CN105026251A - 浮体式风力发电装置的维护方法 - Google Patents

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Abstract

一种浮体式风力发电装置的维护方法，所述浮体式风力发电装置在利用系留线而系留于系留位置的浮体上设置风力发电机，将由所述风力发电机生成的电力向电缆供给，所述浮体式风力发电装置的维护方法具备：切离步骤，从具有维护对象部位的第一浮体式风力发电装置的所述浮体将所述系留线及所述电缆切离；保持步骤，在所述切离步骤之后，使所述系留线及所述电缆保持于浮体结构物；第一移动步骤，在所述切离步骤之后，使所述第一浮体式风力发电装置从所述系留位置移动；第二移动步骤，使不具有维护对象部位的第二浮体式风力发电装置向所述系留位置移动；及连接步骤，在所述第二移动步骤之后，将所述系留线及所述电缆从所述浮体结构物拆下，与所述第二浮体式风力发电装置连接。

Description

浮体式风力发电装置的维护方法
技术领域
本公开涉及在浮体上设置风力发电机的浮体式风力发电装置的维护方法。
背景技术
近年来，从地球环境的保全的观点出发，风力发电装置不断普及。尤其是将有利于发电效率的提高的大型的风力发电装置设置在海上或湖上等水上的计划在各种场所不断开展。
作为设置在水上的风力发电装置，已知有在浮于水面的浮体上设置风力发电机的浮体式风力发电装置。一般的浮体式风力发电装置将浮体与配置于水底的锚经由系留线而连接，由此将浮体系留在水上的规定位置。例如，在专利文献1～3中公开了一种将预先组装的浮体式风力发电装置拖航至水上的规定位置的方法。这样的浮体式风力发电装置通常在浮体系留于水上的规定位置的状态下进行维护。
需要说明的是，出于实现高处的维护作业的容易化的目的，在专利文献4中公开了一种在维护时使风力发电装置的塔架下沉而着床于海底的方法。而且，在专利文献5及6中公开了一种在维护时使风力发电装置的塔架向桅杆内沉入的结构。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】欧洲专利申请公开第2428443号说明书
【专利文献2】日本特开2010-234965号公报
【专利文献3】日本特开2011-207446号公报
【专利文献4】日本特开2012-45981号公报
【专利文献5】日本特开2010-223113号公报
【专利文献6】日本特开2010-223114号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，浮体式风力发电装置受到风或波浪等的周围环境的影响而浮体摇晃，因此维护时的作业稳定性低。尤其是浮体式风力发电装置设置在风况优异的场所的情况下，由于风速比较大而波浪也大。这样，在风或波浪等的周围环境严苛的条件下，水上的维护作业变得更加困难。因此，要求一种无论风或波浪等的周围环境条件如何都能够进行维护作业的技术。
关于这一点，在专利文献1～3中仅记载了浮体式风力发电装置的拖航方法，关于浮体式风力发电装置的维护方法没有任何公开。而且，专利文献4～6仅公开了在海上进行浮体式风力发电装置的维护的情况下，为了实现高处的维护作业的容易化而使塔架向下方移动的结构，并没有成为考虑了浮体的摇晃的结构。
本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种无论风或波浪等的周围环境条件如何都能够进行维护作业的浮体式风力发电装置的维护方法。
【用于解决课题的方案】
本发明的至少一实施方式的浮体式风力发电装置的维护方法中，所述浮体式风力发电装置在利用系留线而系留于系留位置的浮体上设置风力发电机，将由所述风力发电机生成的电力向电缆供给，所述浮体式风力发电装置的维护方法的特征在于，具备如下步骤：切离步骤，从具有维护对象部位的第一浮体式风力发电装置的所述浮体将所述系留线及所述电缆切离；保持步骤，在所述切离步骤之后，使所述系留线及所述电缆保持于浮体结构物；第一移动步骤，在所述切离步骤之后，使所述第一浮体式风力发电装置从所述系留位置移动；第二移动步骤，使不具有维护对象部位的第二浮体式风力发电装置向所述系留位置移动；及连接步骤，在所述第二移动步骤之后，将所述系留线及所述电缆从所述浮体结构物拆下，与所述第二浮体式风力发电装置连接。
需要说明的是，在本说明书中，“浮体结构物”包括浮体及浮于水面的结构物。而且，“系留位置”是在风力发电装置的运转时，浮体被系留的位置。
在上述浮体式风力发电装置的维护方法中，使具有维护对象部位的第一浮体式风力发电装置从系留位置移动，使不具有维护对象部位的第二浮体式风力发电向系留位置移动。由此，对于不适合风力发电装置的系留位置处的维护的大规模的维护作业，能够在其他的场所进行。即，能够在风或波浪等的周围环境条件比系留位置平稳的水上(例如沿岸等)或陆地上(例如船坞等)的位置、或者如靠岸于岸壁的状态那样更稳定的作业环境下进行维护。由此，无论风力发电装置的系留位置的周围环境条件如何，都能够进行浮体式风力发电装置的维护。
而且，在使第一浮体式风力发电装置移动时，从浮体将系留线及电缆切离而使它们保持于浮体结构物，由此在将第二浮体式风力发电装置系留时，能够容易地将系留线及电缆与浮体连接。
需要说明的是，在上述浮体式风力发电装置的维护方法中，第一浮体式风力发电装置及第二浮体式风力发电装置可以相同，也可以不同。
在某些实施方式中，所述浮体式风力发电装置的维护方法还具备维护步骤，该维护步骤在所述第一移动步骤之后，对所述第一浮体式风力发电装置实施维护，得到所述第二浮体式风力发电装置。
这样，在对第一浮体式风力发电装置实施了维护之后，使该风力发电装置作为第二浮体式风力发电装置而返回系留位置，由此能够不以浮体式风力发电装置的代替机为前提地运用风力发电系统。即，能够抑制设备成本并进行风力发电系统的运营。需要说明的是，在此所说的风力发电系统是至少一个浮体式风力发电装置的集合体。
