TW201636506A - 離岸風力發電設備及其施工方法 - Google Patents

Abstract

不須進行在海上使用特殊船舶之作業，可實現提高作業性及降低 作業成本，且可降低製造成本之離岸風力發電設備。 本發明係提供一種離岸風力發電設備及其施工方法，其特徵 係其具備以著床狀態設置於海底之基礎構造2。基礎構造2，係形成為將塔3作為中心而平面視時呈圓形狀，且其係由配置於半徑方向中心側的中心部7、及配置於該外周之外周部8所構成。中心部7，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之中心側預製箱體9所成，且係由中心側預製箱體9於圓周方向連結所構成；外周部8，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之外周側預製箱體10所成，且係由外周側預製箱體10在圓周方向連結所構成。

Description

離岸風力發電設備及其施工方法

本發明係關於一種著床式之離岸風力發電設備及其施工方法。

傳統上，雖然主要係採用水力、火力及核能發電等之發電方式，但近年以環境及自然能源的有效活用之觀點，利用自然風進行發電之風力發電漸受到矚目。此風力發電設備，雖有陸上設置式、及水上(主要為海上)設置式，惟對於從沿岸區域至後背皆為山岳地形之日本而言，會有沿岸區域少有可具有穩定風之平原之狀況。另一方面，日本四面環海，在海上可容易獲得適合發電之風，同時具有在設置上的限制較少等優點。因此，近年已有多次關於離岸風力發電設備之提案。

離岸風力發電設備，根據基礎構造的設置方式，係可如管架式基礎(下述專利文獻1)或潛水箱基礎(下述專利文獻2)等而設置於海底面的著床式；亦可係浮筒(pontoon)型(下述專利文獻3)；半潛水(Semi-Submersible)型(下述專利文獻4、5)；樑(Spar)型(下述專利文獻6)等之漂浮在海面或海中之浮體式。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2015-4351號公報

【專利文獻2】日本特開2006-322400號公報

【專利文獻3】日本特開2001-165032號公報

【專利文獻4】日本特開2007-160965號公報

【專利文獻5】日本特開2007-331414號公報

【專利文獻6】日本特開2009-18671號公報

然而，前述著床式之離岸風力發電設備之施工，在基礎之設置及及風車之組裝上，會進行較多使用如自身升降式作業台船(SEP船)或大型起重船(FC船)之作業用的特殊船舶之海上作業，因此會因現有數而受到限制或因氣象變化而使作業日受到限制，從而會有惡化作業之稼動率，且增加作業成本之問題。此外，翼片或發電機等故障或有問題時，亦必須使用如SEP船或大型FC船隻等海上作業用的特殊船舶，故會產生同樣之問題。

另一方面，前述浮體式，因在進行使浮體停泊之作業時，會基於確保浮體之安定性、防止其翻倒等目的而使用大型FC船等之特殊船舶，故與上述相同，會有惡化作業之稼動率，且增加作業成本之問題。

此外，前述著床式之管架式基礎或浮體式之半潛水型之浮體等，由於使用多數的鋼製物，故有量產困難且高製造成本之問題。

進一步，著床式的離岸風力發電設備，由於需使基礎構造在海底為著床狀態而將風車塔垂直設置，因此必須進行建造海底平丘使海底平坦之作業。

在此本發明最主要之課題，係提供一種離岸風力發電設備及其施工方法，其不須進行在海上使用特殊船舶之作業，並實現提高作業性及降低作業成本，且可減輕製造成本。

為了解決上述課題，關於申請專利範圍第1項之本發明，係提供一種離岸風力發電設備，其特徵為其係由以著床狀態設置於海底之基礎構造、此基礎構造之上所立設之塔、及此塔之頂部所設備之機艙及複數之風車翼片而成之離岸風力發電設備；且前述基礎構造，係形成為將前述塔作為中心而平面視時呈圓形狀，且其係由配置於半徑方向中心側的中心部、及配置於該外周之外周部所構成；前述中心部，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之中心側預製箱體所成，且係由前述中心側預製箱體於圓周方向連結所構成；前述外周部，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之外周側預製箱體所成，且係由前述外周側預製箱體在圓周方向連結所構成。

上述申請專利範圍第1項所記載之發明，離岸風力發電設備 之基礎構造，係形成為將前述塔作為中心而平面視時呈圓形狀，且其係由配置於半徑方向中心側的中心部、及配置於該外周之外周部所構成。並且，前述中心部，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之中心側預製箱體所成，且係由前述中心側預製箱體於圓周方向連結所構成。此外，前述外周部，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之外周側預製箱體所成，且係由前述外周側預製箱體在圓周方向連結所構成。

