JP2014227765A - 洋上風力発電施設の据付方法及び洋上風力発電施設用バージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に対応した洋上風力発電施設10の据付方法は、洋上風力発電施設10の少なくとも下部構造体11を運搬するバージ40で支持された支点Xの上に、下部構造体11を横倒させて格納した架台手段20を載置し、架台手段20に設けた浮力付与手段30で浮力を調整し、支点Xの作用により架台手段40を滑動及び/又は回動させて架台手段40を下部構造体11とともに起立させ、下部構造体11を立設させて据え付けることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
また、特許文献1には、進行台の傾斜を変更することで、進行台上を滑動させて洋上風力発電施設を進水させることも記載されている(図6、段落番号(0042))。
また、特許文献1には、洋上風力発電施設を複数の支持部上に載置し、これらの支持部の高さを変更することで、支持部上を滑動させて洋上風力発電施設を進水させることも記載されている(図8、段落番号(0046))。
従来例2の方法では、クレーン船・運搬船と2隻の船舶が必要であり経済性・効率性の面で検討の余地がある。また、将来の構造体の大型化への対応力も懸念されている。
特許文献1では、設置場所まで移動する間は、洋上風力発電施設が進行台上を滑動しないように、係止手段を設ける必要がある。この係止手段には、常に洋上風力発電施設の重力が加わるため、強固なものでなければならない。特に、設置場所までの移動時には、波浪影響を受けるため、これらの影響にも耐えられる強度を確保しなければならない。
また、特許文献1に記載されている進行台の傾斜変更は、バラストタンク中のバラスト水を制御してバージ自体を傾斜させるため、据え付け時におけるバージの安定性の面で十分とは言えない。
また、特許文献1に記載されている支持部の高さの変更には、支持部の高さを変更するための動力が必要となり、また支持部の高さ変更時にバージが揺動するため、安定性の面で検討の余地がある。
特許文献2では、建て起こし装置を駆動するための動力が必要となり、また超重量物である洋上風力発電施設の建て起こしを自船に設けた建て起こし装置で行うため、建て起こし時の台船の揺動が大きく、安定性の面で検討の余地がある。
特許文献3では、半潜水台船及び双胴船を用いるため2種類の船が必要であり、経済性・効率性の面で検討の余地がある。
特許文献4では、超重量物である洋上風力発電施設を船上で起立状態に引き起こすため、洋上風力発電施設の引き起こし時や起立状態とした時に、安定性の面で検討の余地がある。
本実施形態における洋上風力発電施設10は、下部構造体11、タワー12、ナセル13、及びローター14からなり、下部構造体11を、浮力を有した浮体構造体とした浮体式の洋上風力発電施設である。ただし、海底に着底させる固定式の洋上風力発電施設であっても適用できる。
本実施の形態では、下部構造体11、タワー12、ナセル13、及びローター14からなる洋上風力発電施設10を、ドック施設内にて建造・運搬し、洋上で据え付ける場合を説明するが、少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11をドック施設内にて建造するものであればよい。
洋上風力発電施設10は、架台手段20内で建造される。
架台手段20は浮力付与手段30を備えている。
浮力付与手段30は、洋上風力発電施設10又は少なくとも下部構造体11の立設時に、下側となる部位20Uに設けている。浮力付与手段30は、水密構造であるとともに、内部にバラスト水を導入できる浮力調整機能を有する。この浮力調整機能は、開閉バルブや注水ポンプ、排水ポンプ、またバラスト水量検出手段等を適宜組み合わせて実行される。
また、浮力付与手段30がバージ40への搭載時や運搬時の喫水調整に利用でき、またドック施設内や設置場所での架台手段20の横倒角度の調整にも利用できる。また、浮力付与手段30を下側となる部位20Uに設けることで、架台手段20の横倒状態から起立状態への移行にともなって大きな浮力を発生させることができ、架台手段20が水中深く沈下せず、安定した挙動で洋上風力発電施設10又は少なくとも下部構造体11を立設させて据え付けることができる。また、横倒状態から起立状態への移行に当り、浮力付与手段30へバラスト水を導入し浮力を調整することにより、超重量物である洋上風力発電施設10を緩慢に、円滑に水中に没入させて立設させることができ、安全性にも優れている。
架台手段20には、超重量物である洋上風力発電施設10又は少なくとも下部構造体11を格納するために、地面と架台手段20の接面は、相応の強度が求められる。従って、浮力付与手段30を強度の高いボックス構造とすることで、浮力付与手段30によって架台手段20を地面に対して支持することができる。浮力付与手段30は、架台手段20に溶接などによって接合する。また、ボックス構造とすることにより有効に浮力付与ができるだけでなく、内部にバラスト水を導入するだけで浮力調整が容易に可能となる。
