JP2017503096A - 水力発電タービンアレイを管理する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水力発電タービンアレイを海底に配備した後に修理などによりタービンを除去しても、残りのタービンの運転への支障を最小限に抑える。【解決手段】本発明は、海中面に複数の海中基礎を設置することと、２つ以上の海中基礎の間に相互接続電気ケーブルを配置することとを含む、水力発電タービンアレイを管理する方法を提供する。ケーブルはアレイの運転中海底の所定位置に留置され、ケーブルに支障をきたすことなく、タービンなどの他のコンポーネントの修理などのために除去することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、水力発電タービンアレイを管理する方法に関し、特に、効率的な一連のステップで水力発電タービンアレイを海底に配備（deploy）することができ、かつ、配備後に例えば修理又は交換のためにタービンを除去する際に、アレイの残りのタービンの運転への支障を最小限に抑えてアレイを管理することができることを保障する方法に関する。

発電のために海中の水力発電タービンを使用することは、ますます重要になりつつある技術分野であり、現在このようなタービンは拡大し続ける再生可能エネルギー部門で実行可能なコンポーネントと見られている。

その結果、現在、海底又は他の所望の設置場所に対してタービンを配備及び／又は回収する方法に加えて、様々なデザインのタービンやタービン用の基礎に関する研究開発を行う多くの試験プロジェクトが進行中である。このようなプロジェクトの中で、十分に成熟し商業的成熟に達したものはほとんどなく、収益を上げるためには、多数のタービンを好ましくは現在世界中の海岸及び沖合の双方でよく見掛ける光景である風力タービンアレイと同様に潮流タービンアレイの形で設置することが必要である。

このような潮流タービンアレイの設置及び保守は、このようなアレイの配備、運転及び保守が商業的に実現可能となるまでに解決又は克服すべき多くの現実的問題を提起している。

したがって、本発明の目的は、水力発電タービンアレイを配備する方法を提供することである。

本発明によれば、複数の海中基礎を海中面（subsea surface）に設置することと、２つ以上の海中基礎の間に相互接続電気ケーブルを配置することとを含む、水力発電タービンアレイを管理する方法が提供される。

好ましくは、方法は、１つの海中基礎と遠隔変電所との間に送電ケーブルを配置するステップを含む。

好ましくは、方法は、各電気ケーブルの各端部と各海中基礎との間の電気的及び／又は機械的接続を確立するステップを含む。

好ましくは、方法は、１つ以上の基礎に電気サブシステムを設けるステップを含む。

好ましくは、方法は、電気サブシステムとして電力調整装置を設けることを含む。

好ましくは、方法は、相互接続電気ケーブルを配置するステップに、使用時に各基礎と関連する電力が少なくとも１つの電気サブシステムによって処理されるようにケーブルを配置することを含む。

好ましくは、方法は、各基礎及び電気ケーブルに影響を与えずに、１つ以上の電気サブシステムを海中面から回収することを含む。

好ましくは、方法は、相互接続電気ケーブルを配置する前又は後に、１つ以上の海中基礎に水力発電タービンを設けるステップと、タービンを各基礎に固定するステップとを含む。

好ましくは、方法は、各タービンと各基礎との間の電気的接続を確立するステップを含む。

好ましくは、タービンを基礎に配備及び／又は固定するステップは、タービンと基礎との間の電気的接続を確立する。

好ましくは、方法は、各基礎及び電気ケーブルに影響を与えずに、１つ以上のタービンを海中面から回収することを含む。

好ましくは、方法は、ケーブルを配備する第１の船舶、基礎及び／又はタービン及び／又は電気サブシステムを配備する第２の船舶を使用することを含む。

好ましくは、方法は、基礎及び／又はタービン及び／又は電気サブシステムを配備するステップに、基礎及び／又はタービン及び／又は電気サブシステムを配備船舶（deployment vessel）から降下させることを含む。

好ましくは、方法は、１つ以上の基礎を配備するステップに、基礎をガイド手段（guide vehicle）に固定することと、ガイド手段を海中面に向けて配備することと、基礎をガイド手段から解除することとを含む。

