JP7462895B2

JP7462895B2 - 浮力体付き海中ケーブルおよび浮体式洋上風力発電システム

Info

Publication number: JP7462895B2
Application number: JP2019153224A
Authority: JP
Inventors: 卓見山口; 秀幸吉田; 寿織戸; 英之鈴木
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; University of Tokyo NUC
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; University of Tokyo NUC
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2024-04-08
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: JP2024028252A; JP2021034229A

Description

特許法第３０条第２項適用経済産業省資源エネルギー庁が、下記のアドレス、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｎｅｃｈｏ．ｍｅｔｉ．ｇｏ．ｊｐ／ｃａｔｅｇｏｒｙ／ｓａｖｉｎｇ＿ａｎｄ＿ｎｅｗ／ｎｅｗ／ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ／１８０８２４ａ／のウェブサイトにて公開の”浮体式洋上風力発電システム”（平成３０年８月２４日）に掲載。

本発明は、一端が海底ケーブルに接続され、他端が、海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備に連結される浮力体付き海中ケーブル、および浮体式洋上風力発電システムに関する。

近年、地球温暖化対策の観点から、洋上の風力、波力、潮流・海流等の海洋の自然エネルギーを電気エネルギーに変換して発電を行う、いわゆる海洋再生可能エネルギーの開発が注目されている。

海洋再生可能エネルギーが得られる洋上浮体設備（システム）としては、例えば洋上の風力を電気エネルギーに変換して発電することができる、いわゆる浮体式洋上風力発電システムが挙げられ、その実用化が進められている。

浮体式洋上風力発電システムは、洋上浮体設備に設けた発電用風車を、洋上の風力によって回転させて電気エネルギーに変換した後、得られた電力を、海中ケーブルを通じて送電することができるように構成されている。

また、洋上浮体設備は、潮の干満、波、潮流・海流等の海水の流れや、台風等の強風などによって、３次元的に揺動するなどの種々の動きをすることが知られており、海中ケーブルは、洋上浮体設備の種々の動きに追随できるように構成されている。例えば、特許文献１に記載の水中ケーブル（海中ケーブル）は、海中ケーブルの中間部（浮力体被装着部分）に、水中中間ブイ（浮力体）を装着し、海中ケーブルの浮力体被装着部分を、装着した浮力体による浮力の作用によって、海面に向かって凸状に湾曲させるとともに、浮力体被装着部分以外の海中ケーブルの部分を、海底に向かって凸状に湾曲させて、海中ケーブル全体がＳ字状に湾曲する延在形状にして、いわゆるスラック（弛み）をもたせるようにして構成されている。

また、海中ケーブルは、海底に接触して着底した部分が存在すると、海水の流れによって生じる外力によって、着底した部分が、海底面と接触した状態で摺動移動を繰り返して海底面と擦れ合うことによって損傷する恐れがあるため、海底に接触せずに海中に浮かんだ状態を維持できるように構成されていることが望ましい。

しかしながら、特許文献１に記載のように海中ケーブルに浮力体を装着した浮力体付き海中ケーブルは、海中に浮かんだ状態で設置したときのケーブル正常設置状態が、時間の経過とともに海中ケーブルが海中を下降移動（沈降）していき、ある程度の期間が経過すると、海中ケーブルが海底に沈降（接触）して着底するケーブル着底状態に移行する場合があった。このような着底状態が海中ケーブルに生じると、海中ケーブルの着底した部分が、海底面と接触した状態で摺動移動を繰り返して海底面と擦れ合うことによって損傷する恐れがあるため、海中ケーブルが海中でのケーブル正常設置状態を安定して長期間にわたって維持し、海底に沈降しないように構成する必要があった。

特開２０１５－３９２７４号公報

本発明の目的は、海中に設置した後も長期間（例えば２０年間以上）にわたって、海中ケーブルの沈降を有効に抑制することができる浮力体付き海中ケーブル、および浮体式洋上風力発電システムを提供することにある。

