(57)【要約】【課題】洋上風力発電システム全体での発電効率の低下を抑制でき、海底の地形によらず布設可能な洋上風力発電用配線システム及び洋上風力発電システムを提供する。【解決手段】洋上風力発電に用いられる複数の洋上風力発電設備間に布設され電力を送電する海中ケーブルを有し、前記海中ケーブルが前記洋上風力発電設備間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されているものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洋上風力発電に用いられる複数の洋上風力発電設備間に布設され電力を送電する海中ケーブルを有し、
前記海中ケーブルが前記洋上風力発電設備間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されている
ことを特徴とする洋上風力発電用配線システム。
【請求項２】
前記海中ケーブルは、浮遊した状態で布設された部分に浮体物が取り付けられている
請求項１記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項３】
前記浮体物は、
浮体式トラフまたは中間ブイからなり、
前記海中ケーブルに連続的あるいは任意の間隔で取り付けられている
請求項２記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項４】
前記浮体式トラフは、ラダー状に形成され、
前記浮体式トラフを前記海中ケーブルに沿わせた状態で、前記浮体式トラフと前記海中ケーブルが固定されている
請求項３記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項５】
前記浮体物は、ワイヤーロープ、チェーン、あるいは合成繊維を介して、海底に沈められたシンカーに固定されている
請求項２〜４いずれかに記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項６】
前記浮体物に、ワイヤーロープ、チェーン、あるいは合成繊維を介して、前記海中ケーブルの布設位置確認用のブイが海上に浮かぶ状態で取り付けられている
請求項２〜５いずれかに記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項７】
前記浮体物は、発泡スチロールまたは発泡性プラスチック材料からなる
請求項２〜６いずれかに記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項８】
前記海中ケーブルが布設され浮遊する水深は、２５ｍ以上である
請求項１〜７いずれかに記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項９】
前記洋上風力発電設備が、浮体式洋上風力発電設備である
請求項１〜８いずれかに記載の洋上風力発電用配線システム。
【請求項１０】
複数の洋上風力発電設備と、
前記洋上風力発電設備間に布設され電力を送電する海中ケーブルと、を備え、
前記海中ケーブルは、前記洋上風力発電設備間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されている
ことを特徴とする洋上風力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洋上風力発電用配線システム及び洋上風力発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洋上風力発電では、風車を含む洋上風力発電設備間、および洋上風力発電設備から陸上までの間の区間に海中ケーブルを布設し、電力の伝送を行っている。
【０００３】
このような洋上風力発電用配線システムにおいては、従来より、水深の浅い場所では海中ケーブルを海底に埋設し、水深の深い場所では海中ケーブルを埋設せずに海底に布設することが行われている。
【０００４】
水深の浅い場所で海中ケーブルを海底に埋設するのは、船舶のアンカーや底引き網等による海中ケーブルの損傷を避けるためである。水深の深い場所では、底引き網等による海中ケーブルの損傷のおそれがないため、海中ケーブルを埋設せずに海底に布設している。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１〜４がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−８７２６９号公報
【特許文献２】特表２００８−５１６１１３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０２５８７号公報
