(57)【要約】  バラストを選択的に充填できる少なくとも１つの実質的に中空のボディを含み、最大水平方向寸法が最大鉛直方向寸法よりも大きい浮体式基礎と、前記浮体式基礎によって支持され、好ましくは伸縮式シャフトを備えた建造物と、下方向推進手段と、少なくとも３つの保持ケーブルとを備え、前記保持ケーブルが緊張し、前記浮体式基礎の安定性を向上させる下向きの力を前記保持ケーブルが前記浮体式基礎に及ぼすよう、前記３つの保持ケーブルの対応する上端は前記浮体式基礎に、好ましくは前記浮体式基礎の周辺部に取り付けられると共に、前記３つの保持ケーブルの対応する下端は前記下方向推進手段に取り付けられている浮体式構造物。及び、この浮体式構造物のための設置方法。
2017516945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  バラストを選択的に充填できる少なくとも１つの本質的に中空のボディを含み、最大水平方向寸法が最大鉛直方向寸法よりも大きい浮体式基礎と、
−  前記浮体式基礎によって支持され、ベースセグメントとヘッドセグメントとの少なくとも２つのセグメントを備えた伸縮式シャフトと、
−  下方向推進手段と、
−  少なくとも３つの保持ケーブルと
を備え、前記保持ケーブルが緊張し、下向きの力を前記保持ケーブルが前記浮体式基礎に及ぼすよう、前記３つの保持ケーブルのそれぞれの上端は前記浮体式基礎に、好ましくは前記浮体式基礎の周辺部に取り付けられると共に、前記３つの保持ケーブルのそれぞれの下端は前記下方向推進手段に取り付けられており、
設置状態においては、前記シャフトは半ば浮上している一方、前記浮体式基礎は水中にあるか、又は、前記シャフトは浮上している一方、前記浮体式基礎は半ば水中にあることを特徴とする風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項２】
上端が伸縮式のシャフトと結合され、下端が浮体式基礎に結合された少なくとも１つのステイを備え、これらのステイの少なくとも１つは、そのステイの下端がそのステイの上端よりも前記シャフトの中心縦軸から離れるように鉛直方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項３】
前記ステイの少なくとも１つは、対応する保持ケーブルの延長部で形成されており、前記浮体式基礎は、保持ケーブルの一直線状態に屈曲部を形成することを可能とする偏向部材を備え、保持ケーブルの上端は最終的に前記シャフトに結合され、前記偏向部材は前記保持ケーブルの前記上端よりも前記シャフトの中心縦軸から離れていることを特徴とする請求項２に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項４】
前記浮体式基礎は、１つの本質的に閉じた箱形状のボデーを備えた構造物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項５】
前記浮体式基礎は、少なくとも２つの本質的に閉じた箱形状のボデーを備えた構造物であり、前記ボデーは直接又は構造を介して互いに結合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項６】
前記構造は格子タイプ又はバータイプの構造であることを特徴とする請求項５に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項７】
前記本質的に閉じた箱形状のボデーの少なくとも１つは、実質的に、コンクリートで作られていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項８】
前記伸縮式シャフトの中心縦軸は前記浮体式基礎の中心縦軸と一致していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項９】
前記浮体式基礎は、前記本質的に中空のボデーの少なくとも１つの内側に収容されるバラストの体積及び／又は重量を調節するための調節手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１０】
前記本質的に中空のボデーは区画室に分けられており、前記調節手段は、前記区画室の少なくとも１つのための独立した調節装置を備えていることを特徴とする請求項９に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１１】
前記下方推進手段は海底への取付手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１２】
前記取付手段は、保持ケーブルによって伝達される上向きの力に抗することのできる、打ち込み杭、固定小杭、硬化材料からなる固定バルブ（球体）、または固定吸い込みバケットを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１３】
前記取付手段は、自重により、保持ケーブルによって印加される上向きの力に抗することのできる、海底に静止している少なくとも１つの質量要素を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１４】
前記静止している質量要素は、全部又は一部がバラスト材で充填可能な少なくとも１つの本質的に中空のコンクリート製の箱を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１５】
前記質量要素はその中に入れられているバラストの体積及び／又は重量を調節する手段を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１６】
前記質量要素の少なくとも１つは、非充填状態又は少なくとも１つが部分的に充填された状態において自己浮遊することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１７】
前記質量要素の少なくとも１つは前記浮体式基礎に一時的に寄りかかったままでいることができることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１８】
前記保持ケーブルを一時的に回収するための手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項１９】
前記浮体式基礎のボデーまたはボデー群の周囲から外側へと横方向に延びる少なくとも１つの延長アームを備え、前記保持ケーブルの少なくとも１つは上端で対応する延長アームに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項２０】
ステイの少なくとも１つが下端において対応する延長アームに取り付けられていることを特徴とする請求項１９に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項２１】
前記ステイの少なくとも１つは、対応する保持ケーブルの延長部で形成されており、延長アームは、保持ケーブルの一直線状態に屈曲部を形成することを可能とする偏向部材を備え、保持ケーブルの上端は最終的にシャフトに結合されており、前記偏向部材は、前記保持ケーブルの上端よりもシャフトの中心縦軸から離れていることを特徴とする請求項１９に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項２２】
前記浮体式基礎の下に、筐体に入れられた少なくとも１つの加圧ガスチャンバを備え、前記筐体は、現場の水塊に接続されるよう底部が開いていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１つに記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項２３】
前記加圧ガスチャンバに入れられたガスの体積及び／又は圧力を制御し調節する手段を備えたことを特徴とする請求項２２に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項２４】
前記浮体式基礎に、波のエネルギーを利用するための手段を備え、該手段は浮体式基礎の底側を通る空気通路に少なくとも１つのウェルズタイプのタービンを含み、前記浮体式基礎の本質的に封止された内部の筐体及び／又は前記シャフトを前記加圧ガスチャンバに連通させることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の風力タービンのための浮体式下部構造。
【請求項２５】
（ａ）  陸上または沿岸で浮体式基礎を製造する工程と、
（ｂ）  １つのベースセグメントと１つのヘッドセグメントとを少なくとも含む伸縮式シャフトを乾式で製造する工程と、
（ｃ）  浮体式基礎と、収縮状態にある伸縮式シャフトと、前記伸縮式シャフトのヘッドセグメントに結合された風力タービン手段の少なくとも一部と、を備えた自己浮遊自立型輸送ユニットを、次のサブ工程により陸上または沿岸で形成する工程と、