好ましくは、方法は、１つの海中基礎として海中面に電気接続ハブを設置することと、水力発電タービンを支持するように適合された１つ以上の海中ベースを、接続ハブの回りに別の海中基礎として設置することと、相互接続電気ケーブルを配置してハブと各ベースとの間の電気的接続の確立を容易にすることとを含む。

好ましくは、方法は、電気サブシステムを支持部（support）に固定することと、支持部をハブ上に配備することと、支持部をハブに固定することとを含む。

好ましくは、方法は、支持部及び／又はタービンを配備するステップに、支持部又はタービンをガイド手段に固定することと、ガイド手段をハブ又はベースに向けて配備することと、ガイド手段を使用してハブと支持部との間、又はタービンとベースとの間の位置合わせを実行することとを含む。

好ましくは、方法は、各電気ケーブルとハブ及び各海中ベースとの間の電気的接続を確立するステップを含み、支持部をハブに配備及び／又は固定するステップは、ハブと電気ケーブルとの間の電気的接続を確立する。

好ましくは、方法は、ハブ又はベースと略整列したときに、ハブ又はガイド手段に装着若しくはこれと一体形成された緩衝体（buffer）のベースと接触することによりガイド手段の変位を停止するステップを含む。

好ましくは、方法は、基礎、支持部又はタービンをガイド手段に固定するステップに、ガイド手段の複数の連結器を基礎、支持部又はタービンの対応する複数の連結器と接続することを含む。

好ましくは、方法は、潮流時に方法を実行するステップと、ガイド手段をハブ又はベースの回りの所定位置に前進させるに先立って、ガイド手段をハブ又はベースの潮下（down tide）に配置することとを含む。

次に、添付の図面を参照して本発明を説明する。

海底に配備する初期段階にある本発明の水力発電タービンアレイの一部を構成する複数の基礎を示す。 アレイの一部として電気ケーブル網が敷設された、図１の水力発電タービンアレイを示す。 複数の水力発電タービンが海底の基礎に配置された、図１及び２のアレイを示す。 配備の様々な段階で使用され、タービンアレイのコンポーネントの回収にも使用され得る配備船舶を示す。 図４に示す配備船舶の一部を構成する配備手段（deployment vehicle）の斜視図である。 図１〜３に示すタービンアレイの一部を構成する電気接続ハブを示す。 様々なケーブル接続がなされた、図６に示す接続ハブを示す。 図６に示すハブに接続するための支持部に取り付けられた電気サブシステムを示す。 図５に示す配備船舶によって接続ハブに配備された電気サブシステム及び支持部を示す。 図５に示す配備運搬具が電気サブシステムの配備後に上方に持ち上げられた、図９に示す結合された電気サブシステム及びハブを示す。 ハブでのケーブル管理及び接続に関する追加の詳細を含む、図１０に示す結合された電気サブシステム及びハブを示す。

次に添付図面を参照すると、通過した水の潮汐流から商業レベルの電力を発電するのに使用される、全体が１０で示される水力発電タービンアレイが、図１及び２では部分的に、図３では完全に示されている。好ましくは発電された電力は、例えばナショナルグリッド社などに供給するため、任意の適切な用途に使用するために陸上へ送電される。

本発明は、アレイ１０を管理する方法に関し、アレイ１０を海底に初期配備することを含み、効率的な方法でアレイ１０を配備することができ、かつ、配備後例えば修理又は交換のためにタービンを除去する際、アレイ１０の残りのタービンの運転への支障を最小限に抑えてアレイ１０を管理することができる。したがって、アレイ１０の初期配備は、例えば、アレイ１０のコンポーネントの第１セットを１つの作業中に、また、コンポーネントの第２セットを第２の作業中に配備できるなど、段階的又はモジュール方式で行うことができる。このような方法はまた、船舶などの異なる配備機器を後に詳述する配備作業の様々な工程に使用することを促進する。

