(57)【要約】      （修正有）【課題】風力発電装置の機器運搬の容易化。【解決手段】事前組み立て式の機器２と、風力発電所における少なくとも２つのモジュール３、４を有する嵩高機器２を事前組み立て場所から設置場所へ運搬する方法とを提供する。この方法は、モジュール３、４を互いに第１距離Ｄ１だけ離間配置して支持体上に事前に組み立てるステップと、支持体６をモジュールとともに事前組み立て場所から設置場所へ運搬するステップと、設置場所において、モジュール３、４を変位させるとともにそれらを支持体６に、第１距離Ｄ１より長い第２距離をおいて固定するステップとを含む。機器２は、事前に組み立てられ収縮した形態で運搬されるので、展開形態では、例えばメンテナンス通路用に十分な空間を提供できるとともに、運搬及び設置が有意に簡略化される。【選択図】図２Ａ
2009216087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電所（１）の、少なくとも２つのモジュール（３、４）を有する嵩高機器（２）を事前組み立て場所から設置場所へ運搬する方法であって、
モジュール（３、４）を、互いに第１距離（Ｄ１）だけ離間配置して支持体上に事前に組み立てるステップと、
支持体（６）をモジュール（３、４）とともに事前組み立て場所から設置場所へ運搬するステップと、
設置場所において、モジュール（３、４）を変位させるとともにそれらを支持体（６）に、第１距離（Ｄ１）よりも長い第２距離（Ｄ２）だけ離間して固定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
モジュール（３、４）は、並進によって変位する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
モジュール（３、４）は、回転又は回動によって変位する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
モジュール（３、４）は、水平面上を変位する、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
モジュール（３、４）は、垂直面上を変位する、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
運搬前の事前組み立て式機器（２）のブロック形空間は、変位後の機器（２）のブロック形空間の９０％よりも小さく、特に６０％よりも小さい、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
風力発電所（１）の事前組み立て式機器（２）であって、
少なくとも２つの嵩高モジュール（３、４）と、
第１固定具（７、７‘）と、
支持体（６）と
を有し、モジュール（３，４）は、運搬用に第１固定具（７、７‘）で第１距離（Ｄ１）をおいて支持体（６）に固定され、さらに、
風力発電所（１）の設置場所でモジュール（３、４）を、第１距離（Ｄ１）よりも長い第２距離（Ｄ２）だけ離間して固定する第２固定具（８、８‘）を有する、事前組み立て式機器。
【請求項８】
風力発電所（１）の機器（２）であって、
少なくとも２つの嵩高モジュール（３、４）と、
第２固定具（８、８‘）と、
支持体（６）と
を有し、モジュール（３、４）は、第２固定具（８、８‘）によって第２距離（Ｄ２）をおいて支持体（６）に固定され、さらに、
機器（２）の運搬中にモジュール（３、４）を第１距離だけ離間して支持体（６）に固定する第１固定具（７、７‘）を有し、
第１距離（Ｄ１）は、第２距離（Ｄ２）より短い、機器。
【請求項９】
少なくとも１つのモジュール（３、４）を並進移動させるためのレール（９）をさらに有する、請求項７又は８に記載の機器。
【請求項１０】