本発明者らは、海中における浮力体付き海中ケーブルのケーブル正常設置状態からケーブル着底状態に移行する原因について、鋭意研究を重ねた結果、浮力体付き海中ケーブルを海中に設置すると、時間の経過とともに、海中ケーブルの浮力体被装着部分および第１浮力体の表面に、海洋生物の付着・堆積が進行し、これによって、海中ケーブルが海中を下降移動（沈降）して着底状態に移行すること、および、海洋生物の付着・堆積が進行して、第１浮力体による浮力が減衰したとしても、海中ケーブルの海中への設置時、または海中でのケーブル設置期間中のいずれかの時点において、海中ケーブルの浮力体被装着部分に、第１浮力体に加えて、重量バランスを安定させる装着物を装着または除去することによって、海中ケーブルの沈降を有効に抑制することができることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）一端が海底ケーブルに接続され、他端が、海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備に連結される海中ケーブルと、前記海中ケーブルの浮力体被装着部分に装着された第１浮力体とを備え、前記浮力体被装着部分が、前記第１浮力体による浮力の作用によって、海面に向かって凸状に湾曲した延在形状を有し、かつ前記海中ケーブルが、海底に接触せずに海中に浮かんだ状態を維持できるように構成されている浮力体付き海中ケーブルにおいて、前記海中ケーブルは、海洋生物が前記第１浮力体の表面に付着することによる前記浮力体被装着部分における重量増加に伴って、前記海中ケーブルが沈降して海底に接触するのを防止する沈降防止手段をさらに備えることを特徴とする浮力体付き海中ケーブル。
（２）前記沈降防止手段は、一端が前記海中ケーブルの前記浮力体被装着部分に連結され、海底に向かって垂下されて他端が少なくとも海底に到達する長さ寸法をもつ少なくとも１本の第１連結線と、前記第１連結線の他端側の部分に、前記第１連結線の延在方向に沿う間隔で装着された複数個の第１の錘とを有する、上記（１）に記載の浮力体付き海中ケーブル。
（３）前記沈降防止手段は、前記浮力体被装着部分に連結された第２連結線と、前記第２連結線に連結され、前記浮力体被装着部分に対して、前記第１浮力体による浮力に加えて追加の浮力を作用させる第２浮力体と、前記第２連結線に連結され、前記第２浮力体が、浮力によって海中を上昇移動するのを抑制する係留部材とを有する、上記（１）に記載の浮力体付き海中ケーブル。
（４）前記沈降防止手段は、前記浮力体被装着部分に連結され、前記浮力体被装着部分に対して、前記第１浮力体による浮力に加えて追加の浮力を作用させる第３浮力体と、前記浮力体被装着部分に海中操作によって取り外しが可能になるように連結され、前記浮力体被装着部分に対して、前記第３浮力体の追加の浮力に相当する重力を作用させる第２の錘とを有する、上記（１）に記載の浮力体付き海中ケーブル。
（５）海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備と、一端が海底ケーブルに接続され、他端が、海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備に連結される海中ケーブルの浮力体被装着部分に、第１浮力体が装着されている浮力体付き海中ケーブルとを備え、前記海中ケーブルの前記浮力体被装着部分が、前記第１浮力体による浮力の作用によって、海面に向かって凸状に湾曲した延在形状を有し、かつ海中ケーブルが、海底に接触せずに海中に浮かんだ状態を維持できるように構成されている浮体式洋上風力発電システムにおいて、前記海中ケーブルは、海洋生物が前記第１浮力体の表面に付着することによる前記浮力体被装着部分における重量増加に伴って、海中ケーブルが沈降して海底に接触するのを防止する沈降防止手段をさらに備えることを特徴とする浮体式洋上風力発電システム。

本発明によれば、海中ケーブルの浮力体被装着部分に沈降防止手段を備えることによって、海洋生物が第１浮力体の表面に付着することによる海中ケーブルの浮力体被装着部分における重量増加に伴って、海中ケーブルが沈降して海底に接触するのを防止することができる浮力体付き海中ケーブル、および浮体式洋上風力発電システムの提供が可能になった。