アレイ１０は、様々な大きさ、デザイン及び電気容量であってもよい複数の水力発電タービン１２を備え、各タービン１２は、図示された実施形態では海中面、最も好ましくは海底の所定の配備場所にタービン１２を支持するために、海中ベース１４の形態をとる基礎上に取り付けられる。タービン１２は、好ましくは固定された外側固定子と、固定子内に捕捉（capture）され、水の通過に応じて回転可能な回転可能な回転子とを備える。回転子の回転は、例えば回転子に磁石アレイを設け、固定子にコイルアレイを設けることによって、既知の方法で発電するのに使用される固定子と回転子との間の相対運動をもたらす。しかし、タービン１２は、タービン１２を通過した水の潮汐流に応じて発電するように動作可能な任意の他の適切な構成であってもよい。

タービン１２と同様に、ベース１４は、上述の支持機能をタービン１２に与えることができる任意の適切なデザインであってもよい。好ましい実施形態では、ベース１４は、杭打ちや構造物を海底に固定する他の従来の方法を必要とせず、純粋に重力の影響下で海底の所定位置に保持されることを意味する、いわゆる「重力」ベース１４である。しかし、ベース１４は、ベース１４が海底の所定位置に留置されている間にタービン１２を設置及び好ましくは回収できるようにデザインされることが好ましい。この方法は、本発明に不可欠ではないが、主にアレイ１０の初期のケーブル管理、及びその後タービン１２を回収する際に各ベース１４に支障を与えずにタービン１２の管理又は保守を行うことに関して、後に詳述する複数の利点をもたらす。これによってアレイ１０の残りのタービンへの支障を最小限にでき、したがって、好ましくは１つ以上のタービン１２が除去されたときでも発電を継続できる。

タービンアレイ１０はさらに、示された実施形態では、使用時にタービン１２のアレイが各相互接続ケーブル１８を介してそれぞれ電気的に接続された電気的接続ノードとして機能するハブ１６を備え、ハブ１６からは１本の送電ケーブル２０が、好ましくは陸上にある遠隔変電所（図示せず）に接続されていてもよく、したがって、タービン１２が発電する電力はすべて遠隔変電所に供給される。ハブ１６は任意の適切な形状であってもよく、示された実施形態では、三脚の脚部２４を有する三角フレーム２２を備え、これによりハブ１６は、好ましくは杭打ちや他の海底での準備及び／又は接続を必要とせず、純粋に重力を利用した設置物として海底に安定して配置することができ、ハブ１６を海底に配備することに関わる作業を最小限に抑える。示された実施形態は、ハブ１６がタービン１２のそれぞれに直接的に接続されていることを示しているが、アレイ１０は、例えばハブ１６に直接的に接続された中間タービンを介して接続されることにより、ハブ１６に間接的に接続された１つ以上のタービンを包含するように構成されてもよいことは理解できる。ハブ１６は、使用時に、後に詳述されるように、例えば陸上までの比較的長距離の送電を容易にするために、交流から直流への変換及び／又は昇圧を行うために各タービン１２からの発生電力を処理する電力調整装置を有する。しかし、このような電力調整装置は、各タービン１２が発電した電気を局所的又は個別（discrete）に処理できるように、タービン１２とベース１４の各結合体に又はその周囲に設けられることも想定されている。このようなシナリオでは、アレイ１０からハブ１６を省略し、複数のタービン１２を並列に接続し、タービン１２とベース１４の結合装置の１つをアレイ１０が発電する電力を陸上に送電する送電ポイントとして使用することが可能であってもよい。このように、センターハブ１６が省略されても１本の送電ケーブルを使用すればよい。

ハブ１６は、示された実施形態では、複数のベース１４と同じような形状及び寸法であり、その結果、ベース１４とハブ１６とはどちらも図４に示す同じ配備船舶２６を使用して、海底の所定位置に配備することができる。これによって、タービンアレイ１０の様々なコンポーネントを設置する費用と複雑さの両方が軽減される。

