(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械ゴンドラ（３）に回転可能に軸承されたウォータータービン（２）を有する潮力発電所（１）を設置する方法であって、その場合に機械ゴンドラ（３）に、駆動の際に潮力発電所（１）を支持するタワー（６）に設けられたカップリング相手片（５）上に潮力発電所（１）を取り付けるためのカップリング装置（４）が対応づけられており、以下の方法ステップを有する：
１．１  潮力発電所（１）に、設置ユニット（８）を形成するための浮遊装置（７）が結合され、その場合に浮遊装置（７）の浮揚力と浮揚点（３５）が調節可能であり、かつ、設置ユニット（８）が正の浮揚力（Ａ２）を有するように、選択され；
１．２  設置ユニット（８）が、引張りロープ配置（９）によってタワー（６）と結合され、その場合に引張りロープ配置（９）が、浮遊装置（７）上の少なくとも１つのモータウィンチ（１４．１、１４．２）と接続されており、かつ引張りロープ配置（９）のリンク結合点が浮遊装置（７）とタワー（６）に次のように、すなわち引張りロープ配置（（９）を引き込む場合に設置ユニット（８）に作用する浮揚力と流れ力に抗してカップリング装置（４）がカップリング相手片（５）へ案内されるように、配置されており；
１．３  引張りロープ配置（９）が取り込まれ、潮力発電所（１）に設けられたカップリング装置（４）がタワー（６）に設けられたカップリング相手片（５）上取り付けられた後に、浮遊装置（７）と潮力発電所（１）の間のカップリングが解除されて、浮遊装置（７）が水面（３０）へ浮上する、
前記潮力発電所を設置する方法。
【請求項２】
引張りロープ配置（９）を取り込む場合に、設置ユニット（８）の位置を調節するために、トリミングタンク（２３．１、２３．２、２３．３、２３．４）を有するトリミング装置が使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
カップリング装置（４）をカップリング相手片（５）上に取り付けるまでの引張りロープ配置（９）の取込みが、押し寄せる流れのもとで行なわれ、その場合に、ウォータータービン（２）をタワー（６）に対して風下へ案内する流れ方向（３３）が存在することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
浮遊装置（７）と潮力発電所（１）の間のカップリングを解除する前に、流れ方向（３３）の変化が待たれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
浮遊装置（７）が、少なくとも１つの荷重補償タンク（２９．１、２９．２）を有しており、前記荷重補償タンクが、カップリング装置（４）をカップリング相手片（５）上に取り付けた後および浮遊装置（７）と潮力発電所（１）の間のカップリングを解除する前に、充填されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
引張りロープ配置（９）が、互いに離隔した引張りロープ（１０．１、１０．２）を有しており、それらが浮遊装置（７）に設けられた別々のモータウィンチ（１４．１、１４．２）へ通じていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
引張りロープ（１０．１、１０．２）が、それぞれ方向変換ローラ（１６．１、１６．２）を介して案内されており、その場合に方向変換ローラ（１６．１、１６．２）の各々が、対応づけられた固定ロープ（１５．１、１５．２）を介して浮遊装置（７）に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
機械ゴンドラ（３）に回転可能に軸承されたウォータータービン（２）を有する潮力発電所（１）を取り外す方法であって、その場合に機械ゴンドラ（３）がカップリング装置（４）によって、駆動の際に潮力発電所（１）を支持するタワー（６）に設けられたカップリング相手片（５）と結合されており、以下の方法ステップを有する：
８．１  正の浮揚力（Ａ２）を有する浮遊装置（７）が、タワー（６）と結合された引張りロープ配置（９）および浮遊装置（７）内に収容されたモータウィンチ（１４．１、１４．２）によって、機械ゴンドラ（３）と添接接触するまで引っ張られ；
８．２  浮遊装置（７）が、設置ユニット（８）を形成するために、潮力発電所（１）の機械ゴンドラ（３）に結合され：
８．３  設置ユニット（８）が、引張りロープ配置（９）を繰り出すことによってタワー（６）から持ち上げられて、水面まで案内される、
前記潮力発電所を取り外す方法。
【請求項９】
浮遊装置（７）に、トリミングタンク（２３．１、２３．２、２３．３、２３．４）を有するトリミングシステムが対応づけられており、前記トリミングシステムが、機械ゴンドラ（３）に接近する際の浮遊装置（７）の位置を、水平に対して次のような角度で、すなわち浮遊装置（７）と機械ゴンドラ（３）の間の第１の添接接触が、機械ゴンドラ（３）の、ウォータータービン（２）とは逆の端部の領域内で生じるような角度で、調節することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
