JP3518856B2 - 風力発電装置 - Google Patents

風力発電装置

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    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、水上に設置する風
力発電装置に関する。 【0002】 【従来の技術】風力発電装置は、強風が得られる山の上
または海岸に設置される事が多く、広い敷地を必要と
し、騒音が発生する関係上、我が国では海岸に設置する
のが現実的である。海岸に設置する場合に、1)海底に
据え付けた基礎ケーソンに風力発電機を設置する方法、
2)既設の防波堤を風力発電機の基礎に利用する方法、
3)海底に打設した基礎杭又はドルフィンに風力発電機
を設置する方法等が知られている。 【0003】1)の方法は、図7に示すように、鉄筋コ
ンクリート製の基礎ケーソン20を陸上で製作し、設置
場所までクレーン付き台船で運搬して海底に設置し、こ
の基礎ケーソン20上に風力発電機21を設置してい
る。この方法は比較的小型の風力発電機に適し、水深が
5〜6mの比較的浅い海を有する欧州等で普及している
が、水深が深い場所や大型の風力発電機に対しては、経
済的に割高となる。 【0004】2)の方法は、図8に示すように、既設の
防波堤22を風力発電機21の基礎にするものであり、
防波堤22は想定される波力や波高に対して必要な安全
率を考慮して設計・構築され、大型の風力発電機に働く
強大なモーメントを支持するには、新たに防波堤22の
大規模な補強工事が必要となり、経済的ではない。 【0005】3)の方法は、図9に示すように、海底に
打設した基礎杭又はドルフィン23に風力発電機21を
設置するもので、完成された施工技術であるが、気象に
左右される海工事であるため、工期が長くなり工事費が
嵩む不都合がある。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、風力発電
機の基礎として、比較的深い水深の場合にも適用でき、
気象に左右されることがなく短い工期で施工でき、工事
費を安くできる風力発電装置を提供することを目的とし
ている。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、支柱
(9)の上端に設けられプロペラ(11)を有する発電
機(10)を備えた発電機部分(3)とその発電機部分
(3)を保持する基礎部分(2)とから構成されて水上
に設置する風力発電装置(1)において、基礎部分
(2)は主柱(4)を備え、その主柱(4)の下端に設
けた3本の脚(8a)の穴(8b)に挿入される水中梁
(5)を有し、その水中梁(5)の先端には結ばれた係
留索(6)には海底に着地するシンカ(7)が結ばれて
おり、主柱(4)の上部に接続手段(12)を介して前
記支柱(9)が設けられており、主柱(4)と水中梁
(5)との気密室に防食性ガスを注入して海水と置換し
て所定の浮力を確保すると共に、係留索(6)に長さ調
整手段が設けられている。 【0008】 【0009】そして、前記主柱は3本のパイプで構成
し、前記水中梁は120度間隔に3本設け、前記水中梁
は2本のパイプで構成することにより、風力発電装置を
安定して洋上に設置することができる。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図1、図2に示すように、風力
発電装置1は、基礎部分2と発電機部分3から構成され
ている。 【0011】基礎部分2は、主柱4と、主柱4の下端に
設けられた水中梁5と、水中梁5の先端に結ばれた係留
索6と、係留索6に結ばれたシンカ7で構成されてい
る。主柱4の長さは約8メートルで、図3に示すよう
に、この実施例ではパイプ4aを3本束ねたものであ
る。 【0012】水中梁5のなす半径は約20メートル、即
ち水中梁5の長さは約20メートルで、主柱4の下端に
適宜の角度間隔、好ましくは120度間隔で3本設けら
れている。図4に示すように、水中梁5はパイプ5aを
2本束ねたものである。そして、水中梁5は適宜の取付
手段8で主柱4の下端に取り付けられている。 【0013】なお、図5に示すように、取付手段8とし
ては、主柱4の下端に120度間隔で3本の脚8aを設
け、この脚8aの穴8bに水中梁5を挿入して固定する
方法が好適に実施できる。 【0014】そして、水中梁5の先端には係留索6が結
ばれ、係留索6の先端にはシンカ7が結ばれている。発
電機部分3は周知のもので、支柱9と、支柱9の上端に
設けられた発電機10と、発電機10に取り付けられた
プロペラ11で構成されている。なお、支柱9の長さは
約60メートルで、発電機10には3枚のプロペラ11
が取り付けられ、プロペラ11の長さは約33メートル
