(57)【要約】浮体式洋上風力発電設備が、海底に係留設置される１点係留機構（１０）と、少なくとも１つの三角形（２３ａ）を形成して海面に浮遊し、且つ三角形（２３ａ）の１つの頂点が１点係留機構（１０）に係留された浮体と、該浮体（１０）上に搭載された風力発電装置（３０）とを有する。風向きが変化しても効率的且つ安定した発電をすることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１点係留機構と、少なくとも１つの三角形からなり、海面に浮遊し、三角形の１つの頂点で１点係留機構に係留された浮体と、該浮体上に搭載された風力発電装置とからなることを特徴とする浮体式洋上風力発電設備。
【請求項２】
複数の風力発電装置が、該風力発電装置による気流の乱れにより相互に影響されないように設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項３】
前記又は各風力発電装置が、風に対し風車の向きを正対させる自動方向調整機構を有することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項４】
前記浮体が、半潜水状態のカラム部材と、該カラム部材同士を連結する連結部材とにより、カラム部材を頂点とする少なくとも１つの三角形である平面形状を有するよう組み立てられ、カラム部材の１つが１点係留機構に係留されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項５】
前記浮体が、３基のカラム部材と、該カラム部材同士を連結する３本の連結部材とにより、カラム部材を頂点とする１つの三角形を有するよう組み立てられていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項６】
三角形が正三角形であることを特徴とする請求の範囲第５項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項７】
風力発電装置が、三角形を形成する浮体の各カラム部材上に搭載されていることを特徴とする請求の範囲第５項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項８】
三角形の内側に内側連結部材を介して内側カラム部材が設置され、該内側カラム部材上に風力発電装置が搭載されており、内側カラム部材上の前記又は後側の風力発電装置は、係留点に隣接したカラム部材上に搭載された前側の風力発電装置と重なる位置にあって且つ後者より高さを高くしてあることを特徴とする請求の範囲第７項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項９】
前記浮体が、カラム部材と該カラム部材同士を連結する連結部材とから各々なる三角形と逆向き三角形とを左右方向に交互に連続させることで組み立てられていることを特徴とする請求の範囲第５項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項１０】
風力発電装置が、三角形及び逆向きの三角形により構成される浮体の各カラム部材上に搭載されていることを特徴とする請求の範囲第９項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項１１】
前記浮体が、カラム部材と該カラム部材同士を連結する連結部材とから各々なる三角形と逆向きの三角形とを前後方向に交互に連続させることにより組み立てられていることを特徴とする請求の範囲第９項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項１２】
三角形及び逆向きの三角形により構成される浮体の各カラム部材上に風力発電装置が搭載され、後側の風力発電装置が前側の風力発電装置と重なる位置にあって後者より高さを高くしてあることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項１３】
