JP2015533110A - 特に風力発電での利用に供される浮体式テンションレグ・プラットフォーム - Google Patents
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Abstract
Description
より具体的には、本発明の目的は、特に、洋上及び/又はハイブリッド風力発電での使用に供される浮体式プラットフォームに関する。
浮体式構造体を海底に固定するために、以下で説明されるように、本発明の浮体式プラットフォームは、レグの第2端部に配置されるポーチと、レグを海底に固定する固定要素と、上端部と下端部とを有するテンドンをさらに備え、本上端部はポーチに接続され、本下端部は固定要素に接続される。固定要素は好ましくは、海底に打ち込まれるパイルである。
各テンドンの上端部には、ケーブルクランプが配設され、第1コネクターと共働してテンドンを対応するポーチに接続する。各第1コネクターは上端部と下端部を備え、本上端部はコネクターとケーブルクランプとを関節状をなして結合するための上部穴を備え、本下端部は、第1コネクターとテンドンとを関節状をなして結合するための、上部穴と非平行関係にあり、好ましくは上部穴と垂直である下部穴を備える。上部穴と下部穴の配置は、相互に非並行関係にあるため、第1コネクターが、各テンドンとポーチの間で、2本の軸のまわりを、相対的に回転することが可能となり、結果として、テンドンとポーチの間で、不必要なねじり応力が伝達されるのを防ぐことができる。
固定要素は海底に打ち込まれ、その上部は海底から突き出し、テンドンの下端部に接続する固定手段を有する。
少なくとも4個のレグを配設することにより、レグの1つから延びるテンドンが破壊された場合でも、浮体式構造体の安定性が保たれる。実際、レグの1つから延びるテンドンの1本が破壊された場合、少なくとも残りの3つのレグが浮体式構造体に安定性を付与することができ、そのため浮体式構造体が最終的に使用不能となったとしても、浮体式構造体は維持される。レグの1つのテンドンが破壊され、レグが3つになった場合、浮体式構造体は転覆がせまった状態となろう。
浮体式プラットフォームのレグと中心体はコンパートメントに分割され、プラットフォームはさらに1組のポンプと制御システムを備え、コンパートメントから液体(通常は水)を汲み出し、これによって適宜にプラットフォームの喫水を変化させ、浮揚、移動、係留などの動作を実行可能とする。
図1に示されるように、本発明による、洋上において風力エネルギー資源を使用するための浮体式テンションレグ・プラットフォームは、単一の浮遊中心体(1)と、中心体(1)から突出する少なくとも4個のレグ(2)によって形成される浮体式構造体を備える。
中心体(1)は、下方部分と上方部分を備える。下方部分は、喫水(draft)と称される高さまで水没させられる。上方部分は、ベース(3)が設けられた上端部を備え、その上に、浮体式構造体によりサポートされて、風力タービン(4)が設置される。
浮体式構造体を海底(5)に固定するために、以下で説明されるように、本発明のプラットフォームは、さらに、図2及び図4で詳細に示される、レグ(2)の第2端部に配置されるポーチ(6)と、図3で詳細に示され、海底(5)にその一部分が打ち込まれる、好ましくはパイル(7)である固定要素と、図1に示されるように、ポーチ(6)に接続される上端部とパイル(7)に接続される下端部とをそれぞれ有するテンドン(8)と、を備える。
レグ(2)のポーチ(6)をテンドン(8)の上部の第1接続手段(13)に接続するために、本発明はさらに、図4に示されるように、第1コネクター(9)と共働するケーブルクランプ(40)を備える。ケーブルクランプ(40)は、テンドン(8)の上端部に配設され、第1コネクター(9)は、上端部と下端部を備え、上端部は、第1コネクター(9)をテンドン(8)に関節状をなして結合するための上部穴(11)を備え、下端部は、第1コネクター(9)と対応するテンドン(8)を関節状をなして結合するために、上部穴(11)に対し垂直である下部穴(10)を備える。上部穴(11)と下部穴(10)の配置は、相互に非並行関係にあるため、第1コネクター(9)が、各テンドン(8)とポーチ(6)の間で、2本の軸のまわりを、相対的に回転することが可能となり、これによって、テンドン(8)とポーチ(6)の間で、不必要なねじり応力が伝達されるのを防ぐことができる。
