特開 2024-83165 水上装置及び水上装置制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024083165

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】水上装置及び水上装置制御方法

(51)【国際特許分類】

   B63B 39/00 20060101AFI20240613BHJP

   F03D 13/25 20160101ALI20240613BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20240613BHJP

   B63B 35/44 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

B63B39/00

F03D13/25

B63B35/00 T

B63B35/44 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197530

(22)【出願日】2022-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 直樹

【テーマコード（参考）】

3H178

【Ｆターム（参考）】

3H178AA03

3H178AA26

3H178AA43

3H178BB41

3H178DD61

(57)【要約】

【課題】水上装置の支持部材に支持された構造物が水面の上下動によって損傷を受けることを抑制できる水上装置を得る。
【解決手段】水上装置（風力発電装置１０）は、構造物（風車１１）を支持する支持部材１２と、支持部材１２に取り付けられ、給気により拡大し排気により縮小する１つ又は複数の拡縮浮体（弾性浮体２８）と、拡縮浮体が水面下に位置するまで拡縮浮体から排気すること、及び、拡縮浮体の一部が水面上に現れるまで拡縮浮体に給気すること、を行う給排気装置と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物を支持する支持部材と、
前記支持部材に取り付けられ、給気により拡大し排気により縮小する１つ又は複数の拡縮浮体と、
前記拡縮浮体が水面下に位置するまで前記拡縮浮体から排気すること、及び、前記拡縮浮体の一部が水面上に現れるまで前記拡縮浮体に給気すること、を行う給排気装置と、
を有する水上装置。

【請求項2】

前記構造物は、
風を受けて回転するロータを備え、前記支持部材に支持される風車と、
前記ロータの回転力を受けて発電する発電機と、
を含んでいる請求項１に記載の水上装置。

【請求項3】

前記構造物が設置された場所の気象データを取得する気象データ取得装置、
を有し、
前記給排気装置は、前記気象データ取得装置で取得した気象データに応じて、前記拡縮浮体からの排気、及び前記拡縮浮体への給気を行うように前記給排気装置を制御する、請求項２に記載の水上装置。

【請求項4】

前記気象データ取得装置で取得した気象データに応じて、前記拡縮浮体の上下動が所定範囲を超えると予測される場合に前記拡縮浮体から排気し、前記上下動が前記所定範囲に回復すると予想される場合に拡縮浮体に給気するように前記給排気装置を制御する制御装置、を有する請求項３に記載の水上装置。

【請求項5】

複数の前記拡縮浮体を備え、
前記給排気装置は、複数の前記拡縮浮体に対し排気及び給気を行う、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の水上装置。

【請求項6】

構造物を支持する支持部材と、
前記支持部材に取り付けられ、給気により拡大し排気により縮小する１つ又は複数の拡縮浮体と、
前記構造物が設置された場所の気象データを取得する気象データ取得装置と、
前記拡縮浮体から排気すること、及び、前記拡縮浮体に給気すること、を行う給排気装置と、
を有する水上装置に対し、
前記気象データ取得装置で取得した気象データに基づき、前記給排気装置により、前記拡縮浮体が水面下に位置するまで前記拡縮浮体から排気を行い、前記拡縮浮体の一部が水面上に現れるまで前記拡縮浮体に給気を行う、水上装置制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願の開示する技術は、水上装置及び水上装置制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ロータ、ナセルを搭載したタワーを中心としてタワー基部に浮力室を設け、タワー基部の水平方向に鋼管製の放射梁を設け、放射梁の先端を結ぶ鋼管製の外周梁を設けた、浮体式洋上風力発電装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１７２２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水上に設けられる水上装置では、水面の上下動によって水上装置も上下動する。水上装置の支持部材に支持された構造物が、この上下動により損傷を受けることを抑制することが望まれる。

【0005】

本開示の目的は、水上装置の支持部材に支持された構造物が水面の上下動によって損傷を受けることを抑制できる水上装置を得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第一態様の水上装置では、構造物を支持する支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、給気により拡大し排気により縮小する１つ又は複数の拡縮浮体と、前記拡縮浮体が水面下に位置するまで前記拡縮浮体から排気すること、及び、前記拡縮浮体の一部が水面上に現れるまで前記拡縮浮体に給気すること、を行う給排気装置と、を有する。