図１は、本発明に従う第１の実施形態の浮力体付き海中ケーブルを備える浮体式洋上風力発電システムの概略構成図である。図２は、従来の浮力体付き海中ケーブルを備える浮体式洋上風力発電システムの概略構成図である。図３は、図２に示す浮力体付き海中ケーブルを構成する浮力体に、海洋生物（ＭＧ）が付着・堆積して、海中ケーブルが海底に着底するまで沈降した状態を示す図である。図４は、第２の実施形態の浮力体付き海中ケーブルを備える浮体式洋上風力発電システムの概略構成図である。図５は、第３の実施形態の浮力体付き海中ケーブルを備える浮体式洋上風力発電システムの概略構成図である。図６は、第４の実施形態の浮力体付き海中ケーブルを備える浮体式洋上風力発電システムの概略構成図である。図７は、浮力体付き海中ケーブルに付着した海洋生物の除去方法の一例を説明する図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について、以下で説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に従う第１の実施形態の浮力体付き海中ケーブル１を備える浮体式洋上風力発電システム１０の概略構成を示したものである。

図示の浮力体付き海中ケーブル１は、一端が海底Ｓ１に敷設された海底ケーブル９に接続され、他端が、海上Ｓ３に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備２に連結される海中ケーブル３と、海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａに装着された第１浮力体４とを備えている。

浮体式洋上風力発電設備２は、海上Ｓ３に浮かんだ状態であり、下部が、海底Ｓ１に係留索（図示せず。）で固定されている。

海中ケーブル３は、浮体式洋上風力発電設備２で得られた電力を送電するためのものであって、主に、電力用線心、鎧装、外部防食層等から構成されている。なお、本発明では、海中ケーブル３は、後述するように、装着した第１浮力体４による浮力Ｆによって、海面Ｓ３に向かって凸状に湾曲した延在形状になるように変形できることが必要なので、ある程度の可撓性を有することが必要であるが、その他の構造および物性等については特に限定を要しないため、海中で使用することができる防水被覆を施した種々の電力ケーブルを使用することができる。

第１浮力体４は、図１では、海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａに、浮力体被装着部分３ａの延在方向に間隔をおいて複数個配置した場合を示している。第１浮力体４の材質としては、海中ケーブル３が海中Ｓ２に浮かんだ状態が維持できる程度の浮力を生じさせるものであればよく、特に限定はしないが、例えば、複合発泡体をポリウレタンなどの外皮でコーティングしたもの、ＡＢＳ及びＰＥ樹脂を用いたフロート等が挙げられる。また、第１浮力体４の形状は、図１に示したように円筒状の他、球体、円筒状体と球体の組み合わせなどの種々の形状が挙げられる。

さらに、海中ケーブル３は、浮力体被装着部分３ａが、第１浮力体４による浮力Ｆの作用によって、海面Ｓ３に向かって凸状に湾曲した延在形状を有し、かつ海中ケーブル３が、海底Ｓ１に接触せずに海中Ｓ２に浮かんだ状態を維持できるように構成されている。海中ケーブル３が海底Ｓ１に着底した状態で海中に設置されると、海中ケーブルの着底した部分が、海底面と接触した状態で摺動移動を繰り返して海底面と擦れ合うことによって損傷する恐れがあり、一方、海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａが、海面Ｓ３の高さ位置や、海面Ｓ３に近い海中Ｓ２の高さ位置に存在すると、海上を航行する船舶１１等に接触する可能性があり、船舶の航行の妨げになったり、場合によっては、船舶等との接触によって海中ケーブルが損傷する恐れもある。

海中Ｓ２に浮かんだ状態の海中ケーブル３の、Ｓ字状湾曲延在形状をした山部（頂上）と谷部（谷底）が含まれる好適な海中設置深さ領域は、海底Ｓ１から、海面Ｓ３に向かう垂直方向（水深方向とは反対方向）に好ましくは１０ｍ以上、より好ましくは１５ｍ以上離れた深さ位置（海中下限深さライン）と、海面Ｓ３から好ましくは１０ｍ以上、より好ましくは１５ｍ以上離れた深さ位置（海中上限深さライン）とで区画された海中領域とする。特に、海中ケーブル３は、凸状に湾曲した前記浮力体被装着部分３ａの山部（頂上）位置が海面Ｓ３から上位深さ位置の海中にあることが、浮体式洋上風力発電システムと船舶との接触などから浮体式洋上風力発電システムを回避する点で好ましい。また、海中ケーブル３は、谷部（谷底）位置が上記深さ位置の海中にあることが、海中ケーブルの海底への着底を回避する点で好ましい。海中ケーブル３は、その最深部が例えば水深１００ｍ以上よりも深い海中Ｓ２に設置される。

