JP2022531118A - 伝送ケーブルと保護要素とを有する洋上構造物の基礎 - Google Patents

伝送ケーブルと保護要素とを有する洋上構造物の基礎 Download PDF

Info

Publication number
JP2022531118A
JP2022531118A JP2021562779A JP2021562779A JP2022531118A JP 2022531118 A JP2022531118 A JP 2022531118A JP 2021562779 A JP2021562779 A JP 2021562779A JP 2021562779 A JP2021562779 A JP 2021562779A JP 2022531118 A JP2022531118 A JP 2022531118A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission cable
anchor
float
holding element
mooring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021562779A
Other languages
English (en)
Inventor
ヤーン クリスティアン
オーベルメイヤー ゼバスティアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RWE Renewables Europe and Australia GmbH
Original Assignee
RWE Renewables GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RWE Renewables GmbH filed Critical RWE Renewables GmbH
Publication of JP2022531118A publication Critical patent/JP2022531118A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/01Flat foundations
    • E02D27/04Flat foundations in water or on quicksand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/24Anchors
    • B63B21/26Anchors securing to bed
    • B63B21/29Anchors securing to bed by weight, e.g. flukeless weight anchors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/10Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using sensors, e.g. pressure sensors, strain gauges or accelerometers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/30Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation for diagnosing, testing or predicting the integrity or performance of vessels
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/01Flat foundations
    • E02D27/04Flat foundations in water or on quicksand
    • E02D27/06Floating caisson foundations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/42Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/50Anchored foundations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/52Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E02D27/525Submerged foundations, i.e. submerged in open water using elements penetrating the underwater ground
    • 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
    • F03D13/25Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00Miscellaneous
    • E02D2600/30Miscellaneous comprising anchoring details
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00Miscellaneous
    • E02D2600/40Miscellaneous comprising stabilising elements
    • 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
    • F05B2240/93Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Foundations (AREA)
  • Revetment (AREA)

Abstract

浮台(4)を有する洋上構造物(1)の、特に風力タービン(2)の、基礎(3)であって、海面(MO)に浮かんでいるための少なくとも1つの浮体(5)と、少なくとも1つの浮体(5)を海底(MB)に係留するための少なくとも1つのアンカー(6)と、少なくとも1つの浮体(5)を少なくとも1つのアンカー(6)に保持するための少なくとも1つの保持要素(7)とを備え、少なくとも1本の伝送ケーブル(9)が少なくとも1つのアンカー(6)から少なくとも1つの保持要素(7)に沿って少なくとも1つの浮体(7)まで、および/またはこの逆に、延在している、基礎(3)が説明および開示される。洋上構造物の係留を確実に監視できるようにするために、伝送ケーブル(9)が保持要素(7)と少なくとも1つのアンカー(6)および/または少なくとも1つの浮体(5)との間に設けられた少なくとも1つの保護要素(10)に部分的に通されて、案内されるようになっている。【選択図】図1

