TWI807197B - 用於組裝離岸風力渦輪機的方法、用於離岸風力渦輪機的塔基及離岸風力渦輪機 - Google Patents

Abstract

一種用於組裝一離岸風力渦輪機(1)的方法，其中該風力渦輪機(1)包括一塔基(2)，該塔基(2)具有至少一個中空壓載艙(24、25)，其中該方法包括下列步驟： 於一乾塢式建造工地(6)上組裝該塔基(2)，其中該建造工地(6)位於海平面(8)下且藉由一屏障(9)與海(7)隔開， 藉由至少部分移除或打開該屏障(9)及/或將水填充至該建造工地(6)使該建造工地(6)被淹沒，而使該塔基(2)下水進到該海(7)中， 藉由一船舶(27)將游移中的該塔基(2)拖至該海(7)上之一目標位置(26)處， 以壓載材料(24、25)裝填該塔基(2)之該至少一個壓載艙(24、25)，造成該塔基(2)下沉直到該塔基(2)永久擱置在海底(31)上，及 於該塔基(2)上安裝該風力渦輪機(1)之一塔架(3)。

Description

用於組裝離岸風力渦輪機的方法、用於離岸風力渦輪機的塔基及離岸風力渦輪機

本發明係關於用於組裝離岸風力渦輪機之方法、用於離岸風力渦輪機的塔基及離岸風力渦輪機。

離岸風力渦輪機之上部如塔架、機艙、數個葉片等，一般係由風力渦輪機之塔基支撐或固持。通常，塔基一般位於海的底面處且直立超出海平面。截至目前，已發展出數種塔基概念。對於特定離岸風力渦輪機而言，塔基概念究以何者最佳，一般端視風力渦輪機尺寸與重量及將安裝風力渦輪機處之特定條件如水深及海底狀態而定。

這些概念之一係單樁(monopile)基座概念，其中一中央樁延伸於海底(sea ground)中且支撐風力渦輪機的其餘部分。此概念一般適用於具中度水深、沙黏土海床之地點，及中等尺寸風力渦輪機。

另一概念係套筒式(jacket)結構概念，其中數個較小樁延伸於海的底面中且固持塔架之一套筒式結構附接於該等樁且被該等樁固持。與單樁基座概念相較，套筒式結構概念一般適用於深達數十米之深水深度及較大型風力渦輪機。於不同海床條件均適用。

另一概念係重力基礎結構概念，其中由鋼筋混凝土組成的重塔架足部係擱置在海床(seabed)上且主要受其自身重力使位置固定。該概念適用於離岸風力渦輪機和大型風力渦輪機的所有典型水深。重力基礎結構一般可吸收相對較高的承載。

本發明之一目的在於提供一種用於離岸風力渦輪機之提升且簡化之概念，尤其是組裝程序。

為了解決此問題，提供一種用於組裝離岸風力渦輪機之方法，其中該風力渦輪機包括一塔基，該塔基具有至少一個中空壓載艙，其中該方法包括下列步驟： 於一乾塢式建造工地上組裝該塔基，其中該建造工地位於海平面下且藉由一屏障與海隔開， 藉由至少部分移除或打開該屏障及/或將水填充至該建造工地使該建造工地被淹沒，而使該塔基下水進到海中， 藉由一船舶將游移中的該塔基拖至海上之一目標位置處， 以壓載材料裝填該塔基之該至少一個壓載艙，造成該塔基下沉直到該塔基永久擱置在海底上，及 在該塔基位於乾塢式建造工地中或目標位置處時，於該塔基上安裝該風力渦輪機之一塔架。

壓載艙係塔基之空段或室，適於填充壓載材料。壓載材料增加塔基總質量而不改變塔基總體積。若塔基配置於水中，則導致塔基的浮力或提升力增加。

目標位置係海或海洋上經推估待安裝或建立離岸風力渦輪機的定位。特別言之，目標位置或定位可在離岸風場區域中。建造工地較佳位於接近目標位置之岸邊處。因此，可於當地製造塔基而無需長途跋涉。

