(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローティングドックと、
前記フローティングドック上に配置され、洋上風車を支持する架台と、
を具備した、洋上風車設置用フローティングドックを用い、
前記フローティングドックを洋上に浮上させた状態で、前記洋上風車設置用フローティングドックを洋上風車設置位置まで移動させる工程ａと、
前記フローティングドックを所定深さまで沈降させて、前記架台を、前記フローティングドックに対して相対的に上方に移動させる工程ｂと、
前記フローティングドックに前記架台を固定した状態で前記フローティングドックを浮上させて、少なくとも前記フローティングドックの浮力を用いて前記架台を洋上に上昇させる工程ｃと、
前記洋上風車を、移動機構および揚重装置によって予め洋上風車設置位置に設けられた基礎上に設置する工程ｄと、
を具備することを特徴とする洋上風車の設置方法。
【請求項２】
フローティングドックと、
前記フローティングドック上に配置され、洋上風車を支持する架台と、
前記フローティングドックに設けられ、前記架台を昇降させる昇降装置と、
を具備した、洋上風車設置用フローティングドックを用い、
前記フローティングドックを洋上に浮上させた状態で、前記洋上風車設置用フローティングドックを洋上風車設置位置まで移動させる工程ａと、
前記フローティングドックを所定深さまで沈降させて、前記架台を、前記フローティングドックに対して相対的に上方に移動させる工程ｂと、
少なくとも前記昇降装置を用いて、前記架台を洋上に上昇させる工程ｃと、
前記洋上風車を、移動機構および揚重装置によって予め洋上風車設置位置に設けられた基礎上に設置する工程ｄと、
を具備することを特徴とする洋上風車の設置方法。
【請求項３】
前記架台は、洋上に浮くことが可能であり、
前記工程ｂは、前記架台を洋上に浮かせた状態で、前記フローティングドックを沈降させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洋上風車の設置方法。
【請求項４】
前記工程ｂでは、前記フローティングドックを着床させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の洋上風車の設置方法。
【請求項５】
前記工程ｃの前記フローティングドックの鉛直方向位置は、完全に浮上した位置と着床位置との間の、半没水位置で維持されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の洋上風車の設置方法。
【請求項６】
フローティングドックと、
前記フローティングドック上に配置され、洋上風車を支持する架台と、
を具備し、
前記架台は、洋上風車を支持する保持部と、前記洋上風車を揚重する揚重装置を、を具備し、
前記架台は、前記フローティングドックに対して相対的に上方に移動可能であり、
前記フローティングドックは、沈降および浮上が可能であり、前記架台を前記フローティングドックに対して相対的に異なる高さで固定可能な固定機構を具備することを特徴とする洋上風車設置用フローティングドック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洋上に風力発電用の風車を設置するための洋上風車の設置方法およびこれに用いられる洋上風車設置用フローティングドックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、洋上に風力発電用の風車を設置して、自然エネルギーを有効に利用する試みが注目されている。例えば欧州においては、洋上に風車を設置するためには、自己昇降式作業台船（ＳＥＰ：Ｓｅｌｆ  Ｅｌｅｖａｔｉｎｇ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ）が用いられることが多い。ＳＥＰは、着床式の洋上風車設置方法として実績がある。
【０００３】
このような洋上への風車設置方法として用いられるＳＥＰとしては、昇降可能なレグを有するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３７３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなＳＥＰは、設置される風車の規模に応じて、必要なサイズ（規模）が異なる。例えば、今後主流となると思われる５ＭＷ超級の洋上風車を設置するためには、それに応じた大きなＳＥＰが必要となる。しかし、現状、日本には、そのような大きなＳＥＰは存在しない。
【０００６】
しかし、専用のＳＥＰを新たに製造するには、大きな費用を要し、現実的ではない。また、現有する欧州のＳＥＰを利用する方法もあるが、ＳＥＰの輸送などの費用を考慮すると、コスト的に現実的ではない。また、海底にレグを立てる必要があることから、ＳＥＰの適用可能な水深には制約がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、専用のＳＥＰを用いずに、また、水深の制約を受けず、洋上風車の設置を行うことが可能な洋上風車の設置方法および洋上風車設置用フローティングドック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】
