10) 중앙에 위치하는 전력저장 및 충전시설(20)과 상기 하부구조물(10) 상부면 양측에 설치되어 전력을 제공할 수 있는 전력에너지 발생수단(30)로 구성된다.

Description

하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소{FLOATING ELECTRIC CHARGING STATION FOR HYBRID VESSELS}
본 발명은 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부 구조물을 이용하여 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 관한 것이다.
일반적으로, 최근 산업이 발전함에 따라 석유나 석탄 같은 화석연료의 사용량이 증가하고 농지를 확보하기 위해 숲을 파괴함에 따라 온실가스의 원인이 되는 이산화탄소의 양이 급격히 증가하므로 지구 온난화가 가속되고 있다.
이에 따라 국제사회는 지구 온난화로 인한 기상이변 등의 재앙을 막기 위해 다양한 국제협약을 통하여 각국에서 배출하는 온실가스의 양을 규제하고 있다. 이러한 온실가스의 양을 줄이기 위해 화석연료를 대신하는 대체에너지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
대체에너지로는 자연환경을 이용한 태양열발전, 조력발전, 지열발전, 풍력발전 등이 실시되고 있다.
여기서 풍력발전은 무공해 에너지원으로 현재의 대체에너지 중 유지보수비용이 가장 저렴하여 경제성이 매우 높다. 또한, 풍력발전장치는 구조나 설치가 간단하고 운영 및 관리가 용이하며 무인화 및 자동화 운전이 가능하다.
해상 풍력발전은 풍력터빈을 호수, 피오르드(FJORD)지형, 연안과 같은 수역에 설치하여 그 곳에서 부는 바람의 운동에너지를 회전날개에 의한 기계에너지로 변환하여 전기를 얻는 발전방식을 의미한다.
이러한 해상 풍력발전기는 육상에서의 풍력 발전기와는 달리 다양한 해상 환경 하중을 받는다. 이에 따라 해상 환경 하중을 견디며 풍력 발전기의 상부구조물(나셀, 타워, 블레이드, 허브 등)을 지탱해주는 하부구조물이 매우 중요한 역할을 한다.
상세하게 설명하면, 해상 풍력발전기는 그 하부가 해저 상에 위치되는 기초지지대에 의해 지지되고, 기초지지대는 해수의 흐름에 대하여 저항을 받지 않도록 원기둥형으로 형성되는 것이 일반적이다.
이러한 원기둥형 기초지지대는 해상에 설치되는 풍력발전기의 특성상 외부에서 가해지는 풍하중에 의해 기초지지대의 수직축을 중심으로 자 모멘트(YAW MOMENT)가 발생하게 되므로 기초지지대가 회전하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
특히, 기초지지대가 회전하게 되면, 풍력발전기로 유입되는 풍질이 나쁘게 되어 풍력발전기의 발전효율이 저하되고, 풍력발전기의 안정성이 떨어지는 것은 물론이며, 또한 기초지지대는 해수의 흐름과 만나게 되면 흐르던 해수의 일부가 기초 지지대로 인해 낙류를 형성하거나 와류를 형성하게 된다.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위해 이에 다양한 기능의 해상풍력 발전장치가 개발되고, 이중 대한민국 공개 특허 제10-2010-0113950호(해상풍력 발전기의 기초지지대, 이하 '선행기술 1' 이라 함) 대한민국 공개 특허 제10-2011-0127779(해상풍력발전용 하부구조물 및 설치방법, 이하 '선행기술 2' 이라 함) 대한민국 공개 특허 제10-2009-0097265(부유식 해양 복합발전장치, 이하 '선행기술 3' 이라 함)이 개시 되어 있다.
그러나, 종래기술은 기초지지대 설치 시 발생하는 소음 및 진동으로 인해 해양 생태계 교란에 부정적인 영향을 끼치고, 설치 시 발생하는 소음 및 진동에 대한 제한 값을 제한하고 있으며 제한 범위 내에서 설치하지 못할 경우 공사 허가를 받지 못하는 문제점이 있다.
또한, 부유식 풍력의 경우 계류방식의 경제성과 관련하여 현재까지 상용화 단계에는 이르지 못하고 있으며, 해상 풍력발전으로 발생한 전력을 이용하기 위해서는 해저 케이블을 부설해야 하며 심해에서 해상풍력을 이용할 경우 해저 케이블 또한 많은 양을 필요로 하고, 유지 및 보수가 어려운 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용을 가능하게 할 수 있도록 하며, 항로를 운항하는 선박을 안전하게 계류하기 위한 공간 및 전력을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 발명의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소는, 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 있어서, 내측에 선박이 계류하여 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있는 하부구조물(10)과 상기 하부구조물(10) 중앙에 위치하는 전력저장 및 충전시설(20)과 상기 하부구조물(10) 상부면 양측에 설치되어 전력을 제공할 수 있는 전력에너지 발생수단(30)로 구성된다.
또한, 상기 하부구조물(10)은 내측에 선박이 계류하여 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있도록 양측에 격벽을 이루는 도크(DOCK)형상으로 형성된다.
이때, 상기 전력에너지 발생수단(30)은 풍력발전기로 구비된다.
또한, 상기 전력에너지 발생수단(30)은 태양광 발전시설로 구비된다.
이때, 상기 전력에너지 발생수단(30)은 조력발전기로 대체 가능한 것이다.
이러한 구성의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소를 제공함으로써 본 발명의 목적을 보다 잘 달성할 수 있는 것이다.
본 발명의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소를 제공함으로써, 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고, 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공할 수 있으며, 선박에 직접 전기에너지를 공급함으로써 추가적인 해저 케이블 설치가 불필요하고, 향후 도래할 하이브리드 선박의 상용화를 앞당길 수 있는 효과를 제공하게 된다.