在某些实施方式中，在所述第二移动步骤中，使与所述第一浮体式风力发电装置不同的所述第二浮体式风力发电装置向所述系留位置移动。
这样，在使第一浮体式风力发电装置从系留位置移动之后，使另一第二浮体式风力发电向系留位置移动，由此即使在第一浮体式风力发电装置的维护中也能够使第二浮体式风力发电装置运转。由此，能够提高风力发电系统的设备运转率。
需要说明的是，在上述实施方式中，第二浮体式风力发电装置可以是在使用后实施了维护的风力发电装置，也可以是未使用的风力发电装置。
在某些实施方式中，所述浮体式风力发电装置的维护方法还具备动作确认步骤，该动作确认步骤在所述第二移动步骤之前，在动作确认场所进行所述第二浮体式风力发电装置的动作确认。
当使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动而进行动作确认时，在确认结果存在问题的情况下，必须再次使第二浮体式风力发电装置返回至维护场所。因此，在上述实施方式中，在使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动之前进行了动作确认，因此能够有效地进行第二浮体式风力发电装置的向系留位置的设置作业。
而且，能够在风或波浪等的周围环境条件比系留位置平稳的水上或陆地上、或者如靠岸于岸壁的状态那样更稳定的作业环境下进行动作确认。由此，能实现动作确认作业的效率化。
在某些实施方式中，所述浮体式风力发电装置具有用于使所述浮体浮沉的压舱泵和用于控制所述压舱泵的浮体控制中心，所述压舱泵及所述浮体控制中心设置于所述风力发电机的塔架下部或所述浮体，在所述动作确认步骤中，在所述动作确认场所，在所述浮体控制中心的控制下从电源向所述压舱泵供给电力，使所述压舱泵动作来确认所述浮体的浮沉动作。
由此，能够在使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动之前进行风力发电机的浮体的浮沉动作的确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置设于系留位置之后由于风力发电机的浮体的浮沉动作的不良情况而第二浮体式风力发电装置的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置稳定的作业环境下进行动作确认，能实现浮沉动作确认作业的效率化。
而且，压舱泵和浮体控制中心设于风力发电机的塔架下部或浮体，因此即使在浮体上完全组成风力发电机之前也能够进行浮体的浮沉动作确认。在此，在将风力发电机完全组成在浮体上之后，在浮体的浮沉动作中发现异常的情况下，需要将风力发电机局部分解。相对于此，若在将风力发电机向浮体上完全组成之前进行浮体的浮沉动作确认，则能够使风力发电机的分解停留于最小限度。
在某些实施方式中，所述浮体式风力发电装置具有所述风力发电机的辅机和用于控制所述辅机的紧急用控制中心，在所述动作确认步骤中，在所述动作确认场所，在所述紧急用控制中心的控制下从电源向所述辅机供给电力，进行所述辅机的动作确认。
由此，在使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动之前能够进行风力发电机的辅机的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置设置在系留位置之后由于风力发电机的辅机的不良情况而第二浮体式风力发电装置的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置稳定的作业环境下进行辅机的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
在某些实施方式中，所述电源是用于在紧急时向所述浮体式风力发电装置的各部供给电力的备用电源，所述浮体式风力发电装置具有用于向所述备用电源供给发电用燃料的燃料罐，在所述动作确认步骤中，从所述燃料罐将所述发电用燃料向所述备用电源供给，进行所述备用电源的动作确认。
由此，由于能够在使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动之前进行备用电源的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置设于系留位置之后由于备用电源的不良情况而第二浮体式风力发电装置的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置稳定的作业环境下进行备用电源的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
在某些实施方式中，所述浮体式风力发电装置具有设置于所述风力发电机的发电机与所述电缆之间而包含变压器及开闭器的内部配电网，在所述动作确认步骤中，在所述动作确认场所进行所述内部配电网的动作确认。
由此，在使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动之前能够进行内部配电网的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置设于系留位置之后由于内部配电网的不良情况而第二浮体式风力发电装置的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置稳定的作业环境下进行内部配电网的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