三角形の頂点を形成するカラム部材の１つが１点係留機構に係留され、且つ浮体が１点係留機構上の係留点を中心に左右対称に組み立てられていることを特徴とする請求の範囲第９項又は第１１項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項１４】
連結部材が中空管構造であることを特徴とする請求の範囲第４項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【請求項１５】
連結部材がトラス構造であることを特徴とする請求の範囲第４項記載の浮体式洋上風力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は浮体式洋上風力発電設備に関し、特に洋上に安定して設置でき、複数の風力発電装置を合理的に配置でき、各風力発電装置が安定して高効率で発電できるようにした浮体式洋上風力発電設備に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
環境にやさしい自然エネルギの利用技術の１つとして、風力発電設備が大きく注目されており、既に実用化され稼動しているものもある。斯かる設備は今後一層の利用拡大が期待されている。
【０００３】
洋上に設置された風力発電設備のほうが陸上に設置されたものよりも、より強勢でより安定した風を受け、より高効率の発電が期待できることから、種々の洋上風力発電設備が提案されている。
【０００４】
例えば、特開２０００−２１３４５１号公報に開示の風力発電装置では、タワーと中空基礎ブロックが工場で予め製作される。基礎ブロックは海底に設置され、内部に錘を入れることにより不動状態にされる。基礎ブロック上にタワーが載置されて連結具を介し固定され、その上に風力発電部が設置される。斯かる風力発電装置は、周辺環境に悪影響を及ぼすこと無く短期間で洋上等に建設し、発電できる。
【０００５】
更に、特開２０００−２７２５８１号公報に開示の水上風力発電装置では、プロペラ型風車である風力発電体が、構造体周縁部に等間隔で配置した複数の浮体により水面に浮かべられた構造体上に支柱を介し配置されて、構造体上で発電を行う。発電量を増加する場合には、複数の上記した構造体同士を左右方向に連結ロッドで連結する。
【０００６】
又、特開平１１−３３６６５３号公報に開示の水上移動可能な風力発電装置では、衝突等による破損の防止と耐久性増大のためフレーム構造体を海上に浮かべる。フレーム構造体内にはフレーム構造体に沿って複数の風車取付船体が浮設されてフレーム構造体に接続される。船体各々には多数の風車が取付支柱を介して円陣もしくは多角形の陣形に集合配列されている。フレーム構造体に接続された船体同士は連結ロッドを介して連結されている。フレーム構造体は、各船体に設けたエンジンとスクリュと舵とからなる推進手段により海上を移動可能で、その移動により台風等の巨大・膨大な風力エネルギを利用できる。自動方向調整と風速変動に応じた自動回転数調整により、各風車は常に風に正対し、最適な回転数で発電する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特開２０００−２１３４５１号公報に開示された風力発電装置では、海底の基礎ブロックに固定したタワー上に風力発電部を有するため、水上浮遊式よりも安定して風力発電部を設置できるものの、海底が軟弱な場合には設置が困難となり得る。また、設置するタワーは水深の増加とともに大型化して建設コストが増加するため、タワー設置可能な海域について大きな制限が生じる。従って、斯かる水上風力発電装置を大深度の洋上に設置することは現実的ではない。特に発電量を増加するため複数のタワーを建設しようとする場合には一層コストが増大するという問題がある。
【０００８】
一方、見掛けの水深が浅くても海底が軟弱な場合には、タワー上に風力発電部を搭載するには安定が悪い。そこで、風力発電部の安定性を確保しようとすると軟弱な海底の下の硬い岩盤層までタワーの脚を延ばす等により大規模な支持機構とする必要があり、建設コストが高くなってしまう。
【０００９】