（ｃ１）  前記収縮状態の伸縮式シャフトを前記浮体式基礎に配置するサブ工程、
（ｃ２）  前記ヘッドセグメントに前記風力タービン手段の少なくとも一部を取り付けるサブ工程、
（ｃ３）  該当する場合には、延長アームを前記浮体式基礎に取り付けるサブ工程、
（ｃ４）  該当する場合には、ステイを前記浮体式基礎に取り付けるサブ工程、
（ｃ５）  該当する場合には、波エネルギー利用手段を前記浮体式基礎に取り付けるサブ工程
（ｄ）  前記自己浮遊自立型輸送ユニットを、自己浮遊態様で現場まで輸送又は牽引する工程であって、輸送中、前記浮体式基礎は半ば水中に沈んだ状態、そして、前記収縮状態の伸縮式シャフトは完全に浮上した状態のままである工程と
を技術的に可能な任意の順序で備えた風力タービンのための浮体式下部構造の設置方法であって、
前記工程（ａ）の後及び／又は前記下方推進手段の製造または建設の後に、任意の順序で、
（ｅ）前記保持ケーブルのそれぞれの一端を前記浮体式基礎に取り付ける工程と、
（ｆ）前記保持ケーブルのそれぞれの他端を前記下方推進手段に取り付ける工程と
を備え、
前記工程（ｄ）の前に、
（ｇ）現場で前記浮体式基礎を水塊に置く工程を備え、
前記工程（ｅ）及び（ｆ）の後に、
（ｈ）前記保持ケーブルによって、前記下方向推進手段によって生成される下方向の力を前記浮体式基礎に与える工程
を備え、
前記工程（ｃ）の後、かつ、好ましくは、前記工程（ｈ）の前に、
（ｉ）前記伸縮式シャフトを風力タービン手段と共に伸張させる工程を備え、
前記工程（ｄ）の後に、
（ｊ）該当する場合には、横方向の位置を維持するための手段を前記下部構造に取り付ける工程
を備え、
前記工程（ｈ）の前に、
（ｋ）海底に取り付ける、該当する場合には、取付手段を海底に取り付ける工程
を備えたことを特徴とする設置方法。
【請求項２６】
前記寄りかかり可能な質量要素は前記輸送ユニットの一部を形成し、前記浮体式基礎及び前記伸縮式シャフトと共に輸送され、一旦現場に到着すると、前記質量要素はバラスト充填され、前記浮体式下部構造の設置状態にとって必要な重量と位置に達するまで前記浮体式基礎から下降させられることを特徴とする請求項２５に記載の設置方法。
【請求項２７】
前記工程（ｃ）の後かつ前記工程（ｈ）の前に、
（ｍ１）浮遊安定化手段を前記浮体式下部構造に一時的に取り付ける工程
を備え、
前記工程（ｈ）の後かつ前記工程（Ｉ）の後に、
（ｍ２）前記浮体式下部構造から前記浮遊安定化手段を除去する工程
を備えたことを特徴とする請求項２５又は２６に記載の設置方法。
【請求項２８】
前記浮遊安定化手段は、
−  前記浮体式基礎の比較的固定された位置に取り付けられる少なくとも３つの浮きであって、それぞれが、工程ｌ）の間中一部が常時浮上しているのに十分な高さを有する浮き、及び／又は
−  工程（Ｉ）中に浮体式基礎が降下するにつれて伸張される発射手段を介して前記浮体式基礎に接続される少なくとも２つの浮きであって、それぞれは前記工程（Ｉ）中ずっと水面にあるように浮揚性を有する浮き、及び／又は
−  工程（Ｉ）中に浮体式基礎が降下するにつれて伸張される発射手段を介して前記浮体式基礎に接続され、前記工程（I）中ずっと水面にあるように浮揚性を有する、少なくとも１つのはしけ、及び／又は
−  発射手段を備え、前記発射手段によって前記浮体式基礎に取り付けられる少なくとも１つの支援船
を備えたことを特徴とする請求項２７に記載の設置方法。
【請求項２９】
前記工程（ｈ）の前に、
（ｎ１）  下方向推進手段を備えた少なくとも１つのコンクリート製の箱を陸上または沿岸で製造し、この箱を現場の水塊中に配置する工程と、
（ｎ２）  前記コンクリート製の箱を自己浮遊態様で現場まで輸送又は牽引する工程と、
（ｎ３）  前記コンクリート製の箱が作業深度まで沈むように、前記コンクリート製の箱にバラストを充填する工程と
を備え、
前記工程（ｎ３）の後に、
（ｎ４）前記コンクリート製の箱の重量が前記設置状態にとって所望の値まで増加するように、前記箱にバラスト充填する工程を備えたことを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれか１つに記載の設置方法。
【請求項３０】
前記工程（ｈ）の前に、
（ｏ）前記浮体式基礎に保持ケーブル用の牽引手段を設ける工程
を備え、
前記工程（ｈ）において、前記浮体式基礎を鉛直方向に移動させるよう前記保持ケーブル用の牽引手段を作動させることを特徴とする請求項２５乃至２９のいずれか１つに記載の設置方法。
【請求項３１】
前記設置方法の前記工程の少なくとも１つは、浮体式下部構造の水平位置を制御するために少なくとも２つのタグボートを使用することを特徴とする請求項２５乃至３０のいずれか１つに記載の設置方法。
【請求項３２】
前記工程（ｉ）は、
−  前記工程（ｃ）の後での、前記伸縮式シャフトの部分的伸張を行う第１工程と、
−  前記工程（ｈ）を開始した後の、前記伸縮式シャフトの完全伸張を行う第２工程と
の２つの工程に分割されることを特徴とする請求項２５乃至３１のいずれか１つに記載の設置方法。
【請求項３３】
前記工程（ｃ２）で風力タービン手段の一部のみをヘッドセグメントに取り付ける場合には、工程（ｄ）を開始した後に、
（ｐ）  ヘッドセグメント上で風力タービン手段全体を組み立てる工程
を備えることを特徴とする請求項２５乃至３２のいずれか１つに記載の設置方法。
【請求項３４】
前記浮体式下部構造の設置状態において、前記浮体式基礎は完全に水中にあり、前記シャフトは一部が水中にあることを特徴とする請求項２５乃至３３のいずれか１つに記載の設置方法。
【請求項３５】
請求項１乃至２７のいずれか１つに記載の浮体式下部構造を用いた風力タービン。
【請求項３６】
請求項２５乃至３３のいずれか１つに記載の方法により設置された浮体式下部構造を用いた風力タービン。
【請求項３７】
−  バラストを選択的に充填できる少なくとも１つの本質的に中空のボディを含む浮体式基礎と、
−  前記浮体式基礎によって支持され、ベースセグメントとヘッドセグメントとの少なくとも２つのセグメントを備えた伸縮式シャフトと、
−  下方向推進手段と、
−  少なくとも３つの保持ケーブルと
を備え、前記保持ケーブルが緊張して下向きの力を前記浮体式基礎に及ぼすよう、前記３つの保持ケーブルのそれぞれの上端は前記浮体式基礎に、好ましくは前記浮体式基礎の周辺部に取り付けられると共に、前記３つの保持ケーブルのそれぞれの下端は前記下方向推進手段に取り付けられており、
設置状態においては、前記シャフトは半ば浮上している一方、前記浮体式基礎は水中にあるか、又は、前記シャフトは浮上している一方、前記浮体式基礎は半ば水中にあることを特徴とする風力タービンのための浮体式下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海、湖等の水塊上の場所に設置されるための浮体式構造及びその構造を設置するための方法に関する。
【０００２】
より詳しくは、本発明の構造は、主としてコンクリートで作られた風力タービン用の浮体式構造であり得る。この浮体式構造は、設置状態において、半浮上型シャフト（fuste de tipo semi-emergido)及び水中型浮体式基礎（フローテーションベース）（base de flotacion de tipo sumergido)か、浮上型シャフト（fuste de tipo emergido)及び半水中型浮体式基礎（base de flotacion de tipo semi-sumergido)かのいずれか一方を備える。この明細書において、「下部構造」という用語は、風力タワーの発電手段を支持するための風力タワーの部分のことを指し、したがって、そのタワー自体つまりシャフトを含む。
【０００３】
記載の明確性のために、この明細書は、概して、本発明に係る構造を海で使用する場合に言及するが、これは、本発明における水塊または設置箇所に関して、発明の範囲を制限するものではない。同様に、記載の明確性のために、この明細書は、具体的には、風力タービンのための浮体式下部構造を説明するが、これも発明の範囲を制限するものではない。
【０００４】
上述の通り、本発明は、特に、主としてコンクリートからなる風力タービンのための浮体式下部構造に適用出来るものであるが、明細書または請求項の範囲を、このタイプの構造への適用に制限されるものと理解されるべきではなく、また、コンクリートからなる下部構造に制限されるものと理解されるべきでもない。なぜならば、本発明は、設置状態において水位より上の所定の高さまで主としてコンクリートで作られた下部を備える下部構造における使用についても、その所定の高さまで主として別の材料（例えば鋼）で作られた下部を備える下部構造における使用についても、同等に有利であり、また、好ましくはないが、縦方向全体がコンクリート以外（鋼等）の材料で作られた下部構造にも適用可能であるからである。