【０００８】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、フローティングドックと、前記フローティングドック上に配置され、洋上風車を支持する架台と、を具備した、洋上風車設置用フローティングドックを用い、前記フローティングドックを洋上に浮上させた状態で、前記洋上風車設置用フローティングドックを洋上風車設置位置まで移動させる工程ａと、前記フローティングドックを所定深さまで沈降させて、前記架台を、前記フローティングドックに対して相対的に上方に移動させる工程ｂと、前記フローティングドックに前記架台を固定した状態で前記フローティングドックを浮上させて、少なくとも前記フローティングドックの浮力を用いて前記架台を洋上に上昇させる工程ｃと、前記洋上風車を、移動機構および揚重装置によって予め洋上風車設置位置に設けられた基礎上に設置する工程ｄと、を具備することを特徴とする洋上風車の設置方法である。
第２の発明は、フローティングドックと、前記フローティングドック上に配置され、洋上風車を支持する架台と、前記フローティングドックに設けられ、前記架台を昇降させる昇降装置と、を具備した、洋上風車設置用フローティングドックを用い、前記フローティングドックを洋上に浮上させた状態で、前記洋上風車設置用フローティングドックを洋上風車設置位置まで移動させる工程ａと、前記フローティングドックを所定深さまで沈降させて、前記架台を、前記フローティングドックに対して相対的に上方に移動させる工程ｂと、少なくとも前記昇降装置を用いて、前記架台を洋上に上昇させる工程ｃと、前記洋上風車を、移動機構および揚重装置によって予め洋上風車設置位置に設けられた基礎上に設置する工程ｄと、を具備することを特徴とする洋上風車の設置方法である。
【０００９】
前記架台は、洋上に浮くことが可能であり、前記工程ｂは、前記架台を洋上に浮かせた状態で、前記フローティングドックを沈降させてもよい。
【００１２】
前記工程ｂでは、前記フローティングドックを着床させてもよい。
【００１３】
前記工程ｃの前記フローティングドックの鉛直方向位置は、完全に浮上した位置と着床位置との間の、半没水位置で維持されてもよい。
【００１４】
第１、第２の発明によれば、従来、ケーソンなどを敷設する際に用いられるフローティングドックに対して、最低限の改良のみで風車の設置に利用することができる。このため、特殊で大型のＳＥＰを用いることなく、洋上風車を設置することができる。
【００１５】
また、フローティングドックは、自身を沈降させることができる。フローティングドックを沈降させた状態では、洋上の波の影響を受けにくくなるため、作業が容易である。
【００１６】
また、フローティングドックは、完全に浮上した位置と着床位置との間の、半没水位置（いわゆるセミサブ）で維持することができるため、水深によらず、作業が可能である。
【００１７】
また、架台を洋上に浮かすことができれば、架台を洋上に浮かせた状態で、フローティングドックを沈降させることができる。
【００１８】
また、架台を、フローティングドックの浮力で洋上に上昇させることができれば、特殊な機構が無くても、架台を洋上の所定高さに持ち上げることができる。
【００１９】
また、架台を昇降させる昇降装置が設けられれば、昇降装置を用いて、架台を洋上に上昇させることもできる。
【００２０】
また、水深が浅い場合には、フローティングドックを着床させることもできる。この場合には、フローティングドックが海底に仮固定されるため、動揺が抑制される。
【００２１】
第３の発明は、フローティングドックと、前記フローティングドック上に配置され、洋上風車を支持する架台と、を具備し、前記架台は、洋上風車を支持する保持部と、前記洋上風車を揚重する揚重装置を、を具備し、前記架台は、前記フローティングドックに対して相対的に上方に移動可能であり、前記フローティングドックは、沈降および浮上が可能であり、前記架台を前記フローティングドックに対して相対的に異なる高さで固定可能な固定機構を具備することを特徴とする洋上風車設置用フローティングドックである。
【００２２】
第２の発明によれば、簡易な設備で、洋上風車を設置することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、専用のＳＥＰを用いずに、洋上風車の設置を行うことが可能な洋上風車の設置方法および洋上風車設置用フローティングドックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】洋上風車設置用フローティングドック１を用いた、洋上風車の設置工程を示す立面図。
【図２】洋上風車設置用フローティングドック１を用いた、洋上風車の設置工程を示す立面図。
【図３】洋上風車設置用フローティングドック１を用いた、洋上風車の設置工程を示す立面図。
【図４】洋上風車設置用フローティングドック１を用いた、洋上風車の設置工程を示す立面図。
【図５】洋上風車設置用フローティングドック１ａを用いた、洋上風車の設置工程を示す立面図。