Description

本発明は、浮台を有する洋上構造物の、特に風力タービンの、基礎であって、海面に浮かんでいるための少なくとも1つの浮体と、少なくとも1つの浮体を海底に係留するための少なくとも1つのアンカーと、少なくとも1つの浮体を少なくとも1つのアンカーに保持するための少なくとも1つの保持要素とを備え、少なくとも1つのアンカーから少なくとも1つの保持要素に沿って少なくとも1つの浮体まで、および/またはこの逆に、少なくとも1本の伝送ケーブルが延在している、基礎に関する。本発明は、このような基礎を有する洋上構造物、特に洋上風力タービン、に更に関する。
洋上構造物の、特に更には洋上風力タービンの、さまざまな基礎が既知であり、これらから、洋上構造物の位置に応じて、適した基礎を選択できる。このような基礎の大半、特にモノパイル、トリポッド、トリパイル、またはジャケット基礎、の場合、洋上構造物は、海底に置かれた、または海底に打ち込まれた、少なくとも1本の支柱に固定的に接続されている。このような基礎は、特に低~中程度の水深の場所に適している。ただし、洋上構造物のための多くの候補地は、30m超、多くの場合は50m超、の水深を有する。ほぼ30m~300m超の水深の場合は、浮台を有する基礎が一層適している。
浮台は、通常、浮体を備える。浮体は、実際の洋上構造物を支持し、2つ以上のアンカーを介して海底に係留されている。この場合、これらアンカーは、係留索または係留鎖を介して浮体に固定的に接続されており、通常、浮体の横方向への往復微動を可能にする。更に、個々のアンカーを、複数の係留索または係留鎖を介して、複数の異なる洋上構造物の複数の浮体に接続することもできる。
少なくとも1つの浮体から係留索または係留鎖を介してアンカーに張力が伝達され、アンカーが抜けることもあり得る。特定の状況下では、係留索または係留鎖が裂けることもあり得る。どちらの場合も、洋上構造物の精確な位置決めは、最早不可能であるか、または望ましいようには最早不可能である。こうした背景の下、洋上構造物の係留を監視する必要がある。この監視によって、接続またはアンカーが抜けたか、抜ける危険があるかを検出できる。これを実現するために、電力または信号を伝達できる伝送ケーブルを浮体と少なくとも1つのアンカーとの間に敷設できる。この電力または信号に基づき、係留の状態を推測できる。
ただし、この場合、浮体と海底との間の接続の脆弱化または緩みが起こる前に、少なくとも1本の伝送ケーブルが損傷しないことを保証する必要がある。すなわち、伝送ケーブルが損傷すると、洋上構造物の係留状態を十分に監視できない可能性がある。
したがって、本発明の基礎を成す目的は、洋上構造物の係留を確実に監視できるように、冒頭で言及し、上でより詳細に説明した種類の基礎および洋上構造物を設計し、更に発展させることである。
この目的は、保持要素と少なくとも1つのアンカーおよび/または少なくとも1つの浮体との間に設けられた少なくとも1つの保護要素を通して伝送ケーブルが部分的に案内されることで、請求項1の前提部分による基礎によって達成される。
加えて、上記目的は、請求項1~9の何れか一項により基礎が形成されることで、請求項10の前提部分による洋上構造物によって達成される。
伝送ケーブルは、少なくとも1つのアンカーから少なくとも1つの保持要素に沿って少なくとも1つの浮体まで、および/またはこの反対方向に、部分的に延在するが、伝送ケーブルは、対応する保持要素と一緒に、浮体上に、またはアンカー上に、固定されない。実際に、少なくとも1つの保持要素と浮体および/またはアンカーとの間には、保護要素が設けられる。伝送ケーブルは、この保護要素を通して案内される。したがって、少なくとも1つの保持要素から浮体および/またはアンカーに移るときの伝送ケーブルの保護は保護要素にかかっている。すなわち、伝送ケーブルのこの領域は、洋上構造物の稼働中、特定の程度、損傷の危険性がある。したがって、保護要素は、少なくとも1つの保持要素の一部ではない。その理由は、保持要素と伝送ケーブルとを一緒に浮体またはアンカーに接続することは好ましくないと認識されているからである。加えて、伝送ケーブルを浮体に接続するために、保持要素と浮体との間に保護要素を設けることができる。ただし、代わりに、または加えて、保持要素とアンカーとの間に保護要素を設けることもできる。両接続部において、伝送ケーブルは保護要素によって保護されるので、洋上構造物の稼働中に伝送ケーブルに対する外的影響による損傷の危険を大きく低減できる。