【0007】

この水上装置では、支持部材が構造物を支持している。複数の拡縮浮体は、支持部材に取り付けられている。給排気装置は、拡縮浮体が水面下に位置するまで拡縮浮体から排気する。たとえば、水面の上下動が所定範囲を超えると予測される場合に、拡縮浮体を水面下に位置させることで、水面の上下動に伴う支持部材の上下動を抑制できる。支持部材の上下動を抑制することで、支持部材に支持された構造物の損傷を抑制できる。

【0008】

また、給排気装置は、拡縮浮体の一部が水面上に現れるまで拡縮浮体に給気する。これにより、たとえば、水面に対する拡縮浮体の上下動が所定範囲に回復すると予想される場合は、拡縮浮体を元の位置に戻すことができる。

【0009】

第二態様では、第一態様の水上装置において、前記構造物は、風を受けて回転するロータを備え、前記支持部材に支持される風車と、前記ロータの回転力を受けて発電する発電機と、を含んでいる。

【0010】

構造物は、風車と発電機を含んでいる。このため、風車のロータが風を受けて回転すると、発電機がロータの回転力を受けて発電する。

【0011】

第三態様では、第二態様の水上装置において、前記構造物が設置された場所の気象データを取得する気象データ取得装置、を有し、前記給排気装置は、前記気象データ取得装置で取得した気象データに応じて、前記拡縮浮体からの排気、及び前記拡縮浮体への給気を行うように前記給排気装置を制御する。

【0012】

気象データ取得装置は、構造物が設置された場所の気象データを取得する。この予測に基づいて、給排気装置は、拡縮浮体からの排気、及び拡縮浮体への給気を行うので、水面の変動を検知するためのセンサが不要である。

【0013】

第四態様では、第三態様の水上装置において、前記気象データ取得装置で取得した気象データに応じて、前記拡縮浮体の上下動が所定範囲を超えると予測される場合に前記拡縮浮体から排気し、前記上下動が前記所定範囲に回復すると予想される場合に拡縮浮体に給気するように前記給排気装置を制御する制御装置、を有する。

【0014】

制御装置は、気象データ取得装置で取得した気象データに応じて、水面変動に応じた拡縮浮体の上下動が所定範囲を超えると予測される場合に拡縮浮体から排気するように給排気装置を制御するので、拡縮浮体の浮力を小さくする操作が自動で行われる。また、制御装置は、気象データ取得装置で取得した気象データに応じて、拡縮浮体の上下動が所定範囲に回復すると予想される場合に拡縮浮体に給気するように給排気装置を制御するので、拡縮浮体の浮力を大きくする操作が自動で行われる。

【0015】

第五態様では、第一～第四のいずれか一態様の水上装置において、複数の前記拡縮浮体を備え、前記給排気装置は、複数の前記拡縮浮体に対し排気及び給気を行う。

【0016】

複数の拡縮浮体を備えるので、１つの拡縮浮体を備える場合と比較して、大きな浮力が得られる。給排気装置は、複数の拡縮浮体に対し排気及び給気を行うので、複数の拡縮浮体で浮力の調整ができる。

【0017】

第六態様の水上装置制御方法では、構造物を支持する支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、給気により拡大し排気により縮小する１つ又は複数の拡縮浮体と、前記構造物が設置された場所の気象データを取得する気象データ取得装置と、前記拡縮浮体から排気すること、及び、前記拡縮浮体に給気すること、を行う給排気装置と、を有する水上装置に対し、前記気象データ取得装置で取得した気象データに基づき、前記給排気装置により、前記拡縮浮体が水面下に位置するまで前記拡縮浮体から排気を行い、前記拡縮浮体の一部が水面上に現れるまで前記拡縮浮体に給気を行う。

【0018】

この水上装置制御方法における制御対象である水上装置では、支持部材が構造物を支持している。複数の拡縮浮体は、支持部材に取り付けられている。気象データ取得装置は、構造物が設置された場所の気象データを取得する。この予測に基づいて、給排気装置により、拡縮浮体が水面下に位置するまで拡縮浮体から排気を行う。これにより、水面の上下動に伴う支持部材の上下動を抑制できる。支持部材の上下動を抑制することで、支持部材に支持された構造物の損傷を抑制できる。しかも、拡縮浮体に対する給排気の手動操作が不要である。

