特許 7692456 浮体式洋上風力発電施設の施工方法

(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】2025-06-05

(45)【発行日】2025-06-13

(54)【発明の名称】浮体式洋上風力発電施設の施工方法

(51)【国際特許分類】

   B63B 75/00 20200101AFI20250606BHJP

   F03D 13/25 20160101ALI20250606BHJP

【ＦＩ】

B63B75/00

F03D13/25

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023174198

(22)【出願日】2023-10-06

(65)【公開番号】P2025064432

(43)【公開日】2025-04-17

【審査請求日】2024-05-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000219406

【氏名又は名称】東亜建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】川又 義徳

(72)【発明者】

【氏名】加藤 大

(72)【発明者】

【氏名】迫 大介

【審査官】大野 明良

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－２０３１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０６１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４１７９９８３（ＣＮ，Ａ）

【文献】Bechtel Infrastructure Ireland Limited，Vision 2041 Strategic Review，SHANNON FOYNES PORT，2022年09月，p.18,27,48-49,52-53，インターネット<URL:sfpc.ie/wp-content/uploads/2022/11/SFPC-Vision-2041-Strategic-Review-Final-Report.pdf>

【文献】株式会社大林組、東亜建設工業株式会社，１，２５０ｔ吊 自己昇降式台船「柏鶴」，作業船 ＷＯＲＫ ＶＥＳＳＥＬ，日本，一般社団法人 日本作業船協会，2023年07月25日，JULY ２０２３（夏季号），表紙、３－６、６４ページ，ISSN 0287-590X

【文献】港で浮体に風車搭載、ＳＥＰ船利用，海事プレス，日本，海事プレス社，2023年04月17日，16744号，P.10

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ ７５／００

Ｆ０３Ｄ １／００－８０／８０

Ｅ０２Ｂ ３／０４－ ３／０６

３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

設置対象海域において係留される浮体と、前記浮体上に立設された風力発電装置とを有して、前記浮体を前記設置対象海域に係留した状態で、水面から前記浮体の下端までの喫水が２０ｍ以下となる浮体式洋上風力発電施設を複数基並行して施工する施工方法であって、
水深が８ｍ以上２０ｍ以下の海域に仮設の水上構造物を構築し、
前記水上構造物に隣接した海域に複数の作業エリアを設け、
前記風力発電装置を構成するナセルハブ、ブレードおよびタワーの組立部品を複数組前記水上構造物上に仮置きしておき、
任意の前記作業エリアに停船させた自己昇降式台船のクレーンを使用して、その作業エリアの海底に着底させている前記浮体に対して、前記水上構造物に仮置きされている一組の前記組立部品を設置して、前記浮体上に前記風力発電装置が構築された組立体を組立てる組立作業を行い、
前記自己昇降式台船は、前記組立作業を終えた前記作業エリアから別の前記作業エリアに順次移動させて、その作業エリアの海底に着底させている前記浮体に対して前記組立作業を行い、それに並行して、前記組立作業を先行して終えた前記組立体に対しては調整作業を含む付加作業を行い、
前記付加作業を終えた前記組立体は順次、前記設置対象海域まで海上輸送し、前記設置対象海域においてその前記組立体を係留することを特徴とする浮体式洋上風力発電施設の施工方法。

【請求項2】

前記自己昇降式台船により前記別の作業エリアで前記浮体に対して前記組立作業を行っているときに、それに並行して、前記組立作業を先行して終えた前記作業エリアにおいて前記組立体に対する前記付加作業を行う請求項１に記載の浮体式洋上風力発電施設の施工方法。

【請求項3】

前記水上構造物として、海域に桟橋または浮体式構造物を構築する請求項１または２に記載の浮体式洋上風力発電施設の施工方法。

【請求項4】

前記組立体を前記設置対象海域へ海上輸送した前記作業エリアの海底に、新たな前記浮体を着底させる請求項１または２に記載の浮体式洋上風力発電施設の施工方法。

【請求項5】

前記水上構造物を陸地から離間させて構築し、複数の前記作業エリアを前記水上構造物を挟んで対向する領域に設ける請求項１または２に記載の浮体式洋上風力発電施設の施工方法。

【請求項6】

前記水上構造物上のそれぞれの前記作業エリア近傍の場所毎に、一組の前記組立部品を仮置きしておく請求項１または２に記載の浮体式洋上風力発電施設の施工方法。

【請求項7】

前記水上構造物を防波堤の内側の海域に構築する請求項１または２に記載の浮体式洋上風力発電施設の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浮体式洋上風力発電施設の施工方法に関し、さらに詳しくは、岸壁に浮体式洋上風力発電施設の搭載拠点（基地港湾）を整備しなくとも、設置対象海域に係留した状態での浮体の喫水が２０ｍ以下の浮体式洋上風力発電施設を効率的に施工できる浮体式洋上風力発電施設の施工方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

海域に係留される浮体の上に風力発電装置を立設した構造の浮体式洋上風力発電施設は、浮体の構造毎に、スパー型、セミサブ型、ＴＬＰ（テンションレグプラットフォーム）型、バージ（コンクリート製）型に分類されている。例えば、スパー型の浮体式洋上風力発電施設は、高さが５０ｍ～１００ｍ程度の柱形状のスパー型浮体の大部分を潜水させた状態とし、その１本の巨大なスパー型浮体の上に風力発電装置を立設している（例えば、特許文献１参照）。設置対象海域に係留した状態でのスパー型の浮体の喫水は５０ｍ～１００ｍ程度である。一方で、スパー型以外のセミサブ型、ＴＬＰ型、バージ型の浮体式洋上風力発電施設では、浮体を半潜水状態で海上に浮かべた状態とし、設置対象海域に係留した状態でのセミサブ型の浮体、ＴＬＰ型の浮体、バージ型の浮体の喫水はそれぞれ、２０ｍ以下である。具体的には、例えば、セミサブ型の浮体式洋上風力発電施設では、高さが２０ｍ～４０ｍ程度の複数のコラムとコラムどうしを連結する連結体（所謂、フーチング部材等）とを有するセミサブ型の浮体を半潜水状態で海上に浮かべた状態とし、浮体の１ヶ所のコラム上に風力発電装置を立設している。

【0003】

一般的なスパー型の浮体式洋上風力発電装置の施工方法では、岸壁などの陸上においてスパー型の浮体と風力発電装置を構成するタワーとを横に倒した状態で接続し、スパー型の浮体とタワーの一体物をそのまま横に倒した状態で半潜水台船に積み込み、水深が１００ｍ以上の海域まで運搬する。そして、水深が１００ｍ以上の海域でスパー型の浮体とタワーの一体物を進水させ、スパー型の浮体のバラスト水の調整を行うことで、横に倒していた一体物を起こして立てた状態にする。その後、立てた状態の一体物を設置対象海域まで曳航し、水深が１００ｍ以上の設置対象海域において一体物を係留する。次いで、固定式起重機船を使用してタワーの上部にナセルハブを設置して、ナセルハブにブレードを設置することで、スパー型の浮体式洋上風力発電装置の立設が完了する。

【0004】

特許文献１に記載の発明では、タワーの中途に屈曲部を設けている点と、陸上でタワーに風車（ナセルハブおよびブレード）を設置する点で一般的な施工方法とは異なるが、特許文献１に記載の発明においても、スパー型の浮体（基礎）と風力発電装置のタワーの一体物を陸上で組み立てている。

【0005】

浮体式洋上風力発電施設を構成する浮体と風力発電装置はサイズが非常に大きく重量も非常に大きい。それ故、浮体とタワーの一体物を、陸上で長距離輸送することは困難である。そのため、一般的な施工方法や特許文献１に記載の発明のように、浮体とタワーの組立体（一体物）を陸上で組立てる場合には、岸壁などの陸地に、浮体と風力発電装置の組立部品を搭載するスペースを確保することや、組立体の組立作業を行うスペースを確保して組立体を直接海上に進水させる必要がある。しかし、一般的な岸壁では多くの場合、地盤が組立体の荷重に耐え得る強度を有していない。そのため、浮体式洋上風力発電施設の搭載拠点を岸壁に整備するには、岸壁やエプロンに対して地耐力を向上させる地盤改良工事などの大規模な工事が必要となり、比較的多くのコストや労力や時間を要するという問題がある。特に、陸上で複数の組立体を組立てる場合には、岸壁に浮体式洋上風力発電施設の搭載拠点としての広大なスペースを確保することが困難な場合もある。

