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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-19
(45)【発行日】2024-01-29
(54)【発明の名称】洋上風力発電設備の浮体基礎建築の建築方法
(51)【国際特許分類】
F03D 13/25 20160101AFI20240122BHJP
B63B 35/00 20200101ALI20240122BHJP
【ＦＩ】
F03D13/25
B63B35/00 T
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023526235
(86)(22)【出願日】2023-03-09
(86)【国際出願番号】 JP2023008973
【審査請求日】2023-04-28
(73)【特許権者】
【識別番号】598037569
【氏名又は名称】會澤高圧コンクリート株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147072
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 裕通
(74)【代理人】
【識別番号】100097696
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 嘉昭
(72)【発明者】
【氏名】山本 憲治
(72)【発明者】
【氏名】青木 涼
(72)【発明者】
【氏名】大高 里奈
(72)【発明者】
【氏名】安西 賢治
(72)【発明者】
【氏名】前田 克吏
(72)【発明者】
【氏名】劉 宏涛
【審査官】藤原 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０５３８９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０２６０９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８６８５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１８３９０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５６３３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５２１８２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１６３０３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／１４８１５６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０３Ｄ １３／２５
Ｂ６３Ｂ ３５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
洋上風力発電の浮体基礎を建築する建築方法であって、前記浮体基礎は、コンクリート製のＮ個の中空浮力体と、
Ｎ個の前記中空浮力体同士を接続する連結構造体と、から上面形状が略Ｎ角形になるように形成され、前記Ｎ角形の１個の頂点に位置する前記中空浮力体に風力発電の支柱が設けられるようになっており、
前記建築方法は、Ｎ個の中空浮力体用浮ドックと、１個の連結用浮ドックと、を使用して、
Ｎ個の前記中空浮力体用浮ドックをそれぞれ海上に浮かべ港湾の岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両によりそれぞれの上に１個ずつ前記中空浮力体を建築する中空浮力体建築工程と、
それぞれ１個の前記中空浮力体が載せられたＮ個の前記中空浮力体用浮ドックを前記連結用浮ドックに連結して、Ｎ個の前記中空浮力体用浮ドックと１個の前記連結用浮ドックとからなる浮ドックを形成する浮ドック連結工程と、
前記浮ドックを構成している隣り合う２個の前記中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により前記連結構造体の一部を建築し、次いで他の隣り合う２個の前記中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により前記連結構造体の一部を建築し、順次異なる組み合わせの隣り合う２個の前記中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により前記連結構造体の一部を建築し、以下繰り返して前記連結構造体を建築して前記浮体基礎を形成する連結構造体建築工程と、
前記浮体基礎が完成した後に前記浮ドックを離岸させると共に前記浮ドックを沈ませて前記浮体基礎を洋上に浮かべる浮体基礎進水工程と、からなる浮体基礎の建築方法。
【請求項2】
前記Ｎ個は３個であり、前記Ｎ角形は正三角形である、請求項１に記載の浮体基礎の建築方法。
【請求項3】