浮遊装置（７）と機械ゴンドラ（３）の間の最初の添接接触後に、浮遊装置（７）が水平位置へ移動されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
浮遊装置（７）に設けられた軸方向のストッパ（１８）が、機械ゴンドラ（３）の、ウォータータービン（２）とは逆の端部に設けられたゴンドラハウジング終端（３４）と接触されることを特徴とする請求項９または１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
浮遊装置（７）と機械ゴンドラ（３）の間のカップリング後に、浮遊装置（７）の少なくとも１つの荷重補償タンク（２９．１、２９．２）が空にされることを特徴とする請求項９−１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
タワー（６）から設置ユニット（８）を持ち上げる前に、流れ方向（３３）の変化が待たれることを特徴とする請求項９−１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
機械ゴンドラ（３）に回転可能に軸承されたウォータータービン（２）を有する潮力発電所（１）を設置するための装置であって、その場合に機械ゴンドラ（３）に、駆動の際に潮力発電所（１）を支持するタワー（６）に設けられたカップリング相手片（５）上に潮力発電所（１）を取り付けるためのカップリング装置（４）が対応づけられており、
１４．１  潮力発電所（１）に取外し可能に結合可能な浮遊装置（７）であって、前記浮遊装置が、浮揚力（Ａ１）と浮揚点（３５）を調節する手段を有しており、前記手段が次のように、すなわち潮力発電所（１）との浮遊装置（７）のカップリングからもたらされる設置ユニット（８）のために、正の浮揚力が調節可能であるように、形成されている、前記浮遊装置；
１４．２  タワー（６）と浮遊装置（７）の間の結合を形成し、かつ少なくとも１つの引張りロープ（１０．１、１０．２）を有する引張りロープ配置（９）であって、前記引張りロープが浮遊装置（７）に設けられたモータウィンチ（１４．１、１４．２）と結合されており、その場合に引張りロープ配置（９）が次のように、すなわちモータウィンチ（１４．１、１４．２）の駆動によって、カップリング装置（４）がカップリング相手片（５）へ案内されるようにして、設置ユニット（８）がタワー（６）へ引っ張らるように、設計されている、前記引張りロープ配置；
を有する、潮力発電所を設置するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮遊可能な、あるいは水底に基礎を置く支持構造に潮力発電所を設置する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大洋の流れ、特に潮の流れからエネルギを獲得するために、回りに自由な流れを有するウォータータービンの使用が提案された。可能な実施形態においては、機械ゴンドラに回転可能に軸承された、プロペラ形状のウォータータービンが設けられる。典型的に、機械ゴンドラの内部には、ウォータータービンによって駆動される電気的なジェネレータが配置されている。
【０００３】
その場合に、潮流の経済的な利用は、大型の設備を前提としており、その設備は、その重量が大きく、かつ設備の設置場所が海中であるために、設置が困難である。この理由から、設置のために使用する水上車両をそれぞれの設備に適合することが、提案された。たとえば、特許文献１は、中央開口部を有する浮遊可能な平底ボートを記述しており、それは、潮力発電所と付属の、設置場所における基礎とからなる、設備全体を降ろすことを可能にする。これは、設備重量が大きいために、船にそれに応じて寸法設計された起重機と浮揚容量とが設けられることを、前提としている。さらに、基礎を含めて設備全体を降ろすことは、結果として、水底で設備を水準化しなければならない、という問題性をもたらす。付加的に、降ろした後に基礎の載置点が固定される。
【０００４】
この問題性を回避するために、設備設置を２つのステップで行なうことが、提案された。まず、シーベッドを準備した後に、基礎構造が築かれる。それは、たとえばモノパイル基礎部あるいは重力基礎の設備である。本来の基礎の上方に支持装置、たとえばタワーが立ち上がり、そのタワーの対応づけられたカップリング装置に、潮力発電所が第２の後続の設置ステップにおいて載置される。この種の設備については、たとえば特許文献２を参照するよう指示される。
【０００５】
２つに分かれた設備を設置するためには、潮力発電所のカップリング装置を、固定位置の支持構造に設けられたカップリング相手片に対して正確かつ確実に案内することが必要である。そのために、特許文献３と特許文献４には、設置船舶上の船舶クレーンを介して操作される起重機が提案されている。この種の設置方法の問題性は、風と波の動きに基づいて船に作用する力が潮力発電所を降ろすプロセスから分離されることにある。この目的のために、調整される、荷重減結合するクレーンシステムが考えられる。もちろん、この種の考えは、潮力発電所の設置に必要な大きい支持荷重に関して、起重機の操作アクチュエータのための多大な費用をもたらす。
【０００６】
