(57)【要約】浮体式風力発電装置は、風車と、前記風車が設置される第１コラムと、該第１コラムとともに平面視仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム及び第３コラムと、前記第１コラムを前記第２コラム及び前記第３コラムのそれぞれに連結する少なくとも一対の連結部とを含み、前記風車を洋上に支持する浮体と、前記浮体に接続される係留ラインと、前記係留ラインを避けて、喫水線より下方において、前記浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられる少なくとも一枚の板部材とを備える。そして、前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体との間に間隙を有し、前記浮体の前記側面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第１領域と、前記浮体の前記底面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第２領域との間で前記間隙を介して海水が行き来するように構成されている。
2013084633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車と、
前記風車が設置される第１コラムと、該第１コラムとともに平面視仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム及び第３コラムと、前記第１コラムを前記第２コラム及び前記第３コラムのそれぞれに連結する少なくとも一対の連結部とを含み、前記風車を洋上に支持する浮体と、
前記浮体に接続される係留ラインと、
前記係留ラインを避けて、喫水線より下方において、前記浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられる少なくとも一枚の板部材とを備え、
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体との間に間隙を有し、前記浮体の前記側面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第１領域と、前記浮体の前記底面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第２領域との間で前記間隙を介して海水が行き来するように構成された浮体式風力発電装置。
【請求項２】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記角部を中心として前記浮体から離れる方向に放射状に延びる直線の上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項３】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体の設置環境における有義波の波長の０．２倍以下の水深に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項４】
前記少なくとも一枚の板部材は、
前記第１コラム及び該第１コラムに接続される各連結部の端部との少なくとも一つに対して設けられる第１板領域と、
前記第２コラムまたは該第２コラムに接続される前記連結部の端部の少なくとも一つに対して設けられる第２板領域と、
前記第３コラムまたは該第３コラムに接続される前記連結部の端部の少なくとも一つに対して設けられる第３板領域とを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項５】
前記第１板領域、前記第２板領域及び前記第３板領域は、それぞれ、互いに別体として設けられた板部材によって形成されることを特徴とする請求項４に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項６】
前記第１板領域、前記第２板領域及び前記第３板領域は、前記第２コラム側から前記第１コラムを経て前記第３コラム側に亘って連続した一枚の板部材によって形成されることを特徴とする請求項４に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項７】
前記間隙の大きさは、前記少なくとも一枚の板部材の幅をＷとしたとき、０．１Ｗ以上０．２Ｗ以下であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項８】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記平面視仮想三角形の内側に向かって前記浮体から張り出すように設けられることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項９】
前記少なくとも一枚の板部材は、折り畳み可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体に対して移動自在であり、前記浮体から張り出した第１状態と、前記浮体の前記側面又は前記底面に隣接した位置まで退避した第２状態とで切替え可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１１】
前記浮体は、前記少なくとも一枚の板部材を覆うように前記浮体の上面に設けられた延長プラットフォーム部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１２】
前記延長プラットフォーム部は、前記少なくとも一枚の板部材の前記浮体の前記側面からの突出長さに相当する幅を有することを特徴とする請求項１１に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体から水平方向に張り出していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１４】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体から鉛直方向に張り出していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１５】
前記一対の連結部は、前記第１コラムと前記第２コラムとの間、および、前記第１コラムと前記第２コラムとの間にそれぞれ設けられる一対のロワーハルであり、
各ロワーハルは、バラスト水の注入により潜水するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風車が浮体上に支持された浮体式風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から風力発電装置の普及が進んでいる。特に、発電効率の向上に有利な大型の風力発電装置を洋上に設置する計画が様々な場所で進められている。【０００３】
洋上に設置される風力発電装置として、洋上に浮かぶ浮体によって風車を支持するようにした浮体式風力発電装置が知られている（例えば、特許文献１〜４）。
なお、浮体式風力発電装置に関するものではないが、水上に浮かぶ浮体の動揺を低減するための動揺低減装置が開示されている（特許文献５〜９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１３１８２６号
【特許文献２】特開２００１−１６５０３２号公報
【特許文献３】特開２００２−１８８５５７号公報
【特許文献４】特開平３−５７８８５号公報
【特許文献５】特開２００５−２３９１５７号公報
【特許文献６】特開２００４−１６１０５１号公報
【特許文献７】特開２００４−５８６９１号公報
【特許文献８】特開２００３−３４２８９号公報
