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公開番号2025164092
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067858
出願日2024-04-19
発明の名称浮体式洋上風車システム、および、その建設方法、解体方法、メンテナンス方法
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール弁理士法人
主分類F03D 13/25 20160101AFI20251023BHJP(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】浮体式洋上風車の大物部品の交換を実現するうえで有用な構造を備えた浮体式洋上風車システムを提供する。
【解決手段】浮体式洋上風車とメイン浮体と係留体を有する浮体式洋上風車システムであって、前記浮体式洋上風車は、風を受けるブレードと、該ブレードを固定したハブと、該ハブの回転エネルギーを電力に変換する発電機を収納したナセルと、該ナセルを支持するタワーと、該タワーを支持するサブ浮体と、を有し、前記メイン浮体は、前記係留体によって海底に係留されるとともに、前記サブ浮体と嵌合するサブ浮体挿入空間を有し、該サブ浮体挿入空間に挿入された前記サブ浮体は、前記メイン浮体との連結部で連結解除可能に連結される浮体式洋上風車システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
浮体式洋上風車とメイン浮体と係留体を有する浮体式洋上風車システムであって、
前記浮体式洋上風車は、風を受けるブレードと、該ブレードを固定したハブと、該ハブの回転エネルギーを電力に変換する発電機を収納したナセルと、該ナセルを支持するタワーと、該タワーを支持するサブ浮体と、を有し、
前記メイン浮体は、前記係留体によって海底に係留されるとともに、前記サブ浮体と嵌合するサブ浮体挿入空間を有し、
該サブ浮体挿入空間に挿入された前記サブ浮体は、前記メイン浮体との連結部で連結解除可能に連結されることを特徴とする浮体式洋上風車システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の浮体式洋上風車システムにおいて、
前記発電機で発電した電力を陸上系統に送電する海底ケーブルは、前記メイン浮体に接続されることを特徴とする浮体式洋上風車システム。
【請求項３】
請求項１に記載の浮体式洋上風車システムにおいて、
前記連結部では、前記サブ浮体の突出部と前記メイン浮体の切り欠き部が上下に重なっており、ボルトまたは溶接によって、両者が上下方向に連結されることを特徴とする浮体式洋上風車システム。
【請求項４】
請求項１に記載の浮体式洋上風車システムにおいて、
前記メイン浮体との連結を解除した前記浮体式洋上風車は輸送船により曳航可能であることを特徴とする浮体式洋上風車システム。
【請求項５】
請求項１に記載の浮体式洋上風車システムにおいて、
前記メイン浮体と前記サブ浮体を連結することで、バージ型浮体、テンションレグプラットフォーム型浮体、セミサブ型浮体、スパー型浮体の何れかが形成されることを特徴とする浮体式洋上風車システム。
【請求項６】
請求項１に記載の浮体式洋上風車システムの建設方法であって、
前記メイン浮体を海底に係留するステップと、
前記メイン浮体及び／又は前記サブ浮体の海面に対する高さを、前記サブ浮体挿入空間に前記サブ浮体を配置可能な高さになるよう調整するステップＡと、
前記サブ浮体挿入空間に前記サブ浮体を配置するステップと、
前記メイン浮体及び／又は前記サブ浮体の海面に対する高さを、前記メイン浮体に前記サブ浮体を連結可能な高さになるよう調整するステップＢと、
前記メイン浮体と前記サブ浮体を連結するステップと、
を有することを特徴とする建設方法。
【請求項７】
請求項６に記載の浮体式洋上風車システムの建設方法であって、
前記メイン浮体は前記サブ浮体挿入空間と接する壁面の上部に切り欠き部を有し、
前記サブ浮体は前記切り欠き部と嵌合する形状の突出部を有し、
前記ステップＡは、前記メイン浮体にバラスト水を注水及び／又は前記サブ浮体からバラスト水を排水するステップであり、
前記ステップＢは、前記メイン浮体からバラスト水を排水及び／又は前記サブ浮体にバラスト水を注水するステップであることを特徴とする建設方法。
【請求項８】
請求項６に記載の浮体式洋上風車システムの建設方法であって、
前記メイン浮体は前記サブ浮体挿入空間と接する壁面の上部に突出部を有し、
前記サブ浮体は前記突出部と嵌合する形状の切り欠き部を有し、
前記ステップＡは、前記メイン浮体からバラスト水を排水及び／又は前記サブ浮体にバラスト水を注水するステップであり、
前記ステップＢは、前記メイン浮体にバラスト水を注水及び／又は前記サブ浮体からバラスト水を排水するステップであることを特徴とする建設方法。
【請求項９】
請求項１に記載の浮体式洋上風車システムの解体方法であって、
前記メイン浮体と前記サブ浮体の連結を解除するステップと、