本発明者らは、特許文献１に記載されているような従来の浮力体付き海中ケーブルが、時間の経過とともに海中を下降移動（沈降）していき、ある程度の期間が経過すると、海中ケーブルが海底に沈降（接触）する着底状態に移行する場合があることについて、その原因を詳細に調査した。

ところで、海面Ｓ３に近い海中Ｓ２、海面Ｓ３に存在する海洋構造物には、必ずと言ってよいほど、フジツボなどの海洋生物（Marine Growth、以下、略して「ＭＧ」という場合がある。）が付着しやすく、ＭＧは、さまざまな種類が存在し、大小や軽重があるものの質量を有している。

このため、本発明者らは、海中ケーブル３の着底状態への移行に関し、浮力体付き海中ケーブル１を海中に設置された場合、浮力体付き海中ケーブル１が、表面に海洋生物５が付着することに起因して海中を下降移動するとの仮説の下に鋭意検討を行った。その結果、海中に設置された浮力体付き海中ケーブル１は、第１浮力体４および第１浮力体４を装着した海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａに付着・堆積するフジツボ等の海洋生物５が、海中Ｓ２におけるケーブル設置期間の経過とともに、海中Ｓ２の海中ケーブル３を下降移動させること、そして、ケーブル設置期間が数年以上（例えば３年間以上）になったときに、想定を超えるフジツボ等の海洋生物５が付着して、海中ケーブル３が着底する場合があることを見出した。

さらに詳細に説明すると、従来の浮力体付き海中ケーブル１０１は、浮力体被装着部分に浮力体１０４が装着されており、海中Ｓ２でのケーブル正常設置状態では、図２に示すように、海底Ｓ１に接触せずに海中Ｓ２に浮かんだ状態を維持できるように構成されている。

しかしながら、海中ケーブル１０３は、時間の経過とともに、浮力体１０４および海中ケーブル１０３の表面に、海洋生物１０５の付着・堆積が進行していき、海洋生物１０５の付着・堆積によって海中ケーブル１０３の浮力体被装着部分の重量が重くなって、海中ケーブル１０３に大きな重力が作用することになるため、浮力体１０４による浮力が減じられてしまう。その結果、海中ケーブル１０３の全体が海底Ｓ１に向かって沈降するようになり、さらに、浮力体１０４および海中ケーブル１０３の表面に対する海洋生物１０５の付着・堆積が進行すると、図３に示すように、ケーブル着底状態に移行して、海中ケーブル１０３が海底Ｓ１と接触して着底する傾向があることを本発明者らは見出したのである。

このため、本発明の浮力体付き海中ケーブル１は、海洋生物（ＭＧ）５が第１浮力体４の表面に付着することによる海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａにおける重量増加に伴って、海中ケーブル３が沈降して、海底Ｓ１に接触するのを防止する沈降防止手段６を備えることを特徴とする。

第１の実施形態では、沈降防止手段６は、少なくとも１本の第１連結線７と、複数個の第１の錘８とで主として構成され、図１では、８本の第１連結線７と、これら第１連結線７のそれぞれに、各１２個の第１の錘８とで構成されている場合を示している。また、図１では、各第１連結線７に装着されている１２個の第１の錘８として、同じものを使用した場合を示しているが、異なるサイズや重さのものを使用することができる。例えば、第１の錘８のうち、初めから着底している第１の錘８は、海中ケーブル３が第１浮力体４によって海中を上昇移動しないように固定するため、他の第１の錘８よりも重いものを使用してもよい。他の第１の錘８は、海中ケーブル３の海中への設置直後には海底Ｓ１に着底しておらず、初めから着底している第１の錘８よりも、第１連結線７の一端側（海面Ｓ３側）の部分に装着される錘である。