船舶クレーンを用いて設備を設置する場合の付加的な困難は、潮力発電所に設けられたカップリング装置と支持構造のカップリング相手片との間のクリティカルな最終接近は、表面から間接的に、たとえばビデオシステムによって、監視することしかできないにある。従って特許文献５によって、設置方法が提案され、そのために設置車両と支持構造の間にガイドロープが張り渡され、それに沿って設備の下降が行なわれる。これは特に、最終接近の段階において潮力発電所が自動的にガイドロープの最終部分に沿ってカップリング箇所へ案内される、という利点をもたらす。しかし、欠点は、支持構造と水面にいる設置車両との間にガイドロープを張り渡すことが、ここでも波の運動によって影響を受けることである。そこからもたらされる引張り応力またはロープシステム内のゆるみによって、降ろすべき潮力発電所のコントロールされない動きがもたらされることがあり、それは特に、本来のカップリングプロセスにおいて、カップリング装置における損傷の危険を高める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許明細書ＥＰ１９８０７４６Ｂ１
【特許文献２】独国公開公報ＤＥ１０２００８０２０９６５Ａ１
【特許文献３】英国特許明細書ＧＢ２４３７５３３Ａ
【特許文献４】独国特許公報ＤＥ１０２００８０３２６２５Ｂ３
【特許文献５】国際公開公報ＷＯ２００４０１５２６４Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、水面における波の動きによってわずかしか影響を受けない設置装置と付属の設置方法を提供することである。その場合に設置装置は、再使用可能であって、かつスケーリング可能でなければならない。設置装置は、さらに、船舶側のわずかな持ち上げ容量のみを前提とし、かつ迅速かつ確実な設置を可能にする。さらに、設置装置は、保守または設備交換を実施することができるようにするために、潮力発電所の収容に適していなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の課題は、独立請求項の特徴によって解決される。その場合に、発明者は、水没している支持構造、特にタワー上に潮力発電所を設置するために、潮力発電所に取外し可能な浮遊装置が設けられ、その場合にこのカップリングによって生じる設置ユニットが、調節可能な浮揚力を有することを、認識した。浮揚によってもたらされる垂直力が、支持構造から出ている引張りロープ配置によって設置ユニットをカップリング装置に対して引っ張ることを、可能にする。
【００１０】
特に好ましくは、押し寄せる流れの力、浮揚力およびロープ引張り力に従って設置ユニットの定義された位置を定め、引張りロープ配置を用いて潮力発電所に設けられたカップリング装置を支持構造に設けられたカップリング相手片に対して予め定められた水平位置で案内するために、浮遊装置にトリミングタンクが設けられる。さらに、浮遊装置に設けられたモータウィンチを介して引張りロープ配置の引張りロープの取入れを実施すると、効果的である。従って、設置ユニットは自己の力によって支持構造に引き寄せられる。
【００１１】
浮遊装置は、できるだけ簡単に、そしてそれに伴って故障しないように形成されている。ロープウィンチの他に、好ましくは、バラストタンクを駆動するための圧縮空気システムとそのために必要な制御が浮遊装置に統合されている。その場合にパワー供給と、好ましくは開ループおよび閉ループ制御課題を実施するための制御信号線ないしセンサデータの伝達は、供給船へのケーブル接続を用いて水面まで案内されている。付加的に、好ましい形態のために、潮力発電所のパワーケーブルは、水面においてまだ設備と接続されている。その場合に、供給導線とパワーケーブルは、実質的に荷重を吸収しないので、設置ユニットは、潜水深さが増大するにつれて、特に波の運動からもたらされる、水面における力の影響から分離される。同様に、設置ユニットは、特にタワー接近のクリティカルな最終相において、押し寄せる流れと調節可能な浮揚力およびロープ引張り力に基づいて、実質的に予測可能な力作用によって影響を受ける。
【００１２】
潮力発電所およびほぼ空にされたバラストタンクとそれに伴って浮揚のための十分な安全リザーブを有する浮遊装置とからなる設置ユニットが、水上車両によって設備設置場所へ曳航される。その後、設備設置場所において、潜水する支持構造と設置ユニットとの間に引張りロープ配置が構築される。そのために、潜水ロボットを使用することができ、それが引張りロープをタワー側のリンク結合点に固定する。代替的に、支持構造に引張りロープを永続的に取り付けることが仮定され、その場合に引張りロープの自由端部は、永続的に浮遊ボディを介して水面に保持されるか、あるいは遠隔作動可能な浮子を介して、海底で設置を実施するまで、支持構造の領域内に格納される。たとえば、支持構造の内部に取り付けられた、固定ロープ用の取込みシステムを設ける、他の形態が考えられる。
【００１３】
引張りロープ配置を整えた後に、設置ユニットとタグボートとの間の曳航ロープが取り外されて、水上車両への供給導線のみが維持される。その後、浮揚を減少させるために、浮遊装置のバラストタンクが充填され、その場合にこの浮揚は正の値を維持しているので、設置ユニットはさらに浮遊可能なままであり、引張りロープ配置によって、浮揚力による、安定化させる力作用に抗して、タワーに設けられたカップリング装置へ向かって引っ張ることができる。