屏障防止水在塔基製造程序期間淹或流入建造工地。在製造塔基完成後，屏障開啟或移除允許水，尤其是來自海者，流入乾塢式建造工地。由於至少一個壓載艙處於未裝載狀態，故塔基的浮力大到足以導致塔基在海水水面(或換言之，海平面)上游移或漂浮。塔基浮力可大到足以獨力或在浮力手段如浮筒之額外輔助下浮動。浮力手段增加塔基總浮力，其係塔基本身浮力與浮力手段提供的額外浮力之合。

接著，浮動塔基被拖或拉至目標位置。為此，海水較佳可直接自被淹之建造工地進出。塔基可藉由例如繩與恰在製造塔基處之船舶或拖船或其他適合的水車連接。因此，可僅利用海路將塔基自其製造處運送至目標位置。完全無需陸運。

一旦塔基已抵達目標位置，則藉由裝載或填充壓載材料於至少一個壓載艙而減少塔基總浮力。此外，若有浮力手段的話，使之與塔基斷連。一旦塔基重力超過塔基浮力，則塔基將開始沉降至海底。

在完成壓載艙的裝載程序後，塔基的壓載艙內的壓載料足使塔基重力大到足以使其永久會安全擱置於海底上。尤其是預期中的海流，特別是潮汐往復或風暴所致者，強度均不足以使塔基移離目標位置或分別傾覆塔基或風力渦輪機。

較佳如以下將詳述者，若塔基擱置於海底上，則一段塔基位於海平面之上，其中風力渦輪機之具有其他組件如機艙及數個葉片之塔架或塔架段可附接於位於海平面上之塔基段。或者，已可在塔基仍位於乾塢式建造工地時安裝塔架或塔架段，較佳在乾塢式建造工地淹水前。接著在運送或拖送塔基至目標位置時，塔基使風力渦輪機穩定。

本發明允許離岸風力渦輪機，尤其是塔基以相對省力及低成本方式安裝。相對於已知的塔基概念，無需昂貴設備如大型起重機或船舶等。僅需將塔基拖至目標位置且需以壓載材料填充壓載艙。因此，可利用標準拖船或船舶安裝塔基。

此外，塔基的中空結構允許塔基之設計不受嚴格限制。換言之，塔基尺寸可選範圍廣泛，不致使得塔基在海平面上游移或浮動時過重而無法拖至目標位置。例如假定與海底接觸之塔基面積可擴大，允許安裝個別塔基於非最佳海床條件之目標位置處。例如，若海底包括撓性軟結構，則可選擇夠大的塔基尺寸，使得塔基可安全擱置於海底上。由於塔基之可行尺寸與幾何形狀範圍廣，故依本概念之塔基甚至可安裝在位於深達40米以上之深海處之目標位置處。

組裝塔基可包括下列步驟： 組裝塔基之基礎段，及 於基礎段之頂部組裝塔基之支撐段， 其中若塔基已被拖至目標位置處且壓載艙已被裝填，則基礎段適於擱置在海底上且支撐段適於位於基礎段之頂部且連接至風力渦輪機之塔架。

在此實施例中，塔基係由至少兩部分組成。此兩部分之一，亦即基礎段，較佳占較大部分塔基質量。因為基礎段接觸海床，塔基質心位於塔基下部使其得以安全擱置於海底上。塔基的其他部分，亦即支撐段，作為風力渦輪機之基礎段與塔架間的過渡件。在一較佳實施例中，支撐段部分延伸超過海平面。在此實施例中，塔架可附接至支撐段而不直接接觸或沒入海水中。基礎段的組裝及/或支撐段的組裝較佳可包括鋼筋混凝土組件之鑄造。

塔基可設置為模組化系統，由不同尺寸之基礎段與尺寸相同的支撐段組成。基礎段可包括尺寸相同的附接段，用以與支撐段附接。因而基礎段可適於目標位置上的目前條件如水深或海底條件，其中在基礎段與塔架間的過渡件具有均勻介面。

