JP2015513046A - 浮体式風力タービンプラットフォーム及び組立方法 - Google Patents

Abstract

水上で浮揚し、垂直なセンターカラムの上で風力タービンを支持することができるセミサブ式の風力タービンプラットフォームは、垂直なセンターカラムと、センターカラムから放射状に離隔された３つ以上の垂直なアウターカラムとを具備し、アウターカラムの各々は、１つ以上のボトムビーム、トップビーム及び支柱でセンターカラムに接続され、主な構造上の構成要素はコンクリート製であり、風力タービンタワーを支持するために十分な浮力を有している。【選択図】図４０

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年１１月４日に出願された米国仮出願第６１／４１０，１２７号の優先権を主張する、２０１１年１１月４日に出願された現在係属中のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５９３３５号の一部継続出願である。また、本出願は、２０１２年４月１３日に出願された米国仮出願第６１／６２４，０５０号及び２０１２年５月３１日に出願された米国仮出願第６１／６５３，８１６号の優先権を主張する。上に挙げた全出願の開示は、本明細書に参照により援用される。

風力タービンプラットフォームの様々な実施形態を本明細書で説明する。詳細には、本明細書で説明する実施形態は、多量の水の中での使用向けに改善された浮体式風力タービンプラットフォームに関する。

風力エネルギーを電力に変換するための風力タービンは既知であり、電力会社に代替エネルギー源を提供している。陸上では、風力タービンの数がしばしば数百基に達する大規模な風力タービン群が、１つの地理的区域にまとめて設置される場合がある。これらの大規模な風力タービン群は、望ましくないほど大きな騒音を生じさせることがあり、審美的に不快なものとしての様相を呈し得る。丘陵、森林及び建物などの障害物が原因で、これらの陸上を拠点とする風力タービンが最適な空気の流れを利用できない可能性がある。

また、風力タービン群は、洋上に、といっても海岸付近で風力タービンを海底上の基礎に固定的に取り付けることができる水深の場所に位置し得る。海洋上では、風力タービンへの空気の流れが様々な障害物（すなわち、丘陵、森林及び建物など）の存在によって妨げられる可能性は低く、結果的に平均風速は高くなり、電力はより大きくなる。これらの沿岸位置で海底に風力タービンを取り付けるために必要な基礎は、比較的高価であり、かつ約２５メートルまでの水深など比較的浅い水深でのみ達成可能である。

米国国立再生可能エネルギー研究所は、水深３０メートル以上の米国沿岸線沖での風力が、年間約３，２００ＴＷｈのエネルギー容量を有すると測定した。これは、米国の年間総エネルギー使用量である約３，５００ＴＷｈの約９０％に相当する。海上の風力源の大部分は、水深６０メートル超の距岸３７キロメートル〜９３キロメートルの間に存在する。かかる水深に風力タービン用の固定した基礎を設けることは、経済的観点から実現可能性が低い。この制約があるため、風力タービン用の浮体式プラットフォームが開発されてきた。既知の浮体式風力タービンプラットフォームは鋼鉄で形成され、海底油田及び海底ガス田産業によって開発された技術に基づいている。しかし、当技術分野においては、浮体式風力タービンに応用するためにプラットフォームを改善する必要性が残されている。

本出願は、浮体式風力タービンプラットフォームの様々な実施形態を説明するものである。

本発明により、水上で浮揚し、垂直なセンターカラムの上で風力タービンを支持することができるセミサブ式の風力タービンプラットフォームであって、垂直なセンターカラムと、そのセンターカラムから放射状に離隔された３つ以上の垂直なアウターカラムとを具備するプラットフォームである風力タービンプラットフォームが提供される。アウターカラムの各々は、（ａ）アウターカラムの下部とセンターカラムの下部との間でほぼ水平に延在するボトムビームと、（ｂ）アウターカラムの上部とセンターカラムの上部との間でほぼ水平に延在するトップビームと、のうちの１つ以上でセンターカラムに接続されている。センターカラム及びアウターカラムはコンクリート製であり、風力タービンタワーの支持を補助するために十分な浮力を備えた浮揚性である。アウターカラムは、構造上重要な周囲の連結機構によって互いに接続されていない。

また、本発明により、水上で浮揚し、風力タービン、風力タービンプラットフォームを支持することができるセミサブ式の風力タービンプラットフォームも提供される。このプラットフォームは、垂直なセンターカラムと、そのセンターカラムから放射状に離隔された３つ以上の垂直なアウターカラムとを具備する。アウターカラムの各々は、（ａ）アウターカラムの下部とセンターカラムの下部との間でほぼ水平に延在するボトムビームと、（ｂ）アウターカラムの上部とセンターカラムの上部との間でほぼ水平に延在するトップビームと、（ｃ）アウターカラムの下部とセンターカラムの上部との間で延在する支柱と、でセンターカラムに接続されている。センターカラム及びアウターカラムはコンクリート製であり、風力タービンタワーを支持するために十分な浮力を備えた浮揚性である。アウターカラムは、構造上重要な周囲の連結機構によって互いに接続されていない。

また、本発明により、浮体式風力タービンプラットフォームの組立方法も提供される。この方法は、少なくとも３つのプラットフォーム翼を水上の２つ以上の浮揚装置上に組み立てることを含み、このプラットフォーム翼は、ボトムビームとアウターカラム又はセンターカラムの少なくとも１つのベース部を有し、各々の浮揚装置は１つ以上のプラットフォームを支持する。バージは、集結されてボトムキーストーンのまわりに配置される。プラットフォーム翼の各々がボトムキーストーンに取り付けられ、風力タービンプラットフォーム用の基礎の下部を形成し、アウターカラムはボトムキーストーンから放射状に離隔され、アウターカラムはボトムキーストーンの周りに外周方向に等間隔に離隔されている。浮体式風力タービンプラットフォームを形成するため、基礎が水中で浮揚し、これによって水中でプラットフォームの建設を更に進めることができるよう、浮揚装置はプラットフォーム翼の下方から撤去される。

また、本発明により、コンクリートのセンターカラムを有し、そのセンターカラムの最上部は、コンクリートに埋め込まれ上向きに配向されたアンカーボルトを有する浮体式風力タービンプラットフォームを具備する風力発電装置も提供される。プラットフォーム上には風力タービンタワーが載置され、この風力タービンタワーは繊維強化複合材料製であってボトムベースプレートを有し、このベースプレートはアンカーボルトを用いてコンクリートのセンターカラムにボルトで留められている。

本発明の様々な利点は、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を添付図面と照らし合わせて読めば、当業者に明らかとなるであろう。

本発明によるスパーブイ型浮体式風力タービンプラットフォームの正面図である。 垂直軸型風力タービンを示す、図１に示した浮体式風力タービンプラットフォームの代替的な実施形態の一部の拡大図である。 間隔を一部空け、タワーとハルとの間の接続継手の一実施形態を示す、図１に示した浮体式風力タービンプラットフォームの拡大部分断面図である。 本発明による接続継手の第１の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第２の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第３の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第４の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第５の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第６の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第７の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第８の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第９の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第１０の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第１１の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第１２の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 本発明による接続継手の第１３の代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 図１に示したタワーの代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示したハルの第１の代替的な実施形態の正面図である。 図６に示した接続継手の拡大正面断面図である。 図６に示したハルの第１の端部の代替的な実施形態の拡大正面断面図である。 図１に示したハルの第２の代替的な実施形態の斜視図である。 本発明による浮体式複合風力タービンプラットフォームの第２の実施形態の正面図である。 図８に示したハルプラットフォームの上面図である。 ハルプラットフォームの代替的な実施形態を示す、図８に示した浮体式複合風力タービンプラットフォームの第２の実施形態の正面図である。 本発明による浮体式複合風力タービンプラットフォームの第３の実施形態の正面図である。 本発明による浮体式複合風力タービンプラットフォームの第４の実施形態の正面図である。 本発明による浮体式複合風力タービンプラットフォームの第５の実施形態の正面図である。 本発明によるポンツーン式プラットフォームを示す、浮体式複合風力タービンプラットフォームの第６の実施形態の正面図である。 回転するタレットを示す、図１４に示したポンツーン式プラットフォームの正面図である。 図１４に示したポンツーン式プラットフォームの第２の実施形態の上面図である。 図１４に示したポンツーン式プラットフォームの第３の実施形態の斜視図である。 図１７に示したポンツーン式プラットフォームのポンツーンと構造部材との間の継手の第１の実施形態の一部の上面断面図である。 図１７に示したポンツーン式プラットフォームのポンツーンと構造部材との間の継手の第２の実施形態の一部の上面断面図である。 図１に示した浮体式風力タービンプラットフォームの代替的な実施形態の正面図である。 図１に示したタワーの代替的な実施形態の一部の正面断面図である。 図１４に示したポンツーン式プラットフォームの第４の実施形態の斜視図である。 本発明の方法により組み立てられ、配置された浮体式風力タービンプラットフォームの第７の実施形態の斜視図である。 バージ上の翼部材の平面図である。 図２３Ａに示したバージ上の翼部材の側面図である。 図１に示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第１段階の第２工程の第１の平面図である。 足場上の中央部分の建設を示す、図１に示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第１段階の第２工程の平面図である。 足場を除去した中央部分を示す、図１に示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第１段階の第２工程の第３の平面図である。 バージが除去されつつある状態を示す、図２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃに示した浮体式風力タービンプラットフォームの一部の側面図である。 ドック付近で浮揚する基礎を示す、図１に示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第１工程の平面図である。 カラムが形成された状態を示す、図２６Ａに示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第１工程の第１の側面図である。 カラム及び支柱が形成された状態を示す、図２６Ａ及び２６Ｂに示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第１工程の第２の側面図である。 センターカラムが完成した状態を示す、図２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃに示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第２工程の第１の側面図である。 支柱が完成しつつある状態を示す、図２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃに示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第２工程の第２の側面図である。 アウターカラムが完成しつつある状態を示す、図２６Ａ〜２７Ｂに示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第３工程の第１の側面図である。 アウターカラムが完成した状態を示す、図２６Ａ〜２７Ｂに示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第３工程の第２の側面図である。 トップビームが完成しつつある状態を示す、図２６Ａ〜２８Ｂに示した浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２段階の第４工程の側面図である。 本発明の方法による浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の第１工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の続く工程の斜視図である。 浮体式風力タービンプラットフォームを組み立て及び配置する方法の第２の実施形態の最終工程の斜視図である。 ２つのバージによって支持された３つの翼部材の平面図である。 プラットフォームの要素の構造上の様子を示す正面断面図である。 完成した風力発電装置の平面図である。 ボトムキーストーンの斜視図である。 ４つの翼を有する基礎の下部の断面平面図である。

これより、図示された本発明の実施形態を随時参照しながら、本発明を説明する。しかし、本発明は異なる形態で実施されてもよく、本明細書で明らかにされる実施形態にも、またいずれの優先順位にも限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示がより完全となり、本発明の範囲を当業者に伝えるように提供されている。

別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する分野の当業者が通常理解するものと同じ意味を持つ。本明細書において本発明の説明に使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためのみのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明及び添付の特許請求の範囲において使用されているように、文脈上明らかに異なる示唆がない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は複数形も同様に含むことを意図している。