使用時に、配備場所が選択され、ベース１４及びハブ１６に対する個々の位置が確定されると、ベース１４及びハブ１６は海底の所定位置に個々に降下される。上述の各コンポーネントは、示された実施形態では、好ましくはウインチで巻き上げられ、配備船舶２６の下から運搬フレーム２８を昇降するように適合された複数の降下線により、好ましくは配備船舶２６の下にぶら下がった運搬フレーム２８の形態をとるガイド手段により配備船舶２６に個々に固定される。コンポーネント及び／又は運搬フレーム２８は、例えば船舶２６に形成された中心入口又は開口内で完全又は部分的に水から引き上げられた位置で配備船舶２６によりこれに固定されることが考えられ、その結果、コンポーネント又は運搬フレーム２８が船舶２６「の下に」固定又は配置されなくとも、かかる配備位置の利点から恩恵を受けるように、コンポーネント及び／又はフレーム２８をかかる位置に降下させることができる。降下線はまた、以下に記載の理由により、船舶２６からフレーム２８へ電力、液圧、空気圧などのいずれかの動力を伝えてもよい。しかし、専用の送電線又はケーブル（umbilical）（図示せず）を配備船舶２６とフレーム２８との間に設けることが好ましい。フレーム２８は、示された実施形態では鋼管から製造されているが、材料及びデザインは、以下に記載されるような基礎となる機能性を保持すれば変わり得ることは理解できるであろう。

特に図５及び１０を参照すると、フレーム２８は平面視で略Ｕ字形状をなし、向かい合うアームを一対含み、そのアームの後半部は互いに先細り、頂点にて接続されていることが分かる。アームの各々は、フレーム２８の長手軸から外方向に屈曲する固定又は不動のガイドにて終端している。アームの自由端は、ガイドで画定されるように、フレーム２８で画定されるドッキングスペース又はエンクロージャに開口するフレーム２８の開口を画定する。このドッキングスペースは、フレーム２８の長手軸の方向に、フレーム２８の一対のアームの間に横方向に延びる横部材の形態をとる別のガイドにて終端している。横部材は、フレーム２８がその意図された位置を超えて進むことを抑止するために、各ベース１４からタービン１２を回収する際、フレーム２８が所定位置に進むときに１つの態様ではタービン１２の外面と接触する緩衝体として機能する。

示された実施形態では、運搬フレーム２８は、ベース１４とハブ１６の双方の中空脚部２４内に挿入可能で、運搬フレーム２８の直接的に下、つまり船舶２６の間接的に下にハブ１６又はベース１４を保持するために、脚部２４の内側を握持するように作動可能な３つのボールグラブ（ball grab）３０の形態をとる解除可能な係止手段を備える。降下線及びウインチに加えて、任意の他の適切な機能的代替手段がボールグラブ３０に与えられてもよいことが理解できるであろう。ボールグラブ３０の動作の詳細な説明を含むこの配備方法は、先の欧州特許出願第１０１９０５７６．８号に記載及び図示されている。

ベース１４又はハブ１６が運搬フレーム２８に固定された状態で、船舶２６は、船舶２６を曳航するはしけ又は船舶２６に設けられた直接駆動手段（図示せず）のいずれかにより配備場所に輸送される。配備場所に到着すると、吊り下げられたベース１４又はハブ１６を支持する運搬フレーム２８は、船舶２６の下面から海底に向かって下方に降下される。

ベース１４又はハブ１６が海底で静止し、設置適合性が確立されると、遠隔油圧作動又は別の方法でボールグラブ３０は解放され、運搬フレーム２８はベース１４又はハブ１６から上方に上昇される。ここで船舶２６は、アレイ１０の一部として設置される追加のベース１４又はハブ１６を収集するためにドック又は他の中継地点に戻ることができる。