因此，藉由後述之施工過程，可在岸壁附近之水域完成離岸風力發電設備之組裝，將此離岸風力發電設備拖航至海上後，投入壓艙物使基礎構造呈著床狀態，不需要進行使用海上之特殊船舶組裝離岸風力發電設備的組裝作業，可實現提高作業性及降低作業成本。此外，由於基礎構造係混泥土製之預製箱體所構成，故可易於降低量產的製造成本。

關於申請專利範圍第2項之本發明，係提供一種如申請專利範圍1所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部與外周部並非在圓周方向接觸面接合，而係使前述中心部對於前述外周部為可動；且前述基礎構造，係在前述外周部投入有壓艙物，而前述中心部未投入壓艙物或降低投入之壓艙物量，在前述中心部並產生浮力的狀態下於海底著床。

上述申請專利範圍第2項所記載之發明，係不使前述中心部與外周部之間的圓周方向接觸面接合，藉此使前述中心部對於前述外周部為可動；且前述基礎構造，係對於前述外周部投入壓艙物，而前述中心部不投入壓艙物或降低壓艙物之量，從而在前述中心部產生浮力的狀態下於海底著床。

從而，因前述中心部與外周部並非以前述圓周方向接觸面接合，故基礎構造係對於海底呈著床狀態，即使海底面並非平坦，亦可由前述中心部所產生之浮力自然地確保塔之垂直性。此外，在船舶發生衝突，或起浪時塔受到強大波力之情況，由於中心部將瞬間地與塔共同可動而降低波力所產生作用力，故可防止塔之破損。塔瞬間可動後，藉由前述中心部產生之浮力，可確保塔的垂直性，因此可馬上回復至原本的垂直狀態。

關於申請專利範圍第3項之本發明，係提供如申請專利範圍第1或2項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部與外周部之間的前述圓周方向接觸面，個別係形成為下方側較上方側向半徑方向外側傾斜者。

上述申請專利範圍第3項所記載之發明，由於係前述中心部與外周部之間的前述圓周方向接觸面，個別形成為下方側較上方側向半徑方向之外側傾斜，因此藉由中心部所產生之浮力，可使中心部與外周部之圓周方向接觸面密著，以實現安定性。

關於申請專利範圍第4項之本發明，係提供如申請專利範圍第1或2項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部與外周部之間的前述圓周方向接觸面，個別係形成為相對於上下方向，係向半徑方向外側而膨出之彎曲面或向半徑方向內側膨出之彎曲面者。

上述申請專利範圍第4項所記載之發明，由於係前述中心部與外周部之間的圓周方向接觸面，個別係形成為相對於上下方向，係向半徑方向外側而膨出之彎曲面或向半徑方向內側膨出之彎曲面，因此即使外周部傾斜固定，藉由中心部所產生之浮力可自然地確保塔的垂直性。

關於申請專利範圍第5項之本發明，係提供如申請專利範圍第1~4項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述外周部在圓周方向連結，係藉由前述外周側預製箱體的外周面以PC鋼材緊結，且前述PC鋼材係沿著圓周方向配置。

上述申請專利範圍第5項所記載之發明，前述外周部在圓周方向連結之手段，為了使連結作業簡略化等目的，係藉由在外周側預製箱體的外周面以沿著圓周方向配置之PC鋼材而緊結。

關於申請專利範圍第6項之本發明，係提供如申請專利範圍第1~5項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部，係藉由貫通相鄰前述中心側預製箱體的各側壁之貫通螺栓或側壁所具備之聯軸構造，而在圓周方向連結。

上述申請專利範圍第6項所記載之發明，係例示關於使中心部在圓周方向連結之手段者。

關於申請專利範圍第7項之本發明，係提供如申請專利範圍第1~6項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心側預製箱體之側壁及外周側預製箱體之側壁，個別係設置有電力電纜配線用溝。

上述申請專利範圍第7項所記載之發明，藉由在前述中心側預製箱體及外周側預製箱體之側壁，個別設置電力電纜配線用溝，電力電纜可沿此溝配線，使電力電纜之引入容易化。

關於申請專利範圍第8項之本發明，係提供如申請專利範圍第1~6項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部及外周部，個別之底面係相對於圓周方向相同之每個中心角，形成重複凹凸之 凹凸狀，且前述外周部之凸部與中心部之凹部係配置為在半徑方向一致；前述外周部之凸部設置有貫通半徑方向之電力電纜配線用之開口。

上述申請專利範圍第8項所記載之發明，係使電力電纜之引入容易化的其他型態例，中心部及外周部，其構造係個別之底面相對於圓周方向相同之每個中心角，形成重複凹凸之凹凸狀，且前述中心部之凸部與外周部之凹部係配置為在半徑方向一致；前述外周部之凸部設置有貫通半徑方向之電力電纜配線用之開口。藉此，相對於外周部，中心部被設置為傾斜時，該錯位誤差可被吸收，可使電力電纜之引入容易化。又，前述開口，亦可在相鄰之外周側預製箱體的側面，個別於半徑方向形成連續之溝，藉由組合兩者之溝而設置。

