特許 7350986 一体化された電気変電所を備える浮体式風力タービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-15

(45)【発行日】2023-09-26

(54)【発明の名称】一体化された電気変電所を備える浮体式風力タービン

(51)【国際特許分類】

   F03D 13/25 20160101AFI20230919BHJP

   F03D 9/25 20160101ALI20230919BHJP

【ＦＩ】

F03D13/25

F03D9/25

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022508446

(86)(22)【出願日】2020-07-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-19

(86)【国際出願番号】 EP2020071337

(87)【国際公開番号】W WO2021032422

(87)【国際公開日】2021-02-25

【審査請求日】2022-02-08

(31)【優先権主張番号】102019122110.2

(32)【優先日】2019-08-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】516363086

【氏名又は名称】イーエヌビーダブリュー エネルギー バーデン ヴュルテンベルク アーゲー

(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】クリスティアンセン、ウド

【審査官】所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３７５８３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０２８１１１５９（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｄ １３／２５

Ｆ０３Ｄ ９／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのロータ（１１）と浮遊基礎（１３）とを含み、前記浮遊基礎（１３）は少なくとも１つの浮遊中空体（１５）を含む、風力タービン（Ｓ）であって、
電気変電所（１４）または電気変電所（１４）の少なくとも一部が、前記浮遊基礎（１３）の中空体（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）に設置され、
複数の別個に制御可能な電力スイッチ（１９．１、１９．２、・・・、１９．ｎ、２２）が、前記電気変電所（１４）の入力側に配置され、
前記複数の別個に制御可能な電力スイッチ（１９．１、１９．２、・・・、１９．ｎ、２２）がそれぞれ、複数の風力タービン（Ｗ) を接続してストランドを形成するケーブルを前記電気変電所（１４）に接続し、必要に応じて切断することを特徴とする、
風力タービン（Ｓ）。

【請求項2】

前記電気変電所（１４）の少なくとも一部が、水面の下にある前記中空体（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の領域（１５．１）に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項3】

前記中空体（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の、動作中に水面の下にある領域（１５．１）は冷却面として設計され、前記冷却面は変圧器（２１）および／または無効電流補償コイル（２５）を冷却するために使用されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項4】

前記中空体（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の一部が、前記電気変電所（１４）の高電圧電気アセンブリの一部を封入するように設計されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項5】

前記中空体（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は金属製であり、前記電気変電所（１４）の電気部品を遮蔽することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項6】

前記浮遊基礎（１３）は１つ以上の中空体（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を備え、前記ストランド（３）のための変圧器（２１）および電力スイッチ（１９）は第１の中空体（１５．ｃ）に配置され、無効電流補償コイル（２５）および高電圧スイッチパネル（２９）は第２の中空体（１５．ｂ）に配置され、前記第１の中空体（１５、ａ）および前記第２の中空体（１５．ｂ）は１つ以上の支柱（１７）によって互いに接続され、前記変圧器（２１）および前記高電圧スイッチパネル（２９）を電気的に接続するケーブル（２７）は前記支柱（１７）のうちの少なくとも１つに配置されることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項7】

無効電流補償コイル（２５）を受ける前記電気変電所（１４）および／または前記中空体（１５ｃ、１５ｂ）を受ける前記中空体は閉鎖可能な開口部（２３）を有し、前記開口部（２３）が水面の上方にあることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項8】

前記閉鎖可能な開口部（２３）は、前記水面から少なくとも１メートル以上上方にあることを特徴とする、請求項７に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項9】

前記閉鎖可能な開口部（２３）は、前記水面から２メートル以上上方にあることを特徴とする、請求項７に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項10】

ナセル（９）内に各ロータ（１１）が搭載され、かつタワー（７）上に前記ナセル（９）が配置されていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項11】

前記少なくとも１つのロータ（１１）の回転軸が、水平または垂直に延在することを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項12】

１つの翼、２つの翼、３つの翼、ダリウス（Ｄａｒｒｉｅｕｓ）ロータ、またはサボニウス（Ｓａｖｏｎｉｕｓ）ロータを有するロータを有するか、または風力エネルギーキットであることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の風力タービン（Ｓ）。