少なくとも１つのモジュール（３、４）を回転変位させるためのピボット（１０）をさらに有する、請求項７〜９のいずれか１項に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風車及び風力発電所に関する。特に本開示は、風力発電所の嵩高機器を事前組み立て場所から設置場所へ運搬する方法に関する。さらに、本開示は具体的には、風力発電所内の組み立て済み機器とともに、風力発電所の事前組み立て式機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
風車は、その定格出力が増加し大型化している。それにより、風力発電所のさまざまな構成部品の製造及び設置場所でのそれらの設置には、安全かつ効率的で経済的な運搬が大いに必要となる。標準的な風力発電所では、２００キロワットを上回る、たとえば５００キロワットや、１メガワット以上の発電が可能である。それに対応して、機械的又は電気的サブシステムを含めたさまざまな構成部品が大型化する。通常、これらのサブシステムは製造所で製造されるが、大型であるため、部品ごとに設置場所へ運ばれる。設置場所でそれらが組み立てられ、風力発電所が形成される。大型であるため、サブシステムの一部は従来のコンテナに収まらず、従って、さらに細分して、細分された部品を個別に運搬すること必要なこともある。さらなる細分化を回避するには、大型のサブシステムに対応できる特別設計コンテナを使用することも考えられるが、これらの特別設計コンテナは標準に対応しておらず、ロジスティックスが困難になるので、運搬がより困難で高コストになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
上記に鑑みて、一実施形態によれば、風力発電所の、少なくとも２つのモジュールを有する嵩高機器を事前組み立て場所から設置場所へ運搬する方法は、互いに第１距離だけ離間して配置されたモジュールを支持体上に事前に組み立てるステップと、支持体をモジュールとともに事前組み立て場所から設置場所へ運搬するステップと、設置場所において、モジュールを変位させるとともにそれらを支持体に、第１距離よりも長い第２距離だけ離間して固定するステップとを含む。
【０００４】
上記に鑑みて、別の実施形態において、風力発電所の事前組み立て式機器は、少なくとも２つのモジュールと、第１固定具と、支持体とを有し、モジュールは運搬用に第１固定具で第１距離だけ離間して支持体に固定され、事前組み立て式機器はさらに、風力発電所の設置場所でモジュールを、第１距離よりも長い第２距離だけ離間して固定する第２固定具を有する。
【０００５】
さらに別の実施形態において、風力発電所の機器は、少なくとも２つのモジュールと、第２固定具と、支持体とを有し、モジュールは第２固定具によって第２距離だけ離間して支持体に固定され、機器はさらに、機器の運搬中にモジュールを支持体に、第２距離より短い第１距離をおいて固定する第１固定具を有する。
【０００６】
単独で、又は任意の適当な組み合わせの形で適用することができるさらなる利点、実施形態及び態様を、実施形態の範囲を制限するのではなく、それらの例示に役立つ図面を考慮しながら説明する。
【０００７】
単独で、又は任意の適当な組み合わせの形で適用できる、本発明のさらなる実施形態、態様及び利点は、特許請求の範囲、説明及び添付図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に従った嵩高機器の運搬方法で運搬された風力発電所を図示する側面図での概略図である。
【図２Ａ】運搬中の風力発電所の嵩高機器を示す断面図である。
【図２Ｂ】設置後の風力発電所の嵩高機器を示す断面図である。
【図３Ａ】運搬中の別の実施形態に従った風力発電所の嵩高機器を示す。
【図３Ｂ】設置後の別の実施形態に従った風力発電所の嵩高機器を示す。
【図４Ａ】運搬中の嵩高機器を有するさらに別の実施形態を示す。
【図４Ｂ】設置後の嵩高機器を有するさらに別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