【0019】

また、制御装置により、拡縮浮体の一部が水面上に現れるまで拡縮浮体に給気を行う。これにより、水面に対する拡縮浮体の位置を元の状態に戻すことができる。

【発明の効果】

【0020】

本開示の技術では、水上装置の支持部材に支持された構造物が水面の上下動によって損傷を受けることを抑制できる水上装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は第一実施形態の風力発電装置を示す正面図である。

【図2】図２は第一実施形態の風力発電装置を示す側面図である。

【図3】図３は第一実施形態の風力発電装置を示す平面図である。

【図4】図４は第一実施形態の風力発電装置を示すブロック図である。

【図5】図５は第一実施形態の風力発電装置のコンピュータの構成図である。

【図6】図６は第一実施形態の風力発電装置における制御の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は第一実施形態の風力発電装置を浮体が水面下に位置している状態で示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

[第一実施形態]

【0023】

図１～図１１を用いて、本開示の第一実施形態の風力発電装置１０について説明する。風力発電装置１０は、本開示の技術の水上装置の一例である。

【0024】

図３に示すように、風力発電装置１０は、一例として、平面視で円形の鋼製またはコンクリート製の支持部材１２を備えている。支持部材１２は、本開示の技術の支持部材の一例である。

【0025】

図１、及び図３に示すように、支持部材１２の中心部には、タワー１４が立設されている。支持部材１２とタワー１４とは、一例としてボルト、溶接等で固定されている。

【0026】

図２にも示すように、タワー１４の上部にはナセル１６が設けられている。ナセル１６には、ロータ１８の回転で発電する発電機２０が収容されている。タワー１４は、一例として中空構造であり、鋼材等で形成されている。タワー１４は、内部に雨水、海水等が進入しないように密閉されている。ロータ１８は、中心のハブ１８Ａと、このハブ１８Ａから放射状に延在する複数のブレード１８Ｂを有している。タワー１４、ナセル１６、及びロータ１８で風車１１が構成されている。すなわち、支持部材１２の中心部に風車１１が支持されている構造である。

【0027】

図１、及び図２に示すように、本参考例の風車１１は、一例として、ハブ１８Ａにブレード１８Ｂが設けられたプロペラ型と呼ばれる水平軸風車である。

【0028】

図３に示すように、支持部材１２には、浮体支持部２４が取り付けられている。支持部材１２と浮体支持部２４とは、一例としてボルト、溶接等で固定されている。

【0029】

浮体支持部２４は、支持部材１２から放射方向（径方向外側）へ向けて延びる複数本（本実施形態では５本）の連結部材２４Ａを備えている。各連結部材２４Ａの端部には円環状の大径環状部材２４Ｂが固定されている。大径環状部材２４Ｂの内側には、大径環状部材２４Ｂよりも小径の小径環状部材２４Ｃが配置されている。小径環状部材２４Ｃは、連結部材２４Ａの長手方向中間部に固定されている。

【0030】

本実施形態では、支持部材１２の中心と、大径環状部材２４Ｂの中心と、小径環状部材２４Ｃの中心とを一致させている。

【0031】

浮体支持部２４を構成する連結部材２４Ａ、大径環状部材２４Ｂ、及び小径環状部材２４Ｃは、一例として、鋼材等で形成することができる。浮体支持部２４は、鋼鉄製骨格、弾性浮体支持部材、補強材などと呼ぶことができる。

【0032】

図１及び図３に示すように、本実施形態では、支持部材１２の下部の中心に、鋼製の中空構造とされた剛性浮体２６が取り付けられている。

【0033】

支持部材１２の下部、大径環状部材２４Ｂの下部、及び小径環状部材２４Ｃの下部には、周方向に沿って複数の弾性浮体２８が配置されている。弾性浮体２８は、開示の技術における拡縮浮体の一例である。これらの弾性浮体２８は、支持部材１２の下部、大径環状部材２４Ｂの下部、及び小径環状部材２４Ｃの下部において、周方向に沿って等間隔に配置されている。すなわち複数の弾性浮体２８は、支持部材１２を取り囲む位置に配置されている。

【0034】

本開示の技術において、弾性浮体２８は拡縮浮体の一例である。拡縮浮体としては、弾性を有していなくても、給気により拡大し、排気により縮小するように形成された部材であればよい。たとえば、薄膜の樹脂によって袋状に形成された部材（袋体）でもよい。また、有底の筒状で、外周面の一部が蛇腹状に形成された部材であってもよい。さらには、シリンダの内部をピストンが移動する部材であってもよい。