前記中空浮力体建築工程において建築する前記中空浮力体は、３Ｄプリンタによるコンクリート製捨て枠の形成と、該コンクリート製捨て枠へのコンクリートの充填とを繰り返して建築するようにする、請求項１または２に記載の浮体基礎の建築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、その上に洋上風力発電設備が設けられるようになっている浮体基礎の建築方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
風力発電により得られる電力は再生可能エネルギーであり、持続可能な開発目標における重要な解決方法の１つになっている。風力発電設備は陸上に設けることもできるが、洋上に設ける洋上風力発電設備は、比較的安定した強い風を利用することができる。洋上風力発電設備は、海底に固定した基礎いわゆる着床式基礎に設けることもできるし、洋上において浮かぶ浮体基礎に設けることもできる。前者の着床式基礎は、比較的水深の浅い海域に設置する必要があり、設置場所の制約がある。一方、後者の浮体基礎は比較的水深が深い海域でも設置可能であり設置場所の自由度が高いという特徴がある。洋上風力発電設備が設けられる浮体基礎は、例えば特許文献１、２等によって提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２２－２９１３９号公報
【文献】特開２０２２－３３５５４号公報
【0004】
本発明者等は、洋上風力発電設備が設けられる浮体基礎として、次の構造からなる浮体基礎を検討している。すなわち、洋上風力発電設備の浮体基礎を、上面から見て三角形の３個の頂点のそれぞれの位置に配置されているコンクリート製の３個の中空浮力体と、これら３個の中空浮力体同士を接続するコンクリート製の連結構造体と、から構成する。そして、１個の中空浮力体の上に風力発電設備の支柱が設けられるようにする。このように浮体基礎を構成すると、鋼材から浮体基礎を構成する場合に比して搬送コスト、製造コストが比較的小さいという優れた効果が得られることになる。また設置できるエリアの制限が比較的小さいし、さらには上面形状が三角形に形成されているので横揺れ等が発生しにくく安定して洋上風力発電設備を支持することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このように、浮体基礎をコンクリート製の３個の中空浮力体とこれら同士を接続するコンクリート製の連結構造体から構成すると、色々な優れた長所がある。このような浮体基礎は、３個以外の複数個つまりＮ個のコンクリート製の中空浮力体と、これら同士を接続するコンクリート製の連結構造体とから構成して、上面形状を略Ｎ角形にするようにしても同様に優れた長所があるはずである。しかしながらこのような浮体基礎について、解決すべき課題も見受けられる。具体的には、浮体基礎をどのように建築するかについて、適切な建築方法が検討されていない、という問題がある。巨大な浮体基礎を比較的低コストで、かつ比較的容易に建築することができれば好ましいが、建築コストが高く、建築が困難であれば浮体基礎を普及させることができない。
【0006】
本発明は、上で説明したような本発明者等が検討している洋上発電設備の浮体基礎について、比較的低コストで、かつ比較的容易に建築することができる建築方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、洋上風力発電の浮体基礎を建築方法として構成する。建築対象となる浮体基礎は、コンクリート製のＮ個の中空浮力体と、Ｎ個の中空浮力体同士を接続するコンクリート製の連結構造体と、から上面形状が略Ｎ角形になるように形成される。そしてＮ角形の１個の頂点に位置する中空浮力体に風力発電の支柱が設けられる。本発明に係る浮体基礎の建築方法は、Ｎ個の中空浮力体用浮ドックと、１個の連結用浮ドックとを使用する。Ｎ個の中空浮力体用浮ドックをそれぞれ海上に浮かべ港湾の岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両によりそれぞれの上に１個ずつ中空浮力体を建築する。次いで、中空浮力体が載せられたＮ個の中空浮力体用浮ドックを連結用浮ドックに連結して、Ｎ個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドックを形成する。浮ドックを構成している隣り合う２個の中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により連結構造体の一部を建築し、次いで他の隣り合う２個の中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により連結構造体の一部を建築し、順次異なる組み合わせの隣り合う２個の中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により連結構造体の一部を建築し、以下繰り返して連結構造体を建築して浮体基礎を形成する。