JP5738643B2 - 洋上風力発電設備の施工方法 - Google Patents
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Description
前記浮体は、有底円筒形状のバラスト部と、このバラスト部の上面に連設された下側コンクリート浮体構造部と、この下側コンクリート浮体構造部の上側に連設された上側鋼製浮体構造部とからなるとともに、前記上側鋼製浮体構造部の上端は開口とされ、該上端の開口から前記バラスト部まで内部が仕切られることなく中空部とされたスパー型の浮体構造であり、前記タワーは前記浮体内部に収容可能とされ、
前記上側鋼製浮体構造部の上端の開口を塞いだ状態として前記浮体を海上に横向きで浮かべ、曳航船により浮体の起立場所まで運搬する第1手順と、
起立場所に到着したならば、前記浮体内部にバラスト水を注水することによって前記浮体を直立状態に起立させ、次いで砂、砂利、重晶石を含む鉱物類及び金属粉、金属粒を含む金属類のうち一種または複数種の組み合わせからなる水より高比重である粉粒状のバラスト材を前記浮体内部に投入する第2手順と、
前記浮体を洋上設置場所より浅い海域に曳航後、バラスト水を注入することによって前記浮体を着底させる第3手順と、
前記浮体を着底させたならば、浮体にタワー昇降設備を設置し、クレーン船によってタワーを設置するとともに、前記タワー昇降設備により降下させ、タワーの先端部を浮体から突出させた状態で浮体内部に収容する第4手順と、
前記バラスト水を排水することによって前記浮体を再び浮かべ、曳航船によって洋上設置場所まで曳航する第5手順と、
前記浮体にバラスト水を注入して吃水を調整したならば、浮体に係留索の一端を繋ぎ止めるとともに、他端を海底に沈設したアンカーに繋ぎ止めて浮体の安定を図る第6手順と、
前記風車ブレードを取り付ける第7手順と、
前記タワー昇降設備によってタワーを上昇させ、該タワーを正規の高さ位置に固定する第8手順と、からなることを特徴とする洋上風力発電設備の施工方法が提供される。
請求項3に係る本発明として、請求項1記載の第7手順において、タワーの頂部に前記ナセルを取り付けた後、風車ブレードを取り付けるようにする請求項1記載の洋上風力発電設備の施工方法が提供される。
上記請求項3記載の発明は、浮体を洋上設置場所に曳航した後、ナセルを取り付け、次いで風車ブレードを取り付けるようにしたものである。
以下、図6〜図18に基づき、前記洋上風力発電設備1の施工手順について詳述する。
(第1手順)
製作ヤードに隣接した洋上において、図6に示されるように、浮体2を海上に横向きで浮かべ、曳航船18により起立場所まで曳航する。なお、下側コンクリート浮体構造部2Aと、上側鋼製浮体構造部2Bとでは、下側コンクリート浮体構造部2A側の方が重いため、バランス調整用浮体32を浮かべるとともに、この浮体上に設置したウインチ33から繰り出されたワイヤの一端を下側コンクリート浮体構造部2Aの端部に連結し、浮体2が水平になるように調整する。なお、前記上段側鋼製筒状体15の上端開口は塞がれている。また、浮体2は、海上に横向きで浮かべた状態でバラスト水31(水又は海水)を注水し、吃水を調整するようにしてもよい。前記起立場所とは、浮体2を起立させ、所定のバラストを投入し所定の吃水を確保した状態で浮体2の底面が海底に着底しない程度の水深を有する洋上のことである。
図7に示されるように、起立場所に到着したならば、バラスト水31(水又は海水)を注水するとともに、前記バランス調整用浮体32上のウインチ33からワイヤを徐々に繰り出すことにより、ゆっくりと浮体2を直立状態に起立させる。なお、この状態ではバラスト水31を注水しただけなので、重心が高く、起立した浮体2が不安定な状態にある。
図10に示されるように、曳航船18により浮体2を洋上設置場所より浅い海域に曳航後、バラスト水31を注入することによって浮体2を海底に着底させる。前記浅い海域は、海底がなるべく平坦な場所を選定し、浮体2ができる限り垂直になるようにする。必要に応じて仮係留をしてもよい。
図11に示されるように、浮体2を着底させたならば、浮体2の上部にデッキ3を設置するとともに、浮体2上にタワー昇降設備8を設置し、さらにクレーン船44によってタワー5を設置する。上記第3手順において浮体2は着底して安定しているため、タワー5等の取付時に洋上での容易かつ安全な設置が可能となる。また、浮体2の安定度が増加するため施工速度が向上し、施工コストの削減が図れるようになる。更に、比較的浅い海域の着底場所は繰り返し利用できるので、ウインドファームのように洋上風力発電設備を複数設置する場合にはより効率的となる。このような着底場所として、季節によって適切な入り江等を選択することにより、稼働日を増加させることができ、施工コストの削減が図れるようになる。また、洋上設置場所と比較すると水深が浅いので、波が比較的穏やかであり、クレーン船44の安定性も比較的高くなり、タワーの設置作業が容易且つ安全に行えるようになる。
図14に示されるように、バラスト水31を排水することによって浮体2を再び浮かべ、曳航船18によって洋上設置場所まで曳航する。このとき、バラスト水31を排水しているため、タワー5を上昇させていると不安定になりやすいので注意する必要がある。
図15に示されるように、浮体2にバラスト水31を注入して吃水を調整したならば、前記浮体2に係留索4の一端を繋ぎ止めるとともに、他端を海底に沈設したアンカーに繋ぎ留めて浮体2の安定を図る。