組裝基礎段可包括下列步驟： 鑄造一塔裙； 於該塔裙之頂部鑄造一足部；及 於該足部之頂部鑄造一台座，該台座適於於該基礎段之頂部上使該支撐段穩定。

塔裙較佳係環狀結構，其外周圍等於基礎段組部的外周圍。建構塔裙使之被壓入海底或海床中，尤其是藉由風力渦輪機的重力。因此，塔裙導致塔基，及因而風力渦輪機安立於海底。

足部較佳包括圓柱形及碟狀外形，但亦可為圓錐或立方或稜柱形等。足部較佳包括該至少一個壓載艙之至少一者。

台座較佳包括圓錐與中空結構。台座最上端可包括圓形孔或開口。換言之，台座的幾何形狀可為截錐與中空圓錐。支撐段較佳亦係圓錐或圓柱形主體。支撐段下端可被台座孔收納且較佳站立於足部上。在一較佳實施例中，台座內的剩餘空或中空空間形成該塔基之該至少一個壓載艙之至少一者。

在一較佳實施例中，支撐段的組裝包括插入組件，尤其是電及/或機械組件，較佳係插入支撐段之風力渦輪機之變壓器及/或換流器及/或纜線及/或控制裝置及/或開關設備。在已知概念之範疇中，設備一般位於塔架中或塔基與塔架間的隔離過渡件中。在塔基內具有這些組件，降低了塔架複雜性且提供這些組件與環境間之簡化保護方式，尤其是在各別組件被輸送至目標位置期間。特別言之，安裝於塔架中之風力渦輪機之整體電設備可按此方式預安裝於支撐段中。風力渦輪機的組件可在將塔基拖至目標位置前安裝於支撐段中。此可進一步簡化風力渦輪機之安裝程序。如稍後將詳述者，塔基可包括至少一個防水儲存艙，以容納風力渦輪機組件。因此，在此實施例中，塔基包括充作壓載艙之一中空空間，及用以容納風力渦輪機組件之另一中中空間，塔基亦可稱之為「混合式塔基」或「混合式重力基」。

就建造工地而言，可以堤防狀結構，尤其是水壩或水閘作為屏障。若具有堤防狀結構，則可在建造工地或乾塢處製造塔基前將之撤離。為了淹沒建造工地，可利用挖掘機至少部分移除堤防狀結構以淹沒乾塢，因而提升塔基。

若具有水閘，則乾塢可使用數次以製造複數個塔基用於數個風力渦輪機，尤其是用於離岸風場。為了淹沒建造工地，可開啟水閘以允許水淹沒乾塢且提升塔基。在已拖走塔基後，可關閉水閘並將水自建造工地泵送回海中。完成後，可在建造工地製造另一塔基。

再度參考將塔基拖至目標位置之情況，在本發明之一較佳實施例中，以海床材料作為壓載材料。依據已知系統，重且密集的混凝土物件或岩石等已被用以固定塔基。或者，類似於重力基礎結構概念之範疇，需將重塔基自陸測運送至目標位置。這些繁複且價昂的步驟已非係本發明之此實施例中所需。反之，已位於或離目標位置不遠之海床材料可作為壓載材料，以穩定化及固定塔基於目標位置。

在此實施例中，可自海底將海床材料泵送至船舶及自船舶至塔基。為達此目的，可設置泵送裝置，其包括可自船舶遠端控制之一吸收單元；位於船舶上的泵；用以將海床材料自海底輸送至船舶之第一導管或軟管；及用以將海床材料自船舶輸送至塔基之第二導管或軟管。第二導管可藉由塔基的裝載入口與壓載艙連接。在此實施例中，來自目標位置附近的海床材料被泵送至塔基中。

在另一變體中，亦可行者係海床材料並非或未必完全源自目標位置附近，而可自例如與目標位置相距數百米與數公里間之位置處輸送至塔基。就此而言，可利用另一船艇將海床材料自海底泵送至船舶。首先，藉由第一導管將海床材料自海底輸送至另一船艇。接著可利用一管線自該另一船艇將海床材料泵送至船舶。而後經由第二導管將海床材料自船舶輸送至塔基。各別泵可位於該另一船艇上及/或該船舶上。

在一尤佳實施例中，採用來自相鄰塔基之目標位置之海床材料。海床材料可已自相鄰塔基之先前預備目標位置處移除，該處係相鄰風力渦輪機之塔基預定處。或者，藉由將海床材料自準備用於定位相鄰塔基之相鄰塔基之目標位置處移除並在海底中產生適於接收相鄰塔基的洞。因此，將海床材料自相鄰目標位置移至塔基的程序協同提供用於塔基之壓載材料及準備相鄰塔基之目標位置。此舉另免除自遠距塔基目標位置輸送海床材料之需。