そして、浮体基礎が完成した後に浮ドックを離岸させると共に浮ドックを沈ませて浮体基礎を洋上に浮かべるように構成する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると、浮ドックは、Ｎ個の中空浮力体用浮ドックと、１個の連結用浮ドックと、から構成されている。これらＮ個の中空浮力体用浮ドックは、それぞれ独立して海上に浮かべられ、Ｎ個の中空浮力体用浮ドックを港湾の岸壁に接岸して、クレーン車、コンクリートポンプ車等の、建築用車両を使用して中空浮力体を建築するようにしている。従って容易に中空浮力体を建築できる。そして、本発明によると、建築された中空浮力体が載せられたＮ個の中空浮力体用浮ドックが連結用浮ドックに連結されると浮ドックが構成される。この浮ドックにおいてＮ個の中空浮力体同士を接続するコンクリート製の連結構造体を建築できる。このとき浮ドックは海上に浮かべられ、浮ドックを所望の回転位置にして隣り合う２個の中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により連結構造体の一部を建築すると、建築が容易に実施できる。次いで浮ドックを回転させて他の隣り合う２個の中空浮力体用浮ドックを岸壁に接岸して岸壁側の建築用車両により連結構造体の一部を建築すると、同様に建築が容易に実施できる。これを繰り返して連結構造体を形成させ、浮体基礎の完成後に浮ドックを離岸させ、浮ドックを沈ませるようにするので、容易に、かつ低コストで浮体基礎を建築することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本実施の形態に係る浮体基礎を備えた洋上風力発電設備の斜視図である。
【図2】本実施の形態に係る浮体基礎を備えた洋上風力発電設備の正面図である。
【図3】本実施の形態に係る浮体基礎を構成する中空浮力体の正面断面図である。
【図4】本実施の形態に係る浮体基礎を示す上面断面図である。
【図5A】３個の中空浮力体用浮ドックと、連結用浮ドックとが分離した状態の本実施の形態に係る浮ドッグを示す斜視図である。
【図5B】３個の中空浮力体用浮ドックと、連結用浮ドックとが結合した状態の本実施の形態に係る浮ドッグを示す斜視図である。
【図6A】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、３個の中空浮力体用浮ドックと、これらの上で建築中の中空浮力体とを示す上面図である。
【図6B】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、３個の中空浮力体用浮ドックと、これらの上で建築中の中空浮力体とを示す上面図である。
【図6C】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、中空浮力体用浮ドックと、建築中の中空浮力体とを示す正面図である。
【図6D】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す上面図である。
【図6E】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す正面図である。
【図6F】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す上面図である。
【図6G】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す上面図である。
【図6H】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す上面図である。
【図6I】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す上面図である。
【図6J】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す上面図である。
【図6K】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築中の浮体基礎とを示す上面図である。
【図6L】本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する図で、互いに連結された３個の中空浮力体用浮ドックと１個の連結用浮ドックとからなる浮ドッグと、これらの上で建築された浮体基礎とが、タグボートによって曳航されている様子を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜本実施の形態に係る洋上風力発電設備＞
以下、本実施の形態を説明するが、本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する前に、最初に建築対象である本実施の形態に係る浮体基礎と、この浮体基礎に風力発電設備が設けられている洋上風力発電設備について説明する。
以下、本実施の形態を説明するが、本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する前に、最初に建築対象である本実施の形態に係る浮体基礎と、この浮体基礎に風力発電設備が設けられている洋上風力発電設備について説明する。