図16に示されるように、2枚の風車ブレード7,7を設置した後、図17に示されるように、若干タワー5を引き上げて、残りの風車ブレード7を取り付ける。なお、タワー5を完全に引き上げてから、3枚の風車ブレード7,7…を設置するようにしてもよい。
すべての部材取付け作業を終えたならば、図18に示されるように、前記タワー昇降設備8によってタワー5を上昇させ、タワー固定用ベース金具34等によりタワー5を正規の高さ位置に固定し施工を完了する。
本第2形態例では、上記第1形態例と比較して、浮体2の起立作業をはじめから比較的浅い海域の着底場所で行うようにした点で相違する。即ち、上記第1形態例では、第1手順において浮体2を海上に横向きで浮かべ起立場所まで曳航した後、第2手順で起立作業を行い、第3手順で比較的浅い海域に曳航後、着底作業を行うのに対して、本第2形態例では、浮体2を海上に横向きで浮かべはじめから比較的浅い海域の着底場所まで曳航後、この場所において起立作業及び着底作業を纏めて行うようにしたものである。以下具体的に説明する。
上記第1形態例と同様に、図6に示されるように、浮体2を海上に横向きで浮かべ、曳航船18により曳航する。曳航先は、上記第1形態例と異なり、洋上設置場所より浅い海域とする。
以後の手順は、上記第1形態例に係る第4手順以後と同様である。
(1)上記形態例では、第1形態例の第2手順(第2形態例の第1手順)において、浮体2内部に投入するバラストとしてバラスト材43と水又は海水とを混合したものを投入し、余剰水を排水するようにしたが、コンクリートなどの固化体を投入してもよいし、水又は海水のみであってもよい。またコンクリートブロックを内部に投入してもよいし、バラスト部10の上側にコンクリート筒状体12の外周にコンクリート製のリングを外嵌させるようにしてもよく、これらは併用してもよい。なお、これらの場合には余剰水を排水する必要がない。
(2)上記形態例では、タワー5をタワー昇降設備8によって昇降自在とし、浮体2内部に収容可能としたが、タワー昇降設備8を設けずに、タワー5を直接浮体2の上端部に固設するようにしてもよい。
(3)上記形態例では、比較的浅い海域の着底場所にてタワー5の頂部にナセル6を取り付けたが、浮体2を洋上設置場所に曳航した後、ナセル6を取り付けるようにしてもよい。一方、予めタワー5の頂部にナセル6を取り付けておき、このタワー5を浮体2に設置するようにしてもよい。
(4)上記形態例では、タワー5を浮体2内部に収容して比較的浅い海域から洋上設置場所に曳航したが、タワー5の全部又は一部を突出させた状態で曳航してもよい。
(5)上記形態例では、前記タワー昇降設備8を撤去したが、残置しておき、その後のメンテナンス時や強風、波浪時にタワー5を下降させる際に使用できるようにしてもよい。もちろん、タワー下降作業時にタワー昇降設備8を新たに設置するようにしてもよい。
Claims (3)
- 浮体と、前記浮体に繋がれた係留索と、前記浮体の上に立設されるタワーと、このタワーの頂部に設備されるナセル及び複数の風車ブレードとからなる洋上風力発電設備の施工方法であって、
前記浮体は、有底円筒形状のバラスト部と、このバラスト部の上面に連設された下側コンクリート浮体構造部と、この下側コンクリート浮体構造部の上側に連設された上側鋼製浮体構造部とからなるとともに、前記上側鋼製浮体構造部の上端は開口とされ、該上端の開口から前記バラスト部まで内部が仕切られることなく中空部とされたスパー型の浮体構造であり、前記タワーは前記浮体内部に収容可能とされ、
前記上側鋼製浮体構造部の上端の開口を塞いだ状態として前記浮体を海上に横向きで浮かべ、曳航船により浮体の起立場所まで運搬する第1手順と、
起立場所に到着したならば、前記浮体内部にバラスト水を注水することによって前記浮体を直立状態に起立させ、次いで砂、砂利、重晶石を含む鉱物類及び金属粉、金属粒を含む金属類のうち一種または複数種の組み合わせからなる水より高比重である粉粒状のバラスト材を前記浮体内部に投入する第2手順と、
前記浮体を洋上設置場所より浅い海域に曳航後、バラスト水を注入することによって前記浮体を着底させる第3手順と、
前記浮体を着底させたならば、浮体にタワー昇降設備を設置し、クレーン船によってタワーを設置するとともに、前記タワー昇降設備により降下させ、タワーの先端部を浮体から突出させた状態で浮体内部に収容する第4手順と、
前記バラスト水を排水することによって前記浮体を再び浮かべ、曳航船によって洋上設置場所まで曳航する第5手順と、
前記浮体にバラスト水を注入して吃水を調整したならば、浮体に係留索の一端を繋ぎ止めるとともに、他端を海底に沈設したアンカーに繋ぎ止めて浮体の安定を図る第6手順と、
前記風車ブレードを取り付ける第7手順と、
前記タワー昇降設備によってタワーを上昇させ、該タワーを正規の高さ位置に固定する第8手順と、からなることを特徴とする洋上風力発電設備の施工方法。 - 請求項1記載の第4手順において取り付けたタワーの頂部に前記ナセルを設置した状態で、請求項1記載の第5手順において前記浮体を洋上設置場所まで曳航する請求項1記載の洋上風力発電設備の施工方法。
- 請求項1記載の第7手順において、タワーの頂部に前記ナセルを取り付けた後、風車ブレードを取り付けるようにする請求項1記載の洋上風力発電設備の施工方法。
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