【0006】

また、スパー型の浮体式洋上風力発電施設の一般的な施工方法では、水深が１００ｍ以上の海域で横に倒していたスパー型の浮体とタワーの一体物を起こして立てた状態にする作業が必要となる。特許文献１に記載の構築方法においても、ヒンジ開閉手段によってタワーのヒンジから後方の部分とスパー型の浮体（基礎）を横倒しの状態から直立状態に変化させる必要がある。それ故、従来提案されている施工方法では、海上において高度で煩雑な作業が必要になるという問題もある。このように、従来提案されている施工方法には様々な問題があり、改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１２－２０２２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、岸壁に浮体式洋上風力発電施設の搭載拠点を整備しなくとも、設置対象海域に係留した状態での浮体の喫水が２０ｍ以下の浮体式洋上風力発電施設を効率的に施工できる浮体式洋上風力発電施設の施工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため本発明の浮体式洋上風力発電施設の施工方法は、設置対象海域において係留される浮体と、前記浮体上に立設された風力発電装置とを有して、前記浮体を前記設置対象海域に係留した状態で、水面から前記浮体の下端までの喫水が２０ｍ以下となる浮体式洋上風力発電施設を複数基並行して施工する施工方法であって、水深が８ｍ以上２０ｍ以下の海域に仮設の水上構造物を構築し、前記水上構造物に隣接した海域に複数の作業エリアを設け、前記風力発電装置を構成するナセルハブ、ブレードおよびタワーの組立部品を複数組前記水上構造物上に仮置きしておき、任意の前記作業エリアに停船させた自己昇降式台船のクレーンを使用して、その作業エリアの海底に着底させている前記浮体に対して、前記水上構造物に仮置きされている一組の前記組立部品を設置して、前記浮体上に前記風力発電装置が構築された組立体を組立てる組立作業を行い、前記自己昇降式台船は、前記組立作業を終えた前記作業エリアから別の前記作業エリアに順次移動させて、その作業エリアの海底に着底させている前記浮体に対して前記組立作業を行い、それに並行して、前記組立作業を先行して終えた前記組立体に対しては調整作業を含む付加作業を行い、前記付加作業を終えた前記組立体は順次、前記設置対象海域まで海上輸送し、前記設置対象海域においてその前記組立体を係留することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、設置対象海域に係留した状態での浮体の喫水が２０ｍ以下の浮体式洋上風力発電施設を複数基並行して施工する方法であり、スパー型を除くその他の型（セミサブ型、ＴＬＰ型、バージ型）の浮体式洋上風力発電施設の施工に採用できる。本発明では、水深が８ｍ以上２０ｍ以下の比較的浅い海域に仮設の水上構造物を構築するので、水上構造物の構築に要するコストや労力や時間は比較的少ない。風力発電装置の組立部品を水上構造物上に仮置きするので、岸壁に組立部品をまとめて仮置きするような浮体式洋上風力発電施設の搭載拠点を整備する必要もない。水上構造物を水深が８ｍ以上２０ｍ以下の海域に構築することで、水上構造物の近傍に自己昇降式台船を停船させることが可能であり、水上構造物の近傍の海底に浮体を容易に着底させることができる。波浪の影響を受けない自己昇降式台船のクレーンを使用し、さらに、浮体を海底に着底させていることで、浮体に対して一組の組立部品を設置して、浮体上に風力発電装置が構築された組立体を組み立てる組立作業を非常に安定した状態で効率的に行える。さらに、水上構造物に隣接した海域に複数の作業エリアを設け、任意の作業エリアで組立作業を終えた自己昇降式台船を、組立作業を終えた作業エリアから別の作業エリアに順次移動させて、その作業エリアで組立作業を行い、それに並行して、組立作業を先行して終えた組立体に対しては調整作業を含む付加作業を行う。これにより、組立作業と付加作業をそれぞれ別々の場所で並行して行うことができ、自己昇降式台船を効率的に活用できる。付加作業を終えた組立体は設置対象海域まで海上輸送し、設置対象海域において組立体を係留するだけで浮体式洋上風力発電施設の施工が完了する。それ故、本発明では、岸壁に浮体式洋上風力発電施設の搭載拠点を整備しなくとも、設置対象海域に係留した状態での浮体の喫水が２０ｍ以下の浮体式洋上風力発電施設（スパー型を除くその他の型の浮体式洋上風力発電施設）を複数基並行して効率的に施工できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明で施工するセミサブ型の浮体式洋上風力発電施設を正面視で模式的に例示する説明図である。

【図2】海域に仮設の水上構造物として桟橋を構築し、水上構造物に隣接した海域に複数の作業エリアを設けた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図3】図２の水上構造物を側面視で模式的に例示する説明図である。

【図4】図２の水上構造物を構築している海域を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図5】図２の水上構造物上に複数組の風力発電装置の組立部品を仮置きした状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図6】図５の水上構造物の第一の作業エリアの海底に浮体を着底させ、第一の作業エリアに自己昇降式台船を停船させた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図7】図６の水上構造物と自己昇降式台船を側面視で模式的に例示する説明図である。

【図8】自己昇降式台船のクレーンを使用して、タワーを構成する分割部材を立て起こす前の状態を正面視で模式的に例示する説明図である。

【図9】図８の状態から自己昇降式台船のクレーンを使用して、タワーを構成する分割部材を立て起こした状態を正面視で模式的に例示する説明図である。

【図10】自己昇降式台船のクレーンを使用して、水上構造物に仮置きしていたタワーの分割部材とナセルハブを、浮体に対して設置した状態を側面視で模式的に例示する説明図である。

【図11】図１０の状態からナセルハブにブレードを装着した状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図12】図１１の状態から自己昇降式台船を第２の作業エリアに移動させた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図13】図１２の状態から第２の作業エリアの海底に着底させている浮体に対して、水上構造物に仮置きしていたタワーの分割部材とナセルハブとブレードを設置し終えた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図14】図１３の状態から自己昇降式台船を第３の作業エリアに移動させた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図15】図１４の状態から第３の作業エリアの海底に着底させている浮体に対して、水上構造物に仮置きしていたタワーの分割部材とナセルハブとブレードを設置し終え、自己昇降式台船を第１の作業エリアに移動させた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図16】図１５の状態から第１の作業エリアの海底に着底させている浮体に対して、水上構造物に仮置きしていたタワーの分割部材とナセルハブとブレードを設置し終え、自己昇降式台船を第４の作業エリアに移動させた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【図17】水上構造物を構成する浮体式構造物の上に風力発電装置の組立部品を仮置きしている状態を平面視で模式的に例示する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の浮体式洋上風力発電施設の施工方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

【0013】

図１に例示するように、浮体式洋上風力発電施設１は、設置対象海域において係留される浮体２と、浮体２上に立設された風力発電装置３とを有する。設置対象海域において浮体２は、係留索７やアンカー８等を用いて海底ＳＢに対して係留される。図１に例示するように、本発明は、浮体２を設置対象海域に係留した状態で、水面から浮体２の下端までの喫水ＤＦが２０ｍ以下となる浮体式洋上風力発電施設１の施工方法である。言い換えると、本発明は、スパー型を除くその他の型（セミサブ型、ＴＬＰ型、バージ型）の浮体式洋上風力発電施設１の施工に採用できる。本発明は、特にセミサブ型の浮体式洋上風力発電施設１の施工に適している。本発明では、設置対象海域において係留する以前の浮体２と風力発電装置３との一体物を組立体９とし、設置対象海域において係留した状態の組立体９を浮体式洋上風力発電施設１とする。

【0014】

この実施形態では、セミサブ型の浮体式洋上風力発電施設１を施工する場合を例示する。図１に例示するように、セミサブ型の浮体２は、海域において所定の喫水ＤＦまで沈められて半潜水状態で係留される。風力発電装置３は、上下方向に延在するタワー４の上部にナセルハブ（ナセルとハブの一体物）５が設置されていて、ナセルハブ５に複数のブレード６が放射状に配設された構造になっている。ナセルハブ５の内部には、発電機やブレーキ装置、増速機（ギアボックス）などの電気設備が内蔵されていて、発電機に接続された電力ケーブルはタワー４の内側に配設されている。

【0015】

この実施形態では、３枚のブレード６を有し、タワー４が３本の分割部材４ａで構成されている風力発電装置３を例示している。風力発電装置３が備えるブレード６の枚数やブレード６の構造、タワー４を構成する分割部材４ａの本数などはこの実施形態に限定されない。例えば、ブレード６を複数の部材を連結した構造にしてもよいし、タワー４を１本の長尺の部材で構成してもよい。

【0016】

タワー４の長手方向の長さ（高さ）は８０ｍ～１５０ｍ程度であり、タワー４の幅（太さ）は５ｍ～１５ｍ程度である。タワー４の重量は１０００ｔ～２０００ｔ程度である。それぞれの分割部材４ａの長手方向の長さ（高さ）は２５ｍ～５０ｍ程度であり、それぞれの分割部材４ａの重量は３００ｔ～７００ｔ程度である。ナセルハブ５は高さが８ｍ～１５ｍ程度であり、長手方向の長さが１５ｍ～２５ｍ程度、幅が７ｍ～１５ｍ程度である。ナセルハブ５の重量は、６００ｔ～１０００ｔ程度である。一枚のブレード６の長手方向の長さは８０ｍ～１５０ｍ程度であり、一枚のブレード６の重量は５０ｔ～９０ｔ程度である。