別段の表示がない限り、明細書及び特許請求の範囲で使用される構成要素の数量、分子量などの特性、反応条件などを表す全ての数字は、あらゆる場合において「約」という用語によって修飾されるものと理解されたい。したがって、別段の表示がない限り、明細書及び特許請求の範囲において明らかにされる数量の特性は、本発明の実施形態で得ようとする所望の特性次第で変化し得る近似値である。本発明の広い範囲を明らかにする数量範囲及びパラメータは近似値であるが、特定の例において明らかにされる数値は、可能な限り精確に報告されている。しかし、いずれの数値も、それぞれの測定に見られる誤差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含む。

以下に開示する本発明の実施形態は、一般に、スパーブイ型プラットフォーム、緊張係留型プラットフォーム及びセミサブ型プラットフォームなど、様々なタイプの浮体式風力タービンプラットフォームに対する改善点を提供する。本発明は様々なタイプの浮体式風力タービンプラットフォームに対する改善点を含み、この中には、浮体式風力タービンプラットフォームの総費用を低減するために選択された材料を用いた浮体式風力タービンプラットフォームの建設構成要素が含まれる。

図面、特に図１を参照すると、海底Ｓに係留された浮体式複合風力タービンプラットフォーム１０の第１の実施形態が示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム１０は、バラストにより安定したスパーブイ型プラットフォームであり、接続継手１６でハル１４に取り付けられたタワー１２を具備する。係留索１８はハル１４に取り付けられ、アンカー１９によって海底Ｓに更に係留されている。風力タービン２０はタワー１２に載置されている。

スパーブイ型プラットフォームは、その重心を浮心の下方に保つことによって、海上での安定性を維持する。重心が浮心の下方にあるというこの関係は、重く長いチューブ又はハルを、水及び岩などの高密度材料を備えるバラストで充填することによって達成され得る。

本明細書に図示された実施形態では、風力タービン２０は、水平軸風力タービンである。或いは、風力タービンは、図１Ａの２０´で示されるような垂直軸風力タービンであってもよい。タービン２０の大きさは、浮体式風力タービンプラットフォーム１０が係留されている場所での風況、及び所望の電力出力に基づいて変化することになる。例えば、タービン２０は約５ＭＷの出力を有してもよい。或いは、タービン２０は約１ＭＷ〜約１０ＭＷの範囲内の出力を有してもよい。

風力タービン２０は、回転可能なハブ２２を具備する。少なくとも１つのロータブレード２４はハブ２２に結合され、ハブ２２から外側に延在する。ハブ２２は発電機（図示せず）に回転可能に結合されている。発電機は、トランス（図示せず）及び水中電力ケーブル２６を介して送電系統（図示せず）に結合され得る。図示された実施形態では、ロータは３つのロータブレード２４を有している。他の実施形態では、ロータは、３つよりも多いか又は３つよりも少ないロータブレード２４を有し得る。

図示された実施形態では、タワー１２はチューブとして形成され、繊維強化ポリマ（ＦＲＰ）複合材料で製造されている。他の好適な複合材料の非限定的な例には、ガラス及びカーボンＦＲＰが含まれる。また、タワーは、図２０において３１２で示す複合積層材で形成されてもよい。図示されたタワー３１２は、第１のＦＲＰ複合層３１４、第２のＦＲＰ複合層３１６及び発泡体コア３１８を具備する。或いは、タワー１２は、以下に詳細に説明するハル１４と同じ方法で、コンクリート又は鋼鉄で形成されてもよい。加えて、タワー１２は鋼鉄で形成されてもよい。

タワー１２の内部は、第１の端部１２Ａ（図１を見ると下方端部）と第２の端部１２Ｂ（図１を見ると上方端部）との間に空洞１３を画定する。図２において最良に示すように、放射状に外側に延在するフランジ１２Ｆは、図１Ａにおいて最良に示すように、タワー１２の第１の端部１２Ａに形成されている。放射状に延在するフランジ１２Ｆは、接続継手１６の一部を画定する。

タワー１２の空洞１３には、剛性を加えるために発泡体又はコンクリートが充填され得る。図示された実施形態では、タワー１２の空洞１３の一部を充填する発泡体Ｆが示されている。或いは、発泡体Ｆ又はコンクリート（図示せず）は、第１の端部１２Ａから第２の端部１２Ｂまで、タワー１２の空洞１３全体を充填してもよい。好適な発泡体の非限定的な一例には、ポリウレタンが含まれる。発泡体及びコンクリート以外の十分に剛性を有する材料もまた、タワー１２の空洞１３を充填する、又は部分的に充填するために使用され得る。

有利には、上述のように複合材料で形成されたタワー１２は、従来の鋼鉄のタワーに比べ、水位線ＷＬの上方での質量が低減することになる。ＦＲＰ複合物タワー１２は質量が低減しているため、浮体式風力タービンプラットフォーム１０の安定性を維持するために水位線ＷＬの下方で必要なハル１４の質量（例えば、後で詳細に説明する自重及びバラスト）もまた低減され得る。これにより、風力発電装置の総費用が低減されることになる。水位線とは、本明細書で用いるとき、浮体式風力タービンプラットフォーム１０が水面と遭遇する近似線として定義される。

タワー１２は、任意の好適な外径及び高さを有し得る。図示された実施形態では、タワー１２の外径は、第１の端部１２Ａでの約６メートルの直径から第２の端部１２Ｂでの約４メートルの直径にテーパ状になっている。或いは、タワー１２の外径は、約３メートル〜約１２メートルの範囲内など任意の他の所望の直径であってもよい。図示された実施形態では、タワー１２の高さは約９０メートルである。或いは、タワー１２の高さは約５０メートル〜約１４０メートルの範囲内であってもよい。

図示された実施形態では、ハル１４はチューブとして形成され、鉄筋コンクリートで製造されている。ハル１４の内部は、第１の端部１４Ａ（図１を見ると下方端部）と第２の端部１４Ｂ（図１を見ると上方端部）との間に空洞１５を画定する。ハル１４を製造するため、遠心力コンクリート処理又は従来のコンクリート型枠など任意の所望の処理が用いられ得る。或いは、プレキャストコンクリート業で用いられているものなどの他の処理を用いてもよい。ハル１４は、任意の所望の補強部材Ｒで補強され得る。好適な補強部材Ｒの非限定的な例には、高抗張力スチールケーブル及び高抗張力異形棒鋼又は異形鉄筋が含まれる。或いは、ハル１４は、上述した、タワー１２と同じ方法によりＦＲＰ複合物で形成されてもよい。加えて、ハル１４は鋼鉄で形成されてもよい。

ハル１４は、任意の好適な外径及び高さを有し得る。図示された実施形態では、ハル１４は、第１の外径Ｄ１、及び、第１の外径Ｄ１より小さい第２の外径Ｄ２を有する。第１の外径Ｄ１を有するハル１４の部分は、第１の端部１４Ａからテーパ状の遷移セクション１４Ｔに延在している。第２の外径Ｄ２を有するハル１４の部分は、遷移セクション１４Ｔから第２の端部１４Ｂに延在している。図示された実施形態では、第１の外径Ｄ１は約８メートルであり、第２の外径Ｄ２は約６メートルである。或いは、ハル１４の第１の外径Ｄ１及び第２の外径Ｄ２は、それぞれ、約４メートル〜約１２メートルの範囲内、及び約４．５メートル〜約１３メートルの範囲内など、任意の他の所望の直径であってもよい。加えて、ハル１４は均一な外径を有し得る。図示された実施形態では、ハル１４の高さは約１２０メートルである。或いは、ハル１４の高さは、例えば約５０メートル〜約１５０メートルの範囲内など、１２０メートルより高いか又は１２０メートルより低くてもよい。

放射状に外側に延在するフランジ１４Ｆは、図２において最良に示すように、ハル１４の第２の端部１４Ｂに形成されている。放射状に延在するフランジ１４Ｆは、接続継手１６の一部を画定する。ハル１４の第１の端部１４Ａは、平板１４Ｐによって閉じられている。平板１４Ｐは、鋼鉄など任意の好適な実質的に剛性の材料で形成され得る。或いは、ハル１４の第１の端部１４Ａは、鋼鉄など任意の好適な実質的に剛性の材料で形成可能である平板によって閉じられてもよい。

図示された実施形態では、接続継手１６は、フランジ１２Ｆとフランジ１４Ｆとを接続することによって形成されている。図２に示された実施形態では、フランジ１２Ｆ及び１４Ｆは、ボルト３４及びナット３６によって接続されている。或いは、フランジ１２Ｆ及び１４Ｆは、リベット、接着剤など任意の他の所望の固定具によって、又は溶接によって接続されてもよい。

タワー１２のフランジ１２Ｆ及びハル１４のフランジ１４Ｆは、固定具（例えばボルト３４及びナット３６）がタワー空洞１３及びハル空洞１５にそれぞれ設置されるように、放射状に内側に延在するフランジとして形成され得ることが理解されよう。

図２に示すように、ハル１４の空洞１５は、浮体式風力タービンプラットフォーム１０を安定させるため、バラストＢで充填され得る。図示された実施形態では、空洞１５の下部３分の１など、ハル１４の空洞１５の一部を充填しているこのバラストＢが示されている。或いは、バラストＢは、第１の端部１４Ａから第２の端部１４Ｂまでのハル１４の空洞１５の任意の他の所望の部分を充填してもよい。図示された実施形態では、バラストＢは岩として示されている。好適なバラスト材料の他の非限定的な例には、水、屑鋼、銅鉱石、及び他の高密度な鉱石が含まれる。また、他の十分に高密度な材料も、ハル１４の空洞１５を充填する、又は部分的に充填するためのバラストとして使用され得る。

ハル１４は、浮体式風力タービンプラットフォーム１０が配置される場所から遠い場所で事前成形し得る。ハル１４の製造中、補強部材Ｒはプリテンション加工され得る。或いは、ハル１４の製造中、補強部材Ｒはポストテンション加工されてもよい。有利には、上述の鉄筋コンクリート製のハル１４は比較的重く、従来の鋼鉄製のハルよりも必要なバラストＢが少なくてよい。

各々の係留索１８の第１の端部（図１を見ると上方端部）は、ハル１４に取り付けられている。各々の係留索１８の第２の端部（図１を見ると下方端部）は、サクションアンカーなどのアンカー１９によって海底Ｓに取り付けられているか、又は係留されている。或いは、走錨、重力アンカー、又は穿孔アンカー（ｄｒｉｌｌｅｄ ａｎｃｈｏｒ）など他のタイプのアンカーを用いてもよい。図示された実施形態では、係留索１８はカテナリー係留として構成されている。係留索１８は任意の所望の材料で形成され得る。好適な係留索材料の非限定的な例には、鋼鉄製のロープ又はケーブル、鋼鉄製のチェーン片、及びナイロンなどの合成繊維製のロープが含まれる。図示するように係留索１８が緩いとき、係留索によって形成されるカテナリー曲線がアンカー１９上で示す引き角度は、係留索１８がほぼまっすぐである場合にそうであるよりも低い角度を示すことが理解されよう。このことにより、アンカー１９の性能は向上する。