第１連結線７は、一端が海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａに連結され、海底Ｓ１に向かって垂下され、他端が少なくとも海底Ｓ１に到達する長さ寸法を有している（図１（ａ）、（ｂ）参照）。

第１連結線７の他端側の部分には、第１連結線７の延在方向に沿う間隔で複数個の第１の錘８を装着し、図１では複数個の第１の錘８を、いわゆるバランスチェーン（釣合い錘）方式に連結して構成した場合を示している。

このような沈降防止手段６を備える浮力体付き海中ケーブル１は、海洋生物（ＭＧ）５が付着・堆積したとしても、長期間にわたって、海底Ｓ１に着底することなく、メンテナンスフリーで海中Ｓ２に浮いたままの状態を維持することができる。

以下、そのメカニズムについて説明する。なお、説明を分かりやすくするため、海中ケーブル３に装着された第１浮力体４によって、海中ケーブル３に作用する浮力Ｆを１０００ｋｇｆ（９．８ｋＮ）とし、沈降防止手段６を、１本の第１連結線７と１２個の第１の錘８（１２個のうちの６個の第１の錘８は海中ケーブルの海中設置当初から着底した状態とする。）とで構成していることとし、また、１２個の第１の錘８が、第１連結線７の他端側の部分に、第１連結線７の延在方向に沿って４２ｃｍ間隔で装着され、１２個分の第１の錘８の総重量Ｗ_１２が２０００ｋｇｆ（１９．６ｋＮ）である時点をケーブル初期設定（正常）状態とし、この状態から、海洋生物５が、第１浮力体４および海中ケーブル３に付着していく場合を想定して考える。この場合、第１浮力体４によって海中ケーブル３に作用する浮力Ｆと、沈降防止手段６の着底していない６個の第１の錘８の総重量は、１０００ｋｇｆ（９．８ｋＮ）で重量バランスされている（釣り合っている）。なお、便宜上、上記構成はメカニズムを説明するための一例であり、第１浮力体４や沈降防止手段６などの設置条件は海底の深さや海水の流れなどの海洋条件に応じて適宜変更してもよい。

この場合、海洋生物（ＭＧ）５が、第１浮力体４および海中ケーブル３に付着していき、ＭＧの付着重量ｗが、第１の錘８の１個分に相当する重量である約１６７ｋｇｆ（約１．６３Ｎ）に達すると、第１浮力体４により海中ケーブル３に生じる浮力Ｆと、着底していない６個の第１の錘８の総重量Ｗ_６とのバランスが崩れて、海中ケーブル３が海中を下降移動することになる。しかしながら、海中ケーブル３が、４２ｃｍだけ下降移動すると、着底していない６個の第１の錘８のうち、最も海底Ｓ１側に位置する１個目の第１の錘８が着底する結果、浮力Ｆと、５個分の第１の錘８の総重量Ｗ_５およびＭＧの付着重量ｗの合計重量が同じになって、重量バランスがとれるようになることから、海中ケーブル３の下降移動は抑制される。

その後、ＭＧの付着重量ｗがさらに１６７ｋｇｆだけ増加すると、海中ケーブル３がさらに４２ｃｍだけ下降移動することになるが、海底Ｓ１側に位置する第１の錘８の２個目が着底する結果、浮力Ｆと、４個分の第１の錘８の総重量Ｗ_４およびＭＧの付着重量２ｗの合計重量とが同じになって、重量バランスがとれるようになることから、海中ケーブル３の下降移動は抑制される。

このように、ＭＧの付着重量ｗが１６７ｋｇｆ増加するごとに、海中ケーブル３が４２ｃｍだけ下降移動するが、着底していない海底側に位置する第１の錘８の１個が着底するごとに、海底ケーブル３の下降移動が抑制されるため、海中ケーブル３は、長期間にわたって海底Ｓ１に着底するのを抑制することが可能になる。