關於申請專利範圍第9項之本發明，係提供如申請專利範圍第1~8項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述基礎構造之底面係形成凹凸狀者。

上述申請專利範圍第9項所記載之發明，藉由在基礎構造之底面形成凹凸狀，即使不建造海底平丘，某種程度之凹凸亦可被調整至吸收等級。

關於申請專利範圍第10項之本發明，係提供如申請專利範圍第1~9項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，構成前述外周部之各外周側預製箱體，係在半徑方向上分割為複數個，且相鄰的半徑方向內側之預製箱體與半徑方向外側之預製箱體係相互連結。

上述申請專利範圍第10項所記載之發明，構成前述外周部之各外周側預製箱體，係在半徑方向分割為複數者。基礎構造之尺寸變大 時，藉由其係外周部在半徑方向分割之構造，可防止任一個預製箱體之尺寸過大之情形。又，相鄰之半徑方向內側之預製箱體與半徑方向外側之預製箱體係相互連結。

關於申請專利範圍第11項之本發明，係提供一種離岸風力發電設備之施工方法，其特徵為其係如申請專利範圍第1~10項中任一項所記載之離岸風力發電設備之施工方法；且其係由以下步驟所成，第1步驟，岸壁附近的海域中，以對於海底為著床狀態，使前述中心側預製箱體在圓周方向複數排列，藉由在圓周方向連結而組合前述中心部後，其外周使前述外周側預製箱體在圓周方向複數排列，藉由在圓周方向連結而組合前述外周部，完成前述基礎構造的組裝後，在前述基礎構造之上立設前述塔，且在前述塔的頂部設備機艙及複數之風車翼片，組合前述離岸風力發電設備；第2步驟，使前述離岸風力發電設備呈漂浮狀態而拖航；第3步驟，藉由至少對於前述外周部投入壓艙物，而使前述基礎構造在海底著床。

上述申請專利範圍第11項所記載之發明，係在岸壁附近的海域中，以著床狀態將基礎構造組裝於海底後，並在其上設備塔、機艙及風車翼片，從而建造離岸風力發電設備。因此，其係於陸上或岸壁附近之波浪穩定之海域完成離岸風力發電設備之組裝，不需要進行在海上使用特殊船舶之組裝作業，可實現作業性之提升及作業成本之降低。

此外，離岸風力發電設備之大規模修繕時，可藉由與此相反之過程，亦即藉由從沉設之基礎構造將壓艙物除去使離岸風力發電設備上 浮後，將其拖航至岸壁附近，而在此海域經由修繕之過程而進行。

藉由如以上詳述之本發明，可不須進行在海上使用特殊船舶之作業，而實現提高作業性及降低作業成本，並減輕製造成本。

1‧‧‧離岸風力發電設備

2‧‧‧基礎構造

3‧‧‧塔

4‧‧‧機艙

5‧‧‧風車翼片

6‧‧‧甲板

7‧‧‧中心部

8‧‧‧外周部

9‧‧‧中心側預製箱體

10‧‧‧外周側預製箱體

11‧‧‧塔立設用開口

12‧‧‧PC鋼材

13‧‧‧固定件

14‧‧‧電力電纜配線用溝

【圖1】本發明之離岸風力發電設備1之正面圖。

【圖2】離岸風力發電設備1之側面圖。

【圖3】基礎構造2之平面圖。

【圖4】基礎構造2之側面圖。

【圖5】基礎構造2之斜視圖。

【圖6】表示中心側預製箱體9，(A)為平面圖、(B)為其B-B線矢視圖、(C)為斜視圖。

【圖7】表示外周側預製箱體10，(A)為平面圖、(B)為其B-B線矢視圖、(C)為斜視圖。

【圖8】中心側預製箱體9與外周側預製箱體10之斜視圖。

【圖9】將各外周側預製箱體10在半徑方向分割為二個時之斜視圖。

【圖10】表示基礎構造2沉設於海底時，對於中心側預製箱體9與外周側預製箱體10作用之力的方向之側面圖。

【圖11】表示其他型態例之基礎構造2，(A)為底面圖、(B)為(A) 之B方向矢視圖、(C)為(A)之C-C線矢視圖。

【圖12】表示基礎構造2之組裝過程(其之1)之斜視圖。

【圖13】表示基礎構造2之組裝過程(其之2)之斜視圖。

【圖14】表示基礎構造2之組裝過程(其之3)之斜視圖。

【圖15】表示基礎構造2之組裝過程(其之4)之斜視圖。

【圖16】表示基礎構造2之組裝過程(其之5)之斜視圖。

【圖17】(A)~(C)係表示離岸風力發電設備1之施工過程之側面圖。

【圖18】將基礎構造2作為波力發電設備之基礎使用時之側面圖。

【圖19】將基礎構造2作為潮力‧海流發電設備之基礎使用時之側面圖。

以下，參照圖式詳述本發明之實施型態。

如圖1及圖2所示，離岸風力發電設備1，係由在海底以著床狀態設置之基礎構造2、此基礎構造2之上所立設之塔3、及此塔3之頂部所設備之機艙4及複數之風車翼片5、5…所成者。此外，前述塔3之高度方向的中間部，設置有艙面6。又，圖1及圖2，係表示基礎構造2之斷面。