【0035】

また、図示の例では、弾性浮体２８は上下には１段で配置されているが、上下に複数段で配置される構成でもよい。

【0036】

弾性浮体２８は、中空体であり、使用時の形状（空気を充填した状態の形状）は、一例として球形である。なお、弾性浮体２８の使用時の形状は球形に限定されず、円柱形状、中央部が膨らんだ樽形状、立方体形状等であってもよい。

【0037】

弾性浮体２８を構成する材料は、弾性体、一例として、ゴム、ウレタン樹脂等の弾性を有する合成樹脂（エラストマー樹脂）であり、金属よりも比重の軽い材料である。弾性浮体２８を構成する弾性材料には、補強用のコードや織物シート等が埋設されていてもよい。

【0038】

各弾性浮体２８は、個別に交換が可能なように、支持部材１２、及び浮体支持部２４に対して、一例として、チェーン、ロープ、バンド等の取付部材３２を用いて着脱可能に取り付けられている。図示は省略するが、弾性浮体２８は、チェーン、ロープ、バンド等に限らず、ボルト等を用いて固定してもよい。

【0039】

なお、取付部材３２は、弾性浮体２８の着脱作業が、水上、例えば、支持部材１２や浮体支持部２４の上で出来るように設けることが好ましい。

【0040】

弾性浮体２８は、空気の給排により拡縮可能、言い換えれば体積を変更することが可能である。より具体的には、弾性浮体２８は、給気により拡大して体積が増加し、排気により縮小して体積が減少する。

【0041】

図４に示すように、弾性浮体２８には切替装置２１４が取り付けられている。切替装置２１４により、後述するエアタンク２０８から弾性浮体２８が給気される状態、及び真空タンク２１２に向けて弾性浮体２８から排気される状態、を切り替えることができる。さらに、切替装置２１４を閉じることで、弾性浮体２８を密閉できる。

【0042】

支持部材１２、及び浮体支持部２４に取り付ける弾性浮体２８の数、及び位置は、図１及び図３に示す例に限らず、必要に応じて適宜変更可能である。本実施形態では、水上での風力発電装置１０の使用状態において、弾性浮体２８の少なくとも一部が水面ＷＦより上側に露出するように、弾性浮体２８の数、言い換えれば、浮力が決められている。

【0043】

図１に示すように、本実施形態の風力発電装置１０は、従来の浮体式洋上風力発電装置と同様に、係留ライン３４によって海底（図示省略）に係留することができる。

【0044】

さらに、本実施形態の風力発電装置１０では、図４に示すように、気象データ取得装置２５２を有している。気象データ取得装置２５２は、風力発電装置１０が設置された場所の気象データを取得する。特に、本実施形態の風力発電装置１０では、風力発電装置１０の周囲の水面変動及び風車１１の傾斜が所定の範囲を超えるような場合に、これを予測することに有効な気象データを取得する。一例として、台風等による暴風雨や地震等による津波を挙げることができる。気象データ取得装置２５２は、たとえば、外部のサーバ（天気予報の情報を提供しているサーバ）等から気象データを取得する構成を採り得る。

【0045】

図１に示すように、タワー１４の内側又は外側には、各種の機器２５４が取り付けられている。後述するように、弾性浮体２８から排気されることによって、風力発電装置１０の位置が下がった場合でも、これらの機器２５４が水没することがないように、取り付けの高さ位置が設定されている。

【0046】

発電機２０で発電された電力は、一例として、送電線３６を介して陸地等にある電力供給先へ送電することができる。

【0047】

さらに、本実施形態の風力発電装置１０は、図４に示すように、充電器２０２、制御装置２０４、エアコンプレッサ２０６、エアタンク２０８、真空ポンプ２１０及び真空タンク２１２を有している。また、弾性浮体２８のそれぞれに対応して、切替装置２１４が設けられている。充電器２０２、制御装置２０４、エアコンプレッサ２０６、エアタンク２０８、真空ポンプ２１０、真空タンク２１２及び切替装置２１４によって、給排気装置２００が構成されている。

【0048】

エアコンプレッサ２０６で生成された圧縮空気は、エアタンク２０８へ送られる。真空ポンプ２１０は、真空タンク２１２を吸引し、真空タンク２１２の内圧を負圧にすることができる。