下溝(16)は第1コネクター(9)の下端部にあり、2つの第1側面(14)を通過し、第1側面(14)において下端部を開放させ、第2側面(15)のそれぞれにおいて、下溝(16)によって分けられた第1ラグ(17)を画定する。同様に上溝(18)は第1コネクター(9)の上端部にあり、2つの第2側面(15)を通過し、第2側面(15)において上端部を開放させ、第1側面(14)のそれぞれにおいて、上溝(18)によって分けられた第2ラグ(19)を画定する。下貫通孔(10)は第1ラグ(17)を通過し、同じく、上貫通孔(11)は第2ラグ(19)を通過する。
レグ(2)の第2端部のそれぞれに、テンドン(8)をレグ(2)に接続するために配設された少なくとも1つのポーチ(6)があり、テンドン(8)とポーチ(6)の間に自由度があって、テンドン(8)の縦方向の軸に関して回転を可能とする。それぞれのポーチ(6)は、第2接続手段(24)を収容するための、垂直方向の第1貫通ドリリング(12)を備える。
海底(5)に打ち込まれるパイル(7)があり、パイル(7)の上方部分は海底(5)から突出し、テンドン(8)の下端部に接続する固定手段を有する。パイル(7)は、浮体式構造体に含まれるレグ(2)の数と同じ数だけあるアセンブリに割り当てられるよう提供され、各アセンブリは、好ましくは、各レグ(2)に存在するポーチ(6)の数と同じ数のパイル(7)を備える。同じアセンブリのパイル(7)は相互に一体となることができ、接合プレート(29)によって上方部分で固定される。本接合プレート(29)には固定手段が配設され、また複数の犠牲陽極(30)も配設される。
ある好適な実施形態によれば、第3接続手段は図4に示される第1コネクター(9)を備え、これによってテンドン(8)とプレート(31)とが固定されて不必要なねじり応力が伝達されるのを避けることができる
パイル(7)は吸上げパイル(7)であることができ、この場合には、アセンブリのそれぞれのパイル(7)を挿入するために必要とされる吸上げを行なうためのポンプ(図示せず)と接続するように配設されたマウス(37)が、接合プレート(29)に設置される。
2 :レグ
3 :ベース
4 :風力タービン
5 :海底
6 :ポーチ
7 :パイル
8 :テンドン
9 :第1コネクター
10 :下部穴、下貫通孔
11 :上部穴、上貫通孔
12 :第1貫通ドリリング
13 :第1接続手段
14 :第1側面
15 :第2側面
16 :下溝
17 :第1ラグ
18 :上溝
19 :第2ラグ
22 :第1孔
23 :第1ボルト
24 :第2接続手段
25 :連結体
26 :ストッパー
27 :第2孔
28 :第2ボルト
29 :接合プレート
31 :プレート
32 :(プレートの)側面
33 :第3孔
34 :第3接続手段
35 :第2ドリリング
36 :第3ボルト
37 :マウス
40 :ケーブルクランプ
より具体的には、本発明の目的は、特に、洋上及び/又はハイブリッド風力発電での使用に供される浮体式プラットフォームに関する。
英国特許公開公報GB2378679号において、縦方向に沿って細長い形状を有する単一の浮遊中心体を具備する浮体式構造体を備え、前記中心体は上方部分と下方部分とを有し、下方部分は潜水させることが意図されており、前記浮体式構造体はさらに中心体の上方部分に配置されたベースと、少なくとも1つの風力タービンと、複数のテンドンと、をさらに備え、テンドンは細長い形状を有し、牽引による緊張(応力変形)をサポートするように適合され、前記テンドンは、前記固定要素に接続されることが意図された下端部とを備える、風力エネルギー利用のための浮体式テンションレグ・プラットフォームが開示される。
浮体式構造体を海底に固定するために、以下で説明されるように、本発明の浮体式プラットフォームは、ポンツーンの第2端部に配置されるブラケットと、固定要素と、上端部と下端部とを有するテンドンをさらに備え、本上端部はブラケットに接続され、本下端部は固定要素に接続される。固定要素は好ましくは、海底に打ち込まれるパイルである。
各テンドンの上端部には、ケーブルクランプが配設され、第1コネクターと共働してテンドンを対応するブラケットに接続する。各第1コネクターは上端部と下端部を備え、本上端部はコネクターとケーブルクランプとを関節状をなして結合するための上部穴を備え、本下端部は、第1コネクターとテンドンとを関節状をなして結合するための、上部穴と非平行関係にあり、好ましくは上部穴と垂直である下部穴を備える。上部穴と下部穴の配置は、相互に非並行関係にあるため、第1コネクターが、各テンドンとブラケットの間で、2本の軸のまわりを、相対的に回転することが可能となり、結果として、テンドンとブラケットの間で、不必要なねじり応力が伝達されるのを防ぐことができる。