【特許文献９】米国特許出願公開第２００４／００７１４９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜４のように種々の構成の浮体式風力発電装置が提案されているが、浮体式風力発電装置では、浮体の僅かな動揺で風車のタワー上に位置するナセルが大きく変位してしまうため、浮体の動揺をより一層効果的に低減することが望まれる。また、浮体式風力発電装置の発電コストを低減するため、簡素な構成で浮体の動揺を低減することが求められる。【０００６】
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、簡単な構成で浮体の動揺を低減しうる浮体式風力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態に係る浮体式風力発電装置は、
風車と、
前記風車が設置される第１コラムと、該第１コラムとともに平面視仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム及び第３コラムと、前記第１コラムを前記第２コラム及び前記第３コラムのそれぞれに連結する少なくとも一対の連結部とを含み、前記風車を洋上に支持する浮体と、
前記浮体に接続される係留ラインと、
前記係留ラインを避けて、喫水線より下方において、前記浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられる少なくとも一枚の板部材とを備え、
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体との間に間隙を有し、前記浮体の前記側面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第１領域と、前記浮体の前記底面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第２領域との間で前記間隙を介して海水が行き来するように構成されたことを特徴とする。【０００８】
なお、本明細書において、浮体の「角部」とは、浮体全体の形状から見て浮体の側面とみなすことができる面と、浮体全体の形状から見て浮体の底面とみなすことができる面とが交差する箇所である。なお、浮体の側面とみなすことができる面と、浮体の底面とみなすことができる面とは、互いに直交している必要はない。また、浮体の「角部」は、幾何学的に厳密な意味で「角」である必要はなく、浮体全体の形状からみて角部とみなすことができる箇所であれば足り、若干の丸みを帯びていてもよい。【０００９】
上記浮体式風力発電装置では、平面視仮想三角形の各頂点を形成する第１コラム、第２コラム及び第３コラムを含む浮体の構成としたため、平面視において広がりがある浮体によって風車が安定して支えられる。すなわち、浮体式風力発電装置全体としての重心位置から浮体の輪郭（外形）までの距離が長いため、浮体式風力発電装置を傾けようとするモーメントに抗して浮体が風車を安定して支えることができる。
また、少なくとも一枚の板部材と浮体との間の間隙を介して第１領域と第２領域との間で海水が行き来する際、海水の流れが乱れて渦が形成される。しかも、少なくとも一枚の板部材は、浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられているため、第１領域と第２領域との間で行き来する海水の流れは角部によってさらに乱され、渦の形成が促進される。渦の形成は海水（波浪）の運動エネルギーを消費するため、板部材の設置によって浮体が波浪から受け取る運動エネルギーは減少する。こうして、板部材を設けるという簡単な構成で浮体の動揺を抑制できる。
さらに、浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って、係留ラインを避けて板部材を設けるようにしたので、係留ラインと板部材との干渉を防止できる。【００１０】
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は、前記角部を中心として前記浮体から離れる方向に放射状に延びる直線の上に配置される。
これにより、第１領域と第２領域との間に形成される海水の流路が狭まる部分（板部材と浮体との間の間隙）に近接して浮体の上記角部が位置するようになり、間隙と角部との相乗効果によって渦の形成が一層促進され、浮体の動揺を効果的に抑制できる。【００１１】
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体の設置環境における有義波の波長の０．２倍以下の水深に位置する。なお、「有義波」とは、特定の地点（ここでは浮体の設置地点）で連続する波を所定時間観測し、観測された波の総数のうち波高が大きい方から数えて総数の１／３の個数の波の平均的な特性について言及するための用語である。例えば、有義波の波長（有義波長）とは、特定の地点（浮体の設置地点）で観測された波全体のうち波高の大きい１／３の個数の波の平均的な波長を意味する。
本発明者らの知見によれば、少なくとも一枚の板部材は、有義波の波長の０．２倍以下の水深に設置されることで浮体の動揺の抑制効果が向上する。これは、波の運動は比較的水深の浅い領域において顕著に表れるので、有義波の波長の０．２倍以下の水深に設置された板部材は渦の形成によって波浪の運動エネルギーを効果的に奪い取ることができるためである。【００１２】
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は、前記第１コラム及び該第１コラムに接続される各連結部の端部との少なくとも一つに対して設けられる第１板領域と、前記第２コラムまたは該第２コラムに接続される前記連結部の端部の少なくとも一つに対して設けられる第２板領域と、前記第３コラムまたは該第３コラムに接続される前記連結部の端部の少なくとも一つに対して設けられる第３板領域とを含む。
これにより、少なくとも一枚の板部材によって作られる第１板領域、第２板領域及び第３板領域が浮体式風力発電装置全体としての重心から比較的離れて位置することになって、波浪に抗して浮体を動かさまいとする板部材による力のモーメント成分が増加し、板部材の浮体動揺抑制能力が向上する。すなわち、同一面積の板部材で比べた場合、板部材の上記配置を採用することで浮体動揺抑制効果が増大する。【００１３】
一実施形態では、前記第１板領域、前記第２板領域及び前記第３板領域は、それぞれ、互いに別体として設けられた板部材によって形成される。
これにより、浮体式風力発電装置全体としての重心から比較的離れた位置に各板部材（第１板領域〜第３板領域）を配置して浮体動揺抑制効果を効果的に享受しながら、各板部材のコンパクト化を図ることができる。そのため、浮体式風力発電装置へのメンテナンス用船のアクセス性が向上し、且つ、浮体に接続される係留ラインの配置の自由度が向上する。【００１４】
他の実施形態では、前記第１板領域、前記第２板領域及び前記第３板領域は、前記第２コラム側から前記第１コラムを経て前記第３コラム側に亘って連続した一枚の板部材によって形成される。
これにより、大面積の板部材（第１板領域〜第３板領域の一体化物）によって、浮体動揺抑制効果をより一層享受できる。【００１５】
幾つかの実施形態では、前記間隙の大きさは、前記少なくとも一枚の板部材の幅をＷとしたとき、０．１Ｗ以上０．２Ｗ以下である。
本発明者らの知見によれば、浮体と板部材との間の間隙の大きさを板部材の幅Ｗの０．１Ｗ以上０．２Ｗ以下の範囲内とすることで、比較的大きな浮体動揺抑制効果を享受できる。これは、間隙の大きさを上記範囲内とすることで、浮体側面と板部材とで形成される第１領域および浮体底面と板部材とで形成される第２領域の大きさに対して適切な流量の海水が間隙を通過するようになり、渦の形成が促進されるためである。【００１６】
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は、前記平面視仮想三角形の内側に向かって前記浮体から張り出すように設けられる。