この場合、保護要素の高い保護効果は、保護要素を保持要素と浮体との間に、および/または保持要素とアンカーとの間に、単に設けることによって実現されるのではない。保護効果は、特に、伝送ケーブルを保護要素に通して案内することによっても実現される。この場合、保護要素は、一方の保持要素から他方の浮体またはアンカーまで延在し得る。ただし、これは必須ではない。それにも拘わらず、高い保護効果を実現するために有利であるのは、保護要素が一方の保持要素と他方の浮体またはアンカーとの間の少なくとも大部分にわたって、特に少なくともほぼ全距離にわたって、延在する場合である。
本基礎の第1の特に好適な構成の場合、少なくとも1つの保持要素は、係留鎖として、または係留索として、形成される。これにより、浮体を対応するアンカーに保持するための高い保持力の吸収および放散を容易且つ確実に行うことができる。この場合、アンカーへの浮体の特に耐久性および信頼性が高い固定が可能になるのは、係留索がプラスチック繊維または金属線、特に鋼線、で形成されている場合である。この場合、係留索は、特に機械的特性の故に、所謂撚り索(独:geschlagenes Seil,英:closed rope)とすることができる。この場合、複数の線または繊維が撚り合わされて、すなわち巻き付けられて、ストランド(独:Litze,英:braid)が形成され、その後、複数のストランドから係留索が形成される。巻き付ける、または撚り合わせる、ことによって係留索が得られるので、係留索は複数回曲げられても断線しない。複数本の金属線またはプラスチック繊維から成る撚り索の製造は、それ自体が公知である。
浮体および/またはアンカーへの対応付けられた保持要素の接続領域の外でも伝送ケーブルを外的影響から確実に保護するために、少なくとも1本の伝送ケーブルの少なくとも大部分を保持要素の内部に、特に係留索の内部に、配置できる。これに関連して特に重要であるのは、係留索が数十メートル、例えば30m超、50m超、または100m超、になり得る一方で、係留索と浮体またはアンカーとの間の接続領域の長さは、多くの場合、僅か数メートルであることである。代わりに、または加えて、係留索と浮体またはアンカーとの間の保護要素の長さを僅か数メートルに、したがって、保持索および伝送ケーブルよりはるかに短く、することもできる。係留索内への伝送ケーブルの組み込みを極めて容易に行え、且つ依然として広範囲に及ぶ保護を提供できるのは、少なくとも1本の伝送ケーブルの少なくとも大部分が係留索のストランドまたはインサートとして係留索の内部に配置されている場合である。この場合、係留索のインサートは、少なくともほぼ広範囲におよび、係留索の複数のストランドによって取り囲まれた、浮体とアンカーとの間の、伝送ケーブルの少なくともほぼ全長にわたる。
洋上構造物の稼働中、少なくとも、浮体への、および/またはアンカーへの、接続領域において伝送ケーブルが外的影響から特に十分に保護されるのは、少なくとも1つの保護要素が、少なくとも部分的に、特に少なくともほぼ全体が、コイルばねのような形状の管によって形成されている場合である。管の破損を回避するために、更には、この場合、外側から作用して管を変形させる力を管内の伝送ケーブルから遠ざけておくためにも、管はコイルばねのように弾性変形可能である。これは、特に、伝送ケーブルの少なくとも大部分が対応する形状の管に通されて案内されている場合でも、うまくいく。この場合、用語「管」は、必ずしも極めて狭い意味で理解されないものとする。すなわち、管は、例えば、その円周が完全に閉じている必要はなく、更に、管は、管の弾性変形および伝送ケーブルの保護のために円形または少なくともほぼ楕円形の横断面が基本的に好適であったとしても、このような形状の横断面を有する必要もない。
管の内部での、または管の両端における、伝送ケーブルの損傷を更に減らすために好都合であり得るのは、少なくとも1本の伝送ケーブルが管に通されて案内され、管の内径が伝送ケーブルの外径より少なくとも5%、好ましくは少なくとも10%、特に少なくとも20%、大きい場合である。これにより、管の両端における、および/または管内での、伝送ケーブルの摩擦が特に回避される。