此外，本發明係關於用於離岸風力渦輪機之塔基，其中塔基包括適於裝載壓載材料之至少一個壓載艙，其中若卸載該至少一個壓載艙，則因空的(尤其是充滿空氣的)壓載艙所致塔基浮力大到足以允許塔基浮動，其中若裝載該至少一個壓載艙，則塔基浮力小至足以允許塔基永久擱置於海底上且連接至風力渦輪機之塔架以支撐位於海平面上之風力渦輪機之組件。依本發明之方法之所有特徵及所解釋之優點亦適用於依本發明之塔基，且反之亦然。

壓載艙之塔基分別可屬封閉式設計，其中的中空壓載艙被密封且防水，以免水淹入或進入壓載艙，尤其是在將塔基拖至其目標位置期間。

或者，塔基或壓載艙分別可包括頂部開口設計。在此實施例中，壓載艙的橫側壁高至足以在塔基浮動或游移時分別避免水流進塔加或壓載艙。在此情況下，塔基在海面浮動如船艇或堅果殼。一旦已開始裝載壓載材料於壓載艙之程序，則塔基愈沉愈深入海中，直到壓載艙或另一開口艙被水淹沒且塔基沉入海底。

在本發明之一實施例中，塔基內部，尤其是該基礎段或一基礎段及/或該支撐段或一支撐段，包括至少一個儲存艙，適於容納風力渦輪機組件。該至少一個儲存艙或儲存段之至少一者因而無論塔基浮動或擱置於海底上，水均無法進入各別儲存艙。此外或替代，當塔基擱置於海底上時，該至少一個儲存艙之至少一者可謂於海平面上。

儲存艙尤其可容納風力渦輪機之電組件，例如變壓器、換流器、纜線及/或控制裝置。此外或替代，風力渦輪機之開關設備及/或冷卻組件及/或風力渦輪機之升降機之組件可被容納於儲存艙中。由於這些組件位於塔基中，尤其是支撐段中，故可簡化先前用以容納這些組件之塔架結構。特別言之，塔架可被輸送至目標位置且儲存，相較於電組件之要求極其有限，甚或無特定要求。

在儲存艙係支撐段的部分之情況下，風力渦輪機的組件甚至可在已將塔基拖至目標位置處安裝前置於儲存艙內。為將組件置於儲存艙中，述如WO 2018/133965及DE 10 2016 219 413 A1之提供模組化儲存結構之原則適用於此實施例。

依本發明之塔基，尤其是該基礎段或一基礎段及/或該支撐段或一支撐段，可包括數個隔室，其中該等隔室之至少一者係至少一個壓載艙及/或該等隔室之至少一者形成該儲存艙或一儲存艙。特別言之，足部可包括數個隔室，選擇性地彼此互連允許壓載材料自一隔室流至另一隔室。或者，足部可中空，亦即其可僅包括係中空足部內之空白空間之一個大的壓載艙。

塔基較佳包括至少一個裝載入口，以將壓載材料插入塔基中。裝載入口可連接至第二導管。裝載入口及/或個別導管可包括適於彼此互連之適配器。

該至少一個裝載入口藉由一管路或一管路系統與該至少一個壓載艙連接。該等管路導引壓載材料進入該至少一個壓載艙中。因此，在僅在一工作步驟之範疇中達成壓載材料對壓載艙之填充，亦即無須重新插入即可裝載塔基之數個壓載艙。該至少一個裝載入口較佳設置於塔基的支撐段上。在此實施例中，即使塔基已沉入海底中，裝載入口仍位於海平面上，無須費力即可拔除。

塔基，尤其是該支撐段或一支撐段，可包括一進入口，較佳包括一門。此舉進一步降低風力渦輪機之塔架設計複雜度。可於塔架周圍設置維護平台(service deck)，允許人員經由進入口進入風力渦輪機。維護平台及/或進入口較佳可由船舶直接出入。為此，維護平台可包括船舶用之登船站。

