JP7372321B2 - 風力タービン設置方法 - Google Patents

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Description

本発明は、設置船、特に浮体式設置船によって洋上風力タービンを設置するための方法に関する。本発明は、設置船にも関する。
洋上風力タービン設置の分野には、様々な設置方法が存在する。
洋上風力タービンを設置する方法には多数の要件及び検討事項が適用される。例えば、総設置時間は設置コストにおける重要な因子である。さらに、天候条件が設置を阻害することがあり、この理由で設置時間を短くすべきである。
さらに、安全の問題が重要である。洋上設置方法は一般に、作業員に対する一定の危険を伴い、この危険を最小限にすべきである。
さらに、多数の異なる設置ステップを実施する必要がある。全体として、海上での風力タービンの設置はかなり複雑であり、この複雑さを低減させると、コストが削減し、安全性を向上させることができる。この複雑さは、設置船のデッキレイアウトとも関係がある。どんな船舶でも、利用可能なデッキ空間は限られている。さらに、船舶は一般に、風力タービンが設置される目標領域に隣接して配置される。このことは、デッキの一部が目標領域に近く、一方、デッキの他の部分は、目標領域からずっと遠いことを意味する。一般に、目標領域に近いデッキの部分から揚重動作を実施すると有利である。このことは、船舶に隣接する目標領域に近いこのデッキ領域で部品を組み立てることも有利であることを意味する。同時に、一般に、動作中にデッキレイアウトを変更することは望ましくない。
風力タービンの部品を設置中に何度も移動させる必要があり、この理由で設置船のデッキレイアウトを変更する必要がある場合、このこと自体が複雑であり、これによりコストが増大し、場合によっては作業員の安全性が低下することがある。したがって、一般に、変更する必要がなく、設置プロセスを効率的にする簡素で整然としたデッキレイアウトが必要である。
さらに、一般的な傾向として、風力タービンの寸法は増大し続けている。単一の風力タービンの総出力は近年、1メガワットから10メガワットまで増加しており、それに伴って寸法が増大している。さらに12MWまでのサイズの増大が進められており、さらなる増大が予期される。
この展開は、ブレードの長さが大きくなることも意味する。現在設置又は開発されている最大の風力タービン(12MW)では、ブレードは長さが100mを超えることがある。ブレードの取扱いは、長さが大きくなるにつれてますます困難になる。
さらに、洋上の風力タービンを設置する水深が何年も前から深くなっている。ジャッキアップリグは、水深については制限があり、水深を深くした場合、安定性を維持するためにジャッキアップリグを大型化する必要がある。ジャッキアップリグのジャッキアップ時間も水深が深くなるにつれて長くなり、これによりコストが増大する。さらに、水深が深くなると、基礎が大型化し、基礎の設置がより困難になる。
さらに、洋上の風力タービン設置方法には重要なロジスティック態様がある。設置船自体は一般に、かなり大型であり、動作させるのにコストがかかる。この理由で、一般に、設置船は目標位置に留まり、ほとんど又はまったく稼働停止時間なしに連続的に動作する必要がある。それにもかかわらず、たいていのプロジェクトでは複数の風力タービンを設置する必要があるので、輸送船は毎回ある目標位置から次の目標位置まで移動する必要がある。したがって、常に、以後の各設置間には一定の輸送時間が必要である。ジャッキアップリグは、マーシャリングヤードまで航行して構成要素を積載することが多く、これには時間がかかり、コストが増大する。代替として、構成要素を洋上でジャッキアップリグに積載することがあり、この場合、ジャッキダウン/ジャッキアップサイクルが必要になることが多く、これには時間がかかり、コストも増大する。
さらに、一般に、風力タービンのどの部分を陸地で組み立て、どの部分を洋上で組み立てるべきかが検討される。多くの異なる組合せが可能である。
すべてのこれらの検討事項は、簡単で高速で安全で同時に費用効率の高い設置方法を開発することをかなり困難にする。
特許文献1は、ジャッキアップリグが使用される設置方法を開示している。このジャッキアップリグは、設置構造が配置されるデッキを備える。この方法では、ハブ-ナセルアセンブリが設置構造上に配置される。この揚重動作は主クレーンによって実施される。ハブ-ナセルアセンブリはナセルとハブとを備える。
次に、ブレードがハブに接続される。この動作は二次クレーンによって実施される。ブレードは、水平に対して約30°の傾斜姿勢でハブに接続される。
ブレードをハブに接続する間、風力タービンの幾つかのマストセグメント11が基礎上に設置される。特に特許文献1の図1を参照されたい。
マストが完成してブレードがハブ-ナセルアセンブリに接続されると、クレーンは、ブレードを含む完成したハブ-ナセルアセンブリをマスト上に引き上げる。
この方法はうまく働くものと思われるが、本発明では、この方法に幾つかの欠点があることが認識された。
第1に、ブレードの取扱いがかなり厄介であり、制御が不可能であり且つ精度に欠ける。このことは、比較的小型のブレードの場合は問題にならないことがあるが、風力タービンの大型化が進んでおり、ブレードの操作中の制御の程度は、長さが90mを超える場合がある現代のブレードには十分ではない。特に、ブレードの外側先端が、例えばブレードに作用する風力に起因して前後に揺れることがある。この問題は、別個タガーラインによって解決することができるが、タガーラインを締結するには時間がかかり、タガーラインの制御は複雑になることがある。
さらに、ブレードの根端部は一般に、ハブの対応する穴に挿入する必要のある多数のねじ付き端部を有する。この場合、ねじ付き端部を厳密に配置する必要がある。ブレードがクレーンによって運ばれ、タガーラインによって制御されるとき、そのような厳密な配置が困難になることがあり、衝突が起こる場合があり、これによりねじ付き端部、穴が損傷し、又はより一般的には、ハブ、ナセル、又はブレードが損傷する。これらの問題は、ジャッキアップリグ上では許容されることがある。その理由は、ジャッキアップリグは、設置手順の間実質的に動かないからである。しかし、浮体式船舶上では、これらの問題はより重要になり、重大な問題を生じさせる。
さらに、この設置方法では、風力タービンの基礎を別個の動作において海底に設置する必要がある。設置のこの部分では、一般に、そのような基礎をジャッキアップリグによって設置するのは効率的でないので別の船舶が必要になる。基礎の設置はクリティカルパス上に位置するので、総設置時間はかなり長くなる。
さらに、ジャッキアップレグは、ジャッキアップリグが目標位置に到達するたびに海底に配置する必要がある固有の欠点を有する。これには時間がかかり、比較的コストが高くなる。
さらに、ジャッキアップレグはあらゆる土壌条件に適しているわけではなく、レグ及びスパッドキャンが、動作すなわちまジャッキアップ/ジャッキダウンプロセス中に土壌に突き刺さるか又は突き抜ける場合がある。地震活動のある領域でも、ジャッキアップリグの使用は危険である。
その他、ケーブル配置及びジャッキアップ位置は、レグ及びケーブルとの衝突が生じないような配置及び位置である必要がある。
特許文献2(特許文献3としても公開されている)は、洋上でジャッキアップリグによって風力タービンを設置するための異なる設置方法を開示している。図1~図3Eに関して開示された方法では、ジャッキアップリグのデッキ13上にカンチレバーマストが配置される。カンチレバーマストは、デッキ13に対して移動可能である。カンチレバーマストに中間プラットフォームが取り付けられる。中間プラットフォームは、ハブ-ナセルアセンブリを支持することができる。
設置の間、ブレードはハブ-ナセルアセンブリに接続される。特に図3C及び図3Dを参照されたい。同時に、基礎17上にマストセグメント15、16が配置される。ブレードをハブ-ナセルアセンブリに接続すると、カンチレバーマストを風力タービンの完成したマストの方に移動させる。図3Eを参照されたい。完成したロータナセルアセンブリ(RNA)が次に、風力タービンの質量上に配置される。
この方法はうまく働くものと思われるが、本発明では、カンチレバーマスト自体がかなり複雑であることが認識された。さらに、カンチレバーマストはジャッキアップリグと組み合わせるとうまく働くことがあるが、浮体式設置船と組み合わせるとうまく働かない可能性が高い。その理由は、浮体式設置船と風力タービンの基礎との間の相対的な動きによって、たいていの天候条件では、完成したロータナセルアセンブリ(RNA)を風力タービンのマスト上に設置することが不可能になるからである。
さらに、特許文献2の方法は、特許文献1による方法と同様の欠点を有する。基礎を設置するための別個の設置船が必要であり、これは高価である。さらに、ブレードの取扱いがかなり厄介であり、特に非常に大型のブレードの場合は十分な制御ができない。ブレードの根端部の複数のねじ付き端部をハブ上の根端部コネクタの対応する穴に挿入するのは特に困難である。
特許文献2は、さらなる設置方法を開示している。特に、マスト及びナセル(ロータなし)の設置を示す図4A~図4Dを参照されたい。この設置の後、ロータ-ブレードアセンブリのナセル上への設置が実施される。この方法はうまく働くものと思われるが、RNAをはしけから水平姿勢で持ち上げ、その後垂直姿勢まで回転させる必要がある。特に大型RNAの場合、これはかなり複雑な揚重動作であり、失敗するリスクを伴う。基礎はジャッキアップリグとはしけとの間に位置するので、カンチレバータワーをジャッキアップリグの外部のかなりの距離に亘って、特に基礎の上方において基礎を越えた位置まで配置する必要がある。これはあまり実際的ではない。
特許文献2は、別の設置方法を開示している。図5A~図5Dを参照されたい。この方法では、ブレードが、完成した基礎-マスト-ナセルアセンブリ上にすでに配置されたハブ-ナセルアセンブリにブレードが接続される。この方法もかなりコストがかかり、ジャッキアップリグとともに使用することのみが可能であることが認識された。浮体式設置船を用いる場合、浮体式設置船と基礎-マスト-ナセルアセンブリとの間の相対的な動きによってこれは危険な手順となり、根端部のねじ付き端部をハブ上の根端部コネクタの関連する穴に挿入するのに必要な精度に欠ける。
特許文献2は、別の設置方法を開示している。図6A~図6Dを参照されたい。この場合、完成したロータナセルアセンブリ(RNA)とマストとを含む完成した風力タービンが、カンチレバーマストによる1回の揚重動作においてはしけから基礎上に引き上げられる。この方法では、カンチレバーマストがジャッキアップリグの外部でかなりの距離に亘って滑動する必要がある。カンチレバーマストは、基礎の上方を基礎を越えた位置まで滑動し、はしけからRNAマストアセンブリを受け取らなければならない。はしけは、衝突を防止するために基礎から離れている必要があり、これにより、カンチレバーマストが滑動しなければならない距離が長くなる。さらに、この揚重動作には中間位置が必要である。図6Cを参照されたい。RNA-マストアセンブリはジャッキアップリグ上に配置される。概して、この揚重動作はかなり複雑である。大型RNA-マストアセンブリの場合、大型ジャッキアップリグが必要になるか、又はジャッキアップリグの安定性が損なわれる場合がある。
特許文献2は、別の設置方法を開示している。図7A~図7Eを参照されたい。この方法では、ジャッキアップリグのデッキ上の支持構造上にハブ-ナセルアセンブリが配置される。ブレードはその後、ハブ-ナセルアセンブリに取り付けられる。特に図7Bを参照されたい。この動作と同時に又はこの動作の前に、クレーン及びガイドアーム720によって基礎上にマストセグメントが設置される。図7Aを参照されたい。次いで、風力タービンのマストにいわゆるタワートロリー730が取り付けられる。次いで、完成したロータナセルアセンブリ(RNA)がタワートロリーの支持プラットフォーム734上に配置される。特許文献2のパラグラフ53を参照されたい。支持プラットフォーム734は、移動可能であり、その後設置されたマスト上でロータナセルアセンブリ(RNA)を移動させる。図7C、図7D、及び図7Eを参照されたい。本発明では、タワートロリーを用いたマスト上へのRNAの移送動作はかなり複雑であることが認識された。この動作には、特別に適合されたマストが必要である。さらに、設置船が浮体式船舶である場合、風力タービンの相対的な動きが生じ、これらの動きがそのような移送動作を阻害する場合があるか、又はRNAとマストとの衝突が起こる恐れがある。その理由は、RNAがマストの高さにあり、前後に揺れたときにマストにぶつかる場合があるからである。
特許文献4は、洋上で風力タービンを組み立てる設置方法を開示しており、この場合、ハブ-ナセルアセンブリが垂直姿勢にされ、主回転軸が垂直姿勢にされ、ブレードが水平姿勢でハブ-ナセルアセンブリに取り付けられる。完成したRNAは、マスト上に配置されると、水平回転軸の周りで回転させられる。特に図9を参照されたい。このステップは、複雑な揚重動作を伴う。
特許文献5は、洋上で、マストとナセルのすでに設置されたアセンブリにブレードを接続する設置方法を開示している。この設置方法にはジャッキアップリグが使用される。マストに巻上げブロックが接続され、巻上げブロックを上向きにナセルの方へ巻き上げることができる。巻上げブロックにアームの一端が接続され、アームが、ジャッキアップリグのデッキ上に配置された支持構成の上方を滑動するように構成される。アームによってブレードを支持することができる。ブレードを設置する間、巻上げブロックは上向きに巻き上げられ、アームの一端を上向きに移動させる。同時に、アームの反対側の端部が風力タービンの方へ移動する。ブレードを実質的な水平姿勢から近垂直姿勢まで旋回させる。巻上げブロックがナセルに到達すると、ブレードの根端部がハブに接続される。
本発明では、この方法が幾つかの欠点を有することが認識された。第1の欠点は、ブレードを引き上げるために風力タービンのマスト上に追加の機器が必要であることである。この追加の機器を設置し取り外す必要があり、これによりコストのかかるクリティカルタイムが長くなる。
さらに、浮体式設置船と風力タービンとの間の相対的な動きによってこの方法を浮体式設置船から実施することが妨げられるので、この方法はジャッキアップリグとともに実施することのみが可能である。ジャッキアップリグは、速度に関する固有の欠点を有する。その理由は、任意の絶縁動作を開始する前にレグを海底に配置する必要があるからである。
特許文献6は、洋上で風力タービンを設置するためのシステム及び方法を開示している。特許文献6は、風力タービンを設置する方法の3つの別個の実施形態を開示している。
第1の実施形態は、図1~図19において開示され説明されている。ナセル22がプラットフォーム26上に配置される。ナセル22はすでに2つのブレード32を有しており、ナセル22がプラットフォーム26上に配置される前に3つのブレードのちの2つがハブに取り付けられる。第3のブレード32は、風力タービンのマストのセクション30に一時的に取り付けられる。例えば、図2を参照されたい。これらのマストセクションは、設置船のデッキ上に水平に配置される。設置船は、ジャッキアップ式であり、ベース10を備える。設置船は、風力タービンを設置する間浮遊するという意味で浮体式設置船ではない。