在某些实施方式中，所述浮体式风力发电装置具有用于变更所述风力发电机的叶片的俯仰角的俯仰驱动机构和设置在所述风力发电机的机舱内而进行包含所述俯仰驱动机构的设备的控制的机舱控制中心，在所述动作确认步骤中，在所述第二浮体式风力发电装置上安装有所述叶片及所述机舱的状态下，在由所述机舱控制中心进行的控制下从电源向所述俯仰驱动机构供给电力，进行所述俯仰驱动机构的动作确认。
由此，能够在使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动之前进行俯仰驱动机构的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置设于系留位置之后由于俯仰驱动机构的不良情况而第二浮体式风力发电装置的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置稳定的作业环境下进行俯仰驱动机构的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
在某些实施方式中，在所述维护步骤中，在使所述第一浮体式风力发电装置靠岸于岸壁的状态下，进行所述第一浮体式风力发电装置的叶片的更换。
由于第一浮体式风力发电装置的叶片为长条，因此在使第一浮体式风力发电装置靠岸于岸壁而使浮体稳定的状态下进行叶片的更换作业，由此能够提高作业效率，而且，也可以使用大型的起重机。
在某些实施方式中，在所述维护步骤中，在使所述第一浮体式风力发电装置靠岸于岸壁的状态下，更换构成所述第一浮体式风力发电装置的传动系统的至少一部分的设备。
第一浮体式风力发电装置的传动系统为大型且重量大，因此在使第一浮体式风力发电装置靠岸于岸壁而使浮体稳定的状态下，进行构成传动系统的至少一部分的设备的更换作业，由此能够提高作业效率，而且，也可以使用大型的起重机。
在某些实施方式中，所述传动系统包含由液压泵及液压马达构成且用于将所述风力发电机的转子的旋转能量向发电机传递的液压传动装置，所述设备是所述液压泵、所述液压马达及所述发电机中的至少一个。
【发明效果】
根据本发明的至少一实施方式，使第一浮体式风力发电装置从系留位置移动，使不具有维护对象部位的第二浮体式风力发电向系留位置移动，由此无论系留位置的周围环境条件如何，都能够进行浮体式风力发电装置的维护。
而且，在使第一浮体式风力发电装置移动时，从浮体将系留线及电缆切离而使它们保持于浮体结构物，由此在将第二浮体式风力发电装置系留时，能够容易地将系留线及电缆与浮体连接。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置系留于海上的状态的立体图。
图2是图1的浮体式风力发电装置的从侧方观察到的侧视图。
图3是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的设备结构例的侧视图。
图4是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的电气系统的结构图。
图5A是说明本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示将第一浮体式风力发电装置从系留线切离的状态的图。
图5B是说明第一实施方式的维护方法的图，是表示使第一浮体式风力发电装置从系留位置移动的状态的图。
图5C是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示第一浮体式风力发电装置的维护作业的状态的图。
图5D是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动的状态的图。
图5E是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示在第二浮体式风力发电装置上连接系留线的状态的图。
图6A是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示将第一浮体式风力发电装置从系留线切离的状态的图。
图6B是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示第一浮体式风力发电装置及第二浮体式风力发电装置的替换前的状态的图。
图6C是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示第一浮体式风力发电装置及第二浮体式风力发电装置的替换后的状态的图。
图6D是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，是表示第一浮体式风力发电装置的维护作业的状态的图。
具体实施方式
以下，按照附图来说明本发明的实施方式。但是，作为实施方式而以下记载或者作为实施方式而附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等不是将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。
以下，在叙述本发明的实施方式的维护对象即浮体式风力发电装置1之后，说明其维护方法。
需要说明的是，在以下的说明中，例示了设于海上的浮体式风力发电装置1，但是浮体式风力发电装置1的设置场所没有限定为海上，只要是湖上或河上等水上就可以任意。而且，在本说明书中，作为浮体式风力发电装置1的一例，示出了具有半潜式的浮体10的浮体式风力发电装置1，但也可以适用于具有桅杆型等其他的浮体的浮体式风力发电装置。
图1是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置系留于海上的状态的立体图。图2是图1的浮体式风力发电装置的从侧方观察到的侧视图。图3是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的设备结构例的侧视图。图4是表示本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的电气系统的结构图。
