特許 7500870 浮体式洋上風力タービン

(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】2024-06-07

(45)【発行日】2024-06-17

(54)【発明の名称】浮体式洋上風力タービン

(51)【国際特許分類】

   F03D 13/25 20160101AFI20240610BHJP

   G01W 1/10 20060101ALN20240610BHJP

   B63B 35/00 20200101ALN20240610BHJP

【ＦＩ】

F03D13/25

G01W1/10 R

B63B35/00 T

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023515581

(86)(22)【出願日】2021-08-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-11

(86)【国際出願番号】 EP2021072219

(87)【国際公開番号】W WO2022053244

(87)【国際公開日】2022-03-17

【審査請求日】2023-04-26

(31)【優先権主張番号】102020123375.2

(32)【優先日】2020-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521154291

【氏名又は名称】エル・ヴェー・エー リニューワブルズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＷＥ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅｓ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】ＲＷＥ Ｐｌａｔｚ ４， ４５１４１ Ｅｓｓｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100095614

【弁理士】

【氏名又は名称】越川 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】ヨルン ルンゲ

【審査官】北村 一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１４０４２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５２１５９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｄ １／００－８０／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

洋上風力発電所（４５０）であって、
－ 複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を備え、各浮体式洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）は、
－ 少なくとも１つの浮動体（１０６、２０６、３０）を備える少なくとも１つの浮体式基礎（１０４、２０４、３０４）と、
－ 前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）のアンカリング状態において前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を水中地盤（１１６、２１６、３１６）に固定するように構成された少なくとも１つのアンカリング機構（１０８）と、
－ 前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターに基づいて、前記アンカリング状態中における前記水中地盤（１１６、２１６、３１６）の水中地盤面（１１８、２１８、３１８）および／または水面（１１４、２１４、３１４）までの前記浮体式基礎（１０４、２０４、３０４）の垂直距離（１２０、２２０、３２０）を変更するように構成された、少なくとも１つの高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）と
を備え、
前記洋上風力発電所（４５０）はさらに、
－ 高さ設定点に従って前記水中地盤（１１６、２１６、３１６）の水中地盤面（１１８、２１８、３１８）および／または水面（１１４、２１４、３１４）までの前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の浮体式基礎（１０４、２０４、３０４）の垂直距離に変更を引き起こすための前記高さ設定点を用いて、洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の少なくとも１つの第１の高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）を制御するように構成された、少なくとも１つの高さ制御装置（４５２）であって、前記高さ設定点は、前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の少なくとも１つの気象環境条件に少なくとも応じて変わる、少なくとも１つの高さ制御装置（４５２）
を備える、洋上風力発電所（４５０）であって、
－ 前記高さ設定点は、第１の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の、前記洋上風力発電所（４５０）の少なくとも１つのさらなる洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）に対する位置に応じて変わり、
－ 前記高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）は、前記浮体式基礎（１０４、２０４、３０４）に接続された少なくとも１つの重量機構（３１２）を備え、前記重量機構（３１２）は、少なくとも、前記水中地盤面（１１８、２１８、３１８）に下降された状態と、前記水中地盤面（１１８、２１８、３１８）から上昇された状態との間で変更可能である
ことを特徴とする、洋上風力発電所（４５０）。

【請求項2】

－ 第１の気象環境条件と、前記第１の気象環境条件とは異なる第２の気象環境条件とが少なくとも指定されており、
－ 前記第１の気象環境条件が前記特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、前記高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）は、前記第１の気象環境条件に関連付けられた第１の垂直距離を調節することによって前記垂直距離を変更するように構成されており、
－ 前記第２の気象環境条件が前記特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、前記高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）は、前記第２の気象環境条件に関連付けられた第２の垂直距離を調節することによって前記垂直距離を変更するように構成されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項3】

－ 前記少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターは、
－ 風向、
－ 風力、
－ 波高
を含む群から選択されることを特徴とする、請求項１または２に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項4】

－ 前記高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）は、バラスト媒体（２２５）で充填できる少なくとも１つのバラストタンク（２２６）を備え、
－ 前記高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）は、前記バラストタンク（２２６）の充填レベル（２２７）および／または全体密度を変更するように構成された少なくとも１つのバラスト媒体搬送機構（２２８）を備える
ことを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項5】

－ 前記バラスト媒体搬送機構（２２８）は、前記バラスト媒体（２２５）を前記バラストタンク（２２６）中にアクティブに搬送することおよび／または前記バラスト媒体（２２５）を前記バラストタンク（２２６）の外にアクティブに搬送することによって、前記バラストタンク（２２６）の充填レベル（２２７）を変更するように構成された、少なくとも１つのポンプデバイス（２３０）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項6】

－ 第１の気象環境条件と、前記第１の気象環境条件とは異なる第２の気象環境条件とが少なくとも指定されており、
－ 前記高さ制御装置（４５２）は、前記第１の気象環境条件が前記特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、前記第１の気象環境条件に関連付けられた第１の所定の高さ設定規則による第１の高さ設定点を用いて、前記複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を制御するように構成されており、
－ 前記高さ制御装置（４５２）は、前記第２の気象環境条件が前記特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、前記第２の気象環境条件に関連付けられた第２の所定の高さ設定規則による、前記第１の高さ設定点とは少なくとも部分的に異なる第２の高さ設定点を用いて、前記複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を制御するように構成されている
ことを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項7】

－ 前記第１の気象環境条件に関連付けられた第１の高さ設定規則と、前記第２の気象環境条件に関連付けられた第２の高さ設定規則とは少なくとも、前記高さ制御装置（４５２）のデータメモリー機構（４６４）に格納された所定の割当てテーブルの形態でマッピングされていることを特徴とする、請求項６に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項8】

－ 前記複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）は、それぞれが同一の第１のパーク位置属性を有する第１のサブグループの洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）と、それぞれが同一の第２のパーク位置属性を有する第２のサブグループの洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）とに少なくともグループ分け可能であり、
－ 前記高さ制御装置（４５２）は、第２のサブグループの洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を制御するために使用される前記高さ設定点とは異なる高さ設定点を用いて、前記第１のサブグループの洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を制御するように構成されている
ことを特徴とする、請求項１～７の何れか一項に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項9】

－ 前記洋上風力発電所（４５０）は、少なくとも１つの測定または予測された気象環境条件で、前記複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を制御するための前記高さ設定点を決定するように構成された、少なくとも１つの高さ設定点決定デバイス（４６２）を備え、
－ 前記高さ設定点決定デバイス（４６２）は、前記洋上風力発電所（４５０）の前記複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）のシミュレーションモデルに基づいて、複数のシミュレーションステップを行うように構成されており、
－ 各シミュレーションステップにおいて、前記複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）に関して、異なる高さ設定点が設定され、前記高さ設定点に関して総発電量が決定され、
－ 前記気象環境条件で前記複数の洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）を制御するための前記高さ設定点は、前記決定された総発電量が最大になる高さ設定点になるように決定される
ことを特徴とする、請求項１～８の何れか一項に記載の洋上風力発電所（４５０）。