各ベース１４の設置手順はハブ１６と本質的に同じであり、海底のハブ１６の周りの所定位置、又はハブ１６がアレイ１０の一部を構成しない場合には、互いに対して適切な位置に各ベース１４を降下させるために、船舶２６及び運搬フレーム２８を使用する。アレイ１０の上述の各コンポーネントに対して同じ船舶２６を使用することによって、このようなコンポーネントを配備する費用及び複雑さが大幅に軽減される。このため、ハブ１６とベース１４とは、共に船舶２６及びフレーム２８によって輸送及び配備可能なように同じデザインであることが好ましい。したがって、各ベース１４もまた、各ボールグラブ３０を収容し、ベースをフレーム２８及び船舶２６の下にしっかりと保持し、船舶２６の下から海底へとフレーム２８で降下できるようにするために、上端部が中空の３つの脚部を備える。したがって、ベース１４及びハブ１６は、図１に示すように、アレイ１０の配備の第１の段階又は局面として海底に配置することができる。しかし、１つ以上の上述のコンポーネントを、１つ以上の従来のクレーン搭載型の船舶などの任意の他の適切な装置により海底又は他の配備場所に配備し得ることが想定されている。

ハブ１６及び複数のベース１４が海底に配備されると、タービンアレイ１０を配備するための方法の次のステップは、示された実施形態では各ベース１４とハブ１６との間に敷設される相互接続ケーブル１８を配置することである。このステップでは、海底のケーブル敷設には一般に配備船舶２６より大型でより専門的な船舶が必要であるため、専用のケーブル敷設船舶（図示せず）を使用することが好ましい。また、相互接続ケーブル１８はそれぞれ、各タービン１２に直接電気的に接続されるのとは対照的に、一端がハブ１６に、反対端がベース１４に電気的に接続されることが好ましい。このように、この配備方法によって、ベース１４及びハブ１６は、配備プロジェクトの始めに相互接続ケーブル１８とともに一旦敷設することができ、タービン１２は、設置後相互接続ケーブル１８又はベース１４を管理する必要なしに保守又は整備のために独立に撤去することができる。このことは、海底での海中ケーブルの管理及びルーティングが困難かつ時間のかかる作業であることから重要な利点である。特に好ましい構成では、１つ以上のケーブル１８は、ケーブル１８の望ましくない変位又は変形を防ぐ又は減少させるために、使用中にケーブル１８に作用する潮汐力を最小にするように略現在の潮流の方向に沿って敷設される。

相互接続ケーブル１８がハブ１６と各ベース１４との間にそれぞれ敷設されると、各ハブ１６又はベース１４との電気的接続が両端で確立される必要がある。このようなケーブル１８、又はケーブル１８内の個々のコア（図示せず）の最終的な電気的接続は、後に詳述するように、例えば潜水作業員、遠隔作業機（ＲＯＶ）により、又は例えば追加のコンポーネントがアレイ１０の一部として後で設置される場合にはハブ１６において行われてもよい。ベース１４を参照すると、示された実施形態では、それぞれが１つの相互接続ケーブル１８の一端を収容するように適合された複数の端子３２が設けられる。端子３２は、潜水作業員、遠隔作業機（ＲＯＶ）などにより局所的に行われる上述の各相互接続ケーブル１８の直接終端を可能にするように適合されていてもよい。代替的には、端子３２は、アレイ１０の別のコンポーネントがハブ１６に接続されるとき、ケーブル１８の端部との最終的な電気的接続を自動的に確立するように適合されていてもよい。

したがって、特に図８〜１０を参照すると、タービンアレイ１０は、好ましくは、例えば整流回路、陸上への送電のために電圧を上昇させるための昇圧器、又はタービン１２からの出力を陸上へ送電する前に送配電網に適合させる電力調整コンポーネントを備えていてもよい電気サブシステム３４をさらに備える。電気サブシステム３４は、示された実施形態では、それ自体がハブ１６に接続するように適合された支持部３６にあらかじめ接続されているが、ハブ１６に直接接続するように適合されていてもよく、また、好ましくは船舶２６及び運搬フレーム２８によりハブ１６上の所定位置に降下されるように適合されていてもよい。しかし、上述したように、各タービン１２又はベース１４は専用の局所電力調整装置（図示せず）を備えてもよい。