【００１４】
設置ユニットを沈めることは、好ましくは、押し寄せる流れのもとで行なわれる。それによって、支持構造へ接近する過程においてウォータータービンの風下側の位置がもたらされる。位置を安定させるために、トリミングタンクが設けられており、それは、好ましくは閉成されたシステムとして形成されている。さらに、引張りロープ配置は、好ましくは、少なくとも２本の互い対して離隔した引張りロープを有している。その結果、浮揚が、垂直軸を中心とする設置ユニットの回転運動に拮抗作用する。というのは、そうなると、引張りロープ配置の捻れと短縮がもたらされることになるからである。さらに、安定化するために、浮遊ボディに、引張りロープ配置のための、浮遊装置側の複数のリンク結合点が設けられる。好ましくは、これらリンク結合点の一部に、モータウィンチが設けられている。動力化されていないリンク結合点から、固定ロープが方向変換ローラまで延びており、その方向変換ローラを回って取込み可能な引張りロープが、好ましくは、潮力発電所に設けられたカップリング装置がタワーにもうけられたカップリング相手片へ案内されるまでの間、少なからぬ巻付き角度を有している。
【００１５】
設置ユニットを降ろし、潮力発電所と支持構造との間のカップリングを実施した後に、浮遊装置が潮力発電所を再び解放する。それに伴って生じる荷重変化に備えるために、浮遊装置に設けられた荷重補償タンクが充填される。さらに、好ましくは、流れ圧力によって浮遊装置を確実にウォータータービンから離しておくために、押し寄せる流れの方向の変化が待たれる。
【００１６】
本発明の展開のために、浮遊装置は、支持構造上で駆動位置にある潮力発電所を収容するために用いられる。そのために、正の浮揚力を有する浮遊装置が、上述した引張りロープ配置を介して潮力発電所の潜水する機械ゴンドラに接近する。好ましくは、ここでも接近は、押し寄せる流れのもとで行なわれるので、浮遊装置は後ろ側で、すなわちウォータータービンとは逆の側から、接近される。
【００１７】
さらに、ウォータータービンを保護するために、浮遊装置は、まず、ゴンドラハウジング終端の領域内で、ウォータータービンとは逆の側において結合される。ウォータータービンとの接触を回避するために、さらに、浮遊装置に軸方向ストッパを設けることができる。さらに、浮遊装置は所定の斜め位置で機械ゴンドラへ案内され、それによってウォータータービンとは逆の側との最初の接触がもたらされる。次のステップにおいて初めて、水平位置がとられて、潮力発電所と浮遊装置の間でウォータータービンの近傍の他のカップリング箇所が固定される。その後、浮遊装置の荷重補償タンクが空にされ、かつ、引張りロープ配置を繰り出すことによってウォータータービンを、確実かつ斜めに延びる定格軌道内で支持構造から離れるように案内するために、流れ方向の変化が待たれる。
【００１８】
以下、図面と組み合わせて好ましい実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】タワーの形式の支持構造上に潮力発電所を降ろすための、本発明に基づく設置ユニットを示す斜視図である。
【図２】図式的に簡略化された、本発明に基づく設置ユニットを示す上面図である。
【図３】図３ａと３ｂは、本発明に基づく設置方法の導入を示している。
【図４】設置の開始時に、タグボートおよび水底に支持されるタワーと組み合わされる、本発明に基づく設置ユニットを示している。
【図５】図５ａ−５ｄは、潮力発電所の機械ゴンドラに設けられたカップリング装置がタワーに設けられたカップリング相手片上に取り付けられるまで、本発明に基づく設置ユニットがタワーに最終接近することを示している。
【図６】図６ａ−６ｃは、潮力発電所がタワー上の駆動位置に設置された後に、本発明に基づく浮遊装置を潮力発電所から切り離すプロセスを示している。
【図７】図７ａ−７ｃは、設備の取外しを実施するために、駆動位置にある潮力発電所に本発明に基づく浮遊装置を結合することを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、本発明に基づく浮遊装置７が図式的に示されており、その浮遊装置に種概念に基づく潮力発電所１がカップリングされている。カップリングによって、設置ユニット８が生じ、その設置ユニットは、ウォータータービン２と機械ゴンドラ３とを有する潮力発電所１を、支持構造上に載せるために用いられ、その支持構造は、潮力発電所１を駆動の間位置に保持する。図示の形態について、設置する場合に潮力発電所１がタワー６上に載せられる。そのタワーは、水底上に支持されるコンポーネントであって、そのコンポーネントには、基礎を築くために、たとえば重力土台が対応づけられている。代替的に、タワー６は、モノパイル基礎部を有することができる。この種のものが、後続の実施例内で示される。しかし、他の実施形態、たとえば水底上に係止された浮遊可能な支持構造も考えられ、その上に図示のタワー６が据えられている。その場合に、設置する際に、潮力発電所１の機械ゴンドラ３に設けられたカップリング装置４と、支持構造のタワー６に設けられたカップリング相手片５との間に結合が形成される。
【００２１】