【請求項10】

請求項１～９の何れか一項に記載の洋上風力発電所（４５０）を動作させる方法であって、前記方法は、
－ 前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の少なくとも１つの高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）によって、前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターに基づいて、前記洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の前記アンカリング状態中における前記水中地盤（１１６、２１６、３１６）の水中地盤面（１１８、２１８、３１８）および／または水面（１１４、２１４、３１４）までの、前記浮体式洋上風力タービン（１００、２００、３００、４００）の浮体式基礎（１０４、２０４、３０４）の垂直距離（１２０、２２０、３２０）を変更することを含み、
－ 前記高さ調節デバイス（１１２、２１２、３１２）は、前記浮体式基礎（１０４、２０４、３０４）に接続された少なくとも１つの重量機構（３１２）を備え、前記重量機構（３１２）は、少なくとも、前記水中地盤面（１１８、２１８、３１８）に下降された状態と、前記水中地盤面（１１８、２１８、３１８）から上昇された状態との間で変更可能である、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、少なくとも１つの浮動体を備える少なくとも１つの浮体式基礎と、洋上風力タービンのアンカリング状態において洋上風力タービンを水中地盤に固定するように構成された少なくとも１つのアンカリング機構とを備える、浮体式洋上風力タービンに関する。さらに、本願は、洋上風力発電所、方法、および浮体式基礎に関する。

【背景技術】

【0002】

いわゆる再生可能なエネルギー源から電気エネルギーを供給するために、少なくとも１つの風力タービンを有する風力エネルギーシステムおよび風力発電所がそれぞれ、ますます利用されるようになっている。風力タービンは、具体的には、風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成されている。

【0003】

このようなシステムのエネルギー生成量を増大させるために、風が強い可能性がある地点に風力発電所がますます配置されている。具体的には、洋上の地点は通常、比較的風がとぎれない状況があることおよび平均風速が高いことを特徴とし、そのため、いわゆる洋上風力エネルギーシステムおよび洋上風力発電所がそれぞれ、ますます建設されている。

【0004】

通常は、洋上風力発電所は、複数の洋上風力タービンなどの複数の洋上構造物および少なくとも１つの洋上変電所を備え、その洋上変電所によって、洋上風力発電所は、例えば陸上変電所または別の洋上変電所および洋上変換所それぞれに電気接続されている。

【0005】

さらに、陸上変電所は公共の電力網に接続することができる。２つの洋上構造物の間、または、洋上構造物と陸上構造物との間で電気エネルギーを伝送するために、電力ケーブルが海底ケーブルの形態で敷設されている。

【0006】

基礎構造物（例えば、モノパイル、トリポッド、トリパイルまたはジャケット基礎）によって、水中地盤の、具体的には海底上または海底内に洋上風力発電所がアンカリングされることが一般的な手法であったが、具体的には、水深が大きい、例えば１５０メートル超の領域に、浮体洋上風力タービンなどの浮体洋上構造物の設置を検討することが増えている。

【0007】

浮体式洋上風力タービンまたは浮体洋上風力タービンは、少なくとも１つの浮動体を有する少なくとも１つの浮体式基礎を備える。風力タービンを有する風力発電デバイスは、浮体式基礎上に設置される。

【0008】

洋上風力タービンの（恒久的な）静止動作のために、洋上風力タービンは、少なくとも１つのアンカリング機構によって水中地盤（通常は海底）に固定されている。少なくとも１つのアンカリング機構は、洋上風力タービンのアンカリング状態において洋上風力タービンを水中地盤に固定するように構成されている。

【0009】

先行技術では、気象環境パラメーター（例えば、平均風速および平均風向）の測定および／または予測が前もって行われる。これらは、洋上風力発電所の設置の根拠として働く。したがって、洋上風力タービンは、これらの測定値および／または予測値に基づいて設置され、具体的には、設置中に主な風向に一旦位置合わせされる。

【0010】

これは、設置された浮体洋上風力発電所が主な気象環境条件（すなわち、主として優勢な気象環境条件）に対して最適化されることを可能にでき、したがって、対応する実際の気象条件下で、発電量が最大にされ、すなわち、電気生成量が最適化される。しかし、環境条件は洋上風力発電所の動作中に変化する可能性がある。しかし、気象環境条件が変化すると、先行技術により知られている洋上風力発電所では電気生成量が低くなる。

【0011】

したがって、本願の目的は、変化する気象環境条件下でも、少なくとも１つの洋上風力タービンの静止動作中に洋上風力発電所の電気生成量を最大にすることができる浮体式洋上風力タービンを提供することである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0012】

本願の第１の態様によれば、その課題は請求項１に記載の浮体式洋上風力タービンによって解決される。洋上風力タービンは、少なくとも１つの浮動体を備える少なくとも１つの浮体式基礎を備える。洋上風力タービンは、洋上風力タービンのアンカリング状態において洋上風力タービンを水中地盤に固定するように構成された少なくとも１つのアンカリング機構を備える。洋上風力タービンは、洋上風力タービンの少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターに基づいて、アンカリング状態中における水中地盤の水中地盤面および／または水面までの浮体式基礎の垂直距離を変更するように構成された、少なくとも１つの高さ調節デバイスを備える。

【0013】

具体的には、高さ調節デバイスは、少なくとも１つの所定の気象環境条件、および洋上風力タービンの少なくとも１つの特定のまたは提供された気象環境パラメーターに基づいて、アンカリング状態中における水中地盤面までの浮体式基礎の垂直距離を変更するように構成することができる。

【0014】

先行技術とは異なり、本願によれば、水中地盤面までの垂直距離、したがって洋上風力タービンのハブの高さを、洋上風力タービンの設置場所における（現時点で）測定および／または予測される気象条件に応じて変更できる浮体式洋上風力タービンを提供することによって、変化する気象環境条件下でも、洋上風力タービンの、具体的には洋上風力発電所の、（静止動作中の）電気生成量の最大化が可能になる。

【0015】

具体的には、本願による洋上風力タービンは、洋上風力タービンの設置場所における気象条件に応じて、具体的には発電量を最適化できるように、少なくとも、２つの異なる距離の間で基礎と水中地盤面との間の垂直距離の調節を可能にする、高さ調節デバイスを備える。

【0016】

本願による洋上風力タービンは浮体式洋上風力タービンである。洋上風力タービンは、少なくとも１つの浮体式基礎を備える。少なくとも１つの基礎上には、具体的には、タワー、ナセル、ローター、ジェネレーターなどを備える風力発電デバイスが配置されている。

【0017】

少なくとも１つの浮体式基礎は少なくとも１つの浮動体を備える。浮動体および浮揚体はそれぞれ、具体的には、アルキメデスの原理に従って押しのけた分の浮力によって独立に浮動可能である。浮動体は、例えば、中空であり、空気または軽量の固体材料で充填することができる。具体的には、浮体式基礎は実質的に浮動体を形成できる。

【0018】

浮体式基礎は、好ましくは、いわゆるバージ基礎、セミサブマーシブル基礎、スパー基礎および／または緊張係留式プラットフォーム（ＴＬＰ）基礎とすることができる。本願の他の変形例では他のタイプの浮体式基礎が提供され得ることが理解されるものとする。

【0019】

本願によれば、浮体式基礎は、少なくとも１つのアンカリング機構によって、水中地盤に固定またはアンカリングされる。具体的には、複数の（例えば、３つまたは４つの）アンカリング機構を固定のために設けることができる。

【0020】

本願によるアンカリング機構は、具体的にはアンカーロープまたはアンカーチェーンの形態の、アンカリング接続部を備えることができる。アンカリング接続部の一端は基礎に固定されており、他端は少なくとも１つのアンカー（例えば、ウェイトアンカー、魚雷型アンカーなど）に固定されている。アンカーは、水中地盤に少なくとも部分的に埋めることができる。