設置船は、すでに設置されている風力タービンの下部31の近くに配置される。次いで、マストのセクションを引き上げ、垂直姿勢まで回転させる。図10Aを参照されたい。その後、第3のブレードを含むこのセクションが下部31上に配置される。図11を参照されたい。次に、2つのブレードを含むナセルがマスト30の頂部に配置される。図13を参照されたい。その後、第3のブレード32がハブに取り付けられる。
特許文献6では、ナセルがプラットフォーム26上に配置される前にすでに第1の2つのブレードがナセルに取り付けられている。第3のブレードは、ナセルが風力タービンマスト上に配置された後に取り付けられる。このとき、ナセルはまだプラットフォーム26によって支持されている。したがって、ナセルがプラットフォーム上に配置されるときにハブ上におそらく1つのブレードが取り付けられるが、このことは、RNAが風力タービンマスト上に配置される前ではなく配置された後に行われる。揚重動作の前には支持プラットフォーム上のナセルにブレードは取り付けられない。第1の実施形態は、かなり複雑な手順であり、ブレードをマストのセクション30に事前に接続する必要がある。
第2の実施形態は、特許文献6の図20~図24において開示され説明されている。この実施形態では、風力タービンは下部31上に組み付けられる。特に図20を参照されたい。したがって、完成したRNAをマスト上に引き上げるステップは存在しない。したがって、第2の実施形態は、かなり厄介であり、浮体式設置船から実施するのは困難であるか又は不可能である。第2の実施形態がジャッキアップリグから実施されるのは明らかである。
第3の実施形態は、図25以下に開示されている。これは、2つの別個のジャッキアップリグを伴うのでかなり複雑な方法である。この理由のみでこの方法はコストがかかりエラーが生じがちである。ナセル22はすでに、設置方法の開始時に3つのブレードのうちの2つが取り付けられている。第3のブレードは、第1の実施形態と同様にマストに取り付けられる。図27を参照されたい。ナセル及びマストは最初に小型ジャッキアップリグから大型ジャッキアップリグまで移動されるものと思われる。図34~図36を参照されたい。この設置方法は、この時点から先は、第1の実施形態と同じであるものと思われる。第3の実施形態は、設置方法ではなく搬送システム200として説明されている。パラグラフ97を参照されたい。
特許文献7は、洋上風力タービンを組み立てて移送する方法に関する。特許文献7では、ナセルは設置船のデッキ上に部分ブレード4を備える。ブレードの第2の部分15は、船上に設置される。図4を参照されたい。この設置の間、ナセル3は、デッキの高さよりも上に上昇され、この理由で、この設置方法は、3つではなく2つのブレードを有する風力タービンにしか使用できない。このことは特許文献7の方法の欠点である。
特許文献7の別の欠点は、ブレードに異なる製造方法が必要であることである。従来の方法ではブレードを一体に製造するが、特許文献7の方法では、ブレードを2つの別個の部材として製造する必要がある。これは効率的ではなく、余分な破損点が生じる。
国際公開第2013/095136号 欧州特許出願第2275340号明細書 米国特許出願第2010/0293781号明細書 欧州特許第2354537号明細書 韓国特許出願第101435376号明細書 米国特許出願第2011/9956168号明細書 米国特許出願第2014/0317927号明細書
本発明の目的は、高速で安全で構造化されており、信頼性及び費用効率が高い、洋上で風力タービンを設置するための設置方法及び設置船を提供することである。
本発明のさらなる目的は、完全な風力タービンを洋上に設置することができ、特に風力タービンの基礎を含む設置方法及び設置船を提供することである。
少なくとも1つの課題を実現するために、本発明は、洋上風力タービンを設置船によって洋上での目標位置に設置するための方法であって、設置船が、風力タービンを設置する間浮遊し、設置船が、
- ブレードの根端部が接続される複数の根端部コネクタを有するハブを備えるナセルを一時的に支持するためのナセル支持構造体であって、
- 設置船のデッキから上向きに延在する支持タワーであって、支持タワーのベースが、風力タービンを設置する間デッキに対して固定位置に留まる支持タワーと、
- 支持タワーに接続された支持プラットフォームであって、1つ又は複数のブレードをナセルに接続する間ナセルを一時的に支持するように構成された支持プラットフォームとを備えるナセル支持構造体と、
- 1つ又は複数の揚重デバイスであって、
- ナセルを支持プラットフォーム上に引き上げ、
- ブレードを含むナセルアセンブリを、船舶に隣接して位置する風力タービンマスト上に引き上げるように構成された1つ又は複数の揚重デバイスとを備え、
完成したナセルアセンブリを引き上げるための揚重デバイスが、支持タワーから分離されたクレーンであり、
方法が、
a)ナセルを支持プラットフォーム上に引き上げ、ナセルを支持プラットフォームに固定するステップと、
b)ナセルのハブの根端部コネクタをブレード移動システムの案内経路に面する方向に向けるステップと、
c)第1のブレードの根端部をハブの対応する第1の根端部コネクタに接続するステップと、
d)以後のブレード及び根端部コネクタについて、すべてのブレードがナセルのハブに接続され、これによりRNAが形成されるまでステップb)及びc)を繰り返すステップと、
e)RNAをクレーンから吊り下げ、RNAをクレーンによってナセル支持構造体の支持プラットフォームから引き上げ、その後RNAをクレーンによって支持プラットフォームから離れる方向に移動させ、船舶に隣接して位置する風力タービンマスト上にRNAを配置するステップとを含む方法を提供する。
本発明は有利なことに、特に大型風力タービン用の浮体式船舶から構造化された安全な設置手順を可能にする。この手順はまた、比較的高速で安全で費用効果が高い。現在までそのような手順は利用可能ではなかった。洋上での風力タービンのサイズが大きくなり続け、洋上での風力タービンが設置される深度が深くなると仮定した場合、本設置手順は、この技術分野にとって有益な寄与となる。
完成したナセルアセンブリを引き上げるための揚重デバイスは、支持タワーから分離したクレーンである。これによって移送動作はより単純でより信頼性の高い動作になる。クレーンのベースは、支持タワーのベースとは異なる、設置船のデッキ上の位置に設けられる。
ブレードは、一体に設置されてもよく、言い換えれば、特許文献7のように2つの半部として設置する必要はない。
一実施形態では、ブレードをハブ上に設置する間、1つ又は複数の揚重デバイスが、基礎を海底に下降させ並びに/又は風力タービンマスト若しくはその一部を基礎上に引き上げることによって同時に基礎を設置してもよい。基礎及び/又はマスト(若しくはセグメント)を設置し、ブレードをナセルのハブ上に設置する同時動作は、全体的な設置時間を短縮するのを可能にする。
このことは特に、少なくとも第1の揚重デバイス及び第2の揚重デバイスを備える設置船によって実施されてもよく、その場合、第1の揚重デバイスは第1のクレーンであり、第2の揚重デバイスは第2のクレーンであり、第1のクレーンは、基礎を海底に下降させることによって基礎を設置し、その後マストを設置するために使用され、一方、第2のクレーンは、RNA(ロータナセルアセンブリ)の組立て用の揚重動作を同時に実行する。
一実施形態では、設置船は、ブレードを持上位置から、根端部が根端部コネクタに配置される設置位置に移動させるように構成されたブレード移動システムを備え、ブレード移動システムは、ブレードを支持するように構成された少なくとも1つの可動ブレード支持体と、可動ブレード支持体を移動させるための駆動システムとを備え、方法は、ステップb)とステップc)との間に、
- ブレードの根端部を可動ブレード支持体によって支持するステップと、
- 駆動システムによって可動ブレード支持体を移動させることによって第1のブレードの根端部を案内経路に沿ってハブ上の根端部コネクタまで移動させ、根端部を根端部コネクタに揃え、ブレードの根端部をハブ上の根端部コネクタに係合させるステップとを含む。
本発明では、ブレード、特にブレードの根端部とハブとの間の相対運動が取り出され、これにより、ブレード設置がより大きな天候窓内で実現可能になり、すなわち、より悪い天候条件(浮体式船舶についての海況及び風並びにジャッキアップリグについての風)において実現可能になる。
本発明は、作業性を向上させ、ブレード設置の移動及び困難を低減させる。RNAを組み立てる間に、並行してタワーが設置され、ジャケット/トランジションピース/マストが準備されることによって速度が高められる。
本発明では、基礎、マスト、及びRNAを含む、風力タービンの総設置時間は、20時間未満、場合によっては17時間未満と推定される。このことは、利用可能な方法に対する顕著な向上である。
ナセル支持構造体は、ブレードをハブ上に設置するための安定したプラットフォームを形成する。そのようなナセル支持構造体自体が従来技術から知られている。
一実施形態では、さらなる利点は、本方法を単一の船舶とともに使用できることである。さらに、本発明は、浮体式設置船に非常に適している。浮体式設置船は、ジャッキアップリグに勝る顕著な利点をもたらす。その理由として、浮体式設置船はジャッキアップおよびジャッキダウンする必要がなく、時間が節約される。ジャッキングプロセスの他に、浮体式船舶は、風向きを計測して最適な設置方位を見つけて動きを低減させ作業性を良好にすることができる。浮体式船舶は、制限なしに浅い水深及び深い水深で動作することができる。最小水深による物理的喫水制限のみがあり、ジャッキアップは最小及び最大水深によって制限される。
設置船は浮体式設置船、特に半潜水船であってもよい。本発明の別の実施形態では、設置船はジャッキアップリグであってもよい。
設置船が2つのクレーンを有し、基礎がサクションバケットを有するジャケットであるときに本発明による設置方法に必要な典型的な時間は、10.5時間であってもよい。これは、さらに数時間かかることがある既知の方法と比較して非常に短い。
基礎がモノパイルである場合、スリップジョイントがトランジションピースと一体化され、トランジションピースに置き換わる。設置では、まずモノパイルが海底に移動させられ、その後トランジションピース/スリップジョイントが設置され、その後、マスト及びナセルアセンブリが設置される。総設置時間は約17時間であってもよい。従来の方法では、さらに数時間かかる。
基礎がすでに設置済みであり、マスト及びRNAのみを設置する必要がある場合、設置方法に必要な時間は約9時間とすることができる。従来の方法はさらに数時間かかる場合がある。
一実施形態では、ブレード移動システムは、
- ナセル支持構造体に接続され、特に固定される積載レールであって、支持プラットフォームに位置する第1の端部と、第1の端部よりも支持プラットフォームからさらに離れた位置に位置する反対側の第2の端部とを有し、積載経路を形成する積載レールと、
- 支持プラットフォームのところの設置位置と、設置位置よりも支持プラットフォームからさらに離れた遠隔位置との間を積載レールに沿って転動するか又は滑動するトロリーであって、少なくとも1つのブレード支持体が直接又は間接的にトロリーに接続され、トロリーによって移動させられるトロリーとを備えてもよく、方法は、
トロリーが遠隔位置にあるときにブレードの少なくとも一部、特に根端部をブレード支持体に係合させ、ブレード支持体によってブレードの前記部分を支持するステップと、
トロリーを遠隔位置から積載レールに沿って支持プラットフォームのところの設置位置に向かって移動させ、これによりブレードの根端部をハブの根端部コネクタに向かって移動させるステップとを含む。
積載レールは、ハブの根端部コネクタに向かうブレードの非常に高速で信頼性の高い経路を形成する。一実施形態では、これによって、大型ブレードの場合にかなり危険なブレードに対するクレーン揚重動作が不要になる。積載レールによって天候稼働停止時間が大幅に短縮される。天候稼働停止時間において、従来技術による方法では、悪天候によってブレードとナセルハブアセンブリの相対的な動きが生じる。
一実施形態では、積載レールは、支持タワーに沿って垂直距離に亘って延在してもよく、遠隔位置は、下部位置であり、設置位置は、トロリーの上部位置であり、トロリーは、根端部を上向きに支持タワーに沿ってナセルのハブに向かって移動させる。この移動は、ブレードの設置に対して信頼性が高く、高速で安全であることがわかった。
一実施形態では、上向きに移動する間、ブレードを、ブレードが垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢とブレードが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間で旋回させてもよく、この場合、設置角度は持上角度よりも小さい。このことは、ブレードのアップエンディングとも呼ばれる。アップエンディング動作によって手順はより高速でより信頼性が高くより安全になる。
一実施形態では、ブレード移動システムは、ブレードの長さに沿って間隔を置いて設けられた複数の位置にブレードを保持するために1つのブレード支持体又は複数のブレード支持体が接続されたローダアームであって、長さがブレードの長さの少なくとも2分の1であるローダアームを備えてもよく、ローダアームは、
a)トロリーヒンジを介してトロリーに旋回可能に接続されるか、又は
b)デッキに旋回可能に接続されるか若しくは少なくとも1つのヒンジを介して支持タワーに旋回可能に接続され、ヒンジは、タワーのベースに位置するか、又はタワーのベースから離れた位置に位置し、
ローダアームは、ヒンジの周りを旋回可能であり、ローダアームがブレードを持ち上げるために垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢と、ローダアームが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間を移動可能であり、設置角度は持上角度よりも小さく、
方法は、
ブレードが持上姿勢であるときにブレードをブレード支持体を介してローダアームに接続するステップと、
ブレードをローダアームによって設置姿勢まで旋回させるステップとを含む。
ローダアームは、効果的な持上動作及びハブに対するブレードの高速で安全な配置を可能にする。
一実施形態では、ローダアームはトロリーヒンジを介してトロリーに旋回可能に接続され、方法は、ブレード支持体を介してローダアームによってブレードを保持するステップであって、ブレードの根端部が、トロリーの方へ向けられ、自由端がトロリーから離れる方向に向けられるステップと、
トロリーを支持タワーに沿って上向きに移動させ、これにより、ブレードの根端部を支持タワーに沿って上向きにナセルのハブに向かって移動させ、ブレードを設置姿勢まで旋回させるステップとを含む。
この実施形態は、全体的な速度、信頼性、及び安全性をさらに向上させる。
代替実施形態では、ローダアームは、デッキに旋回可能に接続されるか又は少なくとも1つのヒンジを介して支持タワーに旋回可能に接続されてもよく、
