JP2001254669A - 風力発電用風車体 - Google Patents

風力発電用風車体

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JP2001254669A JP2000068244A JP2000068244A JP2001254669A JP 2001254669 A JP2001254669 A JP 2001254669A JP 2000068244 A JP2000068244 A JP 2000068244A JP 2000068244 A JP2000068244 A JP 2000068244A JP 2001254669 A JP2001254669 A JP 2001254669A
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Motoetsu Ishii
元悦 石井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/22Foundations specially adapted for wind motors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0091Offshore structures for wind turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95Mounting on supporting structures or systems offshore
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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Abstract

(57)【要約】 【課題】風車体自体の安定性を確保しつつ、建設し易い
簡便な構造の風車支持構造を有する風力発電用風車体を
提供する。 【解決手段】 風車を旋回可能に支持する風車支持部を
備える風力発電用風車体であって、この風車支持部は、
所定面積の多角形断面を備えた、所定重量の平盤状の基
礎と、この平盤状の基礎に各脚の下端部が固定され、各
脚の上端部が上方に集束して、全体として上向きに先細
形状をなす複数の脚構造体とを有することを特徴とする
風力発電用風車体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電用風車体
に関し、特に沿岸水域に設置される風力発電用風車体に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、風力発電用風車体が、建設さ
れ、風力により風車を回転させ、風車に連結された発電
機により発電が行われている。特に、このような風力発
電用風車体は、風に恵まれた沿岸水域に設置されるよう
になった。図9乃至図11は、沿岸水域において一般的
に用いられている風車発電用風車を示す。図9乃至図1
1において、風車発電用風車体100はいずれも、円周
方向等角度間隔の3基の風車110を旋回可能に支持す
る風車支持部120を有する。風車110は、風向きに
応じて風に向かう方向に向くように制御され、内蔵する
発電機(図示せず)を回転させる。図9ないし図11に
おいて、この風車支持部120は、それぞれ異なる。
【0003】図9における風車支持部120は、水底1
30の地盤に打込んだ所要長さ及び径のパイル基礎14
0とし、同パイル基礎140上にポスト150を立設
し、上端に風車110を支持するように支持構造を構成
している。
【0004】図10の風車支持部120は、水底130
の地盤に埋込んで水面160上まで立上がる所要面積の
コンクリート基礎170を形成し、このコンクリート基
礎170上にポスト150を立設して風車110を支持
するよう支持構造を構成している。
【0005】また、図11の風車支持構造120は、水
底130の地盤に打込んだ複数の鋼管杭180を支持脚
として水面160上に達する基礎架台190を設け、こ
の基礎架台190上にポスト150を立設して風車11
0を支持するように支持構造を構成している。
【0006】このような風車支持構造によれば、風力に
よる転倒モーメント及び水平推力に耐えて、風車体全体
を安定に支持することが可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
風力発電用風車体は、発電量の増大に伴う風車の大型化
に起因して、その風車支持部まわりの建設に技術上の問
題を有する。
【0008】第1に、図9乃至図11のいずれのタイプ
の風力発電用風車体においても、風車支持部120の建
設工期が長期化して、建設コストの増大が引き起こされ
る。すなわち、風車110の大型化に伴い、水底130
の地盤の強度に応じて、このような風車体全体を安定に
支持するために風力支持部120自体を大型化せざるを
得ない。具体的には、図9においては、パイル150の
大径化、図10においては、コンクリート基礎170の
沈下及び横滑り防止用の杭数の増大、さらに図11にお
いては、鋼管杭180の必要数の増加或いは打ち込み深
さの増大を必要とする。
【0009】第2に、現場での建設自体が、困難にな
る。特に、沿岸水域、たとえば海上に建設する場合に
は、現場で十分な建設スペースを確保すること自体が困
難であり、工場または地上におけるユニット工法によっ
て、現場での建設工数を削減することが強く望まれる。
【0010】本発明は、上述した従来の問題に鑑み、風
車体自体の安定性を確保しつつ、建設し易い簡便な構造