前述基礎構造2，如圖3~圖5所示，係形成為以前述塔3為中心而平面視時呈圓形狀，且其係由配置於半徑方向中心側的中心部7、及配置於該外周之外周部8所構成。前述中心部7，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之中心側預製箱體9、9… 所成，且係由前述中心側預製箱體9、9…於圓周方向連結一體化而構成。此外，前述外周部8，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之外周側預製箱體10、10…所成，且係由前述外周側預製箱體10、10…在圓周方向連結一體化而構成。

並且，如圖6~圖8所示，前述中心部7與外周部8在圓周方向接觸面(中心部7之外周面及外周部8之內周面)並未接合。

以下，將更具體詳述。

前述基礎構造2，如圖3~圖5所示，為了在中心可立設前述塔3，而具備有垂直方向之塔立設用開口11，且其係形成為以此塔立設用開口11為中心而平面視時呈圓形狀，藉由具有所定之高度，整體之外觀為圓盤狀。藉由前述基礎構造2係形成為圓形狀之平面，可因簡單形狀而實現設計成本的降低，且藉由擴大基礎構造2之設置面積，均等化對於翻倒之抵抗力，從而可確保離岸風力發電設備1之翻倒安定性。

前述中心部7，在中心具備前述塔立設用開口11，且其與前述外周部8之圓周方向接觸面(外周面)，係沿向下方而如朝向半徑方向外側般傾斜之傾斜面，整體為略截頭圓錐台之外觀(參照圖12)。此外，為了使前述中心部7為可動(可搖動)，其底部水平面較前述外周部8之底部水平面為高。亦即，雖然前述中心部7與外周部8，兩者上部水平面之設置位置為相同，惟前述中心部7之高度稍微較前述外周部8之高度為小，故底部水平面係中心部7處於較為微高之位置。

前述中心部7，係前述中心側預製箱體9在其圓周方向複數排列，藉由此等中心側預製箱體9、9…於圓周方向連結一體化而構成。 前述中心側預製箱體9，係具有沿著一定之中心角的半徑方向線而使前述中心部7在圓周方向上分割為複數之外形，係形成為以平面視呈略扇形者。前述中心側預製箱體9，可將中心部7分成2等分~16等分，較佳係4等分~8等分，圖示例則形成為8等分之外形為佳。此外，因前述中心側預製箱體9，係混凝土製之預製構件，可容易地減低製造成本。為了減低製造成本，較佳係將前述中心側預製箱體9形成為全部同一形狀。

前述中心側預製箱體9，如圖6所示，係由底版9a、內周壁9b、外周壁9c、側壁9d、9d及蓋9e所環繞之中空箱體，且可確保中空部之不透水性。前述蓋9e，其可係藉由與本體部分一體成形而中空部始能密閉之構造，亦可係設置為與本體部分可拆卸，在組裝過程中確保不透水性之狀態覆蓋。前述中心側預製箱體9，係在中空部封入有空氣之狀態下單獨浮上，與製造工廠使其浮上而拖行拖航相比更可海上輸送。

前述中心部7，係藉由複數之前述中心側預製箱體9、9…在圓周方向連結而實現一體化。此連接方法，較佳係藉由締結貫通相鄰中心側預製箱體9、9之側壁9d、9d之複數貫通螺栓締結而連結；於外周壁9c設置脫箱部，並在脫箱內部藉由螺栓將鄰接之側壁9d、9d互相接合而連結；或於相鄰中心側預製箱體9、9之側壁9d、9d之外面個別設置聯軸構造，藉由連接該聯軸構造而連結；或以接著劑將各側面接著而連結。前述聯軸構造，使用一般作為隧道分段之聯軸構造的單觸聯軸為佳。具體例表示，有日本特開2011-99312號公報所揭露者為佳。此公報所揭露之聯軸構造，係由：在接合之一方側的中心側預製箱體9之側壁9d露出端面而埋設，前述端面形成有母螺紋孔之一方側錨鋼 筋、及在接合之另一方側之中心側預製箱體9之側壁9d露出端面而埋設，前述端面形成有嵌合孔之另一側錨鋼筋、及前述另一側錨鋼筋之嵌合孔上***設置之圓錐台形狀之單片元件、及在一端側具有公螺紋部，且另一端側具有複數之裂縫沿著軸方向在圓周方向空出空間而形成之筒狀部之接合元件所成。前述接合元件之公螺紋部與前述一方側錨鋼筋之母螺紋孔螺合接合，且前述接合元件之筒狀部係***前述另一側錨鋼筋之嵌合孔，藉由前述單片元件而壓擴成為無法拔脫而固定者。