本発明に基づく浮遊装置７は、機械ゴンドラ３を収容するための、下方へ向き、かつ軸方向に延びる開口部を備えた弓の形式で、機械ゴンドラ３を包囲している。その場合に浮遊装置７は、機械ゴンドラ３が複数の箇所において浮遊装置７の壁に直接添接するように、形成されている。付加的に、機械ゴンドラ３と浮遊装置７の間のカップリングは、複数の緩めることのできる、詳しく図示されないカップリング部材によって固定される。
【００２２】
完全に水没した状態において、設置ユニット８は、正の浮揚力を有しているので、この設置ユニットは、引張りロープ配置９によって浮揚力と設置ユニット８に作用する流れの力の作用に抗してカップリング位置まで引き寄せることができる。そのために、引張りロープ配置９が用いられ、それは、好ましくは引張りロープ１０．１、１０．２のペアの配置を有している。これらは、それぞれタワー側のリンク結合点１１から少なくとも間接的に浮遊装置側のリンク結合点１３．１、１３．２、１３．３、１３．４へ延びている。その場合に、複数の引張りロープ１０．１、１０．２が、タワー６に対する設置ユニット８の引寄せを安定化させる。というのは、平行に離隔した引張りロープ１０．１、１０．２の撚りが、設置ユニット８における浮揚力に拮抗作用するからである。この効果は、タワー側のリンク結合点をブーム１２によってタワー６の軸から離隔させることによって、強化することができる。
【００２３】
図１に示す、引張りロープ配置９の好ましい形態のために、引張りロープ１０．１、１０．２は、方向変換ローラ１６．１、１６．２を介して別々に制御可能なモータウィンチ１４．１、１４．へ延びている。付加的に浮遊装置側の他のリンク結合点１３．２、１３．３へ引張り作用をもたらすために、これらは、固定ロープ１５．１、１５．２によって方向変換ローラ１６．１、１６．２と結合されている。このようにして、モータウィンチ１４．１、１４．２の形式の動力ユニットの重量を、ペアの配置に減少させ、付加的に浮遊装置７の下側の４つの点へ力を作用させることが、可能である。他の利点は、設置の最終相のため、ないしはタワー６のすぐ近傍で取外しを開始する時に、固定ロープ１５．１、１５．２の長さを適切に寸法設計する場合に得られる。このプロセスは、以下でさらに詳細に説明する。
【００２４】
図２は、設置のために使用される、潮力発電所１用の浮遊装置７の原理図を上面で示している。浮遊装置７のサイドタンク２２．１、２２．２が示されており、それらは、横支持体１７．１、１７．２によって結合されている。それによって間隙が形成され、その間隙は、下方へ向かって開放しており、かつ潮力発電所１の機械ゴンドラ３を収容するために用いられる。機械ゴンドラ３に連続し、かつその中に軸承されているウォータータービン２は、この間隙を越えて突出し、かつその組立て長さが大きいために、浮遊装置７の寸法の外部に位置している。
【００２５】
サイドタンク２２．１、２２．２の内部において、それぞれ軸方向端部にトリミングタンク２３．１、２３．２、２３．３、２３．４が設けられており、それらがそれぞれ対をなして閉成されたシステムを形成している。すなわち、サイドタンク２２．１内の接続導管２４によって、設置ユニット８の水平位置を調節するためのバラスト水が、前方のトリミングタンク２３．３と後方のトリミングタンク２３．４の間でポンピングされる。同様に、他のサイドタンク２２．２内のトリミングタンク２３．１と２３．２が協働する。横方向に均衡させるために、すべてのトリミングタンク２３．１−２３．４を接続することも、考えられる。これは、場合によっては、たとえば３枚ブレードで形成されて、設置の間制動固定されている、ウォータータービン２のロータの重量が、重力おおび浮揚力の非対称性をもたらす場合に、必要になることがある。
【００２６】
さらに、サイドタンク２２．１、２２．２に、それぞれバラストタンク２８．１、２８．２、２８．３、２８．４が存在し、それらは、潜水プロセスを導入するために注水される。付加的に、それぞれ荷重補償タンク２９．１、２９．２が設けられており、それらは、潮力発電所１を沈め、ないしは収容する際の荷重変化を補償する。バラストタンク２８．１、２８．２、２８．３、２８．４を駆動するために、浮遊装置７内の圧縮空気供給部２６が収容されており、それは、測定および制御ユニット２５を介して駆動される。このユニットも、好ましくは供給導線２１を介して船舶車両と接続されており、その供給導線は、浮遊装置７のパワー供給を保証するために用いられる。さらに、浮遊装置７をできるだけ単純かつ故障しないように形成するために、駆動のために必要な開ループおよび閉ループ制御課題の少なくとも一部が、水上へ移動される。
【００２７】
さらに、図２には、安全システム２７が示されており、同システムは、エラー場合において、設置ユニット８を保護するために付加的な浮揚ボディを解放することができる。好ましくは測定および制御ユニット２５、圧縮空気供給部２６および安全システム２７は、横支持体１７．１、１７．２の領域内に配置されている。図１の略図に示すような、横支持体１７の閉成された形態が、特に効果的であって、それは、その内部に発泡された領域を設けることを可能にし、その領域は、圧縮空気供給部２６の不具合の場合に、浮揚のための安全リザーブを表す。
【００２８】
