(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋エネルギー変換装置のフローティングコネクタシステムであって、
Ｉ型管および閉囲可能なベイを有するブイであって、前記ブイは前記フローティングコネクタシステムに浮力を提供する、ブイと、
前記海洋エネルギー変換装置を追加の海洋エネルギー変換装置に接続するように構成された少なくとも２つのケーブルと、
前記海洋エネルギー変換装置に接続するように構成された接続箱であって、前記海洋エネルギー変換装置のスイッチギアに前記少なくとも２つのケーブルの電気接続を提供するように構成された接続箱と、
を備え、
前記閉囲可能なベイは、前記接続箱を収納し、
前記少なくとも２つのケーブルが前記接続箱に接続され、前記閉囲可能なベイが前記少なくとも２つの海底ケーブルの一部を収納し、かつ
前記ブイが前記海洋エネルギー変換装置に結合されると、前記海洋エネルギー変換装置の前記スイッチギアと前記少なくとも２つのケーブルの間の電気接続が、前記接続箱を介して完了可能である、
フローティングコネクタシステム。
【請求項２】
前記ブイの頂部に配置されたリフティングパッド目をさらに備え、前記リフティングパッド目は取付点を提供し、前記フローティングコネクタシステムを持ち上げるために前記取付点にウィンチを取り付けてもよい、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項３】
前記閉囲可能なベイは前記フローティングコネクタシステムの前記浮力を制御するために加圧された空気を含有する、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項４】
前記閉囲可能なベイは、前記フローティングコネクタシステムが完全に浸水され、水柱内の中間平衡位置で浮遊するような水位に加圧された空気を含有する、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項５】
前記Ｉ型管の底部に配置された１つまたは複数の鐘形をさらに備え、前記鐘形は曲がりスティフナのための取付点を提供する、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項６】
前記Ｉ型管の底部における前記１つまたは複数の鐘形から延在し、前記曲がりスティフナによって覆われた前記少なくとも２つの海底ケーブルのそれぞれの部分に剛性を提供する、請求項５に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項７】
前記少なくとも２つの海底ケーブルが前記海洋エネルギー変換装置の前記スイッチギアに電気接続されると、前記海洋エネルギー変換装置によって発生されたエネルギーは、前記海洋エネルギー変換装置から前記少なくとも２つの海底ケーブルに伝送可能である、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項８】
前記少なくとも２つの海底ケーブルのうちの少なくとも１つは沿岸ケーブルに電気接続され、かつ前記海洋エネルギー変換装置の前記スイッチギアに電気接続され、前記海洋エネルギー変換装置によって生成されたエネルギーは、前記沿岸ケーブルを介して沿岸まで伝送可能である、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項９】
前記ブイはさらなる浮力を提供するために追加の浮きを含む、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの海底ケーブルが前記スイッチギアから切断されると、電気回路は前記少なくとも２つの海底ケーブルのあらゆる対を互いに接続することによって完了可能であり、かつ前記ブイは、前記電気回路を切断することなく前記海洋エネルギー変換装置から連結が解かれる、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項１１】
前記フローティングコネクタシステムが結合された前記海洋エネルギー変換装置は、ステーションが確実に保持するために１つまたは複数の渓流線に接続される、請求項１に記載のフローティングコネクタシステム。
【請求項１２】
海洋エネルギー変換装置のフローティングコネクタシステムを設置する方法であって、  ケーブルのアレイの既設部の２つのケーブル端部を海底から取り上げることと、  前記２つのケーブル端部を前記フローティングコネクタシステムの内部で接続することとを含み、前記フローティングコネクタシステムは、 Ｉ型管および閉囲可能なベイを有するブイであって、前記ブイは前記フローティングコネクタシステムに浮力を提供する、ブイと、  前記海洋エネルギー変換装置に結合するように構成された接続箱であって、前記海洋エネルギー変換装置のスイッチギアに前記少なくとも２つの海底ケーブルの電気接続を提供するように構成された接続箱とを含み、 前記閉囲可能なベイが前記接続箱を収納し、 前記少なくとも２つの海底ケーブルが前記接続箱に接続される場合に、前記閉囲可能なベイが前記少なくとも２つの海底ケーブルの一部を収納し、かつ  前記接続箱が前記海洋エネルギー変換装置に結合される場合に、前記海洋エネルギー変換装置の前記スイッチギアと前記少なくとも２つのケーブルの間の電気接続が、前記接続箱を介して完了し得る、方法。