前述中心側預製箱體9之蓋9e，設置有連通內部之中空部的給排水口9f。通過此給排水口9f，可進行向內部投入壓艙物及從內部排出壓艙物。前述給排水口9f，係藉由未顯示於圖中之栓而閉塞，如此可確保中空部之不透水性。前述壓艙物，除了可使用海水或淡水以外，亦可使用砂、礫石、碎石、礦物、金屬粉末顆粒等。此等之壓艙物材料的投入‧排出方法，係以日本特開2012-201217號公報所記載之方法(流體輸送)為佳。

另一方面，前述外周部8，係配置於前述中心部7之外周，成為整體係如甜甜圈狀之外觀。前述外周部8，係藉由前述外周側預製箱體10、10…在圓周方向複數並排，此等外周側預製箱體10、10…在圓周方向連結一體化而構成。

前述外周側預製箱體10，係將具有一定之中心角並沿著半徑方向線而形成為甜甜圈狀之前述外周部8在圓周方向複數分割而形成者。前述外周側預製箱體10，係將外周部8分成4等分~32等分，較佳係分成4等分~8等分，圖式例係形成為8等分之外型為佳。圖式例， 雖然中心部7與外周部8之分割數皆為8等分，惟亦可不同分割數。不同之情況，以中心部7較外周部8之分割數為多較佳。此外，前述外周側預製箱體10，因其係由混凝土製之預製元件，故可易於降低量產之製造成本。前述外周側預製箱體10，為了降低製造成本，較佳係全部形成為相同形狀。

前述外周側預製箱體10，如圖7所示。係由底版10a、內周壁10b、外周壁10c、側壁10d、10d及蓋10e所圍成之中空箱體，可確保中空部之不透水性。前述蓋10e，其可係藉由與本體部分一體成形而使中空部自始保持密閉之構造，亦可係設置為可從本體部分拆卸，在組裝過程中確保不透水性之狀態覆蓋。前述外周側預製箱體10，因係在中空部封入有空氣之狀態下單獨浮上，從製造工廠使其浮起後，將其拖行，更可增加海上輸送性。

前述外周側預製箱體10之蓋10e，設置有連通內部之中空部的給排水口10f。通過此給排水口10f，可進行向內部投入壓艙物及從內部排出壓艙物。前述給排水口10f，係藉由未顯示於圖中之栓而閉塞，如此可確保中空部之不透水性。

另一方面，前述外周部8，如圖4及圖5所示，藉由前述外周側預製箱體10、10…之外周壁10c有複數PC鋼材12、12…沿著圓周方向緊結，而在圓周方向連結。雖然以外電纜方式將前述PC鋼材12、12…，配置於前述外周壁10c之外面為佳，惟採用配置於外周壁10c之內部的內電纜方式亦可。

前述外纜線方式，如圖4所示，在各外周側預製箱體10之 外周壁10c的外面之圓周方向中央部上，固定件13沿著上下方向固設，該固定件13係在上下方向空出間隔而複數具備貫通圓周方向之前述PC鋼材12插通用之貫通穴。其中1個外周側預製箱體10的固定件13，至少與其兩鄰接之外周側預製箱體10、10的固定件13、13成為1組，若如跨越此1組之固定件13、13…般設置PC鋼材12，則以螺帽將其兩端擰緊，可實現將張力導入PC鋼材12而一體化者。

前述PC鋼材12之配置，如圖4所示，係上下方向相對，將一組之外周側預製箱體10、10…一個接一個位移，從而使PC鋼材12、12…的張力均等地作用於全部之外周側預製箱體10、10…，較佳係設置為即使1個PC鋼材12損傷時緊結力變弱，亦能藉由其它之PC鋼材12、12…而維持緊結力。

此外，前述內纜線方式，係埋設螺帽，該螺帽係為了在前述外周壁10c之內部沿著圓周方向插通PC鋼材12，使外周側預製箱體10、10在圓周方向並排時，可將PC鋼材12插通至相鄰外周側預製箱體10、10所連通之螺帽，並以螺帽將其兩端擰緊，從而實現將張力導入PC鋼材12而一體化者。