浮体および/またはアンカーへの接続領域における伝送ケーブルの更なる保護のために有用でありうるのは、少なくとも1つの保護要素が一方で少なくとも1つの保持要素に、および/または他方で少なくとも1つの浮体または少なくとも1つのアンカーに、固定的に接続されている場合である。保護要素には、特に、保持要素、浮体、および/またはアンカー、からの力が直接導入される。その際、これらの力は、そこから伝送ケーブルには伝達されない、または極めて限られた程度でしか伝達されない。実際に、対応する力は対応する保護要素に伝達され、そこから放散される。これを構造的に簡単且つ極めて確実に実現可能にするために適しているのは、保護要素の少なくとも一端が保持要素に、および/または、保護要素の配置に応じて、浮体に、またはアンカーに、挿入されている場合である。
対応する浮体への伝送ケーブルの接続とは無関係に、保持要素と浮体との間での保持力の伝達が可能であるように、適しているのは、少なくとも1つの保持要素が、少なくとも1本の伝送ケーブルおよび/または少なくとも1つの保護要素を迂回して、少なくとも1つの浮体に接続されている場合である。これにより、伝送ケーブルの少なくとも大部分が保持力から解放される。ただし、代わりに、または加えて、少なくとも1つの保持要素を、少なくとも1本の伝送ケーブルおよび/または少なくとも1つの保護要素を迂回して、少なくとも1つのアンカーに接続することもできる。この場合、伝送ケーブルは、アンカーへの接続領域において、相応に、および少なくとも大部分が、保持要素と対応するアンカーとの間で保持力から解放される。したがって、結果として、伝送ケーブルは更に保護される。
少なくとも1つの保護要素が耐久性、安定性、必要であれば更に十分な弾性、を有するように、適切であり得るのは、少なくとも1つの保護要素が少なくとも部分的に金属、特に鋼、プラスチック、および/または繊維強化プラスチックで形成されている場合である。この場合、これら異なる材料は、それぞれの材料特性の故に、他の材料より特に優先されるので、それぞれ異なる要件の故に、異なる材料の選択が好適であり得る。
少なくとも1本の伝送ケーブルは、データ伝送またはデータ交換用の通信ケーブル、あるいは電圧を電気需要体に供給するための電圧ケーブル、とすることができる。これは、例えば、係留の監視、アンカーと浮体との間の通信またはデータ伝送、またはセンサおよび/または測定システムへの電圧の供給、を容易にする。これに関連して特に適しているのは、伝送ケーブルが少なくとも1本の金属線および/または少なくとも1本の光導波路、特に光ファイバケーブル、を備えている場合である。これにより、電力および/または信号の伝達を容易且つ確実に行うことができる。
洋上構造物の係留の監視に特に適しているのは、少なくとも1本の伝送ケーブルがセンサに接続されている場合である。このセンサは、洋上構造物の係留状態を示す複数のパラメータを記録できる。この場合、モーションセンサおよび/または振動センサが特に考えられる。加えて、適切であり得るのは、少なくとも1本の伝送ケーブルが測定システムに接続され、この測定システムが、例えば、少なくとも1つのセンサからのデータによって係留状態の測定および/または係留状態の判定を行える場合である。少なくとも1本の伝送ケーブルが光源および/または電圧源に接続されている場合は、光信号または電気信号の伝送が可能である。本文脈において基本的に好適であるのは、センサおよび/または測定システムおよび/または光源および/または電圧源がアンカーの、および/または浮体の、一部として形成されている場合である。これは、係留の監視を機能的および構造的に簡素化する。
以下においては、一例示的実施形態を示す図面に基づき、本発明をより詳細に説明する。
浮台を有する洋上構造物を概略図で示す。 図1の洋上構造物の保持要素を略断面図で示す。 保護要素を、図1の洋上構造物に対応付けられた伝送ケーブルと共に、略斜視断面図および概略詳細図で示す。 図1の洋上構造物の浮体と保持要素との間が或る距離であるときの接続を示す。 図1の洋上構造物の浮体と保持要素との間が別の距離であるときの接続を示す。
図1には、洋上風力タービン2である洋上構造物1が示されている。洋上構造物1は、浮体5を備えた浮台4と複数のアンカー6とを有する基礎3を有する。浮体5は、実際の構造物を支持する。本ケースにおいて、この構造物は風力タービン2である。浮体5は、海面MOに、またはその僅か下方に、浮かんでいる。浮体5を漂流させないために、浮体5は、保持要素7を介してアンカー6に接続されている。アンカー6は、それ自体が海底MB内に、または少なくとも海底MB上に、固定されている。一般に、このような浮台4は、かなりの水深を有する海中の位置への設置が意図されている洋上構造物1向けと考えられている。したがって、より良好な理解のために、図1は一定の縮尺では描かれていない。その理由は、そのように描くと、洋上構造物1の高さが水深に比例して小さくなってしまうからである。したがって、この図に示されている水深では、浮台4のない基礎3も考えられる。すなわち、実際には、保持要素7は、通常、洋上構造物1の高さよりはるかに長い。