の風車支持構造を有する風力発電用風車体を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決すべき手段】上記課題を解決すべく、本発
明の風力発電用風車体は、風車を旋回可能に支持する風
車支持部を備えた風力発電用風車体であって、この風車
支持部は、所定面積の多角形断面を備えた、所定重量の
平盤状の基礎と、この平盤状の基礎に各脚の下端部が固
定され、各脚の上端部が上方に集束して、全体として上
向きに先細形状をなす複数の脚構造体とを有する構成と
してある。
【0012】以上の本発明の風力発電用風車体によれ
ば、稼動の際、風車に加わる転倒モーメント及び水平方
向推力に対して、所定面積及び所定指定重量の平盤状の
基礎と地盤との間で、風車体全体を安定して支持するこ
とが可能である。さらに、建設の際、たとえば工場等で
風車支持構造をワンユニットとして組立てて、現場に搬
送することにより、沿岸水域等建設スペースの不足等建
設環境に優れない現場における建設工数を削減すること
が可能となる。
【0013】また、前記基礎の下面から突設するアンカ
ー部材をさらに有するのが好ましい。さらに、前記多角
形断面は、三角形であり、前記複数の脚構造体は、その
各脚の下端部が、この三角形の各頂点近傍に固定された
三脚構造体であるのがよい。
【0014】或いは、前記多角形断面は、四角形であ
り、前記複数の脚構造体は、その各脚の下端部が、この
四角形の各頂点近傍に固定された四脚構造体であっても
よい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、海上等沿岸水域に設置さ
れる場合を例として、本発明の実施の形態を詳細に説明
する。
【0016】図1及び図2はそれぞれ、本発明の第1の
実施の形態に係わる風力発電用風車体の側面図及び正面
図である。図3は、図2の矢視III〜IIIからみた基礎の
平面図である。図4は、図3の矢視IV〜IVからみた基礎
まわりの部分図である。
【0017】図1及び図2において、10は本発明の風
力発電用風車体である。風力発電用風車体10は、風車
12を旋回可能に支持する風車支持部16を備える。こ
の風車支持部16は、多角形断面を備えた平盤状の基礎
18と、この平盤状の基礎に各下端部20が固定され、
各上端部22が上方に集束して、全体として上向きに先
細形状をなす3脚の脚構造体24とを有する。この脚構
造体24は、この軟着底型基礎18に各下端部20を固
定して、緩傾斜に先細る下半部26と、急傾斜に先細
り、各上端部22が風車12を支持する上半部28とか
ら構成されている。
【0018】軟着底型基礎18は、風車12を設置する
場所の地盤強度に応じて風力発電用風車体重量を安全に
水底地盤上に支持できる面積を備え、且つ風車構造体に
加わる風及び波等の横方向外力による転倒モーメントに
対して浮上がりを生じないよう内部にコンクリート等を
充填して必要重量を確保する。
【0019】図3及び図4に示すように、軟着底型基礎
18の多角形断面は、中空部19を有する三角形として
ある。面積或いは重量によって、中空部19を設けない
三角形に構成してもよい。脚構造体24の各下端部20
は、三角形の各頂点に近傍する位置に固定されている。
軟着底型基礎18の下面29には、軟着底型基礎18の
内外の辺と平行に等間隔3列をなして、無端状に下向き
に突設したアンカー部材30を設けてある。これによ
り、基礎18の下面29と水底Aの地盤との間の水平摩
擦力を確保し、風車体全体に転倒モーメントが作用する
際、より安定して支持するようにしてある。
【0020】以上の構成を備えた風力発電用風車体10
の作用を以下に説明する。
【0021】風車発電用風車体10では、風車構造体全
体に加わる水平外力による転倒モーメントが軟着底型基
礎18の重量と地盤耐力で安全に支持され、且つ水平方
向推力が軟着底型基礎18下面と水底Aの地盤間の摩擦
力で吸収される。このとき、予測される水平方向推力に
対し、軟着底型基礎18下面と水底Aの地盤間の摩擦力
を、より充分に確保する場合には、適当な深さのアンカ
ー部材30を設けることで、更に充分な安定性を得るこ
とが可能である。
【0022】また、軟着底型基礎18を平面で中空或い
は中実の三角形状にしたうえで、脚構造体24を三脚構
造に構成してあるので、構造が単純で安定性の良い風車
支持構造を実現することができる。
【0023】このとき、軟着底型基礎18を、例えば水
面Bから3メートル程度下方に上面を位置させるように
接地させて設ける場合、水面Bに生じる波による外力の
軟着底型基礎18部分への影響は非常に小さくなる。ま
た脚構造体24の個々の鋼管部材径が小さいため、脚構
造体24に対する風及び波による外力の影響も最小限度
に抑えられる。一方、この構成による風車発電用風車体
10によると、水面B下に設ける軟着底型基礎18と脚
構造体24の全部を、工場又は地上で組立てたのち建設
現場水域へ輸送し、整地された水底A面へ軟着床させて
定置することが可能になる。
【0024】例えば、建設現場では、脚の各下端部20
と軟着底型基礎18との一体ブロックを先に輸送して着
底設置し、次に脚構造体24の上部ブロックを既に定着
された下部構造上に接合し、 次いで脚構造体24上に
搭載するように組立てることができる。
【0025】このため、風車体全体の製造、組立て、現
地建設作業が非常に容易になり、建造期問を短縮できる
効果が得られる。
【0026】以下に本発明の第2の実施の形態について
説明する。以下の実施の形態においては、第1の実施の
形態と同様な部材には、同様な番号を附すことによりそ