橋脚50は、横倒した洋上風力発電施設10又は少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11が格納された架台手段20を支持する支点手段として機能する。
支点手段である橋脚50は、凹部を跨いで横方向に設けており、橋脚50によって建造時や運搬時における架台手段20の支えを行える。
また、橋脚50によって架台手段20を傾斜させることができる。複数の橋脚50の高さを変えることで、又は橋脚50の上面を傾斜させることで、架台手段20の横倒角度を調整できる。
橋脚50をバージ40に搭載することで、建造時と同様に、バージ40の搭載時に架台手段20を支えるとともに横倒角度を維持できる。横倒角度を持たせることにより、建造時に突出したナセル13がドック施設の床面に接触することを防ぐとともに、洋上風力発電施設10の据え付け時に架台手段20ごと滑動、回動させて立設させることが容易となる。なお、洋上風力発電施設10の形態やバージの型式等によっては、横倒角度を持たせずに建造・運搬することも可能である。
バージ40は、バージ浮力調整機能を有する。バージ浮力調整機能を有することで、特にドック施設への入出渠時、及び洋上風力発電施設10又は少なくとも下部構造体11のバージ40への搭載時におけるバージ40の高さを調整できる。
バージ40は、凹部の横方向寸法40Wを、架台手段20の横方向寸法20Wよりも大きくしている。凹部の横方向寸法40Wを、架台手段20の横方向寸法20Wよりも大きくすることで、バージ40の安定性を高めることができる。また、運搬時においては、バージ40の高さを調整することにより、浮力付与手段30が水中に没入している場合は、没入量を調節し、浮力付与手段30の浮力ならびに摩擦抵抗を調整できる。
なお、取り付け位置の変更は、螺子以外にレールとブレーキ付きの滑動車、ワイヤーウィンチなどで行うことができる。
図中、Xはバージ40で支持された支点を示し、Yは、洋上風力発電施設10又は少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11と、架台手段20と、浮力付与手段30とに働く重力と浮力との合力点を示している。
図3(a)に示すように、支点手段である橋脚50上の支点Xに対して、合力点Yが前方(合力点Y座標が負の値)であれば、架台手段20の起立動作は開始しない。
合力点Yが後方(合力点Y座標が正の値)になった時に、架台手段20の起立動作が開始する。
例えば、浮力付与手段30がバラスト無しの状態では、図3(a)の状態であるが、浮力付与手段30に所定量のバラストを入れることで図3(b)の状態や図3(c)の状態とすることができる。
図3(b)では、支点Xに合力点Yが合致した状態を示し、図3(c)では、支点Xに対して、合力点Yが後方(合力点Y座標が正の値)になった状態を示している。
このように、浮力付与手段30の浮力の調整により、支点Xに対して合力点Yを移動させ、架台手段20を滑動及び/又は回動させ超重量物である洋上風力発電施設10を緩慢に、円滑に水中に没入させて安全に立設させることができる。
洋上風力発電施設10又は少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11の立設時には、架台手段20を、バージ40に一端71を取り付けた牽引手段70で牽引することで、洋上風力発電施設10又は少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11を牽引力の調整により安定した挙動で立設させることができる。
牽引手段70の所定長(牽引長)、取付手段60の位置(一端71)、及び牽引手段70の架台手段20への係止位置(他端72)で形成される角度は、洋上風力発電施設10又は少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11の構造や立設時の状況に応じて変更することが好ましく、支点Xと合力点Yとの静的な位置関係や動的な変化等に応じて係止箇所や所定長を変更することで、洋上風力発電施設10又は少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11の挙動を安定させて施工することができる。
洋上風力発電施設10又は少なくとも洋上風力発電施設10の下部構造体11を設置場所に立設させて据え付けた後に、架台手段20をバージ40に撤収することで、架台手段20を再利用できる。
本実施形態による洋上風力発電施設用バージは、支点手段51をバージ40に設けている。このように、支点手段51は、バージ40自体に設けてもよく、支点Xは直接的又は間接的にバージ40で支持される。
また、本実施形態では、牽引手段90を、支点手段51による支点Xよりも後方に設けた吊下ろし装置としている。牽引手段90である吊下ろし装置は、バージ40にワイヤー91の巻き取り機構92を設置し、架台手段20の下端にワイヤー91を取り付けている。