도 1은 종래기술을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소의 측면을 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 관한 것으로, 하부 구조물을 이용하여 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 관한 것이다.
이하에서 당업자가 본 발명의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소를 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소를 도시한 사시도 이고, 도 3은 본 발명의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소의 측면을 도시한 도면이다.
도 2와 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면, 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 있어서, 내측에 선박이 계류하여 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있는 하부구조물(10)과 상기 하부구조물(10) 중앙에 위치하는 전력저장 및 충전시설(20)과 상기 하부구조물(10) 상부면 양측에 설치되어 전력을 제공할 수 있는 전력에너지 발생수단(30)로 구성된다.
상기 하부구조물(10)은 내측에 선박이 계류하여 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있도록 양측에 격벽을 이루는 도크(DOCK)형상으로 형성된다.
또한, 상기 하부구조물(10)을 이용한 상기 전력에너지 발생수단(30)은 안전한 설치 및 운용이 가능하고, 상기 전력에너지 발생수단(30)의 유지 및 보수가 용이한 장점이 있다.
상기 전력저장 및 충전시설(20)은 상기 하부구조물(10) 중앙에 위치하며, 효과적인 공간분리로 선박에 전력공급이 용이하고 선박을 안전하게 계류할 수 있는 공간을 제공하는 것이다.
상기 전력에너지 발생수단(30)은 상기 하부구조물(10) 상부면 양측에 설치되는 풍력발전기와 태양광 발전시설과 상기 하부구조물(10) 일측면 하단부에 설치되는 조력발전기 등으로 더 구비되어 전력을 제공할 수 있는 것이다.
또한, 양측에 격벽을 이루는 도크(DOCK)형상의 상기 하부구조물(10) 내측 중앙에 상기 전력저장 및 충전시설(20)을 설치하여 선박이 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있으며, 상기 전력에너지 발생수단(30)에서 발생되는 전력을 선박에 전력에너지를 제공할 수 있는 것이다.
본 발명의 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소를 제공함으로써, 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고, 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공할 수 있으며, 선박에 직접 전기에너지를 공급함으로써 추가적인 해저 케이블 설치가 불필요하고, 향후 도래할 하이브리드 선박의 상용화를 앞당길 수 있는 효과를 제공하게 된다.
현재 화석 연료 및 유가의 상승으로 경제적인 선박이 점차 요구되고 있으며, 미래에는 하이브리드 추진 선박이 개발될 것이다.
또한, 정해진 항로를 따라 일정 간격으로 설치 및 운영할 경우, 자동차와 주유소 관계와 비슷한 역할을 하며 항로를 운항하는 선박에 직접 전기에너지를 공급하기 때문에 향후 도래할 하이브리드 추진 선박의 상용화를 앞당길 수 있는 장점이 있다.
여기서, 상기 하이브리드는 연료와 전기로 병합하여 사용할 수 있는 것이다.
도 2 내지 도 3를 참고로 설명한 내용은 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 2 내지 도 3의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
하부구조물 : 10
전력저장 및 충전시설 : 20
전력에너지 발생수단 : 30

Claims (5)

  1. 부유식 해양 풍력발전장치를 안전하게 설치 및 운용이 가능하고 항로를 운항하는 선박에 효과적인 전력 공급 및 선박이 안전하게 계류하기 위한 공간을 제공하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소에 있어서,
    내측에 선박이 계류하여 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있는 하부구조물(10);과
    상기 하부구조물(10) 중앙에 위치하는 전력저장 및 충전시설(20);과
    상기 하부구조물(10) 상부면 양측에 설치되어 전력을 제공할 수 있는 전력에너지 발생수단(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부구조물(10)은 내측에 선박이 계류하여 파도등의 영향을 받지않고 정박할 수 있도록 양측에 격벽을 이루는 도크(DOCK)형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전력에너지 발생수단(30)은 풍력발전기인 것을 특징으로 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전력에너지 발생수단(30)은 태양광 발전시설인 것을 특징으로 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력에너지 발생수단(30)은 조력발전기로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소.
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