【0011】
本実施の形態に係る洋上風力発電設備１は、図１、図２に示されているように、洋上に浮かぶ本実施の形態に係る浮体基礎３に設けられている。図において風力発電装置４はその支柱５のみが示されているが、支柱５の上には発電機等が入れられたナセルが設けられ、ハブを介して複数枚のブレードが設けられたロータ軸がナセルに対して回転自在に設けられている。本実施の形態に係る洋上風力発電設備１には、図２に示されているように、アンモニア生成装置７a、精製水タンク７ｂ、…等が設けられている。風力発電装置４によって発電した電力により精製水を電気分解して水素を生成し、この水素と空気中の窒素とからアンモニアを生成する。生成したアンモニアは貯蔵され、図１に示されているように、定期的に運搬船８により搬送されるようになっている。
【0012】
＜浮体基礎＞
本実施の形態に係る浮体基礎３は、３個のフロータつまり中空浮力体１０、１０、１０と、これら中空浮力体１０、１０、１０同士を接続する連結構造体１１と、から構成されている。中空浮力体１０、１０、１０も、連結構造体１１もコンクリート製からなり鉄筋等によって補強されている。このような中空浮力体１０の１個に、風力発電装置４の支柱５が設けられている。
本実施の形態に係る浮体基礎３は、３個のフロータつまり中空浮力体１０、１０、１０と、これら中空浮力体１０、１０、１０同士を接続する連結構造体１１と、から構成されている。中空浮力体１０、１０、１０も、連結構造体１１もコンクリート製からなり鉄筋等によって補強されている。このような中空浮力体１０の１個に、風力発電装置４の支柱５が設けられている。
【0013】
＜中空浮力体＞
中空浮力体１０は、図３にその断面が示されているように、円筒状で先端がテーパ状に縮径した浮力体本体部１３と、この浮力体本体部１３の上に設けられている頭部１４と、浮力体本体部１３の下部に形成されているヒーブプレート部１５とから構成されている。後で説明する連結構造体１１は、頭部１４とヒーブプレート部１５とに接続されている。ヒーブプレート部１５は、浮力で浮いている中空浮力体１０が上下方向に揺れるのを防止するために設けられている。
中空浮力体１０は、図３にその断面が示されているように、円筒状で先端がテーパ状に縮径した浮力体本体部１３と、この浮力体本体部１３の上に設けられている頭部１４と、浮力体本体部１３の下部に形成されているヒーブプレート部１５とから構成されている。後で説明する連結構造体１１は、頭部１４とヒーブプレート部１５とに接続されている。ヒーブプレート部１５は、浮力で浮いている中空浮力体１０が上下方向に揺れるのを防止するために設けられている。
【0014】
このような中空浮力体１０は、後で説明するように本実施の形態に係る中空浮力体用浮ドック３１（図５Ａ参照）の上で建築されるようになっているが、次のように建築される。まず、図３に示されているようにコンクリート製底板枠１６が設置される。次いで、図３において太い実線で描かれているように、コンクリートを押し出す３Ｄプリンタによってコンクリート製底板枠１６の上にコンクリート製捨て枠１７、１７、…が形成される。そしてコンクリート製捨て枠１７、１７、…中に、ファイバーつまり強化繊維が入れられたコンクリート１８が充填される。このようにしてコンクリート製底板枠１６、コンクリート製捨て枠１７、１７、…とコンクリート１８とが一体的に固着した中空浮力体１０が建築されるようになっている。鉄製型枠を使用しないで製造できるので、低コストで中空浮力体１０を建築できる。なお、コンクリート製捨て枠１７、１７、…内には、必要に応じて鉄筋を入れて強度を得るようにしてもよい。
【0015】
＜連結構造体＞
図１、図２に示されているように、３個の中空浮力体１０、１０、１０同士を連結している連結構造体１１は、水中に没している第１の連結構造体２０と、空中に露出している第２の連結構造体２１と、から構成されている。第１の連結構造体２０は、中空浮力体１０、１０、１０のヒーブプレート部１５、１５、…同士を接続しており、第２の連結構造体２１は頭部１４、１４、１４同士を接続している。第１の連結構造体２０も第２の連結構造体２１もその構成は実質的に同じであり、それぞれ上層部２０ａ、２１ａと、下層部２０ｂ、２１ｂの２層構造に形成されている。図４には、３個の中空浮力体１０、１０、１０と、第２の連結構造体２１の上層部２１ａとが示されているが、中空浮力体１０、１０、１０が正三角形のそれぞれの頂点になるように配置されている。そして、第２の連結構造体２１が全体として正三角形になるように形成されている。
図１、図２に示されているように、３個の中空浮力体１０、１０、１０同士を連結している連結構造体１１は、水中に没している第１の連結構造体２０と、空中に露出している第２の連結構造体２１と、から構成されている。第１の連結構造体２０は、中空浮力体１０、１０、１０のヒーブプレート部１５、１５、…同士を接続しており、第２の連結構造体２１は頭部１４、１４、１４同士を接続している。第１の連結構造体２０も第２の連結構造体２１もその構成は実質的に同じであり、それぞれ上層部２０ａ、２１ａと、下層部２０ｂ、２１ｂの２層構造に形成されている。図４には、３個の中空浮力体１０、１０、１０と、第２の連結構造体２１の上層部２１ａとが示されているが、中空浮力体１０、１０、１０が正三角形のそれぞれの頂点になるように配置されている。そして、第２の連結構造体２１が全体として正三角形になるように形成されている。