【図６】洋上風車設置用フローティングドック１ａを用いた、洋上風車の設置工程を示す立面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態にかかる洋上風車設置用フローティングドックを用いた、洋上風車の施工方法について説明する。図１〜図４は、洋上風車設置用フローティングドック１を用いた、洋上風車の設置工程を示す立面図である。
【００２６】
洋上風車設置用フローティングドック１は、主に、フローティングドック３、架台５等から構成される。フローティングドック３は、従来、ケーソン等を設置するために用いられるものである。フローティングドック３は、１００００トン程度の積載重量を有する。これは、現在主流であるＳＥＰの積載重量である１０００〜２０００トンと比較して、十分に大きい。ＳＥＰの場合には、積載重量が、レグの昇降装置の能力に依存するためである。
【００２７】
このように、本発明では、十分な積載重量を有するフローティングドックを用いるため、大型の洋上風車であっても、複数のパーツに分割して運搬することなく、一度で運搬および設置作業を行うことができる。
【００２８】
フローティングドック３上には、架台５が配置されている。架台５は、洋上風車を支持する部位である。架台５の下部は、フローティングドック３の固定部９に固定される。また、架台５の上部には、揚重装置７が配置される。揚重装置７は、例えば、ウィンチ等であり、大掛かりなクレーン等は不要である。
【００２９】
なお、詳細は後述するが、架台５の上部は、例えばアーム状に伸縮するか、または、架台５に、その他の移動機構が配置され、洋上風車１１を水平方向に移動させることができる。
【００３０】
揚重装置７は、保持部１９を吊り下げる。保持部１９は、洋上風車１１を保持する部位である。すなわち、洋上風車１１は、揚重装置７によって吊り下げられる。なお、洋上風車１１が倒れないように、架台５の一部（または保持部１９）に対して、例えばリング状のガイドが固定され、洋上風車１１は、ガイドと保持部１９によって、保持される。
【００３１】
なお、洋上風車設置用フローティングドック１は、自航式であってもよく非自航式であってもよい。自航式の場合には、フローティングドック３を洋上に浮上させ、洋上風車１１を保持した状態で、自身で洋上を航行し、海底１５に施工された基礎１３近傍まで移動する。非自航式の場合には、同様の状態の洋上風車設置用フローティングドック１を、タグボートなどで曳航して、基礎１３近傍まで移動させる。
【００３２】
所定の場所まで洋上風車設置用フローティングドック１を移動させた後、必要に応じてアンカー係留や、タグボートによる位置保持が行われる。さらに、ＤＰＳ（ダイナミックポジショニングシステム）などの位置保持システムを搭載させてもよい。
【００３３】
基礎１３は、予め公知の方法で施工される。基礎１３の上端部は、海面１７上に露出する。なお、基礎１３の形態は、図示したモノパイル以外であってもよい。
【００３４】
次に、図２に示すように、架台５とフローティングドック３との固定を解除して、フローティングドック３を所定深さ沈降させる。フローティングドック３には、複数の互いに隔離されたタンクが設けられ、タンク内に水を注入することで、フローティングドック３を水中に所定深さだけ沈降させることができる。また、各部のタンクへの注水量を調節することで、フローティングドック３の姿勢も制御可能である。
【００３５】
本実施形態では、架台５は洋上（海面１７）に浮くことができる。すなわち、架台５は、フローティングドック３の沈降に合わせて、下方に移動するが、海面１７まで移動した後、自身で浮上した状態を維持する。この状態から、さらに、フローティングドック３を沈降させると、フローティングドック３のみが海中に沈み、架台５は洋上に浮上する。すなわち、架台５は、フローティングドック３に対して、相対的に上方に移動する。
【００３６】
この際、フローティングドック３は、海底１５まで沈降せず、完全に浮いた状態と、海底に着床した状態の間の、半没水位置で維持される。半没水位置（セミサブ）のフローティングドック３に対して、架台５とフローティングドック３を再度固定する。すなわち、フローティングドック３と架台５との相対的な移動が規制される。
【００３７】
次に、図３に示すように、フローティングドック３を再度浮上させる。フローティングドック３を浮上させるためには、タンクに注水された水を、排出すればよい。フローティングドック３の浮上高さは、洋上風車１１の下端が、基礎１３の上端位置よりもわずかに高くなる位置とする。この状態でも、フローティングドック３は、完全に浮き上がった状態ではなく、半没水位置となる。このように、フローティングドック３を半没水位置で維持することで、完全に浮いた状態に対して、波の影響を受けにくく、フローティングドック３の揺れを抑制することができる。
【００３８】
次に、図４に示すように、洋上風車１１を略水平に移動させて、基礎１３上まで移動機構によって移動させる。洋上風車１１の移動機構としては、図示したように、架台５の上部に水平方向に伸縮可能な伸縮アーム２０を設けて、伸縮アーム２０を伸ばすようにしてもよく、その他の移動機構を設けてもよい。また、伸縮可能なアームは、架台５の上部でなくてもよく、洋上風車１１の下部であってもよく、複数個所であってもよい。