【請求項13】

多数の風力タービン（Ｗ、Ｓ）から成り、電線／ケーブルを介して沖合に配置された少なくとも１つの電気変電所に接続された浮遊洋上風力発電所（１）であって、
風力タービン（Ｓ）の１つが、請求項１～１２のいずれか一項に記載の一体型電気変電所（１４）を備える風力タービンであり、前記風力タービン（Ｗ、Ｓ）が、前記一体型電気変電所（１４）を備える前記風力タービン（Ｓ）の前記電気変電所（１４）に結合されることを特徴とする、浮遊洋上風力発電所（１）。

【請求項14】

複数の風力タービン（Ｗ、Ｓ）を相互接続してストランド（３）を形成し、各ストランド（３）を、一体化したスイッチオーバ機構（Ｓ）からなる前記風力タービン（Ｗ、Ｓ）の一方の電源スイッチ（１９，１９．１、・・・、１９．ｎ）に接合したことを特徴とする、請求項１３に記載の浮遊式洋上風力発電所（１）。

【請求項15】

５個未満の風力タービン（Ｗ、Ｓ）がストランド（３）を形成するように相互接続されることを特徴とする、請求項１４に記載の浮遊洋上風力発電所（１）。

【請求項16】

請求項１３～１５のいずれか一項に記載の浮体式洋上風力発電所（１）であって、
ただ１本の高圧輸出用ケーブル（３３）を介して全てのエネルギーを本土に送ることができるように、多数の風力タービン（Ｗ、Ｓ）だけが電気変電所（１４）に接合されることを特徴とする浮体式洋上風力発電所（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は浮体式風力タービンに関し、浮体式洋上風力発電所として知られているものでは、その統合に関し、浮体式洋上風力発電所に関する。「浮体式洋上風力発電所」という語は風力タービンが基礎構体の手段によって海底にしっかりと接続されておらず、むしろ１つまたは複数の中空体によって支持されているすべての洋上風力発電所を含み、この中空体の配置は、本明細書の文脈内で「フローティング基礎」とも呼ばれる。風力タービンは浮体基礎上で浮遊することを防止するために、ロープまたはチェーンといった手段によって海底に接続される。

【従来技術】

【0002】

各洋上風力発電所は風力タービンによって生成された電気エネルギーを収集し、当該電気エネルギーを本土への「輸送」に適した電圧に変換する少なくとも１つの電気変電所に関連している。例えば、線路損失及び海又は輸出ケーブルの必要断面積を減少させるために、電圧を６６ｋＶから２３０ｋＶに増加させることができる。また、変電所内の輸出用ケーブルに無効電流補償装置を設けることも一般的な慣行である。以下「無効電流補償器」とも呼ばれるこの装置は、本発明の文脈において電気変電所の一部であると考えられる。

【0003】

ＤＥ２０１２１０４００４３７２Ｕ１の図１は風力タービンを接地し、海底の基礎で固定する洋上風力発電所の形態を示している。変電所は基礎の一つに統合（一体化）されている。風力発電所の電気変電所は、高圧三相ケーブルによって陸上送電網に直接、あるいは高圧直流を用いて電気エネルギーを本土に伝送できる変換所に接合されている。変換ステーションには別の基礎が設けられている。