【０００５】
したがって、本発明の主たる適用分野は、再生可能エネルギーつまりグリーンエネルギー（特に風力）産業と組み合わさった大形構造物（特に、コンクリートを用いるもの）の建設業である。
【背景技術】
【０００６】
近年、スペイン、ヨーロッパ及び世界のその他の国において風力が非常に大きな主導権を得ていることはよく知られている。そして、全ての予測が、世界的に風力発電の持続的な成長を指摘している。最も先進的で経済的に最も強力な国のエネルギー政策は、風力エネルギーの存在感を高めることを、その目標に含めている。
【０００７】
この文脈の中で、沖合つまり洋上風力発電所が出現し始めており、今後数年間でこの技術の使用の大きな成長が期待できる。洋上風力発電所は、その場所の水深によっては、明らかにより費用がかかるが、風の質はより良質で、風速はより大きく、乱流は少ないので、生産時間が長くなり、したがって、海面での空気の高密度化に加えて、地面上の風力発電所よりも多くの収益を上げることができるので、高い初期投資コストを補償できる。事実、特に、ドイツ、英本国、北欧三国では、洋上風力発電所を奨励し建造することが一般的で、再生可能エネルギー割り当て生産量に達するために政府によって設定された戦略的目標と密接に関連しているその種の発電所の成長予測に即して、多数のそのような発電所が研究されている。据え付け発電所の単位コストを低減するためにより大きなパワーとサイズのタービンを用いる傾向は、風力タービンの開発においては恒常的なものとなっており、特に洋上風力発電所についてはそうである。殆ど全ての主要な風力タービンの製造会社は、特に厳しい海洋条件（環境）に適合した３メガワット以上の高出力モデルを研究するかまたはその開発段階の後期にある。
【０００８】
この電力増大の激化及び特に厳しい海洋条件は、タービンを支えなければならない下部構造への要求が相当大きくなることを意味しており、それは、大容量、最適な強度、及びコスト競争力のある下部構造に対する新規な概念の開発を必要とする。特に、下部構造が、特定の状況においては望ましい高深度サイトで使用される場合には、そうである。これらのサイトのためにフローティング（浮体式）ソリューションが提案されてきたが、建造されたものは全てこれまでのところ金属製下部構造を使用している。
【０００９】
既知のフローティングソリューションの主たる欠点と制限の中には次のものがある。
・  下部構造の設置は、基礎、シャフト及びタービン要素の輸送（搬送）、取り扱い、及びリフティング（巻き上げ）のための希少でコストのかかる海上手段関連のコストが高くなることを意味する。
・  特に潮流領域においては、湿度と塩分の厳しい条件のせいで、鋼は、海洋媒体においての持続期間（耐用年数）に限りがある。したがって、メンテナンス要件は高くかつ費用がかかる。これは、疲労負荷（荷重）に対する金属構造の高い感受性と相まって、下部構造の金属部品の寿命は限られたものとなる。
・  鋼製下部構造は、船舶、氷山、及び一般の漂流物体からの衝撃に対しての感受性が高い。
・  鋼コストの変動（これはコンクリートと比べて相当大きい）から生じる不確実性がある。
・  一部の既存のソリューションでは、下部構造のシャフトの剛性が限られたものであるので、下部構造のより大きい高さとタービンのサイズに対するキャパシティが制限される。これは、限られた剛性しかない基礎のソリューションについて特に言えることで、これは、海洋（つまり沖合)での設置では最も一般的な状況である。
・  供給が限られるリフティングと輸送のための特定の海上手段への多大な依存。
【００１０】
製造材料に関しては、構造コンクリートは水上構造物、特に海洋上構造物に対して最適な材料であることがわかった。実際、金属構造の使用は、航海実務の延長としてモバイル浮動要素においては優勢であるが、継続的メンテナンスに常にリンクしており、コンクリートがそれに代わって有利な代替物であり、それ故全てのタイプの固定海洋構造物（港、ドック、桟橋、突堤、プラットフォーム、灯台など）においてより一般的である。これは、主に、構造コンクリートの耐久性、強度、構造抵抗、海洋腐食に対する低い感受性、実質的にメンテナンスフリーのサービスによるものです。適切な設計により、疲労感受性も非常に低い。その使用可能な寿命は通常５０年を超える。
【００１１】
さらに、コンクリートは衝撃または衝突の場合のトレランスのお陰で有利であり、例えば、漂流氷によって生じた力または小型船舶からの衝撃に耐えるように設計することができ、また、如何なる必要な修理も簡単に経済的に行えることによっても有利である。
【００１２】
構造用コンクリートは、普遍的な建築材料であり、原材料および建設手段は世界中でアクセス可能であり、コストも適度である。 
【００１３】
このようなわけで、コンクリートは沖合つまり海洋下部構造のために段々と多く使用されるようになった。但し、今日までは、それは一般的には、基礎が海底にある下部構造したがって深度の小さい（深さの浅い）または複合の造物に対して使用されてきた。
【発明の開示】
【００１４】
本発明の目的は、風力タービンのための浮体式構造であって、
バラストを選択的に充填できる少なくとも１つの実質的に中空のボディを含み、最大水平方向寸法が最大鉛直方向寸法よりも大きいフローテーションベースつまり浮体式基礎と、
前記浮体式基礎によって支持され、ベースセグメントとヘッドセグメントとの少なくとも２つのセグメントを備えた伸縮式シャフトと、
下方向推進手段（下向き付勢手段）と、
少なくとも３つの保持ケーブルと
を備え、前記保持ケーブルが緊張し、前記浮体式基礎の安定性を向上させる下向きの力を前記保持ケーブルが前記浮体式基礎に及ぼすよう、前記３つの保持ケーブルのそれぞれの上端は前記浮体式基礎に、好ましくは前記浮体式基礎の周辺部に取り付けられると共に、前記３つの保持ケーブルのそれぞれの下端は前記下方向推進手段に取り付けられている浮体式構造に関する。
【００１５】
前記シャフトは、予定された高さに達するまで互いに同軸に配置され、おそらくは軸方向に部分的に重なった少なくとも２つの管状セグメントから形成される。そしてこれらのうちの少なくとも1つは、下部構造の設置状態において上方向にテーパ形状としてもよい。したがって、２つの連続するセグメントの間には対応する水平結合部がある。これらのシャフトセグメントのうち、下部構造の設置状態において前記浮体式基礎に直接配置されることが意図されているシャフトセグメントを、以下、「ベースセグメント」と称す。そして、このベースセグメント以外のセグメントを、以下、「重畳セグメント」と称す。また、下部構造の設置状態においてシャフトの一番上に配置される重畳セグメントを、以下、「ヘッドセグメント」と称す。
【００１６】
これらのセグメントの各々は単一ピース（以下、「インテグラルセグメント」と称す）であってもよい。あるいは、これらのセグメントの少なくとも１つは、少なくとも２つの弧状セグメントで形成されてもよく、これら弧状セグメントは結合して対応するセグメントの周を完成する。したがって、連続する２つの弧状セグメントの間には、対応する鉛直方向（縦方向）の結合部がある。
【００１７】
さらに、下部構造のシャフトのベースセグメント及び前記下部構造の浮体式基礎は、連続して接合してもよく、あるいは、単一のピースで形成してもよいが、これによって発明の範囲から逸脱することはない。
【００１８】
前記風力タービンのための浮体式下部構造は、設置状態において、半浮上型シャフト及び水中型浮体式基礎か、浮上型シャフト及び半水中型浮体式基礎かのいずれか一方を備える。ちなみに、本発明では、浮体式基礎の如何なる構成部分の最大高さよりも低い高さにある風タワーの部分は、前記浮体式基礎の一部を形成するものと考えられる。
【００１９】
本発明に係る浮体式構造は、上端が建造物、好ましくはシャフトと結合され、下端が浮体式基礎に結合された少なくとも１つのステイ（支索）を備えていてもよい。これらのステイの少なくとも１つは、その下端がその上端よりも前記建造物の中心縦軸から離れるように傾斜している。前記ステイの少なくとも１つは、対応する保持ケーブルの延長部で形成されていてもよく、その場合には浮体式基礎は、保持ケーブルのアライメント（一直線状態）に屈曲部を形成することを可能とする偏向部材（つまり撓み部材）を備え、保持ケーブルの上端が最後に建造物に結合される。
【００２０】
前記浮体式基礎は、本質的に閉じた、封止されかつ中空の、箱形状の、好ましくはコンクリート製の、単一のボデーを備えた構造であってもよいし、あるいは、本質的に閉じた、封止されかつ中空の、箱形状の、少なくとも２つのボデーを備え、それらのうちの少なくとも１つは好ましくはコンクリート製であり、前記少なくとも２つのボデーは直接に、または格子構造またはバー構造等の構造を介して間接に、互いに結合している構造であってもよい。各ボデーは１または複数の内部区画室を有していてもよく、前記内部区画室は封止または互いに連通していてもよい。
【００２１】