a)ヒンジは、タワーのベースに位置し、ローダアームの反対側の端部は、円の一部の経路を辿り、ブレードは、ブレードの根端部がヒンジから離れる方向に向けられ、ブレードの自由端がヒンジの方へ向けられるようにローダアームによって保持され、ブレードは、上向き移動の間実質的に支持タワーに揃えられたままであり、
b)ヒンジは、タワーのベースに位置し、ローダアームの反対側の端部は、円の一部の経路を辿り、ブレード支持体は、反対側の端部に旋回可能に接続され、ブレードは、上向きに移動する間ローダアームに対して支持プラットフォーム上のハブに向かって旋回させられ、又は、
c)ヒンジは、タワーのベースからある距離に位置し、ブレードは、ブレードの自由端がヒンジの方へ向けられるようにローダアームによって保持され、ブレードは、上向きに移動する間実質的に支持タワーに揃えられたままであり、
方法は、
ローダアームを上向きに旋回させ、これによりブレードの根端部をナセルに向かって移動させるステップを含む。
このことは、アップエンディング動作の代替バージョンであり、トロリーを必要とせず、ローダアームがより簡単な旋回移動を行うことを考慮するとより簡単な動作である。
一実施形態では、ブレード移動システムは、各ブレードの根端部を支持プラットフォームの高さまで引き上げるように構成され、根端部を引き上げる間、ブレードの自由端は、デッキの高さに留まるか、又は少なくとも、根端部をハブに接続するまで同じ高さまで上昇されることはなく、根端部を引き上げる間、ブレードを旋回させ、自由端を支持タワーに向かって移動させる。自由端は、ローダアームによってデッキの高さに支持することができ、ローダアームがブレードよりも短く、ブレードの自由端が、支持タワーから離れる方向に向けられたローダアームの端部を越えて突き出る場合に、上向きにより短い距離に亘って移動してもよく、又は場合によっては、アップエンディングの間下向きに移動してもよい。
一実施形態では、ブレードは、ブレードが実質的に水平である間に少なくとも1つのブレード支持体によって持ち上げられる。これによって、ブレードをデッキから持ち上げることができ、このことは効率的である。
一実施形態では、ブレードを、実質的に支持タワーに、特に垂直に揃えられる設置姿勢まで旋回させる。支持タワーに揃えると、ブレードの位置及び姿勢を効率的に制御することができ、ハブの根端部コネクタに対するブレードの根端部の必要な微細な配置が容易になる。
一実施形態では、支持タワーは、実質的に垂直に向けられるか、又は垂直に対して少なくとも+/-5度未満の角度に向けられる。このようにして、ブレードを引っ張る重力が、根端部をハブの根端部コネクタに向かって移動させる方向に揃えられる。
一実施形態では、ブレード移動システムは、根端部をブレードの長手方向と直交するY方向及びZ方向において根端部コネクタに対して揃えるためのアクチュエータを備え、長手方向はX方向であり、アクチュエータは、少なくとも1つのブレード支持体を、ブレード支持体が接続されたトロリー又はローダアームに対してY方向及びZ方向に移動させ、アクチュエータは特に、根端部の複数のねじ付き端部を根端部コネクタにおける関連する複数の穴に揃える。アクチュエータは、根端部を根端部コネクタに厳密に揃えるのを可能にする。
代替実施形態では、ブレードを垂直に対して50度~70度の角度である設置姿勢まで旋回させる。この実施形態は、ブレードを完全に支持タワーに平行に向ける必要がないという点で利点をもたらす。これによって時間が節約される。ブレードは、特に垂直に対して60度の角度に向けることができる。
一実施形態では、ハブの主回転軸は実質的に水平に向けられる。
一実施形態では、ハブの主回転軸は、船舶の長手方向に対して実質的に平行に向けられるか又は実質的に直交するように向けられる。これによって支持タワー及び支持プラットフォームを簡単に構成することができ、設置方法の幾つかのロジスティック態様が向上することがわかった。
ブレードがハブ軸に対して厳密に90度に挿入されるわけではないことに留意されたい。このことは、強風負荷を受けるときの風力タービンのブレードとマストとの間の隙間要件に起因する。したがって、ハブの軸は水平+/-x度(ハブ-ブレード角度への調整のため)である。この方向は、任意の方向とすることができるが、長手方向又は垂直+/-x度(ハブ-ブレード角度への調整のため)であることが多い。
一実施形態では、支持タワー及びブレードの持上位置は、設置船の側部に配置され、持上位置は、設置船の長手方向に平行に延在する。これによって全体的なデッキレイアウトが向上することがわかった。デッキの中央位置をナセル、ハブ(事前にナセルに組み付けられない場合)、及びブレードの格納及び取扱いに使用することができ、これにより安全性が向上する。
一実施形態では、支持タワーは、高さがブレードの長さの少なくとも70%、特に少なくとも90%、さらに特に少なくとも100%である。これによってブレードを支持タワーに揃えることができる。支持タワーの最大高さは最大クレーン揚重高さによって決定される。支持タワーの最小高さは、ある角度のブレードが(まったく)水に接触しない海水位に対するブレード長さによって決定される。ブレード角度は水平に対して50度~90度であってもよく、(公称喫水における)海水位に対するタワーの最小高さは、概ねブレードの長さx cos(ブレード角度)である。
一実施形態では、ブレード移動システムは、走行ブロックを備える巻上げシステムを備え、少なくとも1つのブレード支持体は、ブレードを上向きに旋回させつつブレードの根端部を支持プラットフォームまで巻き上げるために走行ブロックに直接又は間接的に取り付けられ、特に走行ブロックとトロリーが一体化される。巻上げシステムは、ハブの根端部コネクタに向かってブレードの根端部を移動させる簡単で信頼性の高い方法であることがわかった。
代替実施形態では、積載レールは、支持プラットフォームから離れる方向へ水平距離に亘って延在し、トロリーは、積載レールに沿って前記支持プラットフォームに向かって遠隔位置から設置位置まで前記水平距離に亘って転動するか又は滑動し、ブレード支持体がトロリー上に設けられる。この実施形態では、ブレード及び特にその根端部を根端部コネクタに向かって水平距離に亘って移動させる。これによって、また、高速で信頼性が高く安全な配置及び接続手順が可能になることがわかった。
この実施形態では、1つ又は複数の揚重デバイスは、クレーンを備えてもよく、ブレードは、クレーンによってデッキから引き上げられ、ブレードの根端部はトロリー上に配置され、ブレードは、トロリーをナセルに向かって移動させる間トロリーとクレーンの両方によって支持される。これは、ブレードを配置してブレードを根端部コネクタに接続するための簡単で安全な手順である。
この実施形態では、積載レールは水平方向に延在してもよい。これによって、根端部を根端部コネクタに対して水平に配置することができる。
積載レールは、水平に対して傾斜してもよい。一実施形態では、積載レールは、垂直に対して0度~70度の角度で、好ましくは垂直に対して50度~70度の角度に延在してもよく、ブレードは、垂直に対して0度~70度、好ましくは垂直に対して50度~70度の角度で根端部コネクタに接続される。根端部をレールに沿って上向きに移動させる。根端部コネクタはレールに揃えられ、簡単な移動でブレードの根端部を根端部コネクタに挿入することが可能になる。
一実施形態では、基礎及び風力タービンマスト又はマストセグメントは、第1のクレーンによって設置船の第1の側から設置され、RNAは、船舶の第2の異なる側に組み立てられ、基礎を設置し、ブレードをハブに接続する間、設置船は第1の側を目標位置にして配置され、基礎及び風力タービンマストが設置された後、船舶は、RNA(36)を船舶から風力タービンマスト上に移送するために第2の側を目標位置にして再配置される。
これによってデッキ空間を2つの専用のデッキ領域に分割することができる。第1のデッキ領域は、基礎及びマストの設置専用に使用され、第2の異なるデッキ領域は、RNAの組立て専用に使用される。
これによってまた、別々のチームが、
1)基礎及びマストを第1のデッキ領域に設置すること、
2)第2のデッキ領域におけるRNAの組立て及び設置に取り組むことができる。
基礎を設置し、ブレードをハブに接続する間、設置船は右舷側を目標位置にして配置されてもよい。基礎及び風力タービンマストを設置した後、船舶は、ブレードを含むナセルを船舶から風力タービンマスト上に移送するためにRNAが組み立てられる側を目標位置にして再配置されてもよい。これによって、設置プロセス全体にわたる平行動作が可能になる。
代替として、設置船は、
1)目標領域が、基礎及びマストを目標領域まで引き上げるクレーンの届く範囲内に位置し、
2)目標領域が、RNAをマスト上に引き上げるクレーンの届く範囲内に位置する船舶位置において目標領域に対して配置される。
これによって設置船の再配置が不要になる。2つのクレーンが使用される場合、目標領域は2つのクレーンが重なり合う領域に位置すべきである。クレーンが船尾に配置される場合、船舶は船尾を目標領域にして配置される。クレーンが船首に配置される場合、船舶は船首を目標領域にして配置される。クレーンが右舷側又は左舷側に配置される場合、船舶はそれぞれ右舷側又は左舷側を目標領域にして配置される。
基礎及びマストの設置とRNAのマスト、第1のデッキ領域上への揚重の両方に単一のクレーンが使用される場合、船舶は、第2のデッキ領域及び目標位置が単一のクレーンの届く範囲内になるように配置される。
設置船が再配置される場合、設置船は、ハブ上にブレードを設置する間に再配置されてもよい。これによって設置時間がさらに節約される。
個々のブレードは、垂直姿勢でハブ上に設置されてもよい。代替として、個々のブレードは、傾斜姿勢でハブ上に設置されてもよく、ブレードの根端部は、ブレードの自由端よりも高い位置に位置する。
本発明は、風力タービンを目標位置に洋上設置するように構成された設置船であって、
- ブレードの根端部が接続される複数の根端部コネクタを有するハブを備えるナセルを一時的に支持するためのナセル支持構造体であって、
- 設置船のデッキから上向きに延在する支持タワーと、
- 支持タワーに接続された支持プラットフォームであって、1つ又は複数のブレードをナセルに接続する間ナセルを一時的に支持するように構成された支持プラットフォームとを備えるナセル支持構造体と、
- 1つ又は複数の揚重デバイスであって、
- ナセルを支持プラットフォーム上に引き上げ、
- 完成したナセルアセンブリを船舶に隣接して位置する風力タービンマスト上に引き上げるように構成された揚重デバイスとを備える設置船に関する。
本発明による設置船は、本発明による方法と同じ利点をもたらす。
一実施形態では、設置船は、ブレードを持上位置から、根端部が根端部コネクタに配置される設置位置に移動させるように構成されたブレード移動システムを備え、ブレード移動システムは、ブレードを支持するように構成された少なくとも1つの可動ブレード支持体と、可動ブレード支持体を移動させるための駆動システムとを備える。
一実施形態では、ブレード移動システムは、
- ナセル支持構造体に接続され、特に固定される積載レールであって、支持プラットフォームに位置する第1の端部と、第1の端部よりも支持プラットフォームからさらに離れた位置に位置する反対側の第2の端部とを有し、積載経路を形成する積載レールと、
- 支持プラットフォームのところの設置位置と、設置位置よりも支持プラットフォームからさらに離れた遠隔位置との間を積載レールに沿って転動するか又は滑動するトロリーであって、少なくとも1つのブレード支持体が直接又は間接的にトロリーに接続され、トロリーによって移動させられるトロリーとを備える。
一実施形態では、積載レールは、支持タワーに沿って垂直距離に亘って延在し、遠隔位置は、下部位置であり、設置位置は、トロリーの上部位置であり、トロリーは、根端部を上向きに支持タワーに沿ってナセルに向かって移動させるように構成される。
一実施形態では、ブレード移動システムは、ブレードの長さに沿って間隔を置いて設けられた複数の位置にブレードを保持するために複数のブレード支持体が接続されたローダアームを備え、ローダアームは、
a)トロリーヒンジを介してトロリーに旋回可能に接続されるか、又は
b)デッキに旋回可能に接続されるか若しくは少なくとも1つのヒンジを介して支持タワーに旋回可能に接続され、ヒンジは、特に、タワーのベースに位置し、
ローダアームは、ヒンジの周りを旋回可能であり、ローダアームがブレードを持ち上げるために垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢と、ローダアームが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間を移動可能であり、設置角度は持上角度よりも小さい。
一実施形態では、ローダアームの一端は、トロリーヒンジを介してトロリーに旋回可能に接続され、ローダアームの反対側の端部は、デッキ上の第1の位置とデッキ上の第2の位置との間を延在するデッキレールの上方を移動可能であるデッキトロリーによって支持され、第2の位置は、第1の位置よりも支持タワーのベースに近く、ブレード移動システムは、各ブレードの根端部を支持プラットフォームの高さまで引き上げるように構成され、根端部を引き上げる間、ブレードの自由端は、デッキの高さに留まるか、又は少なくとも、根端部をハブに接続するまで同じ高さまで上昇されることはなく、根端部を引き上げる間、ブレードをある角度に亘って旋回させ、自由端を支持タワーに向かって移動させる。
一実施形態では、ローダアームは、一方の端部の所で、支持タワーのベースに位置するヒンジに旋回可能に接続され、ローダアームは、ヒンジの周りにおいて、実質的に水平な姿勢と、ローダアームが支持タワーに実質的に揃えられる設置姿勢との間を旋回するように構成され、ローダアームの反対側の端部は、円の一部の経路を辿り、ローダアームは、ブレードの根端部が支持タワーから離れる方向に向けられ、ブレードの自由端が支持タワーの方へ向けられるようにブレードを保持するように構成される。
一実施形態では、支持タワーは、実質的に垂直に向けられるか、又は少なくとも水平に対して85度よりも大きい角度に向けられる。
一実施形態では、ハブの主回転軸は、船舶の長手方向に平行に向けられる。
一実施形態では、支持タワー及びブレードの持上位置は、設置船の側部に配置され、持上位置は、設置船の長手方向に平行に延在する。
一実施形態では、支持タワーは、高さがブレードの長さの少なくとも70%、特に少なくとも90%、さらに特に少なくとも100%である。
一実施形態では、ブレード移動システムは、走行ブロックを備える巻上げシステムを備え、ブレード支持体は、ブレードを上向きに旋回させつつブレードの根端部を支持プラットフォームまで巻き上げるために走行ブロックに取り付けられ、特に走行ブロックとトロリーが一体化される。
一実施形態では、積載レールは、支持プラットフォームから離れる方向へ水平距離に亘って延在し、トロリーは、積載レールに沿って前記支持プラットフォームに向かって遠隔位置から設置位置まで前記水平距離に亘って転動するか又は滑動するように構成される。
一実施形態では、1つ又は複数の揚重デバイスは、ブレードをデッキから引き上げ、トロリーをナセルに向かって移動させる間引き続きブレードを支持しつつ、ブレードの根端部をトロリー上に配置するように構成されたクレーンを備える。