特開２０００−２７２５８１号公報に開示された水上風力発電装置では、構造体の周縁部に等間隔で配置した浮体により水面に浮かばせた構造体上に１基の風力発電体を設置しているので、洋上では波浪による影響を受け易い。構造体の傾斜角や加速度等を発電体の許容範囲内に抑えようとすると、構造体及び浮体の規模を大きくしなければならず、コストの増大を招く。一方、発電量を増加させるために複数の構造体同士を連結ロッドで連結する場合には、たとえ全風車を風に対しいったん正対させ得たとしても風向きの変化に対して各風車を必ずしも最適な配置にすることができず、風上（前側）の風力発電体と風下（後側）の風力発電体が重なった位置になり得る。この場合、風上の風力発電体による気流の乱れにより風下の風力発電体が影響を受けることになり得て、発電効率が低下してしまう。そこで、気流の乱れの干渉を最少にするためには、風力発電体の相互間の距離を大きくする必要があり、斯かる構造体の組立が大規模になってしまう。
【００１０】
特開平１１−３３６６５３号公報に開示された水上移動式風力発電装置では、フレーム構造体内の各船体上に風車を支柱を介して円陣もしくは多角形の陣形に集合配列しており、各風車は自動方向調整と風速変動に応じた自動回転数調整とを備えているので、風向きが変動しても全風車を風に正対できるものの、風車が円陣もしくは多角形の陣形に配置されているので、全ての風車が最適な状態で風を受けることができない。即ち、風上（前側）の風力発電体と風下（後側）の風力発電体が風向きにおいて重なった位置になり得、風上の風力発電体が風下の風力発電体による気流の乱れの影響を受けることになって発電効率が低下してしまう。そこで、気流の乱れの干渉を防止するために風車の相互間隔を大きくとる必要が生じて装置が大規模になるという不利な結果となる。
【００１１】
本発明は、従来技術の有する上記問題に鑑みてなしたもので、浮体が風に対して常に一定の向きを保持するように１点係留機構に係留され、浮体が風力発電装置を効果的に配置できる形状を有して風力発電装置による発電で高効率を達成し、浮体が波浪に対し安定性を有し、浮体が容易に拡張できて浮体に設置の風力発電装置の数を増やすことにより発電量を変更できるようにした、浮体式洋上風力発電設備を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために浮体式の洋上風力発電設備について種々検討を重ねた結果、従来の洋上風力発電装置では洋上での安定性を、構造体周縁部に沿って配置した複数の浮体により水面に浮んだ構造体上に風力発電体を設置したり、風車を円陣もしくは多角形の陣形に風車取付船体各々に配置することで得ることができるが、発電量を増加させるために複数の風力発電体を備える場合、ある風向きに対し風車の配列がいったん最適となり得ても、風向きが変わると斯かる風車の配列は必ずしも最適ではないことを見出した。本発明者らはその問題を解決する手段について種々検討し、本発明を完成した。
【００１３】
本発明の目的は、浮体が風に対し常に一定の向きを保持するように浮体を１点係留機構に係留することにより、浮体に搭載された複数の風力発電装置が常に風に対し一定の向きに保持されるようにすることである。
【００１４】
本発明の更なる目的は、風力発電装置を合理的に配置できる形状の浮体を提供し、浮体のコンパクト化と各風力発電装置による発電の高効率化を達成することである。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、波浪に対する浮体の安定性を高めることである。
【００１６】
本発明の更に別の目的は、浮体を容易に拡張できるようにして、浮体に設置される風力発電装置の数を増加することにより発電量を変更できるようにすることである。
【００１７】
本発明の更に別の目的は、風力発電装置の気流の乱れが互いに干渉しないようにした風力発電装置の配置構成を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２は、風力発電装置を３基設置する基本構造としての本発明の実施の形態による浮体式洋上風力発電設備を示している。図１及び図２は夫々概略平面図、概略正面図である。
【００２０】