前述外周部8，可藉由前述PC鋼材12緊結，或者採用以下手段取代：與前述中心部7之連結方法相同，藉由締結貫通相鄰外周側預製箱體10之側壁10d、10d之貫通螺栓而連結；藉由使用螺栓接合脫箱內部鄰接之側壁10d、10d而連結；以側面所具有之聯軸構造而連接；以接著劑接著各個側面而連結。

前述外周部8之各外周側預製箱體10，亦可係在半徑方向 分割為複數個。具體而言，如圖9所示，各外周側預製箱體10，可例如在半徑方向分割為內側預製箱體10A、及外側預製箱體10B。此時，相鄰之半徑方向內側之預製箱體10A與半徑方向外側之預製箱體10B之間，係藉由貫通圓周方向之各接觸壁面之貫通螺栓而相互連結。

前述中心部7與外周部8之圓周方向接觸面，個別係形成下方側較上方側向半徑方向外側傾斜為佳。亦即，如圖6~圖8所示，中心側預製箱體9之外周壁9c之外面(與外周部8接觸之面)及外周側預製箱體10之內周壁10b之外面(與中心部7接觸之面)，個別下方側較上方側位於向半徑方向外側而傾斜。前述中心部7之圓周方向接觸面與外周部8之圓周方向接觸面，係以相同形狀(角度)傾斜為佳。前述圓周方向接觸面之傾斜，可如圖示例般形成為直線狀，亦可形成為向半徑方向之外側或內側膨出之圓弧狀。特別地，其向半徑方向之外側膨出之圓弧狀時，前述圓周方向接觸面係形成為單一球面之一部為佳。

前述中心部7與外周部8之圓周方向接觸面，如圖11(C)所示，個別可形成對於上下方向在半徑方向外側膨出之彎曲面(或在半徑方向內側膨出之彎曲面(圖未表示))。此時，如前段說明，下方側未較上方側向半徑方向外側傾斜亦可。藉此，沿著彎曲面中心部7對於外周部8為可動。

此外，前述中心部7與外周部8在前述圓周方向接觸面並未接合。未接合，係指前述中心部7與外周部8並未由貫通螺栓或聯軸構造、接著劑等結合，藉此可使中心部7對於外周部8(固定側)為可動。

如此，前述中心部7與外周部8之圓周方向接觸面為所定之 傾斜面或彎曲面，且藉由中心部7與外周部8之圓周方向接觸面未接合，可如圖10所示，基礎構造2為著床於海底之狀態，即使著床面有若干傾斜，藉由中心部7所產生之浮力，從而自然地確保塔3之垂直性。此外，藉由前述中心部7產生之浮力，中心部7與外周部8之圓周方向接觸面為密著而安定。進一步，當發生船舶衝突之情況、或起浪時塔3受到強大波力之情況，中心部7將瞬間與塔共同可動(搖動)，故可減低波力之作用力，可防止塔3之破損。又，塔3瞬間可動後，可藉由前述中心部7產生之浮力而確保塔3之垂直性，故可立即回復為原本之垂直狀態。

如圖11(C)所示，設置後，為了使中心部7對於外周部8不因角度調整或設定之角度而移動，可藉由設置為如跨過中心部7與外周部8之固定具16而實現角度之修正及固定。此外，取代前述固定具16，可在設置後容許前述中心部7對於外周部8有某種程度之可動，而以繩索或阻尼器連接器等連結兩者；亦可在前述中心部7與外周部8之圓周方向接觸面上，設置如栓之凹凸嵌合部。

前述基礎構造2著床於海底時，藉由僅對於前述外周部8投入壓艙物，而對於前述中心部7不投入壓艙物，或減少壓艙物量，在基礎構造2為著床狀態下，使中心部7產生浮力為佳。在此，「產生浮力」係指無拘束之條件下，浮力大於自身重量而在水面漂浮之狀態。藉由中心部7之浮力，可更容易確保塔3之垂直性，且可提高中心部7與外周部8之圓周方向接觸面的密著性，進一步提升安定性。又，對於前述中心部7投下壓艙物時，係在前述中心側預製箱體9之蓋9e設置給排水口。

前述中心側預製箱體9與外周側預製箱體10，如圖3所示 3，個別係形成為將延伸至中心部7及外周部8之相同半徑方向線於圓周方向上分割所得之外形為佳。藉此，可如圖8(B)所示，中心側預製箱體9之側壁9d與外周側預製箱體10之側壁10d可形成在大致相同之平面上。此時，1個中心側預製箱體9之外側，在配置有1個外周側預製箱體10之狀態下，平面視時整體係形成為略扇形。

如圖8(B)所示，前述中心側預製箱體9之側壁9d及外周側預製箱體10之側壁10d，個別係在半徑方向的中心側與外周側設置連續之電力電纜配線用溝14為佳。藉由將電力電纜配線於此電纜配線用溝14，使電力電纜易於引入，從而減少需潛水員進行之海中施工，並具有良好作業性。又，前述電力電纜配線用溝14形成較大之溝寬為佳，從而可吸收前述中心部7之可動所伴隨之電力電纜的移動。