【0017】

セミサブ型の浮体２は、上下方向に延在する柱形状の複数のコラム２ａと、コラム２ａどうしを連結する連結体２ｂ（所謂、フーチング部材）とを有している。この実施形態では、連結体２ｂが平面視で十字形状の連結部と、連結部の４カ所の端部にそれぞれ設けられた平面視で多角形状の支持部とを有する構造になっていて、４カ所の支持部の上にそれぞれコラム２ａが立設されている。セミサブ型の浮体２を構成する１本のコラム２ａに対してタワー４の下端部が固定されることで、１本のコラム２ａの上に風力発電装置３が立設される構成になっている。コラム２ａの上端部とタワー４の下端部は、例えば、ボルト接合や溶接などによって接合される。

【0018】

浮体２は内部にバラスト水を貯水（漲水）できる構造になっていて、バラスト水の貯水量を調整することで、浮体２の喫水や姿勢を調整できる構成になっている。セミサブ型の浮体２の平面視での長さと幅はそれぞれ６０ｍ～１００ｍ程度であり、セミサブ型の浮体２のコラム２ａがある位置の高さは２５ｍ～５０ｍ程度である。なお、浮体２の構造、具体的には、セミサブ型の浮体２の場合には、コラム２ａの形状や構造、連結体２ｂの形状や構造、連結体２ｂに立設されるコラム２ａの数や配置、風力発電装置３が立設されるコラム２ａの位置などは、この実施形態の構成に限定されず、他にも様々な構成の浮体２を採用することができる。この実施形態では、セミサブ型の浮体２を例示しているが、ＴＬＰ型の浮体式洋上風力発電施設１を施工する場合には公知のＴＬＰ型の浮体２を使用し、バージ型の浮体式洋上風力発電施設１を施工する場合には公知のバージ型の浮体２を使用する。

【0019】

以下に、本発明の浮体式洋上風力発電施設１の施工方法の作業手順を説明する。本発明では、浮体式洋上風力発電施設１を複数基並行して施工する。

【0020】

図２および図３に例示するように、本発明では、水深ＤＷ（海面位置ＷＬから海底ＳＢまでの深さ）が８ｍ以上２０ｍ以下の海域に仮設の水上構造物１０を構築する。この実施形態では、仮設の水上構造物１０として、海域に桟橋１０ａを構築する場合を例示する。本発明では、仮設の水上構造物１０として、海域に浮体式構造物を構築することもできる。この実施形態では、平面視で長方形状の水上構造物１０を例示している。水上構造物１０は、風力発電装置３を構成するナセルハブ５、ブレード６およびタワー４（分割部材４ａ）の組立部品を複数組仮置き可能な広さとし、仮置きする複数組の組立部品の重量に耐え得る構造にする。水上構造物１０の構築に使用する部材は、運搬船等を使用して水上構造物１０の構築対象エリアまで輸送し、公知の方法で海域に水上構造物１０を構築する。

【0021】

図２に例示するように、この実施形態では、水上構造物１０に対する運搬船の係留に使用する設備として、水上構造物１０の近傍に仮設の係留設備１５と仮設の防衝設備１６を設けている。なお、図２以外の図面では係留設備１５と防衝設備１６は省略して図示していない。

【0022】

水上構造物１０は、波浪の影響が小さい穏やかな海域に構築することが好ましい。図４に例示するように、好ましくは、湾などに設置されている防波堤４０の内側の海域に水上構造物１０を構築するとよい。ここでいう防波堤４０の内側の海域は、防波堤４０によって波浪の影響が軽減されている海域を示している。水上構造物１０は、好ましくは、浮体式洋上風力発電施設１を設ける設置対象海域や、風力発電装置３の組立部品を運搬船に積み込む岸壁５０に近い海域に構築するとよい。

【0023】

図４に例示するように、この実施形態では、水上構造物１０の延在方向（長手方向）が海域の波向に沿う向きで、水上構造物１０を構築している。このような向きで水上構造物１０を配置すると、水上構造物１０に対して波があたる面積を小さくできるので、波によって水上構造物１０にかかる負荷や衝撃を低減するには有利になる。例えば、岸壁５０側（陸地側）から沖側にかけて海底ＳＢの高低差が比較的大きい海域に水上構造物１０を構築する場合には、岸壁５０側から沖側に向かう方向に対して交差する方向（例えば、直交する方向）に延在するように水上構造物１０を構築するとよい。前述した向きで水上構造物１０を構築すると、水上構造物１０の延在方向において海底ＳＢの高低差が比較的小さくなるので、岸壁５０側から沖側にかけて海底ＳＢの高低差が比較的大きい海域においても水上構造物１０を構築し易くなる。

【0024】

図２に例示するように、本発明では、水上構造物１０に隣接した海域に、組立体９の組立作業やその後の付加作業を行う作業エリアＡを複数箇所に設ける。この実施形態では、水上構造物１０に隣接した海域に６ヶ所の作業エリアＡ１～Ａ６を設けている。図５に例示するように、この実施形態の水上構造物１０は、風力発電装置３の組立部品を８組仮置き可能な構成にしている。水上構造物１０に隣接した海域に設ける作業エリアＡの数は、施工する浮体式洋上風力発電施設１の数に応じて適宜決定でき、例えば、５ヶ所以下の作業エリアＡを設ける構成にすることもできるし、7ヶ所以上の作業エリアＡを設ける構成にすることもできる。

【0025】

水上構造物１０の平面視での長手方向の長さは例えば１５０ｍ以上４５０ｍ以下、幅は例えば８０ｍ以上１２０ｍ以下に設定する。図３に例示するように、海面位置ＷＬから水上構造物１０の上面までの高さＨは例えば、１ｍ以上１０ｍ以下に設定するとよい。水上構造物１０の耐荷重は例えば１ｔ／ｍ²以上１５ｔ／ｍ²以下に設定するとよい。水上構造物１０は全ての範囲を同じ耐荷重に設定してもよいが、風力発電装置３の組立部品を載置する範囲と載置しない範囲とで異なる耐荷重に設定することもできる。また、風力発電装置３のそれぞれの組立部品の仮置きエリア毎に異なる耐荷重に設定することもできる。具体的には、水上構造物１０において、ナセルハブ５を載置するエリアの耐荷重は例えば８ｔ／ｍ²以上１２ｔ／ｍ²以下、タワー４の分割部材４ａを載置するエリアの耐荷重は例えば３ｔ／ｍ²以上８ｔ／ｍ²以下、ブレード６を載置するエリアの耐荷重は例えば１ｔ／ｍ²以上５ｔ／ｍ²以下に設定するとよい。

【0026】

図３に例示するように、水上構造物１０として桟橋１０ａを構築する場合には、例えば、海底ＳＢに打設する複数の支持杭１１や、支持杭１１どうしの間に架け渡す複数の桁材１２、桟橋の上部の天板を形成する複数の甲板材１３、支持杭１１どうしの連結を補強する複数のブレース１４などを用いて桟橋１０ａを構築する。支持杭１１には例えば、Ｈ形鋼等の型鋼や鋼管杭などを使用する。桁材１２とブレース１４には例えば、Ｈ形鋼等の型鋼などを使用する。甲板材１３には例えば、覆工板などを使用する。

【0027】

水上構造物１０として海域に浮体式構造物を構築する場合には、海域に浮体式構造物の土台となる係留設備を杭等で設置する。その後、海底ＳＢに固定されている係留設備に浮体式構造物の上部を構成するフロート（台船）を固定することで、水上構造物１０として浮体式構造物を構築する。なお、海域での水上構造物１０の構築方法は特に限定されず、公知の方法で構築すればよい。

【0028】

水上構造物１０は、水深が８ｍ以上２０ｍ以下の海域に構築できて、風力発電装置３の組立品を複数組仮置きできる構成であればよく、水上構造物１０の形状や構造はこの実施形態で例示している構成に限定されない。例えば、平面視でＬ字形状や十字形状などのその他の平面形状の水上構造物１０を構築することもできる。