【００３９】
洋上風車１１が基礎１３上に位置した状態で、揚重装置７によって、洋上風車１１を基礎１３上に載置する。さらに、洋上風車１１と基礎１３とをボルト等によって固定することで、洋上風車１１の設置作業が完了する。なお、洋上風車１１の移動時には、フローティングドック３の各部のタンクへの注水および排水を制御することで、フローティングドック３の姿勢を制御することができる。
【００４０】
以上、本実施の形態によれば、大型のＳＥＰを用いることなく、既存のフローティングドックを最低限の改良で利用することができるため、低コストで洋上風車１１を洋上に設置することができる。また、フローティングドック３の沈降および浮上を利用するため、洋上風車１１を吊り下げるための大掛かりなクレーン等が不要である。
【００４１】
また、海底１５にレグを着床させる必要がないため、水深の深い海域でも、基礎１３さえ施工できれば、洋上風車１１を設置することが可能である。
【００４２】
また、フローティングドック３を半没水位置で維持した状態で、設置作業を行うことができるため、通常の作業台船を用いる場合と比較して、波による動揺量を低減することができる。このため、稼働率を向上させることができ、係留の簡素化も可能である。
【００４３】
次に、第２の実施の形態について説明する。図５は、他の実施の形態にかかる洋上風車設置用フローティングドック１ａを用いた、洋上風車１１の設置工程を示す図である。なお、以下の説明において、洋上風車設置用フローティングドック１と同一の機能を奏する構成については、図１等と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。洋上風車設置用フローティングドック１ａは、洋上風車設置用フローティングドック１とほぼ同様であるが、フローティングドック３に昇降装置２１が設けられる点で異なる。
【００４４】
昇降装置２１は、架台５とフローティングドック３との固定が可能であるとともに、フローティングドック３に対して、相対的に上下に架台５を昇降させることが可能である。昇降装置２１としては、例えば、ラックアンドピニオン方式のギヤに、モータ等を接続すればよい。
【００４５】
本実施形態では、架台５は、必ずしも洋上に浮上しなくてもよい。フローティングドック３を沈降させた後、または同時に、架台５を昇降装置に２１によって、フローティングドック３に対して相対的に上方に移動させればよい。このようにすることで、架台５が洋上に浮上しない場合でも、洋上風車１１を設置することができる。
【００４６】
この場合には、フローティングドック３が半没水位置で維持した状態で、洋上風車１１の下端が、基礎１３の上端よりもわずかに上にくるまで、昇降装置２１によって架台５を上昇さればよい。この後、前述した方法で、洋上風車１１を基礎１３上に固定することで、洋上風車１１を設置することができる。
【００４７】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、架台５が洋上に浮かばないような場合でも、洋上風車１１を洋上に設置することができる。
【００４８】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、洋上風車設置用フローティングドック１ａが用いられるが、水深が浅い場合に適用可能な施工方法である。
【００４９】
第３の実施形態においては、フローティングドック３を沈降させた際、海底１５に着床させる。この状態から、昇降装置２１を用いて所定高さまで架台５を上昇させる。この後、前述した方法で、洋上風車１１を基礎１３上に固定することで、洋上風車１１を設置することができる。
【００５０】
なお、フローティングドック３が着床する部位には、予め、海底が均された仮マウンドが形成される。このようにすることで、フローティングドック３と仮マウンドとの摩擦によって、水平方向の動揺も抑制することができる。
【００５１】
第３の実施の形態によれば、水深の浅い場合において、フローティングドック３を着床させた状態で、洋上風車１１の設置を行うことができる。このため、フローティングドック３が固定された状態となり、設置作業が容易である。また、昇降式のレグを用いるものではないため、フローティングドック３自体を海上に持ち上げるような大掛かりな昇降装置は不要であり、架台５のみを上昇させればよいため、小規模な昇降装置２１で十分作業を行うことができる。
【００５２】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ………洋上風車設置用フローティングドック
３………フローティングドック
５………架台
７………揚重装置
９………固定部
１１………洋上風車
１３………基礎
１５………海底
１７………海面
１９………保持部
２０………伸縮アーム
２１………昇降装置
【図１】
0006329461.tif 000002
【図２】
0006329461.tif 000003
【図３】
0006329461.tif 000004
【図４】
0006329461.tif 000005
【図５】
0006329461.tif 000006
【図６】
0006329461.tif 000007