【0016】
第１の連結構造体２０も第２の連結構造体２１も、その構成は実質的に同じであるので第２の連結構造体２１について説明する。本実施の形態において第２の連結構造体２１は、複数本の支柱パイプ２４、２４、…と、複数本の連結パイプ２６、２６、…とから構成されている。より具体的には、図４に示されているように、本実施の形態において第２の連結構造体２１は、１２本の支柱パイプ２４、２４、…を備えている。支柱パイプ２４、２４、…は、図１、図２に示されているように鉛直に立てられており、その上端部と下端部は六角形状の接続部になっている。
【0017】
第２の連結構造体２１の上層部２１ａは、１２本の支柱パイプ２４、２４、…と連結パイプ２６、２６、…とから、次のように形成されている。まず、図１に示されているように、中空浮力体１０、１０、１０と、これら中空浮力体１０、１０、１０の近傍の２本の支柱パイプ２４、２４、…の上端部とが連結パイプ２６、２６、…によって接続されている。さらに隣り合う支柱パイプ２４、２４、…の上端部同士が連結パイプ２６、２６、…によって接続されている。上層部２１ａが図４に示されているが、本実施の形態において、第２の連結構造体２１の上層部２１ａを構成している連結パイプ２６、２６、…は３０本になっている。
【0018】
第２の連結構造体２１の下層部２１ｂも、１２本の支柱パイプ２４、２４、…と連結パイプ２６、２６、…とから上層部２１ａと同様に形成されている。つまり、図１に示されているように、中空浮力体１０、１０、１０と、これら中空浮力体１０、１０、１０の近傍の２本の支柱パイプ２４、２４、…の下端部とが連結パイプ２６、２６、…によって接続されている。さらに隣り合う支柱パイプ２４、２４、…の下端部同士が連結パイプ２６、２６、…によって接続されている。図４に示されているのは上層部２１ａだけであり下層部２１ｂは隠れているが、下層部２１ｂにおける連結パイプ２６、２６、…の本数も上層部２１ａにおける本数と同数になっている。すなわち３０本である。したがって、本実施の形態において、第２の連結構造体２１は、１２本の支柱パイプ２４、２４、…と６０本の連結パイプ２６、２６、…とから構成されている。
【0019】
このような第２の連結構造体２１においてそれぞれの連結パイプ２６、２６、…と支柱パイプ２４、２４、…には、図４に示されているようにＰＣ鋼材２８、２８、…が入れられている。一部のＰＣ鋼材２８、２８、…は、その端部が中空浮力体１０、１０、１０に固定され、テンションが掛けられている。また他のＰＣ鋼材２８、２８、…は、その端部が支柱パイプ２４、２４、…に固定されてテンションが掛けられている。したがって、第２の連結構造体２１は高い強度が得られる。
【0020】
前記したように第１の連結構造体２０は、第２の連結構造体２１と同様に構成されているので説明を省略する。このような第１、第２の連結構造体２０、２１から連結構造体１１が構成され、浮体基礎３が形成されるようになっている。このような本実施の形態に係る浮体基礎３は、次に説明する浮ドック３０によって建築されるようになっている。
【0021】
＜本実施の形態に係る浮ドック＞
本実施の形態に係る浮ドック３０は、図５Ａ、図５Ｂに示されているように、３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…と、１個の連結用浮ドック３２とから構成されている。中空浮力体用浮ドック３１、３１、…は鋼材からなり、上面形状が正六角形の扁平な中空体に形成されている。内部にはリブ３３、３３、…が形成され、強度が確保されている。連結用浮ドック３２も鋼材からなり、上面形状が六角形で扁平な中空体に形成されている。しかしながら上面形状は正六角形ではなく、長い辺と短い辺とが交互に接続され、全体として正三角形の各頂点を切り落としたような六角形になっている。連結用浮ドック３２にもリブ３４、…が形成され強度が確保されている。
本実施の形態に係る浮ドック３０は、図５Ａ、図５Ｂに示されているように、３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…と、１個の連結用浮ドック３２とから構成されている。中空浮力体用浮ドック３１、３１、…は鋼材からなり、上面形状が正六角形の扁平な中空体に形成されている。内部にはリブ３３、３３、…が形成され、強度が確保されている。連結用浮ドック３２も鋼材からなり、上面形状が六角形で扁平な中空体に形成されている。しかしながら上面形状は正六角形ではなく、長い辺と短い辺とが交互に接続され、全体として正三角形の各頂点を切り落としたような六角形になっている。連結用浮ドック３２にもリブ３４、…が形成され強度が確保されている。
【0022】