その浮体式洋上風力発電設備１は、洋上の海底に係留設置される１点係留機構１０と、係留機構１０に係留されて、風に対して常に一定の向きに向けられる浮体２０と、風力発電装置による気流の乱れが互いに干渉しないよう浮体２０に搭載される風力発電装置３０とで構成される。
【００２１】
浮体式洋上風力発電設備１を構成する浮体２０は、水面を横切る断面積を小さくして波浪による浮体の動揺を抑える半潜水式としてある。浮体２０は水面を横切って水面の上下に位置する鉛直の中空カラム部材２１と、カラム部材２１同士を水面下で連結する中空連結部材２２とからなる。
【００２２】
カラム部材２１と連結部材２２とからなる斯かる浮体２０は、３基のカラム部材２１と３本の連結部材２２同士を組み立てることにより三角形２３ａとするのが基本構造である。図１は同一長さの連結部材２２を組み立てることにより正三角とした場合を示しているが、二等辺三角形やその他の三角形とすることもできる。
【００２３】
カラム部材２１は、円形断面の中空状とすることができるほか、矩形断面や多角形断面等の中空とすることで製作を容易にできる。連結部材２２は円形断面や矩形断面等の中空管とすることができる。カラム部材２１及び連結部材２２の夫々は必要に応じ内部に補強リブ等を設けて補強することができる。
【００２４】
図３に示すように、浮体２０の三角形２３ａの内側に、連結部材２２同士を連結する補強部材２４を設けることにより更に浮体２０の強度を高めてもよい。
【００２５】
前記した３基のカラム部材２１の夫々の上に搭載される風力発電装置３０は、公知の方向調整機構により風に対して正対するようにマスト７上に取付けられた風車３１からなる。
【００２６】
浮体２０は、洋上に浮遊し海底に係留設置された１点係留機構１０に係留される。係留機構１０としては、図４に示すようなターレットムアリング装置等の、海洋構造物を定位置にロックする従来の係留装置を用いることができ、回転テーブルであるターレット１２が、浮体２０の三角形２３ａの頂点のカラム部材２１Ｓから外部に突き出したヨーク１１に取付けられ、複数条のムアリングチェーン１３及びアンカ１４（図１〜図３参照）で海底に係留設置されて、浮体２０の洋上係留を提供する。
【００２７】
更に詳述すると、ヨーク１１が、浮体２０の三角形２３ａの頂点に位置するカラム部材２１Ｓに一体的に取付けられることにより前方に水平に突き出され、補強アーム１５で補強される。浮体２０がターレット１２の係留点１７を中心に水平に回転可能なよう、ヨーク１１は軸受１６を介しターレット１２に連結される。この場合、海底ケーブル４０がターレット１２を経由して浮体２０に接続される。
【００２８】
１点係留機構１０は浮体２０の漂流を防ぐだけの荷重を支えられればよい。従って、海底が軟弱であっても、簡単な構成の１点係留機構１０により浮体式洋上風力発電設備１を安定して所定位置に係留できる。
【００２９】
従って、１点係留機構１０は、図５に示すように海底設置式の簡略な構成のタワー４１とすることができ、浮体２０をタワー４１上に備えた回転体４２に１本の係留索４３にて係留する。又は、図６に示すようにブイ４４を複数条のチェーン１３とアンカ１４により海底に係留することができ、浮体２０を１本の係留索４３にてブイ４４に係留する。とにかく、１点の係留点１７で浮体２０を係留できることを条件に、種々の方式の１点係留機構を用いることができる。図５、図６の場合、海底ケーブル４０はタワー４１上の回転体４２もしくはブイ４４を経由して浮体２０に接続される。
【００３０】
浮体２０は、三角形２３ａの頂点に位置して１点係留機構１０に係留されるカラム部材２１Ｓを有するので、風向きに応じ係留点１７を中心に海面上を水平に回転可能である。浮体２０は図１に示すように風上からの風に対して左右の連結部材２２が係留点１７を中心に左右対称の位置になり、浮体２０の左右に掛かる荷重がバランスすることで安定する。正面、即ち、風上から見た時、図２に示すように３基の風力発電装置３０は左右方向の間隔が均等になる。風車３１による気流の乱れが互いに干渉しないよう風力発電装置３０が互いに離間されるように、三角形２３ａの大きさは予め決定されている。
【００３１】