なお、第１浮力体４および海中ケーブル３に対する海洋生物５の付着・堆積できる量には限界があり、海洋生物５の付着・堆積量が限界に達したとき、付着した海洋生物５のうちの一部は、第１浮力体４および海中ケーブル３の表面から剥がれ落ちるようになる。この場合には、重量バランスが崩れて、海中ケーブル３、特に浮力体被装着部分３ａが、海中Ｓ２を急激に上昇移動へ転ずることになるが、上方移動すると、着底していた第１の錘８が、再び海中Ｓ２に持ち上げられて、重量バランスが取れるようになる結果、異常な上昇移動は抑制される。このため、海中ケーブル３は、海中Ｓ２での下降および上昇の移動変位（上下振れ幅）が比較的小さくなり、海中で浮かんだ状態を比較的安定して維持することができる。

このように第１の実施形態の浮力体付き海中ケーブル１は、第１浮力体４に対する海洋生物５の付着状況に応じて、自動的に下降移動と上昇移動を繰り返すことができるので、長期間にわたって、メンテナンスを行わなくても、海中ケーブル３が着底することがない。

＜第２の実施形態＞
図４は、本発明に従う第２の実施形態の浮力体付き海中ケーブル１Ａを備える浮体式洋上風力発電システム１０Ａの概略構成を示したものである。なお、図４に示す各構成部材は、図１に示す構成部材と同じ場合には、同じ符号を付している。

第２の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０Ａは、浮体式洋上風力発電設備２と、浮力体付き海中ケーブル１Ａとを備え、海中ケーブル３は沈降防止手段６Ａをさらに備えている。

なお、第２の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０Ａは、沈降防止手段６Ａの構成が異なることを除いては、第１の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０と同様の構成を有しているので、以下では、沈降防止手段６Ａの構成について説明する。

沈降防止手段６Ａは、海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａに連結された第２連結線１２と、第２連結線１２に連結され、浮力体被装着部分３ａに対して、第１浮力体４による浮力に加えて追加の浮力を作用させる第２浮力体１３と、第２連結線１２に連結され、第２浮力体１３が、浮力によって海中Ｓ２を上昇移動するのを抑制するシンカー等の係留部材１４とを有している。

この沈降防止手段６Ａは、海中ケーブル３や第１浮力体４に海洋生物５が付着して、第１浮力体によって生じる浮力よりも、海洋生物５が付着した海中ケーブル３の重量が重くなったとしても、第２浮力体１３が追加の浮力を生じさせるため、海中ケーブル３が下降移動するのを抑制することができ、また、第２浮力体１３は、係留部材１４によって海底に固定されているので、海中ケーブル３が上昇移動することもなく、安定した位置に維持することができる。

なお、図４に示す沈降防止手段６Ａは、第２浮力体１３が、海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａの上方に位置する場合を示しているが、浮力体被装着部分３ａの下方位置に配置してもよい。

＜第３の実施形態＞
図５は、本発明に従う第３の実施形態の浮力体付き海中ケーブル１Ｂを備える浮体式洋上風力発電システム１０Ｂの概略構成を示したものである。なお、図５に示す各構成部材は、図１に示す構成部材と同じ場合には、同じ符号を付している。

第３の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０Ｂは、浮体式洋上風力発電設備２と、浮力体付き海中ケーブル１Ｂとを備え、海中ケーブル３は沈降防止手段６Ｂをさらに備えている。

なお、第３の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０Ｂは、沈降防止手段６Ｂの構成が異なることを除いては、第１の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０と同様の構成を有しているので、以下では、沈降防止手段６Ｂの構成について説明する。

沈降防止手段６Ｂは、海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａに連結され、浮力体被装着部分３ａに対して、第１浮力体４による浮力に加えて追加の浮力を作用させる第３浮力体１５と、浮力体被装着部分３ａに海中操作によって取り外しが可能になるように連結され、浮力体被装着部分３ａに対して、第３浮力体１５の追加の浮力に相当する重力を作用させる第２の錘１６とを有している。