一実施形態によれば、風力発電所の嵩高機器は、互いに第１距離だけ離間して支持体上に事前に組み立てられたモジュールとして製造される。第１距離は、運搬中のモジュールの底面積が、従来のコンテナの内側底面積に収まるように選択される。従来では、嵩高品を運搬するコストは、運搬された嵩高品が運搬に必要とする従来のコンテナの規格底面積と相互に関連しているので、このことでモジュールの運搬が大いに簡便になる。たとえば、船の場合、ある品物の幅が船用の標準コンテナの幅より幾分大きい場合、その品物を運搬するためにコンテナ２つ分の空間を確保する必要がある。従って、さらに数パーセントの空間だけで十分であったとしても、運搬コストは２倍に増加する。
【００１０】
機器のサイズは、その機器が収まる最小の矩形ボックスのサイズであると定められる。同様に、モジュールのサイズは、そのモジュールが収まる最小の矩形ボックスのサイズであると定められる。そのボックスは、垂直高さ、長さ及び幅を有し、長さは幅より長い。
【００１１】
本出願における風力発電所の嵩高機器の幅及び／又は高さは、１．５メートルより大きい、例えば２メートルより大きく、２．２メートルより大きいものとする。
【００１２】
モジュールの幅及び／又は高さは、０．７メートルより大きい、例えば１メートルより大きく、１．２メートルより大きいものとする。
【００１３】
一部のモジュールについて、十分な冷却を可能にし、かつ／又はメンテナンス又は作業の職員用のメンテナンス又は作業通路を提供するために、一定距離だけ離して設置する必要がある。一部の国では、国内規則によって風力発電所の任意のモジュール間に一定以上の最短距離が定められている。
【００１４】
第１距離は、モジュールを支持体に組み付けてから運搬するまでの距離である。第２距離は、モジュールを動作させるために設置場所で支持体に固定するまでの距離である。第２距離において機器のサイズが標準コンテナサイズを上回る場合、モジュールを第１距離及び第２距離に配置可能にすることにより、第１距離において機器のサイズが標準コンテナサイズを下回っているときの運搬が非常に容易になる。
【００１５】
第１距離は、１メートルを下回っても、例えば０．６メートル、０．３メートルを下回ってもよい。
【００１６】
第２距離は、０．５メートルを上回っても、例えば０．７メートル、０．９メートルを上回ってもよい。
【００１７】
従来のコンテナの、それぞれその開口部の幅は２．３メートルである。従来のコンテナの、それぞれその開口部の高さは２．３メートルである。従来のコンテナの、それぞれその開口部の長さは可変であり、６メートルを上回り１２メートルまででもよい。
【００１８】
設置場所で、モジュールを変位させて、第１距離を上回る第２距離だけ離間して支持体に固定する。
【００１９】
一実施形態において、第２距離は、第２距離をおいて支持体に固定したときのモジュールが、従来のコンテナの幅に収まらないようなものである。
【００２０】
実施形態によれば、モジュール及び支持体を含む嵩高機器は、圧縮された形態で運搬される。この圧縮された形態は、全体としての体積の減少をもたらしても、もたらさなくてもよい。一般的に、重要なものは体積ではなく、幅又は高さなどの３次元の１つ又は２つであり、標準コンテナの長さは比較的長くする（１２メートルまで）ことができるからである。
【００２１】
設置場所で機器が展開される。この展開によって、嵩高機器全体の体積が増加しても、増加しなくても良い。設置場所で、機器全体を正確な位置に容易に配置することができ、モジュールを容易に変位させ適切に固定することができる。
【００２２】
本発明の実施形態では、特に、技術員用のメンテナンス又は作業通路用の空間などの、国内規則によって必要とされるようなモジュール間の広い空間を得るための、過大な運搬コストを必要としない。従来のコンテナで運搬するには実質的に大きすぎる場合であっても、嵩高機器を従来のコンテナで運搬し、設置場所で容易に設置することができる。さらに、モジュール方式の設計自由度が高まるとともに、製品の信頼性が向上する。
【００２３】
一実施形態において、モジュールは並進によって変位する。
【００２４】