【0021】

基礎が、したがって洋上風力タービンが、少なくとも１つのアンカリング機構によって水中地盤に固定されているという状態は、ここでは、具体的には、基礎および洋上風力タービンそれぞれのアンカリング状態と称される。

【0022】

本願によれば、高さ調節デバイスによって洋上風力タービンの垂直距離（または水線までの垂直高さ）を変更できることが確認された。具体的には、垂直距離の変更が（現時点で存在するおよび／または特定の今後の期間について予測される）少なくとも１つの気象環境パラメーターに応じて変わる場合は、垂直高さの調節によって、具体的には洋上風力発電所全体の電気生成量を改善できることが確認された。

【0023】

少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターは、具体的には、提供される気象環境パラメーターである。具体的には、この少なくとも１つのパラメーターは、洋上風力発電所および／または気象サービスの少なくとも１つの気象測定デバイス（例えば測定マスト）によって提供することができる。少なくとも１つの気象環境パラメーターの評価に応じて、垂直高さおよび垂直距離はそれぞれ、変更する（または変更しないままにする）ことができる。

【0024】

好ましくは、少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターと、少なくとも１つの特定の気象環境条件を評価できる。気象環境条件（または基準）は、具体的には、少なくとも１つの気象環境パラメーター範囲を含む。評価中は、特定の、具体的には提供された気象環境パラメーターが少なくとも１つの環境パラメーター範囲内にあるか否かをチェックできる。言い換えれば、少なくとも１つの気象環境パラメーター（値）が少なくとも１つの環境条件を満たすか否かをチェックできる。

【0025】

これに応じて、基礎（例えば、下面を基準点とすることができる）と、水中地盤面（例えば、水中地盤の現在の表面を基準点とすることができる）との間の垂直距離、または、基礎（例えば、下面を基準点とすることができる）と、水面との間の垂直距離を、変更する、すなわち、大きくするかまたは小さくする（または変更しないままにする）ことができる。言い換えれば、ナセルと水線との間の垂直距離を変更する、すなわち、大きくするかまたは小さくする（または変更しないままにする）ことができる。

【0026】

以下では水中地盤面までの垂直距離の変更にだけ言及することに留意されたい。普通は水中地盤面までの垂直距離の変更には水面までの垂直距離の対応する変更を伴うことを理解されるものとする。

【0027】

本願による洋上風力タービンの一実施形態によれば、第１の気象環境条件と、第１の気象環境条件とは異なる第２の気象環境条件とを少なくとも提供することができる。例えば、２つの主な風向（例えば、夏季モンスーンおよび冬季モンスーン）を有する設置領域において、対応する第１の気象環境条件および第２の気象環境条件を提供できる。本願の他の変形例では、３つ以上の異なる気象（典型的な）環境条件を提供することもできる。

【0028】

第１の気象環境条件が（少なくとも１つの）特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出された（例えば、少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターが第１の気象環境条件の少なくとも１つの第１の気象環境パラメーター範囲内にあるか（またはないか）どうかが検出／チェックされた）ときに、高さ調節デバイスは、第１の気象環境条件に関連付けられた第１の垂直距離を調節することによって垂直距離を変更するように構成することができる。

【0029】

第２の気象環境条件が特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出された（例えば、少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターが第２の気象環境条件の少なくとも１つの第２の気象環境パラメーター範囲内にあるか（またはないか）どうかが検出／チェックされた）ときに、高さ調節デバイスは、第２の気象環境条件に関連付けられた第２の垂直距離を調節することによって垂直距離を変更するように構成することができる。

【0030】

具体的には、説明した関連付けは、データメモリー機構に格納することができる。単純に、その設置場所における気象環境条件の変化は垂直距離の特定の変化を引き起こす場合がある。

【0031】

関連付けられた垂直距離の設定とは、具体的には、現在の距離が特定の値の分だけ変更されることを意味する。好ましくは、設定されることになる垂直距離は、具体的には高さ設定点の形態で各気象環境条件に関連付けることができる。この高さ設定点は、高さ設定点に従って垂直距離を変更するように高さ調節デバイスを制御するために使用できる。

【0032】

本願による洋上風力タービンのさらなる実施形態によれば、少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターは、
－ 風向（測定値および／または予測値）、
－ 風力（測定値および／または予測値）、
－ 波高（測定値および／または予測値）、
を含む群から選択できる。

【0033】

これらの気象環境パラメーターは、洋上風力タービンによる発電量に特に関係がある。

【0034】

具体的には、波高が、浮体式洋上風力タービンの傾斜角に、したがって発生され得る電力に影響を与える可能性があることが確認された。傾斜角が（例えば、１０°と２０°との間の）特定の限界値を超えると、発生され得る電気エネルギーおよび電力はそれぞれ減少する。したがって、例えば、うねりが特定の限界値（波高ｘｍ）を超える場合に、水底面までの距離を小さくすることができる。そうすることで傾斜角を小さくし、したがって生成量を増大させることができる。

【0035】

好ましくは、前述の気象環境パラメーターの２つ、好ましくはすべてを決定し、具体的には提供することができる。本願のさらなる変形例において、代替的または付加的に、少なくとも１つのさらなる気象環境パラメーター（例えば、降水量、日射量など）を提供することができる。

【0036】

さらに、本願による洋上風力タービンの好ましい実施形態によれば、高さ調節デバイスは、バラスト媒体（好ましくは水、具体的には海水）で充填できる少なくとも１つのバラストタンクを備えることができる。好ましくは、少なくとも１つのバラストタンクは、少なくとも１つの基礎に一体化することができる。バラストタンクを基礎の外側に取り付けることもできる。

【0037】

２つ以上の基礎および基礎要素がそれぞれ設けられる場合は、各基礎がバラストタンクを有することができる。少なくとも１つのバラストタンクは、具体的には充填／排出が基礎の純粋に垂直の移動をもたらすように配置することができる。バラストタンクが複数ある場合、充填／排出は、具体的には、少なくとも２つのバラストタンクのほぼ一様の充填／排出を実行できるように同期して制御することができる。

【0038】

高さ調節デバイスは、少なくとも１つのバラストタンクの充填レベルおよび／または全体密度を変更するように構成された少なくとも１つのバラスト媒体搬送機構を備えることができる。バラスト媒体搬送機構は、基礎内または上に配置できる。充填レベルおよび／または全体密度を変更することによって、具体的には、前記垂直距離が変更される。本実施形態では、高さ設定点は、充填設定量（例えば、満量、半量、空、ｘリットルなど）とすることができる。このような予め定義された高さ設定点によれば、バラスト媒体搬送機構は、前記垂直距離を変更するためにバラストタンクの充填レベルおよび／または全体密度を変更することができる。

【0039】

特に好ましくは、バラスト媒体搬送機構は、バラスト媒体をバラストタンク中にアクティブに搬送することおよび／またはバラスト媒体をバラストタンクの外にアクティブに搬送することによってバラストタンクの充填レベルを変更するように構成された、少なくとも１つのポンプデバイスとすることができる。具体的には、バラストタンクの外へのバラスト媒体のアクティブな搬送が実行される場合は、充填はタンク開口部を開けることによってパッシブに行うことができる。具体的には、バラストタンク中へのバラスト媒体のアクティブな搬送が実行される場合は、排出はタンク開口部を開けることによってパッシブに行うことができる。しかし、好ましくは、充填および排出の両方を実行するために少なくとも１つのポンプデバイスを設けることができる。