11 下部構造体
12 タワー
13 ナセル
14 ローター
20 架台手段
20U 下側となる部位
30 浮力付与手段
40 バージ
50 橋脚(支点手段)
51 支点手段
60 取付手段
61 螺子構造体
70 牽引手段
71 一端
72 他端
80 牽引制御手段
90 牽引手段
Claims (17)
- 洋上風力発電施設の少なくとも下部構造体を運搬するバージで支持された支点の上に、前記下部構造体を横倒させて格納した架台手段を載置し、前記架台手段に設けた浮力付与手段で浮力を調整し、前記支点の作用により前記架台手段を滑動及び/又は回動させて前記架台手段を前記下部構造体とともに起立させ、前記下部構造体を立設させて据え付けることを特徴とする洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記下部構造体と前記架台手段と前記浮力付与手段とに働く重力と浮力との合力点を、前記浮力付与手段の前記浮力の調整により、前記支点に対して移動させ、前記架台手段を滑動及び/又は回動させることを特徴とする請求項1に記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記浮力付与手段を、前記下部構造体の立設時に、下側となる部位に設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記下部構造体の立設時に、前記架台手段を、前記バージに一端を取り付けた牽引手段で牽引することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記牽引手段が所定長を有し、前記牽引手段の前記一端を移動させることにより前記下部構造体を立設させることを特徴とする請求項4に記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記下部構造体の構造及び/又は立設時の状況に応じて、前記牽引手段の前記架台手段への係止箇所及び/又は前記所定長を変更することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記浮力付与手段の前記浮力の調整と前記牽引手段の牽引力の調整とを連携させて前記下部構造体の立設を行うことを特徴とする請求項4から請求項6のいずれかに記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記バージを、後部形状が平面視で凹型である凹型バージとしたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記下部構造体を、浮力を有した浮体構造体としたことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 前記下部構造体を設置場所に立設させて据え付けた後に、前記架台手段を前記バージに撤収することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載の洋上風力発電施設の据付方法。
- 横倒した洋上風力発電施設が格納された架台手段を支持する支点手段を載置するバージと、前記バージに設けた取付手段に一端が取り付けられ他端が前記架台手段に係止される牽引手段と、前記牽引手段の牽引長又は前記牽引手段の前記一端の取り付け位置を変更する牽引制御手段とを備え、前記洋上風力発電施設の据え付け時に前記架台手段に作用する浮力を調整し、前記牽引制御手段によって前記支点手段を介して前記架台手段の滑動及び/又は回動を行うことを可能としたことを特徴とする洋上風力発電施設用バージ。
- 前記バージを、後部形状が平面視で凹型である凹型バージとしたことを特徴とする請求項11に記載の洋上風力発電施設用バージ。
- 前記凹部の横方向寸法を、前記架台手段の横方向寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の洋上風力発電施設用バージ。
- 前記支点手段を、前記凹部を跨いで横方向に設けた橋脚としたことを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の洋上風力発電施設用バージ。
- 前記牽引手段が所定長を有し、据え付け時には前記牽引制御手段により前記牽引手段の前記一端の前記取り付け位置を変更することを特徴とする請求項11から請求項14のいずれかに記載の洋上風力発電施設用バージ。
- 前記取付手段が螺子構造体を有し、前記牽引制御手段が前記螺子構造体を回転制御することにより、前記牽引手段の前記一端の前記取り付け位置を変更することを特徴とする請求項11から請求項15のいずれかに記載の洋上風力発電施設用バージ。
- 前記牽引手段を、前記支点手段よりも後方に設けた吊下ろし装置としたことを特徴とする請求項11から請求項16のいずれかに記載の洋上風力発電施設用バージ。
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