【0004】

比較的複雑な浮遊基礎はＷＯ２０１９／１０６２８３Ａ１から知られており、その中空体はリングを形成する。

【0005】

このリングのかなり下には、ロープまたはチェーンを介して浮遊基礎に接続された非浮力バラスト重りがある。以下に説明する本発明は、このような浮き土台を用いても実施することができる。
ＥＰ２８１１１５９Ａ１は洋上風力タービンを開示しており、このタービンはコンクリート製であり、浮力槽としても設計できる重力式基礎を備えている。この基礎には、電気変電所の構成要素を収容する中空の本体が組み込まれている。
洋上風力タービンは米国２０１０／０１９４１１４Ａ１から知られており、浮体内部で発生する廃熱の少なくとも一部は、浮体の外壁を介して周囲の水中に放散される。
欧州特許第２２２１４７４Ａ１号は、支柱を使用して浮力構造に追加される３つの浮体を備える洋上風力タービンを開示している。３つの浮体のうち２つに風力エネルギー変換器が配置されている。第３の浮体は、電気機器を収容する。
後に公開された国際公開第２０２０／００１９３２号パンフレットから、電気変電所の部品が安定器として使用される洋上風力タービンが知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、拡張された機能性を有する浮体式風力タービンを提供することを目的とする。本発明による風力タービンの使用は、風力発電所の利用可能性と年間発電量を損なうことなく、浮体式洋上風力発電所の資本コストを削減することを目的としている。また、設置面積は少ないが発電量は同等の浮体式洋上風力発電所を提供することが意図される。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、この目的はタワーと、タワー上に配置されたナセルと、浮遊基礎とを備える風力タービンによって達成され、浮遊基礎は無効電流補償装置を含む電気変電所、または電気変電所の少なくとも一部が浮遊基礎の１つまたは複数の中空体内に設置されることで、少なくとも１つの浮遊中空体を備える。

【0008】

本発明は、浮遊基礎を有する風力タービンの特徴を利用して、中空の本体または浮遊基礎の本体がかなりの体積を有することを特徴とする。従来の浮遊基礎では、中空の本体または本体は部分的にバラスト水で満たされている。しかしながら、中空体の容積の大部分は、必要な浮力を提供するために空気で満たされる。本発明によれば、この容積は、無効電流補償装置を含む大型電気変電所の設置スペースとして使用される。

【0009】

これは、かなりの経済的利点をもたらし、電気変電所のためだけの別個の構造は必要ではない。これは、浮遊する洋上風力発電所の全体的なコストを大幅に削減する。さらに、洋上風力発電所がある程度の大きさであれば、電気変電所を別個の浮遊基礎上に設置する代わりに、一体型の電気変電所からなる追加の風力タービンを運転することができる。その結果、依然として同じ面積を占める一方で、風力発電所の年間発電量は、大幅に増加する。

【0010】

不可欠な構成要素、特に変圧器や無効電流補償コイルのような電気変電所の重い構成要素が運転中の水位より低い中空体の領域、すなわち風車が浮いているときに設置されれば、有利であることが証明されている。これは、風車の重心を下方にずらすことができるためである。これにより、風車のメタセントリック高さが増大し、浮体式風車の安定性が向上する。さらに、必要とされるバラスト水の量を減少させることができ、または理想的には、この中空体内にバラスト水を全く必要としない。中空体内のバラスト水の完全な排除は、電気変電所の統合をさらに単純化する。

【0011】

本発明のさらなる有利な実施形態では、動作中に水面の下にある中空体の領域が冷却面として設計される。これらの冷却面は、変圧器および／または無効電流補償コイルを冷却するために使用される。例えば、中空体は一部の領域では２殻壁として、また、上記のステーションを冷却するために、この壁の２つの殻の間を冷却水が循環するように設計されることが可能である。冷却水は中空本体の外壁を通して周囲の海水によって冷却されるため、変圧器または無効電流補償コイルの運転中に発生する廃熱を効率的に放散することができる。

【0012】

一貫した開発において、さらに一層機能的な統合の意味内で、中空の本体又は本体の部分を使用して、電気変電所の部分又は全てを封入することができる。例えば、中空本体が変電所の変圧器と無効電流補償コイルを封入するように設計されていることが考えられる。そして、中空体の壁は、変圧器で発生する廃熱と変電所の無効電流補償コイルが変圧器油と中空体の壁を介して周囲の海水に直接伝わるように、冷却面としても用いられる。個別の冷却水回路は省略可能である。

【0013】

好ましい実施形態では、中空体の壁が金属、好ましくは鋼で作られ、この壁は同時に、電気変電所の構成要素の電気シールドを形成する。これはまた、さらなる建設コストを節約し、したがって、風力タービンまたは風力発電所の収益性がさらに向上する。