本発明に係る浮体式構造は、水上を曳航または自走によって最終場所まで輸送され得る。この目的のために、前記浮体式基礎と、前記建造物の少なくとも一部とが、浮きかつ自立した（つまり、浮遊自立型の）輸送ユニットを形成し得る。浮体式構造が本発明に係る伸縮式シャフトを備えた風力タービンのための浮体式下部構造である場合には、浮体式基礎と、収縮状態（つまり、ベースセグメントが浮体式基礎に一体的に結合し、重畳セグメントが互いの中かつベースセグメントの中に暫定的に収容された状態）の伸縮式シャフトと、前記伸縮式シャフトのヘッドセグメントに結合したタービン手段の少なくとも一部とが、浮きかつ自立した（つまり、浮遊自立型の）輸送ユニットを形成し得る。収縮状態にある伸縮式シャフトは、輸送ユニットの重心を低く下げることを可能とし、それによりその安定性を向上する。
【００２２】
好ましくは、輸送中、前記浮体式基礎は半水中（半水没）状態に維持され、前記建造物（該当する場合には収縮状態の伸縮式シャフトを含む）は、完全に浮上した状態に維持される。しかし、下部構造の設置状態においては、浮体式基礎は部分的に水中に沈んでいる。
【００２３】
構造の設置状態においては、建造物の中心縦軸は浮体式基礎の中心縦軸と一致する。
【００２４】
一方、前記下方向推進手段は海底への取付手段を備えることができ、この取付手段は、例えば、打ち込み杭、固定された小杭、硬化材料からなる固定されたバルブ（球体）または固定された吸い込みバケット、もしくは、海底との接続を行うためのこの技術分野で知られた他の要素または複数の要素の組み合わせであって保持ケーブルによって伝達される上向きの力に抗することのできるものである。また、前記取付手段は、自重により、保持ケーブルによって印加される上向きの力の少なくとも一部に抗することのできる、海底に配置された１以上の質量要素の使用に基づく重力システムであってもよい。この場合には、前記質量要素の少なくとも１つは、実質的に中空でその内部には、設置状態において、完全に又は部分的にバラスト材（液体材料または固体材料であり得る）が充填されたコンクリート製の箱を備えることができる。前記コンクリート製の箱は、現場まで曳航された後、現場でバラスト充填されて、海底に達するまで沈められるよう、バラスト非充填状態においては自己浮遊かつ自立タイプのものであってもよい。
【００２５】
前記複数の保持ケーブルは、一旦前記浮体式基礎と前記下方向推進手段とに結合されると、垂直（鉛直）方向に延び、したがって、互いに平行となることができる。あるいは、受けるかもしれない水平方向の力に対する抵抗性及び剛性の向上のために、垂直方向に対してある程度傾斜していてもよい。
【００２６】
本発明に係る浮体式構造は、位置維持用の側方手段を備え、この側方手段が浮体式構造を海底に結合して、この構造が漂流するのを防止するようにしてもよい。このような位置維持用の側方手段は、一端が海底に取り付けられ、他端が浮体式構造の任意の要素に取り付けられる少なくとも１つの係留部を備えていてもよい。前記係留部の海底への取付けは、当該技術分野で知られて種々のシステム、例えば、アンカー、単一点係留、あるいは単純に重力（大きなサイズと長さの係留部が複数ある場合）によって行うことができる。
【００２７】
前記質量要素の少なくとも１つは前記浮体式基礎に一時的に寄りかからせられる、つまり、くっつけられる。したがって、少なくとも１つの寄りかかった（くっついた）質量要素は、前記輸送ユニットの一部を形成することができ、前記浮体式基礎及び建造物と一緒に輸送され、一旦現場に到達すると、浮体式基礎から解放され、あるいは分離されて、前記構造の設置状態でのそれの位置へと到達する。
【００２８】
本発明に係る浮体式構造は、保持ケーブルを巻回状態またはリールで巻き取られた状態で輸送するために保持ケーブルを一時的に回収（収集）する手段を備えることができる。この手段は輸送ユニットの一部及び／又は少なくとも１つの質量要素の一部を形成している。前記質量要素は、保持ケーブルの効率的輸送を可能とし、保持ケーブルの設置中に保持ケーブルを徐々に巻き又は巻きを解くことができ、特に、バラスト材料を充填された質量要素を下方向推進手段が備え、浮体式構造の設置状態に達するまで徐々に下降するようになっている場合には、それらの質量要素は設置プロセスの効率と容易性（単純性）を向上する。
【００２９】
さらに、本発明に係る浮体式構造の浮体式基礎は、浮体式基礎のボデーまたはボデー群の周囲から外側へと横方向に延びる少なくとも１つの延長アームを備えることができる。この場合には、前記保持ケーブルの少なくとも１つを、その上端で、対応する延長アーム、好ましくは、対応する延長アームの自由端に取り付けることができる。この場合、前記ステイの少なくとも１つを、その下端で、対応する延長アームに取り付けることができる。また、この場合には、前記ステイの少なくとも１つは、対応する保持ケーブルの延長部で形成されてもよく、その場合には、前記延長アームは、好ましくはその自由端に、保持ケーブルのアライメント（一直線状態）に屈曲部を形成することを可能とする偏向部材つまり撓み部材を備え、保持ケーブルの上端が最後に建造物に結合される。また、この場合には、前記位置維持用の側方手段は、一端が海底に取り付けられ、他端が前記延長手段の少なくとも１つに取り付けられてもよい。
【００３０】
本発明に係る浮体式構造は、浮体式基礎の下に、浮体式基礎によって排水される水量を増やし、したがって浮体式基礎にかかる上向きの浮力を増大させる加圧ガス（例えば、加圧空気）を含んだ少なくとも１つのチャンバを備えてもよい。前記加圧ガスチャンバを入れた筐体（recinto)は、現場の水塊に接続されるように、底部が開いている。さらに、前記加圧ガスチャンバ内の空気の体積（量）及び／又は圧力を制御し調整する手段を設けてもよく、これにより浮体式基礎への上向きの浮力を調整して保持ケーブルの張力を調節し、特に風又は波の状態を考慮して要求されるようにその張力を適合させることが可能となる。
【００３１】
さらに、この場合には、本発明に係る浮体式構造は、浮体式基礎に、波のエネルギーを利用するための手段を含むことができる。この手段は、浮体式基礎の底側を通る空気通路に少なくとも１つのウェルズタイプのタービンを含み、前記浮体式基礎の実質的に封止された内部の筐体（recinto interior)及び／又は前記建造物を前記加圧ガスチャンバに連通させる。さらに、本発明に係る浮体式構造は、少なくとも１つの加圧ガスチャンバに入れられた空気の体積及び／又は圧力を調整することにより前記少なくとも１つの加圧ガスチャンバのサイズを調節するためのシステムを備えることができ、これにより前記加圧ガスチャンバ内の共鳴周波数（共振周波数）を入射波における優勢周期範囲に調整することにより、波によって生じる前記加圧ガスチャンバ内の水位の振動とそのエネルギ利用を増加させることが可能となる。
【００３２】
前記ウェルズタイプのタービンは、振動水柱として知られている方法によって波からのエネルギーを利用することを可能とする。波は前記加圧ガスチャンバを入れた筐体の内部の水膜を上下させ、これによって、空気を動かして浮体式基礎下のガスチャンバと、浮体式基礎またはシャフトの内部との間の通路内を流れさせる。ウェルズタイプのタービンは前記通路をいずれの方向にも流れる空気流によってエネルギーを生じさせることができる。
【００３３】
ウェルズタイプのタービンは好ましいタイプではあるが、本発明の範囲を逸脱することなく、流動流体からのエネルギーを利用するために当該技術分野で知られている他のタイプを使用してもよい。
【００３４】
本発明の別の目的は、上述の浮体式構造の設置方法に関する。
【００３５】
本発明に係る設置方法は、技術的に可能な任意の順番に、次の工程を備える。
（Ａ）  陸上または沿岸で浮体式基礎を製造する工程と、
（Ｂ）  １つのベースセグメントと１つのヘッドセグメントとを少なくとも含む伸縮式シャフトを乾式で製造する工程と、
（Ｃ）  次の工程により輸送ユニットを陸上または沿岸で形成する工程と、
（Ｃ１）  前記伸縮式シャフトを収縮状態で前記浮体式基礎に取り付ける工程、
（Ｃ２）  前記ヘッドセグメントに風力タービン手段の少なくとも一部を取り付ける工程、
（Ｃ３）  該当する場合には、延長アームを前記浮体式基礎に取り付ける工程、
（Ｃ４）  該当する場合には、ステイを前記浮体式基礎に取り付ける工程、
（Ｄ）  タグボートを用いるか、又は自走により、前記輸送ユニットを自己浮遊態様で現場まで輸送する工程と、
（Ｅ）  保持ケーブルの一端を前記浮体式基礎に取り付けると共に、前記保持ケーブルの他端を下方向推進手段に取り付ける工程と、
（Ｆ）  該当する場合には、横方向の位置を維持するための手段を前記構造に取り付ける工程と、
（Ｇ）  前記伸縮式シャフトを前記風力タービンと一緒に伸張させる工程。
【００３６】
前記風力タービン手段（工程（Ｃ２））は、自己浮動態様で輸送する工程（Ｄ）及び伸縮式シャフトを伸張させる工程（Ｇ）の前に取り付けるのが好ましいが、本発明の範囲から逸脱することなく、それとは異なるタイミングで取り付けてもよい。