【0029】

図２に例示するように、この実施形態では、水上構造物１０の幅方向の一方側に第１の作業エリアＡ１、第２の作業エリアＡ２、第３の作業エリアＡ３をそれぞれ設け、水上構造物１０の幅方向の他方側に第４の作業エリアＡ４、第５の作業エリアＡ５、第６の作業エリアＡ６を設けている。水上構造物１０の長手方向の中央に第１の作業エリアＡ１と第４の作業エリアＡ４を設けている。水上構造物１０の長手方向において、第１の作業エリアＡ１の一方側に第２の作業エリアＡ２を設け、第１の作業エリアＡ１の他方側に第３の作業エリアＡ３を設けている。水上構造物１０の長手方向において、第４の作業エリアＡ４の一方側に第６の作業エリアＡ６を設け、第４の作業エリアＡ４の他方側に第５の作業エリアＡ５を設けている。

【0030】

それぞれの作業エリアＡの広さは、浮体２と後に説明する自己昇降式台船２０（以下、ＳＥＰ船２０という）とをそれぞれ配置できる広さとし、それぞれの作業エリアＡに、浮体２を着底させる着底エリアＢＡとＳＥＰ船２０を停船させる停船エリアＳＡを設ける。図２では、それぞれの作業エリアＡの仮想的な外枠を一点鎖線で示し、着底エリアＢＡと停船エリアＳＡの仮想的な外枠を破線で示している。それぞれの作業エリアＡは、少なくとも停船エリアＳＡが水上構造物１０に隣接していればよく、着底エリアＢＡは水上構造物１０から離間していてもよい。

【0031】

この実施形態では、第１の作業エリアＡ１と第４の作業エリアＡ４では、停船エリアＳＡと着底エリアＢＡを水上構造物１０に隣接した位置に配置している。第２の作業エリアＡ２、第３の作業エリアＡ３、第５の作業エリアＡ５および第６の作業エリアＡ６ではそれぞれ、水上構造物１０に隣接した位置に停船エリアＳＡを配置し、水上構造物１０から離間した位置に停船エリアＳＡを配置している。好ましくは、海域にそれぞれの作業エリアＡ（着底エリアＢＡ、停船エリアＳＡ）の範囲を可視化する浮標などを設けるとよい。なお、それぞれの作業エリアＡの範囲やその境界線は施工に関わる作業者や管理者が把握していればよく、海域にそれぞれの作業エリアＡの範囲を可視化することは必須ではない。

【0032】

本発明では水上構造物１０を構築した後に、クレーンを搭載した運搬船（具体的には例えば、ＬＯＬＯ船等）等を使用して、風力発電装置３を構成するナセルハブ５、ブレード６およびタワー４（分割部材４ａ）の組立部品を複数組水上構造物１０まで輸送する。そして、運搬船のクレーンを使用して、図５に例示するように、輸送した複数組の組立部品を水上構造物１０上に仮置きする。風力発電装置３の組立部品は水上構造物１０まで海上輸送することが好ましいが、岸壁５０に近い海域に水上構造物１０を構築する場合には、例えば、水上構造物１０に配置したクレーン３０や岸壁５０に配置したクレーンを使用して、岸壁５０から水上構造物１０に組立部品を輸送（荷役）することもできる。また、例えば、ヘリコプターや大型のドローンなどの飛行体を使用して、水上構造物１０に組立部品を輸送してもよい。

【0033】

図５に例示するように、この実施形態では、８基分の風力発電装置３の組立部品、即ち８組の組立部品を水上構造物１０上に仮置きしている。さらにこの実施形態では、移動式のクレーン３０と、タワーリフト用吊具２４と、立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１（ＳＰＭＴ：多軸台車）を水上構造物１０上に配置している。タワーリフト用吊具２４と立て起こし装置３２の詳細は後に説明する。この実施形態では、水上構造物１０の中央に水上構造物１０の長手方向に延在するクレーン３０の走行路ＲＷを設けて、その走行路ＲＷの両側方にそれぞれ風力発電装置３の組立部品を仮置きしている。風力発電装置３の組立部品は、風力発電装置３の１基分の組立部品を集約した状態で、それぞれの作業エリアＡ１～Ａ６の近傍に仮置きする。タワーリフト用吊具２４と、立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１は、第１の作業エリアＡ１の近傍に配置している。

【0034】

この実施形態では、水上構造物１０にナセルハブ５を支持する架台を設けて、その架台の上にナセルハブ５を載置している。また、水上構造物１０にタワー４を構成するそれぞれの分割部材４ａを支持する架台を設けて、その架台の上に分割部材４ａを横に倒した状態で載置している。この実施形態では、１本のタワー４を構成する３本の分割部材４ａを横に並べて配置している。さらに、水上構造物１０に複数のブレード６を上下に離間させた状態で搭載できる構造の架台を設けて、複数のブレード６を上下に並べて配置している。それぞれのブレード６は横に倒した状態で配置していて、水上構造物１０の端に配置しているブレード６の一部は水上構造物１０から突出した状態になっている。即ち、水上構造物１０は風力発電装置３を構成するブレード６の一部がはみ出す広さであってもよい。ナセルハブ５と分割部材４ａは比較的重量が大きいため、互いに上下に重ねずに配置することが好ましい。ブレード６はサイズが大きく、比較的軽量であるため、複数のブレード６を上下に並べて配置するとよい。

【0035】

この実施形態では、第１の作業エリアＡ１と第４の作業エリアＡ４の近傍にそれぞれ２組の組立部品を仮置きしている。そして、第２の作業エリアＡ２、第３の作業エリアＡ３、第４の作業エリアＡ４、第５の作業エリアＡ５の近傍にそれぞれ１組の組立部品を仮置きしている。第１の作業エリアＡ１と第４の作業エリアＡ４の近傍では、それぞれ風力発電装置３の２基分のブレード６を上下に並べて配置している。第２の作業エリアＡ２、第３の作業エリアＡ３、第４の作業エリアＡ４、第５の作業エリアＡ５の近傍では、それぞれ風力発電装置３の１基分のブレード６を上下に並べて配置している。

【0036】

水上構造物１０上に風力発電装置３の組立部品を仮置きし終えた後には、運搬船を水上構造物１０から離岸させる。その後、図６に例示するように、浮体２を海上輸送して、それぞれの作業エリアＡ（Ａ１～Ａ６）の着底エリアＢＡの海底ＳＢに順次、浮体２を着底させた状態にする。そして、任意の作業エリアＡにＳＥＰ船２０を停船させた状態にする。この実施形態では、まず、第１の作業エリアＡ１の着底エリアＢＡの海底ＳＢに浮体２を着底させた状態とし、第１の作業エリアＡ１の停船エリアＳＡにＳＥＰ船２０を停船させる。

【0037】

浮体２は、海上輸送時にはバラスト水の貯水量を比較的少ない状態にして海上に浮かべた状態とし、曳船などを使用して水上構造物１０の近傍まで曳航する。浮体２を着底エリアＢＡまで移動させた後には、浮体２にバラスト水を注水することで、浮体２を徐々に沈めて、浮体２の底部を海底ＳＢに着底させた状態にする。浮体２を着底させる海底ＳＢの地盤が平坦でない場合には、浮体２を水上構造物１０の近傍に配置する以前に予め海底ＳＢの地盤を平坦に整地または養生しておくとよい。好ましくは、浮体２を着底させる海底ＳＢの上に土嚢などを配設して、浮体２を着底させる平坦なマウンドを形成しておき、そのマウンドの上に浮体２を着底させるとよい。浮体２は、風力発電装置３を立設するコラム２ａが水上構造物１０側および停船エリアＳＡ側に位置する向きで配置することが好ましい。

【0038】

本発明では、水深ＤＷが８ｍ以上２０ｍ以下の海域に水上構造物１０を構築していることで、セミサブ型の浮体２や、ＴＬＰ型の浮体２、バージ型の浮体２を、水上構造物１０の近傍の作業エリアＡまで曳航できる。また、水深ＤＷが８ｍ以上２０ｍ以下の海域であるため、それぞれの型の浮体２を海底ＳＢに容易に着底させることができ、海底ＳＢに着底させた状態の浮体２に対して風力発電装置３の組立部品を設置できる状態になる。言い換えると、水深ＤＷが８ｍ未満の海域では水深ＤＷが浅すぎるため、浮体２を水上構造物１０の近傍まで曳航することが難しくなる。水深ＤＷが２０ｍを超える海域では水深ＤＷが深すぎるため、浮体２を海底ＳＢに着底させた状態では、浮体２に対して風力発電装置３の組立部品を設置することが困難な状態になる。

【0039】

図６および図７に例示するように、ＳＥＰ船２０は、クレーン２３が搭載されている船首側または船尾側を水上構造物１０の側部に沿うように停船させる。ＳＥＰ船２０は、水上を移動可能な台船本体（プラットフォーム）２１と、台船本体２１に対して上下方向に相対移動可能な複数の昇降用脚（レグ）２２と、台船本体２１に搭載された大型のクレーン２３とを備えている。台船本体２１に推進装置を備えた自航式のＳＥＰ船２０を使用することが好ましいが、推進装置を備えずに曳航して移動させる非自航式のＳＥＰ船２０を使用することもできる。