【特許文献４】特開平７−１７７６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来の洋上風力発電用配線システムでは、水深の深い場所で海中ケーブルを海底まで降ろすために、布設される海中ケーブルの長さが長くなってしまい、海中ケーブルでの伝送損失が大きくなり、洋上風力発電システム全体での発電効率が低下することが考えられる。
【０００８】
さらに、海中ケーブルを海底に布設する場合、海底が岩場やサンゴ礁である場合は、海中ケーブルの損傷や環境破壊のおそれがあるため布設が不可能となってしまう。そこで、海底の地形によらず布設可能な洋上風力発電用配線システムが望まれる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、洋上風力発電システム全体での発電効率の低下を抑制でき、海底の地形によらず布設可能な洋上風力発電用配線システム及び洋上風力発電システム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】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、洋上風力発電に用いられる複数の洋上風力発電設備間に布設され電力を送電する海中ケーブルを有し、前記海中ケーブルが前記洋上風力発電設備間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されている洋上風力発電用配線システムである。
【００１１】
前記海中ケーブルは、浮遊した状態で布設された部分に浮体物が取り付けられていてもよい。
【００１２】
前記浮体物は、浮体式トラフまたは中間ブイからなり、前記海中ケーブルに連続的あるいは任意の間隔で取り付けられていてもよい。
【００１３】
前記浮体式トラフは、ラダー状に形成され、前記浮体式トラフを前記海中ケーブルに沿わせた状態で、前記浮体式トラフと前記海中ケーブルが固定されていてもよい。
【００１４】
前記浮体物は、ワイヤーロープ、チェーン、あるいは合成繊維を介して、海底に沈められたシンカーに固定されていてもよい。
【００１５】
前記浮体物に、ワイヤーロープ、チェーン、あるいは合成繊維を介して、前記海中ケーブルの布設位置確認用のブイが海上に浮かぶ状態で取り付けられていてもよい。
【００１６】
前記浮体物は、発泡スチロールまたは発泡性プラスチック材料からなってもよい。
【００１７】
前記海中ケーブルが布設され浮遊する水深は、２５ｍ以上であるとよい。
【００１８】
前記洋上風力発電設備が、浮体式洋上風力発電設備であってもよい。
【００１９】
また、本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、複数の洋上風力発電設備と、前記洋上風力発電設備間に布設され電力を送電する海中ケーブルと、を備え、前記海中ケーブルは、前記洋上風力発電設備間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されている洋上風力発電システムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、洋上風力発電システム全体での発電効率の低下を抑制でき、海底の地形によらず布設可能な洋上風力発電用配線システム及び洋上風力発電システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る洋上風力発電用配線システムの概略構成図である。
【図２】図１の洋上風力発電用配線システムで用いる浮体式トラフを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその下側から見た平面図である。
【図３】図１の洋上風力発電用配線システムの変形例を示す図である。
【図４】図１の洋上風力発電用配線システムにおける海中ケーブルの布設方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る洋上風力発電用配線システムの概略構成図である。
【００２４】
図１に示すように、洋上風力発電用配線システム１は、洋上風力発電に用いられる複数の洋上風力発電設備２間に布設され電力を送電する海中ケーブル３に浮体物４が取り付けられ、海中ケーブル３が洋上風力発電設備２間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されているものである。
【００２５】
洋上風力発電設備２としては、比較的水深の浅い場所（例えば水深６０ｍ未満の場所）に多く用いられる着床式洋上風力発電設備と、比較的水深の深い場所（例えば水深６０ｍ以上の場所）に多く用いられる浮体式洋上風力発電設備が知られているが、ここでは、洋上風力発電設備２が浮体式洋上風力発電設備である場合を説明する。詳細は後述するが、本発明は、浮体式洋上風力発電設備が用いられるような水深の深い場所で特に有効である。
【００２６】