この沈降防止手段６Ｂは、海中ケーブル３や第１浮力体４に海洋生物５が付着して、第１浮力体４によって生じる浮力よりも、海洋生物５が付着した海中ケーブル３の重量が重くなったとしても、第３浮力体１５が追加の浮力を生じさせるため、海中ケーブル３が下降移動するのを抑制することができ、また、第３浮力体１５は、海中ケーブル３の設置時には、海中ケーブル３に過剰な浮力を生じさせるが、取り外し可能な第２の錘１６を、第３浮力体１５とともに、海中ケーブル３に装着することによって、重量バランスがとれるように構成されている。

このため、海中ケーブル３や第１浮力体４に海洋生物５が付着して、第１浮力体４および第３浮力体１５によって生じる浮力よりも、海洋生物５が付着した海中ケーブル３の重量が重くなった場合には、ＲＯＶ（遠隔操作型無人潜水機）１７などを用いて、第２の錘１６をケーブル３から取り外すことで、重量バランスが取れるようになり、海中ケーブル３の下降移動を抑制することができる。

＜第４の実施形態＞
図６は、本発明に従う第４の実施形態の浮力体付き海中ケーブル１Ｃを備える浮体式洋上風力発電システム１０Ｃの概略構成を示したものである。なお、図６に示す各構成部材は、図１に示す構成部材と同じ場合には、同じ符号を付している。

第４の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０Ｃは、浮体式洋上風力発電設備２と、浮力体付き海中ケーブル１Ｃとを備え、海中ケーブル３は沈降防止手段６Ｃをさらに備えている。

なお、第４の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０Ｃは、沈降防止手段６Ｃの構成が異なることを除いては、第１の実施形態の浮体式洋上風力発電システム１０と同様の構成を有しているので、以下では、沈降防止手段６Ｃの構成について説明する。

沈降防止手段６Ｃは、海中ケーブル３を海中に設置し、海中ケーブル３および第１浮力体４に海洋生物５がある程度付着して海中ケーブル３が下降移動することが予測される期間経過後に、ＲＯＶ（遠隔操作型無人潜水機）１７などを用いて、第４浮力体１８を海中ケーブル３の浮力体被装着部分３ａに装着することによって、追加の浮力が生じるため、海中ケーブル３の下降移動を抑制することができる。

＜その他＞
また、図７は、沈降防止手段を備えていないが、海中ケーブルおよび第１浮力体に海洋生物５が付着したときに、ＲＯＶ（遠隔操作型無人潜水機）１７に装備した回転式ブレードによって、付着した海洋生物５を削り落とす方法を示したものであり、かかる方法を、上述した第１乃至第４の実施形態の沈降防止手段６および６Ａ～６Ｃを備えることに加えて併用することも可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ浮力体付き海中ケーブル
２浮体式洋上風力発電設備
３海中ケーブル
３ａ海中ケーブルの浮力体被装着部分
４第１浮力体
５海洋生物（ＭＧ）
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ沈降防止手段
７第１連結線
８第１の錘（またはバランスチェーン）
９海底ケーブル
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ浮体式洋上風力発電システム
１１船舶
１２第２連結線
１３第２浮力体
１４係留部材
１５第３浮力体
１６第２の錘
１７ＲＯＶ（遠隔操作型無人潜水機）
１８第４浮力体
１００浮体式洋上風力発電システム
１０１浮力体付き海中ケーブル
１０２浮体式洋上風力発電設備
１０３海中ケーブル
１０４第１浮力体
１０５海洋生物（ＭＧ）
Ｓ１海底
Ｓ２海中
Ｓ３海上（海面）