【0040】

特定の充填レベルの設定は、制御モジュール（好ましくは、少なくとも１つの適切なコントローラーを有する制御モジュール）によって制御することができる。充填レベルをモニタリングするために充填レベル測定要素を使用できる。これは、充填設定量の形態の、予め定義された高さ設定点を確実に設定可能にすることができる。

【0041】

代替的または付加的に、本願による洋上風力タービンのさらなる実施形態によれば、高さ調節デバイスは、浮体式基礎に接続された少なくとも１つの重量機構を備えることができ、その重量機構は、例えば適切なリフティングデバイスによって、少なくとも、水中地盤面に下降された状態と水中地盤面から上昇された状態との間で変更可能である。

【0042】

具体的には、重量機構は、基礎に接続できる重量接続部（例えば、アンカーロープおよび／またはアンカーチェーン）を備えることができる。重量接続部の他端は、重量要素に接続できる。下降された状態では、重量要素を下に降ろすことおよび水中地盤面に下降させることがそれぞれできる。その状態では、具体的には、重量機構の少なくとも１つの重量要素によって重量の力が基礎に実質的に加えられない。

【0043】

上昇された状態では、重量要素を水中地盤面から上昇させ、すなわち、水中地盤面に接触しないようにすることができる。その状態では、具体的には、重量の力（重量機構の重量要素の重量に対応する）が、重量機構の少なくとも１つの重量要素によって基礎に加えられている。前記状態の間で調節することによって前記垂直距離に変更を引き起こすことができる。

【0044】

さらに、本願による洋上風力タービンのさらなる実施形態では、洋上風力タービンは、代替的または付加的に、少なくとも１つのアンカー接続部につなげられた少なくとも１つのウィンチデバイスを備えることができる。ウィンチデバイスは、アンカーと浮体式基礎との間のアンカー接続部の長さを変更する、すなわち、具体的には高さ設定点に従ってその長さを短くするかまたは長くするように構成することができる。具体的には、ウィンチデバイスは、実質的に筒状の回転可能なドラムを備える。

【0045】

本事例では、つなげられているとは、具体的には、少なくとも１つのアンカー接続部が、アンカーロープまたはアンカーチェーンの形態で、ドラムに（具体的には、最小長さと最大長さとの間で）巻き取りおよび繰り出しをそれぞれできることを意味する。アンカー接続部の一端は、ウィンチデバイスのドラムまたは別の取付け点に確実に取り付けることができる。

【0046】

好ましくは、ウィンチデバイスは、洋上構造物から電気エネルギーが供給され得る、少なくとも１つの制御可能なモーター式のドライブ、具体的には、電気モーターを備えることができる。ドライブは、具体的には、（現在および／または予測される今後の）高さおよび垂直距離がそれぞれ、少なくとも１つの高さ設定点パラメーターに（実質的に）対応するかまたは許容できる位置範囲内に少なくとも入るように長さが変更されるように、制御モジュールによって制御できる。

【0047】

さらなる実施形態によれば、ウィンチデバイスは、少なくとも１つのパーキングブレーキを備えることができる。パーキングブレーキは、アンカー接続部の長さを変更するために解放可能（および変更後にロック可能）でよい。アンカー接続部の長さの変更が起きるときは、例えば、制御モジュールはパーキングブレーキを、それが解放されるように制御することができる。次に、具体的にはドライブによって、説明したようにアンカー接続部の長さを変更できる。その後、自動的にまたは例えば制御モジュールによる新たな制御によって、パーキングブレーキを（再び）ロックできる。ドライブへの負荷をこのように軽減できる。

【0048】

したがって、アンカー接続部の長さを変更することによって、垂直距離を変更できる。ウィンチデバイスを使用するときは、水中地盤にアンカーをより深く埋め込み、かつ／または（ウィンチデバイスが設けられない場合と比べて）アンカーの重量を増大させる必要がある可能性があることが理解されるものとする。

【0049】

本願のさらなる態様は洋上風力発電所である。洋上風力発電所は、先に説明した複数の洋上風力タービンを備える。洋上風力発電所は、高さ設定点に従って水中地盤面までの洋上風力タービンの浮体式基礎の垂直距離に変更を引き起こすための高さ設定点を用いて、洋上風力タービンの少なくとも１つの第１の高さ調節デバイスを制御するように構成された、少なくとも１つの高さ制御装置を備え、高さ設定点は、洋上風力タービンの少なくとも１つの気象環境条件に少なくとも応じて変わる（具体的には、先に説明したように、それに関連付けられている）。

【0050】

具体的には、（中央）高さ制御装置（例えば、洋上風力発電所の中央制御デバイスにソフトウェアモジュールとして実装される）を設けることができる。複数の洋上風力タービンは、通信ネットワークを介して、例えば、少なくとも１つの（先に説明した）高さ設定点を含む少なくとも１つの制御コマンドを送信することによって、制御することができる。

【0051】

本願による洋上風力発電所の好ましい実施形態によれば、高さ設定点は、付加的に、第１の洋上風力タービンの、洋上風力発電所の少なくとも１つのさらなる洋上風力タービンに対する位置に応じて変わることがある。言い換えれば、高さ設定点はそのときに位置依存でよい。

【0052】

好ましくは、特定の洋上風力タービンの制御に用いられる高さ設定点は、洋上風力発電所内におけるその洋上風力タービンの位置に応じて変わることがある。例えば、各洋上風力タービンは、パーク位置属性（例えば、洋上風力タービンの地理的表示、特定の方向（例えば、主な風向）に対して位置している洋上風力タービン列の表示および／または同様の事項）に関連付けることができる。高さ制御装置によってアクセスできるデータメモリー機構には、例えば、洋上風力タービンのタービン識別子を、少なくとも１つのパーク位置属性（パーク位置を示す）と一緒に格納することができる。

【0053】

具体的には、洋上風力タービンが特定の気象環境条件下で別の洋上風力タービンの風下に位置する場合に、電気エネルギー生成量が低減される恐れがあることが確認された。本願による洋上風力タービンのそれぞれのパーク位置を考慮に入れることによって、エネルギー生成量をさらに増大させることができる。例えば、（現在のまたは予測される主な風向に見て）前後に配置される２つの洋上風力タービンに関して、異なる垂直距離、したがってハブの高さを設定できる。そのことは、これら２つの洋上風力タービンの総生成量を増大させることができる。

【0054】

本願による洋上風力発電所のさらなる実施形態によれば、第１の気象環境条件と、第１の気象環境条件とは異なる第２の気象環境条件とを（先に説明したように）少なくとも予め決定することができる。

【0055】

先に説明したように、高さ制御装置は、第１の気象環境条件が特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、第１の気象環境条件に関連付けられた第１の所定の高さ設定規則による第１の高さ設定点を用いて、複数の洋上風力タービンを制御するように構成することができる。具体的には、現在のまたは予測される気象パラメーターが第１の気象環境条件を満たしていることが検出されたときに、（例えば、前記データメモリー機構に格納された）その条件に関連付けられた（少なくとも１つの）高さ設定規則が、好ましくはすべての洋上風力タービンに関して第１の高さ設定点を決定するために適用され得る。

【0056】

第１の高さ設定点は、例えば、先に説明したように、それぞれの洋上風力タービンのそれぞれのパーク位置に応じて、互いに異なっていることが可能である。

【0057】

さらに、高さ制御装置は、第２の気象環境条件が特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、第２の気象環境条件に関連付けられた第２の所定の高さ設定規則による、第１の高さ設定点とは少なくとも部分的に異なる第２の高さ設定点を用いて、複数の洋上風力タービンを制御するように構成することができる。これは、先に説明した第１の高さ設定点を用いた制御と同様に行うことができる。先に説明したように、具体的には、気象環境条件の（例えば、第１の条件から第２の条件へのまたはその逆の）変化が検出されたときに、駆動が起きることが可能である。