【0049】

切替装置２１４は、エアタンク２０８及び真空タンク２１２のいずれか一方と選択的に接続され、対応する弾性浮体２８に、給気（エアタンク２０８と接続した場合）又は排気（真空タンク２１２と接続した場合）を切り替えることができる。さらに、エアタンク２０８及び真空タンク２１２のいずれとも接続されず、弾性浮体２８を密閉することも可能である。

【0050】

エアタンク２０８には圧力計２１６が、真空タンク２１２には圧力計２１８がそれぞれ設けられている。また、弾性浮体２８のそれぞれにも、圧力計２２０が備えられている。

【0051】

制御装置２０４は、圧力計２１６によって検知された圧力値から、エアタンク２０８が所定の内圧（正圧）となるようにエアコンプレッサ２０６を制御する。また、制御装置２０４は、圧力計２１８によって検知された圧力値から、真空タンク２１２が所定の内圧（負圧）となるように真空ポンプ２１０を制御する。

【0052】

さらに、制御装置２０４は、圧力計２１８によって検知された圧力値から、対応する弾性浮体２８のそれぞれにおいて、真空タンク２１２へ排気すること、及びエアタンク２０８から給気を受けること、の一方が行われるように、切替装置２１４を制御する。

【0053】

充電器２０２は、発電機２０で発電された電力を充電する。この充電器２０２の電力は、制御装置２０４に供給される。さらに、エアコンプレッサ２０６、真空ポンプ２１０、切替装置２１４等、電力を必要とする各要素に、充電器２０２から電力供給線を通じて、電力が供給される。

【0054】

図５には、第一実施形態において、各弾性浮体２８への給排気を制御するコンピュータ５４の内部構成が示されている。

【0055】

コンピュータ５４は、プロセッサ５６、メモリ５８、ストレージ６０、表示部６２、入力部６４、受付部６６及び通信部６８を有している。

【0056】

ストレージ６０には、コンピュータ５４を制御装置として機能させるための制御プログラム７０が記憶されている。この制御プログラム７０がメモリ５８上で展開され、さらにプロセッサ５６において実行されることにより、コンピュータ５４は制御装置として機能する。本願の開示の技術では、制御プログラム７０は、各弾性浮体２８に対し給排気を行う給排気プログラムを含んでいる。

【0057】

表示部６２は、たとえばディスプレイ及び表示ランプ等である。表示部６２は、コンピュータ５４の状態や、このコンピュータ５４に接続された各種機器の状態等を表示する。入力部６４は、たとえばキーボード、マウス及びスイッチ等である、入力部６４は、作業者からコンピュータ５４に対する各種の入力を受け付ける。受付部６６は、後述するように、弾性浮体２８への給排気を実行する指示を受け付ける。実質的に、入力部６４の一部が受付部６６の機能を有するように構成できる。表示部６２をタッチパネルとして構成し、入力部６４及び受付部６６を兼ねるようにしてもよい。表示部６２、入力部６４及び受付部６６は、たとえば陸上の管理センター等に設置され、有線又は無線で、プロセッサ５６、メモリ５８、ストレージ６０等と接続されている。

【0058】

通信部６８は、圧力計２１６、２１８、２２０と通信し、これらの圧力計とデータの送受信を行う。また、通信部６８は、エアコンプレッサ２０６、真空ポンプ２１０及び切替装置２１４と通信し、これらの装置を制御する信号の送受信を行う。

【0059】

プロセッサ５６では、圧力計２２０で検知された圧力のデータから、波ＷＶの向き、高さ及び速さを解析することが可能である。この解析は、たとえば、あらかじめメモリ５８に格納されているデータベースに基づいて行うことが可能である。さらには、たとえば、風力発電装置１０が水上に設置された後の検知データを蓄積し、機械学習により波ＷＶの向き、高さ及び速さを解析するようにしてもよい。

【0060】

通信部６８は、エアコンプレッサ２０６、真空ポンプ２１０及び切替装置２１４と通信し、これらの装置を制御する信号の送受信を行う。

【0061】

プロセッサ５６では、気象データ取得装置２５２で取得した気象データから、水面の液面変動（上下動）及び風車１１の傾きを予測することが可能である。

【0062】

本開示の技術では、制御装置２０４は、弾性浮体２８から排気する場合は、弾性浮体２８の浮力が低下し、弾性浮体２８が水面ＷＦの下に位置するまで排気するように切替装置２１４を制御する。また、制御装置２０４は、弾性浮体２８に給気する場合は、弾性浮体２８の一部が水面ＷＦの上に現れるまで給気するように切替装置２１４を制御する。