固定要素は海底に打ち込まれ、その上部は海底から突き出し、テンドンの下端部に接続する固定手段を有する。
少なくとも4個のポンツーンを配設することにより、ポンツーンの1つから延びるテンドンが破壊された場合でも、浮体式構造体の安定性が保たれる。実際、ポンツーンの1つから延びるテンドンの1本が破壊された場合、少なくとも残りの3つのポンツーンが浮体式構造体に安定性を付与することができ、そのため浮体式構造体が最終的に使用不能となったとしても、浮体式構造体は維持される。ポンツーンの1つのテンドンが破壊され、ポンツーンが3つになった場合、浮体式構造体は転覆がせまった状態となろう。
浮体式プラットフォームのポンツーンと中心体はコンパートメントに分割され、プラットフォームはさらに1組のポンプと制御システムを備え、コンパートメントから液体(通常は水)を汲み出し、これによって適宜にプラットフォームの喫水を変化させ、浮揚、移動、係留などの動作を実行可能とする。
図1に示されるように、本発明による、洋上において風力エネルギー資源を使用するための浮体式テンションレグ・プラットフォームは、単一の浮遊中心体(1)と、中心体(1)から突出する少なくとも4個のポンツーン(2)によって形成される浮体式構造体を備える。
中心体(1)は、下方部分と上方部分を備える。下方部分は、喫水(draft)と称される高さまで水没させられる。上方部分は、ベース(3)が設けられた上端部を備え、その上に、浮体式構造体によりサポートされて、風力タービン(4)が設置される。
浮体式構造体を海底(5)に固定するために、以下で説明されるように、本発明のプラットフォームは、さらに、図2及び図4で詳細に示される、ポンツーン(2)の第2端部に配置されるブラケット(6)と、図3で詳細に示され、海底(5)にその一部分が打ち込まれる、好ましくはパイル(7)である固定要素と、図1に示されるように、ブラケット(6)に接続される上端部とパイル(7)に接続される下端部とをそれぞれ有するテンドン(8)と、を備える。
ポンツーン(2)のブラケット(6)をテンドン(8)の上部の第1接続手段(13)に接続するために、本発明はさらに、図4に示されるように、第1コネクター(9)と共働するケーブルクランプ(40)を備える。ケーブルクランプ(40)は、テンドン(8)の上端部に配設され、第1コネクター(9)は、上端部と下端部を備え、上端部は、第1コネクター(9)をテンドン(8)に関節状をなして結合するための上部穴(11)を備え、下端部は、第1コネクター(9)と対応するテンドン(8)を関節状をなして結合するために、上部穴(11)に対し垂直である下部穴(10)を備える。上部穴(11)と下部穴(10)の配置は、相互に非並行関係にあるため、第1コネクター(9)が、各テンドン(8)とブラケット(6)の間で、2本の軸のまわりを、相対的に回転することが可能となり、これによって、テンドン(8)とブラケット(6)の間で、不必要なねじり応力が伝達されるのを防ぐことができる。
下溝(16)は第1コネクター(9)の下端部にあり、2つの第1側面(14)を通過し、第1側面(14)において下端部を開放させ、第2側面(15)のそれぞれにおいて、下溝(16)によって分けられた第1ラグ(17)を画定する。同様に上溝(18)は第1コネクター(9)の上端部にあり、2つの第2側面(15)を通過し、第2側面(15)において上端部を開放させ、第1側面(14)のそれぞれにおいて、上溝(18)によって分けられた第2ラグ(19)を画定する。下貫通孔(10)は第1ラグ(17)を通過し、同じく、上貫通孔(11)は第2ラグ(19)を通過する。
ポンツーン(2)の第2端部のそれぞれに、テンドン(8)をポンツーン(2)に接続するために配設された少なくとも1つのブラケット(6)があり、テンドン(8)とブラケット(6)の間に自由度があって、テンドン(8)の縦方向の軸に関して回転を可能とする。それぞれのブラケット(6)は、第2接続手段(24)を収容するための、垂直方向の第1貫通ドリリング(12)を備える。