【請求項１３】
前記フローティングコネクタシステムの内部に電気接続された前記少なくとも２つのケーブル端部を用いて、前記フローティングコネクタシステムを配備すること、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フローティングコネクタシステムは、前記Ｉ型管の頂部に配置されたリフティングパッド目をさらに備え、前記リフティングパッド目は取付点を提供し、前記フローティングコネクタシステムを持ち上げるために前記取付点にウィンチを取り付けてもよい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記閉囲可能なベイは、前記フローティングコネクタシステムの前記浮力を制御するために加圧された空気を含有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記閉囲可能なベイは、前記フローティングコネクタシステムが配備されると完全に浸水され、水柱内の中間平衡位置で浮遊するような水位に加圧された空気を含有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記２つのケーブルが前記海洋エネルギー変換装置の前記スイッチギアに電気接続されると、前記海洋エネルギー変換装置によって発生されたエネルギーは、前記海洋エネルギー変換装置から前記少なくとも２つの海底ケーブルに伝送可能である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記２つのケーブルのうち少なくとも１つが沿岸ケーブルと電気接続され、かつ前記海洋エネルギー変換装置の前記スイッチギアと電気接続される場合に、前記海洋エネルギー変換装置によって生成されるエネルギーが、前記沿岸ケーブルを介して岸に伝送可能である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記フローティングコネクタシステムは、前記２つのケーブル端部が前記フローティングコネクタシステムの内部で接続されると、前記海洋エネルギー変換装置に固定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記フローティングコネクタシステムは、前記２つのケーブル端部が前記フローティングコネクタシステムの内部で接続されると、揚錨船に搭載される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
海洋エネルギー変換装置のフローティングコネクタシステムであって、前記システムが、
Ｉ型管および閉囲可能なベイを有するブイであって、前記ブイによって前記フローティングコネクタシステムに浮力を提供する、ブイと、
前記海洋エネルギー変換装置を追加の海洋エネルギー変換装置に接続するように構成される単一のケーブルと、
前記海洋エネルギー変換装置に接続されるように構成された接続箱であって、前記海洋エネルギー変換装置のスイッチギアに前記単一のケーブルの電気接続を提供するように構成される、接続箱と、
を備える
フローティングコネクタシステムであって、
前記閉囲可能なベイが前記接続箱を収容し、
前記単一のケーブルが、前記接続箱に接続される場合に、前記閉囲可能なベイが前記単一のケーブルの一部を収容し、
前記接続箱が前記海洋エネルギー変換装置に接続される場合に、前記海洋エネルギー変換装置の前記スイッチギアと前記単一のケーブルの間の電気接続が、前記接続箱を介して完了可能であり、かつ
前記単一のケーブルが、最後の海洋エネルギー変換装置を一連の海洋エネルギー変換装置に接続するために使用される、
フローティングコネクタシステム。
【請求項２２】
請求項１に記載のフローティングコネクタシステムであって、
前記少なくとも２つのケーブルが、前記Ｉ型管の底部端部から前記ブイに入り、前記Ｉ型管の頂部端部に走り、
前記閉囲可能なベイが、前記ブイが前記頂部端部で気密な第１の構成を有し、かつ前記閉囲可能なベイの内部でアクセス可能でかつ前記ブイが前記頂部端部で気密でない第２の構成を有し、
前記接続箱が前記第２の構成でのみアクセス可能であり、
前記ブイが前記海洋エネルギー変換装置と接続される場合であって、かつ前記閉囲可能なベイが前記第２の構成にある場合に、前記スイッチギアと前記少なくとも２つのケーブルの間の前記電気接続が完了可能であり、
前記閉囲可能なベイが第１の構成にある場合であって、かつ前記ブイが前記海洋エネルギー変換装置と非接続であり、かつ前記海洋エネルギー変換装置から配備されている場合に、前記閉囲可能なベイの前記頂部端部に保持される空気が、前記フローティングコネクタシステムに主要な浮力源を提供する、