Claims

一端が海底ケーブルに接続され、他端が、海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備に連結される海中ケーブルと、
前記海中ケーブルの浮力体被装着部分に装着された第１浮力体と
を備え、
前記浮力体被装着部分が、前記第１浮力体による浮力の作用によって、海面に向かって凸状に湾曲した延在形状を有し、かつ前記海中ケーブルが、海底に接触せずに海中に浮かんだ状態を維持できるように構成されている浮力体付き海中ケーブルにおいて、
前記海中ケーブルは、海洋生物が前記第１浮力体の表面に付着し、付着した前記海洋生物による前記浮力体被装着部分における重量増加に伴って、前記海中ケーブルの沈降が生じた場合であっても、海底に接触するまでの前記海中ケーブルの沈降を防止する沈降防止手段をさらに備えることを特徴とする浮力体付き海中ケーブル。
前記沈降防止手段は、
一端が前記海中ケーブルの前記浮力体被装着部分に連結され、海底に向かって垂下されて他端が少なくとも海底に到達する長さ寸法をもつ少なくとも１本の第１連結線と、
前記第１連結線の他端側の部分に、前記第１連結線の延在方向に沿う間隔で装着された複数個の第１の錘と
を有する、請求項１に記載の浮力体付き海中ケーブル。
一端が海底ケーブルに接続され、他端が、海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備に連結される海中ケーブルと、
前記海中ケーブルの浮力体被装着部分に装着された第１浮力体と
を備え、
前記浮力体被装着部分が、前記第１浮力体による浮力の作用によって、海面に向かって凸状に湾曲した延在形状を有し、かつ前記海中ケーブルが、海底に接触せずに海中に浮かんだ状態を維持できるように構成されている浮力体付き海中ケーブルにおいて、
前記海中ケーブルは、海洋生物が前記第１浮力体の表面に付着することによる前記浮力体被装着部分における重量増加に伴って、前記海中ケーブルが沈降して海底に接触するのを防止する沈降防止手段をさらに備え、
前記沈降防止手段は、
前記浮力体被装着部分に連結された第２連結線と、
前記第２連結線に連結され、前記浮力体被装着部分の上方または下方に位置し、前記浮力体被装着部分に対して、前記第１浮力体による浮力に加えて追加の浮力を作用させる第２浮力体と、
前記第２連結線に連結され、前記第２浮力体が、浮力によって海中を上昇移動するのを抑制する係留部材と
を有する、浮力体付き海中ケーブル。
一端が海底ケーブルに接続され、他端が、海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備に連結される海中ケーブルと、
前記海中ケーブルの浮力体被装着部分に装着された第１浮力体と
を備え、
前記浮力体被装着部分が、前記第１浮力体による浮力の作用によって、海面に向かって凸状に湾曲した延在形状を有し、かつ前記海中ケーブルが、海底に接触せずに海中に浮かんだ状態を維持できるように構成されている浮力体付き海中ケーブルにおいて、
前記海中ケーブルは、海洋生物が前記第１浮力体の表面に付着することによる前記浮力体被装着部分における重量増加に伴って、前記海中ケーブルが沈降して海底に接触するのを防止する沈降防止手段をさらに備え、
前記沈降防止手段は、
前記浮力体被装着部分に連結され、前記浮力体被装着部分に対して、前記第１浮力体による浮力に加えて追加の浮力を作用させる第３浮力体と、
前記浮力体被装着部分に海中操作によって取り外しが可能になるように連結され、前記浮力体被装着部分に対して、前記第３浮力体の追加の浮力に相当する重力を作用させる第２の錘と
を有する、浮力体付き海中ケーブル。
海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備と、
一端が海底ケーブルに接続され、他端が、海上に浮かんだ状態で位置する浮体式洋上風力発電設備に連結される海中ケーブルの浮力体被装着部分に、第１浮力体が装着されている浮力体付き海中ケーブルと
を備え、前記海中ケーブルの前記浮力体被装着部分が、前記第１浮力体による浮力の作用によって、海面に向かって凸状に湾曲した延在形状を有し、かつ前記海中ケーブルが、海底に接触せずに海中に浮かんだ状態を維持できるように構成されている浮体式洋上風力発電システムにおいて、
前記海中ケーブルは、海洋生物が前記第１浮力体の表面に付着し、付着した前記海洋生物による前記浮力体被装着部分における重量増加に伴って、前記海中ケーブルの沈降が生じた場合であっても、海底に接触するまでの前記海中ケーブルの沈降を防止する沈降防止手段をさらに備えることを特徴とする浮体式洋上風力発電システム。