海中ケーブル３は、洋上風力発電設備２で発電した電力を送電するものであり、通常は海底に布設されることから海底ケーブルとも呼ばれている。なお、海中ケーブル３として、電力の送電する電力線のみならず、電気信号や光信号を伝送する信号線を含むものを用いてもよい。本実施の形態では、海中ケーブル３に浮体物４を取り付け、海中ケーブル３を海中に浮遊した状態とする。
【００２７】
浮体物４としては、浮体式トラフ４ａや中間ブイ４ｂなどを用いることができる。浮体物４に用いる浮体式トラフ４ａや中間ブイ４ｂとしては、例えば、発泡スチロールまたは発泡性プラスチック材料からなるものを用いるとよい。
【００２８】
浮体物４は、海中ケーブル３に、連続的あるいは任意の間隔で取り付けられている。図１では、洋上風力発電設備２ａ，２ｂ間では、海中ケーブル３に連続的に浮体式トラフ４ａを取り付け、洋上風力発電設備２ｂ、２ｃ間では、海中ケーブル３に任意の間隔で、浮体式トラフ４ａと中間ブイ４ｂとを取り付けた場合を示している。なお、浮体物４を任意の間隔で取り付ける場合、浮体物４間の海中ケーブル３が若干撓んだ状態（あそびを持たせた状態）となるようにし、潮流等で海中ケーブル３が揺動した際に海中ケーブル３にかかる負荷を低減するとよい。
【００２９】
浮体物４は、ワイヤーロープ５を介して、海底に沈められたシンカー（錘）６に固定されている。浮体物４をシンカー６に固定することで、浮体物４（および海中ケーブル３）が海上に浮かび上がることなく海中に配置され、かつ、浮体物４（および海中ケーブル３）が潮流で流されないようにすることができる。また、浮体物４をシンカー６で固定することで、海中ケーブル３の動きをある程度制限できるようになるので、潮流等で海中ケーブル３が揺動した際に海中ケーブル３の洋上風力発電設備２への引込部にかかる負荷を低減することも可能になる。
【００３０】
なお、浮体物４をシンカー６に固定する手段はワイヤーロープ５に限定されるものではなく、チェーンや合成繊維（繊維強化プラスチックなど）を用いることも可能である。
【００３１】
浮体物４として用いる浮体式トラフ４ａの構造の一例を図２（ａ），（ｂ）に示す。
【００３２】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、浮体式トラフ４ａは、ラダー状に形成されており、浮体式トラフ４ａを海中ケーブル３に沿わせた状態で、浮体式トラフ４ａと海中ケーブル３とが固定されている。
【００３３】
浮体式トラフ４ａは、平行に配置された２本の柱状体２１と、２本の柱状体２１の軸方向に沿って所定の間隔で設けられ両柱状体２１を連結する複数のリブ２２と、を備えている。本実施の形態では、リブ２２を湾曲した形状（図２（ａ）における下方に湾曲した形状）とし、その湾曲した凹部に海中ケーブル３を載置して固定するようにしている。
【００３４】
なお、図３では、浮体式トラフ４ａと海中ケーブル３を固定する固定手段を省略して示しているが、固定手段としては、海中ケーブル３と浮体式トラフ４ａとを固定できる手段であればどのようなものを用いてもよく、例えば、海中ケーブル３をリブ２２に締結して固定する手段等を用いることができる。また、例えば、２つの浮体式トラフ４ａで海中ケーブル３を上下、あるいは左右から挟み込んで固定するように構成することも可能である。
【００３５】
海中ケーブル３が布設され浮遊する水深ｄは、２５ｍ以上であることが望ましい。これは、海中ケーブル３を水深２５ｍ未満と浅い領域に布設すると、船舶が通過した際に接触してしまうおそれがあるためである。海中ケーブル３を布設する水深は、浮体物４とシンカー６とを接続するワイヤーロープ５の長さで調整することができる。
【００３６】
また、図３に示すように、浮体物４に、ワイヤーロープ３１（チェーンや合成繊維でもよい）を介して、海中ケーブル３の布設位置確認用の海上に浮かぶブイ３２を取り付けるようにしてもよい。海上に浮かぶブイ３２を取り付けることで、海上からブイ３２を視認できるようになり、海中に布設されている海中ケーブル３の位置を容易に把握できるようになる。従来のように海中ケーブル３を海底に布設する場合は海中ケーブル３とブイ３２の位置が離れすぎるため、ブイ３２による海中ケーブル３の布設位置確認は困難であるが、本実施の形態では、海中ケーブル３を浮遊した状態で比較的水深の浅い場所に布設しているため、ブイ３２による布設位置確認が可能になる。
【００３７】
海中ケーブル３を布設する際には、図４に示すように、布設台船４１から海中ケーブル３を送り出すことになる。このとき、浮体物４（浮体式トラフ４ａや中間ブイ４ｂ）およびシンカー６（シンカー６から延びるワイヤーロープ５）を海中ケーブル３に取り付けながら送り出すことで、容易に海中ケーブル３を布設することが可能である。送り出された海中ケーブル３は、シンカー６の重みにより海中に沈んでいくことになる。
【００３８】