【0014】

さらなる有利な実施形態では、複数の別個に制御可能な電力スイッチが電気変電所の入力側に配置される。本発明による風力発電所のストランド（ｓｔｒａｎｄ）は、これらの電源スイッチのそれぞれに接続される。ストランド上の風力タービンは、別個の切換装置を持たず、むしろ、電気変電所の入力側の制御可能電力スイッチを介して、そのまま集中的に切換される。この手段は、ストランドに一体化された風力タービンがそれ自体の切換装置を有していないことである。ストランド内のすべての風力タービンは、一体型電気変電所を有する風力タービン内のこのストランドに関連した電力スイッチを介して中央でスイッチングされる。

【0015】

これにより、他の風力タービンの全体的なコストはさらに低減される。例えば、３つの風力タービンを有するストランドに対して１つのスイッチング装置のみが必要である。実際にはケーブル故障の可能性がある場合にはストランド内の全ての風力タービンが故障することになるので、これは利用可能性をわずかに低下させることになる。しかしながら、従来技術から知られているタービンと比較すると、１０個までではなく、３個しか故障しない。具体的にはこれは、例えば２つの機能する風力タービンが技術的に必須ではないが、短時間の間、動作から外されることになることを意味する。しかしながら、風力タービンにおけるいかなる電力スイッチの省略およびより小さなケーブル断面積の使用によるコスト節減は、これら２つの風力タービンの利用可能性がわずかに減少したよりも大きい。ストランドのすべての風車のメンテナンスは同時に行うことができる。

【0016】

ストランドに最大１０個のタービンを有し、各風力タービンにスイッチパネルを有する従来技術から知られているタービンでは、ケーブルが電気変電所で直接故障している場合、１０個のタービンすべてが故障する危険性がある。風車に電源スイッチがあると、利点がない。

【0017】

本発明のさらなる有利な実施形態では、浮遊基礎が複数の中空体を含む。発電所ケーブル配線用のスイッチシステムと変圧器を第一中空体に一体化し、輸出ケーブル用の無効電流補償コイルとスイッチパネルを第二中空体に一体化した。中空体は、支柱によって互いに接続されている。これらの支柱はチューブで、変圧器と高圧スイッチパネルの間のラインのガイドに使用できる。その結果、さらなるコスト削減と機能集積化が可能となる。

【0018】

本発明のさらなる実施形態では、電気変電所を収容する中空体または複数の中空体が設置開口部を有する。これらの開口部は水密性の方法で閉鎖することができ、電気変電所の構成要素を開口部を通して中空本体内に持ち上げることができるような寸法にされている。

【0019】

これらの開口部は船舶が容易に到達できるように、海面より高い高さに配置される。また、クレーンまたは他の昇降装置をタワーまたは浮遊基礎に取り付けて、電気変電所の構成要素を昇降装置を使用して中空体内にまたは中空体から持ち上げることができるようにすることも可能である。

【0020】

冒頭に述べた目的は多数の風力タービンから成り、これらの風力タービンは海洋に位置する少なくとも１つの電気変電所に電気ラインを介して接続され、風力タービンの１つは一体化された電気変電所を備え、かつ／または前述の請求項のいずれかによる一体化された無効電流補償器を備える風力タービンであり、風力タービンの複数の風力タービンは一体化された電気変電所を備える風力タービンの電気変電所に結合される、浮遊する海洋風力タービン発電所においても達成される。電気変電所を収容する基礎である風力タービンは、ストランドの１つに接合することも、あるいは電気変電所に接合された「個々に」接合することもできる。

【0021】

本発明によれば、周囲の風力タービンの多数のみが電気変電所に接続されているので、均一で比較的小さいケーブル断面を用いて接続を行うことができる。例えば、３基、４基または５基の風力タービンを電気変電所に接合することができる。これは、電気変電所に接続されるケーブルの数を最小限に抑えるために、できるだけ多くの風力タービン（１０以上）を１つのストランドに組み合わせる従来技術から知られている慣行からの逸脱である。この実践には、より高い電力を伝送できるようにするために、ケーブルの断面積が変電所に近づくほど大きくなるという欠点がある。大きな断面を有するケーブルは、より高価で、より重く、設置がより困難である。従来技術から知られているタービンでは、最大３つの異なるケーブル断面積が使用される。これにより、予備部品の在庫コストが増大する。