此外，為了使電力電纜易於引入，其他之型態例如圖11所示，中心部7及外周部8，其構造係在個別之底面形成對於圓周方向每個相同中心見方皆同步重複凹凸之凹凸狀，且配設為外周部8之凸部17與中心部7之凹部20於半徑方向一致，外周部8之凹部18與中心部7之凸部19於半徑方向一致。並且，外周部8之凸部17貫通半徑方向，同時設置連通前述中心部7之凹部20的電力電纜配線用之開孔21。藉此，外周部8之電力電纜配線用之開孔21，將連通藉此擴大之空間亦即中心部7之凹部20，故中心部傾斜時，與外周部8之移位可被吸收。又，圖11(A)中，斜線部為外周部8及中心部7之凸部17、19。

前述外周部8之凸部17之高度，係對於海底之想定埋設高度再加上約1m之高度為佳。此外，前述中心部7之凹部20之深度，係 形成較前述外周部8之凸部17的高度更深約1m為佳。前述開孔21，例如直徑可約500mm左右，且其係形成於前述外周部8之凸部17的基端部。形成前述開孔21，係跨過鄰接外周部8之凸部17的外周側預製箱體10、10之境界部分而形成，兩鄰接外周側預製箱體10、10之側面，個別在半徑方向形成有連續之溝，其可藉由將兩者之溝組合而設置。又，中心部7，沿著前述塔立設用開口11而在上下方向設置有連續之電力電纜配線用溝22。

此外，前述基礎構造2之底面，可為平坦，亦可藉由設置多數之突起而形成凹凸狀。藉由底面為凹凸狀，即使不建造海底平丘，亦容易取得可吸收某種程度之海底之凹凸的水平調整，且多數之突起與海底之凹凸咬合，可使提高基礎構造2對於水平方向之接地抵抗。

〔施工方法〕

以下，根據圖12~圖17，詳述前述離岸風力發電設備1之施工方法。

(第1步驟)

在岸壁附近之海域中，在著床於海底之狀態下，組裝離岸風力發電設備1。離岸風力發電設備1之組裝，首先，如圖12及圖13所示，將中心側預製箱體9、9…複數並排於圓周方向，藉由此等中心側預製箱體9、9…在圓周方向連結而組合中心部7後，如圖14及圖15所示，在中心部7之外周將外周側預製箱體10、10…複數並排於圓周方向，藉由此等外周側預製箱體10、10…在圓周方向連結而組合外周部8。接著如圖16所示，中心側預製箱體9及外周側預製箱體10，個別係確保不透 水性而將蓋9e、10e固定，完成基礎構造2之組裝。離岸風力發電設備1之組裝，為了確保安定性，雖係在基礎構造2向海底呈著床狀態下進行，惟此時各箱體9…、10…係事先投入有使其可著床於海底程度之壓艙物(水)。

接著，如圖17(A)所示，於前述基礎構造2之上立設塔3，且於塔3之頂部設備機艙4及複數之風車翼片5、5…從而將離岸風力發電設備1組裝完成。

前述離岸風力發電設備1之組裝中，可使用設置於陸上之起重機或海上之FC船等。

(第2步驟)

在建造時排出投入各箱體9…、10…之壓艙物(水)，如圖17(B)所示，在離岸風力發電設備1漂浮之狀態下，藉由拖航船15將其拖航至海上之設置場所。

(第3步驟)

如圖17(C)所示，至少對於前述外周部8投入壓艙物，使基礎構造2著床於海底，完成施工。此時，藉由調整前述壓艙物之投入量，從而可因應海底地質調整接地壓。此外，預測海底平面高低不等時，藉由減少壓艙物，並增加底版混凝土之厚度，從而可對應該情形。

如上述，本離岸風力發電設備1，在岸壁附近之水域使用起重機等將離岸風力發電設備1之組裝完成，將此離岸風力發電設備1拖航至海上之後，投入壓艙物使基礎構造2呈著床，因此不需要進行在海上使用特殊作業船之組裝作業，可實現提高作業性及降低作業成本。此外，本 離岸風力發電設備1，即使呈著床狀態設置於海底後，藉由排出所投入之壓艙物而再浮上時，並不會在海域留有殘留物，故易於搬遷。

〔修繕方法〕

另一方面，大規模修繕時，可藉由與上述建造時之施工方法相反之方法而進行。

(第1步驟)

如圖17(C)所示，藉由排出外周部8之壓艙物，從而使離岸風力發電設備1浮起。

(第2步驟)