浮体5が漂流し得ないように、保持要素7は浮体5を、例えば2~4つの、アンカー6に確実に保持すること、およびアンカー6も海底MB内または海底MB上に確実に保持されていること、を保証する必要がある。ただし、これは、強力な保持要素7と海底MBに深く打ち込まれたアンカー6とによっても限られた程度にしか実現できない。その理由は、嵐の際に極めて大きな荷重ピークが個別に発生し得ること、または予測および計算が困難であり得る他の理由による。このため、洋上構造物1の稼働中に係留8の状況および状態を常に通知させるために、および洋上構造物1が外れる、または漂流する、前に介入できるようにするために、係留8を監視することが望ましい。
この理由により、この点に関して好適な図示の洋上構造物1の場合、伝送ケーブル9が各保持要素7に割り当てられている。基本的に、個々の保持要素7に伝送ケーブル9がなくても十分なこともあり得る。ただし、これは、基本的にはあまり好適ではないであろう。伝送ケーブル9は、対応付けられたアンカー6と浮体5との間に、保持要素7のほぼ全長にわたって延在する。保持要素7の2つの端部においてのみ、伝送ケーブル9は保持要素7に直接取り付けられていない。これらの領域において、伝送ケーブル9は、それぞれのアンカー6に、または浮体5に、保護要素10を介して案内されている。保護要素10は、浮体5とアンカー6との間の相対移動に起因する伝送ケーブル9の損傷から伝送ケーブル9を保護する。浮体5とアンカー6との間の相対移動は、最終的に一方の保持要素7と他方の浮体5またはアンカー6との間の相対移動に至る。伝送ケーブル9を保護するために、伝送ケーブル9は、一方の保持要素7と他方の浮体5またはアンカー6との間で、対応する保護要素10に少なくとも部分的に通されて案内されている。これにより、保護要素10は、伝送ケーブルのための一種の保護スリーブを形成する。伝送ケーブルは、保護要素10によって外部から保護される。
この場合、伝送ケーブル9は、伝送ケーブル9を介して行われるべき伝送の種類に応じて、通信ケーブル、データ伝送ケーブル、または電圧ケーブルとして構成可能である。伝送対象として、特に信号が考えられる。加えて、または代わりに、センサ11または測定システム12の動作のための電圧も伝送できる。このケースにおいて、各伝送ケーブル9は、対応付けられたアンカー9に組み込まれたセンサ11に接続されている。センサ11は、例えば、モーションセンサおよび/または振動センサである。センサ11は、複数の信号を発生させる。これらの信号は、伝送ケーブル9を通して伝送される。そのため、各伝送ケーブル9は、浮体5に組み込まれた測定システム12に接続されている。測定システム12は、センサ11からの信号を評価し、これらの信号によって係留8の状態を判定する。係留8の状態が危険であると判定すると、測定システム12は、例えば、警報または対応する信号を出力する。この場合、必要であれば、測定システム12に送信装置13を装備できる。対応する信号を送信装置13によって陸上に送信できるので、係留8の現状の故に適切であると思われる場合は、対策を適時に実施できる。多くの場合、伝送ケーブル9が金属線および/または少なくとも1本の光導波路13、特に光ファイバケーブル、を有することも適切である。ただし、例えば、電圧の供給と信号の送信とをそれぞれ異なる線路によってもたらすために、複数の異なる線を組み合わせることもできる。
図2の断面図には、図1の基礎3の例示的保持要素7が係留索の形態で示されている。この係留索には、伝送ケーブル9が、特にインサートの形態で、組み込まれている。ここで、伝送ケーブル9は、光導波路14を備え、その保護のために保持要素7の中心に収容されている。例えば鋼製またはプラスチック繊維製の、複数の保持索15が伝送ケーブル9の周囲に設けられている。保持索15は、保持要素7の保持力を伝達する。これら保持索15の保護のために、保持索15は、例えばプラスチック材料製の、外部被覆16によって覆われている。保持索15を摩耗から保護するために、外部被覆16と保持索15との間に砂保護層17が更に設けられている。この点に関して好適な図示の保持要素7は、充填材18を更に有する。充填材18は、保持索15の間の中空空間を満たしている。したがって、保持要素7のほぼ円形の横断面形状がもたらされる。