設置ユニット８は、浮遊した状態で設置場所へ曳航される。この目的のために、曳航ロープ２０が示されており、その曳航ロープは、図２に詳細には示されない水上車両へ案内される。さらに、水上における曳航を改良するために、サイドタンク２２．１、２２．２の外側に、サイドラダー１９が配置されている。これが、図１に示されている。
【００２９】
連続図３ａと３ｂは、設置の導入を示しており、その場合に図３ａは、まず、曳航駆動に適した駆動状態を示している。設置ユニット８の水平に均衡された浮遊位置が示されており、その場合に結合されたトリミングタンク２３．１、２３．２の充填状態を選択的に調節することによって、結合された潮力発電所１の軸方向の重量分布が補償される。
【００３０】
さらに、まずバラストタンク２８．１、２８．２と荷重補償タンク２９．１が、完全に空にされ、それによって浮揚力Ａ１および浮揚点３５と重心３６の駆動安全の位置が生じる。設置を導入するために、図３ｂに示すように、バラストタンク２８．１、２８．２が満たされる。これらは、好ましくは完全な充填を行なった場合に、さらに、正の浮揚力Ａ２および重心３６に対する浮揚点３５の駆動安全の位置が生じるように、寸法設計されている。場合によっては、浮遊装置７およびウォータータービン２の、その前にまだ水面に対して上にあったコンポーネントがさらに潜水することにより、トリミングタンク２３．１、２３．２内の充填状態の変化が行なわれる。
【００３１】
図３ｂに示す駆動状態において、浮揚力は、設置ユニットをタワー６に設けられたカップリング領域へ引き寄せることが可能になるように、減少される。同時に、正の浮揚力Ａ２は、常に維持されなければならない。というのは、設置ユニット８がタワーに確実に接近することは、引張りロープ配置９内の恒久的な張りおよびそれに従ってタワー６への設置ユニット８の動力による引寄せが前提となるからである。
【００３２】
図４は、水底３１に設けられたタワー６およびそこに設けられたタワー側のリンク結合点１１と浮遊装置側のリンク結合点１３．１、１３．２との間に引張りロープ配置９によってすでに形成された結合を示している。この引張りロープ配置９を構築するために、詳細には示されない潜水ロボットが使用されるか、あるいはタワー側のリンク結合点１１とそれに取り付けられた引張りロープ１０．１の間に恒久的な結合が存在する。この目的のために、１つには、設置を実施するまで引張りロープ１０．１の自由端部を、設置場所をマークするブイを介して、水面に保持することが考えられる。代替的に、タワー６を水底３１上に築く場合に、遠隔作動可能な浮揚ユニットによって、タワー６に固定された引張りロープ１０．１を放出することが考えられる。さらに、タワー６の内部で引張りロープ用のロープドラムを使用することが考えられ、そのドラムは、設置を導入するために自動的に浮揚するロープ端部を表面まで繰り出すために、遠くから駆動することができる。
【００３３】
図４に示す形態によれば、引張りロープ配置９の引張りロープ１０．１は、タワー側のリンク結合点１１から出て、方向変換ローラ１６．１を介してモータウィンチ１４．１へ延びている。このモータウィンチが、第１の浮遊装置側のリンク結合点１３．１を定める。他のリンク結合点１３．２のために、方向変換ローラ１６．１までの定められた長さを有する固定ロープ１５．１による結合が存在する。図式的に簡略化して表示するために、引張りロープ１０．１のみが示されている。しかし好ましくは、浮遊装置７をタワー６へ引き寄せる過程において位置を安定させるために、少なくとも２本の引張りロープ１０．１、１０．２が対で使用される。
【００３４】
好ましくは設置は、ある程度の押し寄せる流れにおいて実施され、その場合に設置ユニット８を、ウォータータービン２がカップリング装置４に対して風下に来るように方向付ける、流れ方向３３が存在するようにされる。それによって、タワー６への接近が行なわれ、そのタワーは、ウォータータービン２を保持構造なしで保持する。設置に適した流れ条件は、水平に対して予め定められた引張りロープ角度αが生じるように、選択される。１０°と４５°の間の角度領域が好ましい。流れが少なくなった場合、ないしは設置ユニット８の浮揚が増大した場合に、より大きい引張りロープ角度αが生じる。その場合にタグボート３２への結合は、設置に適した流れ条件が生じるまでの間、曳航ロープ２０を介して維持される。さらに、設置の際に作用する浮揚力Ａ２は、存在する流れに、所望の引張りロープ角度αが生じるように、適合される。さらに、方向変換ローラ１６．１までの固定ロープ１５．１の長さは、全タワー接近の経過において、選択された引張りロープ角度αのために、方向変換ローラ１６．１に引張りロープ１０．１の少なからぬ巻付き角度が存在するように、選択される。
【００３５】
その後、本来の設置のために、曳航ロープ２０を分離することによって設置ユニット８が解放され、その場合に供給導線２１を介してタグボートへの接続のみは存在するが、その接続は、設置ユニット８への本質的な力作用を持たない。さらに、好ましくは設備のパワーケーブルは、沈める前に取り付けられるが、表示を簡略化するために、この種のパワーケーブルは、図には示されていない。
【００３６】