である。 【0015】そして、基礎部分2の主柱4上に発電機部
分3の支柱9が適宜の接続手段12で取り付けられてい
る。なお、図6に示すように、接続手段12としては、
基礎部分2の主柱4及び発電機部分3の支柱9にフラン
ジ12a、12bを設け、両フランジ12a、12bを
ボルト12cで接続する方法が好適に実施できる。 【0016】以上のように構成された基礎部分2は地上
で工場製作され、大型ケーソン製作用台船上で、主柱
4、水中梁5、係留索6、シンカ7が組み立てられる。
そして、台船を引船で風力発電装置1の設置位置まで移
動し、基礎部分2全体を起重機船で吊り上げ、台船を退
避させ、シンカ7が海底に着地するまで吊り下げる。 【0017】次に、主柱4と水中梁5の気密室に防食性
ガスを注入し、海水と置換して基礎部分2の所定の浮力
を確保する。なお、主柱4と水中梁5に適宜の置換手段
を設け、船上から遠隔操作で海水と防食性ガスとの置換
をできるのが好ましい。最後に基礎部分2の水中梁5が
水中で水平となるように、係留索6の長さを調整する。
なお、係留索6に長さ調整手段を設け、船上から遠隔操
作で係留索6の長さ調整ができるのが好ましい。 【0018】以上のようにして基礎部分2を設置し、発
電機部分3を起重機船で吊り上げ、基礎部分2の主柱4
と発電機部分3の支柱9とを接続手段12で接続する。 【0019】次に水中基礎の計算例を述べる。 1)水中基礎が外力と釣り合う為の基本的な考え方(安
定条件) (1)X軸方向の釣り合い(水平方向の釣り合い) Xf: (w1−F0+Fz)μ−Fx>0 (2)Z軸方向の釣り合い(鉛直方向の釣り合い) Zf: w1−F0+Fz>0 (3)水中梁の左端部を中心とした釣り合い(モーメン
ト) M1: (F0−Fz)R1−Fx(H0+H1)>0 (4)水中梁の右端部を中心とした釣り合い(モーメン
ト) M2: W1×1.5×R1−(F0−Fz)R1/2
−Fx(H0+H1)>0 但し、 W1:各シンカの水中重量 F0:水中基礎全体の水中重量(水中梁の自重と浮力の
合計) Fz:鉛直下向きの力 μ :シンカ底面の静止摩擦係数 Fx:正対して右方向の水平力 R1:水中梁の半径 H0:風力の集中荷重点の仮想高さ H1:水中梁から風力発電機部分の基礎までの高さ である。 【0020】そして、1500kw級の風力発電装置を
対象にした水中基礎を、W1=334tf F0=41
0.5tf Fz=201.2tf μ=0.6 Fx
=74.6tf R1=20m H0=48.1m H
1=8mで作ると、 (1)X軸方向の釣り合い(水平方向の釣り合い) Xf: (334−410.5+201.2)0.6−
74.6=0.22(tf)>0 (2)Z軸方向の釣り合い(鉛直方向の釣り合い) Zf: 334−410.5+201.2=124.7
(tf)>0 (3)水中梁の左端部を中心とした釣り合い(モーメン
ト) M1: (410.5−201.2)20−74.6
(48.1+8)=0.94(tf・m)>0 (4)水中梁の右端部を中心とした釣り合い(モーメン
ト) M2: 334×1.5×20−(410.5−20
1.2)20/2−74.6(48.1+8)=374
1.94(tf・m)>0 となり、水中基礎は充分に安定して設置される。 【0021】なお、水中梁の半径を大きくしてシンカ重
量の軽減を図ることにより、水中基礎全体のコストダウ
ンを図ることができる。また、海底地盤の条件により、
海底にアースアンカを施工し、このアースアンカに水中
梁の反力を取ることによってシンカを不用にし、水中基
礎全体を軽量化し、コストダウンを図ることもできる。 【0022】 【発明の効果】本発明の風力発電装置は、以下の効果を
有する。 (1)基礎部分は工場で製作され、台船上で組み立てら
れるので、海洋土木工事が不用になり、陸上風に比べて
数倍風力エネルギが大きい海上風が利用できる洋上風力
発電が短工期、低コストで実現可能となる。 (2)洋上風力発電は、騒音問題がなく、設備機器の海
上重量物輸送が容易であるため、運搬及び据付工事も陸
上風力発電に比べて有利になり、今後急速な普及の可能
性が高い。 (3)水中梁とシンカとは3点以上係留索で結ばれてい
るので、海流及び波による水中梁の移動は平行リンク的
水平移動となり、風力発電装置が傾くことがない。 (4)例えば、現在最大級の発電能力1500kWの風
力発電機用水中基礎は、1300t積のドルフィン式ケ
ーソン製作用台船1艘、1500馬力の引き船2艘、1