海底(5)に打ち込まれるパイル(7)があり、パイル(7)の上方部分は海底(5)から突出し、テンドン(8)の下端部に接続する固定手段を有する。パイル(7)は、浮体式構造体に含まれるポンツーン(2)の数と同じ数だけあるアセンブリに割り当てられるよう提供され、各アセンブリは、好ましくは、各ポンツーン(2)に存在するブラケット(6)の数と同じ数のパイル(7)を備える。同じアセンブリのパイル(7)は相互に一体となることができ、接合プレート(29)によって上方部分で固定される。本接合プレート(29)には固定手段が配設され、また複数の犠牲陽極(30)も配設される。
ある好適な実施形態によれば、第3接続手段は図4に示される第1コネクター(9)を備え、これによってテンドン(8)とプレート(31)とが固定されて不必要なねじり応力が伝達されるのを避けることができる
パイル(7)は吸上げパイル(7)であることができ、この場合には、アセンブリのそれぞれのパイル(7)を挿入するために必要とされる吸上げを行なうためのポンプ(図示せず)と接続するように配設されたマウス(37)が、接合プレート(29)に設置される。
2 :ポンツーン
3 :ベース
4 :風力タービン
5 :海底
6 :ブラケット
7 :パイル
8 :テンドン
9 :第1コネクター
10 :下部穴、下貫通孔
11 :上部穴、上貫通孔
12 :第1貫通ドリリング
13 :第1接続手段
14 :第1側面
15 :第2側面
16 :下溝
17 :第1ラグ
18 :上溝
19 :第2ラグ
22 :第1孔
23 :第1ボルト
24 :第2接続手段
25 :連結体
26 :ストッパー
27 :第2孔
28 :第2ボルト
29 :接合プレート
31 :プレート
32 :(プレートの)側面
33 :第3孔
34 :第3接続手段
35 :第2ドリリング
36 :第3ボルト
37 :マウス
40 :ケーブルクランプ
Claims (10)
- 縦方向に沿って細長い形状を有する単一の浮遊中心体(1)を具備する浮体式構造体を備え、前記中心体(1)は上方部分と下方部分とを有し、下方部分は潜水させることが意図されている、特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、本浮体式テンションレグ・プラットフォームは、
−中心体(1)の上方部分に配置され、少なくとも1つの風力タービン(4)をサポートすることが意図されたベース(3)と、
−中心体(1)の下方部分に配置された少なくとも4個のレグ(2)と、をさらに備え、レグ(2)は、
−レグ(2)が中心体(1)に一体的に取り付けられるための手段である第1端部と、
−第1端部に対向し、中心体(1)から第1端部より遠い位置にある第2端部と、
−各レグ(2)の第2端部に配置される少なくとも1つのポーチ(6)を有し、前記ポーチ(6)は浮体式プラットフォームを海底(5)に固定するための縦方向の第1ドリリング(12)を備え、
本プラットフォームは、
−レグ(2)を海底(5)に固定するための固定要素と、
−細長い形状を有し、牽引による緊張をサポートするように適合された複数のテンドン(8)と、をさらに備え、前記テンドン(8)は、
−ポーチ(6)に接続されることが意図された上端部と、
−固定要素に接続されることが意図された下端部と、を備えることを特徴とする、浮体式テンションレグ・プラットフォーム。 - 請求項1に記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、
−各テンドン(8)の上端部に装着され、前記テンドン(8)とポーチ(6)を接続するケーブルクランプ(40)と、
−第1コネクター(9)と、をさらに備え
第1コネクター(9)は、
第1コネクター(9)とケーブルクランプ(40)とを関節状をなして結合するための上部穴(11)を有する上端部と
−第1コネクター(9)とテンドン(8)とを関節状をなして結合するための、上部穴(11)と非平行関係にある下部穴(10)を有する下端部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の浮体式テンションレグ・プラットフォーム。 - 前記上部穴(11)と前記下部穴(10)が垂直方向の関係にあることを特徴とする、請求項2に記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォーム。
- 請求項2及び3のいずれかに記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、前記第1コネクター(9)が側面(14,15)によって画定される実質的に平行六面体の形状を有し、前記第1コネクター(9)が、
−お互いに対向する2つの第1側面(14)と、
−お互いにまた対向する2つの第2側面(15)と、を備え、前記第1コネクター(9)が、