図１９を参照すると、浮体式複合風力タービンプラットフォームの第２の実施形態が１０´に示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム１０´は、１０で示した浮体式複合風力タービンプラットフォームとほぼ類似であるが、タワー１２及びハル１４は、一体型タワー／ハル部材１１として形成されている。この実施形態では、接続継手１６は不要である。一体型タワー／ハル部材１１は、上記に詳述したタワー１２と同じ方法によりＦＲＰ複合物で形成され得る。或いは、一体型タワー／ハル部材１１は、上記に詳述したハル１４と同じ方法により鉄筋コンクリートで形成されてもよい。

タワー／ハル部材１１の内部は、タワー／ハル部材１１内に細長い空洞１７を画定する。図示された実施形態では、壁３８は空洞１７内を横断して延在し、空洞１７をタワー空洞部１３´とハル空洞部１５´とに分割している。タワー空洞部１３´の少なくとも一部は、上述のように剛性を加えるため発泡体又はコンクリート（図１９には図示せず）で充填され得る。ハル空洞部１５´の少なくとも一部は、上述のように浮体式風力タービンプラットフォーム１０´を安定させるため、バラスト（図１９には図示せず）で充填され得る。

図３Ａ〜３Ｌを参照すると、接続継手の代替的な実施形態がそれぞれ１６Ａ〜１６Ｈに示されている。図３Ａに示すように、接続継手の第１の代替的な実施形態の一部が１６Ａに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−１及びハル１４−１は、上述のようなＦＲＰ複合物で形成されている。他の材料も使用可能である。接続継手１６Ａは、タワー１２−１及びハル１４−１を具備する。一対のカラー部材１２−１Ｃの各々は、円筒形のカラー部１１０及びフランジ部１１２を具備する。カラー部材１２−１Ｃは、ＦＲＰ複合物製のタワー１２−１及びハル１４−１とそれぞれ一体的に形成され得る。図３Ａに図示された実施形態では、フランジ部１１２は、ボルト３４及びナット３６によって接続されている。或いは、フランジ部１１２は、リベットなどの任意の他の所望の固定具によって、又は溶接によって接続されてもよい。

図３Ｂに示すように、接続継手の第２の代替的な実施形態の一部が１６Ｂに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−２及びハル１４−２は、上述のような鋼鉄で形成されている。放射状に延在するフランジ１２−２Ｆはタワー１２−２の第１の端部１２−２Ａに形成され、放射状に延在するフランジ１４−２Ｆはハル１４−２の第２の端部１４−２Ｂに形成されている。放射状に延在するフランジ１２Ｆは、接続継手１６の一部を画定する。図３Ｂに示された実施形態では、フランジ１２−２Ｆ及び１４−２Ｆは、ボルト３４及びナット３６によって接続されている。或いは、フランジ１２−２Ｆ及び１４−２Ｆは、任意の他の所望の固定具によって又は溶接によって接続されてもよい。

図３Ｃに示すように、接続継手の第３の代替的な実施形態の一部が１６Ｃに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−３及びハル１４−３がＦＲＰ複合物で形成されていることを除いて、接続継手１６Ｃは接続継手１６Ｂとほぼ同一である。図３Ｃに示された実施形態では、フランジ１２−３Ｆ及び１４−３Ｆはボルト３４及びナット３６によって接続されている。或いは、フランジ１２−３Ｆ及び１４−３Ｆは、任意の他の所望の固定具によって又は溶接によって接続されてもよい。

図３Ｄに示すように、接続継手の第４の代替的な実施形態の一部が１６Ｄに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−４及びハル１４−４は、上述のようにＦＲＰ複合物で形成されている。一対のカラー部材１２−４Ｃの各々は、円筒形のカラー部１１４及びフランジ部１１６を具備する。一対のカラー部材１２−４Ｃの各々のカラー部１１４は、タワー１２−４の第１の端部１２−４Ａと、ハル１４−４の第２の端部１４−４Ｂとに形成された切込みにそれぞれ挿入されている。カラー部材１２−４Ｃと、タワー１２−４及びハル１４−４の各々との間には、接着剤の層が塗布され得る。図３Ｄに示された実施形態では、フランジ部１１６は、ボルト３４及びナット３６によって接続されている。或いは、フランジ部１１６は、任意の他の所望の固定具によって又は溶接によって接続されてもよい。

図３Ｅに示すように、接続継手の第５の代替的な実施形態の一部が１６Ｅに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−５及びハル１４−５は、上述のようなＦＲＰ複合物で形成されている。一対のカラー部材１２−４Ｃの各々は、円筒形のカラー部１１４及びフランジ部１１６を具備する。一対のカラー部材１２−４Ｃの各々のカラー部１１４は、タワー１２−５の第１の端部１２−５Ａと、ハル１４−５の第２の端部１４−５Ｂとに形成された切込みにそれぞれ挿入されている。カラー部材１２−４Ｃと、タワー１２−５及びハル１４−５の各々との間には、接着剤の層が塗布され得る。図３Ｅに示された実施形態では、フランジ部１１６は、ボルト３４及びナット３６によって接続されている。或いは、フランジ部１１６は、任意の他の所望の固定具によって又は溶接によって接続されてもよい。

図３Ｆに示すように、接続継手の第６の代替的な実施形態の一部が１６Ｆに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−６及びハル１４−６は、上述のようなＦＲＰ複合物で形成されている。切込み１２−６Ｎはタワー１２−６の第１の端部１２−６Ａに形成され、切込み１４−６Ｎはハル１４−６の第２の端部１４−６Ｂに形成されている。タワー１２−６の第１の端部１２−６Ａの切込み１２−６Ｎは、重ね継手を画定するため、ハル１４−６の第２の端部１４−６Ｂの切込み１４−６Ｎに挿入されている。

図３Ｇに示すように、接続継手の第７の代替的な実施形態の一部が１６Ｇに示されている。図示された実施形態では、接着剤の層が切込み１２−７Ｎと１４−７Ｎとの間に塗布されていることを除いて、接続継手１６Ｇは接続継手１６Ｆとほぼ同一である。

図３Ｈに示すように、接続継手の第８の代替的な実施形態の一部が１６Ｈに示されている。図示された実施形態では、重ね継手を通って延在し、ナット３６によって留められたボルト３４によって重ね継手が補強されていることを除いて、接続継手１６Ｇは接続継手１６Ｆとほぼ同一である。

図３Ｉに示すように、接続継手の第９の代替的な実施形態の一部が１６Ａに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−９は、図２０にも示されるような複合積層材で形成されている。図示されたタワー１２−９は、第１のＦＲＰ複合層３１４、第２のＦＲＰ複合層３１６、及び発泡体コア３１８を具備する。ハルは図３Ｉに示されていないが、本明細書で説明されたハルの実施形態のいずれかであり得る。カラー部材１２−９Ｃは、平行な円筒形のカラー部３２０及びフランジ部３２４を具備する。溝３２２がカラー部３２０の間に画定されている。カラー部材１２−９Ｃは、カラー１２−１Ｃなど、別のカラーに接続されるように構成されている。カラー部３２０と発泡体コア３１８との間、並びにカラー部３２０と、第１のＦＲＰ複合層３１４及び第２のＦＲＰ複合層３１６との間には、それぞれ接着剤の層が塗布されてもよい。図３Ｉに示された実施形態では、カラー１２−９Ｃ及びカラー１２−１Ｃは、ボルト３４及びナット３６によって接続されている。或いは、フランジ部１１２は、リベットなどの任意の他の所望の固定具によって、又は溶接によって接続されてもよい。

図３Ｊに示すように、接続継手の第１０の代替的な実施形態の一部が１６Ｊに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−１０は、上述のようなＦＲＰ複合物で形成されている。ハル１４−１０は、上述のように鉄筋コンクリートで形成されている。タワー１２−１０の第１の端部１２−１０Ａは、ハル１４−１０の第２の端部１４−１０Ｂの硬化コンクリートに埋め込まれ、これに接着されている。

図３Ｋに示すように、接続継手の第１１の代替的な実施形態の一部が１６Ｋに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−１１及びハル１４−１１は、図２０及び３Ｉにも示されるような複合積層材で形成されている。図示されたタワー１２−１１は、第１のＦＲＰ複合層３３０、第２のＦＲＰ複合層３３２、及び発泡体コア３３４を具備する。タワー１２−１１の第１の端部１２−１１Ａ及びハル１４−１１の第２の端部１４−１１Ｂは、第３のＦＲＰ複合層３３６によって閉じられている。第３のＦＲＰ複合層３３６の間には、接着材の層が塗布されてもよい。

図３Ｌに示すように、接続継手の第１２の代替的な実施形態の一部が１６Ｌに示されている。図示された実施形態では、タワー１２−１２は、上述のようなＦＲＰ複合物で形成されている。所望の場合、環状の空洞３４０をタワー１２−１２内に形成し、発泡体３４２で充填してもよい。或いは、タワー１２−１２は、図２０にも示されるような複合積層材で形成されてもよい。タワーの第１の端部１２−１２Ａ内の固定具空洞３４６内には、複数のねじ式固定具３４４が取り付けられている。ねじ式固定具３４４は、タワー１２−１２の製造中にタワー１２−１２の第１の端部１２−１２ＡのＦＲＰ複合物に埋め込まれ得る。所望の場合、ＦＲＰ複合物とねじ式固定具との間の接着を強くするために、ねじ式固定具３４４の周りに強化繊維３４８が包まれ得る。

ハル１４−１２は、上述のように鉄筋コンクリートで形成されている。環状の平板３５０は、ボルト３５４によってハル１４−１２の第２の端部１４−１２Ｂに取り付けられている。或いは、環状の平板３５０は、ケーブル（図示せず）又は任意の他の手段によって、ハル１４−１２の第２の端部１４−１２Ｂに取り付けられてもよい。平板３５０は複数の孔３５２を具備し、その孔を通ってボルト３４４が延在する。ナット３６はボルト３４４に取り付けられている。或いは、ハルは図３Ａ〜３Ｅに示したハルの実施形態のいずれであってもよい。

図４を参照すると、接続継手の第１３の実施形態が１２２に示されている。図示された実施形態では、上述のように、タワー１２４はＦＲＰ複合物で形成され、ハル１２６は鉄筋コンクリートで形成されている。タワー１２４は略筒状であり、空洞１２５を具備する。ハル１２６も略筒状であり、ハル１２６の第２の端部１２６Ｂに外壁１２６Ｗを具備する。タワー１２４の第１の端部１２４Ａは、ハル１２６の第２の端部１２６Ｂ内に挿入されている。外壁１２６Ｗを形成するコンクリートは、タワー１２４の空洞１２５内へと内側に、かつ上向きに延在し、剛性部材１３０を画定する。剛性部材１３０は、硬化されると、タワー１２４に更に剛性を与える。

接続継手１２２は、ハル１２６の第２の端部１２６Ｂの形状を画定して形成するハル型枠（図示せず）内に、タワー１２４の第１の端部１２４Ａを挿入することによって形成され得る。ハル１２６の第２の端部１２６Ｂの外壁１２６Ｗを形成するため、タワー１２４の空洞１２５を通って、ハル型枠内に（矢印１２８で示すように）コンクリートが注入され得る。コンクリートが硬化されると、剛性部材１３０のコンクリートは、ハル１２６の第２の端部１２６Ｂの外壁１２６Ｗのコンクリートと接触し、このようにしてタワー１２４の第１の端部１２４Ａは、ハル１２６の第２の端部１２６Ｂに埋め込まれ、これに接着される。加えて、第１の端部１２４Ａの外表面は、図４において１３２で識別されている領域で、ハル１２６の第２の端部１２６Ｂの外壁１２６Ｗのコンクリートと連結し、接着するように表面加工され得る。