モジュールは、レール又はガイド構造体を使用して支持体に沿って変位されてもよい。原則的に、モジュールを変位させるためにボールベアリング又は円筒形ベアリングを使用してもよいが、変位は通常は１回だけ行われるので、モジュールを支持体に沿った平滑な滑走面に沿ってシフトさせてもよい。例えば、モジュールの接触面にスプレー亜鉛めっきを施すとともに、支持体側の接触部を厚い亜鉛めっきで覆う。これにより、過大な摩耗摩擦が減少し、モジュールをその運搬位置から設置位置へ容易に変位させることができる。
【００２５】
別の実施形態において、モジュールは、回転又は回動によって変位する。回転又は回動は、支持体上のピボットを中心にして行われる。モジュールを回転又は回動させることにより、運搬用の第１距離が増加して、モジュールは第２距離をおいて支持体に固定される。
【００２６】
さらなる実施形態において、モジュールは、水平面上を変位する。水平面は、設置中の機器に関連して画定される。
【００２７】
代替又は追加として、モジュールを垂直面上で変位させてもよい。垂直面は、設置中の機器に関連して画定される。
【００２８】
一実施形態において、第１距離は、第２距離の９０％、特に８０％よりも短く、例えば第２距離の７０％よりも短い。
【００２９】
一実施形態において、風力発電所の事前組み立て式機器は、少なくとも２つのモジュールと、第１固定具と、支持体とを有し、モジュールは運搬用に第１固定具で第１距離をおいて支持体に固定され、事前組み立て式機器はさらに、風力発電所の設置場所でモジュールを、第１距離よりも長い第２距離だけ離間して固定する第２固定具を有する。
【００３０】
さらに別の実施形態において、風力発電所の機器は、少なくとも２つのモジュールと、第２固定具と、支持体とを有し、モジュールは第２固定具によって第２距離をおいて支持体に固定され、機器はさらに、機器の運搬中にモジュールを支持体に、第２距離よりも短い第１距離だけ離間して固定する固定手段を有する。
【００３１】
一実施形態では、それぞれのサイズ及び第１距離の和は、従来のコンテナの幅又は高さに収まる合計長さである。モジュールのそれぞれのサイズ及び第２距離の和は、従来のコンテナの幅又は高さよりも大きくなる。
【００３２】
支持体、第１固定具及び第２固定具により、嵩高機器を運搬可能にすることができる。支持体及び固定具は、対応の適当な手法で風力発電所の運搬用（第１固定具）及び動作用（第２固定具）に機械的に十分に安定するように構成される。
【００３３】
一実施形態において、第１距離は、第２距離の９０％、特に８０％よりも短く、例えば第２距離の７０％よりも短い。
【００３４】
別の実施形態において、モジュールの少なくとも１つは、第１固定具から第２固定具へ変位可能である。
【００３５】
好都合には、モジュールを、それらが第１固定具で固定されるそれらの運搬位置から、それらが第２固定具で固定されるそれらの設置位置へ変位させるために、レール又はガイドラインが使用される。
【００３６】
代替又は追加として、変位中にモジュールを摺動させるために、モジュール及び支持体に表面が設けられる。接触面を亜鉛めっきしてもよく、一方の接触面をスプレー亜鉛めっきし、他方を厚く亜鉛めっきしてもよい。
【００３７】
さらに別の実施形態において、機器はさらに、少なくとも１つのモジュールを並進移動させるためのレールを有する。
【００３８】
さらなる実施形態において、レール又はガイドラインに追加するか、その代替として、機器は、少なくとも１つのモジュールを回転変位させるためのピボットを有する。
【００３９】
支持体は、操作盤でもよい。
【００４０】
別の実施形態において、少なくとも２つのモジュールは、フレキシブル回路において相互連係している。これにより、嵩高器具を組み立て場所で、モジュール間の配線及び回路を含めて高い完成度で予め組み立てることができ、従って、設置場所への設置が容易になる。これにより、機器の設置を監督する高度熟練者が設置場所にいなければならない時間が短くなる。
【００４１】