曳航ロープ２０を介してのタグボート３２への引張り結合を切断し、設置ユニット８をタワー６に引き付けた後に、水面３０における天候および波の影響の分離が生じる。これは、特に最終接近（そのためにタワー６における潮力発電所１の本来のカップリングが行なわれる）の相にとって重要である。これを、図５ａ−５ｄを用いて以下でさらに詳しく説明する。
【００３７】
まず、図５ａに示すように、設置ユニット８は、タワー６の尖端の上方かつ風下側に位置している。モータウィンチ１４．１によって引張りロープ１０．１をさらに取り入れることによって、図５ｂと５ｃに示すように、潮力発電所１のカップリング装置４がタワー６に設けられたカップリング相手片５に徐々に接近する。その場合に好ましくは、固定ロープ１５．１が引っ張られて保持され、それが、方向変換ローラ１６．１における引張りロープ１０．１の少なからぬ巻付き角度をもたらす。図５ｃに示唆されるように、方向変換ローラ１６．１に対する固定ロープ１５．１の長さは、方向変換ローラ１６．１がタワー側のリンク結合点１１の近傍へ移動した場合に、潮力発電所１のカップリング装置４がタワー６に設けられたカップリング相手片５のすぐ上に来るように、選択されている。これは、設置ユニット８の予め定められたトリミングと、流れ方向３３からの存在する押し寄せる流れに合わせて調整された浮揚力Ａ２を前提としている。これらの駆動パラメータは、トリミングタンク２３．１−２３．４とバラストタンク２８．１−２８．４内の水位を調節することによって、得ることができる。次に、引張りロープ１０．１がさらに取り込まれることによって、潮力発電所１のカップリング装置４とタワー６に設けられたカップリング相手片５との間に作用結合が形成される。その場合に方向変換ローラ１６．１は、図５ｄに示すように、タワー側のリンク結合点１１へ案内されて、結果として固定ロープ１５．１は浮遊装置側のリンク結合点１３．２へ引張り力を伝達しないので、カップリング装置４をカップリング相手片５内へ導入する際のピッチング運動は、容易に可能となる。
【００３８】
ここでは詳細に示されない代替的な形態において、固定ロープ１５．１と方向変換ローラ１６．１とを有するシステムの代わりに、浮遊装置側のリンク結合点１３．１、１３．２、１３．３、１３．４のそれぞれ各々に、モータウィンチと組み合わされた、それぞれ別々に取込み可能な引張りロープが設けられている。この解決は、動力ユニットのより大きい重量とより高い開ループおよび閉ループ制御費用とをもたらすが、もちろん、特に最終接近相のためには、カップリング相手片５に対するカップリング装置４の改良された位置決め可能性が存在する。
【００３９】
好ましくは、確実な駆動のために必要な駆動パラメータが、詳細には図示されない、浮遊装置７上のセンサシステムによって検出される。そのために、押し寄せる流れのセンサとトリミングコントロール用の位置センサが考えられる。さらに、最終接近を、画像データまたはソナーデータに基づく監視システムによって支援することができる。さらに、好ましくは、カップリング装置４とカップリング相手片５には、漏斗形状の捕獲領域と円錐状の助走面が設けられているので、引張りロープ１０．１がさらに取り込まれた場合に、カップリング装置４とカップリング相手片５の間の接続の、図５ｄに示す状況が生じる。好ましくは付加的に、カップリング装置４とカップリング相手片５は、カップリングによって自動的に、キー−ロック原理に基づく予め定められたオリエンテーションが生じるように、形成されている。代替的に、設備を降ろす場合に、流れの力によって潮力発電所の適切な方向付けを行なうことができる。図示のように、設置ユニット８は、流れ方向３３に対して平行に方向付けされており、それは、同時に適切な駆動位置を表す。詳細に図示されない手段によって、カップリングを終了させるためのこの形態のために、流れによってもたらされる位置が、位置固定される。
【００４０】
図６ａ−６ｃには、潮力発電所１をタワー６に結合した後に行なわれる、浮遊装置７の持ち上げプロセスが示されている。出発点は、まず、完全に取り込まれた引張りロープ１０．１であって、方向変換ローラ１６．１が直接タワー側のリンク結合点１１まで案内されているので、固定ロープ１５．１は垂れ下がっている。この状態において、まず、結合する際の荷重変化が準備される。この目的のために、荷重補償タンクの充填が行なわれる。これは、荷重補償タンク２９．１の破線表示によって明らかにされており、その場合にバラストの重量は、潮力発電所１の重量にほぼ相当し、浮遊装置７は、それ自体、減少されているが、まだ正の浮揚力を得る。次に、詳細には示されない保持手段を緩めることによって、浮遊装置７と潮力発電所１との間の分離が行なわれる。その場合に好ましくは、提供される浮揚力は、保持手段を緩めるための摩擦力が確実に克服されるように、寸法設計される。
【００４１】
図６ｂに示すように、設置された潮力発電所１から浮遊装置７を持ち上げる場合に、固定ロープ１５．１がぴんと張られる。モータウィンチ１４．１において引張りロープ１０．１をコントロールして引き出すことによって、浮遊装置７は水面７まで移動される。このように浮遊装置７を収容するために、浮遊装置７が自由に浮遊する際にウォータータービン２との衝突が生じ得ないことを保証するために、押し寄せる流れの方向３３における変化が待たれる。
【００４２】