図５は、タワー２１２の代替的な実施形態を示す。図示されたタワー２１２は、複数の輪又はセクション２１６で形成されている。タワーセクション２１６は、接続継手２１８で互いに接続されている。接続継手２１８は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４で説明し図示した接続継手のいずれでもあり得る。タワー１２に関して上述したように、タワーセクション２１６は、ＦＲＰ複合物、鉄筋コンクリート、又は鋼鉄で製造され得る。また、タワー２１２は、任意の好適な外径及び高さを有し得る。また、タワーセクション２１６は、ハルセクション２２０に関して以下に説明するものと同じ方法で、ポストテンションケーブルによって接続され得る。

図６は、ハル２１４の第１の代替的な実施形態を示す。図示されたハル２１４は、複数の輪又はセクション２２０で形成されている。ハルセクション２２０は、接続継手２２２で互いに接続されている。接続継手２２２は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４で説明し図示した接続継手のいずれでもあり得る。ハル１４に関して上述したように、ハルセクション２１６は、ＦＲＰ複合物、鉄筋コンクリート、又は鋼鉄で製造され得る。また、ハル２１４は、任意の好適な外径及び高さを有し得る。或いは、図６Ａで最良に示すように、ハルセクション２２０は、ハルセクション２２０の一部又は全部を通るポストテンションケーブル２２５によって接続されてもよく、それによってハルセクション２２０をつなぎ合わせ、かつハル２１４を画定する。接続継手２２２を封止するため、ハルセクション２２０の間にガスケットＧなどの封止部材が配置され得る。好適なガスケット材料の非限定的な例には、ネオプレン、コーキング、ゴム、及び他のエラストマが含まれる。

図６Ｂを参照すると、ハル２１４の第１の端部２１４Ａにある最下部のハルセクション２２１はコンクリートで形成され得、セクション２２０の外径よりも著しく大きい外径を有し得る。これにより、ハルセクション２２１はハルセクション２２０よりも質量が大きくなり、ハル２１４に追加のバラストを提供することになるだろう。

図７を参照すると、ハルの第２の代替的な実施形態が２８に示されている。ハル２８は、複数の中空のチューブ状部材３０を具備する。図示された実施形態では、チューブ状部材３０は細長い腹板３２によって接続されている。チューブ状部材３０はＦＲＰ複合物で製造され得、各々のチューブ状部材３０は、上述のように、剛性を加えるため発泡体Ｆ又はコンクリートで充填され得る、又は部分的に充填され得る。或いは、中空のチューブ状部材３０は、上述したハル１４と同じ方法により、コンクリートで形成されてもよい。図示された実施形態では、ハル２８は、６つの中空のチューブ状部材３０を有する。他の実施形態では、ハル２８は６つよりも多い、又は６つよりも少ない中空のチューブ状部材３０を有し得る。

図８を参照すると、海底Ｓに係留された浮体式複合風力タービンプラットフォーム４０の第２の実施形態が示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム４０は、係留索安定式の緊張係留型プラットフォームであり、接続継手４６でハルプラットフォーム４４に取り付けられたタワー１２を具備する。係留索４８はプラットフォーム４４に取り付けられ、アンカー１９を介して海底Ｓに更に係留されている。風力タービン２０は、タワー４２に載置されている。

緊張係留式プラットフォームは、浮揚性のハル又はきつく張った係留索によって海底に係留されたプラットフォームを介して、海上での安定性を維持する。このタイプの浮体式風力タービンプラットフォームは、他のタイプの浮体式風力タービンプラットフォームよりも実質的に軽くなり得るが、これは、重心が浮心の下方にある必要がないからである。

図８及び９に示した実施形態を参照すると、プラットフォーム４４は、中心部５０、及び、中心部５０から放射状に外側に延在する脚部５２を具備する。垂直延在部５４は、中心部５０から外側に（図８を見ると上向きに）延在する。プラットフォーム４４の内部は、浮力用の空気でほぼ充填された空洞を画定する。図示された実施形態では、プラットフォーム４４は３つの脚部５２を有する。他の実施形態では、プラットフォーム４４は、３つよりも多いか、又は３つよりも少ない脚部５２を有し得る。

プラットフォーム４４は、上述のような鉄筋コンクリートで形成され得る。或いは、プラットフォーム４４は、上述したタワー１２と同じ方法により、ＦＲＰ複合物で形成され得る。加えて、プラットフォーム４４は鋼鉄で形成され得る。

プラットフォーム４４は、任意の所望の寸法を有し得る。例えば図示された実施形態では、プラットフォーム４４の各々の脚部５２の長さは、プラットフォーム４４の中央Ｃから測定して約４５メートルである。或いは、各々の脚部５２の長さは、プラットフォーム４４の中央Ｃから測定して約３０メートル〜約１００メートルの範囲内であってもよい。

放射状に延在するフランジ４４Ｆは、垂直延在部５４の第１の端部（図８を見ると上方端部）に形成されている。放射状に延在するフランジ４４Ｆは、接続継手４６の一部を画定する。

図示された実施形態では、接続継手４６は、タワー１２のフランジ１２Ｆとフランジ４４Ｆを接続することによって形成されている。フランジ１２Ｆ及び４４Ｆは、図２に示し上述したように、ボルト３４及びナット３６によって接続され得る。或いは、フランジ１２Ｆ及び４４Ｆは、リベット、接着剤などの任意の他の所望の固定具によって、又は溶接によって接続され得る。加えて、接続継手４６は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４に説明し図示した接続継手のいずれでもあり得る。

各々の係留索４８の第１の端部（図８を見ると上方端部）は、プラットフォーム４４の各々の脚部５２の遠位端部に取り付けられている。各々の係留索４８の第２の端部（図８を見ると下方端部）は、上述のように、アンカー１９によって海底Ｓに取り付けられているか、又は係留されている。図示された実施形態では、係留索４８は、きつく張った係留として構成されている。係留索４８は、任意の所望の材料で形成され得る。好適な係留索材料の非限定的な例には、鋼鉄製のロープ又はケーブル、鋼鉄製のチェーン片、ナイロンロープなどの合成繊維製のロープ、及びＦＲＰ緊張材などの複合緊張材が含まれる。図８に示したように、タワー１２の下部（すなわち、第１の端部１２Ａ）は、水位線ＷＬの下方にある。

図１０を参照すると、係留索安定式の緊張係留型プラットフォームの第２の実施形態が４０´に示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム４０´は、接続継手４６´でハルプラットフォーム４４´に取り付けられたタワー１２´を具備する。係留索４８はハルプラットフォーム４４に取り付けられ、海底（図１０には図示せず）に更に係留されている。風力タービン２０はタワー１２´に載置されている。図示されたハルプラットフォーム４４´はハルプラットフォーム４４とほぼ類似であるが、垂直延在部５４´は垂直延在部５４よりも長い。図示された実施形態では、垂直延在部５４´は、第１の端部５４Ａ´及びそこに取り付けられたフランジ４４Ｆが水位線ＷＬの上方にあるよう構成されている。図示された実施形態では、垂直延在部５４´の長さは約４０メートルである。或いは、垂直延在部５４´の長さは、約５メートル〜約５０メートルの範囲内であってもよい。

図１１を参照すると、海底Ｓに係留された浮体式複合風力タービンプラットフォーム６０の第３の実施形態が示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム６０は、図８に示された係留索安定式の緊張係留型プラットフォーム４０と類似であり、接続継手６６でハルプラットフォーム４４に取り付けられたタワー６２を具備する。係留索４８はハルプラットフォーム４４に取り付けられ、アンカー１９を介して海底Ｓに更に係留されている。風力タービン２０は、タワー６２に載置されている。ケーブルステイ６４がハルプラットフォーム４４に取り付けられ、タワー６２に更に取り付けられている。

図示された実施形態では、タワー６２はチューブとして形成され、繊維強化ポリマ（ＦＲＰ）複合材料で製造されている。好適なＦＲＰ複合物の非限定的な例には、ガラス及びカーボンＦＲＰが含まれる。或いは、タワー６２は、上述のようにコンクリート又は鋼鉄で形成されてもよい。

ケーブルステイ６４がタワー６２の曲げ応力を低減するため、タワー６２の直径を、図８に示したタワー１２の直径よりも小さくすることができる。例えば、タワー６２は、任意の好適な外径及び高さを有し得る。図示された実施形態では、タワー６２の外径は約４メートルである。或いは、タワー６２の外径は、約３メートル〜約１０メートルの範囲内など任意の他の所望の直径であってもよい。図示された実施形態では、タワー６２の高さは約９０メートルである。或いは、タワー６２の高さは、約４０メートル〜約１５０メートルの範囲内であってもよい。

また、タワー６２の内部も、第１の端部６２Ａと第２の端部６２Ｂとの間に空洞（図１１には示さず）を画定する。放射状に延在するフランジ６２Ｆは、図４で最良に示すように、タワー６２の第１の端部６２Ａに形成されている。放射状に延在するフランジ６２Ｆは、接続継手６６の一部を画定する。

図示された実施形態では、接続継手６６は、フランジ６２Ｆ及びフランジ４４Ｆを接続することによって形成されている。フランジ６２Ｆ及び４４Ｆは、図２に示し上述したように、ボルト３４及びナット３６によって接続され得る。或いは、フランジ６２Ｆ及び４４Ｆは、リベット、接着剤、グラウト材などの任意の他の所望の固定具によって、又は溶接によって接続され得る。加えて、接続継手６６は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４に説明し図示した接続継手のいずれでもあり得る。

各々のケーブルステイ６４の第１の端部（図１１を見ると下方端部）は、ハルプラットフォーム４４の各々の脚部５２の遠位端部に取り付けられている。各々のケーブルステイ６４の第２の端部（図１１を見ると上方端部）は、タワー６２の中点６２Ｍに取り付けられている。ケーブルステイ６４はタワー６２を支持し、その曲げ応力を低減する。ケーブルステイ６４は、任意の所望の材料で形成され得る。好適な係留索材料の非限定的な例には、鋼鉄製のロープ又はケーブル、鋼鉄製のチェーン片、ナイロンロープなどの合成繊維製のロープ、及びＦＲＰ緊張材などの複合緊張材が含まれる。

図１２を参照すると、海底Ｓに係留された浮体式複合風力タービンプラットフォーム７０の第４の実施形態が示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム７０は図１１に示した浮体式複合風力タービンプラットフォーム６０と類似であり、接続継手６６でハルプラットフォーム４４に取り付けられたタワー６２を具備する。係留索７４はハルプラットフォーム４４に取り付けられ、海底Ｓに更に係留されている。風力タービン２０はタワー６２に載置されている。ケーブルステイ６４はハルプラットフォーム４４に取り付けられ、タワー６２に更に取り付けられている。