支持部３６は、運搬フレーム２８のボールグラブ３０により係合可能となるように配置された３本の脚部３９を備える。したがって、支持部３６及び接続されたサブシステム３４は、ハブ１６及びベース１４を参照して以上で説明したように、船舶２６の下に固定され、配備場所に運ばれてもよい。ハブ１６の正確な位置は、ＧＰＳと参照用マーカーブイを使用して、又は配備場所の上方の海面におけるダイナミックポジショニング（ＤＰ）により知られ、保持される。そして、船舶２６はハブ１６に対して正確に配置可能である。

船舶２６は、ハブ１６に到達すると、好ましくは潮汐流の方向に対してハブ１６の少し下流又は潮下に配置される。次いでフレーム２８は、フレーム２８の地平座標がハブ１６と同じになるまで降下線で降下される。フレーム２８を潮流中にハブ１６の直接潮下に配備することによって、潮汐の流れはフレーム２８の長手軸と略平行な方向になる。フレーム２８を通過した水の潮汐流は、ハブ１６に対するフレーム２８の整合状態を保つ傾向にある。船舶２６及びフレーム２８を潮下位置から前進させることによって、はしけ又は引き船に動力損失が生じた場合にフェイルセーフが動作に組み込まれ、その結果、フレーム２８がハブ１６から離れて漂流することによって、フレーム２８がハブ１６と接触して損傷を与える可能性が回避される。

この段階において、フレーム２８は、好ましくはフレーム２８の長手軸と略平行な方向に、開口を前にしてハブ１６方向に前進される。フレーム２８は、配備作業中にフレーム２８の位置／状態を監視するための複数のセンサ（図示せず）を備えることが好ましい。このようなセンサは、水が透き通っていない高濁度の場合又は夜間作業の間でも、作業中に視覚フィードバックを与えるように、１つ以上のカメラ又は撮像ソナーの形態をとってもよい。

したがって、フレーム２８はゆっくりとハブ１６に近づき、２つの間に不整合がある場合に、フレーム２８のアームの一対のガイドは、ハブ１６に設けられた一対の垂直材３８と接触し、支持部３６がハブ１６上方で整合するように、共同してフレーム２８の位置を徐々に修正する機能を果たす。ハブ１６上方におけるフレーム２８の水平変位は、図７に示すように、横部材が垂直材３８と接触するまで続き、その結果、フレーム２８のそれ以上の水平変位が停止される。横部材は、垂直材３８と接触するときに、支持部３６の脚部３９がハブ１６の脚部２４の真上に配置されるように配置される。この段階では、フレーム２８を垂直材３８にしっかりと押し付けるために、張力が降下線に加わるように船舶２６を少し潮上に前進させることが好ましい。乱流及び／又は潮汐流の速度変動により、速度上昇がフレーム２８を一時的にハブ１６の潮下に変位させることがあるが、増加した潮汐流量が減少すると、フレーム２８は、垂直材３８又はハブ１６の他の部分の方向に揺れ戻り接触する。したがって、フレーム２８のこのような揺動は、ハブ１６又はフレーム２８に損傷をもたらすことがある。降下線に張力を加えることによって、フレーム２８はハブ１６にしっかりと押し付けられる。

この段階において、船舶２６は、ハブ１６の真上の所定位置に停止及び維持される。次に降下線を使用して、支持部３６が、フレーム２８を降下させるウインチが停止されるハブ１６上の所定位置に完全に降下されるように、フレーム２８を垂直方向にゆっくりと降下させる。

支持部３６がハブ１６に正確に取り付けられると、ボールグラブ３０が解除され、運搬フレーム２８をハブ１６と支持部３６の結合体から上方に引き上げることができる。支持部３６及びハブ１６の脚部は、２つのコンポーネントを互いに固定する任意の他の適切な手段が使用されてもよいが、支持部３６がハブ１６上に降下したときに連結するようにデザインされることが好ましい。ここで特に図１１を参照すると、ハブ１６は電気ケーブル１８、２０を電気的に接続できる状態にある。したがって、個々の様々な相互接続ケーブル１８の終端部は各端子３２によりハブ１６に配置及び固定され、好ましくはケーブル１８の端部が端子３２に直接隣接して固定されるように、ガイド４０が端子３２から外方かつ下方に延在する。これによって、使用時に時間が経つにつれて端子３２に電気故障を引き起こすおそれがあるケーブル１８の望ましくない動きが妨げられる。同様に送電ケーブル２０もまた、ケーブル２０の端部を端子４２に隣接して固定する専用ガイド４４を備えた端子４２で終端する。