【0022】

本発明によれば、風力発電所内のすべての風力タービンは、数本の風力タービンを有する複数のストランドのため、１本のケーブル断面のみを用いて複数の電気変電所に接合される。アルミニウムで作られ、この目的に適した電線は、比較的軽く、安価である。これは、本発明による洋上風力発電所の収益性の向上にさらに寄与する。

【0023】

高出力の洋上風力発電所の場合、洋上風力発電所には本発明による複数の小型電気変電所があり、比較的小型の電気変電所は、１つまたは複数の風力タービンの中空の本体に一体化されている。そこでそれらは天候から守られている。基礎上の付加的な構造物は、風力タービンに影響を与え、従って、エネルギーの発生にも影響を及ぼす可能性がある。したがって、本発明によれば、電気変電所を直接基礎に一体化し、中空体内に利用可能な非常に大きな設置スペースを使用することが好都合である。

【0024】

本発明による電気変電所は十分な大きさとなるように寸法を決めることができ、風力タービンの位置を「犠牲にする」必要がないため、電力、風力タービンの接続部および輸出用ケーブルに関して、電気変電所の位置を最適に選択することができる。これは、かなりの相乗効果をもたらす。

【0025】

本発明による浮遊式洋上風力発電所の有利な実施形態ではストランドに接続される風力タービンはわずかであり、各ストランドは一体型電気変電所を備える風力タービンの電力スイッチの１つに接合される。風力タービンは可能であれば、浮体式洋上風力発電所で使用されるすべてのケーブルが同一の比較的小さな導体断面積を有するような方法でストランドを形成するように接続されることが好ましい。

【0026】

さらなる有利な実施形態では、多くの風力タービンが電気変電所に接合されるのと同じように、１本の高圧輸出ケーブルのみであり、したがって、１つの変圧器および１つの無効電流補償コイルのみが使用される。現在これは、大陸までの距離、海底の性質、および他のパラメータに応じて、３００ＭＷと２５０ＭＷとの間を高圧エクスポートケーブルを介して伝送することができることを意味する。

【0027】

本発明のさらなる利点および有利な実施形態は、以下の図面、その説明、および特許請求の範囲に見出すことができる。図面、その説明、および特許請求の範囲に記載された特徴の全ては、本発明にとって、個別にも、互いに任意に組み合わせても、本質的であり得る。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明による浮遊洋上風力発電所の形態を示す。

【図2】円柱ブイ（Ｓｐａｒ Ｂｕｏｙ）の浮遊基礎を備えた風力タービンを示す。

【図3】半潜水型浮遊基礎を有する風車を示す。

【図4】側面図に一体型電気変電所を備える本発明に係る風車を介した断面を示す。

【図5】図４による実施形態を上から見た図で示す。

【図6】図４及び図５に係る実施形態の電気回路の詳細を示す。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明による浮体式洋上風力発電所１を図１に模式的かつ大幅に簡略化して示す。この風力発電所１は、多数の風力タービンＷを備えている。

【0030】

一体型電気変電所１４を備える風車Ｓは電気変電所１４が風車Ｓの基礎部に一体化されている点で他の風車Ｗと異なるが、この一体化の詳細については図２～図５を参照してより詳細に後述する。本発明の文脈では、それぞれの場合、３つの風力タービンＷが組み合わされてストランド３を形成することに留意されたい。風車の各ストランド３の端部は一体化された電気変電所Ｓから構成されており、個々のストランドまたはストランド上の風車Ｗの電気的相互接続については、以下でより詳細に説明する。

【0031】

ストランド３上の風力タービンＷの数は５未満であり、示された例では３に等しい。全てのストランド３は、一体型電気変電所からなる風力タービンＳに導かれ、そこで別々にスイッチを入れたり切ったりする。これに関する詳細は図３に見ることができ、図６に関連してより詳細に説明される。