図１１に示したきつく張った係留索４８の代わりに、係留索７４は、上述したように、カテナリー係留として構成されている。浮体式複合風力タービンプラットフォーム７０は、ケーブル７６によってハルプラットフォーム４４から吊り下げられた大きな塊７２を更に具備する。塊７２は、約１０００ｋｇの重さなど任意の所望の重さであり得る。或いは、塊７２は、約１０ｋｇ〜約１５００ｋｇの範囲内の重さであってもよい。塊７２は所望の重さである任意の材料で形成され得る。塊７２としての使用に好適な材料の非限定的な例には、１つ以上の岩、コンクリート片、及び鋼鉄片が含まれる。１つ以上のこれらの部品は、網、バケツ、又は他の外郭構造もしくは容器に収容され得る。

各々のケーブル７６の第１の端部（図１２を見ると下方端部）は、塊７２に取り付けられている。各々のケーブル７６の第２の端部（図１２を見ると上方端部）は、ハルプラットフォーム４４の各々の脚部５２の遠位端部に取り付けられている。好適なケーブル材料の非限定的な例には、鋼鉄製のロープ又はケーブル、鋼鉄製のチェーン片、ナイロンロープなどの合成繊維製のロープ、及びＦＲＰ緊張材などの複合緊張材が含まれる。

図１３を参照すると、海底Ｓに係留された浮体式複合風力タービンプラットフォーム８０の第５の実施形態が示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム８０は係留索安定式のセミサブ型プラットフォームであり、ポンツーンプラットフォーム８４に取り付けられたタワー８２を具備する。係留索９０は、ポンツーンプラットフォーム８４に取り付けられ、アンカー１９を介して海底Ｓに更に係留されている。風力タービン２０はタワー８２に載置されている。タワー８２は任意の好適なタワーであり得、上述したタワー１２と同一であり得る。したがって、タワー８２は、上述のような鉄筋コンクリート、ＦＲＰ複合物、又は鋼鉄で形成され得る。

ポンツーンプラットフォーム８４は、構造部材８８によって接続された複数の浮力部材又はポンツーン８６を具備する。図示された実施形態では、ポンツーンプラットフォーム８４は、３つのポンツーン８６を有する。他の実施形態では、ポンツーンプラットフォーム８４は、３つよりも多いか、又は３つよりも少ないポンツーン８６を有し得る。図示されたポンツーン８６は、各々のポンツーン８６の第１の端部８６Ａに形成された放射状に延在するフランジ８７を有する。或いは、ポンツーン８６はフランジ８７無しで形成されてもよい。

図１３に示したポンツーンプラットフォーム８４の実施形態では、タワー８２は、接続継手（図示せず）を介して１つのポンツーン８６に取り付けられ得る。この接続継手は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４に説明し図示した接続継手のいずれかであってもよい。図１６に示したポンツーンプラットフォーム８４´の第２の実施形態では、ポンツーン８６は構造部材９４によって中央ハブ９２に接続されている。この実施形態では、タワー８２は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４に説明し図示した任意の接続継手（図示せず）を介して、中央ハブ９２に取り付けられている。

図示された実施形態では、ポンツーン８６は略中空であり、空洞を画定する。ポンツーン８６のいずれの空洞の一部にも、浮体式風力タービンプラットフォーム８０の安定を補助するためにバラストＢが充填され得る。或いは、バラストＢは、ポンツーン８６のいずれの空洞全体を充填してもよい。好適なバラスト材料の非限定的な例には、水、岩、銅鉱石、及び他の高密度鉱石が含まれる。また、他の十分に高密度な材料も、ポンツーン８６の空洞を充填するか、又は部分的に充填するためのバラストとして使用され得る。

ポンツーン８６は、上述のような鉄筋コンクリート、ＦＲＰ複合物、又は鋼鉄で形成され得る。また、構造部材８８も、上述のような鉄筋コンクリート、ＦＲＰ複合物、又は鋼鉄で形成され得る。

ポンツーンプラットフォーム８４は任意の所望の寸法を有し得る。例えば、各々のポンツーン８６は、約１２メートルの外径及び約３０メートルの高さを有し得る。或いは、ポンツーン８６は、約１０〜約５０メートルの範囲内の外径及び約１０メートル〜約４０メートルの範囲内の高さを有してもよい。ポンツーン８６の中央間で測定した距離Ｄは、約３０メートルであり得る。或いは、距離Ｄは約１５メートル〜約１００メートルの範囲内であってもよい。

各々の係留索９０の第１の端部（図１３を見ると上方端部）は、ポンツーンプラットフォーム８４の１つのポンツーン８６に取り付けられている。各々の係留索９０の第２の端部（図１３を見ると下方端部）は、上述のように、アンカー１９によって海底Ｓに取り付けられているか、又は係留されている。図示された実施形態では、係留索９０はカテナリー係留として構成されている。係留索９０は、任意の所望の材料で形成され得る。好適な係留索材料の非限定的な例には、鋼鉄製のロープ又はケーブル、鋼鉄製のチェーン片、ナイロンロープなどの合成繊維製のロープ、及びＦＲＰ緊張材などの複合緊張材が含まれる。

図１４を参照すると、海底Ｓに係留された浮体式複合風力タービンプラットフォーム１００の第６の実施形態が示されている。図示された浮体式風力タービンプラットフォーム１００は、図１３に示した浮体式複合風力タービンプラットフォーム８０とほぼ同様であり、上述のようにポンツーンプラットフォーム８４に取り付けられたタワー１０２を具備する。各々の係留索９０はポンツーンプラットフォーム８４の１つのポンツーン８６に取り付けられ、アンカー１９を介して海底Ｓに更に係留されている。風力タービン２０はタワー１０２に載置されている。ケーブルステイ１０４はポンツーンプラットフォーム８４の各々のポンツーン８６に取り付けられており、タワー１０２の第１の端部１０２Ａに更に取り付けられている。

ケーブルステイ１０４がタワー１０２の曲げ応力を低減するため、タワー１０２の直径を、図１３に示したタワー８２の直径よりも小さくすることができる。例えば、タワー１０２は任意の好適な外径及び高さを有し得る。図示された実施形態では、タワー１０２の外径は約４メートルである。或いは、タワー１０２の外径は、約３メートル〜約１２メートルの範囲内など任意の他の所望の直径であってもよい。図示された実施形態では、タワー１０２の高さは約９０メートルである。或いはタワー１０２の高さは、約５０メートル〜約１４０メートルの範囲内であってもよい。

図１５を参照すると、ポンツーンプラットフォーム８４は、ポンツーンプラットフォーム８４の下方端部に載置された回転するタレット１０６を具備し得る。図１５に示された実施形態では、係留索９０は、ポンツーン８６ではなくむしろ回転するタレット１０６に取り付けられている。この実施形態では、プラットフォーム８０及び１００などの浮体式複合風力タービンプラットフォームは、タレット１０６に対して回転してもよく、このようにして風向及び海流に応じて自己位置合わせをしてもよい。

図１７、１８Ａ及び１８Ｂを参照すると、ポンツーンプラットフォームの第３の実施形態が１４０に示されている。ポンツーンプラットフォーム１４０は、構造部材１４４によって接続された複数の浮力部材又はポンツーン１４２を具備する。図示された実施形態では、ポンツーンプラットフォーム１４０は３つのポンツーン１４２を有する。他の実施形態では、ポンツーンプラットフォーム１４０は、３つよりも多いか、又は３つよりも少ないポンツーン１４２を有し得る。図示されたポンツーン１４２は、各々のポンツーン１４２の第１の端部１４２Ａに形成された放射状に延在するフランジ１４６を有する。或いは、ポンツーン１４２はフランジ１４６無しで形成されてもよい。

図示された実施形態では、ポンツーン１４２は略中空であり、空洞を画定し、鉄筋コンクリートで形成されている。図示された構造部材１４４は略筒状であり、空洞１４５を画定し、ＦＲＰ複合物で形成されている。

図１８Ａに最良に示すように、ポンツーンプラットフォーム１４０の第１の実施形態では、ポンツーン１４２は外壁１４２Ｗを具備する。構造部材１４４の第１の端部１４４Ａ及び第２の端部１４４Ｂは、それぞれ、ポンツーン１４２の外壁１４２Ｗ内に挿入されている。外壁１４２Ｗを形成するコンクリートは、各々の構造部材１４４の空洞１４５内に延在し、剛性部材１４８を画定する。剛性部材１４８は、硬化されると、ポンツーンプラットフォーム１４０に更に剛性を与える。

ポンツーンプラットフォームの第２の実施形態は、図１８Ｂにおいて１４０´に示されている。ポンツーンプラットフォーム１４０´はポンツーンプラットフォーム１４０とほぼ同一であるが、剛性部材１４８を具備していない。構造部材１４４の第１の端部１４４Ａ及び第２の端部１４４Ｂは、それぞれ、ポンツーン１４２の外壁１４２Ｗ内に挿入され、これに接着されている。

剛性部材１４８は、ポンツーンの形状を画定して形成するポンツーン型枠（図示せず）内に、構造部材１４４の第１の端部１４４Ａ及び第２の端部１４４Ｂをそれぞれ挿入することによって形成され得る。ポンツーン１４２の外壁１４２Ｗを画定するため、ポンツーン型枠内にコンクリートが注入され得る。また、このコンクリートは、構造部材１４４の空洞１４５内にも流れることになる。コンクリートが硬化されると、剛性部材１４８のコンクリートは、ポンツーン１４２の外壁１４２Ｗのコンクリートと接触し、このようにして構造部材１４４の第１の端部１４４Ａ及び第２の端部１４４Ｂは、それぞれ、ポンツーン１４２内に埋め込まれ、これに接着される。加えて、構造部材１４４の第１の端部１４４Ａ及び第２の端部１４４Ｂの各々の外表面は、それぞれ、各々の外表面がポンツーン１４２の外壁１４２Ｗのコンクリートと連結し、接着するように表面加工され得る。

また、構造部材１４４は、上述のような鉄筋コンクリート又は鋼鉄でも形成され得ることが理解されよう。

図１７に示したポンツーンプラットフォーム１４０の実施形態では、（図１７では点線で示した）タワー８２などのタワーが接続継手（図示せず）を介してポンツーン１４２の１つに取り付けられ得る。この接続継手は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４に説明し図示した接続継手のいずれでもあり得る。

図２１を参照すると、ポンツーンプラットフォームの第４の実施形態が４４０に示されている。ポンツーンプラットフォーム４４０は、構造部材４４６によって中央のポンツーン４４４に接続された複数の浮力部材又はポンツーン４４２を具備する。図示された実施形態では、ポンツーンプラットフォーム４４０は３つのポンツーン４４２を有する。他の実施形態では、ポンツーンプラットフォーム４４０は、３つよりも多いか、又は３つよりも少ないポンツーン４４２を有し得る。図示されたポンツーン４４２は、各々のポンツーン４４２の第１の端部４４２Ａに形成された放射状に延在するフランジ４４８を有する。或いは、ポンツーン４４２は、フランジ４４８無しで形成されてもよい。この実施形態では、タワー８２などのタワーは、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４に説明し図示した接続継手のいずれかなどの接続継手（図示せず）を介して、中央のポンツーン４４４に取り付けられている。或いは、タワー８２は、３つのポンツーン４４２のいずれかに取り付けられてもよい。