此外，本發明亦係關於風力渦輪機，其包括上述塔基。依本發明之塔基及方法的所有特徵及所解釋的優點，亦適用於離岸風力渦輪機。

圖1顯示依本發明之離岸風力渦輪機1。離岸風力渦輪機1包括一塔基2，其中風力渦輪機1之塔架3附接至塔基2。在塔基2頂部上設置有具轉子葉片5之機艙4。

圖2顯示依本發明之方法之離岸風力渦輪機1之組裝程序流程圖。圖3至圖15顯示關於圖2組裝程序之細節。

在步驟S1(圖3)中，設置近海7之建造工地6，以造塔基2。建造工地6位於離待安裝離岸風力渦輪機1之目標位置26不遠之海岸區域中。目標位置26可謂於既有或已規劃之離岸風場區域中。

在步驟S2(圖4)中，撤離建造工地6導致乾塢式建造工地6，其位置低於海平面8且因屏障9而與海7隔離。屏障9係堤防狀結構10，尤其是水壩。或者可以水閘作為屏障9。

圖5至9對應於圖2所示方法之步驟S3至S7，顯示在建造工地6處之塔基2製造。在步驟S3(圖5)中，鑄造塔基2之環狀塔裙11。接著在步驟S4(圖6)中，在塔裙11頂部上鑄造塔基2之圓柱及碟狀足部12。在步驟S5(圖7)中，在足部12頂部上鑄造錐狀且中空的台座13。塔裙11、足部12及台座13構成塔基2的基礎段14。基礎段14，尤其是其組件11、12、13，係由鋼筋混凝土組成。

塔基2另包括圓柱狀支撐段15。在步驟S6(圖8)中，組裝支撐段15且將之立於基礎段14頂部。就此而言，台座13最上端包括圓形開口，其中配置支撐段15之下部。支撐段15係由鑄造及鋼筋緩凝土組成。

接著在步驟S7(圖9)中，風力渦輪機1之組件16插入支撐段15中，其中所示塔基2具有組件16放大圖。沿著穿過圖16之塔基2之線XVII-XVII之剖面示如圖17。圓柱狀支撐段15中空且包括儲存艙17以容納組件16。組件16儲存於儲存艙17中數個平台18上。組件16係風力渦輪機1之升降梯之組件19、風力渦輪機1之控制裝置20、風力渦輪機1之開關設備組件21及纜線22。依據已知的風力渦輪機概念，組件16一般被收納於塔架3內，使得不易運送及安裝塔架3於塔基2上。已將組件16插入建造工地6上之塔基2中，使得以簡化塔架3之設計及風力渦輪機1之安裝程序。

接著在步驟S8(圖10)中，堤防狀結構10或屏障9分別被至少部分移除或開放，以允許水23至海7淹入建造工地6。為打開屏障9，可利用挖掘機或其他適當手段。對於藉由水閘隔離建造工地6與海7之情況，則可藉由開啟水閘淹沒建造工地6。

以水23淹沒建造工地6導致塔基2游移或浮動於海平面8或海7之表面上。塔基2包括壓載艙24、25，其等在水23淹沒建造工地6時分別係空的或充滿空氣。因此，塔基2因空的壓載艙24、25導致的浮力大到足使塔基2游移或浮動於海平面8上。壓載艙24係由台座13之內表面與支撐段15下部之外表面界定的空的空間。壓載艙25係基礎段14之足部12內部的中空空間。由於壓載艙24、25防水，故在步驟S8期間無水進入壓載艙24、25。此確保塔基2浮動於海7上而非下沉。

接著在步驟S9(圖11)中，浮動塔基2被船舶27拖至海7上的目標位置處。塔基2與船舶27間可由繩28或其他適合的拖拉手段附接。

接著在步驟S10中，塔基2之壓載艙24、25裝載或填充壓載材料29。在這些圖式中，壓載艙24、25中的壓載材料29係由塗黑區域表示。圖12與13顯示將壓載材料29載入壓載艙24、25之替代方式。在兩種情況下，壓載材料29係源自海底31之海床材料30。一般由沙、礫石、泥等組成之海床材料30，係由泵送設備32泵送至壓載艙24、25中。泵送設備32係由位於海底31上之吸收單元33組成，用以收集在海底31處之海床材料30。泵送設備32另由位於船舶27上的泵34組成。為了由泵34將來自吸收單元33之海床材料30輸送至壓載艙24、25中，設置了吸收單元33與泵34間的第一導管35及泵34與塔基2間的第二導管36。