図１において、風力発電装置３０の夫々の風車３１に風上から風による荷重が加わることにより、風車３１は自動方向調整機構によって夫々風に正対する。一方、浮体２０は、三角形２３ａの１頂点に設けられ１点係留機構１０に係留されたカラム部材２１Ｓを有するので、浮体２０に掛かる左右の荷重がバランスするよう風向きに応じて係留点１７を中心として回転し、風向きが変化してもバランスした姿勢が保たれる。図１では、浮体２０が風に対し係留点１７を中心に左右対称とされるとともに、三角形２３ａ底辺の連結部材２２’が風向きに対して直交とされて、風力発電装置３０の左右方向の間隔が風向きに対して常に最大に保持される。
【００３２】
係留により所定の向きに固定され、複数の風車が設置される公知の浮体では、風向きの変化を考慮して、風車の間隔は風向きに対して直交する方向と平行な方向に夫々風車直径Ｄの約３倍及び約１０倍とる必要がある。他方、前記した浮体式洋上風力発電設備１では、風向きが変化しても風に対する相対的配置が変わることのない風車３１を有し、風車３１による気流の乱れが干渉しない大きさに設計された三角形２３ａの頂点に風車３１を配置した合理的な構成であるので、風車３１間の距離を風車直径Ｄの２倍にまで縮めることが可能となる。これにより、浮体２０をコンパクトにできるのみならず風車３１による気流の乱れの相互干渉も防げるので、常に最大の発電効率を達成できる。
【００３３】
三角形２３ａを基本形状として半潜水式とした浮体２０は、風力、潮力や波浪等の外力の影響を受け難く、洋上で安定であることができる。従って、強い風力を得ることのできる沖合で効率良い風力発電が達成可能になる。
【００３４】
風向きの変化に応じて浮体２０が向きを変えるのにはタイムラグがあり、更に又、風力以外の潮力や波浪等の影響のため浮体２０と風との向きの関係が必ずしも一定にならないこともあり得るが、それが風力発電装置３０の発電効率低下に至らないのは、風車３１が自動方向調整機構により直ちに風に正対するからである。
【００３５】
各風力発電装置３０で発電された電力は１点係留機構１０に接続された海底ケーブル４０を経由し陸上等に送電される。
【００３６】
上記のように構成された浮体式洋上風力発電設備１では、例えば風車３１の直径を８０ｍとすれば、浮体２０の連結部材２２で連結された２つのカラム部材２１同士の中心間の距離を１６０ｍにすれば良く、各カラム部材２１の直径と、風力発電装置３０が搭載されるマスト７の高さは、夫々例えば１５ｍと６０ｍにすれば良い。
【００３７】
斯かる浮体式洋上風力発電設備１では、水深が深く波浪条件の厳しい海域でも浮体２０を簡単な構造の１点係留機構１０に係留できるので、海底に固定したタワーに風力発電部を設置する場合に比べ設置可能な海域を大幅に拡大できる。
【００３８】
浮体２０は、三角形２３ａの頂点に風力発電装置３０を配置するようにしたので、風力発電装置３０を合理的に配置することができて浮体２０のコンパクト化が高められ、更には、風力発電装置３０の搭載数を増加して発電量を変更する場合にも容易に対応できる。
【００３９】
図７、図８は、浮体２０を左右方向に拡張して風力発電装置を５基設置した、本発明の更なる実施の形態による浮体式洋上風力発電設備を示しており、図７と図８は夫々概略平面図及び概略正面図である。この浮体式洋上風力発電設備２では、図１に示したような１つの三角形２３ａである浮体２０基本構造を左右方向に拡張させた場合を示している。
【００４０】
即ち、１つの三角形２３ａの両側に、１基のカラム部材２１と２本の連結部材２２とで各々構成された逆向きの三角形２３ｂが組み立てられ、三角形２３ａ，２３ｂの底辺の連結部材２２’は互いに平行にされる。５基のカラム部材２１夫々には風力発電装置３０が搭載される。この場合も、図７は正三角形である三角形２３ａ，２３ｂを示しているが、三角形２３ａ，２３ｂの底辺の連結部材２２’と他の連結部材２２の長さを異ならせること等により、二等辺三角形やその他の三角形としても良い。
【００４１】