前記メイン浮体及び／又は前記サブ浮体の海面に対する高さを、前記サブ浮体挿入空間から前記サブ浮体を引き出し可能な高さになるよう調整するステップＣと、
前記サブ浮体挿入空間から前記サブ浮体を引き出すステップと、
を有することを特徴とする解体方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の浮体式洋上風車システムの解体方法であって、
前記メイン浮体は前記サブ浮体挿入空間と接する壁面の上部に切り欠き部を有し、
前記サブ浮体は前記切り欠き部と嵌合する形状の突出部を有し、
前記ステップＣは、前記メイン浮体にバラスト水を注水及び／または前記サブ浮体からバラスト水を排水するステップであることを特徴とする解体方法。
（【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、分離可能な浮体構造とした浮体式洋上風車システム、および、その建設方法、解体方法、メンテナンス方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策の一つとして、風力発電が世界的に盛んに導入されている。風力発電設備の設置場所は、陸上から洋上へと拡大しており、また、洋上での設置場所も着床式洋上風車による浅海域から浮体式洋上風車による深海域へと拡大しつつある。しかしながら、深海域では自己昇降式船（ジャッキアップベッセル、ＪＵＶ）を利用できないため、浮体式洋上風車のメンテナンス時には、ＪＵＶ上の大型クレーンを必要とするような大物部品の交換が困難であった。
【０００３】
そこで、特許文献１の風力発電設備では、要約書で「地上または洋上に設置され、発電機の支柱となるタワーと、前記タワー上に設けられ、前記発電機を内蔵するナセルと、前記ナセルの一端に設けられ、風を受けて回転エネルギーへ変換するハブおよびブレードからなるロータと、を有する風力発電設備であって、前記ナセル内に、前記地上または洋上と前記ナセルとの間において前記発電機の交換部品を運搬するウインチを設けたことを特徴とする風力発電設備。」と記載されるように、ナセル内のウインチを利用してナセル内の大物部品を交換できるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１１０９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のウインチは、ナセル内の部品を交換するものでしかなく、ブレードのようなナセル外の大物部品の交換には対応できなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、浮体式洋上風車の大物部品の交換を実現するうえで有用な構造を備えた浮体式洋上風車システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の浮体式洋上風車システムは、浮体式洋上風車とメイン浮体と係留体を有する浮体式洋上風車システムであって、前記浮体式洋上風車は、風を受けるブレードと、該ブレードを固定したハブと、該ハブの回転エネルギーを電力に変換する発電機を収納したナセルと、該ナセルを支持するタワーと、該タワーを支持するサブ浮体と、を有し、前記メイン浮体は、前記係留体によって海底に係留されるとともに、前記サブ浮体と嵌合するサブ浮体挿入空間を有し、該サブ浮体挿入空間に挿入された前記サブ浮体は、前記メイン浮体との連結部で連結解除可能に連結されるものとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の浮体式洋上風車システムによれば、浮体式洋上風車の大物部品の交換を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施例（バージ型）の浮体式洋上風車システムを示す鳥瞰図。
一実施例の浮体式洋上風車システムの側面図。
一実施例の浮体式洋上風車システムの建設方法を示すフローチャート。
図３の各工程における、メイン浮体またはサブ浮体の状態を示す概念図。
自立しない浮体式洋上風車の引き出し方法を示す図。
自立する浮体式洋上風車の引き出し方法を示す図。
一実施例の浮体式洋上風車システムの風車交換方法を示すフローチャート。
テンションレグプラットフォーム型の浮体式洋上風車システムを示す鳥瞰図。
セミサブ型の浮体式洋上風車システムを示す鳥瞰図。
スパー型の浮体式洋上風車システムを示す鳥瞰図。
一変形例の浮体式洋上システムの建設方法を示すフローチャート。
一変形例の浮体式洋上風車システムの風車交換方法を示すフローチャート。
一変形例の浮体式洋上システムの建設方法を示すフローチャート。
図１２の各工程における、メイン浮体またはサブ浮体の状態を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明の浮体式洋上風車システムの実施例を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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