方法。
【請求項２３】
請求項１２に記載の方法であって、前記２つのケーブルが前記Ｉ型管の底部端部から前記Ｉ型管の頂部端部に向けて走ること、をさらに備え、
前記閉囲可能なベイが、前記ブイが前記頂部端部で気密である第１の構成を有し、かつ前記閉囲可能なベイの内部がアクセス可能であり、かつ前記ブイが気密でない第２の構成を有し、
前記接続箱が、前記第２の構成でのみアクセス可能であり、
前記ブイが前記海洋エネルギー変換装置に接続される場合であって、前記閉囲可能なベイが、前記第２の構成である場合に、前記スイッチギアと前記２つのケーブルとの間の前記電気接続が完了可能であり、かつ
前記閉囲可能なベイが、第１の構成にある場合であって、前記ブイが前記海洋エネルギー変換装置と未接続であり、かつ前記ブイが海洋エネルギー変換装置から配備されている場合に、前記閉囲可能なベイの前記頂部端部に保持された空気が、前記フローティングコネクタシステムの主要な浮力源を提供する、
方法。
【請求項２４】
請求項２１に記載のフローティングコネクタシステムであって、
前記単一のケーブルが、前記Ｉ型管の底部端部から前記ブイに入り、かつ前記Ｉ型管の頂部端部に向けて走り、
前記閉囲可能なベイが、前記ブイが前記頂部端部で気密である、第１の構成を有し、かつ前記閉囲可能なベイの内部でアクセス可能であって前記頂部端部が気密でない、第２の構成を有し、
前記接続箱が、前記第２の構成でのみ前記ブイとアクセス可能であり、
前記ブイが前記海洋エネルギー変換装置に接続された場合であって、かつ前記閉囲可能なベイが前記第２の構成にある場合、前記スイッチギアと前記少なくとも２つのケーブルとの間の前記電気接続が完了可能であり、
前記閉囲可能なベイが第１の構成にある場合であって、かつ前記ブイが前記海洋エネルギー変換装置と未接続であり、かつ前記海洋エネルギー変換装置から配備されている場合に、前記閉囲可能なベイの前記頂部端部に保持された空気が、前記フローティングコネクタシステムに主要な浮力源を提供するように構成される、
フローティングコネクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「切断可能な海洋エネルギー装置のアレイケーブルのための接続システム」という名称で２０１４年１０月２７日に出願された米国特許仮出願第６２／０６９，２３５号の利益を主張する。米国特許仮出願第６２／０６９，２３５号の内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は海洋エネルギー変化器ユニットに関する。詳細には、本明細書に開示された技術は海洋エネルギーファームの個々の海洋エネルギー変化器ユニットにアレイケーブルを接続するための新規の方法を提供する。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は海洋エネルギーファームの個々の海洋エネルギー変換器（ＯＥＣ）ユニット間の（電力接続および通信のための）アレイケーブルの接続に関する。具体的には、本発明は個々のＯＥＣユニットをそれぞれ速やかに切断および再接続できる一方で、隣接したＯＥＣユニット間のエネルギーおよび情報の流れを保つ。
【０００４】
開示された主題は海洋エネルギー装置のフローティングコネクタに関する。フローティングコネクタは、浮きのような長いスパーを有するブイを含み、ブイはフローティングコネクタに浮力を提供する。フローティングコネクタは、海洋エネルギー装置に接続するための少なくとも２つの海底ケーブルをさらに含む。またフローティングコネクタは、海洋エネルギー装置に結合するため、また海洋エネルギー装置のスイッチギアに海底ケーブルの電気接続を提供するための接続箱も含む。接続箱が海洋エネルギー装置に結合されると、少なくとも２つの海底ケーブルを備えた電気回路はスイッチギアを介して海洋エネルギー装置を貫通する。
【０００５】
また開示された主題は、海洋エネルギー変換装置のフローティングコネクタシステムを設置する方法に関する。ケーブルのアレイの既設部の２つのケーブル端部は、海底から取り上げられる。次いで２つのケーブル端部は、フローティングコネクタシステムの内部で接続される。フローティングコネクタシステムはフローティングコネクタシステムに浮力を提供する浮きのような長いスパーを有するブイを含む。フローティングコネクタシステムは、海洋エネルギー装置を追加の海洋エネルギー変換装置に接続するための少なくとも２つの海底ケーブルをさらに含む。またフローティングコネクタシステムは、海洋エネルギー装置に結合するため、また海洋エネルギー装置のスイッチギアに少なくとも２つの海底ケーブルの電気接続を提供するための接続箱も含む。接続箱が海洋エネルギー装置に結合されると、少なくとも２つの海底ケーブルを備えた電気回路はスイッチギアを介して海洋エネルギー装置を貫通する。
【０００６】