【0063】

次に、本実施形態の動作及び作用を説明する。

【0064】

本実施形態では、図６に示すフローに従い、制御装置２０４が、弾性浮体２８のそれぞれに対し給排気を行う。

【0065】

制御装置２０４は、ステップＳ２５０において、気象データ取得装置２５２により、将来の気象データを取得する。この気象データの取得は、たとえば、一定の時間毎に定期的に行う。そして、制御装置２０４は、ステップＳ２５２において、気象データ取得装置２５２により取得された気象データから、所定の時間範囲（たとえば３時間）での風力発電装置１０の周囲の水面の上下動を、時刻の関数として予測する。また、気象データ取得装置２５２は、緊急の気象に関する警報、注意報等を含む情報が発令された場合には、これらの情報のデータも取得する。

【0066】

ステップＳ２５４では、制御装置２０４は、水面の上下動が、所定の範囲を超えていると予測した時間帯がある場合に、この時間帯では弾性浮体２８から排気されている状態が維持されるように切替装置２１４を制御する。これにより、弾性浮体２８の浮力が小さくなるので、図７に示すように、風力発電装置１０が全体として降下している状態が維持される。弾性浮体２８の全体が水面ＷＦよりも下に位置している状態になることで、弾性浮体２８は水面の上下動の影響を受けづらくなる。このため、支持部材１２の上下動が抑制される。

【0067】

なお、ステップＳ２５４における切替装置２１４の制御は、上記した一定の時間範囲で行う。

【0068】

また、このように弾性浮体２８の全体が水面ＷＦよりも下に位置している状態であっても、タワー１４の内側及び外側に配置された各種の機器２５４は水面ＷＦよりも下に位置することがないように、複数の弾性浮体２８による浮力が調整されている。

【0069】

一定の時間範囲を経過すると、制御装置２０４は、ステップＳ２５６に移行する。ステップＳ２５６では、エアタンク２０８から弾性浮体２８に給気されている状態（所定の空気圧の状態）となるように、切替装置２１４を制御する。これにより、弾性浮体２８の浮力が大きい状態となり、弾性浮体２８の一部が水面ＷＦの上に現れている状態となる。そして、この制御を終える。

【0070】

このように、本実施形態の風力発電装置１０では、気象データに基づいて水面の上下動を予測し、弾性浮体２８の浮力を小さくすることで風力発電装置１０の上下動を抑制しているので、支持部材１２に支持された風車１１の損傷を抑制できる。

【0071】

本実施形態において、風車１１及び発電機２０は、構造物の一例である。そして、風力発電装置１０は、水上装置の一例である。すなわち、構造物は、風車１１及び発電機２０を含んでいる。

【0072】

風車１１のロータ１８が風を受けて回転すると、発電機２０がロータ１８の回転力を受けて回転し、発電する。そして、発電機２０及び風車１１の損傷を抑制できるので、発電可能な状態を維持できる。風力発電装置１０として発電可能な状態を長く確保できることで、発電コストを向上させることができる。

【0073】

発電機２０及び風車１１の損傷を抑制できることにより、発電機２０及び風車１１のメンテナンスや復旧作業に要する時間も短くなる。このように、発電機２０及び風車１１のメンテナンスや復旧作業に要する時間が短くなることでも、風力発電装置１０の稼働時間を長く確保し、発電コストを向上させる効果がある。

【0074】

本開示の技術において、風車１１は構造物の一例である。構造物の種類は限定されないが、風車１１以外の例としては、太陽光発電設備を挙げることができる。太陽光発電設備では、複数の太陽光パネルと、これら大陽光パネルどうしを電気的に接続するケーブル、及び各種の制御装置を備えていることが多いが、これらの各種機器を、支持部材１２で支持した構造を採り得る。

【0075】

上記では、切替装置２１４による弾性浮体２８に対する排気及び給気を、制御装置２０４が切替装置２１４を制御することにより行う例を挙げた。しかし、切替装置２１４による弾性浮体２８に対する排気及び給気を、制御装置２０４の制御によらずに、手動で行ってもよい。手動で行う場合は、たとえば、陸上の遠隔操作センターと各切替装置２１４とを無線により送受信可能に接続し、遠隔操作センターに設置した操作部を手動操作することで、切替装置２１４による弾性浮体２８に対する排気及び給気を行うようにすればよい。