別の実施形態において、第１固定具によって固定されている機器のブロック形空間は、第２固定具によって固定されている機器のブロック形空間の９０％、特に８０％よりも小さく、例えば６０％よりも小さい。これに関連して、運搬すべき体積も、その設置形態にある嵩高機器の体積に比べて大幅に減少する。
【００４２】
一実施形態において、第１固定具によって固定されている機器のブロック形空間は、１０平方メートルより大きく、特に２０平方メートルより大きく、例えば３０平方メートルより大きい。
【００４３】
さらに別の実施形態において、機器は、電気装置を有する。
【００４４】
特に、モジュールは、風力発電所によって発生した電力を整流するための整流器及び変圧器の少なくとも一方を有する。
【００４５】
さらなる実施形態において、モジュールは、整流器の出力を変換するためのＤＣ−ＡＣ変換器と、風力発電所の中央制御装置とを有する。
【００４６】
さらに別の実施形態において、機器は機械装置を有する。
【００４７】
特定の実施形態において、モジュールは、風力発電所の風車駆動列、発電機、歯車ボックス又は中央回転軸の１つ又は複数の部品あるいは全体などの、風力発電所の機械構成部品を含む。
【００４８】
別の実施形態において、モジュールは、発電機、歯車ボックス、ロータ軸及び／又はハブの少なくとも１つを有する。
【００４９】
機器は、第１距離及び第２距離をおいて配置されることができる電気モジュール及び機械モジュールを有してもよい。
【００５０】
図１は、発電所１を概略的に示し、タワー１８の上部のナセル内に配置された発電機１３を駆動するロータブレード１２を備える。タワー１８の基礎内に、変圧器１４、周波数変換器１５及び中央制御装置１６などの機器２が配置されている。風１７がロータブレード１２を駆動する。発電機１３によって発電された電力は、変圧器１５によって処理されて変圧され、電力線１９によって外部グリッド２０に供給される。
【００５１】
図２Ａ及び図２Ｂは、運搬中（図２Ａ）及び設置場所での設置後（図２Ｂ）の風力発電所１の嵩高機器２を断面図で概略的に示す。機器２は、第１固定具７、７’によって支持体６に固定された第１モジュール３及び第２モジュール４を有する。第１モジュール３は、発電機１３によって発電されたような電力を変換する周波数変換器１５と補助制御装置２１とを有する。第２モジュール４は、風力発電所１の内部で使用するような電圧を、外部グリッド２０が必要とするような外部電圧に変圧する変圧器を有する。第２モジュール４はさらに、中央制御装置１６を有する。第１モジュール３及び第２モジュール４は、運搬用に第１距離Ｄ１だけ互いに離間される。第１モジュール３は幅Ｗ１を有し、第２モジュール４は第２幅Ｗ２を有する。第１幅Ｗ１及び第２幅Ｗ２及び第１距離Ｄ１の和が、第１長さＬ１である。第１長さＬ１は、機器２が、２．３メートルである従来のコンテナの幅に収まるよう定められる。機器を従来のコンテナの標準高さに収めるために、機器２は、好ましくは２．３メートルよりも短い第１長さＬ１分の高さを有する。第１モジュール３及び第２モジュール４は、事前に組み立てられて、フレキシブル回路１１によって相互接続される。
【００５２】
設置中、第１モジュール３及び第２モジュール４は離間し、それら２つの間の距離が広がる。第１モジュール３及び第２モジュール４は、国内規則によって風力発電所を動作させるために必要とされるようなメンテナンス作業員用のメンテナンス通路用の最短距離である第２距離Ｄ２をおいて支持体６に固定される。すると、第１幅Ｗ１、第２幅Ｗ２及び第２距離Ｄ２の和である第１距離Ｌ１は増加する。２つのモジュール３、４を変位させた後の第１距離Ｌ１は、２．３メートルである従来のコンテナの幅より長い。２つのモジュール３、４は、変位を容易にするためのガイド構造体でよいレール９によって支持体６上を水平面で変位する。モジュール３、４を変位させてから、第２固定具８、８’によって支持体６に固定する。フレキシブル回路１１の可撓性により、配線をさらに追加する必要がない。従って、事前組み立て場所において機器２を高い完成度まで事前に組み立て試験していてもよく、さらに、設置中に高度に熟練した作業員をあまり必要とせず機器２を設置場所に容易に設置することができる。機器２は、比較的簡便に運搬可能なので、運搬中に従来のコンテナを上回る幅を必要とせず、その結果、運搬コストを大幅に削減することができる。