【0058】

好ましくは、高さ制御装置は、前述の検出を行うように構成された少なくとも１つの検出デバイスを備えることができる。

【0059】

本願による洋上風力発電所の好ましい実施形態によれば、第１の気象環境条件に関連付けられた第１の高さ設定規則と、第２の気象環境条件に関連付けられた第２の高さ設定規則とは少なくとも、（前もって決定された）高さ制御装置のデータメモリー機構に格納された割当てテーブルの形態でマッピングできる。割当てテーブルにおいて、具体的には気象環境条件ごとに、各洋上風力タービン（または対応するタービン識別子）を、（厳密に）１つの高さ設定点に割り当てることができる。高さ設定点は、説明したように、パーク位置およびそれぞれのパーク位置属性それぞれに応じて変わることがある。割当てテーブルは、具体的には、データメモリー機構に格納することができる。

【0060】

特定の気象環境条件を検出した際に（具体的には、気象環境条件の（例えば、第１の気象環境条件から第２の気象環境条件への、またはその逆の）変化を検出した際に）、高さ制御装置は、格納されている割当てテーブルにアクセスし、具体的には、それぞれの格納された高さ設定点に従って、洋上風力発電所の洋上風力タービンの少なくともいくつか、好ましくは、洋上風力発電所の洋上風力タービンのすべてを制御することができる。

【0061】

本事例では、前もって決定するとは、具体的には、高さ設定点が、特定の気象環境条件が検出されたとき（具体的には、気象環境条件の（例えば、第１の気象環境条件から第２の気象環境条件への、またはその逆の）変化が検出されたとき）に決定されるだけでなく、事前にも決定されることを意味する。

【0062】

具体的には、洋上風力発電所の設置前に（例えば、シミュレーションモデルによって）および／または設置のすぐ後に（例えば、試験によって）、高さ設定規則を複数の高さ設定点の形態で決定することができる。好ましくは、高さ設定点は、具体的には（例えばシミュレーションプロセスによって判定された電気生成量と比べて）実際の電気生成量を評価することによって、洋上風力発電所の動作中に具体的には最適化を実行できるように、変更可能なように格納することができる。

【0063】

本願による洋上風力発電所のさらなる実施形態によれば、複数の洋上風力タービンは、それぞれが同一の第１のパーク位置属性（先に記載したようにそれぞれのパーク位置に対応する）を有する第１のサブグループの洋上風力タービンと、それぞれが同一の第２のパーク位置属性（先に記載したようにそれぞれのパーク位置に対応する）を有する第２のサブグループの洋上風力タービンとに、少なくともグループ分け可能にすることができる。高さ制御装置は、第２のサブグループの洋上風力タービンを制御するために使用される高さ設定点とは異なる高さ設定点を用いて、第１のサブグループの洋上風力タービンを制御するように構成することができる。３つ以上のサブグループにグループ分けを行うことができることが理解されるものとする。グループ分けは、前記割当てテーブルに（本質的に）マッピングできる。具体的には特定の環境条件の検出の際に制御が起きることが理解されるものとする。さらに、グループ分けは環境条件に応じて変わることがある。言い換えれば、サブグループへの（静的というよりも）動的なグループ分けを行うことができる。

【0064】

（少なくとも１つの割当てテーブルにおいてマッピング可能でありかつ好ましい）グループ分け戦略および高さ調節戦略はそれぞれ、好ましくは、常に、（風向に見て）第１列の洋上風力タービンを最大高さまで上昇させ、第２列を最小高さに調節し、次に、やはり第３列を最大高さに調節することができ、以下同様である。常に、（風向に見て）第１列の洋上風力タービンを最小高さに動かし、第２列を最大高さに設定し、次にやはり第３列を最小高さに設定することなども考えられる。

【0065】

さらなる中程度の高さならびに／または距離および高さそれぞれの継続的な調節が可能な場合は、他のグループ分け戦略および高さ調節戦略をそれぞれ提供することもでき、具体的には、割当てテーブルおよびデータベースそれぞれにマッピングすることもできる。

【0066】

本願による洋上風力発電所の特に好ましい実施形態によれば、洋上風力発電所は、少なくとも１つの測定または予測された気象環境条件で、複数の洋上風力タービンを制御するための高さ設定点を（予め）決定するように構成された、少なくとも１つの高さ設定点決定デバイスを備えることができる。

【0067】

高さ設定点決定デバイスは、具体的には洋上風力発電所の複数の風力タービンのシミュレーションモデルに基づいて、複数のシミュレーションステップを行うように構成することができる。具体的には、計画中および設置前に洋上風力発電所の（数理的）シミュレーションモデルを作ることができ、そのモデルを用いることで、原則的に、異なる気象環境条件下で、具体的には、異なるように設定された垂直距離を用いて、総発電量を少なくともシミュレートすることができる。他の変形例では、高さ設定点決定デバイスは、試験を行うように構成することもできる。

【0068】

各シミュレーションステップ（または試験ステップ）において、複数の洋上風力タービンに関して、異なる高さ設定点を好ましくは設定でき、各高さ設定点に関して総発電量を決定できる。例えば、先に言及した設定戦略をシミュレートすることができる。

【0069】

特定の気象環境条件で複数の洋上風力タービンを（実際に）制御するための高さ設定点として、決定された（シミュレートまたは試験された）総発電量が最大になる高さ設定点を決定する（具体的には割当てテーブルに格納する）ことができる。言い換えれば、好ましくは少なくとも２つの異なる気象環境条件について、少なくともシミュレートされた（または試験された）総発電量が最大になるそれぞれの高さ設定点は、（複数のシミュレーションステップを有する）シミュレーションプロセスによって決定することができる。

【0070】

好ましくは、洋上風力発電所の動作中に最適化プロセスを行うことができる。具体的には、実際の総発電量およびシミュレートされた（または試験された）総発電量を評価することができる。具体的には、実際の総発電量がシミュレートされた総発電量よりも低い場合は、生成量を増大させるために、高さ設定点を（例えば、人工知能を用いて）少なくとも部分的に調節することができる。ここで、履歴データおよび／または他の洋上風力発電所からのデータを考慮に入れることができる。

【0071】

本願のさらなる態様は、浮体式洋上風力タービン、具体的には、先に説明した浮体式洋上風力タービンを動作させる方法である。本方法は、
－ 洋上風力タービンの少なくとも１つの高さ調節デバイスによって、洋上風力タービンの少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターに基づいて、洋上風力タービンのアンカリング状態中における水中地盤の水中地盤面および／または水面までの浮体式洋上風力タービンの浮体式基礎の垂直距離を変更することを含む。

【0072】

本方法は、複数の浮体洋上風力タービンを具体的には動作させるために、具体的には制御するために、すなわち、上述の洋上風力発電所を具体的には動作させるために、具体的には制御するために用いることができる。

【0073】

本願のさらなる態様は、少なくとも１つの浮体式洋上風力タービンのための、具体的には、先に説明した浮体式洋上風力タービンのための、浮体式基礎であって、
－ 洋上風力タービンの少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターに基づいて、浮体式基礎のアンカリング状態中における水中地盤の水中地盤面および／または水面までの浮体式基礎の垂直距離を変更するように構成された、少なくとも１つの高さ調節デバイスを備える浮体式基礎である。