300t吊りの起重機船1艘の組み合わせで設置するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の風力発電装置の正面図。 【図2】本発明の風力発電装置の平面図。 【図3】主柱の断面図。 【図4】水中梁の断面図。 【図5】取付手段の斜視図。 【図6】接続手段の斜視図。 【図7】従来の風力発電装置の正面図。 【図8】従来の風力発電装置の側面図。 【図9】従来の風力発電装置の正面図。 【符号の説明】 1・・・風力発電装置 2・・・基礎部分 3・・・発電機部分 4・・・主柱 5・・・水中梁 6・・・係留索 7・・・シンカ 8・・・取付手段 9・・・支柱 10・・・発電機 11・・・プロペラ 12・・・接続手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F03D 11/04 F03D 9/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 支柱(9)の上端に設けられプロペラ
    (11)を有する発電機(10)を備えた発電機部分
    (3)とその発電機部分(3)を保持する基礎部分
    (2)とから構成されて水上に設置する風力発電装置
    (1)において、基礎部分(2)は主柱(4)を備え、
    その主柱(4)の下端に設けた3本の脚(8a)の穴
    (8b)に挿入される水中梁(5)を有し、その水中梁
    (5)の先端には結ばれた係留索(6)には海底に着地
    するシンカ(7)が結ばれており、主柱(4)の上部に
    接続手段(12)を介して前記支柱(9)が設けられて
    おり、主柱(4)と水中梁(5)との気密室に防食性ガ
    スを注入して海水と置換して所定の浮力を確保すると共
    に、係留索(6)に長さ調整手段が設けられていること
    を特徴とする風力発電装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ITBA20020047A1 (it) * 2002-12-17 2004-06-18 Enertec Aktiegesellschaft Ag Metodo di realizzazione di una piattaforma sommergibile a spinta bloccata per la produzione di energia elettrica dal vento in mare aperto e di prodotti di maricoltura
US7156586B2 (en) 2003-01-06 2007-01-02 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine with floating foundation
US7293960B2 (en) * 2003-10-23 2007-11-13 Shigeyuki Yamamoto Power generation assemblies, and apparatus for use therewith
ITBA20040027U1 (it) * 2004-10-06 2005-01-06 Enertec Ag (metodo di) realizzazione di piattaforma sommergibile a spinta bloccata da utilizzarsi quale supporto per l'installazione di aerogeneratore , di elettrolizzatore per l'elettrolisi dell'acqua e di altri impianti e/o macchinari , combinata con attivita
JP4645300B2 (ja) * 2005-05-19 2011-03-09 鹿島建設株式会社 洋上風力発電装置の重力式基礎
KR20120043134A (ko) * 2008-06-11 2012-05-03 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 구조 부재용의 플랜지 이음매
JP5670128B2 (ja) * 2010-09-03 2015-02-18 清水建設株式会社 洋上施設用浮体構造物および洋上施設の施工方法
US9487843B2 (en) 2011-01-21 2016-11-08 Ntn Corporation Method for producing a bearing ring
JP5843689B2 (ja) * 2012-05-11 2016-01-13 有限会社ヤマシタシステム造作 津波、高波防御用堤防
DE102012106772A1 (de) * 2012-07-25 2014-01-30 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Modularer Turm einer Windkraftanlage

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