図７に示した浮体式洋上風力発電設備２においても、左右に拡張されて５基の風力発電装置３０が設置された浮体２０は係留点１７を中心にして左右対称なので、浮体２０に掛かる左右の荷重がバランスされ、浮体２０は図７に示すように風上から流れる風に対して安定する。正面すなわち風上から見た時の５基の風力発電装置３０は図８に示すように左右方向に等間隔である。風力発電装置３０は風車３１による気流の乱れが互いに干渉しない間隔となるように三角形２３ａ，２３ｂの大きさが予め決定され、斯かる間隔は例えば風車３１の直径Ｄの２倍の間隔になるように予め決定することができる。
【００４２】
図１の場合に比べ、図７に示した浮体式洋上風力発電設備２では大きな発電量を得ることができ、加えて、浮体２０が左右方向に拡張されているため左右方向の波浪に対して更に安定化する効果がある。
【００４３】
図９は、図７に示した浮体２０を左右方向に更に拡張して２基の風力発電装置３０を増設することにより全部で７基の風力発電装置３０を設置した、本発明による浮体式洋上風力発電設備を示している。図７に示した逆向きの三角形２３ｂの左右外側に、１基のカラム部材２１と２本の連結部材２２とにより各々構成された２つの三角形２３ａを追加している。
【００４４】
このように、１つのカラム部材２１Ｓが係留点に係留されたコアの三角形２３ａの左右外側に、逆向きの三角形２３ｂと三角形２３ａとを順次交互になるように拡張して組み立てることにより、浮体上に風力発電装置３０を容易に増設でき、発電量を増大する必要がある場合に容易に対応することができる。
【００４５】
図１０は、本発明による浮体式洋上風力発電設備の他の実施の形態を示している。この浮体式洋上風力発電設備４は浮体２０の構造が前記と異なっており、カラム部材２１同士を連結する連結部材２５がトラス構造であり、中空管構造とした前記連結部材２２に比べ軽量化が図られている。図１０は図７に示した浮体２０をトラス構造の連結部材２５で構成した場合について示したが、これを図１、図３及び図９のいずれの浮体２０にも適用できることは勿論である。
【００４６】
斯かるトラス構造の連結部材２５でカラム部材２１同士を連結した浮体２０を用いる場合にも、既に説明した浮体式洋上風力発電設備１，２，３と同様の作用効果を奏する。
【００４７】
図１１、図１２は、図１に示した１つの三角形２３ａに３基の風力発電装置３０を搭載した浮体２０の構成に、更に１つの風力発電装置３０を追加して全部で４基の風力発電装置とした、浮体式洋上風力発電設備５を示している。この、浮体式洋上風力発電設備５は、三角形２３ａの内側に内側連結部材４５を介して内側カラム部材４６を設置し、内側カラム部材４６の上に風力発電装置３０を搭載している。
【００４８】
この場合、係留点１７に隣接したカラム部材２１Ｓ上に搭載された風力発電装置３０は内側カラム部材４６上に搭載されたそれと風向き方向に位置が重なり、従って後者即ち後方の風力発電装置３０には、高さがカラム部材２１Ｓ上に搭載された前者即ち前側の風力発電装置３０より高くなるように長いマスト４７を備え、その上に風車３１を取付けている。これにより、後側の風力発電装置３０が前側の風力発電装置３０による気流の乱れの影響を受けない配置とすることができる。あるいは又、前側の風力発電装置３０を後側の風力発電装置３０より高くすることも可能であるが、後側の風力発電装置３０が前側の風力発電装置３０のマスト７による気流の乱れの影響を受け得ることになるので好ましくない。
【００４９】
図１１、図１２に示したような、三角形２３ａの内側に内側カラム部材４６を設けて内側カラム部材４６上に風力発電装置３０を追加する斯かる構成は、図１、図７、図９に示した浮体２０の三角形２３ａ及び逆向きの三角形２３ｂにも適用可能である。
【００５０】
図１３、図１４は、図９の浮体２０を後方に拡張することによって１２基の風力発電装置３０を設置した、本発明による浮体式洋上風力発電設備６を示している。この浮体式洋上風力発電設備６の浮体２０は、三角形２３ａ及び逆向きの三角形２３ｂの後部に夫々逆向きの三角形２３ｂ及び三角形２３ａが位置するように前後方向並びに左右方向に拡張して組み立てられている。浮体２０を拡張する大きさは任意であるが、浮体２０が、１点係留機構１０に係留されるカラム部材２１Ｓ、即ち係留点１７を中心として左右対称になるように拡張されることが好ましい。このように浮体２０を拡張することにより、多数の風力発電装置３０の搭載が可能になり、発電量を大幅に増大できる。