【００３７】
工程（Ｅ）は様々な段階で行うことができ、この設置方法の他の工程と交互に行うことができる。したがって、例えば、工程（Ｄ）の前に海底への取付手段に保持ケーブルの一端を予め固定し、工程（Ｄ）の後で保持ケーブルの他端を浮体式基礎に固定してもよい。あるいは、工程（Ｄ）の前に保持ケーブルの一端を浮体式基礎に固定し、工程（Ｄ）の後で保持ケーブルの他端を海底への取付手段に固定してもよい。
【００３８】
本発明に係る設置方法は、工程（Ｄ）の前に、
（Ｈ）現場で前記浮体式基礎を水塊上に設置する工程を備える。
【００３９】
本発明に係る設置方法は、工程（Ｄ）の後であって工程（Ｅ）を完了する前に、
（Ｉ）前記浮体式基礎にバラストを充填して、設置状態のための所望の深さ、好ましくは前記保持ケーブルの少なくとも１つの上端の設置状態での深さに一致する深さ、までこの浮体式基礎を沈める工程
を備えていてもよい。
【００４０】
工程（Ｅ）が完了すると、浮体式基礎からバラストを減らし、浮体式基礎が受ける浮力を増大させ、保持ケーブルに係る張力を増大させる。
【００４１】
本発明に係る設置方法は、工程（Ｃ）の後であって工程（Ｅ）の前に、
Ｊ１）  前記浮体式基礎にフローテーションスタビライザー手段つまり浮遊安定化手段を一時的に取付ける工程
を備え、この場合、本発明に係る設置方法は工程（Ｅ）の後に、
Ｊ２）  浮体式構造から前記浮遊安定化手段を取り外す工程
を備えることができる。
【００４２】
前記浮遊安定化手段は、次のものの少なくともいずれか１つを含んでいてもよい。
−  前記浮体式基礎の比較的固定された位置に取り付けられる少なくとも３つの浮き（フロート）。これらの浮きは、前記延長アームが存在する場合には、この延長アームによって取り付けられ、各浮きは、工程（Ｉ）の間かつ工程（Ｅ）が完了するまで一部が常時浮上しているのに十分な程度に高い（高さを有する）。
−  前記浮体式基礎に接続される少なくとも２つの浮き（フロート）。前記浮きは、工程（Ｉ）中に浮体式基礎が降下するにつれて伸張される発射手段を介して、及び／又はこれらの浮きと前記建造物との集合体のための案内手段を介して、前記延長アームが存在する場合には、多分この延長アームによって、前記浮体式基礎に接続される。各浮きは工程（Ｉ）の間中表面（水面）にあるように浮揚性を有する。
−  面（水面）にある間、浮体式基礎へのバラスト充填中及び／又は浮体式基礎の下降中に前記シャフトをスライドさせることを可能とするよう、スライド要素又は案内要素を介してローテーションベース及び／又は伸縮式シャフトに接続される少なくとも２つの浮き。
−  前記浮体式基礎に接続される少なくとも１つのはしけつまりバージ。前記はしけは、工程（Ｉ）中に浮体式基礎が降下するにつれて伸張される発射手段を介して、前記延長アームが存在する場合には、多分この延長アームによって、前記浮体式基礎に接続される。各はしけは工程（Ｉ）の間中、表面（水面）にあるように浮揚性（浮力）を有する。
−  発射手段を備え、前記発射手段によって前記浮体式基礎に取り付けられる少なくとも１つの支援船。前記発射手段は、前記延長アームが存在する場合には、恐らくこの延長アームを介して前記支援船を前記浮体式基礎に取り付ける。
【００４３】
本明細書に記載の補助浮揚手段（medios auxiliares de flotacion）を用いる浮体式基礎のための制御されたバラスト充填処理は、本発明によれば、設置状態においては海底に静止することになっているプラットフォームのためのバラスト充填処理にも使用可能である。
【００４４】
本発明に係る設置方法は、工程（Ｅ）の前に、次の工程を備えてもよい。
（Ｋ１）  下方向推進手段を備えた少なくとも１つのコンクリート製の箱を陸上または沿岸で製造し、この箱を現場の水塊中に配置する工程と、
（Ｋ２）  タグボートを用いて、前記コンクリート製の箱を自己浮動態様で現場まで輸送する工程と、
（Ｋ３）  コンクリート製の箱の総重量が保持ケーブルによって伝達される上向きの力を偏向させるのに十分に増加するように、かつ、前記箱が作業深度まで沈むように、前記コンクリート製の箱にバラストを充填する工程。
【００４５】
本発明に係る設置方法は、工程（Ｅ）の前に、
（Ｍ）  前記浮体式基礎に保持ケーブル用の牽引手段を設ける工程を備えて、
本発明に係る設置方法が工程（Ｅ）において、前記浮体式基礎を鉛直方向に移動させるよう前記保持ケーブル用の牽引手段を作動させるようにしてもよい。
【００４６】
本発明に係る設置方法の前述の工程群の少なくとも１つにおいて、浮体式下部構造の表面位置を制御するために１以上のタグボートを使用してもよい。
【００４７】
オプションとして、本発明に係る設置方法の工程（Ｇ）は２以上の工程に分割され、それらの工程は、工程（Ｄ）の後かつ工程（Ｅ）の前の１以上の段階と、工程（Ｅ）の後の１以上の段階とを含む。
【００４８】
同様に、本発明に係る設置方法の工程（Ｄ）は、好ましくは、２以上の工程に分割され、それらの工程は、
−  工程（Ｅ）の前の、前記現場とは異なる作業エリアへの推進手段を用いない輸送段階と、
−  工程（Ｅ）の後の、前記作業エリアから前記現場への推進手段を用いての輸送段階と
を含む。
【００４９】
最後に、工程（Ｃ２）で風力タービン手段の一部のみをヘッドセグメントに取り付ける場合には、この設置方法は工程（Ｄ）の後に、
（Ｎ）  ヘッドセグメント上で風力タービン手段全体を組み立てる工程
を備える。
【００５０】
注目しなければならないことは、本発明は大容量タービンのための支持構造に対する解決手段を提供するように設計された特別なタイプの下部構造を用いることにより、リパワリング可能なつまり再動力供給可能な下部構造の提供を可能とするものであるということである。すなわち、それは、同一の下部構造を用いての再動力供給（元のタービンをより大きなパワーと、効率性と、収益性とを有する新しいタービンに交換）を可能とする、大容量・高適合性を持つように独創的に設計された構造である。
【００５１】
上述の本発明に係る設置方法は可逆であることにも注意されなければならない。すなわち、実行された工程群は、前記構造を完全に取り除き、又は、港でその構造上で任意のタイプの作業を行った後その構造を再設置すべく、前記構造を解体するために逆の順番に実行可能である。さらに、浮体式構造が風力タービンのための浮体式構造である場合には、伸縮式シャフトはその構造の利用可能な寿命中の如何なるときでも、たとえばメンテナンス動作またはリパワリングのために、収縮状態に戻るように形成することができる。
【００５２】
したがって、本発明が提供する浮体式構造及びその設置方法は、大深度にとって有利であり、特に、本質的（実質的）にコンクリートで作られた構造に適用され、構造要素の輸送、操作（取り扱い）及び巻き上げのための大形の海上手段に殆どまたは全く依存せず、したがって前記手段に付随する費用は小さいか皆無であることを示している。
【００５３】
本発明に係る浮体式基礎は、海底に置かれる重力基礎（重力による基礎固め）ソリューションの基礎ブロックに類似していると考えられ得る。しかし、本発明に係る浮体式基礎は、バラストを充填しなければ、より込み入っていないデザインとすることが可能である。なぜならば、バラスト充填目的の弁の搭載を防止できるからである。バラスト充填される場合でさえも、浮体式基礎の壁にかかる内圧と外圧との差は、海底まで到達するようにバラスト充填する場合に耐えなければならない圧力差よりも小さい。また、重力基礎の効果は、安定化に関して、それらの重量に密接にリンクしており、通常は、大量のバラストが積まれ、海底への大きな力の伝達に対抗することができなければならない大容積を用いることにより解決されているから、本発明に係る浮体式基礎は、より小さい構造しか必要としない。これらの特徴はコストを比較的低く押さえることを可能とする。
【００５４】
つまり、本発明は、大深度に対して有利であり、かつ、設置及びメンテナンスにおいて、そして風力タービンのための浮体式構造の場合にはリパワリングにおいて、比較的単純で、効率的で、安全かつ経済的である浮体式構造及び沖合でのその設置方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して行う続く実施形態の非制限的説明を考慮すると明らかになるだろう。
【図１】風力タービン手段が取り付けられた収縮状態にあるシャフトを有する輸送ユニットの部分断面概略平面図である。
【図２】風力タービン手段が取り付けられ、ケーブルと杭とを用いて海底に固定された浮体式構造の部分断面概略平面図である。
【図３】風力タービン手段が取り付けられ、ケーブルと複数の質量要素とを用いて海底に固定された、延長アームを有する浮体式構造の部分断面概略平面図である。
【図４】風力タービン手段が取り付けられ、ケーブルと質量要素とを用いて海底に固定された浮体式構造の部分断面概略平面図である。