在圖12所示實施例中，可採用目標位置26附近的海床材料30。但在一些情況下，可利用源自其他位置海底31的海床材料30。例如若待安裝的有複數個風力渦輪機，例如彼此相距範圍在50米至10公里間，則可利用鄰近風力渦輪機之鄰近塔基之目標位置42之海床材料30作為塔基2的壓艙材料29。圖13所示泵送設備37允許輸送海床材料30至塔基2之目標位置26，即使距離數公里亦然。類似於圖12所示泵送設備32，圖13之泵送設備37包括在海底31上的吸收單元33，用以收集海底31之海床材料30。海床材料經由第一導管35輸送至另一船艇38。該另一船艇38與收集海床材料30處之鄰近塔基之目標位置42類似，距離目標位置26為例如50米至10公里。經由位於另一船艇38上的第一泵39，以吸收單元33吸收海床材料30。泵送設備37之第二泵41設置於船舶27上，用以經由管線40將來自另一船艇38之海床材料30輸送至船舶27。接著藉由第二泵41經由第二導管36將來自船舶27之海床材料30輸送至塔基2。

利用圖13所示泵送設備37可同時滿足兩個目的。首先，利用在相鄰塔基之目標位置42處收集之海床材料30作為壓載材料29使得塔基2下沉，如稍後之詳述。其次，將海床材料30自相鄰塔基之目標位置42移除，準備使此目標位置42用於安裝相鄰塔基之程序。

塔基2包括裝載入口43，將壓載材料29載入壓載艙24、25中。裝載入口43係適於與第二導管36連接之連接器、插座或適配器。可藉由夾緊或擰緊等方式使第二導管36末段與裝載入口43彼此附接。

如圖17可見，壓載材料29經由管路45之系統44自裝載入口43輸送至壓載艙24、25。因此，雖然有兩個壓載艙24、25，這些壓載艙24、25可僅藉由連接第二導管36與裝載入口43並將海床材料30泵送至管路45之系統44而裝載壓載材料。對於該工作步驟，不須重新插入。

本發明之基本想法之示如圖14，對應於步驟S11。藉由將壓載材料29載入壓載艙24、25，塔基2浮力降低使得塔基最終沉入海中直到永久擱置於其目標位置26處之海底31上。在將壓載材料29載入壓載艙24、25前，這些載入壓載艙24、25主要是空的或僅充有空氣。因此，若卸載載入壓載艙24、25，則塔基2浮力大至足使塔基2浮動於海平面8或海7之表面上。浮力手段如浮筒等亦用以支援塔基2之浮動。在壓載艙24、25之裝載程序期間，塔基2體積不變，但塔基2總重因壓載材料29而增。一旦塔基2重力超過浮力，則塔基2將開始下沉直到擱置於目標位置26上之海底31上。最終，足量的壓載材料29被泵送至壓載艙24、25內，導致塔基2永久擱置於海底31上。特別言之，預期內之潮汐力或海流無法使風力渦輪機1之塔基2移位或傾倒。

雖然海床材料30密度較先前系統中用以穩定化塔基之岩石等低，壓載艙24、25之尺寸可大到足使壓載材料29之額外重力強到足以確保目標位置26中的塔基2之永久擱置。相對於傳統系統，本發明之壓載材料如岩石等，無須自岸邊輸送至離岸風力渦輪機1。因此，優點在於已採用本海床材料30。

塔基2另藉由塔基之幾何形狀穩定化於其目標位置26處。由於係圓錐形基礎段14，故塔基2質心位於下方。此外，塔裙11因塔基2重力被壓入海底31中。

另外的塔基2穩定化因素係基礎段14與海底31之接觸面積大到足以在海底31成分與結構不穩定下，塔基2仍可安立於其目標位置26處。

最終，接著在步驟S12(圖15)中，風力渦輪機1之塔架3分別安裝於塔基2或支撐段15上，且藉由固裝其餘組件如機艙4及葉片5等而完成風力渦輪機1。或者，甚至可在將塔基拖至目標位置26前，尚位於建造工地6處時，安裝風力渦輪機1之其餘部分於塔基2上。此步驟尤其可在步驟9前或較佳在步驟8前執行。塔基2在輸送風力渦輪機1或將之拖至目標位置26時使之穩定。