【００５３】
図３Ａ及び図３Ｂは、機器２が、ピボット１０を中心にしたモジュール３、４の回動によって収縮及び拡張が行われるようにした別の実施形態を概略的に示す。運搬中、モジュール３、４は、短い第１距離Ｄ１だけ離間配置される。その結果、機器２が収まるブロック形ボックスの第２長さＬ２は比較的短い。従来のコンテナの長さで十分なので、第１長さＬ１を有するブロックサイズのボックスの長辺は通常は問題ではない。モジュール３、４をピボット１０中心に回動させることにより、２つのモジュール３、４の第２距離Ｄ２が第１距離Ｄ１より長いとき、２つの長さＬ１及びＬ２の短いほうが増加する。ピボットにより、機器２は拡張して、空気循環や、作業員がモジュール３、４を動作させるための通路を与えるのに必要である十分な空間が、モジュール３、４間に設けられる。
【００５４】
図４Ａ及び図４Ｂは、機器２が運搬用に収縮される（図４Ａ）とともに、設置用に展開される、すなわち拡張される（図４Ｂ）ようにした別の実施形態を示す。展開中に、モジュール３、４はさらに離され、それにより、それらのそれぞれの分離距離が第１距離Ｄ１から第２距離Ｄ２まで増加する。同様にして、機器２を収めたブロック形ボックスの第１長さが増加して、展開後に、十分な空気循環や、作業員がモジュール３、４を動作させるのに十分な空間を得るための十分な空間が設けられる。
【００５５】
一実施形態は、事前組み立て式機器２と、風力発電所１の嵩高機器２を事前組み立て場所から設置場所へ運搬する方法とに関し、機器２は、少なくとも２つのモジュール３、４を有し、その方法は、モジュール３、４を、互いに第１距離Ｄ１をおいて配置されるようにして、支持体６上に事前に組み立てるステップと、支持体６をモジュール３、４とともに事前組み立て場所から設置場所へ運搬するステップと、設置場所でモジュール３、４を変位させ、第１距離Ｄ１より長い第２に距離をおいてそれらを支持体６に固定するステップとを含む。機器（２）は、事前に組み立てられ収縮した形態で運搬されるので、展開形態では、例えばメンテナンス通路用に十分な空間を提供できるとともに、運搬及び設置が有意に簡略化される。
【００５６】
本明細書では本発明を、当業者による実施および適用を可能にするために、最良の態様を用いて説明した。本発明の特許性のある範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義されるとともに、当業者に想起可能なその他の実施例を含む。従って、かかる実施例は、特許請求の範囲に記載の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲に記載の文言と実質的に同等な構成要素を有する場合、本発明の特許請求の範囲の範疇にあるものと考えられる。
【符号の説明】
【００５７】
１  風力発電所
２  機器
３  第１モジュール
４  第２モジュール
６  支持体
７  第１固定具
７’第１固定具
８  第２固定具
８’第２固定具
９  レール
１０  ピボット
１１  フレキシブル回路
１２  ロータブレード
１３  発電機
１４  変圧器
１５  周波数変換器
１６  中央制御装置
１７  風
１８  タワー
１９  電力線
２０  外部グリッド
２１  補助制御装置
Ｄ１  第１距離
Ｄ２  第２距離
Ｄ３  第３距離
Ｄ４  第４距離
Ｌ１  第１長さ
Ｌ２  第２長さ
【図１】
2009216087.tif 000003
【図２Ａ】
2009216087.tif 000004
【図２Ｂ】
2009216087.tif 000005
【図３Ａ】
2009216087.tif 000006
【図３Ｂ】
2009216087.tif 000007
【図４Ａ】
2009216087.tif 000008
【図４Ｂ】
2009216087.tif 000009