【図５】風力タービン手段が取り付けられ、ケーブルと杭とを用いて海底に固定された、延長アームとステイとを有する浮体式構造の部分断面概略平面図である。
【図６】設置処理中に使用される異なる安定化手段を含むそれぞれの実施形態を示す５つの部分断面概略平面図である。
【図７】設置処理中に使用される安定化手段を備えたそれぞれの実施段階を示す２つの部分断面概略平面図である。
【図８】風力タービン手段が取り付けられ、ケーブルと質量要素とを用いて海底に固定される浮体式構造のための設置方法におけるそれぞれの工程を示す３つの部分断面概略平面図である。
【図９】非収縮式シャフトと風力タービン手段とが設けられ、ケーブルと杭とを用いて海底に固定された、数個のボデーを有する浮体式構造の概略矢視図である。
【図１０】数個のボデーとステイとを有する別の浮体式構造と風力タービン手段とが設けられ、ケーブルと杭とを用いて海底に固定された浮体式構造の概略矢視図である。
【図１１】浮体式構造の一部、具体的には、加圧ガスチャンバを含む浮体式基礎及びウェルズタイプのタービン並びに延長アームの概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
添付図面を参照すると、すべての図面は、本発明に係る設置状態の浮体式構造物を示しており、浮体式構造物は、浮体式基礎（フローテーションベース）２と、浮体式基礎２に支持された建造物と、下方向推進手段（下向き付勢手段）と、少なくとも３つの保持ケーブル８とを備えている。浮体式基礎２は、本質的に中空のエンクロージャつまり筐体２５を備える少なくとも１つの本体を含み、浮体式基礎２の最大水平寸法は、浮体式基礎２の最大垂直寸法よりも大きい。前記保持ケーブル８の対応する上端は、前記浮体式基礎２に接合し、対応する下端は、前記下方向推進手段に接合している。更に、図１−８，１０，１１において、前記浮体式構造物の一部を形成する前記建造物は、伸縮式シャフト３を備えている。伸縮式シャフト３において、図示された風力タービン手段７は、浮体式構造物の用途に応じて選択的な及び／又は他の付属品と相互転換可能である付属品であり、本発明の実施形態を説明するための例としてのみ示されている。図１〜１１の場合において、浮体式基礎２は、浮体式基礎２自体と、退避状態の伸縮式シャフト３と、前記シャフトの頂部に配置された風力タービン手段７の少なくとも一部とを備えるアセンブリの安定的な自己浮遊（自己浮揚）を保証することを許容する寸法を有する。
【００５７】
しかしながら、図１，６，７は、浮体式下部構造物１の設置方法の段階が設置状態より前の段階であることを示しているため、これらの図は浮体式下部構造物を示しているが、前記下方向推進手段及び前記保持ケーブル６は未だ、本発明に係る完全な浮体式下部構造物を形成するために取り付けられていない。
【００５８】
図１は、本発明に係る設置方法の実施形態の輸送段階における輸送ユニット９を示しており、自己浮遊自立型の輸送ユニット９は、浮体式基礎２と、前記浮体式基礎２によって支持された折り畳まれた状態の伸縮式シャフト３と、前記伸縮式シャフト３のヘッドセグメント３２に接合された風力タービン手段７とによって形成されており、タグボート２８によって曳航されている。図１に示された輸送段階において、前記下方向推進手段及び保持ケーブル８は、前記輸送ユニット９と分離して輸送され、その後輸送ユニット９に取り付けられる。
【００５９】
図６は本発明に係る設置方法の実施形態に対応する下降状態にある輸送ユニット９を示しており、特に、下端によって下方推進手段に連結された保持ケーブルを精確に用いる直前の、浮体式基礎へのバラスト充填工程中の輸送ユニット９を示している。図６はこの設置方法に使用される安定化手段２７のそれぞれの実施形態を表す５つの図を示している。かかる安定化手段２７は、輸送ユニット９に下方推進手段と保持ケーブル８とを取り付ける作業の間及び浮体式基礎２にバラストを詰めてその作業深度つまり運転深度まで下降させる間、輸送ユニット９を安定化することを意図したものである。これらの安定化手段２７は、この設置方法においては任意のものであり、如何なる場合においても、好ましくは脱着可能かつ再使用可能であるので、それらは、浮体式下部構造１の設置状態において浮体式下部構造１の一部とはならない。
【００６０】
より詳しくは、図６（ａ）に示した実施形態では、安定化手段２７は浮体式基礎２の比較的固定した位置に取り付けられた３つの浮き（フロート）を備える。各浮きは、浮体式基礎２にバラストを詰めてその作業深度つまり運転深度まで下降させる工程の間中、常に一部が浮上し続けているのに十分な高さを有する。この実施形態では、浮体式下部構造１の位置決め制御を向上させるために、２つのタグボートが浮体式下部構造１の浮体式基礎２に直径方向反対側において接続される。
【００６１】
図６（ｂ）に示した実施形態では、安定化手段２７は互いに連結された３つの浮きを備える。これらの浮きはシャフト付きの案内手段３３を備え、浮体式基礎２に対してそれらの相対的平面視位置を維持する（図面は、使用している図のタイプのために、２つの浮きだけを示している。）。各浮きは、発射手段（medios de arriada) ２９を備えたモータ駆動式リールを有しており、この場合、この発射手段２９はその自由端が浮体式基礎２に取り付けられたロープからなり、前記モータ駆動式リールは、浮体式基礎２にバラストを詰めてその作業深度つまり運転深度まで下降させる工程中、ロープを繰り出す。このロープにはプレストレスが付与されている。
【００６２】
図６（ｃ）に示した実施形態では、安定化手段２７はベースセグメント４の一部を取り囲む１つの浮きを備えている。この浮きは、平面視においてＵ形状を有し、牽引手段３１を備えている。この牽引手段３１は、この場合、３つのモータ駆動式リールからなり、それぞれがその自由端で浮体式基礎２に取り付けられたロープを備えていて、これらのモータ駆動式リールの各々は、浮体式下部構造１がバラスト充填されてその作業深度に下降するまでロープを繰り出す。
【００６３】
図６（ｄ）に示した実施形態では、安定化手段２７は、モータ駆動式リールを有する２つのはしけ又は船舶を備え、それぞれその自由端が浮体式基礎２（本実施形態では、特に、それぞれの延長アーム１９）に取り付けられたロープを備え、浮体式下部構造１にバラストが充填されてその作業深度に下降するとき、前記モータ駆動式リールがロープを繰り出す。
【００６４】
最後に、図６（ｅ）に示した実施形態では、安定化手段２７は延長アーム３９を介して浮体式基礎２に取り付けられた３つの浮き（但し、断面図は２つのみを示す）を備えている。前記延長アーム３９はこの場合一時的なものである。安定化手段２７は、さらに、発射手段２９を備えた支援船２７も備えている。この場合、前記浮きは、浮体式基礎２のためのバラスト充填手続の一部の間（但し、バラスト充填手続の最終段階ではない）、浮上状態を維持している。
【００６５】
図７は本発明に係る設置方法の実施形態に対応する下降状態にある輸送ユニット９を示しており、特に、下端によって下方推進手段に連結された保持ケーブルを精確に用いる直前の、浮体式基礎へのバラスト充填工程中の輸送ユニット９を示している。図７はこの設置方法に使用される安定化手段２７のそれぞれの実施形態の段階を表す２つの図を示している。かかる安定化手段２７は、輸送ユニット９に下方推進手段と保持ケーブル８とを取り付ける作業の間及び浮体式基礎２にバラストを詰めてその作業深度つまり運転深度まで下降させる間、輸送ユニット９を安定化することを意図したものである。これらの安定化手段２７は、この設置方法においては任意のものであり、如何なる場合においても、好ましくは脱着可能かつ再使用可能であるので、それらは、浮体式下部構造１の設置状態において浮体式下部構造１の一部とはならない。
【００６６】
図７（ａ）に示した実施形態では、安定化手段２７は互いに連結された３つの浮きを備える。これらの浮きは、スライド又は案内手段３３を備え、浮体式基礎２のバラスト充填及び／又は浮体式基礎２の下降の間シャフトがスライドするのを許容し、その間、浮き２７は表面（水面）にある（図面は、使用している図のタイプのために、２つの浮きだけを示している。）。この実施形態の段階では、浮体式基礎２は輸送作業の間、半水没（半水中）状態にある。
【００６７】
図７（ｂ）に示した実施形態は、次の実施形態の段階を示しており、浮体式基礎２は水没している一方、浮きは水面にあるままなので、シャフトは浮体式基礎２のバラスト充填及び／又は浮体式基礎２の下降の間スライドする。
【００６８】
図２から５を参照すると、各図は、本発明に係る浮体式下部構造物１の異なる実施形態を示している。
【００６９】