如圖14與15所示，塔基2，亦即組件16所在處之支撐段15上部，位於海平面上。

塔基2的支撐段15包括具門47之進入口46，允許人員在組件16之高度處進出風力渦輪機1。在傳統系統中，進入口一般設置於風力渦輪機的塔架處，一般係由鋼等組成。在鑄造之混凝土塔基2上設置進入口致使降低塔架3複雜度。

雖然圖式中未顯示，在進入口46高度處具有塔架周圍之維護平台，允許人員亦於進入風力渦輪機1。亦可於風力渦輪機1之維護平台處設置登船處。

圖18顯示風力渦輪機1之第二實施例之塔基2。與第一實施例類似，塔基2亦包括基礎段14及支撐段15，但塔基2，亦即支撐段15，包括數個隔室48，其中該等隔室48頂部開放。此導致塔基2類似於船或堅果殼浮動於海平面8上，其中當作為壓載艙24、25之隔室48填充壓載材料29時，塔基2將沉入海7中，使得隔室48淹水23。

或者，隔室48亦可防水，或換言之，頂端封閉，其中一些隔室48可作為壓載艙24、25，另些隔室48可作為儲存艙17。

雖已參考較佳實施例詳述本發明，本發明不以所揭示的實例為限，熟諳此藝者亦可在不悖離本發明之範疇下衍生其他變化。

1:風力渦輪機 2:塔基 3:塔架 4:機艙 5:轉子葉片 6:建造工地 7:海 8:海平面 9:屏障 10:堤防狀結構 11:塔裙 12:足部 13:台座 14:基礎段 15:支撐段 16:組件 17:儲存艙 18:平台 19:組件 20:控制裝置 21:組件 22:纜線 23:水 24:壓載艙 25:壓載艙 26:目標位置 27:船舶 28:繩 29:壓載材料 30:海床材料 31:海底 32:泵送設備 33:吸收單元 34:泵 35:第一導管 36:第二導管 37:泵送設備 38:船艇 39:第一泵 40:管線 41:第二泵 42:目標位置 43:裝載入口 44:系統 45:管路 46:進入口 47:門 48:隔室

自下列併同隨附圖式考量之實施例之詳述，將明瞭本發明之其他目的及特徵，但僅係為闡釋所為之原理概述，並無限制本發明之意。圖式中顯示： 圖1係依本發明之離岸風力渦輪機之第一實施例； 圖2係關於圖1之風力渦輪機之依本發明之方法流程圖； 圖3-15係依圖2之方法之圖1之離岸風力渦輪機組裝步驟； 圖16係圖1之風力渦輪機之塔基詳圖； 圖17係沿圖16之線XVII-XVII之塔基剖面圖；及 圖18係依本發明之風力渦輪機之第二實施例之塔基。

1:風力渦輪機

2:塔基

3:塔架

4:機艙

5:轉子葉片

7:海

8:海平面

11:塔裙

12:足部

13:台座

14:基礎段

15:支撐段

16:組件

17:儲存艙

26:目標位置

31:海底

Claims (19)