如圖17(B)所示，在離岸風力發電設備1漂浮之狀態下，藉由拖航船15將其拖航至岸壁附近之海域。

(第3步驟)

如圖17(A)所示，投入可使基礎構造2在海底著床程度之壓艙物，從而在基礎構造2在海底著床之狀態下進行修繕作業。

〔其他之型態例〕

(1)上述型態例，雖然係藉由不向前述中心部7投入壓艙物，或減少投入之壓艙物量，而在基礎構造2之著床狀態下，使中心部7產生浮力，惟亦可向前述中心部7投入與外周部8相同之壓艙物，而不產生浮力。

(2)上述型態例，雖然係敘述採用前述基礎構造2作為離岸風力發電設備之基礎之例，前述基礎構造2亦可應用於其他之海洋發電設備。具體而言，如圖18所示，可作為波力發電設備之基礎構造使用，亦可圖19所示，作為潮力及海流發電設備之基礎構造使用。此外，亦可作為前述風力發電 設備與此等波力發電設備、潮力及海流發電設備之組合而成混合發電設備之基礎構造使用。

1‧‧‧離岸風力發電設備

2‧‧‧基礎構造

3‧‧‧塔

4‧‧‧機艙

5‧‧‧風車翼片

6‧‧‧甲板

7‧‧‧中心部

8‧‧‧外周部

9‧‧‧中心側預製箱體

10‧‧‧外周側預製箱體

Claims (11)

1. 一種離岸風力發電設備，其特徵為其係由以著床狀態設置於海底之基礎構造、此基礎構造之上所立設之塔、及此塔之頂部所設備之機艙及複數之風車翼片而成之離岸風力發電設備；且前述基礎構造，係形成為將前述塔作為中心而平面視時呈圓形狀，且其係由配置於半徑方向中心側的中心部、及配置於該外周之外周部所構成；前述中心部，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之中心側預製箱體所成，且係由前述中心側預製箱體於圓周方向連結所構成；前述外周部，係由具有在其圓周方向上分割為複數個之外形的複數混凝土製之外周側預製箱體所成，且係由前述外周側預製箱體在圓周方向連結所構成。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部與外周部並非在圓周方向接觸面接合，而係使前述中心部對於前述外周部為可動；且前述基礎構造，係在前述外周部投入有壓艙物，而前述中心部未投入壓艙物或降低投入之壓艙物量，在前述中心部產生浮力的狀態下於海底著床。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部與外周部之間的前述圓周方向接觸面，個別係形成為下方側較上方側向半徑方向外側傾斜者。
4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中 心部與外周部之間的前述圓周方向接觸面，個別係形成為相對於上下方向，係向半徑方向外側而膨出之彎曲面或向半徑方向內側膨出之彎曲面者。
5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述外周部在圓周方向連結，係藉由前述外周側預製箱體的外周面以PC鋼材緊結，且前述PC鋼材係沿著圓周方向配置。
6. 如申請專利範圍第1~5項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部，係藉由貫通相鄰前述中心側預製箱體的各側壁之貫通螺栓或側壁所具備之聯軸構造，而在圓周方向連結。
7. 如申請專利範圍第1~6項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心側預製箱體之側壁及外周側預製箱體之側壁，個別係設置有電力電纜配線用溝。
8. 如申請專利範圍第1~6項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述中心部及外周部，個別之底面係相對於圓周方向相同之每個中心角，形成重複凹凸之凹凸狀，且前述外周部之凸部與中心部之凹部係配置為在半徑方向一致；前述外周部之凸部設置有貫通半徑方向之電力電纜配線用之開口。
9. 如申請專利範圍第1~8項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，前述基礎構造之底面係形成凹凸狀者。
10. 如申請專利範圍第1~9項中任一項所記載之離岸風力發電設備，其中，構成前述外周部之各外周側預製箱體，係在半徑方向分割為複數個，且相鄰的半徑方向內側之預製箱體與半徑方向外側之預製箱體係相互連 結。
11. 一種離岸風力發電設備之施工方法，其特徵為其係如申請專利範圍第1~10項中任一項所記載之離岸風力發電設備之施工方法；且其係由以下步驟所成，第1步驟，岸壁附近的海域中，以對於海底為著床狀態，使前述中心側預製箱體在圓周方向複數排列，藉由在圓周方向連結而組合前述中心部後，其外周使前述外周側預製箱體在圓周方向複數排列，藉由在圓周方向連結而組合前述外周部，完成前述基礎構造的組裝後，在前述基礎構造之上立設前述塔，且在前述塔的頂部設備機艙及複數之風車翼片，組合前述離岸風力發電設備；第2步驟，使前述離岸風力發電設備呈漂浮狀態而拖航；第3步驟，藉由至少對於前述外周部投入壓艙物，而使前述基礎構造在海底著床。