図２は、伸長した伸縮式シャフト３によって支持された風力タービン手段７を示しており、伸縮式シャフト３は、４つの管状セグメント、すなわち、ベースセグメント４及び３つの重畳セグメント５，３２から形成されている。これらの重畳セグメントうちの１つがヘッドセグメント３２である。伸縮式シャフト３は、ベースセグメント４によって浮体式基礎２上に静止している。この実施形態では、シャフトは半分浮上しており、浮体式基礎２は水中に沈んでおり、風力タービン用の浮体式下部構造物１の一部を共に形成している。前記浮体式基礎２の周縁領域から、３つの保持ケーブル８（図示の視界に起因して２つのみが視認可能である）が出現する。これらの保持ケーブル８は、浮体式基礎２に接合されている端部と反対の端部によって、下方向推進手段に取り付けられている。下方向推進手段は、海底への取付手段からなり、この実施形態においては、海底に固定された打ち込み杭１２である。前記ケーブルは浮体式基礎２と、対応する杭との間に延びており、前記対応する杭は、浮体式下部構造１に作用する場合がある水平方向の作用に関する動作を向上させるために、所定の傾斜を採用している。本実施形態において、浮体式基礎２は、異なるようにバラスト材を充填され得る種々の区画を有しており、それにより、波、海流等のような外部作用を、少なくとも部分的に中和するバラスト材の不均一な分布を発生させることを許容する。バラスト材１４は、液体材料、固体材料、又はそれら２つの混合物であってもよい。
【００７０】
図３は、伸長した伸縮式シャフト３によって支持された風力タービン手段７を示しており、伸縮式シャフト３は、４つの管状セグメント、すなわち、ベースセグメント４及び３つの重畳セグメント５，３２から形成されている。これらの重畳セグメントうちの１つがヘッドセグメント３２である。次に、伸縮式シャフト３は、ベースセグメント４によって浮体式基礎２上に載置されている。この実施形態では、シャフトは半分浮上しており、浮体式基礎２は水中に沈んでおり、風力タービン用の浮体式下部構造物１の一部を共に形成している。前記浮体式基礎２の周縁領域から、３つの保持ケーブル８（図示の視界に起因して２つのみが視認可能である）が出現する。具体的には、本実施形態においては、浮体式基礎２は、この浮体式基礎２から横方向に延びている３つの延長アーム１９を備えており、各延長アーム１９から対応する保持ケーブル８が出ている。これらの保持ケーブル８は、浮体式基礎２に接合されている端部と反対の端部によって、下方向推進手段（下向き付勢手段）に取り付けられている。下方向推進手段は、海底への取付手段からなり、この手段は、この実施形態においては、各ケーブルに対して、中空のコンクリート製の箱３４の形態をとる、海底に静止している質量要素である。これらの箱３４の内部にはバラスト材料１４が充填されており、それによりこれらの箱３４は重力によって海底に係止される。前記ケーブルは、浮体式基礎２と対応する箱３４との間を垂直方向に延びている。この浮体式基礎２は、以下でより詳細に説明される加圧ガスチャンバ２２を含んでいる。本実施形態では浮体式基礎２にはバラストが充填されていない。
【００７１】
本実施形態では、前記複数のケーブルは、各ケーブルの下端が同ケーブルの上端よりもシャフトの中心縦軸１０から離れるように、垂直方向に対して角度をなして配置されてもよく、これによって本発明の範囲から逸脱することはない。
【００７２】
図４は、伸長した伸縮式シャフト３によって支持された風力タービン手段７を示しており、伸縮式シャフト３は、４つの管状セグメント、すなわち、ベースセグメント４及び３つの重畳セグメント５，３２から形成されている。これらの重畳セグメントうちの１つがヘッドセグメント３２である。伸縮式シャフト３は、ベースセグメント４によって浮体式基礎２上に載置されている。この実施形態では、シャフトは半分浮上しており、浮体式基礎２は水中に沈んでおり、風力タービン用の浮体式下部構造物１の一部を共に形成している。前記浮体式基礎２の周縁領域から、３つの保持ケーブル８（図示の視界に起因して２つのみが視認可能である）が出現する。これらの保持ケーブル８は、浮体式基礎２に接合されている端部と反対の端部によって、下方向推進手段に取り付けられている。下方向推進手段は、海底への取付手段からなり、この手段は、この実施形態においては、全てのケーブルに共通の中空のコンクリート製の箱３４の形態で海底に静止している１つの質量要素を備える。この共通箱３４の内部にはバラスト材料１４が充填されており、それによりこの共通箱３４は重力によって海底に固定される。複数の前記ケーブルは、浮体式基礎２と共通箱３４との間を垂直方向に延びている。本実施形態では浮体式基礎２にはバラストが充填されていて、波、海流等のような外部作用を少なくとも部分的に中和するバラスト材の不均一な分布を発生させることを許容する。
【００７３】
本実施形態では、前記複数のケーブルは、各ケーブルの下端が同ケーブルの上端よりもシャフトの中心縦軸１０から離れるように、垂直方向に対して角度をなして配置されてもよく、これによって本発明の範囲から逸脱することはない。
【００７４】
図５は、２つの管状セグメントから形成された伸長した伸縮式シャフト３によって支持された風力タービン手段７を表しており、前記２つの管状セグメントは、この場合コンクリート製であるベースセグメント４と、この場合金属製であるヘッドセグメントである。次に、伸縮式シャフト３は、ベースセグメント４によって、浮体式基礎２上に載置されている。この実施形態において、前記シャフトは浮上し、浮体式基礎２は水中に半分沈んでおり、風力タービン用の浮体式下部構造物１の一部を共に形成する。浮体式基礎２の周縁領域から３つの保持ケーブル８（図示した視野に起因して２つのみが視認可能である）が出現している。具体的には、本実施形態では、本実施形態においては、浮体式基礎２は、この浮体式基礎２から横方向に延びている３つの延長アーム１９を備えており、各延長アーム１９から対応する保持ケーブル８が出ている。これらの保持ケーブル８は、浮体式基礎２に接合されている端部と反対の端部によって、下方向推進手段に取り付けられている。下方向推進手段は、海底への取付手段からなり、この手段は、この実施形態においては、海底に固定された打ち込み杭１２である。前記ケーブルは、浮体式基礎２と対応する杭との間を垂直方向に延びている。本実施形態では、浮体式基礎２はバラスト充填されていない。
【００７５】
更に、浮体式下部構造物１は、３つのステイ（支索）２０を含む。３つのステイ２０のそれぞれは、対応する延長アーム１９において出発し、他端で浮体式下部構造物１のシャフトのベースセグメント４の上部に接合する。実際、本実施形態では、３つのストランドを備え、３つのストランドのそれぞれは、一端で対応する杭１２に、他端で浮体式下部構造物１のシャフトのベースセグメント４の上部に取り付けられる。前記ストランドのそれぞれは、各ストランドが延長アーム１９から対応する杭１２まで到達する下部セグメントと、延長アーム１９から浮体式下部構造物１のシャフトのベースセグメント４の上端まで延びる上部セグメントとに分割されるように、それぞれの延長アーム１９の自由端に配置された偏向要素（撓み要素）２１を通過する。そして、前記下部セグメントのそれぞれは、前記保持ケーブルのそれぞれを形成し、上部セグメントのそれぞれは前記ステイ２０のそれぞれを形成する。本実施形態における前記偏向要素２１は、ケーブルが撓むことを許容する曲面を有するプラスチック要素であり、適切な曲げ半径を有する。
【００７６】
図８を参照すると、この図は図４の実施形態の設置方法の中間段階を示している。図８（ａ）は輸送段階にある輸送ユニット９を示しており、自己浮遊かつ自立タイプの輸送ユニット９は、浮体式基礎２と、前記浮体式基礎２によって支持された折り畳まれた状態の伸縮式シャフト３と、前記伸縮式シャフト３のヘッドセグメント３２に接合された風力タービン手段７とによって形成されており、タグボート２８によって曳航されている。本実施形態において、下方向推進手段は海底への取付手段を備え、この取付手段は、全てのケーブルに共通の中空のコンクリート製箱３４の形態で、海底に着座することが意図された寄りかかり可能な、つまり当接可能な（adosable)質量要素からなる。この輸送段階では、前記共通箱３４は前記輸送ユニット９の下部平坦面に寄りかかった（当接した）ままで、それと一緒に輸送される。共通箱３４はこの輸送段階では、保持ケーブル８を介して、又はこの輸送の完了後に解放し得る任意の既知の固定手段を介して、浮体式基礎２に寄りかかった（当接した）ままとなる。
【００７７】
実際、図８（ａ）に示された輸送段階が完了すると、図８（ｂ）に示された停泊段階の前に、共通箱３４が海底に着座するまで下降するよう共通箱３４にバラストが充填されると共に、前記共通箱３４を浮体式基礎２に寄りかからせている（当接させている）保持ケーブル８が繰り出される。
【００７８】
図８（ｂ）は、接して取り付け可能な質量要素が停泊及びバラスト充填状態にあるときの輸送ユニット９を示しており、ここでは保持ケーブル８は全部繰り出されており、共通箱３４は海底に静止しており、浮体式基礎２は実質的に水面に浮いている。
【００７９】