一実施形態では、積載レールは、水平方向に延在する。代替実施形態では、積載レールは、垂直に対して0度~70度の角度、好ましくは40度~80度の角度、より好ましくは50度~70度の角度で延在する。
一実施形態では、設置船は、少なくとも第1の揚重デバイス及び第2の揚重デバイスを備え、第1の揚重デバイスは第1のクレーンであり、第2の揚重デバイスは第2のクレーンであり、第1のクレーンは、基礎を海底に下降させることによって基礎を設置し、第2のクレーンは、同時にRNAのアセンブリに対して揚重動作を実行するように構成される。
一実施形態では、第1のクレーンは、設置船の右舷側に配置され、第2のクレーンは設置船の左舷側に配置され、第1のクレーンと第2のクレーンはどちらも船舶の船首又は船尾に配置される。
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明を参照し、添付の図面に関して検討することによって本発明がよりよく理解されるにつれてより容易に諒解されよう。添付の図面において同様の参照符号は同様の部品を示す。
本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明の実施形態による風力タービン設置方法におけるステップを示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第2の実施形態を示す図である。 本発明による設置方法の第3の実施形態を示す図である。 本発明のさらなる実施形態を示す図である。 本発明のさらなる実施形態を示す図である。 本発明のさらなる実施形態を示す図である。 本発明のさらなる実施形態を示す図である。 本発明のさらなる実施形態を示す図である。 本発明による別の実施形態の側面図である。 本発明による別の実施形態を示す図である。 図28の実施形態を示す図である。 本発明による別の実施形態を示す図である。 図30の実施形態を示す図である。 本発明による別の実施形態を示す図である。 本発明による別の実施形態を示す図である。 図33の実施形態を示す図である。 図33の実施形態を示す図である。 図33の実施形態を示す図である。 図33の実施形態を示す図である。
図1A及び図1Bを参照すると、洋上風力タービンを設置船10によって洋上での目標位置11に設置するための方法の一実施形態が示されている。この方法は特に、浮体式設置船によって実施されることが意図されている。
設置船10は、ブレード24の根端部22が接続される複数の根端部コネクタ20を有するハブ18を備えるナセル16を一時的に支持するためのナセル支持構造体14を備える。
ナセル支持構造体14は、設置船10のデッキ31から上向きに延在する支持タワー30を備える。支持タワーはベース130を備える。この実施形態では、支持タワーは、実質的に垂直であるか、又は少なくとも垂直に対して5度未満の角度を有するが、支持タワーを異なる角度に傾斜させてもよいことは明らかである。この実施形態では、支持タワーのベース130は、支持タワーが浮体式設置船のデッキ及び船体に対して旋回するのを可能にするヒンジを備える。ヒンジはデッキ又は船体に固定される。したがって、デッキ又は船体に対するタワーの姿勢が調整可能であるにもかかわらず、ベース130の位置も固定される。通常、支持タワー30は垂直方向に向けられる。
ナセル支持構造体14は、支持タワー30、特に支持タワーの頂端部に接続された支持プラットフォーム32をさらに備える。支持プラットフォーム32は、1つ又は複数のブレード24をナセル16に接続する間ナセル16を一時的に支持するように構成される。
設置船10は、
- ナセル16を支持プラットフォーム上に引き上げ、
- ブレード24を含むナセルアセンブリ36(RNA36とも呼ばれる)を船舶に隣接して位置する風力タービンマスト上に引き上げるように構成された1つ又は複数の揚重デバイス34、35を備える。
揚重デバイスはクレーン34、35であってもよい。各クレーン34、35は、船舶のデッキ又は船体に取り付けられたベース39、特にタレットベースを備える。タレットベースは、垂直軸の周りのクレーンの回転を可能にする。各クレーンは、特に水平ヒンジ軸を形成するヒンジ132を介してタレットベースに接続された旋回可能なブーム131をさらに備える。ブームは、タレットベース39の後部側に接続され、支持フレーム134の上方をブーム131の上部135まで延在する支持ケーブル133によって支持される。支持ケーブル133は、必要に応じて旋回可能なブーム131を上昇させ下降させるようにウインチによって動作可能である。
設置船10は、大型側左舷側クレーン35と右舷側クレーン34とを備える。設置船10は、補助クレーン33を備える。第1のクレーン34は、設置船10の右舷側に配置され、実質的にデッキ31の右舷側に位置する関連する第1のデッキ領域を有する。第2のクレーン35は、設置船の左舷側に配置され、実質的にデッキ31の左舷側に位置する関連する第2のデッキ領域を有する。第1のデッキ領域は、基礎及びマストを設置するために使用される。第2のデッキ領域は、ナセル及びブレードを設置するために使用される。
第1のクレーン34と第2のクレーン35はどちらも船舶10の船尾95に配置される。代替として、クレーンは船首96に配置されてもよい。これが設置手順の全体的な効率を向上させることがわかった。
設置船10は、ブレード24を持上位置41から、根端部22がハブの根端部コネクタ20に配置される設置位置42に移動させるように構成されたブレード移動システム40をさらに備える。ブレードは、特許文献7とは異なり一体に設置される。各根端部22は、ハブの根端部コネクタ20の対応する穴に挿入する必要のある複数のねじ付き端部を備える。
ブレード移動システム40は、ナセル支持構造体に接続され、特に固定される積載レール46を備える。この実施形態では、積載レール46は支持タワー30に固定され、支持タワーに沿って延在する。
積載レール46は、支持プラットフォームに位置する第1の上端部と、第1の端部よりも支持プラットフォームからさらに離れた位置に位置する反対側の第2の下端部とを有する。積載レールは積載経路を形成する。図1では、積載レールは、支持タワー30の他方の側に配置される。
ブレード移動システム40は、積載レール46に沿って支持プラットフォームのところの設置位置と特にデッキの高さにおける設置位置よりも支持プラットフォームからさらに離れた遠隔位置との間を転動するか又は滑動するトロリー60をさらに備える。
ブレード移動システム40は、ブレードの長さに沿って間隔を置いて設けられた複数の位置にブレードを保持するために複数のブレード支持体44が接続されるローダアーム70をさらに備える。代替として、ローダアームに単一のブレード支持体が接続されてもよい。一般に、ローダアームは、長さが少なくともブレードの長さの2分の1である。ブレード24は、ブレードが持上姿勢にあるときにブレード支持体44を介してローダアーム70に接続される。この実施形態では、ブレード24は、ブレードが実質的に水平である間に少なくとも1つのブレード支持体によって持ち上げられる。ブレード支持体は、ブレードを上から持ち上げるグリッパを備えてもよい。グリッパは、締付け、摩擦、又は吸引を実施してもよい。このように、ローダアームがタワーに揃えられると、ブレード支持体は、タワーから離れる方を向いたブレードの側に位置する。
トロリー60と反対側のローダアームの端部55は、デッキレール49の上方を転動するか又は滑動するデッキトロリー48によって旋回可能に支持される。反対側の端部は、水平方向に移動する。デッキレールは、デッキ上の第1の位置とデッキ上の第2の位置との間を延在し、第2の位置は第1の位置よりも支持タワーのベースに近い。デッキレール49は、設置船の長さ方向に延在し、持上位置41に隣接して延在してもよい。
ブレード24は、ブレード支持体44を介してローダアーム70によって保持され、ブレードの根端部22はトロリーの方へ向けられ、自由端25はトロリー60から離れる方へ向けられる。ブレード支持体44は、ローダアーム及びトロリーを介して積載レール46に接続される。
図1~図12の実施形態では、ローダアーム70はトロリーヒンジ71を介してトロリーに旋回可能に接続される。(以下にさらに説明するように、別の実施形態では、ローダアームは、少なくとも1つのヒンジを介してデッキ又は支持タワーに旋回可能に接続されてもよく、ヒンジは特に、タワーのベースに配置される。この実施形態は、積載レール又はトロリーなしで機能してもよい。)
ローダアーム70は、トロリーに対してトロリーヒンジ71の周りを旋回可能であり、ローダアームがブレードを持ち上げるために垂直に対して持上角度、特に約90度に延在する持上姿勢と、ローダアームが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間を移動可能である。設置角度は持上角度よりも小さい。
この方法は、トロリーが遠隔位置にあり、ブレード支持体によってブレードの前記一部を支持しているときに、ブレードの少なくとも一部、特に根端部22をブレード支持体44に係合させることを含む。
ブレード移動システム40は、少なくとも1つの可動ブレード支持体44と、可動ブレード支持体を移動させるための駆動システム45とを備える。図2を参照されたい。ブレード移動システム40は、ブレード支持体を支持プラットフォーム上のナセルのハブの根端部コネクタに対してX、Y、及びZ方向に移動させるように構成される。代替又は追加として、支持プラットフォーム32は、厳密な配置のためにX、Y、及びZ方向においてハブ18を含むナセル16を移動させるためのアクチュエータを備えてもよい。このことについて図33~図36に関連して説明する。
支持タワー30及びブレードの持上位置は、設置船の側部、この場合は左舷側に配置される。ナセル16は、左舷側クレーン35によって支持プラットフォーム32に向かって引き上げられる。
ブレード24に対する持上位置41は細長く、設置船の長手方向に平行に延在する。持上位置は支持タワー30の前方である。左舷側クレーン35は支持タワー30の後方に配置される。
設置プロセス全体に亘って又は設置プロセスの間の必要な期間に、はしけ90又は他の種類の支持船を設置船に並べて配置することができる。はしけは、風力タービンの一部、すなわち、追加の基礎、マスト若しくはマストセグメント、ナセル、又はブレードを保持してもよい。ブレードは、3つ又は4つのブレード、一般には3つのブレードのセットにまとめられてもよい。設置プロセス全体に亘って、部品がはしけ90から設置船10上に移送されてもよい。基礎80、トランジションピース85、マスト81、ブレード24、及び/又はナセル16などの部品は、追加又は代替として設置船のデッキ31上に格納されてもよい。ナセル格納位置は、デッキの中央に位置してもよい。ブレード格納位置もデッキの中央に位置してもよい。
図2は、支持プラットフォーム32上のナセルを示す。次に、ナセルが支持プラットフォームに固定される。ハブの主回転軸19は実質的に水平に向けられ、少なくとも水平に対して+/-5度の角度に向けられる。この実施形態では、ハブの主回転軸19は、船舶の長手方向に平行に向けられる。次に、ナセルのハブの根端部コネクタ20が、ブレード移動システムの案内経路43に面する方向に向けられる。
同時に、ブレード24の根端部22が、ローダアーム70の可動ブレード支持体44によって支持される。ローダアーム70は、持上姿勢になり、デッキに揃えられる。ローダアームは、間隔を置いて配置された3つの可動ブレード支持体44A、44B、44Cを備える。持上姿勢が完全に水平である必要はないことは明らかである。可動ブレード支持体44A、44B、44Cは、ブレードの上方に延在し、ブレードを上から把持するように構成されたグリッパを備える。各可動ブレード支持体44A、44B、44Cは、グリッパを制御するための制御されたアクチュエータを備える。さらに、各可動ブレード支持体44A、44B、44Cは、ローダアーム70に対するX、Y、及びZ方向におけるグリッパの位置を正確に制御するためのアクチュエータを備える。このことは、根端部22の複数のねじ付き端部を根端部コネクタの対応する穴に挿入するための微細配置に必要である。
ブレード移動システム40は、各ブレードの根端部22を支持プラットフォームの高さまで引き上げるように構成され、根端部22を引き上げる間、ブレードの自由端25は、デッキの高さに留まるか、又は根端部をハブに接続するまで少なくとも同じ高さまで上昇されることはない。ブレードの根端部を引き上げる間、自由端25は支持タワーに向かって移動させられる。
ブレードをハブ上に組み付けるのと同時に、第1のクレーン34を使用して、第2のクレーン35がナセルを組み立てるための揚重動作を実行する間に、基礎を海底に下降させることによって基礎80を設置する。基礎は、吸引バケットによって海底に固着されてもよい。代替として、基礎はパイルによって固着されてもよい。基礎は、ジャケットであるように示されているが、基礎はモノパイルであってもよく、本発明は、モノパイルの場合でも実質的に同じ利点をもたらす。
モノパイルの場合、スリップジョイントがトランジションピースと一体化され/トランジションピースに置き換わる。設置は、まずモノパイルが海底に移送され、その後、トランジションピース/スリップジョイントが設置される。その後、マスト及びナセルアセンブリの設置が実施される。
本発明は、重力ベースの構造などの他の種類の基礎にも作用する。
基礎80及び風力タービンマスト81又はマストセグメントは、第1のクレーンによって設置船の右舷側から設置され、ナセル16は、船舶の左舷側で組み立てられる。逆についても同様である。
基礎を設置しブレード24をハブに接続する間、設置船は、右舷側を目標位置11として配置されてもよい。船舶はミラーリングされてもよく、その構成では設置船が左舷側の目標位置に配置されることは明らかである。代替方法では、設置は船首又は船尾を目標位置として配置されてもよい。
基礎80及び風力タービンマスト81を設置した後、船舶10は、他方の側を目標位置として、すなわち、ブレードを有するナセルを船舶から風力タービンマスト上に移送するためにナセルが組み立てられる側を目標位置として再配置されてもよい。
船舶が再配置される場合、船舶の再配置は、ハブ上にブレードを設置する間に実施されてもよい。
図3を参照すると、トロリー60は、駆動システム45によって支持タワー30に沿って上向きに移動させられ、これによりブレードの根端部22を支持タワーに沿ってナセルに向かって移動させ、ブレードを設置姿勢まで旋回させる。駆動システムは、トロリーに接続された巻上げブロックと、トロリーを上向きに巻き上げるウインチとを備えてもよい。
第1のブレード24Aの根端部22を案内経路に沿ってハブ上の根端部コネクタ20まで移動させる。ブレード24をローダアーム70によって設置姿勢まで旋回させる。
上向き移動の間、ブレード24を、ブレードが垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢と、ブレードが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間を旋回させる。設置角度は持上角度よりも小さい。