ところで、洋上風力発電用配線システム１は、洋上風力発電設備２間に布設される海中ケーブル３のみならず、洋上風力発電設備２から陸上までの間の区間に布設される海中ケーブル３も含むものである。ただし、本発明では、洋上風力発電設備２から陸上までの間の区間については、海中ケーブル３をどのように布設するかは、特に限定しない。
【００３９】
洋上風力発電設備２間の距離は例えば５００〜６００ｍ程度であり、洋上風力発電設備２から陸上までの間の区間の距離は数ｋｍ〜数１０ｋｍである。
【００４０】
本実施の形態では、洋上風力発電設備２と陸上の区間では、従来どおり、水深の浅い場所では海中ケーブル３を海底に埋設し、水深の深い場所では海中ケーブル３を埋設せずに海底に布設するようにした。なお、水深の深い場所（例えば水深３０ｍ以上の場所）に布設される海中ケーブル３のみ、浮体物４を取り付けて海中に浮遊した状態で布設するよう構成することも勿論可能である。
【００４１】
本実施の形態に係る洋上風力発電用配線システム１により海中ケーブル３の配線を行うことで、本実施の形態に係る洋上風力発電システムが得られる。つまり、本実施の形態に係る洋上風力発電システムは、複数の洋上風力発電設備２と、洋上風力発電設備２間に布設され電力を送電する海中ケーブル３と、を備え、海中ケーブル３が洋上風力発電設備２間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されているものである。
【００４２】
本実施の形態の作用を説明する。
【００４３】
本実施の形態に係る洋上風力発電用配線システム１では、洋上風力発電に用いられる風車を含む複数の洋上風力発電設備２間に布設され電力を送電する海中ケーブル３を有し、海中ケーブル３が洋上風力発電設備２間の全長にわたって海中に浮遊した状態で布設されている。
【００４４】
従来の洋上風力発電用配線システムでは、洋上風力発電設備２間の海中ケーブル３を海底に布設していたため、特に水深の深い場所に設けられた洋上風力発電設備２間に海中ケーブル３を布設する場合には、海中ケーブル３の長さが非常に長くなってしまっていた。
【００４５】
これに対して、本実施の形態に係る洋上風力発電用配線システム１では、洋上風力発電設備２間の海中ケーブル３を浮遊した状態で比較的水深の浅い場所に布設するため、従来必須であった洋上風力発電設備２から海底に至る区間での海中ケーブル３の布設が不要となり、洋上風力発電設備２間の海中ケーブル３の長さを短くすることが可能になる。その結果、海中ケーブル３での伝送損失を低減し、洋上風力発電用配線システム１を含む洋上風力発電システム全体での発電効率の低下を抑制することが可能になる。本発明は、浮体式洋上風力発電設備が用いられるような水深の深い場所で特に有効である。
【００４６】
また、海中ケーブル３の長さを短くできるため、低コストな洋上風力発電用配線システム１を実現できる。
【００４７】
さらに、洋上風力発電用配線システム１では、洋上風力発電設備２間の海中ケーブル３を浮遊した状態で布設するために、海底の地形の影響を受けずに海中ケーブル３を布設することが可能となり、例えば、岩場やサンゴ礁においても海中ケーブル３を布設することが可能となる。その結果、洋上風力発電の適用可能地域（洋上風力発電システムを設置することが可能なエリア）を大きく拡げることが可能になる。また、海中ケーブル３を海底に布設する場合に必須であった海底地質調査（海中ケーブル３の布設ルート調査）を省略することが可能となり、さらなる低コスト化が可能になる。
【００４８】
さらにまた、洋上風力発電設備２間の海中ケーブル３を浮遊した状態で比較的水深の浅い場所に布設するので、なんらかの事故が発生した場合にも、海中ケーブル３の撤去・修繕作業が比較的容易になる。また、海中ケーブル３の布設後の状況確認を行う際も、海底まで確認しに行く必要がなくなるため、作業が容易になる。
【００４９】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００５０】
例えば、上記実施の形態では、浮体物４と海中ケーブル３とを直接固定した場合を説明したが、これに限らず、例えば、浮体物４と海中ケーブル３とを、ワイヤーロープ（チェーンや合成繊維でもよい）を介して間接的に固定し、浮体物４から海中ケーブル３を垂下するように構成してもよい。この場合、図３に示した海上に浮かぶブイ３２を浮体物４として用いることも可能である。また、浮体物４とシンカー６を接続するワイヤーロープ５の途中に固定具を設けて、その固定具に海中ケーブル３を固定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  洋上風力発電用配線システム
２  洋上風力発電設備
３  海中ケーブル
４  浮体物
４ａ  浮体式トラフ
４ｂ  中間ブイ
５  ワイヤーロープ
６  シンカー
【図１】
2014093902.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2014093902.tif 000006