各々の図示されたポンツーン４４２は、複数の輪又はセクション４５０で形成されている。セクション４５０は、接続継手４５２で互いに接続されている。ハル１４に関して上述したように、セクション４５０は、ＦＲＰ複合材料、鉄筋コンクリート、又は鋼鉄で製造され得る。セクション４５０は、セクション４５０のいくつか又は全部を通って延び、これによってセクション４５０をつなぎ合わせ、かつポンツーン４４２を画定するポストテンションケーブル４５４によって接続され得る。接続継手４５２を封止するため、セクション４５０の間にガスケットＧなどの封止部材が配置され得る。或いは、接続継手４５２は、図２、３Ａ〜３Ｌ及び４に説明し図示した接続継手のいずれかであってもよい。

取付リング４５６がポンツーン４４２の外表面に外周方向に載置され、ポンツーン４４２に構造部材４４６を取り付けるための載置構造が提供される。取付リング４５６は、鋼鉄、ＦＲＰ複合材料、又は鉄筋コンクリートで形成され得る。或いは、取付リング４５６は、２つの隣接するセクション４５０の間の接続継手４５２内に載置可能である。

一旦セクション４５０が組立てられポンツーン４４２が形成されると、ポンツーン４４２の第２の端部４４２Ｂに閉鎖部材４５８が取り付けられ得る。

図２２を参照すると、浮体式風力タービンプラットフォームの第７の実施形態が５１０に示されている。浮体式風力タービンプラットフォーム５１０は、複合タワー５１２を支持する基礎５１４を具備する。複合タワー５１２は、風力タービン５１６を支持する。図示された複合タワー５１２は、Ｅガラス及びポリエステルポリマ樹脂などの繊維強化ポリマなど、軽量で耐食性の材料製である。複合タワー５１２は、風力タービン５１６に支持を与える他の所望の材料製であり得る。複合タワー５１２の壁は強固な構造であってもよく、又は有芯構造であってもよい。例えば、複合タワー５１２は、例えばタワー１２、１２´、２１２及び３１２を含め、上述のタワーのいずれであってもよい。基礎５１４は、水中において、半没水状で浮揚するよう組立てられ、構成されている。係留索５１８は風力タービンプラットフォーム５１０に取り付けられ、また、海底において上記に示したアンカー１９などのアンカーに更に取り付けられ、水上の風力タービンプラットフォーム５１０の動きを制限し得る。図示された係留索５１８は緩んだ、すなわち、図１２〜１５に示すようなカテナリー係留索であってもよく、風力タービンプラットフォーム５１０の通常運転中にぴんと張った状態である必要はないことが理解されよう。基礎はセミサブ式であるため、基礎が水中で浮揚しているとき、基礎５１４の一部は水上にあることになる。更に、基礎５１４は、タワー５１２及び風力タービン５１６に働く風応力によってプラットフォームに曲げ荷重又は曲げモーメントが加わるときでさえ、まっすぐに浮揚するであろう。これは、緊張ラインが切断されるとプラットフォームが転倒することになる、図１０に示すような垂直緊張システムとは対称的である。

図示された基礎５１４は、内側又は中央のカラム５２２から放射状に外側に延在する３つのボトムビーム５２１で形成されている。図示された実施形態では、ボトムビーム５２１は、隣接するボトムビーム５２１の中央線の間の角度が約１２０度であるよう位置決めされている。図示されたボトムビーム５２１は、予圧されたコンクリート部材である。ボトムビーム５２１は、他の所望の材料で形成されてもよいことが理解されよう。コンクリートを使用する利点は、鋼鉄などの他の材料よりも軽量であり、鋼鉄よりもより耐食性が高いことである。３つのアウターカラム５２４は、ボトムビーム５２１の遠位端部に、又は遠位端部付近に載置されている。場合により、アウターカラム５２４は、トップビーム５２６によってセンターカラム５２２に更に接続されている。任意の支柱５２８は、センターカラム５２２の上部又は端部と、ボトムビーム５２１の遠位端部又はアウターカラム５２４の下方端部との間に延在し、これらを接続している。図２２に示された浮体式風力タービンプラットフォーム５１０の実施形態の高さは、約３５メートル（１１５フィート）である。図２２に示されたタワー５１２の実施形態の高さは、約８５メートル（２７９フィート）である。浮体式風力タービンプラットフォーム５１０及びタワー５１２は、任意の所望の高さで製造され得ることが理解されよう。

図２２、２８Ａ及び２８Ｂに示すように、各々のアウターカラム５２４は、複数のセクション５２４Ｓで形成され得る。また、図２２、２８Ａ及び２８Ｂにも示すように、センターカラム５２２も、複数のセクション５２２Ｓで形成され得る。

浮体式風力タービンプラットフォーム５１０を組み立て及び配置する方法の第１の実施形態は、図２３Ａ〜２９に示されている。図示されるように、風力タービンプラットフォーム５１０は、２段階で組み立てられ得る。

組み立ての第１段階（段階Ｉ）では、３つの翼部材５３０が別個のバージＢで鋳造され又はそこに配置され得る。各々の図示された翼部材５３０は、ボトムビーム５２１及びアウターカラム５２４のベース部５２４Ｐを具備する。所望であれば、図２３Ａ及び２３Ｂに破線で示すように、鋳造翼部材５３０は、補強材でポストテンションされ得る。支柱アンカー５２８Ａは、ボトムビーム５２１とベース部５２４Ｐとの間に形成され、これらに取り付けられ得る。図示されたバージＢの各々は、約１５０フィート×６０フィートのデッキ面を有するが、他の好適な大きさのデッキ面を有するバージが用いられてもよい。図示された実施形態では、ベース部５２４Ｐの高さは約３２フィートであるが、ベース部５２４Ｐの高さは任意の他の好適な高さであってもよい。

翼部材５３０が鋳造されると、３つのバージＢは、港湾区域などの比較的穏やかな区域に移されることになる。３つの翼部材５３０を具備する３つのバージＢは、図２４Ａ及び２４Ｂに示す一時的な枠５３６などの取付構造で共に固定されることになる。図示された実施形態では、枠５３６は、略三角形状の鋼鉄構造物である。或いは、枠５３６は他の所望の大きさ及び形状であってもよく、また他の材料製であってもよい。

必要に応じ、建設中に枠５３６を支持するために足場（図示せず）が用いられ得る。その後、枠５３６内に、又は枠５３６上にボトムキーストーン５３２が建設されることになる。キーストーン５３２は、以下に説明するように、センターカラム支持部５２２Ｐを具備し、その上にセンターカラム５２２が建てられる。また、キーストーン５３２は、図３１に示すように、その外周方向に離隔され、ボトムビーム５２１の各々に接続するよう配向された接続面６２３を具備する。キーストーン５３２が完成し、３つのボトムビーム５２１の各々に取り付けられた後、足場及び枠５３６は撤去され得る。３つの翼部材５３０及び中央部品５３２は、基礎５１４を画定する。所望であれば、基礎５１４全体がポストテンションされてもよい。

図２５に示すように、その後、３つのバージＢは水中に沈められ、基礎５１４の各々の翼部材５３０の下方から撤去され得、これによって基礎５１４がそれ自体で浮揚することが可能となる。浮揚する基礎５１４は、その後、組み立ての第２段階に向けて、波止場（図示せず）又は他の好適な設備へと牽引され得る。

浮体式風力タービンプラットフォーム５１０を組み立て及び配置する方法の図示された実施形態では、第２段階（段階ＩＩ）は、図２６Ａ〜２９に示すように、水の状態が比較的穏やかな区域の波止場に隣接して浮揚する基礎５１４で行われる。翼部材５３０のベース部５２４Ｐ及びキーストーン５３２上に、ジャンプフォーム５３８が設置されることになる。図示された実施形態では、ジャンプフォーム５３８はアウターカラム５２４のセクション５２４Ｓ及びセンターカラム５２２のセクション５２２Ｓの鋳造を可能にするよう構築され、かつ構成されている。図示された実施形態では、セクション５２４Ｓ及び５２２Ｓの高さは約１２フィートであるが、セクション５２４Ｓ及び５２２Ｓは任意の他の好適な高さであってもよい。各々のアウターカラム５２４の一部は、この後、支柱５２８の建設及び取付けを可能にするため、所定の高さまで建設されることになる。

この後、各々のボトムビーム５２１の上に足場５４０が建設され、斜めの支柱５２８の第１のセグメント５２８Ｐ１を打ち込むために用いられることになる。支柱５２８の第１のセグメント５２８Ｐ１は他の場所で鋳造され、その後に基礎５１４の支柱アンカー５２８Ａに取り付けられ得ることが理解されよう。図２６Ｃに図示された実施形態では、支柱５２８の第１のセグメント５２８Ｐ１は、支柱アンカー５２８Ａを介して、アウターカラム５２４のベースにも、ボトムビーム５２１にも取り付けられている。或いは、支柱５２８の第１のセグメント５２８Ｐ１は、アウターカラム５２４のベースのみに取り付けられてもよい。

支柱５２８の第１のセグメント５２８Ｐ１が完成すると、図２７Ａに示すように、センターカラム５２２が最終的な所望の高さに建設されることになる。センターカラム５２２が建設された後に、支柱５２８が完成することになる。図２７Ｂに示された実施形態では、陸上の場所などの他の場所で支柱５２８の第２のセグメント５２８Ｐ２が鋳造され、その後に第１のセグメント５２８Ｐ１及びセンターカラム５２２に取り付けられる。図２７Ｂに示された実施形態では、支柱５２８の残りのセグメント５２８Ｐ２が２台のクレーンＣで所定の位置に引き上げられる。或いは、追加の足場５４０が各々のボトムビーム５２１の上に建設されてもよく、また、支柱５２８の第１のセグメント５２８Ｐ１と同じ方法で、支柱５２８の第２のセグメント５２８Ｐ２が現場で鋳造されてもよい。支柱５２８が完成すると、アウターカラム５２４がその最終的な所望の高さに建設されることになる。支柱５２８は、一旦建設され、取り付けられると、必要に応じてポストテンションされ得る。

トップビーム５２６は、陸上の場所などの他の場所で予め鋳造され、その後、図２９に示すように、アウターカラム５２４とセンターカラム５２２のトップキーストーン５３９との間に取り付けられ得る。図２９に示された実施形態では、トップビーム５２６は、セグメント５２６Ｐ１、５２６Ｐ２及び５２６Ｐ３に分割して形成され、その後、ボトムビーム５２１上に建設されたショアリングタワー５４２上に設置される。図示されたトップビームセグメント５２６Ｐ１、５２６Ｐ２及び５２６Ｐ３は、１つ以上のクレーンで所定の位置に引き上げられる。或いは、トップビームセグメント５２６Ｐ１、５２６Ｐ２及び５２６Ｐ３は、現場で鋳造されてもよい。加えて、トップビーム５２６は単一の部品として形成され、ショアリングタワー５４２を用いて、アウターカラム５２４とセンターカラム５２２との間に取り付けられ得る。トップビーム５２６は、必要に応じてポストテンションされ得る。トップビーム５２６が完成すると、風力タービンプラットフォーム５１０は、タワー５１２及び風力タービン５１６を更に装備し取り付けるための準備が整う。