さらに開示された主題は、浮きのような長いスパーを有するブイを含む海洋エネルギー装置のフローティングコネクタに関する。ブイはフローティングコネクタシステムに浮力を提供する。フローティングコネクタは、海洋エネルギー装置を追加の海洋エネルギー変換装置に接続するための単一ケーブルをさらに含む。またフローティングコネクタは、海洋エネルギー装置に結合するため、また海洋エネルギー装置のスイッチギアに少なくとも２つの海底ケーブルの電気接続を提供するための接続箱も含む。接続箱が海洋エネルギー装置に結合されると、少なくとも２つの海底ケーブルを備えた電気回路はスイッチギアを介して海洋エネルギー装置を貫通する。単一ケーブルは、最後の海洋エネルギー変換装置を一連の海洋エネルギー変換装置に接続するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１ａ】海洋エネルギーファームの配置を示す図である。
【図１ｂ】海洋エネルギーファームの配置を示す図である。
【図１ｃ】海洋エネルギーファームの配置を示す図である。
【図２】システムを保持するステーションとして働く電気ケーブルを備えたフローティングＩ型管を示す図である。
【図３】フローティングＩ型管を使用する複数の海洋エネルギー変換装置を備えた海洋エネルギーファームを示す図である。
【図４ａ】海洋エネルギー変換器の切断を示す図である。
【図４ｂ】海洋エネルギー変換器の切断を示す図である。
【図５ａ】生産状態への電気ケーブルプラットフォームの接続を示す図である。
【図５ｂ】切断されたＩ型管の状態への電気ケーブルプラットフォームの接続を示す図である。
【図６】フローティングＩ型管の構成要素を表す図である。
【図７】フローティングＩ型管の接続箱およびカバーが開位置にある電気接続を示す図である。
【図８ａ】異なる場所および環境条件に対する代替のフローティングＩ型管の構成を表す図である。
【図８ｂ】異なる場所および環境条件に対する代替のフローティングＩ型管の構成を表す図である。
【図９】海洋エネルギーファームのための既設のアレイケーブルを示す図である。
【図１０】フローティングＩ型管の海洋揚錨船からの配備を示す図である。
【図１１】プリングヘッドおよびガイドワイヤを使用するアレイケーブルの設置を示す図である。
【図１２】フローティングＩ型管のその浮遊条件における試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に説明する詳述は、本願の技術の様々な構成の説明を意図するものであり、本願の技術を実施しし得る唯一の構成を表すことを意図するものではない。添付図面は本明細書に組み込まれ、詳述の一部を構成する。詳述には、本願の技術を完全に理解させるための特定の詳細が含まれる。しかし本願の技術は本明細書に説明される特定の詳細に限定されず、これらの特定の詳細なしに実施されてもよいことが当業者には明白になろう。場合によっては、本願の技術の概念を不明瞭にしないために、周知の構造および構成要素がブロック図の形で示されている。
【０００９】
背景技術の章に論じた主題は、背景技術の章に記載した結果として先行技術に過ぎないと考えるべきではない。同様に背景技術の章または背景技術の章の主題に関連して記載された問題は、先行技術ですでに認識されていると考えるべきではない。背景技術の章における主題は異なる手法を表すに過ぎず、それ自体も主張された本発明の遂行に対応してもよい。
【００１０】
以下の詳述は開示された技術を参照に行われる。好ましい実装形態は開示された技術を示すために説明され、その範囲を限定するものではなく、これは特許請求の範囲によって定義される。当業者には詳述の種々の等価的変形が理解されよう。
【００１１】
システムは、浮きのような長いスパーからなる「フローティングＩ型管」として本明細書に表されたブイを利用し、これは２つのアレイケーブルを保護するためにＩ型管として働く。標準生産においてフローティングＩ型管は再生可能なエネルギー装置に取り付けられ、２つ以上のアレイケーブルは、切断可能なコネクタを使用して搭載スイッチギアに接続される。この概念によりＯＥＣユニットは直列で接続された他のＯＥＣユニットへの接続が切れることなく（例えば運用および整備が必要なために）配置場所から取り除くことができ、それによって海洋エネルギーファームにおける生産量の喪失が最小になる。エネルギー装置の存在なしに、フローティングＩ型管は２つ以上の接続されたアレイケーブルを備えた１つの場所で浮遊し、システムを保持するステーションとして働いてもよい。また本発明は接続および切断の時間を著しく低減し、それによってＯＥＣを容易に切断でき、整備作業のために沿岸に牽引することができる。整備を沿岸で済ませると、海洋作業を実行するために使用する専用の船舶の必要性を避ける助けとなる。また本発明は、ＯＥＣの甲板の高さで電気ケーブル端部に容易に近づくことができる。
【００１２】
ＯＥＣファーム内でアレイケーブルを接続する様々な方法がある。乾式の嵌合可能なコネクタを使用して海洋海底電気ケーブルを設置する方法は、「海洋電気プラントの設置方法およびシステム」という名称の国際公開第２０１３０５０７５５号に説明されている。しかし挙げられた発明では、コネクタは接続後に海底まで下げ、切断が必要である場合に引き上げて戻す必要がある。