の説明は省略し、以下に特徴部分について説明する。
【0027】図5及び図6はそれぞれ、 本発明の第2
の実施の形態に係わる風力発電用風車体の側面図及び正
面図である。図7は、図6の矢視VII〜VIIからみた、基
礎の平面図である。図8は、図7の矢視VIII〜VIIIから
みた、基礎まわりの部分図である。
【0028】本実施の形態の特徴部分は、風車支持部1
6の構造にある。具体的には、基礎18の断面形状は、
第1の実施の形態と異なり、四角形であり、それに伴
い、複数の脚構造体24も四脚構造体としてある。
【0029】図5ないし図8において、風車支持部16
は、図7に示すように、中空部19を有する四角形に構
成した軟着底型基礎18と、この軟着底型基礎18の四
隅に脚端部20を固着して設けた鋼管構造の四脚構造体
24とで構成している。軟着底型基礎18は、必要面積
或いは必要重量等の観点から、中実の平面四角形にして
もよい。
【0030】軟着底型基礎18の下面29には、同基礎
18の各辺と平行方向に連続させて3列のアンカー部材
30を設けている。
【0031】この実施の形態によれば、軟着底型基礎1
8を平面四角形に構成し且つ脚構造体24を四脚構造に
構成することによって、構造重量は若干増加するけれど
も、脚構造体24の脚間隔、すなわち根開き距離が同一
の場合、第1の実施の形態より横方向外力に対して安定
性に優れる利点を有する。そのため、従来型に比較すれ
ば、大幅に構造が簡略化される効果がある。
【0032】本発明の実施の形態を詳細に説明したが、
請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更、
修正が可能である。たとえば、本実施の形態では、風に
恵まれた沿岸水域、即ち地盤が軟弱な水底に設置する場
合を説明したが、これに限定されることなく、地上で地
盤条件に恵まれない地点に設置する場合、或いは建設ス
ペースの確保が困難な現場での建設にも適用可能であ
る。
【0033】
【発明の効果】以上から明らかなように、 本発明の風
力発電用風車体によれば、稼動の際の風車体自体の安定
性を確保しつつ、建設し易い簡便な構造の風車支持構造
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる風力発電用
風車体の側面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係わる風力発電用
風車体の正面図である。
【図3】図2の矢視III〜IIIからみた基礎の平面図であ
る。
【図4】図3の矢視IV〜IVからみた基礎まわりの部分図
である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係わる風力発電用
風車体の側面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係わる風力発電用
風車体の正面図である。
【図7】図6の矢視VII〜VIIからみた、基礎の平面図で
ある。
【図8】図7の矢視VIII〜VIIIからみた、基礎まわりの
部分図である。
【図9】従来の風力発電用風車体の正面図である。
【図10】従来の別のタイプの風力発電用風車体の側面
図である。
【図11】従来のさらに別のタイプの風力発電用風車体
の側面図である。
【符号の説明】
A 水底 B 水面 10 風力発電用風車体 12 風車 16 風車支持部 18 基礎 20 下端部 22 上端部 24 脚構造体 26 下半部 28 上半部 30 アンカー部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 風車を旋回可能に支持する風車支持部を
    備える風力発電用風車体であって、 この風車支持部は、所定面積の多角形断面を備えた、所
    定重量の平盤状の基礎と、この平盤状の基礎に各脚の下
    端部が固定され、各脚の上端部が上方に集束して、全体
    として上向きに先細形状をなす複数の脚構造体とを有す
    ることを特徴とする風力発電用風車体。
  2. 【請求項2】 さらに、前記基礎の下面から突設するア
    ンカー部材を有する請求項1に記載の風力発電用風車
    体。
  3. 【請求項3】 前記多角形断面は、三角形であり、前記
    複数の脚構造体は、その各脚の下端部が、この三角形の
    各頂点近傍に固定された三脚構造体である請求項1に記
    載の風力発電用風車体。
  4. 【請求項4】 前記多角形断面は、四角形であり、前記
    複数の脚構造体は、その各脚の下端部が、この四角形の
    各頂点近傍に固定された四脚構造体である請求項1に記
    載の風力発電用風車体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2163691A2 (en) * 2005-10-21 2010-03-17 Dredging International N.V. Device and method for offshore mounting for electricity-generating wind-turbine
JP2018028195A (ja) * 2016-08-17 2018-02-22 Jfeエンジニアリング株式会社 着床式基礎および着床式基礎の構築方法
JP7223181B1 (ja) 2022-01-21 2023-02-15 日鉄エンジニアリング株式会社 ジャケット構造体、洋上風車、ジャケット構造体システム、及び洋上風車システム

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