【0040】

図７に例示するように、ＳＥＰ船２０を停船させる際には、海域に浮かんだ状態の台船本体２１に対してそれぞれの昇降用脚２２を下向きに相対移動させて、それぞれの昇降用脚２２の下端を海底ＳＢに着底させた状態にする。その状態からそれぞれの昇降用脚２２に対して台船本体２１を上向きに相対移動させることで、台船本体２１を海面より高い位置に移動させ、昇降用脚２２によって台船本体２１を中空に支持した状態にする。台船本体２１を波浪の届かない高さまで上昇させることで、台船本体２１が波浪の影響を受けない状態になる。

【0041】

ＳＥＰ船２０が昇降用脚２２によって停船できる水深は、概ね４０ｍ以下である。本発明では、水深ＤＷが８ｍ以上２０ｍ以下の海域に水上構造物１０を構築するため、水上構造物１０の近傍の作業エリアＡにＳＥＰ船２０を安定した状態で停船させることができる。なお、停船エリアＳＡに設定している海底ＳＢの地盤がＳＥＰ船２０を安定して停船させるために十分な強度を有していない場合には、予め海底ＳＢの強度を高める簡易な地盤改良などを行うとよい。

【0042】

その後、作業エリアＡ（停船エリアＳＡ）に停船させたＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、作業エリアＡ（着底エリアＢＡ）の海底ＳＢに着底させた状態の浮体２に対して一組の組立部品を設置して、浮体２上に風力発電装置３が構築された組立体９を組立てる組立作業を行う。

【0043】

この実施形態では、第１の作業エリアＡ１に停船させているＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、水上構造物１０上の第１の作業エリアＡ１の近傍に仮置きしておいた一組の組立部品を、第１の作業エリアＡ１の海底ＳＢに着底させた状態の浮体２に設置することで組立体９を組立てる。

【0044】

具体的には、まず、ＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、水上構造物１０上に仮置きされているタワー４の根元部を構成する分割部材４ａを、浮体２の１本のコラム２ａに設置する作業を行う。図８に例示するように、分割部材４ａの設置作業では、タワーリフト用吊具２４と、作業台車３１に搭載されている立て起こし装置３２を使用する。作業台車３１は、操縦者が搭乗して操縦するものであってもよいし、リモートコントローラで遠隔操作するものであってもよい。

【0045】

タワーリフト用吊具２４はクレーン２３の吊具として使用する。タワーリフト用吊具２４には、複数の挟持部２４ａが設けられている。横に倒した状態で仮置きされている分割部材４ａの上端部（分割部材４ａを立てて設置する際の上側の端部）をそれぞれの挟持部２４ａによって挟持した状態にすることで、分割部材４ａの上端部に対してタワーリフト用吊具２４を連結した状態にする。

【0046】

立て起こし装置３２は、保持部３３、支持部３４および回転機構３５を有して構成されている。作業台車３１の荷台に支持部３４が固定されていて、支持部３４の上部に回転機構３５を介して保持部３３が支持されている。保持部３３は回転機構３５によって支持部３４に対して回転可能に接続されている。図８に例示するように、分割部材４ａの設置作業では、立て起こし装置３２を搭載している作業台車３１を、横に倒した状態で仮置きされている分割部材４ａの下端部の近傍に移動させる。そして、分割部材４ａの下部を保持部３３で保持した状態にする。

【0047】

次いで、図８に示している矢印のように、クレーン２３によりタワーリフト用吊具２４を介して分割部材４ａの上端部を、立て起こし装置３２の上方に向けて吊上げるとともに、立て起こし装置３２をガイドにして分割部材４ａの下端部を回転させることで、図９に例示するように、分割部材４ａを立て起こす。この実施形態では、クレーン２３により分割部材４ａの上端部を、立て起こし装置３２の真上に移動させる過程で、保持部３３が回転機構３５により回転することで、保持部３３の向きが変わる。

【0048】

分割部材４ａを立て起こす作業では、分割部材４ａの荷重は、クレーン２３によって吊り持ちした状態にするとよい。そのようにすると、立て起こし装置３２や作業台車３１にかかる負荷を小さくでき、立て起こし装置３２を簡素に構成できる。

【0049】

図９に例示するように、分割部材４ａを立て起こした後には、クレーン２３によりタワーリフト用吊具２４を介して、立て起こした状態の分割部材４ａを、立て起こし装置３２よりも上方に吊り上げる。そして、クレーン２３により、分割部材４ａを浮体２の１本のコラム２ａの上方まで移動させ、分割部材４ａの下端部をコラム２ａの上に載置した状態にする。そして、分割部材４ａの下端部を浮体２の１本のコラム２ａの上端部にボルト接合や溶接などによって固定する。その後、分割部材４ａの上端部に対するタワーリフト用吊具２４の連結を解除し、分割部材４ａの上端部からタワーリフト用吊具２４を分離する。

【0050】

次いで、同様に、クレーン２３と、タワーリフト用吊具２４と、作業台車３１に搭載されている立て起こし装置３２を使用して、水上構造物１０上に仮置きされているタワー４の中間部を構成する分割部材４ａを立て起こす。そして、クレーン２３とタワーリフト用吊具２４を使用して、タワー４の中間部を構成する分割部材４ａを、タワー４の根元部を構成する分割部材４ａの上に連結する。その後、同様に、水上構造物１０上に仮置きされているタワー４の上端部を構成する分割部材４ａを立て起こし、タワー４の上端部を構成する分割部材４ａをタワー４の中間部を構成する分割部材４ａの上に連結することで、コラム２ａ上にタワー４を立設する。次いで、図１０に例示するように、クレーン２３を使用して、水上構造物１０上に仮置きされているナセルハブ５をタワー４の上部に設置する。その後、クレーン２３を使用して、水上構造物１０上に仮置きされている３枚のブレード６をナセルハブ５にそれぞれ装着する。以上の作業を行うことで、図１１に例示するように、第１の作業エリアＡ１において組立体９の組立作業が完了する。

【0051】

その後、本発明では、図１２に例示するように、ＳＥＰ船２０は、組立作業を終えた作業エリアＡから別の作業エリアＡに順次移動させて停船させる。そして、図１３に例示するように、ＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、その作業エリアＡの海底ＳＢに着底させている浮体２に対して同様に組立作業を行う。それに並行して、組立作業を先行して終えた組立体９に対しては調整作業を含む付加作業を行う。付加作業は、設置対象海域に輸送する前の組立体９に対して行う準備作業であり、具体的には、プレアセンブリー作業やプレコミッショニング作業が挙げられる。プレアセンブリー作業は、組立体９の電気設備のセッティングを行う作業である。プレコミッショニング作業は、組立体９の電気設備の試験や調整等を行う作業である。この実施形態では、組立作業を先行して終えた作業エリアＡにおいて、組立作業を終えた組立体９に対する付加作業を行う。組立作業を終えた組立体９に対する付加作業は、例えば、組立体９を作業エリアＡの外側に移動させて、作業エリアＡの外側の水域で行ってもよい。

【0052】

この実施形態では、ＳＥＰ船２０が第１の作業エリアＡ１で組立作業を終える以前に、第２の作業エリアＡ２に浮体２を海上輸送して、第２の作業エリアＡ２の着底エリアＢＡに浮体２を着底させた状態にしておく。第１の作業エリアＡ１で組立作業を終えたＳＥＰ船２０は、第１の作業エリアＡ１の停船エリアＳＡから第２の作業エリアＡ２の停船エリアＳＡに移動させて停船させる。立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１は、第２の作業エリアＡ２の近傍の仮置きエリアに移動させる。そして、第２の作業エリアＡ２に停船させているＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、水上構造物１０上の第２の作業エリアＡ２の近傍に仮置きしておいた一組の組立部品を、第２の作業エリアＡ２の海底ＳＢに着底させた状態の浮体２に設置することで組立体９を組立てる。それに並行して、組立作業を先行して終えた第１の作業エリアＡ１では、組立作業を終えた組立体９に対して、水上構造物１０に配置したクレーン３０等を使用して、付加作業としてプレアセンブリー作業を行う。

【0053】

その後は同様の作業手順で、図１４に例示するように、ＳＥＰ船２０は、組立作業を終えた作業エリアＡから別の作業エリアＡに順次移動させて停船させる。そして、ＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、その作業エリアＡの海底ＳＢに着底している浮体２に対して組立作業を行う。それに並行して、組立作業を先行して終えた作業エリアＡでは、組立作業を終えた組立体９に対して付加作業を行う。