−上端部と、
−下端部と、
−下溝(16)であって、第1コネクター(9)の下端部にあり、前記2つの第1側面(14)を通過して前記第1側面(14)において下端部を開放させ、前記第2側面(15)のそれぞれにおいて、前記下溝(16)によって分けられた第1ラグ(17)を画定する下溝(16)と、
−上溝(18)であって、前記第1コネクター(9)の上端部にあり、前記2つの第2側面(15)を通過し、前記第2側面(15)において上端部を開放させ、前記第1側面(14)のそれぞれにおいて、前記上溝(18)によって分けられた第2ラグ(19)を画定する上溝(18)と、をさらに備え、
前記下貫通孔(10)が、前記第1ラグ(17)を通過し、また、前記上貫通孔(11)が前記第2ラグ(19)を通過することを特徴とする、請求項2及び3のいずれかに記載の浮体式テンションレグ・プラットフォーム。 - 請求項4に記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、テンドン(8)が、対応するポーチ(6)に各テンドン(8)を接続するために、テンドン(8)の上端部に配置される第1接続手段(13)をさらに具備し、第1接続手段(13)が、
−各テンドン(8)の上端部に結合される下端部と、
−第1孔(22)を有する平坦上端部を備え、前記上端部が、下溝(16)に挿入されて下部穴(10)が第1孔(22)に面することを特徴とする、請求項4に記載の浮体式テンションレグ・プラットフォーム。 - 請求項4に記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、ポーチ(6)をテンドン(8)に結合するために第1ドリリング(12)に挿入される第2接続手段(24)をさらに具備し、第2接続手段(24)は、
−上端部と平坦下端部を有する連結体(25)と、
−連結体(25)の上端部に配置され、第1ドリリング(12)の外側で前記上端部を保持するためのストッパー(26)と、
−連結体(25)の下端部に配置される第2孔(27)と、を備え、前記下端部が、上溝(18)に挿入されて第2孔(27)が上部穴(11)に面することを特徴とする請求項4に記載の浮体式テンションレグ・プラットフォーム。 - 前記固定要素が、少なくとも部分的に海底(5)に打ち込まれるパイル(7)であることを特徴とする、請求項1に記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォーム。
- 請求項7に記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、パイル(7)が、浮体式構造体に備えられるレグ(2)の数と同じ数だけあるアセンブリに割り当てられ、パイル(7)からなる各アセンブリは、各レグ(2)に存在するポーチ(6)の数と同じ数のパイル(7)を備えることを特徴とする、請求項7に記載の浮体式テンションレグ・プラットフォーム。
- 請求項7及び8のいずれかに記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、パイル(7)からなる少なくとも1つのアセンブリの上方部分に配設され同じアセンブリに属するパイル(7)を相互に一体化する接合プレート(29)をさらに備えることを特徴とする請求項7及び8のいずれかに記載の浮体式テンションレグ・プラットフォーム。
- 請求項7乃至9のいずれかに記載の特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォームであって、パイル(7)の上部は、パイル(7)とテンドン(8)の下端部とを結合するための固定手段を備え、前記固定手段は複数のプレート(31)を備え、前記プレート(31)は、
−パイル(7)の上部に固定される少なくとも1つの側面(32)と、
−第3孔(33)と、を備え、
前記テンドン(8)は、その下端部において第3接続手段(34)をさらに具備し、前記第3接続手段(34)が、
−テンドン(8)の下端部に固定された第1端部と、
−前記第3孔(33)と第2ドリリング(35)が相互に対向しており、第3孔(33)エリアにおいてプレート(31)を捕らえることを可能とする第2端部と、を備えることを特徴とする、請求項7乃至9のいずれかに記載の浮体式テンションレグ・プラットフォーム。
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