【００１３】
切断可能な海洋風力エネルギー発生器は、「既設の係留システムを備えた取外し可能な海洋風力タービン」と言う名称の米国特許第８，７２９，７２３Ｂ２号に説明されており、これは２つ以上の風力タービンを備えたフローティングプラットフォームからなり、フローティングプラットフォームは、係留線およびアレイケーブルが接続された第２の浮きに接続される。風力発生器を支持するプラットフォームは風向に従って係留プラットフォームの周りを自由に回転し、石油ガス業界で使用されるフローティング生産貯蔵出荷設備（ＦＰＳＯ）内で使用されるタレットに酷似している。
【００１４】
また欧州特許第２１１０３０７Ｂ１号、「係留システム」に説明されたペラミスの概念は、ＯＥＣの接続および切断が容易な切断可能な海底ブイを提示している。しかしこの発明は湿式の嵌合コネクタを必要とし、これはマルチメガワットＯＥＣの高圧電力ケーブルに適合可能でないことがある。
【００１５】
いくつかの海洋エネルギー変換器ＯＥＣは、海洋に配置された自然エネルギー源および再生可能エネルギー源（風、波、潮流など）を活用するために近年開発されている。場所の深さに依存して、これらの装置の多くは、米国特許第８，４７１，３９６Ｂ２号、「海洋風力タービンを支持するための水捕捉板および非対称の係留システムを備えた、柱を安定化した海洋プラットフォーム」に記載されたＷｉｎｄＦｌｏａｔ、すなわち上に挙げたペラミスの概念のような、フローティング支持構造を利用する。これらのフローティングＯＥＣの利点の１つは、整備作業のために沿岸に牽引することができることであり、したがって高額の海洋クレーンまたは建設船の使用が回避される。しかし牽引することにより、ＯＥＣに接続されたすべての係留線およびアレイケーブルを切断しなければならない。その上、海洋エネルギーファームのほとんどはいくつかのユニットを直列に接続するケーブルに依拠する。
【００１６】
図１ａ〜図１ｃはシステム１００を保持するステーション、アレイ電気ケーブル１１０、海洋ケーブル１１２、およびＯＥＣ装置１０２〜１０８を含む、海洋エネルギーファームの配置を示す。多数のＯＥＣ装置１０２〜１０８（図１ａ参照）を備えた海洋ファームの場合、ＯＥＣ装置１０６を取り除くことは、ＯＥＣ装置１０２〜１０４との接続を喪失することを意味するはずであり、これは図１ｂに示されたように装置（すなわちＯＥＣ装置１０６）が切断された後に接続される。本発明は、ＯＥＣ装置を取り除くことができる一方で、両方のアレイケーブルに接続するためにフローティングブイ１１４を使用することにより、図１ｃに示されたように海洋の再生可能なファーム内に流れる電力が保持されるはずである。
【００１７】
図２に示されたように、本発明は、それぞれの再生可能なエネルギー装置に接続された２つ以上の電気ケーブル２０４を支持することができる、フローティングＩ型管２０２を利用する。エネルギー装置を運用および整備作業に起因して取り除く必要があるときは、浮きを単にプラットフォームから切断し海面に下げるだけでよい。電気ケーブルは、ＯＥＣを切断し修理のために沿岸に牽引するときに、この浮きに対してシステムを保持するステーションとして働くことができる。一旦ＯＥＣが修理され、海に牽引して戻され、係留システムに再接続されると、Ｉ型管はプラットフォームに引き戻され、永久的なＩ型管として働くためにプラットフォームに堅く接続できる。このシステムにより、プラットフォームが取り除かれた場合であっても、電力は依然として隣接したタービンに確実に流れる。
【００１８】
一部の実施形態では、本発明は一連の装置の最後の再生可能なエネルギー装置に適用することもできる。この場合、単一ケーブルはＩ型管を通過し、装置をグリッドに接続させてもよい。最後のユニットを切断する必要がある場合、Ｉ型管は定位置に残され、したがって電気ケーブルは表面位置に浮遊したままである。
【００１９】
接続および切断方法
図３に示されたように、フローティングＩ型管２０２は通常運用中にＯＥＣ３０２に堅固に取り付けられる。Ｉ型管２０２をプラットフォーム３０４から切断するために、フローティングＩ型管２０２は図４ａおよび図４ｂに示されたようにその浮遊吃水まで下げられ、次いで小型支援船を備えたＯＥＣから引き離されるはずである。このことは、システムを保持するＯＥＣステーションが切断されている間、必要であるに過ぎないはずである。ＯＥＣは運用および整備活動のために陸上にある間に、浮きは２つ以上の電気ケーブルを支持するように設計される。配備前に、フローティングＩ型管の閉囲されたベイは必要な浮力を確保するために加圧されることが可能である。
【００２０】
主要な運用および整備作業の後、プラットフォームを配置させその係留システムに連結することができる。次いで切断工程を逆転し、小型支援船を備えたプラットフォームにＩ型管を押し戻すことができる。ＯＥＣの底部に配置されたフェンダーはブイを所定の位置に誘導し、フローティングＩ型管の動きを抑えるはずである。ＯＥＣに搭載されたウィンチは浮きを引き上げるために使用されてもよく、これは浅い水の場所に対して１５トン未満の張力を必要とするはずである。しかし張力要件は水深に依存して変化することがある。