如图1及图2所示，浮体式风力发电装置1具备漂浮于水面的浮体10和竖立设置在浮体10上的风力发电机2。
在一实施方式中，风力发电机2具有受到风而旋转的至少1片叶片3、安装叶片3的轮毂4、将轮毂4安装成旋转自如的机舱6、对机舱6进行支承的塔架8。机舱6可以是相对于塔架8能够偏航回旋，在典型的逆风型风车的情况下，以根据风向而叶片3向上风侧定向的方式使机舱6回旋。并且，受到风的叶片3进行旋转，由此通过发电机进行发电。关于构成风力发电机2的设备的具体的结构例在后文叙述。
在一实施方式中，浮体10具有俯视观察下配置在假想三角形的顶点位置的柱状的3个柱12、14、16，并且具有将第一柱12与第二柱14连接的长条状的第一下体20、及将第一柱12与第三柱16连接的长条状的第二下体22。并且，通过这3个柱12、14、16和两个下体20、22，浮体10在俯视观察下形成为大致V字状。并且，在俯视观察下位于大致V字状的正中的第一柱12的上表面设有平台9，在平台9上设置上述的风力发电机2。
而且，也可以是，第一下体20与第二下体22垂直地相交，并且在相对于第一下体20与第二下体22的交角的二等分线呈左右对称的假想等腰直角三角形的顶点位置配置上述的3个柱12、14、16。
需要说明的是，在上述实施方式中，例示了下体20、22作为将第一柱12及第二柱14、将第一柱12及第三柱16分别连接的连结部，但是连结部没有限定于此。作为浮体10的其他的结构例，可以还具有将第二柱14和第三柱16连接的第三下体。作为进而其他的结构例，也可以通过加强用的梁构件将第一下体20和第二下体22连结。
在一实施方式中，在浮体10的内部、即柱12、14、16或下体20、22的内部，如图3所示，形成有积存压舱水的至少一个压舱室27。压舱室27也可以设置多个。而且，也可以在浮体10或塔架8下部设置泵室28，在泵室28内配置通过向各压舱室27注水而用于使浮体10浮沉的压舱泵29。并且，通过适当调整压舱室27内的压舱水量，来调整浮体10相对于吃水面WL的相对位置或浮体10的姿势。需要说明的是，在浮体式风力发电装置1的运转时，通常，如图3所示，在吃水面WL位于比下体20的上表面靠上方处的状态下系留于水面。
而且，如图2所示，与固定于水底E的锚25连结的多个系留线30以描绘悬垂曲线的方式呈悬链状地连接于浮体10。这种情况下，浮体10通过上述锚25及系留线30，克服作用于浮体10的漂流力、旋转力矩而系留于海上。另一方面，系留线30的浮体侧端部通过固定部而固定于浮体10。在一实施方式中，系留线30的浮体侧端部的向浮体10的支承结构如图3所示，也可以具有防止系留线30向下方落下的限动件31、设置在比限动件31靠锚26侧处而将系留线30向大致铅垂方向引导的引导部32。上述的支承结构对应于与3个柱12、14、16分别连接的各系留线30而分别各设置一个。需要说明的是，系留线30包括用于保持浮体10的位置的链条、钢丝绳、合成纤维绳或将它们复合而成的绳等主线、钩环等连结用具、及中间浮标或中间沉锤等中间辅助用具。
如图3所示，在一实施方式中，风力发电机2包括：与由叶片3及轮毂4构成的转子5连结的旋转轴40；生成电力的发电机47；将旋转轴40的旋转能量向发电机47传递的传动系统41。需要说明的是，在该图中，作为一例而示出传动系统41及发电机47配置在机舱6内的情况，但是它们配置的场所没有特别限定，例如它们中的至少一方也可以配置在塔架8侧。
在具有这样的结构的风力发电机2中，承受风而旋转的转子5的旋转能量经由传动系统41向发电机47输入，通过发电机47生成电力。通过发电机47生成的电力经由在机舱6及塔架8内配线的送电线52A向海底电缆50输送，并经由海底电缆50向电力系统(栅极)送电。
旋转轴40与由叶片3及轮毂4构成的转子5一起旋转。
在一实施方式中，传动系统41构成为包括安装于旋转轴40的液压泵42和经由高压力油线44及低压力油线45而与液压泵42连接的液压马达43。液压泵42由旋转轴40驱动而使工作油升压，生成高压的工作油(压力油)。由液压泵42生成的压力油经由高压力油线44向液压马达43供给，通过该压力油来驱动液压马达43。在液压马达43中进行了做功之后的低压的工作油经由低压力油线45再次返回液压泵42。而且，液压马达43的输出轴与发电机47的输入轴连接，将液压马达43的旋转向发电机47输入。需要说明的是，在该图中，作为传动系统41而例示了使用液压传动装置的结构，但没有限定为该结构，也可以使用齿轮式增速器等其他的传动系统，还可以不设置传动系统41而将旋转轴40与发电机47直接连结。
在轮毂4内设有调整叶片3的俯仰角的俯仰驱动机构49。俯仰驱动机构49例如在风力发电机2的运转中，根据风速来调整叶片3的俯仰角，或者在风力发电机2的停止时又起动时，将叶片3的俯仰角调整为顺桨侧或逆桨侧。需要说明的是，俯仰驱动机构49可以分别设于各叶片3，这种情况下，各叶片连动或者分别独立地控制多个叶片3的俯仰角。
在一实施方式中，在风力发电机2上设有各种辅机。作为辅机，可列举例如设置在机舱6的上部的航空障碍灯60、设置在平台9上的航路标识灯62、设置在机舱6内的增压泵48等。在此，增压泵45出于维持低压力油线45的压力的目的而设置。增压泵48也可以设置在将低压力油线45与积存工作油的罐(未图示)连接的线上。
如图3及图4所示，浮体式风力发电装置1具有向上述的俯仰驱动机构49、增压泵48、风力发电机2的各种辅机等供给电力的内部配电网51。
在某些实施方式中，内部配电网51包括用于将由发电机47生成的电力向海底电缆50输送的送电线52A和与送电线52A连接的负载线52B。