【0076】

本開示の技術では、弾性浮体２８を構成する材料が、金属よりも比重の小さいゴム、合成樹脂等の弾性体である。このため、金属材料を用いた浮体よりも、同程度の浮力を得る構成において、軽量にすることが可能である。本実施形態の風力発電装置１０では、金属製の浮体のみで浮力を得ている風力発電装置に比較して、全体として軽量化できる。これにより、風車のサイズアップ、及び大型化が可能となり、発電量を増加させることも可能となる。

【0077】

浮体が固定されている風力発電装置では、浮体のメンテナンスを行う場合や、浮体に不具合（例えば、亀裂、穿孔等）が生じた場合は、曳航し、陸揚げしてメンテナンス、または修理する必要があり、メンテナンス、及び修理に多大な手間、及びコストが掛かる。また、浮体内に水が入った場合、浮力のバランスが崩れ、タワーが必要以上に傾く虞がある。

【0078】

一方、本実施形態の風力発電装置１０では、複数の弾性浮体２８を用いているので、フェイルセ―フが可能となる。例えば、何れかの弾性浮体２８に不具合が生じた場合でも、他の弾性浮体２８の浮力を調整することで、浮力のバランスが大きく崩れることを抑制でき、タワー１４が必要以上に傾くことを抑制できる。

【0079】

複数の弾性浮体２８は、夫々が浮体支持部２４に着脱可能に取り付けられているため、部分単位、言い換えれば、弾性浮体２８毎でメンテナンス（修理、交換）を行うことができる。

【0080】

各弾性浮体２８は、通常状態において、少なくとも一部が水面ＷＦに露出する構成とすることが可能である、弾性浮体２８の少なくとも一部が水面ＷＦに露出していることで、また、ボルト、チェーン、ロープ、バンド等の取付部材３２を、水上、例えば、支持部材１２や浮体支持部２４との上で弾性浮体２８の着脱作業が出来るように設けることで、水上にて、不具合を生じた弾性浮体２８をメンテナンスしたり、新たな弾性浮体２８と交換したりすることが容易となる。したがって、曳航、及び陸揚げによるメンテナンス、及び交換に比較して作業が容易になる。

【0081】

弾性浮体２８は、着脱可能であり、金属製の浮体に比較して軽量であるため、弾性浮体２８を取り外して水上で回転させることも容易である。例えば、弾性浮体２８を回転させ、水に浸かっていた下部を上側にして水に浸かっていた部分を検査したり、下部の付着物を除去したりするなどのメンテナンスも容易になる。

【0082】

本実施形態の風力発電装置１０では、弾性浮体２８が着脱可能であるので、弾性浮体２８の数を調整して、浮力の調整や浮力のバランスを取ることも容易である。また、タワー１４を搭載する基礎部材が水平となるように浮力のバランスをとることも容易にできる。

【0083】

本開示の技術の風車として、上記ではプロペラ型と呼ばれる水平軸風車を挙げたが、風車としては、たとえば垂直軸風車等、他の形式のものであってもよい。

【0084】

本開示の技術の水上装置としては、洋上に設置される洋上装置の他に、湖上に設置される湖上装置等が含まれる。すなわち、水上装置が設置される場所は、要するに水上であればよく、海洋、湖、池等が広く含まれる。

【符号の説明】

【0085】

１０…風力発電装置、１１…風車、１２…支持部材、１４…タワー、１６…ナセル、１８…ロータ、１８Ａ…ハブ、１８Ｂ…ブレード、２０…発電機、２４…浮体支持部、２４Ａ…連結部材、２４Ａ…連結部材、２４Ｂ…大径環状部材、２４Ｃ…小径環状部材、２６…剛性浮体、２８…弾性浮体、３２…取付部材、３４…係留ライン、３６…送電線、５４…コンピュータ、５６…プロセッサ、５８…メモリ、６０…ストレージ、６２…表示部、６４…入力部、６６…受付部、６８…通信部、７０…制御プログラム、２０２…充電器、２０４…制御装置、２０６…エアコンプレッサ、２０８…エアタンク、２１０…真空ポンプ、２１２…真空タンク、２１４…切替装置、２１６…圧力計、２１８…圧力計、２２０…圧力計、２５２…気象データ取得装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】