【００２１】
電気ケーブル接続
大きな運用よび整備作業の場合にアレイケーブルの導電体の速やかな接続および再接続を可能にするために、（例えばネクサンスまたはＮＫＴのカタログに説明されたような）通常の分離可能な高電圧のＴ型コネクタを使用してもよい。アレイケーブルをＯＥＣユニットと接続するために、接続箱を利用してもよい。少なくとも１つの接続箱はフローティングＩ型管上に配置される。標準生産中に、２つ以上の海底ケーブル５０２は、図５ａに示されたようにＩ型管の頂部で接続箱５０６上のＯＥＣのスイッチギアに接続された、予め配線されたＯＥＣケーブル５０４に接続される。接続箱５０６は、業界基準の分離可能な電気コネクタを使用することにより、導体の速やかな切断および再接続が可能になるはずである。ＯＥＣがエネルギーを生産しているときは、Ｉ型管を通過する２つの海底ケーブル５０２は、ＯＥＣユニットに搭載されたスイッチギアに由来するＯＥＣケーブル５０４に接続される。ＯＥＣを取り出す必要がある場合、ＯＥＣスイッチギアに由来するＯＥＣケーブル５０４は、フローティングＩ型管に搭載された接続箱５０６から切断される。この条件で電力は２つの隣接したＯＥＣ間を流れることができ、図５ｂに示されたようにＩ型管を配備する準備ができる。
【００２２】
フローティングＩ型管の構成要素
図６は本発明のフローティングＩ型管２０２の構成要素を表す。フローティングＩ型管２０２は、リフティングパッド目６０２、閉囲されたベイ６０４、Ｉ型管６０６、および鐘形６０８を含む。リフティングパッド目６０２はＯＥＣに接続／切断中（例えばＩ型管をＯＥＣまで持ち上げている間）にＩ型管２０２を取り扱う手段を提供する。またリフティングパッド目６０２は、整備のために電気コネクタに近づくために閉囲されたベイ６０４のカバーを取り除くのに役立つ。この閉囲されたベイ６０４は、標準生産中に浮遊している場合、ケーブル電気コネクタに必要な保護を提供する。
【００２３】
ＯＥＣユニットの型および水深に依存して、フローティングＩ型管の相対寸法は変化してもよい。フローティングＩ型管の接続箱および電気接続を示す図７に示されたように、コネクタの大きさならびにコネクタの最小曲げ半径は配置の外形寸法を運転する。
【００２４】
図６のＩ型管６０６は鐘形６０８の出口における吊り下げ部から電気ケーブルを保護する。Ｉ型管６０６および閉囲されたベイ６０４は基準の鋼管から製造することができ、フローティングＩ型管の気密性を確保するために空気封入されたフランジを使用する。通常の寸法は直径０．６〜１．５ｍの間で変化してもよく、長さはＯＥＣの設計に依存する。閉囲されたベイ６０４およびＩ型管６０６をフローティングＩ型管の平均浮遊位より下の水位に下げるために加圧することができる。Ｉ型管内部の残りの水位は浮遊モードでＩ型管を安定させるために寄与する。鐘形管は曲がりスティフナ６１０にケーブルの出口点において接続点を提供する。
【００２５】
タービンに由来するケーブルはフローティングＩ型管上で接続箱５０６に接続される。図７はフローティングＩ型管２０２、接続箱５０６、およびＯＥＣに接続されたときの電気コネクタ７０２を示す。図７にさらに示されたように、電気コネクタ７０２に接近させるために閉囲されたベイのカバー７０４を持ち上げることができ、それによって運用および整備作業ができる。運用中に閉囲されたベイのカバー７０４をデッキ７０８上に保管することができる。作業の完了後に、閉囲されたベイは電気接続を保護するために再度覆われる。Ｉ型管の頂部上のＡ型フレーム７０６を使用してＩ型管をプラットフォームに接続し、閉囲されたベイを開き、設置中にＩ型管を通る電気ケーブルを引く。
【００２６】
一部の実施形態では、Ｉ型管２０２により充分な浮力が提供されないことがあり、したがって図８ａに示されたように追加の浮き部８０２を必要とすることがある。場所によって高流速または深い水深では、図８ｂに示されたように浸水設計を利用することができる。この場合、電気ケーブル２０４はプラットフォームの水位に直接接続される。Ｉ型管２０２が配備されるとき、ブイ８０４は完全に浸水され、水柱内の中間平衡位置で浮遊してもよい。
【００２７】
設置方法
本発明は２つの見込まれる設置方法が可能であり、それに従ってアレイケーブルをＯＥＣユニットが設置される前に設置することができ、またはＯＥＣのユニットがシステムを保持するそれらのステーションに接続された後に設置することができる。
【００２８】
アレイケーブルの既設
フローティングＩ型管のブイは、システムを保持するステーションとしてアレイケーブルを使用して、場所を維持することができるので、ＯＥＣユニットが適所に設置される前にフローティングＩ型管のブイを配備することができる。次いで実際にＯＥＣユニットが適所に移される前に、アレイケーブル網が設置されるはずである。図９は海洋エネルギーファームのための既設のアレイケーブル９０２を示す。