在送电线52A设有开闭器521、变压器522。发电机47通过送电线52A经由开闭器521及变压器522而与海底电缆50连接。
需要说明的是，海底电缆50设置在浮体式风力发电装置1与分站102之间。而且，海底电缆50也可以经由分站102及海底电缆103而与栅极100连接。
另一方面，负载线52B用于将浮体式风力发电装置1具有的负载与送电线52A连接。在负载线52B上经由变压器523连接有风车控制中心(WTG.CC)54、机舱控制中心(机舱.CC)56、浮体控制中心(浮体.CC)57、紧急用控制中心(紧急用.CC)58。在此，控制中心是指包括配线用切断器或电开闭器、电磁接触器、起动电抗器等并控制向各负载的电力供给的结构。
风车控制中心54在浮体式风力发电装置1的运转中，将经由负载线52B从发电机47送来的电力向机舱控制中心56、浮体控制中心57、紧急用控制中心58分配。而且，风车控制中心54在浮体式风力发电装置1的运转停止期间，也可以将经由负载线52B从栅极100送来的电力向各控制中心56、57、58分配。
机舱控制中心56配置在机舱6内，控制包含俯仰驱动机构49的设备的电力供给。而且，在机舱控制中心56可以连接柴油发电机等电源(未图示)，在来自栅极100或发电机47的供电无法进行的情况下，从该电源向俯仰驱动机构49等供给电力。而且，该机舱控制中心56在维护时的各设备的动作确认中，向俯仰驱动机构49供给电力，进行俯仰驱动机构的动作确认。
浮体控制中心57配置于塔架8下部或浮体10，控制向压舱泵29的电力供给。而且，在浮体控制中心57可以连接柴油发电机等电源66，在来自栅极100或发电机47的供电无法进行的情况下，从电源66向压舱泵29供给电力。需要说明的是，电源66也可以是暂设电源。此外，该浮体控制中心57在维护时的各设备的动作确认中，向压舱泵29供给电力，使压舱泵29动作而进行浮体10的浮沉动作确认。
紧急用控制中心58配置于塔架8下部或浮体10，控制向航空障碍塔60、航路标识灯62、增压泵48等的风力发电机2的各种辅机的电力供给。而且，在紧急用控制中心57可以连接柴油发电机等备用电源64，在来自栅极100或发电机47的供电无法进行的情况下，从备用电源64向各种辅机供给电力。备用电源64也可以配置于塔架8下部或浮体10。此外，在塔架8下部或浮体10可以设置向备用电源64供给燃料的燃料罐65。这种情况下，也可以是，燃料罐65考虑到在风力发电机2的电源丧失后因海上的暴风雨天气引起的无法访问，而具有可积存能够连续运转几天(例如10天左右程度)的燃料的容量。需要说明的是，备用电源64也可以是暂设电源。而且，该紧急用控制中心58在维护时的各设备的动作确认中，向风力发电机1的各种辅机(例如，航空障碍塔60、航路标识灯62、增压泵48等)供给电力，进行上述的辅机的动作确认。此时，从备用电源64向紧急用控制中心58供给电力，从燃料罐65向备用电源64供给燃料。
接着，参照图5A～图5E，说明本实施方式的浮体式风力发电装置1的维护方法。需要说明的是，图5A～图5E是说明本发明的一实施方式的浮体式风力发电装置的维护方法的图，图5A是表示将第一浮体式风力发电装置从系留线切离的状态的图，图5B是表示使第一浮体式风力发电装置从系留位置移动的状态的图，图5C是表示第一浮体式风力发电装置的维护作业的状态的图，图5D是表示使第二浮体式风力发电装置向系留位置移动的状态的图，图5E是表示在第二浮体式风力发电装置上连接系留线的状态的图。
在以下的说明中，将具有维护对象部位的浮体式风力发电装置称为第一浮体式风力发电装置1A，将不具有维护对象部位的浮体式风力发电装置称为第二浮体式风力发电装置1B。在图5所示的实施方式中，第一浮体式风力发电装置1A与第二浮体式风力发电装置1B也可以相同。
在一实施方式中，如图5A所示，在对系留于系留位置200的第一浮体式风力发电装置1A实施维护的情况下，首先，进行将安装在第一浮体式风力发电装置1A的浮体10A上的系留线30及海底电缆50切离的作业。在此，系留线30的重量大，因此例如也可以使用装备于作业船202的起重机等来进行切离作业。从浮体10A切离的系留线30及海底电缆50保持于浮体结构物204。需要说明的是，浮体结构物204只要是漂浮在水上的结构物即可，没有特别限定，也可以是例如浮标、船体、大型浮体等。
并且，如图5B所示，将连接于浮体10A的系留线30及海底电缆50全部切离，使它们保持于浮体结构物204之后，使浮体式风力发电装置1A从系留位置200朝向维护场所移动。
在浮体式风力发电装置1A到达维护场所之后，进行维护作业。需要说明的是，维护场所也可以是风或波浪等的周围环境条件比系留位置良好的水上(例如沿岸等)或陆地上(例如船坞等)。由此，能够在稳定的作业环境下进行维护作业。或者，也可以在使浮体式风力发电装置1A靠岸于岸壁的状态下进行维护，由此能够抑制浮体式风力发电装置1A的摇晃，形成稳定的作业环境。作为维护作业，可列举构成风力发电机2A的设备的修理或更换、构成浮体10A的设备的修理或更换、各种辅机的修理或更换等。
例如，在进行第一浮体式风力发电装置1A的叶片3A的更换的情况下，如图5C所示，也可以在使第一浮体式风力发电装置1A靠岸于岸壁的状态下，进行第一浮体式风力发电装置1A的叶片3A的更换。这种情况下，通过配置在陆地上的起重机210来悬吊一个叶片3A，将其他的叶片3A吊起而安装于风力发电机2A。通过这样进行叶片3A的更换作业，能够提高作业效率，并且也能够使用大型的起重机210。
而且，即使在进行第一浮体式风力发电装置1A的传动系统的更换的情况下，也可以在使第一浮体式风力发电装置1A靠岸于岸壁的状态下，更换构成传动系统的至少一部分的设备。这种情况下，如图2所示，传动系统包括由液压泵42及液压马达43构成的液压传动装置42，更换的设备也可以是液压泵42、液压马达43及发电机47中的至少一个。通过这样进行传动系统41的更换作业，能够提高作业效率，并且还能够使用大型的起重机210。