本ケースにおいて、光導波路14は複数の光ファイバ19を有する。これら光ファイバ19は、管要素20によって取り囲まれている。管要素20は、金属および/または少なくとも1つのプラスチック材料で形成可能である。管要素20は、特に、管要素20の内側に配置された光ファイバ19を保護する役割を担う。この保護を更に向上させるために、補強層21が設けられている。本ケースにおいて、補強層21は、それぞれが複数の補強索から成る2つの部分補強層で形成されている。補強層21は、管要素20を特に直接取り囲む。好ましくは、第1の部分補強層は、例えば鋼製の、複数の補強索で形成可能であり、もう一方の部分補強層は、繊維複合材料製の複数の補強索で形成可能である。ただし、単一の部分層、2より多い数の部分層、および/または別の材料製の補強索を設けることも可能であろう。更に、管要素20は、粘弾性流体22、例えばシリコーンゲル、で満たされている。本ケースにおいて、更に、光導波路14は、その内部にある複数の構成要素を一緒に保持するために、特に押し出し成形プラスチック製の、プラスチック層23を外層として有する。
図3に示されているように、伝送ケーブル9は少なくとも部分的に保護要素10内に延びており、保持要素7の両端の領域において保持要素7から外に案内されている。この点に関して好適な図示の保護要素10は、管で形成された保護要素であり、そこを通して伝送ケーブル9が案内されている。この場合、保護要素10の内径Dは、伝送ケーブル9の外径Dよりいくらか大きい。保持要素7と浮体5およびアンカー6との間の相対移動を考慮に入れるために、保護要素10はコイルばねのように曲げられている。すなわち、保持要素7と浮体5またはアンカー6との間の保護要素10の長手方向延在部分は、繰り返し伸縮可能であり、伸縮を繰り返しても保護要素10または伝送ケーブル9の損傷に至らない。
図4Aおよび図4Bには、保持要素7と浮体5との間の接続ならびに伝送ケーブル9と浮体5との間の接続が示されている。この点に関して好適な図示の基礎3の場合、アンカー6への保持要素7の、および伝送ケーブル9の、対応する接続は同様に行われる。図4Aおよび図4Bは同じ接続を示しているが、浮体5と保持要素7との間の距離A1、A2は、図4Bより図4Aの方が短い。保護要素10は一端が保持要素7内に案内されているので、伝送ケーブル9は既に保持要素7内にある保護要素10に引き込まれる。ただし、これは絶対に必須ではない。クランプ要素24も保持要素7に割り当てられている。前記クランプ要素は、保護要素10を保持要素7上に確実に保持して位置決めする。加えて、保護要素10の反対側の端部は、接続装置25を介して浮体5に固定的に接続されている。本ケースにおいて、接続装置25は、特に接続板として形成されている。接続装置25は、保持要素7を浮体5上に確実に保持して位置決めする。図4Aおよび図4Bの距離A1およびA2の間での保持要素7と浮体5との間の距離の変化は、コイルばねのように形成された保護要素10の圧縮または伸長をもたらすので、危険な大きさの力を伝送ケーブル9に作用させ得ない。加えて、力の伝達は、伝送ケーブル9を迂回して、浮体5への、および保持要素7への、保護要素10の固定的接続を通って、浮体5から保護要素10を介して保持要素7に、およびこの逆に、直接行われ得る。保護要素10に十分な可撓性と同時に十分な強度と堅牢性とをもたらすために、保護要素10は、鋼、プラスチック、および/または繊維強化プラスチックで形成可能である。
浮体5への保持要素7の接続は、図4Aおよび図4Bには詳細に示されていない。この接続は、伝送ケーブル9への浮体5の接続から離れており、例えば、浮体5上に固定されたアイレットを介して、従来どおり行うことができる。したがって、対応する保持要素7は、少なくとも1本の伝送ケーブル9および少なくとも1つの保護要素10を迂回して、浮体5に固定的に接続されている。
1 洋上構造物
2 風力タービン
3 基礎
4 浮台
5 浮体
6 アンカー
7 保持要素
8 係留
9 伝送ケーブル
10 保護要素
11 センサ
12 測定システム
13 送信装置
14 光導波路
15 保持索
16 外部被覆
17 砂保護層
18 充填材
19 光ファイバ
20 管要素
21 補強層
22 粘弾性流体
23 プラスチック層
24 クランプ要素
25 接続装置
MB 海底
MO 海面