このように、浮体の平面視仮想三角形の外側を接岸させる場合に板部材と岸壁との干渉が問題にならない平面視仮想三角形の内側に向かって浮体から張り出すように板部材を設けることで、板部材による浮体の接岸性に与える影響を低減できる。【００１７】
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は、折り畳み可能に構成される。
これにより、板部材を折り畳んで、例えば浮体の曳航時において、流体抵抗を低減するとともに、浅瀬と板部材との干渉を防止することができる。【００１８】
幾つかの実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体に対して移動自在であり、前記浮体から張り出した第１状態と、前記浮体の前記側面又は前記底面に隣接した位置まで退避した第２状態とで切替え可能に構成される。
これにより、浮体側面又は浮体底面に隣接した位置まで板部材を退避させ、例えば浮体の曳航時において、流体抵抗を低減するとともに、浅瀬と板部材との干渉を防止することができる。【００１９】
幾つかの実施形態では、前記浮体は、前記少なくとも一枚の板部材を覆うように前記浮体の上面に設けられた延長プラットフォーム部をさらに含む。一実施形態では、前記延長プラットフォーム部は、前記少なくとも一枚の板部材の前記浮体の前記側面からの突出長さに相当する幅を有する。
これにより、浮体の接岸時、延長プラットフォーム部が岸壁に接触して、岸壁との衝突に起因した板部材の損傷を防止できる。【００２０】
一実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は前記浮体から水平方向に張り出している。他の実施形態では、前記少なくとも一枚の板部材は前記浮体から鉛直方向に張り出している。【００２１】
幾つかの実施形態では、前記一対の連結部は、前記第１コラムと前記第２コラムとの間、および、前記第１コラムと前記第２コラムとの間にそれぞれ設けられる一対のロワーハルであり、各ロワーハルは、バラスト水の注入により潜水するように構成される。
これにより、各ロワーハルへのバラスト水の注入によって、浮体式風力発電装置全体としての重心が低くなり、浮体の動揺がより一層抑制される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、平面視仮想三角形の各頂点を形成する第１コラム、第２コラム及び第３コラムを含む浮体の構成としたため、平面視において広がりがある浮体によって風車が安定して支えられる。すなわち、浮体式風力発電装置全体としての重心位置から浮体の輪郭までの距離が長いため、浮体式風力発電装置を傾けようとするモーメントに抗して浮体が風車を安定して支えることができる。
また、少なくとも一枚の板部材と浮体との間の間隙を介して第１領域と第２領域との間で海水が行き来する際、海水の流れが乱れて渦が形成される。しかも、少なくとも一枚の板部材は、浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられているため、第１領域と第２領域との間で行き来する海水の流れは角部によってさらに乱され、渦の形成が促進される。渦の形成は海水（波浪）の運動エネルギーを消費するため、板部材の設置によって浮体が波浪から受け取る運動エネルギーは減少する。こうして、板部材を設けるという簡単な構成で浮体の動揺を抑制できる。
さらに、浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って、係留ラインを避けて板部材を設けるようにしたので、係留ラインと板部材との干渉を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態に係る浮体式風力発電装置を示す斜視図である。
【図２】図１の浮体式風力発電装置をＡ方向から視た側面図である。
【図３】図１の浮体式風力発電装置の浮体の平面図である。
【図４】一実施形態に係る係留ラインの配置を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｆ）は、実施形態に係る浮体動揺抑制用の板部材を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る退避位置まで移動可能な板部材を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｅ）は、実施形態に係る板部材の配置を示す図である。
【図８】一実施形態に係る延長プラットフォーム部を示す図である。
【図９】図９は実施例及び比較例における模型の規則波応答試験の結果を示すグラフであり、図９（ａ）は規則波周期に対する模型の縦揺れ量の関係を示し、図９（ｂ）は規則波周期に対する模型のナセル前後変位量の関係を示し、図９（ｃ）は規則波周期に対する模型の前後加速度の関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る浮体式風力発電装置を示す斜視図である。図２は、図１の浮体式風力発電装置をＡ方向から視た側面図である。図３は、図１に示す浮体式風力発電装置の浮体の平面図である。
【００２６】
図１及び２に示すように、浮体式風力発電装置１は、風車１０と、風車１０を洋上に支持する浮体２０とを備えている。
【００２７】
風車１０は、ナセル１０ａ、ナセル１０ａを下方から支持するタワー１０ｂ、および、ナセル１０ａに対して回転可能に取り付けられたロータ１０ｃを備えている。ナセル１０ａは、ヨー旋回座軸受を介してタワー１０ｂに旋回可能に取り付けられており、風向に応じてロータ１０ｃを配向する。一実施形態では、風車１０は、ロータ１０ｃが風上側に位置するようにナセル１０ａの旋回制御が行われるアップウィンド式風車である。他の実施形態では、風車１０は、ロータ１０ｃが風下側に位置するようにナセル１０ａの旋回制御が行われるダウンウィンド式風車である。ロータ１０ｃは風を受けて回転し、ロータ１０ｃの回転エネルギーは不図示の発電機によって電力に変換されるようになっている。
【００２８】
幾つかの実施形態では、図１及び３に示すように、浮体２０は、風車１０のタワー１０ｂが立設される第１コラム２２ａと、平面視において第１コラム２２ａとともに仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム２２ｂ及び第３コラム２２ｃとを有する。第１コラム２２ａと第２コラム２２ｂ間、および、第１コラム２２ａと第３コラム２２ｃ間はそれぞれ一対の連結部２４ａ，２４ｂによって互いに連結されている。こうして、各コラム２２ａ〜２２ｃが連結部２４ａ，２４ｂによって一体となって、平面視略Ｖ字状の浮体２０が形成される。
他の実施形態では、一対の連結部２４ａ，２４ｂに加えて、第２コラム２２ｂと第３コラム２２ｃ間に連結部がさらに設けられ、平面視略三角形状の浮体２０が形成される。さらに別の実施形態では、浮体２０は、平面視仮想多角形の各頂点を形成する４本以上のコラムを有しており、この場合には、全コラムのうち風車１０が搭載されるコラムを第１コラム２２ａとして扱い、連結部２４ａ，２４ｂを介して第１コラム２２ａに接続される一対のコラムを第２コラム２２ｂ及び第３コラム２２ｃとして扱うことができる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、連結部２４ａ，２４ｂは、内部に空洞部２６を有するロワーハルを含み、該ロワーハルは空洞部２６へのバラスト水の注入により潜水可能に構成されている。そして、少なくとも空洞部２６にバラスト水が注入された状態において、ロワーハル（連結部２４ａ，２４ｂ）は完全に水没し、その上面は喫水線ＷＬ（図２参照）よりも下方に位置するようになっている。
こうして、各ロワーハル（連結部２４ａ，２４ｂ）へのバラスト水の注入によって浮体２０を低重心として、浮体２０の動揺を抑制できる。また、バラスト水の注入によって完全に水没したロワーハル（連結部２４ａ，２４ｂ）には波浪の影響を比較的受けにくいから、この点においても浮体２０の動揺抑制の観点で有利である。
【００３０】