浮体式風力タービンプラットフォーム６１０を組み立て及び配置する方法の他の実施形態が、図３０〜４０に示されている。図３０〜４０に示された浮体式風力タービンプラットフォーム６１０を組み立て及び配置する方法は、図２３Ａ〜２９に示された浮体式風力タービンプラットフォーム５１０を組み立て及び配置する方法の第１の実施形態と類似するモジュラー式の組立方法である。

図３０に示すように、底翼部材６３０はバージＢ上に配置されている。底翼部材６３０は、ボトムビーム６２１と、アウターカラム６２４のベース部６２４Ｐと、斜めの支柱６２８の第１のセグメント６２８Ｐ１とを具備する。所望であれば、底翼部材６３０はポストテンションされてもよい。また、図３１に示すように、キーストーン６３２もバージＢ上に配置されている。キーストーン６３２は、３つの翼部材６３０のうちの１つに取り付けられているため、バージＢはキーストーン６３２の下から撤去可能である。図３２及び３３に示すように、残りの２つの翼部材６３０は、その後、キーストーン６３２と接触するよう動かされ、これに取り付けられ得る。図３３に示すように、３つの翼部材６３０及びキーストーン６３２は基礎６１４を画定する。上記で説明し、図３４に示すように、バージＢは、この後、基礎６１４の下から移動され得る。翼部材６３０及びキーストーン６３２は、バージＢ上で鋳造されるか、又は陸上の場所などの他の場所で鋳造され、その後にバージＢに移動され得ることが理解されよう。

図３５に示すように、センターカラム６２２はその最終的な所望の高さに建設されることになる。その後、図３６に示すように、支柱６２８が完成することになる。図３７に示すように、アウターカラム６２４は、この後、その最終的な所望の高さに建設されることになる。センターカラム６２２及びアウターカラム６２４は、例えば上述のようなジャンプフォームなど、任意の所望の方法によって形成され得る。

図３８に示すように、アウターカラム６２４が完成すると、アウターカラム６２４とセンターカラム６２２との間にトップビーム６２６が取り付けられ得る。トップビーム６２６は、上述のように、陸上の場所などの他の場所で予め鋳造され、その後にセグメントに形成され取り付けた後に、設置されるか又は現場で鋳造され得る。その後、図３９及び４０に示すように、風力タービンプラットフォーム６１０は、タワー６１２及び風力タービン６１６を更に装備し取り付けるための準備が整う。基礎６１４の様々な要素の組み立ては、任意の順序で完成可能であることを理解されたい。

図４１に示すように、風力プラットフォームを建設する方法の代替的な実施形態では、組み立て中に３つの翼部材６３０をキーストーン６３２によってまとめ、２つのバージＢ´によって支持することができる。バージは、組み立ての過程において適切な段階で後から撤去可能である。

図４２に示すように、また上記で説明したように、風力タービンプラットフォーム６１０の基本構造は、次の主な構造要素、すなわちボトムビーム６２１、ボトムキーストーン６３２、センターカラム６２２、トップキーストーン６３９、支柱６２８、トップビーム６２６及びアウターカラム６２４を具備する。これらの主な構造要素は打設コンクリート製であるが、他の材料を用いることもできる。これらの主な構造要素は分割して製造されるが、一度に単一の要素として製造することもできるであろう。これらの要素を強化するため、ポストテンション補強材を適用することで、これらの要素は圧縮力に晒される。かかる補強材は、スチールケーブル又は任意の他の好適な緊張部材の形状であり得る。ポストテンション補強材の適用により、風力タービンタワーが海に配置されているときに応力下に晒される状況でも、その一体性を維持するであろう主な構造要素の提供が促進される。更には、ポストテンション補強材によって、主な構造要素の各々の中に画定される空洞を中空の空間として維持することを可能にするための十分な強度がこれらの主な構造要素にもたらされ、これにより主な構造要素の浮力が保持される。

図４２に示すように、ボトムビームはポストテンション補強材６２１Ｒと共に提供されている。これらは、アウターカラム６２４のボトムセクション６２４Ｐ及びキーストーン６３２を含め、ボトムビーム６２１の全長にわたって水平に延在する。補強材６２１Ｒは、ボトムビーム６２１の上域及び下域に配置されるものとして示されているが、これらをロアビームの内部又はその周りの異なる位置に配置することもできる。ポストテンション補強材６２１Ｒは、ボトムビーム６２１全体を圧縮し、これによってボトムビーム６２１の強度を高める。

図４４に示すように、キーストーン６３２は、対になって平行に配向された多数の腹板６６０を具備する。腹板６６０は、腹板６６０内を腹板６６０の細長い又は長手方向の軸に沿って延在する導管又は溝６６４を具備する。ポストテンション補強材６２１Ｒは、腹板の溝６６４を通って延在し、腹板６６０の端部６６２で係留される。キーストーン６３２は、３つのボトムビーム６２１を取り付けるため互いに対して約１２０度に配向された３つの取付面６２３を有することが見て取れる。キーストーン６３２は、３つのボトムビーム６２１すべてのための補強材６２１Ｒを収容可能である。面には、初めにロアビーム６２１をキーストーン６３２にボルトで固定するためのオリフィス６６６が設けられている。他の取付手段を用いることもできる。この配置の結果、ポストテンション補強材により、ボトムビームのコンクリートにおいて、アウターカラム６２４とセンターカラム６２２との間で半径方向に予圧が生じる。

図４２に更に示すように、垂直に配向されたポストテンション補強材６２４Ｒにより、アウターカラム６２４のコンクリートにおいて垂直方向に予圧が生じる。更には、垂直に配向されたポストテンション補強材６２２Ｒにより、センターカラム６２２のコンクリートにおいて垂直方向に予圧が生じる。また、水平に配向されたポストテンション補強材６２６Ｒにより、トップビーム６２６のコンクリートにおいて垂直方向に予圧が生じる。補強材６２６Ｒは、アウターカラム６２４の最上部６４２Ｔからセンターカラム６３９の最上部のトップキーストーン６３９を通って延在する。同様に、斜めに配向されたポストテンション補強材６２８Ｒにより、支柱カラム６２４のコンクリートにおいて支柱６２８の長手方向に予圧が生じる。

図４２に示すように、次の主な構造要素、すなわちボトムビーム６２１、センターカラム６２２、支柱６２８、トップビーム６２６及びアウターカラム６２４は、セグメント又はセクションに分けて形成することができる。例えば、ボトムビーム６２１は、ロアビーム６２１の長手軸に垂直なバルクヘッド６７０によって画定されるセクション６２１Ｓを具備する。バルクヘッドは、鋼鉄、複合材料又はコンクリート、或いはこれらの材料の任意の組み合わせであり得る。バルクヘッドは、リブ形状、又は中空或いは中実の隔壁であり得る。バルクヘッド６７０は、ボトムビーム６２１などの主な構造要素が受ける静液圧又は動液圧への抵抗を補助する。更には、バルクヘッド６７０により、構成要素から構成要素（例えば、ボトムビーム６２１とボトムキーストーン６３２との間、及びボトムビーム６２１とアウターカラム６２４との間）へと適切に荷重伝達を行うことができ、ポストテンションの間に高まった高レベルの応力を受け入れ、かつ軽減することが可能となる。

ボトムビーム６２１の垂直に配向されたバルクヘッド６７０に加え、水平に配向された二次腹板又は膜板６７２を設計に含むことができる。これらの二次膜板は、任意の好適な材料、大きさ及び形状で製造され得る。二次膜板により、構成要素から構成要素（例えば、ボトムビーム６２１とキーストーン６３２との間、及びボトムビーム６２１とアウターカラム６２４との間）へと適切に荷重伝達を行うことができ、ポストテンションの間に高まった高レベルの応力を受け入れ、かつ軽減することが可能となる。

ロアビーム６２１を強化するためにバルクヘッド６７０及び二次膜板６７２を用いるのと類似の方法で、トップビーム６２６、センターカラム６２２、アウターカラム６２４及び支柱６２８を強化するため、バルクヘッド及び膜板を追加して用いることができる。

図４３に示すように、完成した風力発電装置６４４は、３つのロアビーム６２１、３つのトップビーム６２６、タワー６１２、風力タービン６１６及びタービンブレード６４６を具備する。支柱６２８は、トップビーム６２６で覆われているため、図４３には示されていない。

図４５は、センターカラム７２２、及び各々がアウターカラム７２８を有する４つの翼７３０を用いて、プラットフォーム７１４が建設可能であることを示す。プラットフォームは、任意の数の翼で作られ得ることを理解されたい。翼は、図４５に示す外周方向に９０度で離隔されるなど、外周方向に等角度に離隔して配向され得る。

ビーム及び支柱の断面形状は、正方形、長方形、円又は任意の他の好適な形状であり得る。また、風力タービンプラットフォーム６１０の実施形態には、センターカラムをアウターカラムと接続する水平なロアビームと、センターカラムをアウターカラムと接続する水平なトップビームと、支柱とが含まれるが、代替的な実施形態では、プラットフォーム６１０はそれらの主な構造要素すべてよりも少ない要素で建設されることを理解されたい。例えば、一実施形態では、プラットフォーム６１０は、支柱６２８無しで建設される。他の例では、プラットフォームは、トップビーム６２６無しで建設される。

ロアビーム６２１、トップビーム６２６及び支柱６２８は、構造的一体性を十分に有し、ロアビーム６２１、トップビーム６２６及び支柱６２８の間の接続は十分に堅固であり、一部の実施形態では、隣接するアウターカラムを、構造上重要な周囲の連結機構で互いに接続する必要はない。キーストーン６３２及び６３９を介した接続は、外海での運転時にプラットフォーム６１０の構造的一体性を維持するのに十分である。

一実施形態では、ボトムビーム及びトップビームはポストテンション補強材を具備し、このポストテンション補強材により、コンクリートにおいて、アウターカラムとセンターカラムとの間の半径方向線に直角に、水平又は垂直の接線方向に予圧が生じる。

他の実施形態では、ボトムビームは中空のボックスビームであり、その中において１つ以上の内部の中空の空間は、（ａ）空気が充填されている、（ｂ）一部水が充填されている、又は（ｃ）ほぼ水が充填されている。

更に他の実施形態では、中空の空間は、ドックでの作業中にはほぼ空気で満たされ、輸送中及び洋上でウィンドファーム内に最終的に固定された位置では、一部又は全部がバラスト水で満たされている。

他の実施形態では、中空のボックスビームの１つ以上の内部の空間は、周囲の海水に向かって開放可能なオリフィスを具備し、これによって内部の水圧と外部の水圧を少なくとも一部等化することが可能となる。

一方は放射状のアウターカラムに、もう一方は海底上の係留点に取り付けられた、一般にカテナリー形状の係留索を有する請求項１のプラットフォームにより、セミサブ式のプラットォームを定位置に保持することが可能となる。

請求項２２のプラットフォームにおいては、海底上の係留点は、（ａ）走錨、（ｂ）穿孔ロックアンカー、（ｃ）重力アンカー、（ｄ）サクションアンカー、及び（ｅ）重力・サクションアンカーの組み合わせ、のうちの１つである。

風力タービンプラットフォームの運転の原理及び形態を、その好ましい実施形態で説明してきた。しかしながら、本明細書で説明した風力タービンプラットフォームは、明示的に図示し説明した以外の方法でも、その範囲から逸脱することなく実施され得ることに留意されたい。