Claims (10)

  1. 浮台(4)を有する洋上構造物(1)の、特に風力タービン(2)の、基礎(3)であって、海面(MO)に浮かんでいるための少なくとも1つの浮体(5)と、前記少なくとも1つの浮体(5)を海底(MB)に係留するための少なくとも1つのアンカー(6)と、前記少なくとも1つの浮体(5)を前記少なくとも1つのアンカー(6)に保持するための少なくとも1つの保持要素(7)とを備え、少なくとも1本の伝送ケーブル(9)が前記少なくとも1つのアンカー(6)から前記少なくとも1つの保持要素(7)に沿って前記少なくとも1つの浮体(7)まで、および/またはこの逆に、延在する、基礎(3)において、
    前記伝送ケーブル(9)は、前記保持要素(7)と前記少なくとも1つのアンカー(6)および/または前記少なくとも1つの浮体(5)との間に設けられた少なくとも1つの保護要素(10)に部分的に通されて案内されていることを特徴とする基礎。
  2. 前記少なくとも1つの保持要素(7)は係留鎖または係留索であることと、好ましくは、前記係留索はプラスチック繊維または金属線、特に鋼線、で形成されていることと、を特徴とする、請求項1に記載の基礎。
  3. 前記少なくとも1本の伝送ケーブル(9)は、少なくとも大部分が前記保持要素(7)の内部に、特に前記係留索の内部に、配置されていることと、好ましくは、前記少なくとも1本の伝送ケーブル(9)は、前記係留索内のストランドまたはインサートとして、少なくとも大部分が前記係留索の内部に配置されていることと、を特徴とする、請求項2に記載の基礎。
  4. 前記少なくとも1つの保護要素(10)は、少なくとも部分的に、特に少なくともほぼ全体が、コイルばねのように形成された管によって形成されていることと、前記少なくとも1本の伝送ケーブル(9)は、前記保護要素(10)に通されて案内されていることと、好ましくは、前記保護要素(10)の内径は前記伝送ケーブル(9)の外径より、少なくとも5%、好ましくは少なくとも10%、特に少なくとも20%、大きいことと、を特徴とする、請求項1~3の何れか一項に記載の基礎。
  5. 前記少なくとも1つの保護要素(10)は、前記少なくとも1つの保持要素(7)に、および/または前記少なくとも1つの浮体(5)に、または前記少なくとも1つのアンカー(6)に、固定的に接続されていることと、好ましくは、前記保護要素(10)の少なくとも一端が前記保持要素(7)および/または前記浮体(5)またはアンカー(6)に挿入されていることと、を特徴とする、請求項1~4の何れか一項に記載の基礎。
  6. 前記少なくとも1つの保持要素(7)は、前記少なくとも1本の伝送ケーブル(9)および/または前記少なくとも1つの保護要素(10)を迂回して、前記少なくとも1つの浮体(5)に接続されていること、および/または前記少なくとも1つの保持要素(7)は、前記少なくとも1本の伝送ケーブル(9)および/または前記少なくとも1つの保護要素(10)を迂回して、前記少なくとも1つのアンカー(6)に接続されていること、を特徴とする、請求項1~5の何れか一項に記載の基礎。
  7. 前記少なくとも1つの保護要素(10)は、金属で、特に鋼で、プラスチックで、および/または繊維強化プラスチックで、少なくとも部分的に形成されていることを特徴とする、請求項1~6の何れか一項に記載の基礎。
  8. 前記少なくとも1本の伝送ケーブル(9)は、データ伝送用またはデータ交換用の通信ケーブル、または電圧を電気需要体に供給するための電圧ケーブル、であることと、好ましくは、前記伝送ケーブルは、少なくとも1本の金属線および/または少なくとも1本の光導波路(14)、特に光ファイバケーブル、を備えることと、を特徴とする、請求項1~7の何れか一項に記載の基礎。
  9. 前記少なくとも1本の伝送ケーブル(9)は、センサ(11)に、特にモーションセンサおよび/または振動センサに、および/または測定システム(12)に、および/または光源に、および/または電圧源に、接続されていることと、好ましくは、前記センサ(11)および/または前記測定システム(12)および/または前記光源および/または前記電圧源は、前記アンカー(6)の、および/または前記浮体(5)の、一部であることと、を特徴とする、請求項1~8の何れか一項に記載の基礎。
  10. 基礎を有する洋上構造物、特に洋上風力タービンであって、前記基礎(3)は、請求項1~9の何れか一項により形成されていることを特徴とする、洋上構造物。
JP2021562779A 2019-04-23 2020-03-16 伝送ケーブルと保護要素とを有する洋上構造物の基礎 Pending JP2022531118A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019110506.4A DE102019110506A1 (de) 2019-04-23 2019-04-23 Gründung eines Offshore-Bauwerks mit einem Übertragungskabel und einem Schutzelement
DE102019110506.4 2019-04-23
PCT/EP2020/057089 WO2020216529A1 (de) 2019-04-23 2020-03-16 Gründung eines offshore-bauwerks mit einem übertragungskabel und einem schutzelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022531118A true JP2022531118A (ja) 2022-07-06

