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公開番号2024057389
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2022164089
出願日2022-10-12
発明の名称浮体式洋上風力発電用下部構造、及び浮体式洋上風力発電用下部構造の施工方法
出願人鹿島建設株式会社
代理人個人
主分類F03D 13/25 20160101AFI20240417BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】大型化にも適用可能であり、タワー等の下端に生じるモーメントを低減することが可能な浮体式洋上風力発電用下部構造等を提供する。
【解決手段】浮体式洋上風力発電用下部構造1は、風力発電装置3を洋上に浮かべた状態で支持するための基礎構造である。浮体式洋上風力発電用下部構造1は、洋上に浮いた状態で、風力発電装置3が浮体式洋上風力発電用下部構造1の上床版5の上方に配置される。浮体式洋上風力発電用下部構造1は、主に、筒状構造体7、上床版5、下床版9等によって構成される。複数の中空の筒状構造体7の下端には下床版9が接合され、上方には上床版5が接合される。すなわち、上床版5とした床版9とで、複数の筒状構造体7が固定され、筒状構造体7の内部には、密閉された空間が形成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
全高よりも全幅が広い浮体式洋上風力発電用下部構造であって、
風力発電装置用のタワーが取り付けられる上床版と、
前記上床版の下方に接合される複数の中空の筒状構造体と、
複数の前記筒状構造体の下端に接合される下床版と、
を具備することを特徴とする浮体式洋上風力発電用下部構造。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
複数の前記筒状構造体同士の間に、波が通過可能な隙間が形成されていることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項３】
前記筒状構造体同士の間において、補強構造が設けられることを特徴とする請求項２に記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項４】
前記風力発電装置用のタワーは、前記上床版の略中央に配置され、
前記風力発電装置用のタワーの下方であって、前記上床版の下部には、中央補強構造が設けられることを特徴とする請求項２に記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項５】
前記中央補強構造は、前記上床版と前記下床版の間に配置された、前記筒状構造体であることを特徴とする請求項４に記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項６】
前記筒状構造体は、プレストレストコンクリート製であり、
前記中央補強構造と前記上床版との接合部において、厚みが厚い増厚部が設けられ、
前記増厚部には、前記増厚部と、前記上床版とにまたがって緊張材が配置されることを特徴とする請求項５に記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項７】
前記下床版は、前記上床版よりもサイズが大きいことを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項８】
前記下床版及び前記上床版は、複数の前記筒状構造体を包含可能な形状であって、前記筒状構造体との接合部近傍の外縁をつなぐ直線に対して、前記筒状構造体同士の間にはくびれ形状が形成されることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項９】
前記筒状構造体は、複数のリング部材が長手方向に連結されて構成されることを特徴とする請求項１記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
【請求項１０】
前記筒状構造体は、プレストレストコンクリート製であり、前記筒状構造体と、前記上床版又は前記下床版との接合部において、厚みが厚い増厚部が設けられ、
前記増厚部には、前記増厚部と、前記上床版又は前記下床版とにまたがって緊張材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の浮体式洋上風力発電用下部構造。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、洋上の風力発電装置を支持する浮体式洋上風力発電用下部構造等に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
洋上風力発電風車などの洋上構造物として、浮体式でタワー等を支持する方式が提案されている。一般的に、着床式の下部構造に対して、このような浮体式の下部構造は、コスト等を考慮すると、例えば５０ｍ以上の水深で適用される。また、浮体式の下部構造としては、水深等に応じていわゆるバージ型、セミサブ型、スパー型等が提案されている。
【０００３】
ここで、全高よりも全幅が広い浮体である、いわゆるセミサブ型の浮体は、複数の円形または多角形の筒状浮体が用いられ、風力発電用のタワー又はタワーの直下に直接接合される筒状体（以下単に「タワー等」とする。）は、下方または上下において水平方向の梁などの連結材によって他の筒状浮体と連結される構造が一般的である（例えば、特許文献１～３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－５３８９９号公報
特表２０１７－５０６１８４号公報
特表２０１８－５１３８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、受風効率、発電効率、メンテナンス効率等により、風車規模のコストメリットを狙った大型化が検討されている。すなわち、より長い受風用の翼（ブレード）に伴いより高いタワーが用いられる。これに伴い、浮体式の下部構造自体も大型化する必要がある。
【０００６】
前述したように、一般的なセミサブ型の浮体式の下部構造では、タワー等は、梁構造によって他の周囲の筒状浮体と連結される。この際、翼への受風力の強弱や波浪による浮体の揺動との関係に伴うタワーの揺動等によって、梁（タワーに対して垂直な方向の連結部材）との接合部にはタワーの転倒挙動に伴うモーメントと水平力（せん断力）がかかる。
【０００７】
下端のみに梁を有する浮体式の下部構造では、タワーの上端からタワー等の下端までの距離が大きくなるほど、タワー等からのモーメントが大きくなる。したがって、風車規模の大型化に伴い、より大きなモーメントが下端の梁構造に付与されることとなる。このため、モーメントを低減する対策が要求される。また、複雑な形状によるコストアップはするものの、下端を補うために上端にも梁を有する浮体式の下部構造としても、モーメントや水平力は風向きや波の向きによりあらゆる方向に作用するため、上下端ともに堅固な梁が必要となる。さらに、梁の連結部では応力集中の課題も有する。
【０００８】
一方、従来の浮体式の下部構造としては、一般的に鋼製の筒状浮体及び梁が用いられる。しかし、浮体式の下部構造の大型化に伴う厚肉鋼板の加工には課題がある。これは、大型風車の厚肉かつ大口径の杭を製造してきたヨーロッパに対し、日本国内の工場では、厚肉鋼板の曲げ加工について、加工機が無いことや製作管理ノウハウが追い付いていないことを背景としている。
【０００９】
これに対し、コンクリートを用いた浮体式の下部構造を用いた方法も提案されている。しかし、コンクリート製の下部構造であっても、前述したようなタワー等の下端に生じるモーメントと水平力に対しては対策が必要である。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、大型化にも適用可能であり、タワー等の下端に生じるモーメントと水平力を低減することが可能な浮体式洋上風力発電用下部構造等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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