３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…と１個の連結用浮ドック３２は、海上に浮かぶようになっており、図５Ａに示されているように違いに独立させた状態にすることができる。また、図５Ｂに示されているように違いに連結して１個の浮ドック３０とすることもできる。これら中空浮力体用浮ドック３１、３１、…と連結用浮ドック３２は、その高さが例えば５ｍに形成されており、十分な浮力を有している。したがって、次に詳しく説明するように、これらの上で本実施の形態に係る浮体基礎３（図１参照）を建築しても、海上に浮いた状態に維持される。中空浮力体用浮ドック３１、３１、…と連結用浮ドック３２は、図にはその機構が示されていないが、内部に海水を入れることができるようになっており、浮体基礎３の建築が完了した後で、海水を入れて沈没させることができるようになっている。
【0023】
＜本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法＞
本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する。まず、中空浮力体１０（図３参照）を建築する中空浮力体建築工程を実施する。具体的には次のようにする。まず、図６Ａに示されているように、３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…を港湾の岸壁３８に接岸する。接岸すると岸壁３８に設けた建築用車両、建築用設備等から浮体基礎の建築ができることになる。最初に３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…の上にクレーン車４０によってコンクリート製底板枠１６、１６を設置する。中空浮力体１０の底部である。
本実施の形態に係る浮体基礎の建築方法を説明する。まず、中空浮力体１０（図３参照）を建築する中空浮力体建築工程を実施する。具体的には次のようにする。まず、図６Ａに示されているように、３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…を港湾の岸壁３８に接岸する。接岸すると岸壁３８に設けた建築用車両、建築用設備等から浮体基礎の建築ができることになる。最初に３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…の上にクレーン車４０によってコンクリート製底板枠１６、１６を設置する。中空浮力体１０の底部である。
【0024】
次に、図６Ｂ、図６Ｃに示されているように、コンクリート製底板枠１６、１６、…の上に３Ｄプリンタ４１によりコンクリート製捨て枠１７、１７、…を形成する。コンクリート製捨て枠１７、１７、…が所定の高さに達したら、コンクリート製捨て枠１７、１７の間にコンクリートを充填する。その上に、再びコンクリート製捨て枠１７、１７を形成し、コンクリートを充填する。このようなコンクリート製捨て枠１７、１７の形成とコンクリートの充填を繰り返すと、中空浮力体１０、１０、…が建築される。すなわち３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…の上に、それぞれ１個ずつ中空浮力体１０、１０、…が建築される。
【0025】
次に浮ドック連結工程を実施する。すなわち、その上に中空浮力体１０が建築されている３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…を、図６Ｄに示されているように、連結用浮ドック３２に連結する。つまり浮ドック３０を形成する。この浮ドック連結工程では、中空浮力体１０の建築時に接岸していた中空浮力体用浮ドック３１、３１、…について、少なくとも一部を離岸させ、タグボート等により曳航する。そして外部から曳航した連結用浮ドック３２に対して連結するようにしている。
【0026】
連結構造体建築工程を実施する。まず、浮ドック３０を構成している３個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…のうち、いずれか隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を接岸する。この状態が図６Ｄに示されている。図６Ｅに示されているように、岸壁３８からクレーン車４０等の建築用車両によって連結構造体１１（図１参照）を建築することになる。まず、図６Ｆに示されているように、支保工４４、４４、…を浮ドック３０に設置する。設置する支保工４４、４４、…は、図に示されているように岸壁３８から近い範囲でよい。岸壁３８から遠いと建築用車両による設置が困難になるからである。次いで、図６Ｇに示されているように、支保工４４、４４、…の上に、連結構造体１１の一部を建築する。つまり、第１の連結構造体２０の一部を建築する。このとき構築する第１の連結構造体２０の一部も、図に示されているように岸壁３８から近い範囲でよい。
【0027】
