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公開番号2025094867
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023223864
出願日2023-12-13
発明の名称水素工場を併設した浮体式洋上風力発電所
出願人株式会社高橋監理
代理人
主分類B63B 35/00 20200101AFI20250618BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】施工日数の大幅な短縮と、浮体式洋上風力発電所の内部に浮体式洋上風力発電所で得られた電気出力を電源として海水を電気分解して水素を生成させる水電解装置と、生成した水素の貯蔵設備を設置した浮体式洋上風力発電所を提供することを課題とする。
【解決手段】浮体式洋上風力発電所を設置する海に近い海岸に、浮体式洋上風力発電所を建設するための施設を構築し、超高層ビル等の建築工事で培った技術を活かして浮体式洋上風力発電所を建設し、陸上で組み立てた浮体式洋上風力発電所を水上に浮かべ、タグボート(曳舟)で現場まで曳航することにより、施工日数の大幅な短縮と、陸上での効率的な建設方法を提供すると共に、浮体式洋上風力発電所の内部に、浮体式洋上風力発電所で発電した電気を電源として海水を電気分解して水素を生成させるための水電解装置と、生成した水素を貯蔵するための水素貯蔵設備を設置した浮体式洋上風力発電所を提供する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数枚のブレードと増速機や発電機を内蔵したナセルを支えるタワーで構成した浮体式洋上風力発電において、
洋上に配置したタワー部と水中に配置した浮力体部を鉄筋コンクリート構造で構築すると共に、前記タワー部と前記浮力体部を複数本の支柱で連結し、
前記浮力体部を複数本の係留ワイヤーにより海底に固定した複数基の海底基礎杭に係留し、
前記タワー部の建屋内に前記浮体式洋上風力発電で発電した電気で水を電気分解し水素を生成する水電解装置を設置し、
前記浮力体部に前記水電解装置で生成した水素を貯蔵するための液体水素貯蔵タンクを設置したことを特徴とする水素工場を併設した浮体式洋上風力発電所。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記タワー部は概ね円錐形で下部を複数階の建屋で構成すると共に、頂上部を円形状の平面で形成し、前記頂上部にナセルを取り付けるための鋼管を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の水素工場を併設した浮体式洋上風力発電所。
【請求項３】
前記浮力体部は概ね円筒形で内部を空洞で構成し、海近くの陸地で構築した浮体式洋上風力発電所を水上に浮かべるため、前方向と後方向の両方向の底部を前端部と後端部に向けて傾斜させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の水素工場を併設した浮体式洋上風力発電所。
【請求項４】
前記浮力体部を、海底に設置した複数基の海底基礎杭と複数本の係留ワイヤーでつなぎＴＬＰ型により係留すると共に、前記浮力体部の側面に形成した係留ワイヤー用ガイド穴を経由させた前記複数本の係留ワイヤーの一端を、複数個のワイヤー用滑車を介して前記タワー部の建屋内に引き込み、ワイヤー巻取り・送出し機で係留ワイヤーの個々の長さを調整することにより浮体式洋上風力発電所の水平状態を維持させるように構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水素工場を併設した浮体式洋上風力発電所。
【請求項５】
前記タワー部の概ね上端部から前記浮力体部の概ね下端部まで貫通させた竪穴区画を構築し、竪穴区画の内部に簡易リフトと上下移動用階段を設置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水素工場を併設した浮体式洋上風力発電所。
【請求項６】
前記タワー部の建屋内に、前記水電解装置で製造した水素を液化させるための水素液化装置を設置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水素工場を併設した浮体式洋上風力発電所。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水電解装置と液体水素貯蔵設備を併設した鉄筋コンクリート構造の浮体式洋上風力発電所に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、再生可能エネルギー利用の増加に伴い、洋上は風を遮る障害物が無く、風向き、風速が一定していて変わらないことから安定した電力を得られることが期待される。
現在、実用化されている洋上風力発電装置の構造は、陸上で稼働している装置と同様であり、洋上では陸上に比べて風力発電装置を設置するうえでの制約が少ないため、今後は、洋上での設置が増えていくものと考えられる。
【０００３】
現在、ヨーロッパ等で普及している洋上風力発電装置の支柱が海底まで到達している着床式の場合は水深約５０ｍ位までの比較的水深が浅い場所に適しているが、日本の場合は、水深が比較的浅い大陸棚の面積が少ないため、日本では、風力発電装置を洋上に浮かべ、鎖、ワイヤーロープ等で海底に係留することにより位置を保持する浮体式に移行しつつあるのが現状である。
【０００４】
浮体式洋上風力発電装置は、水中に配置した浮体と、浮体に立設した塔部で構成され、塔部の頂部にナセルとブレードで構成した風力発電装置が取り付けられる。
現在主流の浮体式洋上風力技術には、主に、スパー型、セミサブ型、バージ型、ＴＬＰ型の４種類の形式がある。
【０００５】
現在では、設備１台あたりの大出力化が求められており、それに伴いブレードを長くして風車体受風面積を大きくする必要があり、現在ではブレードの長さが８０ｍを超える大型の洋上風力発電装置が実用化されつつある。
【０００６】
従来、指定された海域に浮体式洋上風力発電装置を設置するためには、浮体を設置海域まで台船等により曳航して係留したあと、クレーン船等によって上部構造体を浮体の上端部に移動させ、浮体と上部構造体を連結させていた。
【０００７】
また、近年では再生可能エネルギーの中で、太陽光発電や風力発電等で発電した電気を利用し、水を電気分解して水素と酸素に分離する方法で製造した「グリーン水素」と呼ばれる水素が注目されている。
現在、洋上風力発電装置で発電した電気は、海底に敷設した海底用送電ケーブルを経由して水素製造工場に送られ水電解水素製造装置により水から水素を製造しているため、海底に送電設備を新設する必要があり、大がかりな工事となって設置コストが膨大なものとなり、普及の妨げとなっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、浮体式洋上風力発電装置が設置される水深５０ｍ以上の海域は、一般的な海洋工事が行われる海域に比べて海象条件が厳しい場合が多く、浮体式洋上風力発電装置の設置作業は、海象条件の厳しい状況下で海象条件の比較的穏やかな時期を見計らって実施しなければならないため、設置作業の実施時期や期間が限定されるという問題があった。
【０００９】
さらに、浮体式洋上風力発電装置の設置は、大型作業船を用いて繊細な作業が要求されるため、建設コストの増加を招くといった問題もあった。
【００１０】
さらに、浮体式洋上風力発電装置で発電した電気で「グリーン水素」を製造するためには、水素製造工場まで電気を送電するための海底用送電ケーブルを海底に敷設しなければならないといった問題もあった。
（【００１１】以降は省略されています）

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