図4を参照すると、ブレード24の根端部22は、ハブ18上の根端部コネクタ20に係合され、第1のブレードの根端部22はハブの対応する第1の根端部コネクタに接続される。この場合、一般に幾つかのボルトが取り付けられる。接続動作の間、ブレードは、ブレード移動システムのブレード支持体44によって保持される。
トロリー60は、ブレードをX方向、すなわち、ブレードの長手方向に移動させるのに使用されてもよい。ブレード支持体44をY方向に移動させるためにアクチュエータ68が設けられる。ブレード支持体44を垂直方向(Z方向)に移動させるためにさらなるアクチュエータ69が設けられる。アクチュエータは、根端部22のねじ付き端部140を根端部コネクタにおける対応する穴141に揃える。図17Bは、ねじ付き端部及び穴を示す。100個よりも多くのねじ付き端部140及び同数の穴141があってもよい。穴はリング144を備える。リング144は、ハブに対して周方向に回転可能であり、すなわち矢印145で示されているようにX軸の周りを回転可能である。したがって、一般に、ねじ付き端部140を穴141に揃えるためにブレード自体をX軸の周りを回転させる必要はない。
図4に戻ると、ブレード24は、支持タワー30に実質的に揃えられる設置姿勢まで旋回させられる。個々のブレードは、垂直姿勢でハブ上に設置される。
代替又は追加として、支持プラットフォーム32は、ハブ18を含むナセル16を、少なくとも1つのブレード支持体(44)によって保持されるブレードに対して少なくともY方向及びZ方向に移動させるためのアクチュエータを備えてもよい。この変形例について、さらに以下で図33~図36に関連して説明する。
ブレードが支持タワー30に揃えられる実施形態では、支持タワー30は、高さがブレードの長さの少なくとも70%であり、特に少なくとも90%であり、さらに特に少なくとも100%である。支持タワーが、高さがブレード24の長さよりも小さい実施形態では、それにもかかわらず、ブレードの自由端を船舶の側部で支持タワー30の下方において突き出させることによってブレード24を支持タワーに揃えることが可能であってもよい。ブレードの自由端は、場合によっては設置時に水に浸かることがある。クレーンが完成したRNA 36を支持タワーから引き上げるのを可能にするために、クレーンの高さは支持タワーの高さよりも大きくすべきである。
ブレードが支持タワーに揃えられず、垂直に対して例えば60度の角度に設置される実施形態では、海水位よりも上のタワーの高さは、少なくともブレード長さにcos 60度を掛けた値とすべきである。そのような実施形態について以下でさらに説明する。
図5を参照すると、第1のブレード24Aはその後、120度の角度に亘って回転させられ、第2の根端部コネクタ20を下向きに向ける。同時に、第2のブレード24Bが持上位置41に配置される。図6を参照すると、ローダアームは、第2のブレード24Bを持ち上げるために下向きに移動させられる。
図7を参照すると、第2のブレード24Bは、ブレード移動システムによって上向きに移動させられる。
図8を参照すると、第2のブレードの根端部は、ハブ18の根端部コネクタ20に接続される。
図9を参照すると、ハブは再び120度に亘って回転させられる。第3のブレード24Cが持上位置に配置される。ローダアームが持上位置に位置し、ブレード支持体が第3のブレード24Cに係合する。
第3のブレード24Cを設置する間、第1のクレーン34は同時に、風力タービンマスト81を設置船から引き上げるか又ははしけから引き上げ、風力タービンマストを基礎80上に下降させることによって風力タービンマスト81を基礎80上に設置する。マストは、スリップジョイントを介して基礎に接続されてもよい。これらは、基礎のトランジションチューブ内部の円錐形コネクタである。一般に、スリップジョイントは基礎としてのモノパイルとともに使用される。トランジションチューブは、マスト81と同様に設置方法の一部として設置されてもよい。チューブは、開放上端部を有する。マストの下端部は、その外周上に嵌め合い円錐形コネクタを備える。マスト81の下端部を単に、基礎のチューブの開放上端部内に下降させる。コネクタ同士が嵌め合い、安全な接続を確立する。
図10を参照すると、第3のブレード24Cがハブに接続される。
ブレードをハブまで移動させ、ブレードをハブに接続するステップは、すべてのブレード24A、24B、24Cがナセルのハブ18に接続され、これにより(ブレードを含む)ナセルアセンブリ36が形成されるまで、以後のブレード及び根端部コネクタについて繰り返される。
図11を参照すると、設置船は、ナセルが位置する設置船の側を目標位置の方へ向けるように再配置される。
図12を参照すると、ナセルアセンブリ36は、クレーン35によってナセル支持構造体から引き上げられ、その後、支持タワーから風力タービンマスト81まで移動させられ、船舶に隣接して位置する風力タービンマスト上に配置される。ナセルアセンブリは、一般にボルトによって風力タービンマストに固定される。
US2010/0293781によるシステムとは異なり、クレーン35がナセルアセンブリ36の移送動作を実行するので、支持タワー30は、海水位よりも上で船舶及びカンチレバーから離れて外側に移動する必要はない。したがって、支持タワーのベースは、風力タービンを設置する間デッキに対して固定位置に留まることができる。支持タワーのベースを含む支持タワーは、クレーンから水平距離に位置する。「固定位置に」という語が、ヒンジを介してデッキ(又は船体)に固定され、例えば支持タワーを垂直に維持するために1つ又は複数のアクチュエータによって調整可能な姿勢を有することがある支持タワーを除外しないことに留意されたい。
ナセルアセンブリ36は、風力タービンマスト81の上端部87上に直接配置されてもよい。これによって手順はさらに単純になる。さらなる移送動作又は輸送動作は必要とされない。
図13を参照すると、設置が完了し、設置船が第2の設置を開始する準備が完了する。
図14~図20を参照すると、第2の実施形態が示されている。図14及び図15に示すように、この実施形態では、支持タワー30は右舷側に配置される。ローダアーム70の代わりに、クレーン34、35の一方を使用してデッキ31又はデッキ上に配置されたラック53からブレード24が引き上げられる。ブレードの重心の所で巻上げライン73に揚重フレーム72が接続される。ブレードが一方のクレーン、特に、この場合右舷側クレーンである支持タワー30の側のクレーンによって引き上げられ設置される。ブレードを水平姿勢で上昇させてもよい。
同時に、他方のクレーン35が基礎及びマスト又はマストセグメントを設置してもよい。
具体的に図16~図19を参照すると、この実施形態では、積載レール46は、水平距離に亘って延在し、図1~図13の実施形態の場合よりも短い。つまり、水平距離に亘って間隔を置いて配置された2つの積載レール46がある。積載レール46は特に水平である。積載レール46は支持プラットフォーム32又は支持タワー30に接続される。積載レール46は、支持プラットフォームから離れる方向へ水平距離に亘って延在する。積載レールは、支持タワー30からカンチレバーを形成し、支持ビーム47によって支持される。
この実施形態はローダアームを有さなくてもよい。
トロリー60は、ドライブ45によってX方向に駆動される。ドライブは油圧式であっても又は電気式であってもよい。トロリー60は、湾曲した凹状部材82を備えるブレード支持体44を備える。部材82は、根端部の下側を支持するように構成されてもよい。トロリーは、2つのローダレール46によって支持され、2つのレール46間の距離に広がっている。この実施形態では、ブレード支持体44はトロリー60に直接接続される。
特に図16を参照すると、クレーン、特に右舷側クレーン34を使用してデッキからブレード24を引き上げ、各ブレードの根端部22をトロリー60上に配置してもよい。トロリー60は、湾曲した凹状部材82を備えるブレード支持体44を備える。この実施形態では、ブレード支持体はトロリー60に直接接続される。
まず、クレーン34はトロリーのブレード支持体44上にブレード24の根端部22を配置する。クレーンは、根端部がブレード支持体44に係合した後引き続きブレードを保持する。トロリー60は次いで、積載レール46に沿ってX方向に前記支持プラットフォーム32に向かって遠隔位置から設置位置まで前記水平距離に亘って転動するか又は滑動する。ブレード支持体をY方向に移動させるためにアクチュエータ68が設けられる。ブレード支持体44を垂直方向(Z方向)に移動させるためにさらなるアクチュエータ69が設けられる。アクチュエータ68、69は、ブレード支持体の両側に設けられてもよい。これによって、根端部22のねじ付き端部75を根端部コネクタ20の対応する穴に挿入するための厳密な配置が可能になる。
このようにして、根端部がハブの根端部コネクタに挿入される。ブレード24は、トロリーをナセルに向かって移動させる間トロリーとクレーンの両方によって支持される。
積載レール46は、長さを限定することができ、例えば2m~5mとすることができる。その理由として、ハブに向かうブレードの移動のより大きな部分がクレーン35によって実施されるからである。この実施形態は図1~図13の実施形態よりも単純であるが、ブレードが、この場合も、クレーン35から吊り下げられたときに前後に揺れる欠点がある。
図20を参照すると、RNA 36は、完成すると、支持プラットフォームから引き上げられ、マスト81上に配置される。このことは、船舶10を再配置した後に行われてもよい。同時に、他方のクレーン35が連続する風力タービン用の新しい部品をはしけ90から船舶上に積載してもよい。
図21を参照すると、根端部をハブ上の根端部コネクタに向かって移動させるときにブレード24を上向きに旋回させるが、ブレードを垂直姿勢に旋回させない別の実施形態が示されている。その代わりに、ブレード24を水平に対して約30度(25度~35度)の角度に旋回させ、垂直に対して約60度(55度~65度)の角度に旋回させる。
図1~図13の実施形態について開示されたのと同じ積載レール、トロリー60及びローダアームを使用することができるが、支持タワー30がより短く、ブレードの長さよりも短いという違いがある。
この実施形態は、根端部を図1~図13の実施形態ほど高く上昇させる必要がない利点を有する。これによって時間が節約される。さらに、根端部を根端部コネクタに取り付ける際には、垂直挿入移動ではなく、水平に対して例えば30度の角度の挿入移動が必要である。風力タービンが3つのブレードを有する場合、水平に対して30度によって、すでに接続されたブレードが垂直方向に延在するのが可能になる。
ブレードが上向きに移動する間、ブレード24の自由端25をデッキ13の高さよりも下へ移動させることができる。デッキは一般に、水位よりもかなり高く(10m~20m)、したがって、利用可能な高さは十分にある。
図20を参照すると、ブレードをナセルに組み付けるのと同時に実施される基礎及びタービンマストの設置は、図1~図13の実施形態の場合と同じとすることができる。完成したRNA 36は、クレーン34、35の一方によって、支持プラットフォーム32から設置されたマスト81に移送される。
図21を参照すると、この実施形態では、支持タワー30がブレード24の長さよりも実質的に低く、例えば、ブレードの長さの20%~40%である。
この実施形態は、長さがブレード24の長さよりもかなり短いローダアーム70を有してもよい。ブレードは、ローダアーム70によって支持され、根端部22が支持タワーに向けられる。ブレード24の自由端59は、ローダアーム70の反対側の端部を越えてカンチレバーを形成する。トロリー60が支持タワーに沿って上向きに移動すると、ローダアームの反対側の端部は支持タワーに向かって移動する。ブレードが旋回させられ、ブレードの先端25が下向きに船舶のデッキよりも下方に移動する。ブレードは、ハブ上に垂直に対して40度~80度の角度に設置される。
図22~図25を参照すると、さらなる実施形態では、ローダアーム70は、デッキに旋回可能に接続されるか又は少なくとも1つのヒンジを介して支持タワーに旋回可能に接続され、特にタワーのベース78に配置される。ローダアームの反対側の端部79は、円の一部の経路を辿る。ブレード支持体44は、ヒンジを介して反対側の端部79に接続され、ブレードを支持する。円柱の形をした駆動システム45がローダアーム70を持上位置(実質的に水平であってもよい)から設置姿勢まで旋回させ、設置姿勢は、水平に対して30度から80度の間、好ましくは40度から70度の間の任意の角度であってもよい。船舶は、1つ(図23)若しくは2つのクレーン(図22)又はそれよりも多くのクレーンを有してもよい。
ブレード支持体44は、ローダアーム70を旋回させる間ブレード24を必要な姿勢に維持するためにローダアーム70に対して旋回可能である。例えば、ブレードは上向き移動の間水平に維持されてもよいが別の姿勢も可能である。
この実施形態はまた、図14~図20の実施形態の積載レール46及びトロリー60を備える。ローダアーム70が上向きに揺動すると、ブレード24の根端部22がトロリー60上のブレード支持体44上に配置され、トロリー60が積載レール46の上方を滑動するか又は転動する。アクチュエータ68、69は、トロリー60が根端部コネクタ20に向かって移動するときにY方向及びZ方向における厳密な配置を可能にする。
図26を参照すると、図14~図20の実施形態の変形例である別の実施形態では、第1の支持タワー30から離れた位置に第2の支持タワー100が設けられる。クレーンは、第1の支持タワー30上の支持プラットフォーム32から延在するレール46上のトロリー60上の第1のブレード支持体上にブレードを配置し、且つ第2の支持タワー100上の第2のブレード支持体44上にブレードを配置してもよい。
図30及び図31を参照すると、代替として、ブレード24を水平姿勢で支持プラットフォーム32の高さまで上昇させるためのブレードリフト110が設けられてもよい。ブレードリフトは、1つ又は複数のブレード支持体44を有するローダアーム70を備えてもよく、ローダアームは、
- 第1の支持タワー30に沿って上下に走行する第1のトロリー60と、
- 第2の支持タワー100に沿って上下に走行する第2のトロリー61とによって支持される。
図27を参照すると、別の実施形態が示されており、この場合、ブレード24はタワーに揃えられず、角度をもって設置される。この実施形態では、ローダアーム70はヒンジ77を介して船舶のデッキ又は船体に接続される。ヒンジ77は、タワーから距離103の位置に位置し、この距離はローダアーム70の長さよりも短く、ブレード24の長さよりも短くてもよい。ローダアームは、水平であってもよい持上姿勢、及び垂直から30度~80度であってもよい設置姿勢から旋回可能である。風力タービンが3つのブレードを有する場合、設置姿勢は垂直に対して60度であってもよい。
ローダアームは、ブレード支持体44によってブレードを持ち上げる。ローダアームは次いで、支持プラットフォームの近くであってもよい停止位置106に到達するまで上向きに旋回する(破線を参照されたい)。次に、ブレード24の根端部22が、アクチュエータ68、69による厳密な配置によって根端部コネクタに挿入されてもよい。