岸壁３８から近い範囲について第１の連結構造体２０の一部を建築したら、接岸されている２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を離岸させ、図６Ｈに示されているように浮ドック３０を１２０度回転させる。次いで、前回接岸していた隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１とは異なる、他の隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸する。この状態で、図６Ｉに示されているように、岸壁３８から近い範囲について浮ドック３０の上に新たに複数個の支保工４４、４４、…を設置し、連結構造体１１の一部、つまり第１の連結構造体２０の一部を建築する。
【0028】
岸壁３８から近い範囲について第１の連結構造体２０の一部の建築が完了したら、接岸されている２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を離岸させ、図６Ｊに示されているように浮ドック３０を１２０度回転させる。次いで、前回接岸していた隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１とは異なる、他の隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸する。この状態で、図６Ｋに示されているように、岸壁３８から近い範囲について浮ドック３０の上に新たに複数個の支保工４４、４４、…を設置し、連結構造体１１の一部、つまり第１の連結構造体２０の一部を建築する。このとき、前記したようにＰＣ鋼材２８、２８、…（図４参照）を設けてテンションをかける。第１の連結構造体２０が完成する。
【0029】
第１の連結構造体２０が完成したら、図には示されていないが必要に応じて第１の連結構造体２０の上に、所定の支保工を設置し、同様にして第２の連結構造体２１（図１、図２参照）を建築する。第２の連結構造体２１の建築においても、浮ドック３０を構成している隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸して第２の連結構造体２１の一部を建築する。次いで他の隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸して第２の連結構造体２１の一部を建築する。このように、順次異なる組み合わせの隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸して第２の連結構造体２１の一部を建築する。そして最後にＰＣ鋼材２８、２８、…（図４参照）を設けてテンションをかける。第２の連結構造体２１が完成する。すなわち、連結構造体１１が完成する。これによって浮体基礎３（図１、図２参照）が完成する。
【0030】
浮体基礎３が完成したら、支保工４４、４４、…を除去する。そして図６Ｌに示されているように、タグボート４６、４６等によって浮ドック３０を曳航する。比較的水深がある海域に達したら、浮ドック３０に海水を入れる。浮ドック３０が沈没して本実施の形態に係る浮体基礎３が海上に浮く。つまり浮体基礎進水工程である。なお、風力発電装置４（図１、図２参照）については浮ドック３０を離岸させる前に浮体基礎３に設置するようにしてもよいし、浮体基礎３を海上に浮かせた後で設置するようにしてもよい。沈没した浮ドック３０は、内部に空気を供給することにより再浮上させることができる。再浮上させた浮ドック３０によって、新しい浮体基礎３を建築することができる。
【0031】
＜変形例＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、浮体基礎３についてその形状を変形することができる。本実施の形態に係る浮体基礎３は、３個の中空浮力体１０、１０、…と連結構造体１１とから上面形状が略正三角形に形成されている。これを二等辺三角形に形成するようにしてもよい。連結構造体１１についても変形が可能である。連結構造体１１は、第１、第２の連結構造体２０、２１から構成されており、第１、第２の連結構造体２０、２１のそれぞれは、１２本の支柱パイプ２４、２４、…と６０本の連結パイプ２６、２６、…とから構成されるように説明した。しかしながら連結構造体１１の構造は、これに限定されない。３個の中空浮力体１０、１０、…を互いに連結するようになっていれば、どのような構造であってもよい。また本実施の形態において連結構造体１１はコンクリート製である旨説明したが、鋼材等、他の材料から構成されていてもよい。
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、浮体基礎３についてその形状を変形することができる。本実施の形態に係る浮体基礎３は、３個の中空浮力体１０、１０、…と連結構造体１１とから上面形状が略正三角形に形成されている。これを二等辺三角形に形成するようにしてもよい。連結構造体１１についても変形が可能である。連結構造体１１は、第１、第２の連結構造体２０、２１から構成されており、第１、第２の連結構造体２０、２１のそれぞれは、１２本の支柱パイプ２４、２４、…と６０本の連結パイプ２６、２６、…とから構成されるように説明した。しかしながら連結構造体１１の構造は、これに限定されない。３個の中空浮力体１０、１０、…を互いに連結するようになっていれば、どのような構造であってもよい。また本実施の形態において連結構造体１１はコンクリート製である旨説明したが、鋼材等、他の材料から構成されていてもよい。