通过如上所述对第一浮体式风力发电装置1A实施维护，能得到不具有维护部位的第二浮体式风力发电装置1B。
在维护作业结束之后，如图5D所示，使实施了维护作业的第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动。在第二浮体式风力发电装置1B到达系留位置200之后，将系留线30及海底电缆50从浮体结构物204拆下，与第二浮体式风力发电装置1B的浮体10B连接。此时，也可以使用装备于作业船202的起重机等，进行系留线30及海底电缆50从浮体结构物204向浮体10B的的改换作业。
如上所述，使具有维护对象部位的第一浮体式风力发电装置1A从系留位置移动，使不具有维护对象部位的第二浮体式风力发电1B向系留位置200移动。由此，关于不适合风力发电装置的系留位置200的维护的大规模的维护作业，能够在其他的场所进行。由此，无论风力发电装置1的系留位置200的周围环境条件如何，都能够进行浮体式风力发电装置1的维护。
而且，在使第一浮体式风力发电装置1A移动时，从浮体10A将系留线30及海底电缆50切离而将它们保持于浮体结构物204，由此在将第二浮体式风力发电装置1B系留时，能够容易地将系留线30及海底电缆50与浮体连接。
进而，在对第一浮体式风力发电装置1A实施了维护之后，使该风力发电装置作为第二浮体式风力发电装置1B而返回系留位置，由此能够不以浮体式风力发电装置1的代替机为前提地运用风力发电系统。即，能够抑制设备成本，并进行风力发电系统的运营。需要说明的是，在此所说的风力发电系统是至少一个浮体式风力发电装置1的集合体。
而且，在其他的实施方式中，也可以如图6A～图6D所示那样进行维护。需要说明的是，图6A～图6D是说明浮体式风力发电装置的维护方法的图，图6A是表示将第一浮体式风力发电装置从系留线切离的状态的图，图6B是表示第一浮体式风力发电装置及第二浮体式风力发电装置的替换前的状态的图，图6C是表示第一浮体式风力发电装置及第二浮体式风力发电装置的替换后的状态的图，图6D是表示第一浮体式风力发电装置的维护作业的状态的图。
如图6A所示，在对系留于系留位置200的第一浮体式风力发电装置1A实施维护的情况下，首先，进行将安装在第一浮体式风力发电装置1A的浮体10A上的系留线30及海底电缆50切离的作业。切离后的系留线30及海底电缆50保持于浮体结构物204。
并且，如图5B所示，将与浮体10A连接的系留线30及海底电缆50全部切离，保持于浮体结构物204之后，使第一浮体式风力发电装置1A从系留位置200朝向维护场所移动。而且，在使第一浮体式风力发电装置1A从系留位置200移动之后，使另一第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动。需要说明的是，第二浮体式风力发电装置1B可以是在使用后实施了维护的风力发电装置，也可以是未使用的风力发电装置。
如图6C所示，在第二浮体式风力发电装置1B到达系留位置20之后，在第二浮体式风力发电装置1B的浮体10B上连接系留线30及海底电缆50。这样，使第一浮体式风力发电装置1A从系留位置200移动之后，使另一第二浮体式风力发电1B向系留位置200移动，由此即使在第一浮体式风力发电装置1A的维护中也能够使第二浮体式风力发电装置1B运转。由此，能够提高风力发电系统的设备运转率。
如图6D所示，在第一浮体式风力发电装置1A到达维护场所之后，进行维护作业。需要说明的是，维护场所可以是风或波浪等的周围环境条件比系留位置200良好的水上(例如沿岸等)或陆地上(例如船坞等)。由此，能够在稳定的作业环境下进行维护作业。或者也可以在使浮体式风力发电装置1A靠岸于岸壁的状态下进行维护，由此能够抑制浮体式风力发电装置1A的摇晃，形成稳定的作业环境。维护作业与图5所示的实施方式相同，因此省略详细的说明。
而且，在图5或图6所示的维护方法中，也可以具备以下的结构。
在维护作业后，在使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动之前，在动作确认场所进行第二浮体式风力发电装置1B的动作确认。在此，动作确认场所可以是风或波浪等的周围环境条件比系留位置200良好的水上(例如沿岸等)或陆地上(例如船坞等)。由此，能够在稳定的作业环境下进行动作确认。或者可以在使第二浮体式风力发电装置1B靠岸于岸壁的状态下进行动作确认，由此能够抑制第二浮体式风力发电装置1B的摇晃，形成稳定的作业环境。作为动作确认，可列举例如浮体10A的浮沉动作确认、各辅机的动作确认、叶片3B的俯仰动作确认等。
当使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动后进行动作确认时，在确认结果存在问题的情况下，有时必须再次使第二浮体式风力发电装置1B返回至维护场所。因此，在上述实施方式中，在使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动之前进行动作确认，因此能够有效地进行第二浮体式风力发电装置1B的向系留位置200的设置作业。
而且，能够在风或波浪等的周围环境条件比系留位置稳定的水上或陆地上、或者如靠岸于岸壁的状态那样更稳定的作业环境下进行动作确认。由此，实现动作确认作业的效率化。
以下，记载关于动作确认的例子。
在进行浮体10B的浮沉动作确认的情况下，使用由浮体控制中心57控制的压舱泵29，向浮体10B的压舱室注水，确认浮体10B的浮沉动作。此时，风力发电机3B也可以仅在设置于塔架8的下部的状态下进行浮沉动作确认。即，塔架8将圆筒状的多个塔架层叠而构成。这种情况下，也可以在浮体10B上仅设置有下方的塔架段的状态下，进行浮体10B的浮沉动作。压舱泵29和浮体控制中心57设于风力发电机3A的塔架下部或浮体10A，因此在浮体10B上完全组装风力发电机3B之前，也能够进行浮体10B的浮沉动作确认。