【0074】

垂直高さ調節のさらなる利点は、浮体洋上風力タービンの水平位置も改善できることである。具体的には、洋上風力タービンの傾斜運動または揺動運動を軽減できる。したがって、傾斜角を検出でき、設定傾斜角を指定できる。次に、制御モジュールは、検出される傾斜角が設定傾斜角を少なくとも超えないように、高さを調節することができる。代替的または付加的に、傾斜周波数を検出することもできる。具体的には垂直距離を小さくすることによって位置を安定させることができる。

【0075】

モジュール、デバイスなどは、（具体的には、プロセッサーによって実行可能なコンピューターコードの形態の）ソフトウェアエレメントによって少なくとも部分的に、かつ／またはハードウェアエレメント（プロセッサー、メモリー手段、アクチュエーターなど）によって少なくとも部分的に形成できることに留意されたい。

【0076】

洋上風力タービン、洋上風力発電所、方法および基礎の特徴は、互いに自由に組み合わせることができる。具体的には、本明細書および／または従属請求項の特徴は単独でもまたは互いに自由に組み合わせても、独立請求項の特徴を完全にまたは部分的に回避しても独立して進歩性を有することができる。

【0077】

今や、本願による洋上風力タービン、本願による洋上風力発電所、本願によるプロセス、および本願による基礎を設計し、さらに発展させる可能性が多数存在する。そのために、一方で独立請求項に従属する特許請求項が、他方で図面に関連する実施形態の説明が参照される。

【図面の簡単な説明】

【0078】

【図1A】本願による浮体式洋上風力タービンの一実施形態の概略図である。

【図1B】本願による浮体式洋上風力タービンのさらなる実施形態の概略図である。

【図1C】本願による浮体式洋上風力タービンのさらなる実施形態の概略図である。

【図1D】本願による浮体式洋上風力タービンのさらなる実施形態の概略図である。

【図2A】第１の設定距離を有する、本願による浮体式洋上風力タービンのさらなる実施形態の概略図である。

【図2B】さらなる設定距離を有する、図２Ａによる実施形態の概略図である。

【図3A】第１の設定距離を有する、本願による浮体式洋上風力タービンのさらなる実施形態の概略図である。

【図3B】さらなる設定距離を有する、図３Ａによる実施形態の概略図である。

【図4】本願による洋上風力発電所の一実施形態の概略図である。

【図5】本願による方法の一実施形態のダイヤグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0079】

図では、同じ要素には同じ参照符号が用いられている。

【0080】

図１Ａから図１Ｄは、本願による浮体式洋上風力タービン１００の実施形態の概略図を示す。図示の洋上風力タービン１００は、それぞれの浮体式基礎１０４が異なり、浮体式基礎１０４はそれぞれ少なくとも１つの浮動体１０６を備える。具体的には、浮体式基礎１０４は、浮動体１０６を少なくとも実質的に形成する。

【0081】

具体的には、バージ基礎１０４（図１Ａ）、セミサブマーシブル基礎１０４（図１Ｂ）、スパー基礎１０４（図１Ｃ）、および緊張係留式プラットフォーム基礎１０４（図１Ｄ）が示されている。本願の他の変形例では他の浮体式基礎が提供され得ることが理解されるものとする。

【0082】

見て分かるように、少なくとも１つの浮体式基礎１０４には、タワー、ナセル、ローター、ジェネレーターなどを備える風力発電デバイス１０２が配置されている。

【0083】

本実施形態では、浮体式基礎１０４は、複数のアンカリング機構１０８によって、それぞれ水中地盤１１６にそれぞれ固定およびアンカリングされる。図示のアンカリング機構１０８は、具体的にはアンカーロープ１０９またはアンカーチェーン１０９の形態の、アンカー接続部１０９を備える。アンカー接続部１０９の一端は基礎１０４に固定されており、他端は少なくとも１つのアンカー１１０（例えば、ウェイトアンカー、魚雷型アンカーなど）に固定されている。アンカー１１０は、図１Ａから図１Ｄを見ると分かるように、水中地盤１１６に少なくとも部分的に埋めることができる。

【0084】

さらに、図１Ａから図１Ｄでは、水中地盤面は、参照符号１１８で表されており、水面および水線はそれぞれ、参照符号１１４で表されている。

【0085】

本願によれば、図示の洋上風力タービン１００は、少なくとも１つの高さ調節デバイス１１２をそれぞれ備える。高さ調節デバイス１１２は、洋上風力タービン１００の図示のアンカリング状態中における、水中地盤面１１８までの浮体式基礎１０４の垂直距離１２０（具体的には、距離１２０は、基礎１０４の下側表面および最下点それぞれと、現在の水中地盤面１１８との間の距離である）を変更するように構成されている。

【0086】

ここで、垂直距離１２０の変更は、風向（測定値および／または予測値）、風力（測定値および／または予測値）、および／または波高（測定値および／または予測値）など、洋上風力タービン１００の少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターに基づいている。

【0087】

好ましくは、第１の気象環境条件と、第１の気象環境条件とは異なる第２の気象環境条件とを少なくとも予め決定することができる。第１の気象環境条件が特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、高さ調節デバイス１１２は、第１の気象環境条件（例えば、受信される高さ設定点に対応する）に関連付けられた第１の垂直距離１２０を調節することによって垂直距離１２０を変更するように構成することができる。

【0088】

第２の気象環境条件が特定の気象環境パラメーターによって満たされていることが検出されたときに、高さ調節デバイス１１２は、第２の気象環境条件（例えば、受信される高さ設定点に対応する）に関連付けられた第２の垂直距離１２０を調節することによって垂直距離１２０を変更するように配置することができる。既に記載したように、変更は、具体的には、存在する実際の気象環境条件が変化したときに行うことができる。

【0089】

図１Ａから図１Ｄを見ると分かるように、洋上風力タービン１００のハブの高さは、垂直距離１２０を変更することによって調節できる。洋上風力タービン１００の設置場所における現在のおよび／または予測される気象条件に応じてこれを行うことによって、洋上風力タービン１００の、具体的には、洋上風力発電所全体（ここでは図示せず）の実現可能な電気生成量を増大させることができる。

【0090】

本実施形態では、高さ調節デバイス１１２は基礎１０４に一体化されている。本願の他の変形例では、少なくとも１つの高さ調節デバイスは、基礎上に配置する、例えば、基礎の外側に少なくとも部分的に取り付けることができる。

【0091】

図２Ａおよび図２Ｂは、垂直距離２２０が異なるように調節された、浮体式洋上風力タービン２００のさらなる実施形態の例を示す。繰り返しを避けるために、以下では基本的に図１Ａから図１Ｄによる先の実施形態との違いだけを説明し、それ以外は先の説明を参照する。専ら概要をつかめるように、全体的な風力発電デバイスの図およびアンカリング機構の図を省略したことに留意されたい。

【0092】

図２Ａおよび図２Ｂにおいて距離２２０の間の差は参照符号２２２によって示されている。調節可能な差は、好ましくは、２ｍと４０ｍとの間、好ましくは、５ｍと３０ｍとの間とすることができる。