【0032】

これらの風力タービンＷによって生成された電気エネルギーは、ストランド３の風力タービンＷを互いに接続するケーブル５を介して、一体型電気変電所を備える風力タービンＳの電気変電所１４に輸送される。一例として、ストランド３の風力タービンは、図１においてＷ１、Ｗ２、およびＷ３と呼ばれる。

【0033】

風力タービンＷ１、Ｗ２およびＷ３によって生成された電気エネルギーは、共通ケーブル５を介して風力タービンＳ内部の電気変電所１４に輸送される。したがって、それらは一緒に動作に入れることができるか、または一緒に動作から取り出すことができるだけである。何らかの理由で、ストランドに関連し、風力タービンＳの電気変電所１４の前にある電力スイッチ１９が開いている場合、影響を受けたストランド３の３つの風力タービンＷ１、Ｗ２、およびＷ３のすべては、もはや、風力タービンＳの電気変電所１４に電気エネルギーを供給しない。

【0034】

この想定される「欠点」は、実際には電力スイッチの数を大幅に減少させることができるので、かなりの経済的利点をもたらす。電力スイッチ１９は従来の風力発電所のように、１ストランド３あたり１つの電力スイッチと、風力タービンＷあたり１つのマルチパネルスイッチギヤとではなく、１ストランド３あたり１つの電力スイッチ１４にのみ設けなければならず、これは、かなりのコスト上の利点をもたらす。風力タービンＷの基礎またはタワーに電力スイッチを収容する必要がないので、風力タービンの故障の可能性が低減される。

【0035】

ストランド３上の風力タービンの数は５未満である。その結果、ストランド３のケーブル５の線断面は依然として比較的小さくすることができ、しかも軽く、安価であり、しかも強力なアルミニウムケーブルを使用することができる。

【0036】

風車Ｗは一般に予期せず故障することはなく、予防保全の意味でのみサービスされるので、ストランド３の全ての風車Ｗを同時に停止させ、ストランドの全ての風車のメンテナンスを同時に行うことが容易に可能である。したがって、ライン当たり１つの電力スイッチしか使用されないが、保守によって引き起こされるダウンタイムは同じままである。

【0037】

図２、３に浮遊基礎を有する２種類の異なる風車Ｗを大幅に簡略化して示す。風力タービンＷは、タワー７およびナセル９を備える。ロータ１１によって駆動される発電機は、ナセル９内に配置される。タワー７の脚部において、前記タワーは浮遊基礎１３に接続されている。

【0038】

図２は、円柱ブイ（Ｓｐａｒ Ｂｕｏｙ）浮遊基礎を示す。このタイプの浮遊基礎１３は、細長い中空体１５を備えている。水の表面の下に位置する中空体１５の領域は、１５．１と呼ばれる。中空体１５の小さな部分１５．２は、水面の上方に位置している。

【0039】

図３では、浮遊基礎１３を有する風力タービンの第２の実施形態が全ての半潜水船の一例として示されている。この実施形態では３つの中空体１５ａ、１５ｂ、１５ｃは管状支柱１７を用いて三角形を形成するように接続されている。タワー７、ナセル９およびロータ１１を備える風力タービンは、中空本体、具体的には中空本体１５ｂのうちの１つに設置される。中空体１５ａ、１５ｂ及び１５ｃは、同じ寸法及び幾何学的形状を有する必要はない。

【0040】

全ての中空体１５、１５ａ、１５ｂ及び１５ｃは、風車Ｗの重量を負担するだけでなく、風車Ｗを安定させるために相当量のバラスト水を収容するため、非常に大きな体積を有する。

【0041】

図４は、図３から２つの中空体１５ａおよび１５ｃを断面的にかつ大幅に簡略化した形で示している。中空体１５ｃでは、各種の電源スイッチ１９がブロックとして簡略化された形で示されている。図１に関連してすでに述べたように、それぞれのストランド３のための電源スイッチがあり、その手段によって、ストランド３と下流の変圧器２１との間の導通を遮断接続部生成することができる。