図28及び図29を参照すると、別の実施形態が示されている。ヒンジ77は支持タワーのベースに位置する。ローダアーム70は、水平であってもよい持上姿勢から、支持タワーに揃えられる設置姿勢までヒンジの周りを旋回する。ブレード24は、ブレードの根端部22がヒンジ77から離れる方向に向けられ、ブレードの自由端25がヒンジに向かう方向に向けられるようにローダアーム70によって保持される。
この方法は、ローダアームを上向きに旋回させ、これによりブレードの根端部をナセル16に向かって移動させることを含む。
この実施形態では、ブレード24を、垂直に対して0度~70度の角度であり、特に50度~70度である設置姿勢まで旋回させる。
図32を参照すると、さらなる態様では、設置船はジャッキアップリグ10′であってもよい。ジャッキアップリグは、浮体式設置船と比べて多数の欠点を有するにもかかわらず、本発明の利点のいくつかがジャッキアップリグによって実現される場合もある。ジャッキアップリグ上にRNAアセンブリを設けると、風条件によって依然として設置時にブレード24の予測できない動きが生じることがあり、本明細書で開示するブレード移動システムについての実施形態はRNA組立て動作を向上させることがある。さらに、RNAを組み立てるのと同時に基礎80及びマスト81を設置すると、全体的な速度が高くなりコストが低減することがある。
ジャッキアップリグは、単一のクレーンを備えてもよく、又は図示のように2つのクレーン34、35を備えてもよい。クレーン34、35は、ジャッキアップレグ150、151のうちの2つと揃えられてもよい。
この方法によれば、基礎80とマスト81がRNAを組み立てるのと同時に設置されてもよい。この場合、RNAの組立ては、図14~図20で開示したように行われるが、RNAを組み立てるための他の実施形態のいずれもジャッキアップリグ10′上で実施可能であり、例えば、図1A~図13のアップエンディング方法、図21の部分アップエンディング方法、図22~図25又は図27~図29の旋回ローダアーム70、図26の方法、又は図30及び図31のブレードリフトなどが実施可能である。
基礎80、マスト81の設置とRNAの同じジャッキアップリグへの組付けを同時に行うと、速度が著しく高くなり、コストが低減する。このことは、ジャッキアップリグが単一のクレーンしか備えない場合でも成り立つ。
図33~図37を参照すると、別の実施形態では、支持プラットフォームは、根端部コネクタをブレードの根端部に揃え、特に複数のねじ付き端部を根端部コネクタにおける対応する穴に揃えるためにナセル16及びハブ18をブレード24に対して少なくともY方向及びZ方向に移動させるためのアクチュエータを備えるナセル移動システム119を備える。図示の実施形態では、アクチュエータは、ナセル16及びハブ18をX、Y、及びZ方向に移動させ、ナセル及びハブをX-Y軸及びZ軸の周りを回転させるように構成される。軸システムは、ブレード24に対して定義され、その場合、X方向はブレードの長手方向に対応する。当然のことながら、異なる軸システムが定義されてもよい。
支持プラットフォーム32は、ナセル16及びハブ18が取り付けられる固定部124及び台125を備える。台125は、アクチュエータの第1のセット120及びアクチュエータの第2のセット122を介して支持プラットフォーム32の固定部124に接続される。第1のセット120は第2のセットの上方に距離を置いて位置する。
アクチュエータ121A~121Dの第1のセット120は、油圧シリンダ、例えば4つの油圧シリンダであってもよい。シリンダ121A、121Bは一方の側の対を形成し、シリンダ121C、121Dは、反対側の対を形成する。
アクチュエータ123A~123Dの第2のセット122は(もまた)、油圧シリンダ、例えば4つの油圧シリンダであってもよい。シリンダ123A、123Bは一方の側の対を形成し、シリンダ123C、123Dは、反対側の対を形成する。
第1及び第2のセット120、122はともに、6自由度を実現する。幾つかの例では、6自由度よりも少なくても十分である場合がある。例えば、ブレード移動システムが
当業者には、ブレード移動システム40とナセル移動システム119を組み合わせることによって、ブレード24若しくはナセル及びハブ、又はその両方を移動させて根端部22を根端部コネクタ20に揃えることが可能になることが理解されよう。
上記の説明は、本発明の好ましい実施形態の動作を示すことを意図したものであり、本発明の保護の範囲を縮小することを意図したものではないことは明らかである。当業者には、上記の説明から、本発明の発明概念及び保護範囲内で多数の実施形態が企図されよう。
本開示は以下の節に関する。
1. 洋上風力タービン(100)を設置船(10)、特に浮体式設置船によって洋上での目標位置(11)に設置するための方法であって、設置船は、
- ブレード(24)の根端部(22)が接続される複数の根端部コネクタ(20)を有するハブを備えるナセル(16)を一時的に支持するためのナセル支持構造体(14)であって、
- 設置船のデッキから上向きに延在する支持タワー(30)と、
- 支持タワーに接続された支持プラットフォーム(32)であって、1つ又は複数のブレードをナセルに接続する間ナセルを一時的に支持するように構成された支持プラットフォームとを備えるナセル支持構造体と、
- 1つ又は複数の揚重デバイス(34、35)であって、
- ナセル(16)を支持プラットフォーム上に引き上げ、
- ブレード(24)を含むナセルアセンブリ(36)を、船舶に隣接して位置する風力タービンマスト(81)上に引き上げるように構成された1つ又は複数の揚重デバイスとを備え、
方法は、
a)ナセルを支持プラットフォーム上に引き上げ、ナセルを支持プラットフォームに固定するステップと、
b)ナセルのハブの根端部コネクタ(20)をブレード移動システムの案内経路に面する方向に向けるステップと、
c)第1のブレードの根端部(22)をハブの対応する第1の根端部コネクタに接続するステップと、
d)以後のブレード及び根端部コネクタについて、すべてのブレードがナセルのハブに接続され、これによりRNA(36)が形成されるまでステップb)及びc)を繰り返すステップと、
e)RNAをナセル支持構造体から引き上げ、船舶に隣接して位置する風力タービンマスト(81)上にRNAを配置するステップとを含む方法。
2. ブレードをハブ上に設置する間、1つ又は複数の揚重デバイスが同時に、基礎(80)を海底に設置し、風力タービンマスト(81)又はその一部を基礎上に引き上げる、節1に記載の方法。
3. 設置船は、ブレードを持上位置から、根端部が根端部コネクタに配置される設置位置に移動させるように構成されたブレード移動システム(40)を備え、ブレード移動システムは、ブレードを支持するように構成された少なくとも1つの可動ブレード支持体(44)と、可動ブレード支持体を移動させるための駆動システム(45)とを備え、方法は、ステップb)とステップc)との間に、
- ブレードの根端部を可動ブレード支持体によって支持するステップと、
- 駆動システムによって可動ブレード支持体を移動させることによって第1のブレード(24A)の根端部を案内経路に沿ってハブ上の根端部コネクタ(20)まで移動させ、根端部を根端部コネクタに揃え、ブレードの根端部をハブ上の根端部コネクタに係合させるステップとを含む、節1又は2に記載の方法。
4. ブレード移動システムは、
- ナセル支持構造体に接続され、特に固定される積載レール(46)であって、支持プラットフォームに位置する第1の端部と、第1の端部よりも支持プラットフォームからさらに離れた位置に位置する反対側の第2の端部とを有し、積載経路を形成する積載レールと、
- 支持プラットフォームのところの設置位置と、設置位置よりも支持プラットフォームからさらに離れた遠隔位置との間を積載レールに沿って転動するか又は滑動するトロリー(60)であって、少なくとも1つのブレード支持体(44)が直接又は間接的にトロリーに接続され、トロリーによって移動させられるトロリーとを備え、方法は、
トロリーが遠隔位置にあるときにブレードの少なくとも一部、特に根端部をブレード支持体(44)に係合させ、ブレード支持体によってブレードの前記部分を支持するステップと、
トロリーを遠隔位置から積載レールに沿って支持プラットフォームのところの設置位置に向かって移動させ、これによりブレードの根端部をハブの根端部コネクタに向かって移動させるステップとを含む、節3に記載の方法。
5. 積載レール(46)は、支持タワーに沿って垂直距離に亘って延在し、遠隔位置は、下部位置であり、設置位置は、トロリーの上部位置であり、トロリーは、根端部を上向きに支持タワーに沿ってナセルに向かって移動させる、節4に記載の方法。
6. 上向きに移動する間、ブレードを、ブレードが垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢とブレードが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間で旋回させ、設置角度は持上角度よりも小さい、節5に記載の方法。
7. ブレード移動システムは、ブレードの長さに沿って間隔を置いて設けられた複数の位置にブレードを保持するために複数のブレード支持体(44A、44B、44C)が接続されたローダアーム(70)であって、長さがブレードの長さの少なくとも2分の1であるローダアームを備え、ローダアームは、
a)トロリーヒンジ(71)を介してトロリー(60)に旋回可能に接続されるか、又は
b)デッキに旋回可能に接続されるか若しくは少なくとも1つのヒンジ(77)を介して支持タワーに旋回可能に接続され、ヒンジは、タワーのベースに位置するか、又はタワーから離れた位置に位置し、
ローダアームは、ヒンジの周りを旋回可能であり、ローダアームがブレードを持ち上げるために垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢と、ローダアームが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間を移動可能であり、設置角度は持上角度よりも小さく、
方法は、
ブレードが持上姿勢であるときにブレードをブレード支持体を介してローダアームに接続するステップと、
ブレードをローダアームによって設置姿勢まで旋回させるステップとを含む、節3から6のいずれか1つに記載の方法。
8. ローダアームはトロリーヒンジ(71)を介してトロリー(60)に旋回可能に接続され、方法は、
ブレード支持体を介してローダアームによってブレードを保持するステップであって、ブレードの根端部が、トロリーの方へ向けられ、自由端がトロリーから離れる方向に向けられるステップと、
トロリーを支持タワーに沿って上向きに移動させ、これにより、ブレードの根端部を支持タワーに沿って上向きにナセルに向かって移動させ、ブレードを設置姿勢まで旋回させるステップとを含む、節7に記載の方法。
9. ローダアームは、デッキに旋回可能に接続されるか又は少なくとも1つのヒンジ(77)を介して支持タワーに旋回可能に接続され、
a)ヒンジ(77)は、タワーのベースに位置し、ローダアームの反対側の端部(79)は、円の一部の経路を辿り、ブレードは、ブレードの根端部(22)がヒンジから離れる方向に向けられ、ブレードの自由端がヒンジの方へ向けられるようにローダアームによって保持され、ブレードは、上向き移動の間実質的に支持タワーに揃えられたままであり、
b)ヒンジ(77)は、タワーのベースに位置し、ローダアームの反対側の端部は、円の一部の経路を辿り、ブレード支持体(44)は、反対側の端部(79)に旋回可能に接続され、ブレードは、上向きに移動する間ローダアームに対して支持プラットフォーム上のハブに向かって旋回させられ、
c)ヒンジ(77)は、タワーのベースからある距離(103)に位置し、ブレードは、ブレードの自由端(25)がヒンジの方へ向けられるようにローダアームによって保持され、ブレードは、上向きに移動する間実質的に支持タワーに揃えられたままであり、
方法は、
ローダアームを上向きに旋回させ、これによりブレードの根端部をナセルに向かって移動させるステップを含む、節7に記載の方法。
10. ブレード移動システム(40)は、各ブレードの根端部を支持プラットフォームの高さまで引き上げるように構成され、根端部を引き上げる間、ブレードの自由端(25)は、デッキの高さに留まるか、又は少なくとも、根端部をハブに接続するまで同じ高さまで上昇されることはなく、根端部(22)を引き上げる間、ブレードを旋回させ、自由端を支持タワーに向かって移動させる、節3から9のいずれか1つに記載の方法。
11. ブレードは、実質的に水平である間に少なくとも1つのブレード支持体によって持ち上げられる、節3から10のいずれか1つに記載の方法。
12. ブレードを、実質的に支持タワーに揃えられる設置姿勢、特に垂直姿勢まで旋回させる、節1から11のいずれか1つに記載の方法。
13. ブレード移動システムは、根端部(22)をブレードの長手方向と直交するY方向及びZ方向において根端部コネクタ(20)に対して揃えるためのアクチュエータ(68、69)を備え、長手方向はX方向であり、アクチュエータ(68、69)は、少なくとも1つのブレード支持体(44)を、ブレード支持体(44)が接続されたトロリー(60)又はローダアーム(70)に対してY方向及びZ方向に移動させ、アクチュエータは特に、根端部の複数のねじ付き端部を根端部コネクタにおける関連する複数の穴に揃える、節3から12のいずれか1つに記載の方法。
14. ブレードを垂直に対して0度~70度、好ましくは40度~80度、より好ましくは50度~70度の角度である設置姿勢まで旋回させる、節12を除く節1から13のいずれか1つに記載の方法。
15. ハブの主回転軸(19)は、船舶の長手方向に対して平行に向けられるか又は直交するように向けられる、節1から14のいずれか1つに記載の方法。
16. 支持タワー及びブレードの持上位置は、設置船の側部に配置され、持上位置(41)は、設置船の長手方向に平行に延在する、節1から15のいずれか1つに記載の方法。
17. 支持タワーは、水面までの高さがブレードの長さの少なくとも50%、特に少なくとも75%、さらに特に少なくとも100%である、節1から16のいずれか1つに記載の方法。
18. 積載レール(46)は、支持プラットフォームから離れる方向へ水平距離に亘って延在し、トロリーは、積載レールに沿って前記支持プラットフォームに向かって遠隔位置から設置位置まで前記水平距離に亘って転動するか又は滑動し、ブレード支持体(44)は、トロリー上に設けられる、節3、16、及び17のいずれか1つに記載の方法。
19. 1つ又は複数の揚重デバイスは、クレーンを備え、ブレードは、クレーンによってデッキから引き上げられ、ブレードの根端部はトロリー上のブレード支持体上に配置され、ブレードは、トロリーをナセルに向かって移動させる間トロリーとクレーンの両方によって支持される、節1から18のいずれか1つに記載の方法。
20. 積載レール(46)は水平方向に延在する、節18及び19のいずれか1つに記載の方法。
21. 積載レールは、垂直に対して0度~70度、好ましくは40度~80度、より好ましくは50度~70度の角度で延在し、ブレードは、垂直に対して0度~70度、好ましくは40度~80度、より好ましくは50度~70度の角度で根端部コネクタに接続される、節18及び19のいずれか1つに記載の方法。