【0054】

この実施形態では、ＳＥＰ船２０が第２の作業エリアＡ２で組立作業を終える以前に、第３の作業エリアＡ３に浮体２を海上輸送して、第３の作業エリアＡ３の着底エリアＢＡに浮体２を着底させた状態にしておく。ＳＥＰ船２０は、組立作業を終えた第２の作業エリアＡ２の停船エリアＳＡから第３の作業エリアＡ３の停船エリアＳＡに移動させて停船させる。立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１は、第３の作業エリアＡ３の近傍の仮置きエリアに移動させる。そして、第３の作業エリアＡ３に停船させているＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、水上構造物１０上の第３の作業エリアＡ３の近傍に仮置きしておいた一組の組立部品を、第３の作業エリアＡ３の海底ＳＢに着底させた状態の浮体２に設置することで組立体９を組立てる。それに並行して、組立作業を先行して終えた第２の作業エリアＡ２では、組立作業を終えた組立体９に対して、付加作業としてプレアセンブリー作業を行う。

【0055】

プレアセンブリー作業を終えた作業エリアＡでは、次に、組立体９に対して付加作業としてプレコミッショニング作業を行う。そして、プレコミッショニング作業で風力発電装置３に異常がないことを確認した組立体９は、順次、浮体２のバラスト水の貯水量を低減させることで、海底ＳＢから浮上させる。そして、組立体９を海上に浮かべた状態で曳船などを使用して、組立体９を設置対象海域まで海上輸送する。この実施形態では、第３の作業エリアＡ３で組立作業を行っている間に、第１の作業エリアＡ１では付加作業（プレコミッショニング作業）を完了し、第３の作業エリアＡ３で組立作業を終えるまでに、付加作業を終えた組立体９を第１の作業エリアＡ１の外側に移動させる。

【0056】

図１に例示するように、付加作業を終えた組立体９は設置対象海域まで海上輸送し、設置対象海域において組立体９（浮体２）を係留索７やアンカー８等を用いて海底ＳＢに対して係留する。その後、風力発電装置３に対して海底ケーブルを接続し、浮体式洋上風力発電施設１の最終運転確認（所謂、最終コミッショニング）を実施する。以上により、浮体式洋上風力発電施設１の施工が完了する。

【0057】

図１５に例示するように、組立体９を設置対象海域へ海上輸送した作業エリアＡでは、新たに海上輸送した浮体２を海底ＳＢに着底させる。この実施形態では、第３の作業エリアＡ３で組立作業を終えるまでに、第１の作業エリアＡ１に浮体２を海上輸送して、第１の作業エリアＡ１の着底エリアＢＡに浮体２を着底させた状態にしておく。

【0058】

その後は同様の作業手順で、図１５に例示するように、ＳＥＰ船２０は、組立作業を終えた第３の作業エリアＡ３から第１の作業エリアＡ１に移動させて停船させる。立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１は、第１の作業エリアＡ１の近傍の仮置きエリアに移動させる。この実施形態では、第１の作業エリアＡ１において、第１の作業エリアＡ１の近傍に仮置きしている一組の組立部品に近い位置にＳＥＰ船２０を停船できるように、着底エリアＢＡと停船エリアＳＡの位置を１回目の作業と２回目の作業とで異なる配置にしている。

【0059】

次いで、第１の作業エリアＡ１に停船させたＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、第１の作業エリアＡ１の海底ＳＢに着底している浮体２に対して組立作業を行う。それに並行して、組立作業を先行して終えた第３の作業エリアＡ３では、組立作業を終えた組立体９に対してプレアセンブリー作業を行う。プレアセンブリー作業を終えた第２の作業エリアＡ２ではプレコミッショニング作業を行い、風力発電装置３に異常がないことを確認した組立体９は、海底ＳＢから浮上させて設置対象海域まで海上輸送し、設置対象海域においてその組立体９を係留する。

【0060】

この実施形態では、ＳＥＰ船２０が第１の作業エリアＡ１で２回目の組立作業を終える以前に、第４の作業エリアＡ４に浮体２を海上輸送して、第４の作業エリアＡ４の着底エリアＢＡに浮体２を着底させた状態にしておく。その後は同様の作業手順で、図１６に例示するように、ＳＥＰ船２０は、組立作業を終えた第１の作業エリアＡ１から第４の作業エリアＡ４に移動させて停船させる。立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１は、第４の作業エリアＡ４の近傍の仮置きエリアに移動させる。そして、第４の作業エリアＡ４に停船させたＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、第４の作業エリアＡ４の海底ＳＢに着底させている浮体２に対して組立作業を行う。それに並行して、組立作業を先行して終えた第１の作業エリアＡ１では、組立作業を終えた組立体９に対してプレアセンブリー作業を行う。プレアセンブリー作業を終えた第３の作業エリアＡ３ではプレコミッショニング作業を行い、風力発電装置３に異常がないことを確認した組立体９は、海底ＳＢから浮上させて設置対象海域まで海上輸送し、設置対象海域においてその組立体９を係留する。

【0061】

その後は同様の作業手順で、ＳＥＰ船２０と立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１を第４の作業エリアＡ４から第５の作業エリアＡ５、第５の作業エリアＡ５から第６の作業エリアＡ６、第６の作業エリアＡ６から第４の作業エリアＡ４、と順次移動させながら、組立作業、付加作業、付加作業を終えた組立体９を設置対象海域に海上輸送して係留する作業を、それぞれ別々の作業エリアＡで並行して行うことで計８基の浮体式洋上風力発電施設１の施工を行う。

【0062】

８基以上の浮体式洋上風力発電施設１の施工を行う場合には、第１～第３の作業エリアＡ１～Ａ３での組立作業、付加作業、組立体９の海上輸送作業を終えて、第１～第３の作業エリアＡ１～Ａ３にＳＥＰ船２０と浮体２が配置されていないときに、風力発電装置３の組立部品を運搬する運搬船を水上構造物１０の第１～第３の作業エリアＡ１～Ａ３側の海域に停船させて、風力発電装置３の組立部品を複数組新たに仮置きする。その後、運搬船を水上構造物１０から離岸させ、第１～第３の作業エリアＡ１～Ａ３の着底エリアＢＡまでそれぞれ浮体２を海上輸送して、それぞれの作業エリアＡ１～Ａ３の着底エリアＢＡの海底ＳＢに浮体２を着底させた状態にする。

【0063】

そして、第４の作業エリアＡ４で２回目の組立作業を終えたＳＥＰ船２０は、第４の作業エリアＡ４から第１の作業エリアＡ１に移動させて停船させる。そして、第１の作業エリアＡ１に停船させたＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、第１の作業エリアＡ１の海底ＳＢに着底している浮体２に対して組立作業を行う。その後は、上述した作業手順と同様の方法で、９基目以降の浮体式洋上風力発電施設１の施工を行う。

【0064】

このように、水上構造物１０上に風力発電装置３の組立部品を仮置きする作業、組立作業、付加作業、付加作業を終えた組立体９を設置対象海域に海上輸送して係留する作業を並行して行うことで、多数の浮体式洋上風力発電施設１を並行して施工することができる。

【0065】

製造拠点としての水上構造物１０の利用を終えた後には、海域から水上構造物１０を撤去する。この実施形態のように、水上構造物１０として桟橋１０ａを構築していた場合には、支持杭１１を挿設していた海底ＳＢの穴を埋め戻すことで、海底ＳＢの状態を、水上構造物１０を構築する前の状態に復元する。

【0066】

上述したように、本発明は、設置対象海域に係留した状態での浮体２の喫水が２０ｍ以下の浮体式洋上風力発電施設１を複数基並行して施工することが可能であり、スパー型を除くその他の型の浮体式洋上風力発電施設１の施工に採用できる。本発明では、水深ＤＷが８ｍ以上２０ｍ以下の比較的浅い海域に仮設の水上構造物１０を構築するので、水上構造物１０の構築に要するコストや労力や時間は比較的少ない。この実施形態のように、水上構造物１０として桟橋１０ａを構築する場合には、比較的浅い海域であるため、海底ＳＢに打設する支持杭１１の長さは比較的短く、桟橋１０ａの構築に要するコストや労力や時間は比較的少ない。水上構造物１０として浮体式構造物を構築する場合にも、比較的浅い海域であるため、浮体式構造物を構成する係留設備を海底ＳＢに対して固定する作業も比較的簡易に行うことができ、浮体式構造物の構築に要するコストや労力や時間は比較的少ない。

【0067】

本発明では、風力発電装置３の組立部品を水上構造物１０まで輸送して、組立部品を水上構造物１０上に仮置きするので、岸壁５０に組立部品をまとめて仮置きするような浮体式洋上風力発電施設１の搭載拠点を整備する必要もない。即ち、浮体式洋上風力発電施設１の搭載拠点を陸地に整備するには、岸壁５０の地耐力を向上させる地盤改良工事などの大規模な工事が必要となり、比較的多くのコストや労力や時間を要するが、本発明ではそのような岸壁５０の大規模な工事を行う必要がなく、岸壁５０背後に広大なスペースを確保する必要もない。本発明では、水深ＤＷが比較的浅い海域に水上構造物１０を構築するため、水上構造物１０の設置場所を港湾区域内で確保しやすいというメリットもある。