連結部２４ａ，２４ｂが空洞部２６を有するロワーハルを含む場合、図２及び３に示すように、連結部（ロワーハル）２４ａの空洞部２６は連結部２４ａの長手方向において複数のサブルーム２６ａ〜２６ｃに分割されており、連結部（ロワーハル）２４ｂの空洞部２６も同様に連結部２４ｂの長手方向において複数のサブルーム２６ｄ〜２６ｆに分割されていてもよい。
このように、バラスト水を受け容れるための空洞部２６を各連結部２４ａ，２４ｂの長手方向において複数のサブルーム２６ａ〜２６ｆに分割することで、隣接するサブルーム２６ａ〜２６ｆ間でのバラスト水の移動を回避できる。よって、浮体２０が傾斜した場合であっても、連結部２４ａ，２４ｂ内におけるバラスト水の偏りを抑え、浮体２０の重心バランスが崩れて浮体２０がさらに大きく傾いてしまうことを防ぐことができる。また、複数のサブルーム２６ａ〜２６ｆに対してそれぞれ独立してバラスト水を注入および排出可能に構成すれば、各サブルーム２６ａ〜２６ｆのバラスト水量を適宜調整することで、浮体２０の重心位置を制御することも可能となる。
また、各コラム２２ａ〜２２ｃにも、バラスト水の注水が可能な空洞部２８を設けてもよい。
【００３１】
幾つかの実施形態では、図３に示すように、各コラム２２ａ〜２２ｃが作る平面視仮想二等辺三角形の頂角に第１コラム２２ａが位置しており、平面視仮想二等辺三角形の２つの等辺に沿って連結部２４ａ，２４ｂがそれぞれ配置される。各コラム２２ａ〜２２ｃが作る平面視仮想二等辺三角形の頂角は、浮体２０の安定性を考慮して任意の角度範囲で設定可能であるが、一実施形態では８５〜９５度である。図３に示す例示的な実施形態では、各コラム２２ａ〜２２ｃが作る平面視仮想二等辺三角形の頂角は９０度である。
【００３２】
また、一実施形態では、浮体２０は、風車１０が設置された第１コラム２２ａが最も頻度の高い波ｗａｖｅに対向するように配置される。すなわち、最も頻度の高い波ｗａｖｅの波上側に第１コラム２２ａが位置し、波ｗａｖｅの波下側に第２コラム２２ｂ及び第３コラム２２ｃが位置するように浮体２０が配向される。
なお、風波は主として風と海水面との摩擦で発達するため、最も頻度が高い波方向は基本的に主風向に概ね一致する。そのため、上記浮体２０の配置を採用する場合、風車１０が設置された第１コラム２２ａは主風向に対して風上側に位置し、浮体２０は第１コラム２２ａを起点として風下側に延在している。よって、主風向に沿った強い風により生じる風荷重が風車１０に作用しても、風上側の第１コラム２２ａから風下側の第２コラム２２ｂ及び第３コラム２２ｃまで平面視において広がりを有する浮体２０は安定して風車１０を支えることができる。
【００３３】
また、幾つかの実施形態では、浮体２０には、図２に示すように、海底Ｅに固定されたアンカー３２に連結された複数の係留ライン３４が、懸垂曲線を描くようにカテナリ状に接続されている。係留ライン３４は、例えば、チェーン、ワイヤロープ、合成繊維ロープ又はこれらの複合材で構成されている。浮体２０は、これらアンカー３２および係留ライン３４によって、浮体２０に作用する漂流力や回転モーメントに抵抗して洋上にて係留される。
【００３４】
図４は、一実施形態に係る係留ライン３４の配置を示す平面図である。
幾つかの実施形態では、図４に示すように、主風向の風上側に配置される第１コラム２２ａには、少なくとも２つの係留ライン３４（３４ａ，３４ｂ）が接続され、主風向の風下側に位置する第２コラム２２ｂおよび第３コラム２２ｃには、それぞれ、少なくとも１つの係留ライン３４（３４ｃ〜３４ｈ）が接続される。このようにすれば、第１コラム２２ａに接続される少なくとも２つの係留ライン３４（３４ａ，３４ｂ）が、浮体２０に作用する主風向に沿った漂流力Ｆに抵抗するとともに、第２コラム２２ｂおよび第３コラム２２ｃに夫々接続された少なくとも１つの係留ライン３４（３４ｃ〜３４ｈ）が、浮体２０に作用するその他の方向の漂流力Ｆ´および第１コラム２２ａを中心とする回転モーメントＭ、Ｍ´に対して抵抗する構成となり、漂流力Ｆ、Ｆ´や回転モーメントＭ、Ｍ´に対して浮体２０が安定して係留される。
【００３５】
また、幾つかの実施形態では、第２コラム２２ｂに接続される少なくとも一つの係留ライン３４（３４ｃ〜３４ｅ）は領域αに配置される回転防止係留ライン３４ｃを含み、第３コラム２２ｃに接続される少なくとも一つの係留ライン３４（３４ｆ〜３４ｈ）は領域βに配置される回転防止係留ライン３４ｈを含む。ここで、領域αは、第２コラム２２ｂからみて主風向の風上側に位置し、浮体２０の平面視仮想三角形の第１コラム２２ａが形成する頂点の内角の二等分線ａと、第２コラム２２ｂの中心を通過する二等分線ａの直交線ｂとで画定される領域である。一方、領域βは、第３コラム２２ｃからみて主風向の風上側に位置し、二等分線ａと、第３コラム２２ｃの中心を通過する二等分線ａの直交線ｃとで画定される領域である。
このように、第２コラム２２ｂ及び第３コラム２２ｃのそれぞれに、第１コラム２２ａを中心とする回転モーメントＭ、Ｍ´に対して効果的に抵抗する方向に延在する回転防止係留ライン３４ｃ，３４ｈを設けることで、浮体２０を安定して係留することができる。
【００３６】
一実施形態では、回転防止係留ライン３４ｃ，３４ｈは、図４に示すように、それぞれ、連結部２４ａ，２４ｂの長手方向に直交する方向に沿って延在している。この場合、浮体２０が第１コラム２２ａを中心として回転しようとしたとき、その回転力の接線方向に対して反対の方向に回転防止係留ライン３４ｃ，３４ｈが延在することから、回転モーメントＭ、Ｍ´に対してより効果的に抵抗する。よって、浮体２０をより一層安定して係留することができる。
【００３７】
さらに、一実施形態では、回転防止係留ライン３４ｃ，３４ｈに加えて、領域α、βの風下側に位置する領域α´、β´に配置される係留ライン３４（３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ）が第２コラム２２ｂおよび第３コラム２２ｃに接続される。領域α´、β´に配置される係留ライン３４（３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ）は、主風向とは反対方向の漂流力Ｆ´に効果的に抵抗する。よって、浮体２０をより一層安定して係留できる。
【００３８】
なお、図４に示す例示的な実施形態では、第１コラム２２ａには２つの係留ライン３４ａ、３４ｂが接続される。これら２つの係留ライン３４ａ、３４ｂは、それぞれ、連結部２４ａ，２４ｂの長手方向に沿って延在している。また、第２コラム２２ｂには回転防止係留ライン３４ｃを含む３つの係留ライン３４（３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ）が接続され、第３コラム２２ｃには回転防止係留ライン３４ｈを含む３つの係留ライン３４（３４ｆ、３４ｇ、３４ｈ）が接続されている。こうして、浮体２０全体としては合計８本の係留ライン３４ａ〜３４ｈが接続されるようになっている。これら８つの係留ライン３４の各々は、平面視において互いに交差しないように浮体２０から放射状に延在して配置される。
【００３９】
幾つかの実施形態では、図１及び３に示すように、喫水線より下方において浮体２０の動揺を抑制するための少なくとも一枚の板部材４０が設けられる。少なくとも一枚の板部材４０は、喫水線よりも下方において、支持部４２を介して浮体２０によって支持されている。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｆ）は、実施形態に係る浮体動揺抑制用の板部材４０を示す図である。
【００４１】
幾つかの実施形態では、図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０の側面４４と底面４５とが交差する角部４６に沿って該角部４６の周辺に設けられる。板部材４０は、浮体２０から外側に張り出すように配置され、浮体２０との間に間隙Ｇを形成するように支持部４２を介して浮体２０によって支持される。そして、浮体２０の側面４４と板部材４０とで仕切られることで形成される第１領域４８と、浮体２０の底面４５と板部材４０とで仕切られることで形成される第２領域４９とが、浮体２０と板部材４０との間の間隙Ｇを介して連通するようになっている。