而且，在使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动之前能够进行风力发电机3B的浮体10B的浮沉动作的确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置1B设置于系留位置200之后由于浮体10B的浮沉动作的不良情况而第二浮体式风力发电装置1B的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置200更稳定的作业环境下进行动作确认，能实现浮沉动作确认作业的效率化。
而且，压舱泵29和浮体控制中心57设于风力发电机3B的塔架下部或浮体，因此即使在浮体10B上完全组装风力发电机3B之前也能够进行浮体10B的浮沉动作确认。
在进行俯仰驱动机构49的动作确认的情况下，在第二浮体式风力发电装置1B上安装有叶片3及机舱6的状态下，在由机舱控制中心56的控制下从电源向俯仰驱动机构49供给电力，确认俯仰驱动机构49是否正常动作。
由此，在使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动之前能够进行俯仰驱动机构49的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置1B设置于系留位置200之后由于俯仰驱动机构49的不良情况而第二浮体式风力发电装置1B的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置200稳定的作业环境下进行俯仰驱动机构49的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
在进行风力发电机3B的各种辅机的动作确认的情况下，在紧急用控制中心58的控制下向各种辅机供给电力，进行各辅机的动作确认。例如，从紧急用控制中心58向航空障碍灯60供给电力并进行点灯确认。对于航路标识灯62、增压泵48等其他的辅机也同样地进行动作确认。需要说明的是，在动作确认时，也可以从备用电源64向各辅机供给电力。
由此，在使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动之前能够进行风力发电机3B的辅机的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置1B设置于系留位置200之后由于风力发电机3B的辅机的不良情况而第二浮体式风力发电装置1B的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置200稳定的作业环境下进行辅机的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
而且，在进行备用电源64的动作确认的情况下，从燃料罐65将发电用燃料向备用电源64供给，进行备用电源是否正常动作的确认。
由此，在使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动之前能够进行备用电源64的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置1B设置于系留位置200之后由于备用电源64的不良情况而第二浮体式风力发电装置1B的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置200稳定的作业环境下进行备用电源64的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
同样，也可以进行内部配电网51的动作确认。例如，在紧急用控制中心58的控制下向内部配电网51的开闭器521或变压器522、523供给电力，确认是否正常动作。
由此，在使第二浮体式风力发电装置1B向系留位置200移动之前能够进行内部配电网51的动作确认，因此能够防止在将第二浮体式风力发电装置1B设置在系留位置200之后由于内部配电网51的不良情况而第二浮体式风力发电装置1B的向维护场所的再次移动不可避免这样的事态。而且，能够在比系留位置200稳定的作业环境下进行内部配电网51的动作确认，能实现动作确认作业的效率化。
如以上说明那样，根据上述的实施方式，使第一浮体式风力发电装置1A从系留位置移动，使不具有维护对象部位的第二浮体式风力发电1B向系留位置200移动，由此，无论系留位置200的周围环境条件如何都能够进行浮体式风力发电装置1的维护。
而且，在使第一浮体式风力发电装置1A移动时，从浮体10A将系留线30及电缆50切离而使它们保持于浮体结构物204，由此在将第二浮体式风力发电装置1B系留时，能够容易地将系留线30及电缆50连接于浮体。
以上，详细地说明了本发明的实施方式，但本发明没有限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然也可以进行各种改良或变形。
【标号说明】
1       浮体式风力发电装置
2       风车
3       叶片
4       轮毂
5       转子
6       机舱
8       塔架
9       平台
10、 10A、 10B   浮体
12      第一柱
14      第二柱
16      第三柱
20      第一下体
22      第二下体
30      系留线
26      锚
27      压舱室
28      泵室
29      压舱泵
30      系留线
31      限动件
32      引导部
40      旋转轴