Claims (41)

1. 水上で浮揚し、垂直なセンターカラムの上で風力タービンを支持することができるセミサブ式の風力タービンプラットフォームであって、
   垂直なセンターカラムと、
   前記センターカラムから放射状に離隔された３つ以上の垂直なアウターカラムと、
   を備え、前記アウターカラムの各々は、
   前記アウターカラムの下部と前記センターカラムの下部との間でほぼ水平に延在するボトムビームと、
   前記アウターカラムの上部と前記センターカラムの上部との間でほぼ水平に延在するトップビームと、
   のうちの１つ以上によって前記センターカラムに接続され、
   前記センターカラム及び前記アウターカラムはコンクリート製であり、風力タービンタワーの支持を補助するために十分な浮力を備えた浮揚性であって、
   前記アウターカラムは構造的に重要な周囲の連結機構によって互いに接続されていない、
   風力タービンプラットフォーム。
2. 前記ボトムビーム及び前記トップビームが主にコンクリート製である、請求項１に記載のプラットフォーム。
3. 前記ボトムビーム及び前記トップビームが主に鋼鉄製である、請求項１に記載のプラットフォーム。
4. 各々のアウターカラムの下部と前記センターカラムの上部との間で延在する支柱を具備する、請求項１に記載のプラットフォーム。
5. 前記支柱が主にコンクリート製である、請求項４に記載のプラットフォーム。
6. 前記支柱が主に鋼鉄製である、請求項４に記載のプラットフォーム。
7. 前記アウターカラムを前記センターカラムに接続するトップビーム及びボトムビームの両方を具備する、請求項１に記載のプラットフォーム。
8. 前記ボトムビーム及び前記トップビームがポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて、前記アウターカラムと前記センターカラムとの間で半径方向に予圧を生じさせる、請求項１に記載のプラットフォーム。
9. 前記ボトムビーム及び前記トップビームがポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて、前記アウターカラムと前記センターカラムとの間で半径方向線に直角に、水平又は垂直の接線方向に予圧を生じさせる、請求項１に記載のプラットフォーム。
10. 前記センターカラム及び放射状のカラムがポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて垂直方向に予圧を生じさせる、請求項１に記載のプラットフォーム。
11. 前記センターカラム及び前記放射状のカラムがポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて水平方向に予圧を生じさせる、請求項１に記載のプラットフォーム。
12. 各々のアウターカラムの下部と前記センターカラムの上部との間で延在する支柱を具備し、各々の支柱がポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて前記支柱の長手方向に予圧を生じさせる、請求項１に記載のプラットフォーム。
13. 前記ボトムビーム及び前記トップビームが、全体的及び局所的な曲げ強度を高めるため、構造用補強材を具備する、請求項１に記載のプラットフォーム。
14. 前記構造用補強材が、前記ボトムビーム及び前記トップビームの軸にほぼ垂直に配向されたバルクヘッドの形態である、請求項１３に記載のプラットフォーム。
15. 前記構造用補強材が、前記ボトムビーム及び前記トップビームの長手軸に平行な方向に実質的に配向された中空又は中実の隔壁の形態である、請求項１３に記載のプラットフォーム。
16. ３つのアウターカラムが、前記センターカラムの周りに外周方向に等間隔に離隔された、請求項１に記載のプラットフォーム。
17. 前記ボトムビームが前記センターカラムにあるボトムキーストーンで前記センターカラムに接続され、前記ボトムビームを前記キーストーンに接続するため、前記ボトムキーストーンの接続面が外周方向に離隔された、請求項１に記載のプラットフォーム。
18. 前記ボトムビームがポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて、前記アウターカラムと前記センターカラムとの間で半径方向に予圧を生じさせ、前記ポストテンション補強材が前記ボトムキーストーンに係留されている、請求項１に記載のプラットフォーム。
19. 前記ボトムビームが中空のボックスビームであり、その中において１つ以上の内部の中空の空間は、（ａ）空気が充填されている、（ｂ）一部水が充填されている、又は（ｃ）ほぼ水が充填されている、請求項１に記載のプラットフォーム。
20. 前記中空の空間は、ドックでの作業中にはほぼ空気で満たされ、輸送中及び洋上でウィンドファーム内に最終的に固定された位置では、一部又は全部がバラスト水で満たされている、請求項１９に記載のプラットフォーム。
21. 前記中空のボックスビームの１つ以上の前記内部の空間は、周囲の海水に向かって開放可能なオリフィスを具備し、これによって内部の水圧と外部の水圧を少なくとも一部等化することが可能となる、請求項１９に記載のプラットフォーム。
22. 一方は放射状のアウターカラムに、もう一方は海底上の係留点に取り付けられた、一般にカテナリー形状の係留索を有し、セミサブ式のプラットォームを定位置に保持することを可能にする、請求項１に記載のプラットフォーム。
23. 海底上の係留点が、（ａ）走錨、（ｂ）穿孔ロックアンカー、（ｃ）重力アンカー、（ｄ）サクションアンカー、及び（ｅ）重力・サクションアンカーの組み合わせ、のうちの１つである、請求項２２に記載のプラットフォーム。
24. 前記センターカラム上に載置された風力タービンタワーを具備し、前記タワーが風力タービンを支持する、請求項１に記載のプラットフォーム。
25. 前記トップビームが前記センターカラムにあるトップキーストーンで前記センターカラムに接続され、前記トップビームを前記キーストーンに接続するため、前記トップキーストーンの接続面が外周方向に離隔された、請求項１に記載のプラットフォーム。
26. 前記トップビームがポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて、前記アウターカラムと前記センターカラムとの間で半径方向に予圧を生じさせ、前記ポストテンション補強材が前記トップキーストーンに係留されている、請求項２５に記載のプラットフォーム。
27. 前記キーストーンが、長手軸を有する細長い構造の腹板を具備し、前記ポストテンション補強材が前記腹板を通って前記腹板の長手軸に沿って延在する、請求項２６に記載のプラットフォーム。
28. 水上で浮揚し、風力タービンを支持することができるセミサブ式の風力タービンプラットフォームであって、
    垂直なセンターカラムと、
    前記センターカラムから放射状に離隔された３つ以上の垂直なアウターカラムであって、前記アウターカラムの各々が、
    前記アウターカラムの下部と前記センターカラムの下部との間でほぼ水平に延在するボトムビームと、
    前記アウターカラムの上部と前記センターカラムの上部との間でほぼ水平に延在するトップビームと、
    前記アウターカラムの下部と前記センターカラムの上部との間で延在する支柱と、
    で前記センターカラムに接続されているアウターカラムと、
    を具備し、
    前記センターカラム及び前記アウターカラムがコンクリート製であり、風力タービンタワーを支持するために十分な浮力を備えた浮揚性であり、
    前記アウターカラムは構造上重要な周囲の連結機構によって互いに接続されていない風力タービンプラットフォーム。
29. 前記ボトムビーム、前記トップビーム及び前記支柱がポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて、前記アウターカラムと前記センターカラムとの間で予圧を生じさせ、前記センターカラム及び前記アウターカラムがポストテンション補強材を具備し、前記コンクリートにおいて垂直の予圧を生じさせる、請求項２８に記載のプラットフォーム。
30. 前記ボトムビームが前記センターカラムにあるボトムキーストーンで前記センターカラムに接続され、前記ボトムビームを前記キーストーンに接続するため、前記ボトムキーストーンの接続面が外周方向に離隔され、前記ボトムビームのための前記ポストテンション補強材が前記ボトムキーストーンに係留され、前記トップビームが前記センターカラムにあるトップキーストーンで前記センターカラムに接続され、前記トップビームを前記キーストーンに接続するため、前記トップキーストーンの接続面が外周方向に離隔され、前記トップビームのための前記ポストテンション補強材が前記トップキーストーンに係留されている、請求項２９に記載のプラットフォーム。
31. 少なくとも３つのプラットフォーム翼を水上の２つ以上の浮揚装置上に組み立てることであって、前記プラットフォーム翼はボトムビームと前記アウターカラム又はセンターカラムの少なくとも１つのベース部を有し、各々の浮揚装置は１つ以上のプラットフォーム翼を支持する、組み立てることと、
    前記バージを集結させてボトムキーストーンのまわりに配置することと、
    風力タービンプラットフォームの基礎の下部を形成するために、前記プラットフォーム翼の各々を前記ボトムキーストーンに取り付けることであって、前記アウターカラムは前記ボトムキーストーンから放射状に離隔され、前記アウターカラムは前記ボトムキーストーンの周りに外周方向に等間隔に離隔されている、取り付けることと、
    浮体式風力タービンプラットフォームを形成するため、前記基礎が水中で浮揚し、これによって水中で前記プラットフォームの建設を更に進めることができるよう、前記浮揚装置を前記プラットフォーム翼の下から撤去することと、
    を含む浮体式風力タービンプラットフォームの組立方法。
32. 前記アウターカラムを完成させるために、前記アウターカラムの前記ベース部にカラムセクションを加えることと、
    前記ボトムキーストーンの上部にセンターカラムを建設することと、
    前記センターカラムの最上部にトップキーストーンを加えることと、
    前記トップキーストーンと前記アウターカラムの上部との間にトップビームを接続することと、
    を含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記浮体式風力タービンプラットフォームに支柱を加えることを含み、前記支柱は前記センターカラムと前記アウターカラムとの間に配置されている、請求項３２に記載の方法。
34. 前記プラットフォームに風力タービンタワー及び風力タービンを加えることと、前記プラットフォームを前記風力タービンの運転に好適な位置に牽引することと、前記プラットフォームをその位置に係留することを含む、請求項３２に記載の方法。
35. センターカラム及びアウターカラムがほぼ中空のコンクリートセクションで建設される、請求項３２に記載の方法。
36. 前記ボトムビーム、前記トップビーム、前記アウターカラム、前記センターカラム及び前記支柱がほぼ中空のコンクリートセクションで建設される、請求項３２に記載の方法。
37. 前記ボトムビーム、前記トップビーム、前記アウターカラム、前記センターカラム及び前記支柱が浮揚性である、請求項３２に記載の方法。
38. 前記ボトムビーム及び前記トップビームが、曲げ強度を高めるために構造用補強材を具備する、請求項３２に記載の方法。
39. 前記構造用補強材がバルクヘッドの形態である、請求項３８に記載のプラットフォーム。
40. コンクリートのセンターカラムを有し、前記センターカラムの最上部が前記コンクリートに埋め込まれ上向きに配向されたアンカーボルトを有する浮体式風力タービンプラットフォームと、
    繊維強化複合材料製であり、前記アンカーボルトを用いて前記コンクリートのセンターカラムにボルトで留められたボトムベースプレートを有する、前記プラットフォームに載置された風力タービンタワーと、
    を具備する、風力発電装置。
41. 前記タワーがタワーセクションを組み立てたものであり、隣接するセクションの間の継手は前記複合物に埋め込まれた上向きに配向されたアンカーボルトによって作られており、
    前記プラットフォームに載置された風力タービンタワーが繊維強化複合材料製であり、前記アンカーボルトを用いて前記コンクリートのセンターカラムにボルトで留められたボトムベースプレートを有する、
    請求項４０に記載の風力発電装置。

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