したがって、浮体２０周辺の海水は、間隙Ｇを介して第１領域４８と第２領域４９との間で行き来する。この際、海水の流れが乱れて渦が形成される。しかも、板部材４０は、浮体２０の側面４４と底面４５とが交差する角部４６に沿って角部４６周辺に設けられているため、第１領域４８と第２領域４９との間で行き来する海水の流れは角部４６によってもさらに乱され、渦の形成が促進される。渦の形成は海水（波浪）の運動エネルギーを消費する。そのため、板部材４０の設置によって、浮体２０が波浪から受け取る運動エネルギーは減少する。こうして、板部材４０を設けるという簡単な構成で浮体２０の動揺が抑制される。
【００４２】
幾つかの実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、浮体２０の側面４４と底面４５とが交差する角部４６を中心として浮体２０から離れる方向に放射状に延びる直線Ｌの上に配置される。これにより、第１領域４８と第２領域４９との間に形成される海水の流路が狭まる部分（板部材４０と浮体２０との間の間隙Ｇ）に近接して浮体２０の角部４６が位置するようになり、間隙Ｇと角部４６との相乗効果によって渦の形成が一層促進され、浮体２０の動揺を効果的に抑制できる。
他の実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、図５（ｄ）〜（ｆ）に示すように、浮体２０の側面４４と底面４５とが交差する角部４６を中心として浮体２０から離れる方向に放射状に延びる直線Ｌから距離Ｄだけ離れて配置される。この場合、直線Ｌと板部材４０との間の距離Ｄは、板部材４０の幅をＷとしたとき０．５Ｗ以下であってもよく、例えば０．２Ｗ以下の範囲内で設定される。これにより、板部材４０の浮体動揺低減効果を維持しながら板部材４０の配置の自由度を確保でき、板部材４０の取付け作業性や製造コスト等の種々の観点から望ましい位置に板部材４０を設置することができる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０の設置環境（設置地点）における有義波の波長の０．２倍以下の水深に配置される。
本発明者らの知見によれば、少なくとも一枚の板部材４０は、有義波の波長の０．２倍以下の水深に設置されることで浮体２０の動揺の抑制効果が向上する。これは、波の運動は比較的水深の浅い領域において顕著に表れるので、有義波の波長の０．２倍以下の水深に設置された板部材４０は渦の形成によって波浪の運動エネルギーを効果的に奪い取ることができるためである。
【００４４】
幾つかの実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０と浮体２０との間の間隙Ｇの大きさは、板部材４０の幅をＷとしたとき、０．１Ｗ以上０．２Ｗ以下である。
本発明者らの知見によれば、浮体２０と板部材４０との間の間隙Ｇの大きさを板部材４０の幅Ｗの０．１Ｗ以上０．２Ｗ以下の範囲内とすることで、比較的大きな浮体動揺抑制効果を享受できる。これは、間隙Ｇの大きさを上記範囲内とすることで、浮体２０の側面４４と板部材４０とで形成される第１領域４８および浮体２０の底面４５と板部材４０とで形成される第２領域４９の大きさに対して適切な流量の海水が間隙Ｇを通過するようになり、渦の形成が促進されるためである。
【００４５】
一実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、図５（ａ）及び（ｄ）に示すように、浮体２０から水平方向に張り出している。他の実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、図５（ｂ）及び（ｅ）に示すように、浮体２０から鉛直方向に張り出している。さらに別の実施形態では、図５（ｃ）及び（ｆ）に示すように、少なくとも一枚の板部材４０は水平方向及び鉛直方向に対して傾斜して設けられる。
このように少なくとも一枚の板部材４０の設置角度は、種々の観点から自由に選択することが可能であり、典型的には浮体式風力発電装置１の全体としての重心の水平面内位置及び高さに基づいて設定される。例えば、浮体式風力発電装置１の全体としての重心位置から板部材４０まで延ばした直線に対して直交する方向に沿って少なくとも一枚の板部材４０を設置してもよい。これにより、板部材４０による浮体動揺低減効果を増大させ、浮体式風力発電装置１の動揺を効果的に低減できる。
【００４６】
幾つかの実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０を退避位置に移動可能に構成される。これにより、例えば浮体２０の曳航時において、流体抵抗を低減するとともに、浅瀬と板部材４０との干渉を防止することができる。
【００４７】
図６（ａ）〜（ｄ）は、実施形態に係る退避位置まで移動可能な板部材４０を示す図である。
図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０から張り出した第１状態（図中の実線で表される状態）と、浮体２０の側面４４及び底面４５に隣接した位置まで退避された第２状態（図中の想像線で表される状態）との間で切換え可能に構成されている。なお、第１状態又は第２状態で板部材４０をロックするためのロック機構（不図示）を設けてもよい。
【００４８】
一実施形態では、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、少なくとも一枚の板部材４０は回動軸５０を中心に回動自在に構成される。図６（ａ）及び（ｂ）に示す例示的な実施形態では、浮体２０の側面４４又は底面４５に設けた凹部５２に油圧シリンダに代表されるアクチュエータ５４を設け、アクチュエータ５４によって回動軸５０を中心として板部材４０を回動させる。こうして、板部材４０が浮体２０との間に間隔Ｇを空けて浮体２０から張り出すように配置された第１状態と、板部材４０が浮体２０の側面４４又は底面４５に隣接する位置まで退避された第２状態との切換えが実現される。
【００４９】
他の実施形態では、図６（ｃ）及び（ｄ）に示すように、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０に設けたガイド部材６０に案内されてスライド自在に構成される。図６（ｃ）及び（ｄ）に示す例示的な実施形態では、ガイド部材６０のレール６２に板部材４０側の突起部６４が嵌合しており、板部材４０は不図示のアクチュエータによってレール６２に沿って移動可能になっている。こうして、板部材４０が浮体２０との間に間隔Ｇを空けて浮体２０から張り出すように配置された第１状態と、板部材４０が浮体２０の側面４４又は底面４５に隣接する位置まで退避された第２状態との切換えが実現される。
【００５０】
次に、少なくとも一枚の板部材４０の配置について説明する。図７（ａ）〜（ｅ）は、実施形態に係る板部材４０の配置を示す図である。同図に示すように、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０に接続された係留ライン３４ａ〜３４ｈを避けて配置される。
【００５１】
幾つかの実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、図７（ａ）〜（ｅ）に示すように、第１コラム２２ａ周辺に設けられる第１板領域７０と、第２コラム２２ｂ周辺に設けられる第２板領域７２と、第３コラム２２ｃ周辺に設けられる第３板領域７４とを含む。第１板領域７０は、第１コラム２２ａと、各連結部２４ａ，２４ｂの第１コラム２２ａ側の端部との少なくとも一方に対して設けられる。また、第２板領域７２は、第２コラム２２ｂと、連結部２４ａの第２コラム２２ｂ側の端部との少なくとも一方に対して設けられる。同様に、第３板領域７４は、第３コラム２２ｃと、連結部２４ｂの第３コラム２２ｃ側の端部との少なくとも一方に対して設けられる。