支持部３６がハブ１６上の所定位置に固定されたとき、サブシステム３４の一組の電気接続部４６が端子３２と整合する位置にサブシステム３４を有することが好ましい。このように、ケーブル１８が端子３２に接続されると、端子３２と接続部４６との間に短い接続ケーブル（図示せず）を設けることは比較的単純なことである。これは潜水作業員、ＲＯＶ、又は任意の他の適切な手段によって行われてもよい。

代替例として、上述のように、支持部３６をハブ１６に係合する動作を利用して、相互接続ケーブル１８の端部と端子３２との間の電気的接続を確立してもよい。このように、このような電気的接続の確立には追加の時間や装置が不必要である。

サブシステム３４を後に降下されてハブ１６に固定される支持部３６に取り付ける過程によって、アレイ１０を配備するために使用される船舶２６に対して予期せぬ効果がもたらされる。ハブ１６は純粋にそれ自体の重量で海底の所定位置に保たれるようにデザインされているため、ハブ１６の最終的な重量は海底での安定的な配備を確実にするのに十分である必要がある。しかし、ハブ１６の重量は、すぐに大型化して実用上、金銭上及びその他の重大な不利益を招き得る、配備を実現するのに必要な船舶２６の大きさに影響する。サブシステム３４を支持部３６に取り付けることによって、支持部３６の重量がハブ１６の最終的な重量の一部となり、実用的な大きさの船舶２６の使用をなお可能にしながら、かなり大きな重量を得ることができる。基本的に、ハブ１６と支持部３６とによって、その最終的な重量は、コンポーネントの大きさが増大しなければ、配備を実現するために船舶２６の大きさを２倍にしなくとも、ハブ１６単独の重量のほぼ２倍になる。

この段階で、ベース１４とハブ１６との間、並びにハブ１６と電力が供給される陸上又は他の遠隔変電所との間の電気的な接続がすべて確立される。次いで、複数のタービン１２をベース１４に運搬及び配備可能である。しかし、タービン１２は、例えばケーブル１８、２０が敷設される前にタービン１２をベース１４に配置するなど、異なる順序で配備し得ることも想定される。選択された特定の順序は、配備過程で使用されている特定の船舶の利用可能性又は任意の他の基準によって決定されてもよい。タービン１２の配備は、各タービン１２を各ベース１４に降下させるために、配備船舶２６と、必要であれば運搬フレーム２８を使用して実行することが好ましい。示された好適な実施形態では、ハブ１６とベース１４との間の電気的接続はすでに確立されているため、タービン１２を各ベース１４に整合降下させる過程は、運転中にタービン１２が発電した電力が相互接続ケーブル１８を介してベース１４を経由してハブ１６に送られるように、タービン１２とベース１４との間の適切な電気的接続を確立することが好ましい。

しかし、タービン１２とベース１４との間の電気的接続は、任意の他の適切な手段、例えば局所的に潜水作業員、ＲＯＶなどにより実現し得ることが想定される。しかし、そのような局所的作業に対する必要性は、タービン１２がベース１４に降下したときに、自動的に接続を確立することによって避けられる。同様に、保守、修理又は交換のためにタービン１２を回収する必要があるときには、タービン１２をベース１４から取り除く動作によってタービン１２と各ベース１４との間の電気的接続が自動的に切断されることが好ましい。これによってまた、このような回収作業の費用及び複雑さが軽減される。

水力発電タービンアレイ１０を管理する方法によって、アレイ１０の様々なコンポーネントをモジュール式又は連続的に配備することが可能になると同時に、アレイ１０の残りのタービンの運転への支障を最小限に抑えて、アレイ内の個々のタービン１２のその後の保守を容易にする。