この後、図８（ｃ）に示された設置状態の前に、保持ケーブル８のための牽引手段３１が使用される。この牽引手段３１はケーブルを所定量引っ張るもので、これにより、浮体式基礎２をその作業深度まで降下させることになる。なぜならば、バラスト充填された共通箱３４は、その重量のせいで海底に固定されたままであるからである。前記牽引手段３１はこの場合、浮体式基礎２内部のアクセス可能なキャビンから操作されるヘビーリフトストランドジャッキである。
【００８０】
図８（ｃ）は前記設置状態にある本発明に係る浮体式下部構造１を示しており、浮体式基礎２がその作業深度に位置するようケーブルは正確な量繰り出されており、共通箱３４は海底に沈んでいる。この場合、浮体式下部構造１のシャフトは半分浮上しており、浮体式基礎２は水中に沈んでいる。
【００８１】
前記牽引手段３１は既に最初に浮体式下部構造１に適用されていてもよいが、オプションとして、当接可能な共通箱３４のためのバラスト充填段階で保持ケーブル８を繰り出すために使用することもできる。同様に、前記ケーブルは既に最初に共通箱３４に適用されていてもよいが、輸送段階においてケーブル回収手段３０を介して回収されてもよい。
【００８２】
図８の発明の実施形態では、質量要素（取り付け可能か、または独立して輸送されるもの）は、たとえ浮体式基礎２が完全に水中にあったとしても、浮体式基礎２のバラスト充填工程中、保持ケーブル８を介して、要求される安定性を提供する。このため、浮き安定化手段２７を用いる必要なく、設置工程を行い得る。
【００８３】
図９及び図１０は、本発明に係る風力タービン用の浮体式下部構造物１の対応する実施形態を示し、浮体式基礎２は、多数の中空体で形成されている。具体的には、図９は、本発明に係る風力タービン用の浮体式下部構造物１の一実施形態を示しており、浮体式基礎２は、１つの主要な中空体と、２つの追加的な中空体から形成されており、すべての中空体は、格子型フレームにより互いに接続されている。図１０は、本発明に係る風力タービン用の浮体式下部構造物１の一実施形態を示しており、浮体式基礎２は、１つの主要な中空体と３つの追加的な中空体から形成されており、追加的な中空体のそれぞれは、主要な中空体にバータイプ構造によって接続されており、この場合、バータイプ構造は、角柱状中空体によって形成されている。
【００８４】
図９の実施形態において、主要な中空体は、円盤形状であり、当該中空体上に非伸縮式管状シャフト４０を支持しており、非伸縮式管状シャフト４０は、風力タービン手段７を支持している。追加的な中空体は、主要な中空体と三角形の空間配置を形成するように配置されている。本実施形態において、保持ケーブル８のそれぞれは各中空体から出て、浮体式基礎２に取り付けられた端部とは反対側の端部によって、下方向推進手段に取り付けられている。この下方向推進手段は、海底への取付手段からなり、この手段は，本実施形態においては、海底に係留つまり固定される打ち込み杭１２である。
【００８５】
次に、図１０の実施形態において、主要な中空体は円盤形状であり、浮体式下部構造物１の前記シャフトを支持しており、追加の中空体は、前記主要な中空体の周囲に、互いに等距離かつ前記主要な中空体に等距離な位置に配置されている。この実施形態において、保持ケーブル８は、追加の中空体のそれぞれから出ており、浮体式基礎２に取り付けられている端部とは反対の端部によって下方向推進手段に取り付けられている。この下方向推進手段は海底への取付手段からなり、本実施形態では、海底に固定される打ち込み杭である。
【００８６】
この実施形態の浮体式下部構造物１は、３つのステイ２０を更に備え、ステイ２０のそれぞれは、追加の中空体のそれぞれから生じ、浮体式下部構造物１のシャフトの基礎セグメント４の上部に接合される。好ましくは、本発明に係る浮体式構造物のステイ２０の下端は、保持ケーブル８の上端と浮体式基礎２との結合点に近い位置又はその接合点に整列する位置において、浮体式構造物の浮体式基礎２に接合している。
【００８７】
本実施形態において、伸縮式シャフト３のセグメントは、組み立て式のハーフセグメントによって形成され、これらのハーフセグメントは、垂直結合部（垂直継手）３８で接合されて、シャフトの略円筒状のセグメントを形成する。同様に、前記円筒状のセグメント間において、水平結合部（水平継手）３７がシャフトに沿って形成される。
【００８８】
ハーフセグメントによって形成されたタワーセグメントを、完全なセグメントを形成するためにドライドック及び／又は港において事前に組み立てた後、前記完全なセグメントを浮体式基礎２に取り付けることができ、これは、中間ステップとして、本発明において説明したような伸縮式タワーを使用した他の洋上下部構造物に適用することも可能である。
【００８９】
最後に、図１１は、本発明に係る浮体式下部構造物１の一実施形態の詳細な図を示しており、詳細には、波の力を利用するために、図３の実施形態のガス室２２に対応する、加圧ガスチャンバ２２とウェルズタイプタービン２３とを含む、延長アーム１９を伴う浮体式基礎２を示す。
【００９０】
より詳細には、浮体式基礎２の周縁壁は、下向きの空洞を画定するように、下方へ延在する。この空洞は、最初は、浮体式基礎２がサイトの水域に配置されているときに捕集された空気を含んでいる。更に、浮体式基礎２が水中に沈んでいるとき、前記捕集された空気は圧縮され、前記加圧ガスチャンバが形成される。代替的又は追加的には、空気又はいかなる加圧気体も前記加圧ガスチャンバ２２に導入され得る。更に、浮体式基礎２は、区画に分けられている。各区画は、末端壁に開口を有しており、各開口に対応して、ウェルズタイプタービン２３を有している。更に、区画は、区画間の各仕切りにおいて開口を有している。区画間の仕切りは、前記加圧ガスチャンバ２２も区画に分けられるように、下方に延在している。
【００９１】
ウェルズタイプタービン２３の発電システムは、ＯＷＣ（oscillating water column, 振動水柱）技術に基づくもので、波によって空気チャンバ２２に発生し、ウェルズタイプタービン２３を通して空気を駆動する圧力変動に依存するものである。
【００９２】
前記浮体式構造物が風力タービン用の浮体式下部構造物１である波から発電するための本発明の実施形態において、ウェルズタイプタービン２３の存在は、風力タービンによって生じた出力を空にするために備えられたすべてのインフラが既に存在するとき、特に適している。
【００９３】
更に、加圧ガスチャンバ２２は、浮体式下部構造物１の深度を制御するか又は制御を手伝うために、及び、振動水柱システムの効率を改善する目的で気体チャンバ２２の共振周波数を調整するか又は調整を手伝うために、前記加圧ガスチャンバ２２に格納されたガスの体積及び／又は圧力を制御及び調整する手段を備えていてもよい。
【００９４】
当然、本発明の原理が同一に保たれる限りは、実施形態及び構造詳細は、添付の請求項に定義した本発明の範囲から逸脱することなく、説明の目的のために非制限的な意味で説明し図示したものから広範に変更可能である。
【００９５】
例えば、例証として、本文書の教示を考慮して、タービン手段は、風上の又は風下のタービンを備えていてもよく、説明のために示した３枚の羽根に制限されず、何枚の羽根を有していてもよいことは、当業者にとって明らかである。
【００９６】
更に説明の目的のために、本文書は、下方向推進手段と浮体式基礎を接続するために使用した「ケーブル」について言及したが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、ケーブルの代わりに、チェーン、ロッド、スリング又はその他の類似物であってもよいことが理解できる。
【００９７】
更に説明のために、ここで「アーム」と言及した複数の側方の伸長部分は、連続冠の形状又は冠弧として、又はその他のいかなるタイプの構造で、結合又は統合されてもよく、それによって本発明の範囲を逸脱しないことは、本文書の教示を考慮すると当業者にとって明らかである。同様に、シャフト、中空体又は函体等の本発明に備えられた多くの要素にとって、本質的に円形形状が好適ではあるが、正方形又は矩形又は規則的及び不規則的な多角形のような、多くのその他の形状が、本発明の範囲を逸脱することなく可能であることは、本文書の教示を考慮すれば当業者にとって明らかである。
【００９８】
既知の技術、例えば、深度を制御するために水中で使用される技術に類似する技術などが、質量要素のバラスト材の体積及び／又は重量を制御するために使用されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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【図６（ｄ）】
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【図６（ｅ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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