少なくとも一枚の板部材４０の上記配置によれば、第１板領域７０、第２板領域７２及び第３板領域７４が浮体式風力発電装置１全体としての重心Ｃから比較的離れて位置するので、波浪に抗して浮体２０を動かさまいとする板部材４０による力のモーメント成分が増加し、板部材４０の浮体動揺抑制能力を向上させることができる。すなわち、同一面積の板部材で比べた場合、上記配置を採用することで浮体動揺抑制効果が増大する。
【００５２】
幾つかの実施形態では、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４は、それぞれ、互いに別体として設けられた板部材４０によって形成される。すなわち、第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４を形成する板部材４０が、互いに分離独立している。
これにより、浮体式風力発電装置１全体としての重心から比較的離れた位置に各板部材４０（第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４）を配置して浮体動揺抑制効果を効果的に享受しながら、各板部材４０のコンパクト化を図ることができる。そのため、浮体式風力発電装置１へのメンテナンス用船のアクセス性が向上し、且つ、浮体２０に接続される係留ライン３４ａ〜３４ｈの配置の自由度が向上する。
【００５３】
他の実施形態では、図７（ｄ）及び（ｅ）に示すように、第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４のうち浮体２０の平面視仮想三角形の内側の部分は、第２コラム２２ｂ側から第１コラム２２ａを経て第３コラム２２ｃ側に亘って連続した一枚の板部材４０によって形成される。
これにより、大面積の板部材４０（第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４の一体化物）によって、浮体動揺抑制効果をより一層享受できる。
【００５４】
図７（ａ）に示す例示的な実施形態では、浮体２０の平面視仮想三角形の内側において、第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４のそれぞれを形成する３枚の板部材４０が設けられている。
第１板領域７０を形成する板部材４０は、第１コラム２２ａと、各連結部２４ａ，２４ｂの第１コラム２２ａ側の端部とに跨って配置される。また、第２板領域７２を形成する板部材４０は、第２コラム２２ｂと、連結部２４ａの第２コラム２２ｂ側の端部とに跨って配置される。同様に、第３板領域７４を形成する板部材４０は、第３コラム２２ｃと、連結部２４ｂの第３コラム２２ｃ側の端部とに跨って配置される。
このように、少なくとも一枚の板部材４０を浮体２０の平面視仮想三角形の内側に配置すれば、浮体２０の平面視仮想三角形の外側を接岸させる場合、板部材４０と岸壁との干渉が問題にならず、浮体２０の接岸性が良好である。
【００５５】
図７（ｂ）に示す例示的な実施形態では、浮体２０の平面視仮想三角形の外側において、第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４のそれぞれを形成する３枚の板部材４０が設けられている。
第１板領域７０を形成する板部材４０は、第１コラム２２ａの外周に沿って配置される。また、第２板領域７２を形成する板部材４０は、第２コラム２２ｂと、連結部２４ａの第２コラム２２ｂ側の端部とに跨って配置される。同様に、第３板領域７４を形成する板部材４０は、第３コラム２２ｃと、連結部２４ｂの第３コラム２２ｃ側の端部とに跨って配置される。
【００５６】
図７（ｃ）に示す例示的な実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０の平面視仮想三角形の内側に配置される図７（ａ）の実施形態と同様の３枚の板部材４０と、浮体２０の平面視仮想三角形の外側に配置される図７（ｂ）の実施形態と同様の３枚の板部材４０とを含む。したがって、各板部材４０の具体的構成は、図７（ａ）及び（ｂ）を用いて既に説明したとおりであるから、ここでは説明を省略する。
【００５７】
図７（ｄ）に示す例示的な実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０の平面視仮想三角形の内側に配置され、第２コラム２２ｂ側から第１コラム２２ａを経て第３コラム２２ｃ側に亘って連続した一枚の板部材４０である。この一枚の板部材４０によって、第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４が形成される。
このように、少なくとも一枚の板部材４０を浮体２０の平面視仮想三角形の内側に配置すれば、浮体２０の平面視仮想三角形の外側を接岸させる場合、板部材４０と岸壁との干渉が問題にならず、浮体２０の接岸性が良好である。
【００５８】
図７（ｅ）に示す例示的な実施形態では、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０の平面視仮想三角形の内側に配置される図７（ｄ）の実施形態と同様の一枚の板部材４０と、浮体２０の平面視仮想三角形の外側に配置される図７（ｂ）の実施形態と同様の３枚の板部材４０とを含む。したがって、各板部材４０の具体的構成は、図７（ｂ）及び（ｄ）を用いて既に説明したとおりであるから、ここでは説明を省略する。
【００５９】
また、幾つかの実施形態では、浮体２０は、少なくとも一枚の板部材４０を覆うように浮体２０の上面に設けられた延長プラットフォーム部をさらに含む。
図８は、一実施形態に係る延長プラットフォーム部を示す図である。同図に示すように、延長プラットフォーム部８０は、少なくとも一枚の板部材４０を覆うように浮体２０の上面に設けられる。言い換えると、延長プラットフォーム部８０は、浮体２０の上面から張り出すように、少なくとも一枚の板部材４０の上方に設けられる。また、延長プラットフォーム部８０は、少なくとも一枚の板部材４０の浮体２０の側面４４からの突出長さｌに相当する幅ｗを有する。
延長プラットフォーム部８０を設ければ、浮体２０の接岸時、延長プラットフォーム部８０が岸壁に接触して、岸壁との衝突に起因した板部材４０の損傷を防止できる。
【００６０】
以上説明したように、上述の実施形態によれば、平面視仮想三角形の各頂点を形成する第１コラム２２ａ、第２コラム２２ｂ及び第３コラム２２ｃを含む浮体２０の構成としたため、平面視において広がりがある浮体２０によって風車１０が安定して支えられる。すなわち、浮体式風力発電装置１全体としての重心位置から浮体２０の輪郭までの距離が長いため、浮体式風力発電装置１を傾けようとするモーメントに抗して浮体２０が風車１０を安定して支えることができる。
また、少なくとも一枚の板部材４０と浮体２０との間の間隙Ｇを介して第１領域４８と第２領域４９との間で海水が行き来する際、海水の流れが乱れて渦が形成される。しかも、少なくとも一枚の板部材４０は、浮体２０の側面４４と底面４５とが交差する角部４６に沿って角部４６周辺に設けられているため、第１領域４８と第２領域４９との間で行き来する海水の流れは角部４６によってさらに乱され、渦の形成が促進される。渦の形成は海水（波浪）の運動エネルギーを消費するため、板部材４０の設置によって浮体２０が波浪から受け取る運動エネルギーは減少する。こうして、板部材４０を設けるという簡単な構成で浮体２０の動揺を抑制できる。
さらに、浮体２０の側面４４と底面４５とが交差する角部４６周辺において、係留ライン３４ａ〜３４ｈを避けて板部材４０を設けるようにしたので、係留ライン３４ａ〜３４ｈと板部材４０との干渉を防止できる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。例えば、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００６２】