図７ａ−７ｃは、本発明に基づく方法の展開として、装置交換あるいは水面上でのサービスを実施することができるようにするために、駆動位置にある潮力発電所１の取外しを示している。この目的のために、まず、図７ａに示すように、浮遊装置７が引張りロープ１０．１によって潮力発電所１の機械ゴンドラ３に引き寄せられる。その場合に、浮遊装置７をウォータータービン２に対して風下へ送り出す流れ方向３３が待たれる。好ましくはここでも、方向変換ローラ１６．１における引張りロープ１０．１の少なからぬ巻付き角度が存在する。
【００４３】
後方から接近する他に、浮遊装置７のトリミングは、ウォータータービン２へ向いた端部が、反対側の、ウォータータービン２とは逆の端部よりも少し高くなるように、制御される。この斜め位置によって、引張りロープ１０．１をさらに引込む場合の、図７ｂに示す状況が生じる。その場合に、浮遊装置７は、まず、機械ゴンドラ３の、ウォータータービン２とは逆の端部上に据えられる。好ましくはこの領域内で、浮遊装置７に軸方向のストッパ１８が設けられており、それが図１に詳細に図示されている。この軸方向のストッパ１８は、ゴンドラハウジング終端３４が、ゴンドラハウジング３のウォータータービン２とは逆の側において、浮遊装置７の予め定められた軸方向の延びを越えて突出しないことを、保証する。上述した軸方向のストッパ１８が、ゴンドラハウジング終端３４に対して接触するように引っ張られた場合に、軸方向において浮遊装置７とゴンドラハウジング３との間に定められた相対位置が存在し、それが、詳細には示されない、最初の接触のために設けられたカップリング手段を閉鎖することを可能にする。その後、図７ｃに示すように浮遊装置７が機械ゴンドラ３上に完全に載置されるまで、トリミングタンク内の適切な適合によって、浮遊装置７の水平の方向付けが行なわれる。それに続いて、浮遊装置７と潮力発電所１の間のすべてのカップリング手段を閉鎖することができる。
【００４４】
他のステップにおいて、設置ユニット８をタワー６から持ち上げることができるようなる前に、ここでも好ましくは押し寄せる流れの方向３３の変化が待たれるので、ウォータータービン２が接触なしでタワー６から自由になることが、保証される。さらに、収容された潮力発電所１の重量を考慮し、かつ設置ユニット８の正の浮揚力を保証するために、持ち上げ前に荷重補償タンク２９．１が吹いて空にされる。さらに、場合によっては、カップリングユニット４とタワー側のカップリング相手片５との間の摩擦力をコントロールして克服することが、必要である。そのために、詳細には示されないアクチュエータを、カップリング結合の領域内に設けることができる。
【００４５】
本発明の展開によれば、浮遊装置７は、異なるように寸法設計された機械ゴンドラと異なる重量とを有する異なる潮力発電所１のために適合可能に形成することができる。そのために、サイドタンク２２．１、２２．２の間の収容通路の寸法を、走行可能な横支持体１７．１、１７．２によって調節可能に形成することが、考えられる。異なる設備重量と軸方向の重量分配への適合は、バラスト−およびトリミングタンクの制御を介して達成することができる。さらに、浮遊装置７に、水中での設備保守に用いられる、付加的な装置を搭載することができる。そのために、浮遊装置７を駆動位置にある潮力発電所１にドッキングした後に、たとえば駆動媒体の交換を行なうことができる。さらに、カップリング後に、浮遊装置７から海藻を除去するために、機械ゴンドラ３の内部へ清掃媒体を注入することが可能である。さらに、浮遊装置７に付加的に潜函が設けられている、本発明の展開が可能であり、その潜函は、サービス技術者にカップリング後に、保守作業を実施するために乾燥した、潮力発電所１に対して位置固定された作業室を提供する。
【符号の説明】
【００４６】
１  潮力発電所
２  ウォータータービン
３  機械ゴンドラ
４  カップリング装置
５  カップリング相手片
６  タワー
７  浮遊装置
８  設置ユニット
９  引張りロープ配置
１０．１、１０．２  引張りロープ
１１  タワー側のリンク結合点
１２  ブーム
１３．１、１３．２、１３．３、１３．４  浮遊装置側のリンク結合点
１４．１、１４．２  モータウィンチ
１５．１、１５．２  固定ロープ
１６．１、１６．２  方向変換ローラ
１７、１７．１、１７．２  横支持体
１８  軸方向ストッパ
１９  サイドラダー
２０  曳航ロープ
２１  供給導管
２２．１、２２．２  サイドタンク
２３．１、２３．２、２３．３、２３．４  トリミングタンク
２４  接続線
２５  測定および制御ユニット
２６  圧縮空気供給
２７  安全システム
２８．１、２８．２、２８．３、２８．４  バラストタンク
２９．１、２９．２  荷重補償タンク
３０  水面
３１  水底
３２  タグボート
３３  流れ方向
３４  ゴンドラハウジング終端
３５  浮揚点
３６  重心
Ａ１、Ａ２  浮揚力
α  引張りロープ角度
【図１】
0005895291.tif 000002
【図２】
0005895291.tif 000003
【図３】
0005895291.tif 000004
【図４】
0005895291.tif 000005
【図５】
0005895291.tif 000006
【図６】
0005895291.tif 000007
【図７】
0005895291.tif 000008