【００２９】
この設置方法は、海底上のアレイケーブルのすべての部分を既設することから始められるはずである。２つのケーブル端部は各ＯＥＣの場所の付近に配備されるはずである。フローティングＩ型管２０２を運ぶために揚錨船を使用して、２つのケーブル端部は海底から取り上げられ、フローティングＩ型管２０２の内部で接続されるはずである。図１０は、海洋エネルギーファームのアレイケーブル９０２を既設する操作中の、フローティングＩ型管２０２の揚錨船１００２からの配備を示す。次いで揚錨船は海洋エネルギーファームの第１のＯＥＣの場所にフローティングＩ型管２０２を配備し、次いで隣のＯＥＣの場所に移動してこの工程を繰り返し、新しいフローティングＩ型管を設置するはずである。
【００３０】
次いでＯＥＣユニットは場所を移すことができる。一旦システムを保持するそのステーションに固定されると、フローティングＩ型管は上述の手段によりＯＥＣユニットに結合されるはずである。
【００３１】
アレイケーブルの後設
またアレイケーブルは、例えばＯＥＣユニットがそれらの場所に設置され、システムを保持するそれらのステーションに接続された後に設置されてもよい。この場合、陸上でのその最後の組立段階中にフローティングＩ型管２０２をすでにＯＥＣに接続することができる。次いで図１１に示されたようにＯＥＣから電気ケーブルを引っ張るためにプリングヘッドおよびガイドワイヤを使用して、アレイケーブル９０２を固定されたＩ型管の場合のように設置することができる。
【００３２】
フローティングＩ型管の残存性
フローティングＩ型管は、ＯＥＣユニットから切断されると、その場で種々の環境条件に耐えるように設計されている。設計は（図２に示されたような）その浮遊条件において１年の暴風雨の間に特定の場所で研究された。数値コードＯｒｃａＦｌｅｘを使用して、構造上の波および潮流に起因する流体力を考慮してフローティングＩ型管を分析した。不規則波について、Ｊｏｉｎｔ  Ｎｏｒｔｈ  Ｓｅａ  Ｗａｖｅ  Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（ＪＯＮＳＷＡＰ）（合同北海波観測プロジェクト）のスペクトルで３〜７．６５メートルの範囲の著しく高い波を１３．６秒の波の周期で検討した。その結果の要約が図１２に示されている。前後揺および左右揺の水平オフセットのそれぞれ「ｘｘ」および「ｙｙ」は、隣接したＯＥＣユニットに対する影響のない抑制運動を示す。最小空隙は保証されるので、Ｉ型管は完全には浸水しないことが確保される。
【００３３】
上述のメートル数は特徴の網羅的一覧を表すものではなく、他のメートル数が組み込まれて分析されてもよい。加えてそのメートル数を個別にまたは互いに組み合わせて使用してもよい。したがって本明細書に開示された技術の使用を示す例は、限定としてまたは好ましいと取られるべきではない。上に提供された例は、過度に複雑にならずに開示された技術を示すために使用されたに過ぎない。これはすべての技術開示を示すことを意図するものではない。
【００３４】
本開示の１つまたは複数の実装形態に対して多くの可能な適用が存在し、それゆえ本明細書に開示された実装形態は本開示をいかなる様式でも限定することを意図しないことが当業者には理解されよう。
【００３５】
開示された主題は、さらに海洋エネルギー装置のフローティングコネクタに関する。フローティングコネクタは、浮きのような長いスパーを有するブイを含み、ブイはフローティングコネクタに浮力を提供する。フローティングコネクタは、海洋エネルギー装置に接続するための少なくとも２つの海底ケーブルをさらに含む。またフローティングコネクタは、海洋エネルギー装置に結合するため、また海洋エネルギー装置のスイッチギアに海底ケーブルの電気接続を提供するための接続箱も含む。接続箱が海洋エネルギー装置に結合されると、少なくとも２つの海底ケーブルを備えた電気回路はスイッチギアを介して海洋エネルギー装置を貫通する。
【００３６】
一部の実施形態では、フローティングコネクタは浮きのようなスパーの頂部に配置されたリフティングパッド目を含んでもよく、リフティングパッド目は取付点を提供し、フローティングコネクタシステムを持ち上げるために取付点にウィンチを取り付けてもよい。ブイおよび接続箱は接続箱および少なくとも２つの海底ケーブルを収納する閉囲されたベイ内に配置されてもよい。閉囲されたベイはフローティングコネクタシステムの浮力を制御するために加圧された空気を含有してもよく、空気は、フローティングコネクタシステムが完全に浸水され、水柱内の中間平衡位置で浮遊するような水位に加圧されてもよい。
【００３７】
一部の実施形態では、フローティングコネクタシステムは浮きのようなスパーの底部に配置された１つまたは複数の鐘形を含んでもよい。鐘形は曲がりスティフナのための取付点を提供する。曲がりスティフナは浮きのようなスパーの底部における１つまたは複数の鐘形から延在し、曲がりスティフナによって覆われた少なくとも２つの海底ケーブルのそれぞれの部分に剛性を提供する。