【0032】
中空浮力体１０、１０、…の個数を変形することもできる。つまり、４個以上のＮ個の中空浮力体１０、１０、…と、連結構造体１１とから上面形状がＮ角形になるように浮体基礎３を形成するようにしてもよい。この場合、浮ドック３０はＮ個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…と１個の連結用浮ドック３２とから構成することになる。このような浮ドック３０についても、Ｎ個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…を接岸してそれぞれの上に１個の中空浮力体１０、１０、…を建築するようにする。そしてＮ個の中空浮力体用浮ドック３１、３１、…と１個の連結用浮ドック３２とを連結して浮ドック３０を構成する。そして、浮ドック３０を構成している隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸して連結構造体１１の一部を建築し、次いで他の隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸して連結構造体１１の一部を建築する。このように順次異なる組み合わせの隣り合う２個の中空浮力体用浮ドック３１、３１を岸壁３８に接岸して連結構造体１１の一部を建築し、以下繰り返して連結構造体１１を完成させる。つまり浮体基礎３が建築できる。
【0033】
浮ドック３０も変形が可能である。本実施の形態において浮ドック３０は鋼材から形成されているように説明した。しかしながらコンクリート製であってもよいし、他の材料から形成されていてもよい。また、中空浮力体用浮ドック３１は上面形状が正六角形であるように説明したが、他の形状であってもよい。連結用浮ドック３２についてもその形状に限定はない。
【符号の説明】
【0034】
１ 洋上風力発電設備 ３ 浮体基礎
４ 風力発電装置 ５ 支柱
７ａ アンモニア生成装置 ７ｂ 精製水タンク
８ 運搬船
１０ 中空浮力体 １１ 連結構造体
１３ 浮力体本体部 １４ 頭部
１５ ヒーブプレート部 １６ コンクリート製底板枠
１７ コンクリート製捨て枠 １８ コンクリート
２０ 第１の連結構造体 ２１ 第２の連結構造体
２０ａ、２１ａ 上層部
２０ｂ、２１ｂ 下層部
２４ 支柱パイプ ２６ 連結パイプ
２８ ＰＣ鋼材
３０ 浮ドック ３１ 中空浮力体用浮ドック
３２ 連結用浮ドック ３８ 岸壁
４０ クレーン車 ４１ ３Ｄプリンタ
４４ 支保工 ４６ タグボート
４ 風力発電装置 ５ 支柱
７ａ アンモニア生成装置 ７ｂ 精製水タンク
８ 運搬船
１０ 中空浮力体 １１ 連結構造体
１３ 浮力体本体部 １４ 頭部
１５ ヒーブプレート部 １６ コンクリート製底板枠
１７ コンクリート製捨て枠 １８ コンクリート
２０ 第１の連結構造体 ２１ 第２の連結構造体
２０ａ、２１ａ 上層部
２０ｂ、２１ｂ 下層部
２４ 支柱パイプ ２６ 連結パイプ
２８ ＰＣ鋼材
３０ 浮ドック ３１ 中空浮力体用浮ドック
３２ 連結用浮ドック ３８ 岸壁
４０ クレーン車 ４１ ３Ｄプリンタ
４４ 支保工 ４６ タグボート
【要約】
【課題】低コストで容易に、洋上風力発電設備の浮体基礎を建築できる浮ドックを提供する。
【解決手段】洋上風力発電設備（１）の浮体基礎（３）は、上面から見てＮ角形のＮ個の頂点のそれぞれの位置に配置されているコンクリート製のＮ個の中空浮力体（１０）と、これらＮ個の中空浮力体（１０）同士を接続するコンクリート製の連結構造体（１１）と、から構成する。浮ドック（３０）は、Ｎ個の中空浮力体用浮ドック（３１）と、１個の連結用浮ドック（３２）とから構成する。Ｎ個の中空浮力体用浮ドック（３１）を独立して海上に浮かべ、それぞれ１個ずつ中空浮力体（１０）を建築する。その後、Ｎ個の中空浮力体用浮ドック（３１）と連結用浮ドック（３２）を連結して浮ドック（３０）を構成する。浮ドック（３０）の上で連結構造体（１１）を建築する。
【選択図】図５Ａ
【解決手段】洋上風力発電設備（１）の浮体基礎（３）は、上面から見てＮ角形のＮ個の頂点のそれぞれの位置に配置されているコンクリート製のＮ個の中空浮力体（１０）と、これらＮ個の中空浮力体（１０）同士を接続するコンクリート製の連結構造体（１１）と、から構成する。浮ドック（３０）は、Ｎ個の中空浮力体用浮ドック（３１）と、１個の連結用浮ドック（３２）とから構成する。Ｎ個の中空浮力体用浮ドック（３１）を独立して海上に浮かべ、それぞれ１個ずつ中空浮力体（１０）を建築する。その後、Ｎ個の中空浮力体用浮ドック（３１）と連結用浮ドック（３２）を連結して浮ドック（３０）を構成する。浮ドック（３０）の上で連結構造体（１１）を建築する。
【選択図】図５Ａ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図6H】
【図6I】
【図6J】
【図6K】
【図6L】