【0042】

ストランド３のケーブル５及び電力スイッチ１９と変圧器２１との間の電気接続線は、発明の概念の概略図に過ぎないので、図４には示されていない。

【0043】

中空体１５ｃの頂部には、閉鎖可能な組立開口２３が設けられている。組立体の開口部２３は、電気変電所１４の最大構成要素（通常は変圧器２１および無効電流補償コイル２５）を組立体の開口部２３を通して中空本体１５ｃ内に持ち上げることができるような寸法にされている。修理又は交換の場合には、電気変電所１４の全ての構成要素を組立開口２３を通して中空体１５ｃに挿入し、必要に応じて再び持ち上げることができる。

【0044】

支柱１７は、中空体１５ｃと中空体１５ａとの間の例として示されている。この支柱１７は、変圧器２１を高圧スイッチパネル２９に接続するケーブル２７のケーブル導管として同時に使用できるようにチューブとして設計されている。

【0045】

無効電流補償器２５は、高圧スイッチパネル２９を介して高圧輸出用ケーブルに接続されている。

【0046】

風力発電所１で発生した電気エネルギーは、この高圧ケーブルを介して例えば２３０ｋＶの電圧で本土に伝送される。

【0047】

中空体１５内のバラスト水３１の量は、浮遊基礎１３が浮遊基礎１３上に搭載される風力タービンＷの安定した位置を確保するのに十分な深さおよび十分な慣性を有するような寸法にされる。本発明による電気変電所１４の、浮遊基礎１３の１つ以上の中空体１５への一体化は、中空体１５内の質量を増加させ、それに応じてバラスト水３１の量を減少させることができる。

【0048】

また、電気変電所１４が位置する中空本体１５ｃ，１５ｂからバラスト水を完全に省略することもできる。

【0049】

図４の簡略化された図に示されているものとは対照的に、本発明による内部コンポーネント、例えば、電力スイッチ１９、変圧器２１および無効電流補償器２５は、喫水線の下の中空の本体１５内に設置することもできる。この結果、重心の位置が低くなり、その結果、メタセントリック高さが高くなり、基礎１３の浮遊安定性が増大する。

【0050】

海水に浸漬された中空体１５の下部領域１５．１は、電気変電所１４で発生する廃熱が中空体１５の外壁を介して海水中に部分的に直接放散され得るように、海水によって冷却される。中空体１５は、電気変電所または変圧器２１および／または無効電流補償コイル２５を同時に封入するように設計することもできる。変圧器２１の変圧器油、無効電力補償コイル２５と海水との間の直接熱交換が、次いで、追加の構成要素なしに可能にされる。工事費が削減され、非常に効果的な放熱が保証される。

【0051】

図５には、図３による実施形態の図が再び上方から示されている。これから、各種構成要素の分布、具体的には変圧器２１を備える風車Ｗ及び電気変電所１４、電力スイッチ１９、無効電流補償器２５及び高圧スイッチパネル２９、３つの中空体１５ａ、１５ｂ及び１５ｃに至るまでが明瞭に分かる。

【0052】

この図から、ストランド３．１～３．ｎが、一体型電気変電所１４を備える風力タービンＳに導かれることは明らかである。無効電流補償コイル２５の出力には、高電圧線３３が示されている。風力発電所１で生成された電気エネルギーは、前記ラインを介して本土に輸送される。

【0053】

中空体１５ｃ及び１５ｂ内の電気的構成要素及びそれらの電気的接続が、図６に幾分詳細に示されている。中空体１５ｃにおいて、それぞれ３つの風車Ｗを備える合計７つのストランド３．１～３．７が、スイッチシステム１９に接続される。更に、変圧器２１の入力側をストランド３．１～３．７のスイッチパネル１９に接続又は切断できる主スイッチ２０も設けられている。

【0054】

電気変電所１４は、風力エネルギープラントによって生成された電気エネルギーを２３０ｋＶに変圧する変圧器を備える。この交流電流は、ケーブル２７を介して高圧スイッチパネル２９に伝導される。制御盤２９は高圧輸出用ケーブルの抜き差しと同時に、輸出用ケーブル３３に無効電流補償コイル２５を接続するために使用される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】