【0068】

また、本発明では、水上構造物１０を水深ＤＷが８ｍ以上２０ｍ以下の海域に構築することで、水上構造物１０の近傍にＳＥＰ船２０を停船させることが可能であり、水上構造物１０の近傍の海底ＳＢに浮体２を容易に着底させることができる。波浪の影響を受けないＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用し、さらに、浮体２を海底ＳＢに着底させていることで、組立体９を組立てる作業を非常に安定した状態で効率的に行える。

【0069】

さらに、本発明では、水上構造物１０に隣接した海域に複数の作業エリアＡを設け、任意の作業エリアＡで組立作業を終えたＳＥＰ船２０を、組立作業を終えた作業エリアＡから別の作業エリアＡに移動させて、その作業エリアＡで組立作業を行い、それに並行して、組立作業を先行して終えた組立体９に対しては、調整作業を含む付加作業を行う。これにより、組立作業と付加作業をそれぞれ別々の場所で並行して行うことができ、ＳＥＰ船２０を効率的に活用できる。

【0070】

一般的に付加作業には１ヶ月程度の期間を要する。例えば、組立作業を終えた組立体９に対する付加作業を作業エリアＡとは別の場所で行う場合には、組立体９の移動先を確保する必要があり、組立体９を浮上させて別の場所に移動させる作業にも時間と労力を要する。それに対して、本発明では、組立作業を終えた組立体９に対する付加作業を水上構造物１０の近傍の作業エリアＡで継続して行いつつ、他の作業エリアＡでは別の組立体９の組立作業を並行して行うことが可能である。

【0071】

そして、海域では作業環境が穏やかな施工に適した時期はある程度限られているので、その適した時期に施工完了しなければ、次の年の施工に適した時期まで施工を停止する必要がある。このような施工時期に制約がある条件下で、多数の浮体式洋上風力発電施設１を施工する場合にも、本発明によれば、岸壁水域などに組立体９に対する付加作業を行う場所を確保することなく、効率的に施工することができる。即ち、多数の浮体式洋上風力発電施設１を順次施工するサイクルタイムを削減できる本発明によれば、施工全体に要する時間を短縮して多数の浮体式洋上風力発電施設を構築するには極めて有利になる。

【0072】

付加作業を終えた組立体９は設置対象海域まで海上輸送し、設置対象海域において組立体９を係留するだけで浮体式洋上風力発電施設１の施工が完了する。本発明では設置対象海域において煩雑で高度な作業を行う必要もない。それ故、本発明では、岸壁５０に浮体式洋上風力発電施設１の搭載拠点を整備しなくとも、設置対象海域に係留した状態での浮体２の喫水が２０ｍ以下の浮体式洋上風力発電施設１を複数基並行して効率的に施工できる。

【0073】

また、本発明では、比較的浅い海域に仮設の水上構造物１０を構築するので、製造拠点としての水上構造物１０の利用を終えた後には、水上構造物１０を比較的簡易に撤去することができる。海底ＳＢの状態を、水上構造物１０を構築する前の状態に復元する作業も比較的簡易に行うことができる。

【0074】

さらに、本発明では、風力発電装置３の組立部品を仮置きする水上構造物１０を設けることで、組立部品を輸送する作業をＳＥＰ船２０以外の運搬船で行うことが可能になる。それ故、ＳＥＰ船２０によって風力発電装置３の組立部品を海上輸送する必要がなくなり、ＳＥＰ船２０を組立体９の組立作業に非常に効率よく活用できる。ＳＥＰ船２０は特殊な船舶で、国内に存在する船数が少ないため、ＳＥＰ船２０を組立体９の組立作業に効率的に活用して、浮体式洋上風力発電施設１を効率よく施工できることは当業者にとって非常に大きなメリットである。また、本発明では、水上構造物１０を設けることで、運搬船は、組立部品を水上構造物１０に仮置きした後に、速やかに次の輸送に移行できる。それ故、水上構造物１０を設けることで運搬船の稼働率も向上させることができる。

【0075】

この実施形態のように、ＳＥＰ船２０により別の作業エリアＡで浮体２に対して組立作業を行っているときに、それに並行して、組立作業を先行して終えた作業エリアＡにおいて組立体９に対する付加作業を行う構成にすると、組立作業を終えた作業エリアＡでそのまま付加作業を継続して行える。また、水上構造物１０に近い作業エリアＡで付加作業を行うことで、水上構造物１０に配置しているクレーン３０や電源設備を使用することができる。それ故、前述した構成にすると、非常に効率よく組立体９に対する付加作業を行える。

【0076】

水上構造物１０を防波堤４０の内側の海域に構築すると、波浪の影響が少ない海域で水上構造物１０を構築できるので、水上構造物１０の構築に要する労力を低減するには有利になる。また、海底ＳＢに着底させた状態の浮体２や浮体２に設置したタワー４に波浪による水圧が作用するリスクが低くなるので、浮体２やタワー４にかかる負荷を低減するにも有利になる。なお、本発明では、波浪の影響が小さい穏やかな海域であれば、例えば、水上構造物１０を防波堤４０の外側の海域や防波堤４０が設けられていない海域に構築することもできる。

【0077】

水上構造物１０に対して設ける作業エリアＡの数は、施工する浮体式洋上風力発電施設１の数や工期に応じて適宜決定できるが、水上構造物１０に隣接した海域に６カ所以上の作業エリアＡを設けると、多数の浮体式洋上風力発電施設１を効率よく施工するには有利になる。特に、この実施形態のように、１隻のＳＥＰ船２０を使用する場合には、水上構造物１０の両側方に３カ所ずつ、計６ヶ所の作業エリアＡを設けると、それぞれの作業エリアＡを並行して有効に活用でき、１隻のＳＥＰ船２０で円滑に効率よく多数の浮体式洋上風力発電施設１を施工できる。

【0078】

水上構造物１０に対して仮置きする風力発電装置３の組立部品の組数は、施工する浮体式洋上風力発電施設１の数や工期に応じて適宜決定できるが、６組以上、より好ましくは８組以上の組立部品を仮置きできる水上構造物１０を構築すると、多数の浮体式洋上風力発電施設１を効率よく施工するには有利になる。特に、この実施形態のように、水上構造物１０に隣接した海域に６ヶ所の作業エリアＡを設ける場合には、８組の組立部品を仮置きできる水上構造物１０を構築すると、多数の浮体式洋上風力発電施設１を円滑に効率よく施工するには有利になる。

【0079】

この実施形態のように、組立体９を設置対象海域へ海上輸送した作業エリアＡの海底ＳＢに、新たな浮体２を着底させる構成にすると、１ヶ所の作業エリアＡで複数の組立体９を組立てることができるので、多数の浮体式洋上風力発電施設１を非常に効率よく施工できる。特に、この実施形態のように、水上構造物１０に設けている作業エリアＡの数よりも、水上構造物１０に仮置きする組立部品の組数を多くすると、１ヶ所の作業エリアＡで複数回、組立体９を組立てることができるので、多数の浮体式洋上風力発電施設１を効率よく施工するには有利になる。

【0080】

この実施形態のように、立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１を使用すると、タワー４を構成する分割部材４ａを立て起こす作業を安定して効率的に行うことができる。立て起こし装置３２を使用しない従来の方法では、横に倒した状態の分割部材４ａを立て起こす作業に２台のクレーンを使用する必要があった。具体的には、従来の方法では、分割部材４ａの下端部と分割部材４ａの上端部をそれぞれ別々のクレーンで空中に吊り下げた状態にして、分割部材４ａの下端部に対して分割部材４ａの上端部を相対的に上方に吊上げることで、分割部材４ａを立て起こしていた。

【0081】

そのため、従来の方法を採用した場合には、分割部材４ａの上端部を吊り上げるＳＥＰ船２０のクレーン２３とは別に、分割部材４ａの下端部を吊り上げることが可能な大型のクローラクレーン（例えば、３００ｔ吊級の場合、上載荷重量２０ｔ／ｍ²以上）を水上構造物１０上に配備する必要がある。水上構造物１０に大型のクローラクレーンを配備する場合には、水上構造物１０に大型のクローラクレーンが移動できる比較的広いスペースを確保する必要がある。また、水上構造物１０全体の耐荷重を大型のクローラクレーンを搭載できる上載荷重で設計する必要があり、水上構造物１０の構築に要する工期や費用が増大する。それに対して、この実施形態のように、立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１を使用すると、大型のクローラクレーンを使用する必要がないことから、水上構造物１０の上載荷重を、作業台車３１の上載荷重量１０ｔ／ｍ²または風力発電装置３の組立部品の重量に合わせてより経済的に設計することが可能になる。なお、作業台車３１を用いずに、立て起こし装置３２を直接、水上構造物１０上に設置する場合は、上記上載荷重量１０ｔ／ｍ²以下となるよう、必要な養生を行う。