【００３８】
少なくとも２つの海底ケーブルが海洋エネルギー装置のスイッチギアに電気接続されると、海洋エネルギー変換装置によって発生されたエネルギーは、海洋エネルギー変換装置から少なくとも２つの海底ケーブルに伝送可能である。少なくとも２つの海底ケーブルのうちの少なくとも１つは沿岸ケーブルに電気接続されてもよく、沿岸ケーブルは海洋エネルギー変換装置によって発生されたエネルギーを沿岸に伝送する。
【００３９】
一部の実施形態では、ブイはさらなる浮力を提供するために追加の浮きを含んでもよい。一部の実施形態では、接続箱が海洋エネルギー装置から分離され、少なくとも２つの海底ケーブルがスイッチギアから切断されると、電気回路は少なくとも２つの海底ケーブルのあらゆる対を互いに接続することによって完了可能である。フローティングコネクタシステムが結合された海洋エネルギー変換装置は、ステーションが確実に保持するために１つまたは複数の渓流線に接続されてもよい。
【００４０】
また海洋エネルギー変換装置のフローティングコネクタシステムを設置するための方法も開示される。ケーブルのアレイの既設された部分の２つのケーブル端部は海底から取り上げられる。次いで２つのケーブル端部はフローティングコネクタシステム内部で接続される。フローティングコネクタシステムはフローティングコネクタシステムに浮力を提供する、浮きのような長いスパーを有するブイを含む。フローティングコネクタシステムは、海洋エネルギー装置を追加の海洋エネルギー変換装置に接続するために少なくとも２つの海底ケーブルをさらに含む。またフローティングコネクタシステムは海洋エネルギー装置に結合するため、また海洋エネルギー装置のスイッチギアに少なくとも２つの海底ケーブルの電気接続を提供するための接続箱も含む。接続箱が海洋エネルギー装置に結合されると、少なくとも２つの海底ケーブルを備えた電気回路はスイッチギアを介して海洋エネルギー装置を貫通する。
【００４１】
一部の実施形態では、方法は２つのケーブル端部がフローティングコネクタシステムの内部で接続されると、フローティングコネクタシステムを配備することをさらに含む。一部の実施形態では、フローティングコネクタシステムは浮きのようなスパーの頂部に配置されたリフティングパッド目をさらに含み、リフティングパッド目は取付点を提供し、フローティングコネクタシステムを持ち上げるために取付点にウィンチを取り付けてもよい。またフローティングコネクタシステムのブイおよび接続箱は、接続箱および少なくとも２つの海底ケーブルを収納する閉囲されたベイ内に配置されてもよい。
【００４２】
一部の実施形態では、閉囲されたベイは、フローティングコネクタシステムの浮力を制御するために加圧された空気を含有する。閉囲されたベイは、フローティングコネクタシステムが配備されると完全に浸水され、水柱内の中間平衡位置で浮遊するような水位に加圧された空気を含有してもよい。
【００４３】
一部の実施形態では、少なくとも２つの海底ケーブルが海洋エネルギー装置のスイッチギアに電気接続されると、海洋エネルギー変換装置によって発生されたエネルギーは海洋エネルギー変換装置から少なくとも２つの海底ケーブルに伝送可能である。少なくとも２つの海底ケーブルのうちの少なくとも１つは沿岸ケーブルに電気接続されてもよく、沿岸ケーブルは海洋エネルギー変換装置によって発生されたエネルギーを沿岸に伝送する。
【００４４】
一部の実施形態では、フローティングコネクタシステムは、２つのケーブル端部がフローティングコネクタシステムの内部で接続されると、海洋エネルギー変換装置に固定される。一部の実施形態では、フローティングコネクタシステムは、２つのケーブル端部がフローティングコネクタシステムの内部で接続されると、揚錨船に搭載される。
【００４５】
開示された主題は、さらに浮きのような長いスパーを有するブイを含む、海洋エネルギー装置のフローティングコネクタに関する。ブイはフローティングコネクタシステムに浮力を提供する。フローティングコネクタは、海洋エネルギー装置を追加の海洋エネルギー変換装置に接続するための単一ケーブルをさらに含む。またフローティングコネクタは、海洋エネルギー装置に結合するため、また海洋エネルギー装置のスイッチギアに少なくとも２つの海底ケーブルの電気接続を提供するための接続箱も含む。接続箱が海洋エネルギー装置に結合されると、少なくとも２つの海底ケーブルを備えた電気回路はスイッチギアを介して海洋エネルギー装置を貫通する。単一ケーブルは、最後の海洋エネルギー変換装置を一連の海洋エネルギー変換装置に接続するために使用される。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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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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