Claims (20)

1. 複数の海中基礎を海中面に設置することと、
   ２つ以上の前記海中基礎間に相互接続電気ケーブルを配置することと、
   を含む水力発電タービンアレイを管理する方法。
2. 前記海中基礎の１つと遠隔変電所との間に送電ケーブルを配置するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記各電気ケーブルの各端部と前記各海中基礎との間の機械的又は電気的接続を確立するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. １つ以上の前記基礎に電気サブシステムを設けるステップを含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. 前記電気サブシステムとして電力調整装置を設けることを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記相互接続電気ケーブルを配置するステップに、使用時に前記各基礎と関連する電力が前記電気サブシステムの少なくとも１つによって処理されるように前記ケーブルを配置することを含む、請求項４又は５に記載の方法。
7. 前記相互接続電気ケーブルを配置する前又は後に、１つ以上の前記海中基礎に水力発電タービンを設けるステップと、
   前記タービンを前記各基礎に固定するステップと、
   を含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
8. 前記各タービンと前記各基礎との間に電気的接続を確立するステップを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記タービンを前記基礎に配備又は固定するステップは、前記タービンと前記基礎との間の電気的接続を確立する、請求項８に記載の方法。
10. 前記各基礎及び前記電気ケーブルに影響を与えずに１つ以上の前記タービンを前記海中面から回収することを含む、請求項７〜９のいずれか１つに記載の方法。
11. 第１の船舶を使用して前記ケーブルを配備し、第２の船舶を使用して前記基礎又は前記タービンを配備することを含む、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
12. 前記基礎又は前記タービンを配備するステップに、前記基礎又は前記タービンを配備船舶から降下させることを含む、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
13. １つ以上の前記基礎を配備するステップに、
    前記基礎をガイド手段に固定することと、
    前記ガイド手段を前記海中面に向けて配備することと、
    前記基礎を前記ガイド手段から解除することと、
    を含む、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
14. 前記海中基礎の１つとして前記海中面に電気接続ハブを設置することと、
    水力発電タービンを支持するように適合された１つ以上の海中ベースを、前記接続ハブの回りに別の海中基礎として設置することと、
    前記相互接続電気ケーブルを配置して前記ハブと前記各ベースとの間の電気的接続の確立を容易にすることと、
    を含む請求項１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
15. 電気サブシステムを支持部に固定することと、
    前記支持部を前記ハブ上に配備することと、
    前記支持部を前記ハブに固定することと、
    を含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記支持部又は前記タービンを配備するステップに、
    前記支持部又はタービンをガイド手段に固定することと、
    前記ガイド手段を前記ハブ又は前記ベースに向けて配備することと、
    前記ガイド手段を使用して前記ハブと前記支持部との間、又は前記タービンと前記ベースとの間の位置合わせを実行することと、
    を含む請求項１５に記載の方法。
17. 前記各電気ケーブルと前記ハブ及び前記各海中ベースとの間の電気的接続を確立するステップを含み、
    前記支持部を前記ハブに配備又は固定するステップは、前記ハブと前記電気ケーブルとの間の電気的接続を確立する、請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 前記ハブ又は前記ベースと略整列するときに、前記ハブ又は前記ガイド手段に装着若しくはこれと一体形成された緩衝体のベースと接触することにより、前記ガイド手段の変位を停止するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
19. 前記基礎、前記支持部又は前記タービンを前記ガイド手段に固定するステップに、前記ガイド手段の複数の連結器を前記基礎、前記支持部又は前記タービンの対応する複数の連結器と接続することを含む、請求項１４、１７又は１８に記載の方法。
20. 潮流時に前記方法を実行するステップと、前記ガイド手段を前記ハブ又は前記ベースの回りの所定位置に前進させるに先立って、前記ガイド手段を前記ハブ又は前記ベースの潮下に配置することと、を含む、請求項１７〜１９のいずれか１つに記載の方法。