【0082】

また、従来の方法では、大型のクローラクレーンによって分割部材４ａの下端部を吊り上げた状態で分割部材４ａを立て起こすため、分割部材４ａの向きを変える際に、分割部材４ａの動きや姿勢を安定させることが難しく、分割部材４ａが空中で動揺し易い状態になる。それに対して、この実施形態のように、立て起こし装置３２を搭載した作業台車３１を使用すると、分割部材４ａの向きを変える際に、分割部材４ａの下端部が移動する経路が立て起こし装置３２によって一定の経路になり、分割部材４ａの動きや姿勢が安定する。それ故、分割部材４ａを立て起こす作業を非常に安定した状態でより安全に行うことができる。

【0083】

なお、本発明では、例えば、立て起こし装置３２を作業台車３１に搭載せずに、立て起こし装置３２をクレーン３０などで移動させる構成にすることもできる。また、本発明では、立て起こし装置３２やタワーリフト用吊具２４は任意に用いることができ、立て起こし装置３２やタワーリフト用吊具２４を使用しない別の方法で、分割部材４ａの設置作業を行うこともできる。

【0084】

この実施形態では、ＳＥＰ船２０のクレーン３０を使用して水上構造物１０上に仮置きしている組立部品を浮体２上の設置位置まで直接移動させる場合を例示したが、風力発電装置３の組立部品はそれぞれサイズと重量が大きい。そのため、ＳＥＰ船２０のクレーン３０のサイズによっては、水上構造物１０上に仮置きしている組立部品を浮体２上の設置位置まで直接移動させることが困難な場合がある。そのような場合には、ＳＥＰ船２０の船側が水上構造物１０に沿うようにＳＥＰ船２０を停船させ、ＳＥＰ船２０のクレーン２３を使用して、水上構造物１０上に仮置きされている組立部品をＳＥＰ船２０に積み替える。そして、ＳＥＰ船２０の向きを変えた後に、ＳＥＰ船２０上に積み替えた組立部品を、クレーン３０を使用して、浮体２上の設置位置に移動させるとよい。

【0085】

この実施形態では、それぞれの作業エリアＡで組立体９を組立てる際に、浮体２に対する風力発電装置３の向きを、設置対象海域において係留するときの正規な向きで組立てる場合を例示しているが、風力発電装置３のブレード６は巨大なため、風力発電装置３を正規な向きで組立てた場合に、ブレード６が他の作業エリアＡでの作業を阻害する場合がある。そのような場合には、風力発電装置３のブレード６が他の作業エリアＡの作業を阻害しないように、浮体２に対するタワー４の向き、或いは、タワー４に対するナセルハブ５の向きを、正規の向きからずらした向きで組立てるとよい。そして、組立体９を作業エリアＡの外側に移動させた後や、組立体９を設置対象海域へ移動させた後に、浮体２に対するタワー４の向き、或いは、タワー４に対するナセルハブ５の向きを正規の向きに直すとよい。

【0086】

この実施形態では、１隻のＳＥＰ船２０を使用する場合を例示したが、例えば、２隻以上のＳＥＰ船２０を使用して、浮体式洋上風力発電施設１の施工を行うこともできる。例えば、２隻のＳＥＰ船２０を使用する場合には、１隻のＳＥＰ船２０を水上構造物１０の一方側の海域の作業エリアＡ（第１～第３の作業エリアＡ１～Ａ３）で順次移動させながら組立体９の組立作業を行い、もう１隻のＳＥＰ船２０を水上構造物１０の他方側の海域の作業エリアＡ（第４～第６の作業エリアＡ４～Ａ６）で順次移動させながら組立体９の組立作業を行う。このように、２隻以上のＳＥＰ船２０を使用すると、多数の浮体式洋上風力発電施設１をより短い工期で施工するには有利になる。

【0087】

図１７に例示する実施形態では、水上構造物１０を浮体式構造物１０ｂで構成した場合を例示している。

【0088】

水上構造物１０を浮体式構造物１０ｂで構成する場合には、例えば、浮体式構造物１０ｂの上部の天板を構成するフロート上に予め風力発電装置３の組立部品を載置し、組立部品が載置された状態のフロートを、水上構造物１０を構築する構築対象エリアまで曳航する。そして、構築対象エリアの海底ＳＢに対して固定されている係留設備の上に、風力発電装置３の組立部品が仮置きされた状態のフロートを固定する。このようにすると、水上構造物１０を構築した後に、運搬船等によって風力発電装置３の組立部品を輸送する必要がなくなるので、浮体式洋上風力発電施設１を非常に効率的に施工できる。なお、水上構造物１０を浮体式構造物１０ｂで構成する場合にも、桟橋１０ａを構築する場合と同様に、浮体式構造物１０ｂを海域に構築した後に、運搬船等で風力発電装置３の組立部品を輸送して、組立部品を浮体式構造物１０ｂに仮置きすることもできる。

【0089】

上述したように、水深が８ｍ以上２０ｍ以下の海域に仮設した水上構造物１０とＳＥＰ船２０を使用する本発明は、スパー型を除くその他の型の浮体式洋上風力発電施設１の施工に適した方法であり、スパー型の浮体式洋上風力発電施設を施工する場合とは着想が大きく異なっている。

【0090】

その理由としては、例えば、一般的な施工方法や特許文献１に記載の発明のように、スパー型の浮体式洋上風力発電装置を陸上で製造する場合には、岸壁５０などの陸地に浮体式洋上風力発電装置の製造拠点を整備する必要がある。

【0091】

また、例えば、一般的な構造のスパー型の浮体と風力発電装置の組立体を海域で製造する場合には、高さが５０ｍ～１００ｍ程度のスパー型の浮体を水中に立てた状態で配置する必要があり、水深が１００ｍ～２００ｍ程度の深い海域にスパー型の浮体を配置することになる。水深が１００ｍ～２００ｍ程度の深い海域では、ＳＥＰ船２０の昇降用脚２２を海底ＳＢに着底させることはできない。それ故、スパー型の浮体式洋上風力発電施設の施工では、ＳＥＰ船２０を有効に活用することはできない。また、水深が１００ｍ～２００ｍ程度の深い海域に、仮設の水上構造物を構築するには多くのコストや労力や時間を要し、水上構造物にはＳＥＰ船２０に搭載されているような大型のクレーンを設置する必要がある。また、水深が深い海域では、水上構造物を撤去する作業や海底ＳＢの状態を復元する作業にも多くのコストと労力を要することになる。

【0092】

このように、本発明はスパー型を除くその他の型の浮体式洋上風力発電施設１の特徴を考慮して見出した施工方法であり、スパー型の浮体式洋上風力発電施設を施工する場合とは技術的思想が大きく異なっている。

【0093】

なお、上記では、セミサブ型の浮体式洋上風力発電施設１を施工する場合を例示したが、ＴＬＰ型の浮体式洋上風力発電施設１やバージ型の浮体式洋上風力発電施設１を施工する場合にも、同様の施工方法で同様の効果を奏することができる。本発明は、複数の型の浮体式洋上風力発電施設１を並行して施工する場合にも採用できる。

【符号の説明】

【0094】

１ 浮体式洋上風力発電施設
２ 浮体
２ａ コラム
２ｂ 連結体
３ 風力発電装置
４ タワー
４ａ 分割部材
５ ナセルハブ
６ ブレード
７ 係留索
８ アンカー
９ 組立体
１０ 水上構造物
１０ａ 桟橋
１０ｂ 浮体式構造物
１１ 支持杭
１２ 桁材
１３ 甲板材
１４ ブレース
１５ 係留設備
１６ 防衝設備
２０ 自己昇降式台船（ＳＥＰ船）
２１ 台船本体
２２ 昇降用脚
２３ （自己昇降式台船に搭載されている）クレーン
２４ タワーリフト用吊具
２４ａ 挟持部
３０ （水上構造物に配置される）クレーン
３１ 作業台車
３２ 立て起こし装置
３３ 保持部
３４ 支持部
３５ 回転機構
４０ 防波堤
５０ 岸壁
ＳＢ 海底
ＷＬ 海面位置
Ａ、Ａ１～Ａ６ （第１～第６の）作業エリア
ＢＡ 着底エリア
ＳＡ 停船エリア
ＲＷ 走行路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】