Family

ID=69845425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021562779A Pending JP2022531118A (ja) 2019-04-23 2020-03-16 伝送ケーブルと保護要素とを有する洋上構造物の基礎

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220205209A1 (ja)
EP (1) EP3959381B1 (ja)
JP (1) JP2022531118A (ja)
KR (1) KR20210154149A (ja)
DE (1) DE102019110506A1 (ja)
ES (1) ES2966820T3 (ja)
WO (1) WO2020216529A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020128293A1 (de) 2020-10-28 2022-04-28 Rwe Renewables Gmbh Offshore-Windenergiesystem

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19851735A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-11 Friedrich Hensberg Schwimmfähiges Windkraftwerk mit Rotorblättern die durch strömungsgünstig geformte Zugstränge verstärkt sind und vor und hinter den Rotorblättern gelagerter Rotorwelle
AU2003213772A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-22 Ocean Wind Energy Systems Offshore wind turbine
DK2382389T3 (da) * 2008-12-18 2013-11-11 Single Buoy Moorings Flytbare offshore vindturbiner med forinstalleret fortøjningssystem
DE102009040648B4 (de) * 2009-09-09 2013-02-28 Wilhelm Ebrecht Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage
DE102011109117A1 (de) * 2011-08-02 2013-02-07 Gerold Seyfarth Wasserkraftwerk (ohne Mast)
EP2837553B1 (en) * 2012-04-09 2022-01-19 CyTroniQ Ltd. System for static and dynamic positioning or controlling motion of marine structure
JP6223436B2 (ja) * 2012-05-30 2017-11-01 サイトロニク リミテッドCytroniq., Ltd. 海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム、海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法、及び、海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法
GB2513387B (en) * 2013-04-25 2015-06-03 Subsea Energy Solutions Ltd An anchor seal, and method of operation of an anchor seal, for the location and sealing of a conduit in an orifice
JP6510227B2 (ja) * 2014-12-17 2019-05-08 株式会社日立製作所 風力発電システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20220205209A1 (en) 2022-06-30
WO2020216529A1 (de) 2020-10-29
EP3959381A1 (de) 2022-03-02
EP3959381B1 (de) 2023-09-13
ES2966820T3 (es) 2024-04-24
KR20210154149A (ko) 2021-12-20
DE102019110506A1 (de) 2020-10-29
EP3959381C0 (de) 2023-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11685494B2 (en) Method and apparatus for untwisting a tether of a water powered vehicle
US7158703B2 (en) Power umbilical for deep water
US7244155B1 (en) Mooring line for an oceanographic buoy system
CN200992682Y (zh) 植入光纤光栅纤维增强智能筋的冷铸墩头锚拉索
CN205826920U (zh) 组合有光纤缆线的细长元件的负载承载束、电力脐带及脐带
ES2943123T3 (es) Sistema de cable de anclaje para un dispositivo marino
US20170328743A1 (en) Cable and method for introducing initial tensile strain to optical fiber
US20130040515A1 (en) Compliant ocean wave mitigation device and method to allow underwater sound detection with oceanographic buoy moorings
JP7031001B2 (ja) オフショア設備、接続デバイス、および電気的オフショア接続部を提供するための方法
CN104254723A (zh) 柔性管体和方法
CN103154566B (zh) 用于系泊缆绳的自对准索节
JP2022531118A (ja) 伝送ケーブルと保護要素とを有する洋上構造物の基礎
CN114008880A (zh) 安装传输电缆装置的方法
KR101649320B1 (ko) Mr유체 케이블 및 그 시스템
US6385928B1 (en) Tension member
ES2744780T3 (es) Un conjunto de conducto ascendente y método de instalación de un conjunto de conducto ascendente
CN211571399U (zh) 一种自感知平行钢丝拉索
CN117957734A (zh) 用于连接两个或更多个设施的设施布置装置和方法
CN113340351A (zh) 监测装置和方法
CN110847038A (zh) 一种自感知平行钢丝拉索及其制作方法
JP7098336B2 (ja) 係留システム及び係留システムの製造方法
US20020031399A1 (en) Termination of tension member
CN210507139U (zh) 一种环氧钢绞线斜拉索
KR102619759B1 (ko) 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브 및 이를 이용한 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템
Power et al. Design of guylines for the Lena guyed tower

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20211213

A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529

Effective date: 20211213

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20211213

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230928

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20231218

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240328