1. 一種用於組裝一離岸風力渦輪機(1)的方法，其中該風力渦輪機(1)包括一塔基(2)，該塔基(2)具有至少一個中空壓載艙(24、25)，其中該方法包括下列步驟：於乾塢式建造工地(6)上組裝該塔基(2)，其中該建造工地(6)位於海平面(8)下且藉由一屏障(9)與海(7)隔開；藉由至少部分移除或打開該屏障(9)及/或將水填充至該建造工地(6)使該建造工地(6)被淹沒，而使該塔基(2)下水進到該海(7)中；藉由一船舶(27)將游移中的該塔基(2)拖至該海(7)上之一目標位置(26)處；以壓載材料(29)裝填該塔基(2)之該至少一個壓載艙(24、25)，造成該塔基(2)下沉直到該塔基(2)永久擱置在海底(31)上，其中使用海床材料(30)作為該壓載材料(29)；及當該塔基(2)位於該乾塢式建造工地(6)中或在該目標位置(26)處時，於該塔基(2)上安裝該風力渦輪機(1)之一塔架(3)，其中該塔基(2)的一支撐段(15)包括具一門(47)之一進入口(46)，允許人員在該風力渦輪機(1)之組件(16)的高度處進出該風力渦輪機(1)。
2. 如請求項1之方法，其中組裝該塔基(2)包括下列步驟：組裝該塔基(2)之一基礎段(14)，及於該基礎段(14)之頂部組裝該塔基(2)之該支撐段(15)，其中若該塔基(2)已被拖至該目標位置(26)處且該壓載艙(24、25)已被裝填，則該基礎段(2)適於擱置在該海底(31)上且 該支撐段(15)適於位於該基礎段(14)之頂部且連接至該風力渦輪機(1)之該塔架(3)。
3. 如請求項2之方法，其中組裝該基礎段(14)包括下列步驟：鑄造一塔裙(11)；於該塔裙(11)之頂部鑄造一足部(12)；及於該足部(12)之頂部鑄造一台座(13)，該台座(13)適於於該基礎段(14)之頂部上使該支撐段(15)穩定。
4. 如請求項2或3之方法，其中組裝該支撐段(15)包括將該風力渦輪機(1)之該等組件(16)插入至該支撐段(15)中。
5. 如請求項4之方法，其中該風力渦輪機(1)之該等組件(16)是電組件及/或機械組件。
6. 如請求項5之方法，其中該等電組件及/或機械組件是一變壓器及/或一換流器及/或一電纜及/或一控制裝置及/或一開關設備。
7. 如請求項1至3中任一項之方法，其中使用一堤防狀結構(10)作為該屏障(9)。
8. 如請求項7之方法，其中該堤防狀結構(10)是一水壩或一水閘。
9. 如請求項1之方法，其中將該海床材料(30)自該海底(31)泵送至該船舶(27)且自該船舶(27)泵送至該塔基(2)。
10. 如請求項9之方法，其中將該海床材料(30)自該海底(31)經由另一船艇(38)泵送至該船舶(27)。
11. 如請求項1之方法，其中使用來自一相鄰塔基之目標位置(42)之一海床材料(30)。
12. 一種用於一離岸風力渦輪機(1)之塔基，其特徵在於該塔基(2)包括至少一個壓載艙(24、25)，其適於以壓載材料(29)裝載，其中使用海床材料(30)作為該壓載材料(29)，其中若該至少一個壓載艙(24、25)未被裝載，則該塔基(2)之浮力大於該塔基(2)之重量以使該塔基(2)游移，其中若該至少一個壓載艙(24、25)係被裝載，則該塔基(2)之浮力小於該塔基(2)之重量以使該塔基(2)永久擱置在海底(31)上且與該風力渦輪機(1)之一塔架(3)連接以支撐位於海平面上方之該風力渦輪機之組件，其中該塔基(2)的一支撐段(15)包括具一門(47)之一進入口(46)，允許人員在該風力渦輪機(1)之該等組件(16)的高度處進出該風力渦輪機(1)。
13. 如請求項12之塔基，其中該塔基(2)之內部包括至少一個儲存艙(17)，其適於容納該風力渦輪機(1)之該等組件(16)。
14. 如請求項12之塔基，其中該塔基(2)之一基礎段(14)及/或該支撐段(15)包括至少一個儲存艙(17)，其適於容納該風力渦輪機(1)之該等組件(16)。
15. 如請求項12之塔基，其中該塔基(2)包括數個隔室(48)，其中該等隔室(48)中之至少一者係該至少一個壓載艙及/或該等隔室(48)中之至少一者形成一儲存艙。
16. 如請求項12之塔基，其中該塔基(2)的一基礎段(14)及/或該支撐段(15)，包括數個隔室(48)，其中該等隔室(48)中之至少一者係該至少一個壓載艙及/或該等隔室(48)中之至少一者形成一儲存艙。
17. 如請求項12至16中任一項之塔基，其中該塔基 (2)包括至少一個載入口(43)，以將該壓載材料(29)載入該至少一個壓載艙(24、25)中。
18. 如請求項17之塔基，其中藉由管線(45)之一個或一系統(44)連接該至少一個載入口(43)與該至少一個壓載艙(24、25)。
19. 一種離岸風力渦輪機，其包括如請求項12至18中任一項之塔基。