22. 少なくとも第1の揚重デバイス(34)及び第2の揚重デバイス(35)を備え、第1の揚重デバイスは、船舶のデッキ上の、特に右舷側に関連する第1のデッキ領域を有する第1のクレーンであり、第2の揚重デバイスは、船舶のデッキ上の、特に左舷側に関連する第2のデッキ領域を有する第2のクレーンであり、第1及び第2のデッキ領域は異なる専用デッキ領域であり、第1のクレーンは、基礎を海底に設置するために使用され、一方、第2のクレーンは、同時にナセルを組み立てるための揚重動作を実行し、各クレーンは、その関連する専用デッキ領域を使用する、節1から21のいずれか1つに記載の方法。
23. 基礎及び風力タービンマスト又はマストセグメントは、第1のクレーンによって設置船の第1の側から設置され、ナセルは、船舶の第2の異なる側に組み立てられ、基礎を設置し、ブレードをハブに接続する間、設置船は第1の側を目標位置にして配置され、基礎及び風力タービンマストが設置された後、船舶は、RNA(36)を船舶から風力タービンマスト上に移送するために第2の側を目標位置にして再配置される、節1から22のいずれか1つに記載の方法。
24. 設置船は、ブレードをハブ上に設置する間に再配置される、節1から23のいずれか1つに記載の方法。
25. RNA(36)は、前記RNA(36)の組立てと同時に設置された基礎(80)及びマスト(81)上に設置され、RNA(36)は、RNA(36)の組立てと同時に設置された基礎(80)及びマスト(81)とは異なる基礎及びマスト上に設置される、節1から24のいずれか1つに記載の方法。
26. 個々のブレードは、傾斜姿勢でハブ上に設置され、ブレードの根端部は、ブレードの自由端よりも高い位置に位置する、節1から25のいずれか一項に記載の方法。
27. 風力タービン(100)を目標位置に洋上設置するように構成された設置船(10; 10′)であって、
- ブレード(24)の根端部(22)が接続される複数の根端部コネクタ(20)を有するハブを備えるナセルを一時的に支持するためのナセル支持構造体(14)であって、
- 設置船のデッキから上向きに延在する支持タワー(30)と、
- 支持タワーに接続された支持プラットフォーム(32)であって、1つ又は複数のブレードをナセルに接続する間ナセルを一時的に支持するように構成された支持プラットフォームとを備えるナセル支持構造体と、
- 1つ又は複数の揚重デバイス(34、35)であって、
- ナセル(16)を支持プラットフォーム上に引き上げ、
- 完成したナセルアセンブリ(36)を船舶に隣接して位置する風力タービンマスト(81)上に引き上げるように構成された揚重デバイスとを備える設置船。
28. ブレードを持上位置から、根端部(22)が根端部コネクタ(20)に配置される設置位置に移動させるように構成されたブレード移動システム(40)を備え、ブレード移動システムは、ブレードを支持するように構成された少なくとも1つの可動ブレード支持体(44)と、可動ブレード支持体を移動させるための駆動システム(45)とを備える、節27に記載の設置船。
29. ブレード移動システムは、
- ナセル支持構造体に接続され、特に固定される積載レール(46)であって、支持プラットフォームに位置する第1の端部と、第1の端部よりも支持プラットフォームからさらに離れた位置に位置する反対側の第2の端部とを有し、積載経路を形成する積載レールと、
- 支持プラットフォームのところの設置位置と、設置位置よりも支持プラットフォームからさらに離れた遠隔位置との間を積載レールに沿って転動するか又は滑動するトロリー(60)であって、少なくとも1つのブレード支持体が直接又は間接的にトロリーに接続され、トロリーによって移動させられるトロリーとを備える、節28に記載の設置船。
30. 積載レールは、支持タワーに沿って垂直距離に亘って延在し、遠隔位置は、下部位置であり、設置位置は、トロリーの上部位置であり、トロリーは、根端部を上向きに支持タワーに沿ってナセルに向かって移動させるように構成される、節29に記載の設置船。
31. ブレード移動システムは、ブレードの長さに沿って間隔を置いて設けられた複数の位置にブレードを保持するために複数のブレード支持体(44A、44B、44C)が接続されたローダアーム(70)を備え、ローダアームは、
a)トロリーヒンジ(71)を介してトロリー(60)に旋回可能に接続されるか、又は
b)デッキに旋回可能に接続されるか若しくは少なくとも1つのヒンジ(77)を介して支持タワーに旋回可能に接続され、ヒンジは、タワーのベースに位置するか、又はタワーのベースから距離を置いて位置し、
ローダアームは、ヒンジの周りを旋回可能であり、ローダアームがブレードを持ち上げるために垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢と、ローダアームが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間を移動可能であり、設置角度は持上角度よりも小さい、節29又は30に記載の設置船。
32. ローダアームの一端は、トロリーヒンジを介してトロリーに旋回可能に接続され、ローダアームの反対側の端部(55)は、デッキ上の第1の位置とデッキ上の第2の位置との間を延在するデッキレール(49)の上方を移動可能であるデッキトロリー(48)によって支持され、第2の位置は、第1の位置よりも支持タワーのベースに近く、ブレード移動システム(40)は、各ブレードの根端部を支持プラットフォームの高さまで引き上げるように構成され、根端部を引き上げる間、ブレードの自由端(25)は、根端部をハブに接続するまで同じ高さまで上昇されることはなく、根端部を引き上げる間、ブレードをある角度に亘って旋回させ、自由端を支持タワーに向かって水平距離に亘って移動させる、節27から31のいずれか1つに記載の設置船。
33. ローダアームは、デッキに旋回可能に接続されるか又は少なくとも1つのヒンジ(77)を介して支持タワーに旋回可能に接続され、
a)ヒンジ(77)は、タワーのベースに位置し、ローダアームの反対側の端部(79)は、円の一部の経路を辿り、ローダアームは、ブレードの根端部(22)がヒンジから離れる方向に向けられ、ブレードの自由端がヒンジの方へ向けられるようにブレードを保持するように構成され、ブレードは、上向き移動の間実質的に支持タワーに揃えられたままであり、
b)ヒンジ(77)は、タワーのベースに位置し、ローダアームの反対側の端部(79)は、円の一部の経路を辿り、ブレード支持体(44)は、反対側の端部(79)に旋回可能に接続され、ブレードは、上向きに移動する間ローダアームに対して支持プラットフォーム上のハブに向かって旋回させられ、
c)ヒンジ(77)は、タワーのベースからある距離(103)に位置し、ローダアームは、ブレードの自由端(25)がヒンジの方へ向けられるようにブレードを保持するように構成され、ブレードは、上向きに移動する間実質的に支持タワーに揃えられたままである、節31に記載の設置船。
34. 支持タワーは、実質的に垂直に向けられるか、又は少なくとも水平に対して85度よりも大きい角度に向けられる、節27から33のいずれか1つに記載の設置船。
35. 支持プラットフォーム(32)は、ハブの主回転軸が船舶の長手方向に平行に向けられるか、又は船舶の長手方向に直交するように向けられるようにナセルを支持するように構成される、節27から34のいずれか1つに記載の設置船。
36. 支持タワー及びブレードの持上位置は、設置船の側部に配置され、持上位置は、設置船の長手方向に平行に延在する、節27から35のいずれか1つに記載の設置船。
37. 支持タワーは、水面までの高さがブレードの長さの少なくとも50%、特に少なくとも75%、さらに特に少なくとも100%である、節27から36のいずれか1つに記載の設置船。
38. ブレード移動システムは、走行ブロックを備える巻上げシステムを備え、ブレード支持体は、ブレードを上向きに旋回させつつブレードの根端部を支持プラットフォームまで巻き上げるために走行ブロックに取り付けられ、特に走行ブロックとトロリーが一体化される、節27から37のいずれか1つに記載の設置船。
39. 積載レール(46)は、支持プラットフォームから離れる方向へ水平距離に亘って延在し、トロリー(60)は、積載レールに沿って前記支持プラットフォームに向かって遠隔位置から設置位置まで前記水平距離に亘って転動するか又は滑動するように構成され、トロリーは少なくとも1つのブレード支持体(44)を支持する、節29及び34から38のいずれか1つに記載の設置船。
40. 1つ又は複数の揚重デバイスは、ブレードをデッキから引き上げ、トロリーをナセルに向かって移動させる間引き続きブレードを支持しつつ、ブレード支持体(44)上のブレードの根端部をトロリー上に配置するように構成されたクレーンを備える、節27から39のいずれか1つに記載の設置船。
41. 積載レールは、水平方向に延在する、節27から40のいずれか1つに記載の設置船。
42. 積載レールは、垂直に対して0度~70度の角度、好ましくは50度~70度の角度で延在し、ブレードは、垂直に対して0度~70度の角度、好ましくは50度~70度の角度に根端部コネクタに接続される、節39及び40のいずれか1つに記載の設置船。
43. 少なくとも第1の揚重デバイス(34)及び第2の揚重デバイス(35)を備え、第1の揚重デバイスは第1のクレーンであり、第2の揚重デバイスは第2のクレーンであり、第1及び第2のクレーンは、支持プラットフォームの高さよりも上まで延在し、第1のクレーンは、基礎を海底に設置するように構成され、第2のクレーンは、同時にRNAを組み立てるための揚重動作を実行するように構成される、節27から42のいずれか1つに記載の設置船。
44. 第1のクレーンは、設置船の第1の側に配置され、第2のクレーンは、設置船の異なる第2の側に配置される、節43に記載の設置船。
45. 第1のクレーンは、船舶のデッキ上の、特に右舷側に関連する第1のデッキ領域を有し、第2の揚重デバイスは、船舶のデッキ上の、特に左舷側に関連する第2のデッキ領域を有する第2のクレーンであり、第1及び第2のデッキ領域は異なる専用デッキ領域であり、第1のデッキ領域は、基礎及びマストの設置について専用に使用され、第2のデッキ領域は、ブレードのナセル上への設置について専用に使用される、節43又は44に記載の設置船。
46. ブレード移動システムは、根端部をブレードの長手方向と直交するY方向及びZ方向において根端部コネクタに対して厳密に配置するためのアクチュエータ(68、69)を備え、アクチュエータは、特に、根端部の複数のねじ付き端部を根端部コネクタにおける関連する複数の穴に揃えるように構成される、節27から45のいずれか1つに記載の設置船。
47. アクチュエータ(68、69)は、少なくとも1つのブレード支持体(44)をY方向及びZ方向に移動させるように構成される、節27から46のいずれか1つに記載の設置船。
48. 第1の支持タワー(30)からある距離離れて配置された第2の支持タワー(100)を備える、節39から41のいずれか1つに記載の設置船。
49. ブレードを水平姿勢で支持プラットフォームの高さまで引き上げることができるブレードリフト(110)を備える、節27から48のいずれか1つに記載の設置船。
50. 第1の支持タワーと第2の支持タワーは、少なくとも1つの支持ビームを介して相互接続される、節47及び48のいずれか1つに記載の設置船。
51. 支持プラットフォーム及びローダアーム(70)の高さよりも上まで延在する単一のクレーンを備える、節42から44を除く節27から49のいずれか1つに記載の設置船。
52. 支持プラットフォーム(32)は、プラットフォームの固定部(124)に対して、且つ少なくとも1つのブレード支持体(44)によって保持されるブレード(24) に対して、ハブ(18)を含むナセル(16)を少なくともY方向及びZ方向に移動させるように構成されたアクチュエータ(121A~121D、123A~123D)を備えるナセル移動システム(119)を備える、節27から44のいずれか1つに記載の設置船。
53. アクチュエータは、根端部コネクタ(20)をブレードの根端部(22)に揃えるために、ナセル及びハブをX、Y、及びZ方向に移動させ、ナセル及びハブをX、Y、及びZ軸の周りを旋回させるように構成される、節27から52のいずれか1つに記載の設置船。
54. 支持プラットフォームは、ナセルを接続することができる台(125)を備え、アクチュエータは、アクチュエータ(121A~121D)の第1の上部セット(120)及び第1のセットの下方に距離を置いて設けられたアクチュエータ(123A~123D)の第2の下部セット(122)に配置された油圧シリンダであり、アクチュエータは支持プラットフォームの固定部(124)と台との間を延在する、節27から53のいずれか1つに記載の設置船。
55. どちらのクレーン(34、35)も船舶の船首若しくは船尾に配置されるか、又はどちらのクレーンも船舶の右舷側若しくは左舷側に配置されるか、又はクレーンは、船舶の対角方向に対向する角部に配置される、節27から54のいずれか1つに記載の設置船。
56. 設置船は、特に半潜水式の浮体式船舶である、節27から55のいずれか1つに記載の設置船。
57. 設置船はジャッキアップリグ(10′)である、節27から56のいずれか1つに記載の設置船。
58. 支持プラットフォーム(32)の固定部(124)に対して且つ複数のアクチュエータを含むブレード(24)に対してナセル(16)及びハブ(18)を移動させ、これにより根端部コネクタ(20)をブレードの根端部(22)に揃える、節1~26のいずれか1つに記載の方法。
59. 根端部を根端部コネクタに揃える間、ブレード移動システム(40)を含むブレードとナセル移動システム(119)を含むナセル及びハブの両方を移動させるステップを含む、節1から26のいずれか1つに記載の方法。
10 設置船
10′ ジャッキアップリグ
11 目標位置
14 ナセル支持構造体
16 ナセル
18 ハブ
19 主回転軸
20 根端部コネクタ
22 根端部
24 ブレード
25 自由端
30 支持タワー
31 デッキ
32 支持プラットフォーム
34 揚重デバイス、右舷側クレーン
35 揚重デバイス、左舷側クレーン
36 ナセルアセンブリ
39 ベース
40 ブレード移動システム
41 持上位置
42 設置位置
43 案内経路
44 ブレード支持体
44A、44B、44C 可動ブレード支持体
45 駆動システム
46 積載レール
47 支持ビーム
48 デッキトロリー
49 デッキレール
55 端部
59 自由端
60 トロリー
68 アクチュエータ
69 アクチュエータ
70 ローダアーム
71 トロリーヒンジ
72 揚重フレーム
73 巻上げライン
75 ねじ付き端部
77 ヒンジ
78 ベース
79 反対側の端部
80 基礎
81 マスト
82 湾曲した凹状部材
85 トランジションピース
90 はしけ
95 船尾
96 船首
100 支持タワー
103 距離
106 停止位置
110 ブレードリフト
119 ナセル移動システム
120 第1のセット
121A~121D アクチュエータ、シリンダ
122 第2のセット
123A~123D アクチュエータ、シリンダ
124 固定部
125 架台
130 ベース
131 ブーム