【0093】

垂直距離２２０を調節するために、本事例では高さ調節デバイス２１２が設けられている。図示の高さ調節デバイス２１２は、バラスト媒体２２５で充填できる少なくとも１つのバラストタンク２２６を備え、好ましくは、基礎２０４内に配置されている。さらに、高さ調節デバイス２１２は、少なくとも１つのバラスト媒体搬送機構２２８を備え、バラスト媒体搬送機構２２８は、具体的には、バラストタンク２２６の充填レベル２２７を変更するように構成されている。

【0094】

具体的には、バラスト媒体搬送機構２２８は２つのポンプデバイス２３０を備える。具体的には、一方のポンプデバイス２３０は、バラスト媒体２２５（具体的には水）をバラストタンク２２６中にアクティブにポンプ輸送することによって（矢印２３６によって示されている）、バラストタンク２２６の充填レベル２２７を変更するように構成されている。具体的には、基礎２０４には開口部２３２が配置されていてよく、その開口部２３２を通して、バラスト媒体２２５をバラストタンク２２６中にポンプ輸送できる。

【0095】

具体的には、さらなるポンプデバイス２３０は、バラスト媒体２２５をバラストタンク２２６の外にアクティブにポンプ輸送することによって（矢印２３７によって示されている）、バラストタンク２２６の充填レベル２２７を変更するように構成されている。具体的には、基礎２０４にはさらなる開口部２３４が配置されていてよく、そのさらなる開口部２３４を通して、バラスト媒体２２５をバラストタンク２２６の外にポンプ輸送できる。

【0096】

好ましくは、制御モジュール２２９を設けることができる。高さ調節デバイス２１２の（ローカルの）制御モジュール２２９は、例えば、高さ設定点（例えば、特定の充填量（例えば、満量、半量、空、ｘリットルなど）など）を用いて（不図示の）高さ制御装置によって制御可能とすることができる。

【0097】

制御モジュール２２９の（不図示の）充填レベル測定要素によって測定可能な現在の充填レベル２２７、および受信される高さ設定点に応じて、ポンプデバイス２３０は、受信される高さ設定点に従って充填レベル２２７が変更されるように制御され得る。既に記載したように、（少なくとも２つの調節可能な距離の間の）垂直距離２２０を変更することによって、洋上風力タービン２００のハブの高さが調節され、そうすることで、具体的には、電気生成量が増大される。

【0098】

図３Ａおよび図３Ｂは、垂直距離３２０が異なるように調節された、浮体式洋上風力タービン３００のさらなる実施形態を示す。繰り返しを避けるために、以下では基本的に図１Ａから図２Ｂによる先の実施形態との違いだけを説明し、それ以外は先の説明を参照する。専ら概要をつかめるように、全体的な風力発電デバイスの図およびアンカリング機構の図は省略したことに留意されたい。

【0099】

本実施形態では、高さ調節デバイス３１２は、浮体式基礎３０４に接続された少なくとも１つの重量機構３１２を備える。具体的には、重量機構３１２は、基礎３０４に接続できる重量接続部３４０（例えば、アンカーロープ３４０および／またはアンカーチェーン３４０）を備えることができる。重量接続部３４０の他端は、重量機構３１２の重量要素３４２に接続できる。

【0100】

重量機構３１２の下降された状態では、具体的には、重量機構３１２の少なくとも１つの重量要素３４２によって重量の力が基礎３４０にほとんど加えられていない。例えばリフティングデバイス３４４（例えばウィンチ３４４）によって引き起こされる、重量機構３１２の上昇された状態では、具体的には重量の力ｇ（重量機構の重量要素３４２の重量に対応する）が、重量機構３１２の少なくとも１つの重量要素３４２によって基礎３０４に加えられている。リフティングデバイス３４４による、重量機構３１２の前記状態間の調節によって、少なくとも２つの別々の値の間で前記垂直距離３２０の変更を引き起こすことができる。

【0101】

やはり、受信される高さ設定点に応じてリフティングデバイス３４４を制御できる（例えば、下降させるかまたは下降させない）、（不図示の）制御モジュールを設けることができる。

【0102】

図２Ａ、図２Ｂおよび図３Ａ、図３Ｂによる実施形態を互いに組み合わせできることが理解されるものとする。

【0103】

本願のさらなる（不図示の）変形例では、代替的または付加的に、垂直距離を変更する（または変更された距離に従ってアンカー接続部を追跡する）ために、アンカー接続部の長さ（図１Ａから図１Ｄ参照）をウィンチデバイスによって変更することができる。

【0104】

洋上構造物はウィンチ機構を備えることができる。具体的には、各アンカリング機構は、それに関連付けられたウィンチデバイスを有することができる。好ましくは、各アンカー接続部は、それぞれのウィンチデバイスにつなげられていてよい。具体的には、アンカー接続部は、最小長さと最大長さとの間でアンカー接続部を巻き取り、それを繰り出す（そうすることで、具体的には、垂直距離を変更する）ために、ウィンチデバイスの筒状ドラム（ウィンチ）につなげられていてよい。

【0105】

そのために、各ウィンチデバイスは、ドライブおよびパーキングブレーキを有することができる。長さを変更するために、高さ調節デバイスの制御モジュールは、まず、対応するパーキングブレーキを、このパーキングブレーキの解放を行うように制御することができる。次に、制御モジュールは、特定の長さの巻き取りまたは繰り出しを行うように、対応するドライブ（好ましくは、電気モーター）を制御することができる。その後、制御モジュールによる制御によってパーキングブレーキを再びロックすることができる。

【0106】

図４は、本願による洋上風力発電所４５０の一実施形態の概略図を示す。図示の洋上風力発電所４５０は、複数の洋上風力タービン４００．１から４００．４を備える。繰り返しを避けるために、具体的には、洋上風力タービン４００．１から４００．４については先の実施形態を参照する。

【0107】

さらに、図示の洋上風力発電所４５０は、例えば洋上風力発電所４５０の（何らかの手法で設けられた）（不図示の）発電所制御システムに実装された、少なくとも１つの高さ制御装置４５２を備える。

【0108】

本実施形態では、高さ制御装置４５２は、通信モジュール４５４、高さ制御モジュール４５８、検出デバイス４６０、高さ設定点決定デバイス４６２、およびデータメモリー機構４６４を備える。他の変形例が付加的なまたはより少ないモジュール／デバイスを提供できることが理解されるものとする。

【0109】

高さ設定点決定デバイス４６２が、代替的に別の演算デバイスに実装されてよく、（洋上風力発電所４５０の設置場所における）少なくとも１つの気象環境条件に応じて少なくとも１つの高さ設定規則を決定するように構成することができる。

【0110】

好ましくは、少なくとも１つの高さ設定規則の決定は、洋上風力発電所４５０の設置前に行われてよいが、洋上風力発電所４５０の設置中および／または設置（直）後に行われてもよい。上記で既に説明したように、動作中に最適化プロセスを（継続的に）行うことができる。具体的には、少なくとも１つの高さ設定規則は、洋上風力発電所４５０の総生成量を最大化できるように決定される。

【0111】

好ましくは、（洋上風力発電所４５０の設置場所における）少なくとも１つの気象環境条件に応じて少なくとも１つの高さ設定規則を決定することは、好ましくはすべての洋上風力タービン４００．１から４００．４に関して高さ設定点を決定することを含むことができる。