41      传动系统(液压传动装置)
42      液压泵
43      液压马达
44      高压力油线
45      低压力油线
47      发电机
48      增压泵
49      俯仰驱动机构
50、 103  海底电缆
51      内部配电网
52A     送电线
52B     负载线
54      风车控制中心(WTG.CC)
56      机舱控制中心(机舱.CC)
57      浮体控制中心(浮体.CC)
58      紧急用控制中心(紧急用.CC)
60      航空障碍塔
62      航路标识灯
65      备用电源
66      燃料罐
66      电源
100     栅极
200     系留位置
204     浮体结构物
521     开闭器
522、523 变压器

Claims (12)

1.一种浮体式风力发电装置的维护方法，所述浮体式风力发电装置在利用系留线而系留于系留位置的浮体上设置风力发电机，将由所述风力发电机生成的电力向电缆供给，所述浮体式风力发电装置的维护方法的特征在于，具备如下步骤：
切离步骤，从具有维护对象部位的第一浮体式风力发电装置的所述浮体将所述系留线及所述电缆切离；
保持步骤，在所述切离步骤之后，使所述系留线及所述电缆保持于浮体结构物；
第一移动步骤，在所述切离步骤之后，使所述第一浮体式风力发电装置从所述系留位置移动；
第二移动步骤，使不具有维护对象部位的第二浮体式风力发电装置向所述系留位置移动；及
连接步骤，在所述第二移动步骤之后，将所述系留线及所述电缆从所述浮体结构物拆下，与所述第二浮体式风力发电装置连接。
2.根据权利要求1所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述浮体式风力发电装置的维护方法还具备维护步骤，该维护步骤在所述第一移动步骤之后，对所述第一浮体式风力发电装置实施维护，得到所述第二浮体式风力发电装置。
3.根据权利要求1所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
在所述第二移动步骤中，使与所述第一浮体式风力发电装置不同的所述第二浮体式风力发电装置向所述系留位置移动。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述浮体式风力发电装置的维护方法还具备动作确认步骤，该动作确认步骤在所述第二移动步骤之前，在动作确认场所进行所述第二浮体式风力发电装置的动作确认。
5.根据权利要求4所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述浮体式风力发电装置具有用于使所述浮体浮沉的压舱泵和用于控制所述压舱泵的浮体控制中心，
所述压舱泵及所述浮体控制中心设置于所述风力发电机的塔架下部或所述浮体，
在所述动作确认步骤中，在所述动作确认场所，在所述浮体控制中心的控制下从电源向所述压舱泵供给电力，使所述压舱泵动作来确认所述浮体的浮沉动作。
6.根据权利要求4所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述浮体式风力发电装置具有所述风力发电机的辅机和用于控制所述辅机的紧急用控制中心，
在所述动作确认步骤中，在所述动作确认场所，在所述紧急用控制中心的控制下从电源向所述辅机供给电力，进行所述辅机的动作确认。
7.根据权利要求5或6所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述电源是用于在紧急时向所述浮体式风力发电装置的各部供给电力的备用电源，
所述浮体式风力发电装置具有用于向所述备用电源供给发电用燃料的燃料罐，
在所述动作确认步骤中，从所述燃料罐将所述发电用燃料向所述备用电源供给，进行所述备用电源的动作确认。
8.根据权利要求4所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述浮体式风力发电装置具有设置于所述风力发电机的发电机与所述电缆之间而包含变压器及开闭器的内部配电网，
在所述动作确认步骤中，在所述动作确认场所进行所述内部配电网的动作确认。
9.根据权利要求4所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述浮体式风力发电装置具有用于变更所述风力发电机的叶片的俯仰角的俯仰驱动机构和设置在所述风力发电机的机舱内而进行包含所述俯仰驱动机构的设备的控制的机舱控制中心，
在所述动作确认步骤中，在所述第二浮体式风力发电装置上安装有所述叶片及所述机舱的状态下，在由所述机舱控制中心进行的控制下从电源向所述俯仰驱动机构供给电力，进行所述俯仰驱动机构的动作确认。
10.根据权利要求2所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
在所述维护步骤中，在使所述第一浮体式风力发电装置靠岸于岸壁的状态下，进行所述第一浮体式风力发电装置的叶片的更换。
11.根据权利要求2所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
在所述维护步骤中，在使所述第一浮体式风力发电装置靠岸于岸壁的状态下，更换构成所述第一浮体式风力发电装置的传动系统的至少一部分的设备。
12.根据权利要求11所述的浮体式风力发电装置的维护方法，其特征在于，
所述传动系统包含由液压泵及液压马达构成且用于将所述风力发电机的转子的旋转能量向发电机传递的液压传动装置，
所述设备是所述液压泵、所述液压马达及所述发电机中的至少一个。
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