132 ヒンジ
133 支持ケーブル
134 支持フレーム
135 上部
140 ねじ付き端部
141 穴
144 リング
150、151 ジャッキアップレグ

Claims (17)

  1. 設置船(10)によって洋上風力タービン(100)を洋上での目標位置(11)に設置するための方法であって、前記設置船が、前記洋上風力タービン(100)を設置する際に浮遊しており、前記設置船が、
    ブレード(24)の根端部(22)が接続される複数の根端部コネクタ(20)を有するハブを備えるナセル(16)を一時的に支持するためのナセル支持構造体(14)であって、
    前記設置船のデッキから上向きに延在する支持タワー(30)であって、前記支持タワーのベース(130)が、前記洋上風力タービンを設置する際に前記デッキに対して固定位置に留まる、前記支持タワー(30)、及び
    前記支持タワーに接続された支持プラットフォーム(32)であって、1つ又は複数のブレードを前記ナセルに接続する際に前記ナセルを一時的に支持するように構成された前記支持プラットフォーム(32)、
    を備える前記ナセル支持構造体と、
    前記ナセル(16)を前記支持プラットフォームに引き上げるように、且つ、前記ブレード(24)を含むナセルアセンブリ(36)を、前記設置船に隣接して位置する風力タービンマスト(81)に引き上げるように構成された1つ又は複数の揚重デバイス(34、35)であって、完成した前記ナセルアセンブリを引き上げるための前記揚重デバイスが、前記支持タワーから分離されたクレーンである、1つ又は複数の前記揚重デバイス(34、35)と、
    を備えている、前記方法において、
    前記方法は、
    前記ナセルを前記支持プラットフォームに引き上げ、前記ナセルを前記支持プラットフォームに固定するステップa)と、
    前記ナセルの前記ハブの根端部コネクタ(20)をブレード移動システムの案内経路に面する方向に向けるステップb)と、
    第1のブレードの前記根端部(22)を前記ハブの対応する第1の根端部コネクタに接続するステップc)と、
    すべてのブレードが前記ナセルの前記ハブに接続されるまで、以後のブレード及び根端部コネクタについてステップb)及びc)を繰り返し、これによりRNA(36)とも呼称される前記ナセルアセンブリを形成するステップd)と、
    前記RNAを前記クレーンから吊り下げ、前記クレーンによって前記RNAを前記ナセル支持構造体の前記支持プラットフォームから引き上げ、その後に前記RNAを前記クレーンによって前記支持プラットフォームから離れる方向に移動させ、前記RNAを前記設置船に隣接して位置する前記風力タービンマスト(81)に配置するステップe)と、
    を含む方法。
  2. 前記ブレードを前記ハブに設置する際に、同時に、1つ又は複数の前記揚重デバイスが基礎(80)を海底に設置し、前記風力タービンマスト(81)又は前記風力タービンマスト(81)の一部を前記基礎に引き上げる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記設置船は、持上位置から、前記根端部が前記根端部コネクタに配置される設置位置に、ブレードを移動させるように構成されたブレード移動システム(40)を備え、
    前記ブレード移動システムが、前記ブレードを支持するように構成された少なくとも1つの可動ブレード支持体(44)と、前記可動ブレード支持体を移動させるための駆動システム(45)とを備え、
    前記方法が、前記ステップb)と前記ステップc)との間に、
    前記可動ブレード支持体によってブレードの前記根端部を支持するステップと、
    前記駆動システムを介して前記可動ブレード支持体を移動させることによって、前記案内経路に沿って前記ハブの前記根端部コネクタ(20)に至るまで、前記第1のブレード(24A)の前記根端部を移動させ、前記根端部を前記根端部コネクタに揃え、前記ブレードの前記根端部を前記ハブの前記根端部コネクタと係合させるステップと、
    を備える、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記ブレード移動システムが、
    前記ナセル支持構造体に接続される積載レール(46)であって、前記支持プラットフォームに位置する第1の端部と、前記第1の端部よりも前記支持プラットフォームからさらに離れた位置に位置する反対側の第2の端部とを有し、積載経路を形成する前記積載レール(46)と、
    前記支持プラットフォームのところの設置位置と、前記設置位置よりも前記支持プラットフォームからさらに離れた遠隔位置との間を前記積載レールに沿って転動するか又は滑動するトロリー(60)であって、少なくとも1つのブレード支持体(44)が直接又は間接的に前記トロリーに接続され、前記トロリーによって移動させられるトロリーと、
    を備え、
    前記方法が、
    前記トロリーが前記遠隔位置にあるときに前記ブレードの少なくとも一部を前記ブレード支持体(44)に係合させ、前記ブレード支持体によって前記ブレードの少なくとも一部を支持するステップと、
    前記トロリーを前記遠隔位置から前記積載レールに沿って前記支持プラットフォームのところの前記設置位置に向かって移動させ、これにより前記ブレードの前記根端部を前記ハブの前記根端部コネクタに向かって移動させるステップと、
    を備える、請求項3に記載の方法。
  5. 積載レール(46)は、前記支持タワーに沿って垂直距離に亘って延在し、前記遠隔位置は、下部位置であり、前記設置位置は、前記トロリーの上部位置であり、前記トロリーは、前記根端部を上向きに前記支持タワーに沿って前記ナセルに向かって移動させ、
    上向きに移動する際に、前記ブレードを、前記ブレードが垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢と前記ブレードが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間で旋回させ、前記設置角度は前記持上角度よりも小さい、請求項4に記載の方法。
  6. 前記ブレード移動システムは、前記根端部(22)を前記ブレードの長手方向と直交するY方向及びZ方向において前記根端部コネクタ(20)に対して揃えるためのアクチュエータ(68、69)を備え、前記長手方向はX方向であり、前記アクチュエータ(68、69)は、少なくとも1つのブレード支持体(44)を、前記ブレード支持体(44)が接続されたトロリー(60)又はローダアーム(70)に対して前記Y方向及び前記Z方向に移動させ、前記アクチュエータは、前記根端部の複数のねじ付き端部を前記根端部コネクタにおける関連する複数の穴に揃える、請求項3から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記方法が、前記ナセル(16)及びハブ(18)を複数のアクチュエータによって前記支持プラットフォーム(32)の固定部(124)に対して、且つ前記ブレード(24)に対して移動させ、これにより、前記根端部コネクタ(20)を前記ブレードの前記根端部(22)に揃えるステップ、又は前記根端部を前記根端部コネクタに揃える際に、前記ブレード移動システム(40)を含む前記ブレードとナセル移動システム(119)を含む前記ナセル及びハブの両方を移動させるステップを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 風力タービン(100)を浮遊の際に目標位置に洋上設置するように構成された設置船(10;10′)であって、
    ブレード(24)の根端部(22)が接続される複数の根端部コネクタ(20)を有するハブを備えるナセルを一時的に支持するためのナセル支持構造体(14)であって、
    前記設置船のデッキから上向きに延在する支持タワー(30)、及び
    前記支持タワーに接続された支持プラットフォーム(32)であって、1つ又は複数のブレードを前記ナセルに接続する際に前記ナセルを一時的に支持するように、且つ、一のブレードが複数の前記根端部コネクタそれぞれに接続された状態で前記ナセルを一時的に支持するように構成された支持プラットフォーム(32)と
    を備える前記ナセル支持構造体(14)と、
    前記ナセル(16)を前記支持プラットフォームに引き上げるように、且つ、完成したナセルアセンブリ(36)を前記設置船に隣接して位置する風力タービンマスト(81)に引き上げるように構成された1つ又は複数の揚重デバイスであって、完成した前記ナセルアセンブリを引き上げるための前記揚重デバイスが、前記支持タワーから分離されたクレーン(34、35)である、1つ又は複数の前記揚重デバイスと、
    を備える設置船。
  9. 前記設置船が、持上位置から、前記根端部(22)が前記根端部コネクタ(20)に配置される設置位置に至るまで、ブレードを移動させるように構成されたブレード移動システム(40)を備え、
    前記ブレード移動システムは、前記ブレードを支持するように構成された少なくとも1つの可動なブレード支持体(44)と、可動なブレード支持体を移動させるための駆動システム(45)とを備える、請求項8に記載の設置船。
  10. 前記ブレード移動システムは、
    前記ナセル支持構造体に接続され、特に固定される積載レール(46)であって、前記支持プラットフォームに位置する第1の端部と、前記第1の端部よりも支持プラットフォームからさらに離れた位置に位置する反対側の第2の端部とを有し、積載経路を形成する積載レールと、
    前記支持プラットフォームのところの設置位置と、前記設置位置よりも前記支持プラットフォームからさらに離れた遠隔位置との間を前記積載レールに沿って転動するか又は滑動するトロリー(60)であって、少なくとも1つのブレード支持体が直接又は間接的に前記トロリーに接続され、前記トロリーによって移動させられるトロリーとを備える、請求項9に記載の設置船。
  11. 前記ブレード移動システムは、前記ブレードの長さに沿って間隔を置いて設けられた複数の位置に前記ブレードを保持するために複数のブレード支持体(44A、44B、44C)が接続されたローダアーム(70)を備え、
    前記ローダアームは、
    a)トロリーヒンジ(71)を介してトロリー(60)に旋回可能に接続されるか、又は
    b)少なくとも1つのヒンジ(77)を介して前記デッキ又は前記支持タワーに旋回可能に接続され、前記ヒンジは、前記支持タワーのベースに、又は前記支持タワーの前記ベースから距離を置いて位置し、
    前記ローダアームは、前記ヒンジの周りを旋回可能であり、前記ローダアームが前記ブレードを持ち上げるために垂直に対して持上角度で延在する持上姿勢と、前記ローダアームが垂直に対して設置角度で延在する設置姿勢との間を移動可能であり、
    前記設置角度は前記持上角度よりも小さい、請求項9又は10に記載の設置船。
  12. ローダアームの一端は、トロリーヒンジを介してトロリーに旋回可能に接続され、前記ローダアームの反対側の端部(55)は、デッキの第1の位置とデッキの第2の位置との間を延在するデッキレール(49)の上方を移動可能であるデッキトロリー(48)によって支持され、
    前記第2の位置は、前記第1の位置よりも前記支持タワーのベースに近く、
    ブレード移動システム(40)は、前記ブレードそれぞれの前記根端部を前記支持プラットフォームの高さまで引き上げるように構成され、
    前記ブレードの自由端(25)は、前記根端部を引き上げる際に、前記根端部を前記ハブに接続するまで同じ高さまで上昇されることはなく、前記根端部を引き上げる際に、前記ブレードをある角度に亘って旋回させ、前記自由端を前記支持タワーに向かって水平距離に亘って移動させる、請求項11に記載の設置船。
  13. 積載レール(46)は、前記支持プラットフォームから離れる方向へ水平距離に亘って延在し、
    前記積載レールの一端は、前記支持プラットフォームに位置し、
    前記積載レールの反対側の端部は、前記支持プラットフォームから離れた位置に位置し、
    トロリー(60)は、前記積載レールに沿って前記支持プラットフォームに向かって遠隔位置から設置位置まで前記水平距離に亘って転動するか又は滑動するように構成され、
    前記トロリーは少なくとも1つのブレード支持体(44)を支持し、
    1つ又は複数の揚重デバイスは、前記ブレードを前記デッキから引き上げ、トロリーを前記ナセルに向かって移動させる際に引き続き前記ブレードを支持しつつ、ブレード支持体(44)の前記ブレードの前記根端部を前記トロリーに配置するように構成されたクレーンを備える、請求項10から12のいずれか一項に記載の設置船。
  14. 前記設置船が、少なくとも第1の揚重デバイス(34)及び第2の揚重デバイス(35)を備え、
    前記第1の揚重デバイスは第1のクレーンであり、
    前記第2の揚重デバイスは第2のクレーンであり、
    前記第1のクレーン及び前記第2のクレーンは、前記支持プラットフォームの高さよりも上まで延在し、
    前記第1のクレーンは、基礎を海底に設置するように構成され、
    前記第2のクレーンは、同時にRNAとも呼称される前記ナセルアセンブリを組み立てるための揚重動作を実行するように構成される、請求項8から13のいずれか一項に記載の設置船。
  15. ブレード移動システムは、前記根端部を前記ブレードの長手方向と直交するY方向及びZ方向において前記根端部コネクタに対して厳密に配置するためのアクチュエータ(68、69)を備え、
    前記アクチュエータは、特に、前記根端部の複数のねじ付き端部を前記根端部コネクタにおける関連する複数の穴に揃えるように構成される、請求項8から14のいずれか一項に記載の設置船。
  16. 前記支持プラットフォーム(32)は、前記支持プラットフォームの固定部(124)に対して、且つ、少なくとも1つのブレード支持体(44)によって保持される前記ブレード(24)に対して、前記ハブ(18)を含む前記ナセル(16)を少なくともY方向及びZ方向に移動させるように構成されたナセルアクチュエータ(121A~121D、123A~123D)を備えるナセル移動システム(119)を備え、及び/又は、
    前記ナセルアクチュエータは、前記根端部コネクタ(20)を前記ブレードの前記根端部(22)に揃えるために、前記ナセル及び前記ハブをX方向、Y方向、及びZ方向に移動させ、前記ナセル及び前記ハブをX軸、Y軸、及びZ軸の周りを旋回させるように構成される、請求項8から14のいずれか一項に記載の設置船。
  17. 前記支持プラットフォームは、前記ナセルを接続することができる台(125)を備え、
    前記ナセルアクチュエータは、ナセルアクチュエータ(121A~121D)の第1の上部セット(120)及び前記第1の上部セットの下方に距離を置いて設けられたナセルアクチュエータ(123A~123D)の第2の下部セット(122)に配置された油圧シリンダであり、
    前記ナセルアクチュエータは、前記支持プラットフォームの固定部(124)と前記台との間を延在する、請求項16に記載の設置船。
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