【0112】

具体的には、それぞれの決定された高さ設定点は、付加的に、それぞれの洋上風力タービン４００．１から４００．４の（パーク）位置に、具体的には、洋上風力発電所４５０の少なくとも１つのさらなる洋上風力タービン４００．１から４００．４に対する位置に、応じて変わることがある。例えば、各洋上風力タービン４００．１から４００．４にパーク位置属性が割り当てられている、洋上風力発電所４５０のプランおよび／またはモデルを、（例えば、データメモリー機構４６４または別のメモリー機構）に格納することができる。それぞれのパーク位置属性から、パーク位置を少なくとも導き出すことが可能である。具体的には、それぞれのパーク位置属性を用いて、洋上風力タービン４００．１から４００．４の少なくとも２つのサブグループを（動的に）形成することができる。具体的には、これは、サブグループの洋上風力タービン４００．１から４００．４が基本的に同じ垂直距離に設定され、すなわち、基本的に同じ高さ設定点を用いて制御されることを意味する。具体的には、グループ分けは、割当てテーブルおよびデータベースそれぞれに（本質的に）マッピングできる。

【0113】

既に記載したように、高さ設定点の決定は、電気生成量を最大にするように行うことができる。具体的には、少なくとも１つの高さ設定点決定デバイス４６２は、少なくとも１つの測定または予測された気象環境条件に応じて、複数の洋上風力タービン４００．１から４００．４を制御するための高さ設定点を（予め）決定するように構成することができる。高さ設定点決定デバイス４６２は、具体的には洋上風力発電所４５０の複数の風力タービン４００．１から４００．４のシミュレーションモデルに基づいて、複数のシミュレーションステップを行うように構成できる。本願の他の変形例では、上述のように、電気生成量を決定するために実際の試験が行われてもよい。

【0114】

具体的には、計画中および設置前に洋上風力発電所４５０の（数理的）シミュレーションモデルを作ることができ、そのモデルを用いることで、原則的に、異なる気象環境条件下で、具体的には、異なるように調節された垂直距離を用いて、総発電量を少なくともシミュレートすることができる。

【0115】

各シミュレーションステップにおいて、複数の洋上風力タービン４００．１から４００．４に関して、異なる高さ設定点を好ましくは設定でき、各場合の高さ設定点に関して総発電量を決定できる。

【0116】

その気象環境条件の場合の複数の洋上風力タービンを（実際に）制御するための高さ設定点として、決定された総発電量が最大になる高さ設定点を決定し、具体的には、データメモリー機構４６４の割当てテーブルに格納することができる。

【0117】

言い換えれば、好ましくは少なくとも２つの異なる気象環境条件について、少なくともシミュレートされた総発電量が最大になるそれぞれの高さ設定点は、（複数のシミュレーションステップを有する）シミュレーションプロセスによって決定することができる。割当てテーブルにおいて、高さ設定点は、洋上風力タービン４００．１から４００．４ごとに各（所与の）環境条件に割り当てることができる。

【0118】

具体的には、高さ設定点を決定することによって、グループ分け戦略および高さ調節戦略それぞれを指定し、マッピングすることができる。一例として、その風向（すなわち、特定の検出される環境条件で）第１列の洋上風力タービン４００．１、４００．２は、常に、垂直距離が最大になる（すなわち、ハブの高さが最大になる）ように制御することができる。その風向（すなわち、特定の検出される環境条件で）第２列の洋上風力タービン４００．３、４００．４は、垂直距離が最小になる（すなわち、ハブの高さが最小になる）ように制御することができる。他の変形例では、その設定を正反対にすることもできる。さらなる中程度の高さおよび／または距離もしくは高さの継続的な調節が可能な場合は、他のグループ分け戦略または高さ調節戦略を提供することもできる。

【0119】

洋上風力発電所４５０の機能、具体的には動作は、図５を用いて以下でより詳細に説明する。図５は、本願による方法、具体的には少なくとも１つの洋上風力タービン４００．１から４００．４を動作させるための方法の一実施形態のダイヤグラムを示す。一例として、本方法を、洋上風力発電所４５０の動作を参照しながらより詳細に説明する。

【0120】

第１のステップ５０１で、洋上風力発電所４５０の少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターの提供を行うことができる。具体的には、少なくとも１つの気象環境パラメーターを、通信モジュール４５４を介して高さ制御装置４５２に提供できる。少なくとも１つの特定の気象環境パラメーターは、少なくとも１つの測定デバイスによって測定される現在の気象環境パラメーターおよび／または予測された気象環境パラメーターでよい。好ましくは、風向（測定値および／または予測値）、風力（測定値および／または予測値）、波高（測定値および／または予測値）など、複数の気象環境パラメーター（測定値および／または予測値）を提供できる。

【0121】

ステップ５０２で、検出デバイス４６０によって、具体的には（所定の）気象環境条件の少なくとも１つが少なくとも１つの特定の提供された気象環境パラメーターによって満たされているかどうかを検出することができる。具体的には、気象環境条件（または基準）は、少なくとも１つの気象環境パラメーター範囲を含む。ステップ５０２における検出は、特定の気象環境パラメーターが少なくとも１つの環境パラメーター範囲内にあるか否かをチェックすることができる。言い換えれば、少なくとも１つの気象環境パラメーター（値）が少なくとも１つの環境条件を満たすか否かをチェックすることができる。

【0122】

ここで、ステップ５０２で、具体的には、垂直距離の変更が必要とされるように気象環境条件が変化したかどうかを検出することができる。気象環境条件が変化しなかったことがステップ５０２で検出された場合は、具体的には、垂直距離の変更は必要とされない。次に、本方法はステップ５０１に続くことができる。

【0123】

具体的には、気象環境条件が、先に検出された気象環境条件から変化した、例えば第１の気象環境条件から第２の気象環境条件に変化したと判定されたときは（例えば、風力および／または風向が定義済みの環境条件によって提供されている範囲に変化したかまたは変化するであろうときは）、ステップ５０３に続くことができる。

【0124】

ステップ５０３で、高さ設定点に従って水中地盤面までの洋上風力タービン４００．１から４００．４の浮体式基礎の垂直距離に変更を引き起こすための高さ設定点を用いて、具体的には高さ制御装置４５２の高さ制御モジュール４５８によって、洋上風力タービン４００．１から４００．４の少なくとも１つの高さ調節デバイスが制御され、高さ設定点は、洋上風力タービンの少なくとも１つの気象環境条件に少なくとも応じて変わる。具体的には、少なくとも、垂直距離の変更が行われることになる各洋上風力タービン４００．１から４００．４は、高さ制御モジュール４５８によって制御できる。

【0125】

好ましくは、高さ制御モジュール４５８は、制御のために使用されることになる高さ設定点を決定するために、データメモリー機構３６４に格納されている、説明した割当てテーブルにアクセスすることができる。次に、高さ制御モジュール４５８は、対応する制御コマンドの送信を行ってよく、コマンドはそれぞれ少なくとも１つの（先に説明した）高さ設定点を含む。制御コマンドは、それぞれの洋上風力タービン４００．１から４００．４に、通信モジュール４５４および通信ネットワーク４５６を介して送信できる。次に、それぞれの高さ調節デバイスは、先に説明したように、垂直距離を調節することができる。

【0126】

具体的には、風向に応じて、風力タービンハブの個々の高さは、生成量が最大になるように調節することができる。既に記載したように、考えられる高さ設定は、例えば２つまたは３つの予め設定された高さまたは距離によって、連続しているかまたは不連続である。

【0127】

さらに、風および／または波（例えば第３の気象環境条件によって与えられる）が強過ぎる場合に、基準電力に達しているのでかつ／または損傷を避けるために、すべての洋上風力タービン４００．１から４００．４が垂直距離を短縮し、具体的には、最小にすることを提供できる。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】