【００５１】
図１３、図１４に示したような拡張された浮体２０では、カラム部材２１上の風力発電装置３０のうち風向きに重なり合って位置するものが生じ得る。これに対処するため、互いに位置が重なる風力発電装置３０のうち後側のものに長いマスト４７を設けてその上に風車３１を取付けことにより、前側の風力発電装置３０より高さが高くなるようにする。これにより、後側の風力発電装置３０を前側の風力発電装置３０による気流の乱れの影響を受けない配置とすることができる。
【００５２】
以上、詳述した浮体式洋上風力発電設備１〜６によれば、カラム部材２１と連結部材２２とにより構成された少なくとも１つの三角形２３ａで半潜水式の浮体を構成し、浮体２０の各頂点のカラム部材２１上に風力発電装置３０を搭載し、浮体２０のカラム部材のうちの１つ２１Ｓを、海底に係留設置された１点係留機構１０に水平回転自在に係留している。従って、風力発電装置３０による気流の乱れが互いに干渉しない間隔で複数の風力発電装置３０を浮体２０上に合理的に配置することができ、浮体２０を風に対して常に一定の向きに保持できるので、浮体２０のコンパクト化と高効率の発電を達成できる。
【００５３】
浮体２０が水面を横切るカラム部材２１を有して半潜水式であることにより、波浪による浮体２０の動揺が抑制され、波浪での安定性が高められる。
【００５４】
浮体２０は三角形２３ａを基本構造としたシンプルな構造であるので、強度的、構造的に優れ、左右方向、前後方向に簡単に拡張して風力発電装置３０を増設することができるので、発電量を容易に増加できる。拡張された浮体２０は、平面がトラス形状となるため、安定性並びに強度が向上する。
【００５５】
風の方向に互いに重なり合う風力発電装置３０について、風力発電装置３０のうち後側のものが前側のものより高さが高くなるように配置することによって、前者が後者による気流の乱れに影響されることが防止される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
洋上に浮かべた浮体上に風力発電装置を搭載した浮体式洋上風力発電設備において、三角形を基本構造とする浮体を１点係留機構に係留する。その結果、風に対し浮体の向きを一定に保持でき、風力発電装置を浮体上に合理的に配置して風力発電装置により高効率で発電ができ、波浪中での浮体の安定性を保つことができ、浮体を拡張して風力発電装置を増設することにより発電量を変更することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態による浮体式洋上風力発電設備の概略平面図であり、風力発電装置を３基設置する基本的な構造を示している。
【図２】図１に示した風力発電設備を風上から見た概略正面図である。
【図３】図１に示した実施の形態の変形例を示す概略平面図である。
【図４】１点係留機構の一例を示した拡大側面図である。
【図５】１点係留機構の他の例の側面図である。
【図６】１点係留機構の更に他の例の側面図である。
【図７】浮体を左右方向に拡張して５基の風力発電装置を設置した、本発明の更なる実施の形態による浮体式洋上風力発電設備の概略平面図である。
【図８】図７に示した風力発電設備を風上から見た概略正面図である。
【図９】浮体構造を左右方向に拡張して７基の風力発電装置を設置した、本発明の更に別の実施の形態による浮体式洋上風力発電設備の概略平面図である。
【図１０】トラス構造の連結部材を有する、図７の実施の形態の改変例の概略平面図である。
【図１１】図１に示した実施の形態に風力発電装置を１基追加した更なる実施の形態の概略平面図である。
【図１２】図１１に示した風力発電設備の側面図である。
【図１３】浮体構造を左右方向及び前後方向に拡張して１３基の風力発電装置を設置した、本発明の更に別の実施の形態による浮体式洋上風力発電設備の概略平面図である。
【図１４】図１３に示した風力発電設備の側面図である。
【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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