［実施例］
浮体式風力発電装置１の最も頻度の高い方向の波ｗａｖｅ（図３参照）に対する応答性について、次のような水槽試験を行った。
最初に、図３及び図７（ａ）に示す例示的な実施形態に従って浮体式風力発電装置１の模型を作製した。すなわち、第１板領域７０，第２板領域７２及び第３板領域７４をそれぞれ別体の３枚の板部材４０によって形成し、支持部４２を介して浮体２０の側面４４と底面４５とが交差する角部２６に沿って各板部材４０を浮体２０に取り付けた。各板部材４０は、各コラム２２ａ〜２２ｃが作る平面視仮想三角形の内側に向かって張り出すように設置した。第１板領域７０を形成する板部材４０は、第１コラム２２ａと、各連結部２４ａ，２４ｂの第１コラム２２ａ側の端部とに跨って配置した。また、第２板領域７２を形成する板部材４０は、第２コラム２２ｂと、連結部２４ａの第２コラム２２ｂ側の端部とに跨って配置した。同様に、第３板領域７４を形成する板部材４０は、第３コラム２２ｃと、連結部２４ｂの第３コラム２２ｃ側の端部とに跨って配置した。
こうして得られた模型を水槽に浮かべ、最も頻度の高い方向の波ｗａｖｅを想定した規則波を第１コラム２２ａ側から与えた。すなわち、第１コラム２２ａが波上側となり、第２コラム２２ｂ及び第３コラム２２ｃが波下側となるように、模型の浮体２０に対して規則波を付与した。そして、模型の浮体式風力発電装置１の縦揺れ（規則波に沿った方向の揺れ）を計測し、規則波に対する応答性の評価を行った。
また、比較例として、板部材４０を備えない模型を作製して、この模型に関しても同様に規則波に対する応答性の評価を行った。
【００６３】
図９は実施例及び比較例における模型の規則波応答試験の結果を示すグラフであり、図９（ａ）は規則波周期に対する模型の縦揺れ量の関係を示し、図９（ｂ）は規則波周期に対する模型のナセル１０ａの前後変位量の関係を示し、図９（ｃ）は規則波周期に対する模型の前後加速度の関係を示す。なお、図９（ａ）〜（ｃ）中、ＴＷは規則波の周期であり、Ｑは実施例及び比較例の模型の規則波の方向に沿った揺れ角度であり、Ｘは各模型の規則波の方向に沿った揺れ変位であり、Ａは各模型の規則波の方向に沿った加速度であり、ｈは規則波の波高である。
【００６４】
図９（ａ）に示すように、実施例の模型では、比較例の模型に比べて、約１３秒を超える規則波の周期帯における浮体式風力発電装置１の傾斜角が大幅に低減された。また、図９（ｂ）に示すように、実施例の模型では、比較例の模型に比べて、約１３秒を超える規則波の周期帯におけるナセル１０ａの前後変位量が大幅に低減された。同様に、図９（ｃ）に示すように、実施例の模型では、比較例の模型に比べて、約１３秒を超える規則波の周期帯における浮体式風力発電装置１の加速度が大幅に低減された。
このように、板部材４０は、浮体２０の平面視仮想三角形の内側（規則波に対して波下側）に位置しているにもかかわらず、規則波応答試験結果に与える影響が大きく、特に長周期帯における規則波に起因した動揺を効果的に抑制することが明らかになった。
【００６５】
なお、波は、波高が大きいものほど長周期になる傾向がある。一般的に、カットイン風速からカットアウト風速に至るまでの通常想定しうる運転範囲では、浮体式風力発電装置は約１０秒の周期の波に耐えることができれば足りる。しかし、浮体式風力発電装置を移動させて港に退避させることが困難な場合があるから、浮体式風力発電装置は、極稀に起きる強風（台風）時における波（例えば周期が１３秒を超える大型の波）にも耐えうるような設計とすることが望ましいことがある。ところが、頻度が低い極稀な強風に合わせて浮体式風力発電装置の設計を行うことは、浮体式風力発電装置の製造コスト上昇につながる。
この点、図９（ａ）〜（ｃ）の試験結果から、板部材４０という簡素な構成で浮体２０の動揺を低減しうることが確認された。よって、極稀に起きる強風時における波を考慮した浮体式風力発電装置の設計が容易になる。
【符号の説明】
【００６６】
１              浮体式風力発電装置
１０            風車
１０ａ          ナセル
１０ｂ          タワー
１０ｃ          ロータ
２０            浮体
２２ａ          第１コラム
２２ｂ          第２コラム
２２ｃ          第３コラム
２４ａ          連結部
２４ｂ          連結部
２６            空洞部
２６ａ〜２６ｆ  サブルーム
２８            空洞部
３２ａ〜３２ｈ  アンカー
３４ａ〜３４ｈ  係留ライン
４０            板部材
４２            支持部
４４            側面
４５            底面
４６            角部
４８            第１領域
４９            第２領域
５０            回動軸
５２            凹部
５４            アクチュエータ
６０            ガイド部材
６２            レール
６４            突起部
７０            第１板領域
７２            第２板領域
７４            第３板領域
８０            延長プラットフォーム部
【図１】
2013084633.tif 000003
【図２】
2013084633.tif 000004
【図３】
2013084633.tif 000005
【図４】
2013084633.tif 000006
【図５】
2013084633.tif 000007
【図６】
2013084633.tif 000008
【図７】
2013084633.tif 000009
【図８】
2013084633.tif 000010
【図９】
2013084633.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月21日(2014.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車と、
前記風車が設置される第１コラムと、該第１コラムとともに平面視仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム及び第３コラムと、前記第１コラムを前記第２コラム及び前記第３コラムのそれぞれに連結する少なくとも一対の連結部とを含み、前記風車を洋上に支持する浮体と、
前記浮体に接続される複数本の係留ラインと、
前記係留ラインを避けて、喫水線より下方において、前記浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられる少なくとも一枚の板部材とを備え、
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体との間に間隙を有し、前記浮体の前記側面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第１領域と、前記浮体の前記底面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第２領域との間で前記間隙を介して海水が行き来するように構成され、
前記第１コラム、前記第２コラム及び前記第３コラムには、それぞれ、前記係留ラインが接続されており、
前記浮体は、前記第１コラムが最も頻度が高い波の波上側に位置し、前記第２コラム及び前記第３コラムが前記第１コラムに対して前記波の波下側に位置するように配向された浮体式風力発電装置。
【請求項２】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記角部を中心として前記浮体から離れる方向に放射状に延びる直線の上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項３】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体の設置環境における有義波の波長の０．２倍以下の水深に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項４】
前記少なくとも一枚の板部材は、
前記第１コラム及び該第１コラムに接続される各連結部の端部との少なくとも一つに対して設けられる第１板領域と、
前記第２コラムまたは該第２コラムに接続される前記連結部の端部の少なくとも一つに対して設けられる第２板領域と、
前記第３コラムまたは該第３コラムに接続される前記連結部の端部の少なくとも一つに対して設けられる第３板領域とを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項５】
風車と、
前記風車が設置される第１コラムと、該第１コラムとともに平面視仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム及び第３コラムと、前記第１コラムを前記第２コラム及び前記第３コラムのそれぞれに連結する少なくとも一対の連結部とを含み、前記風車を洋上に支持する浮体と、
前記浮体に接続される係留ラインと、
前記係留ラインを避けて、喫水線より下方において、前記浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられる少なくとも一枚の板部材とを備え、
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体との間に間隙を有し、前記浮体の前記側面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第１領域と、前記浮体の前記底面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第２領域との間で前記間隙を介して海水が行き来するように構成され、
前記少なくとも一枚の板部材は、前記第１コラム及び該第１コラムに接続される各連結部の端部との少なくとも一つに対応する第１板領域に設けられる第１板部材と、前記第２コラム及び該第２コラムに接続される各連結部の端部との少なくとも一つに対応する第２板領域に設けられる第２板部材と、前記第３コラム及び該第３コラムに接続される各連結部の端部との少なくとも一つに対応する第３板領域に設けられる第３板部材と、を含み、
前記第１板部材、前記第２板部材および前記第３板部材が互いに離れて別々に設けられたことを特徴とする浮体式風力発電装置。
【請求項６】
前記第１板領域、前記第２板領域及び前記第３板領域は、前記第２コラム側から前記第１コラムを経て前記第３コラム側に亘って連続した一枚の板部材によって形成されることを特徴とする請求項４に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項７】
前記間隙の大きさは、前記少なくとも一枚の板部材の幅をＷとしたとき、０．１Ｗ以上０．２Ｗ以下であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項８】
風車と、
前記風車が設置される第１コラムと、該第１コラムとともに平面視仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム及び第３コラムと、前記第１コラムを前記第２コラム及び前記第３コラムのそれぞれに連結する少なくとも一対の連結部とを含み、前記風車を洋上に支持する浮体と、
前記浮体に接続される係留ラインと、
前記係留ラインを避けて、喫水線より下方において、前記浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられる少なくとも一枚の板部材とを備え、
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体との間に間隙を有し、前記浮体の前記側面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第１領域と、前記浮体の前記底面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第２領域との間で前記間隙を介して海水が行き来するように構成され、
全ての前記板部材は、前記平面視仮想三角形の内側に向かって前記浮体から張り出すように設けられることを特徴とする浮体式風力発電装置。
【請求項９】
前記少なくとも一枚の板部材は、折り畳み可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体に対して移動自在であり、前記浮体から張り出した第１状態と、前記浮体の前記側面又は前記底面に隣接した位置まで退避した第２状態とで切替え可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１１】
前記浮体は、前記少なくとも一枚の板部材を覆うように前記浮体の上面に設けられた延長プラットフォーム部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１２】
前記延長プラットフォーム部は、前記少なくとも一枚の板部材の前記浮体の前記側面からの突出長さに相当する幅を有することを特徴とする請求項１１に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体から水平方向に張り出していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１４】
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体から鉛直方向に張り出していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【請求項１５】
前記一対の連結部は、前記第１コラムと前記第２コラムとの間、および、前記第１コラムと前記第３コラムとの間にそれぞれ設けられる一対のロワーハルであり、
各ロワーハルは、バラスト水の注入により潜水するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の浮体式風力発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態に係る浮体式風力発電装置は、
風車と、
前記風車が設置される第１コラムと、該第１コラムとともに平面視仮想三角形の各頂点を形成する第２コラム及び第３コラムと、前記第１コラムを前記第２コラム及び前記第３コラムのそれぞれに連結する少なくとも一対の連結部とを含み、前記風車を洋上に支持する浮体と、
前記浮体に接続される係留ラインと、
前記係留ラインを避けて、喫水線より下方において、前記浮体の側面と底面とが交差する角部に沿って設けられる少なくとも一枚の板部材とを備え、
前記少なくとも一枚の板部材は、前記浮体との間に間隙を有し、前記浮体の前記側面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第１領域と、前記浮体の前記底面と前記少なくとも一枚の板部材とで形成される第２領域との間で前記間隙を介して海水が行き来するように構成されたことを特徴とする。
一実施形態では、前記第１コラム、前記第２コラム及び前記第３コラムには、それぞれ、前記係留ラインが接続されており、前記浮体は、前記第１コラムが最も頻度が高い波の波上側に位置し、前記第２コラム及び前記第３コラムが前記第１コラムに対して前記波の波下側に位置するように配向される。
【国際調査報告】
2013084633.tif 000012
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2013084633.tif 000014
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