特表 2025-500569 浮体式プラットフォーム、風力タービン、および傾斜した係留テンドンを含む洋上発電アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-09

(54)【発明の名称】浮体式プラットフォーム、風力タービン、および傾斜した係留テンドンを含む洋上発電アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   B63B 35/00 20200101AFI20241226BHJP

   B63B 75/00 20200101ALI20241226BHJP

   F03D 13/25 20160101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

B63B35/00 T

B63B75/00

F03D13/25

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539263

(86)(22)【出願日】2022-08-30

(85)【翻訳文提出日】2024-08-20

(86)【国際出願番号】 EP2022074125

(87)【国際公開番号】W WO2023126081

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】21306948.7

(32)【優先日】2021-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522232558

【氏名又は名称】トタルエナジーズ ワンテク

【氏名又は名称原語表記】ＴＯＴＡＬＥＮＥＲＧＩＥＳ ＯＮＥＴＥＣＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100080447

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 恵一

(72)【発明者】

【氏名】ル－ゲネック，ステファンヌ

(72)【発明者】

【氏名】ラボワン，ジャン－クリストフ

【テーマコード（参考）】

3H178

【Ｆターム（参考）】

3H178AA03

3H178AA26

3H178AA43

3H178BB77

3H178CC22

3H178DD61Z

3H178DD67Z

(57)【要約】

浮体式プラットフォーム（１２）と、浮体式プラットフォームに固定される風力タービン（１６）と、傾斜した係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）とを含む洋上発電アセンブリ（１０）であって、浮体式プラットフォームは：－ 鉛直に設計された長手方向軸に沿って延在する、管状の中央の浮力カラム（２６）であって、第１の平均外径（Ｄ１）を規定する浸漬部分（３０）を有するカラム（２６）、および－ 長手方向軸を中心にして間隔を置いて配置される半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に沿ってカラムから突出する、複数の管状の半径方向の浮力ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）であって、ポンツーンの各々は、第２の平均外径（Ｄ２）を規定し、水域（１４）に浸漬しているポンツーン、を含む。第１の平均外径は、第２の平均外径よりも大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浮体式プラットフォーム（１２）と、浮体式プラットフォーム（１２）に固定される風力タービン（１６）と、浮体式プラットフォーム（１２）を海底（２０）に連結する傾斜した係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）とを含む洋上発電アセンブリ（１０、１００）であって、浮体式プラットフォーム（１２）は、
－ 鉛直に設計された長手方向軸（Ｚ）に沿って延在する、管状の中央の浮力カラム（２６）であって、第１の平均外径（Ｄ１）を規定する浸漬部分（３０）を有するカラム（２６）、および
－ 長手方向軸（Ｚ）を中心にして間隔を置いて配置される半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に沿ってカラム（２６）から突出する、複数の管状の半径方向の浮力ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）であって、ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）の各々は、第２の平均外径（Ｄ２）を規定し、水域（１４）に浸漬しているポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）、
を含み、
第１の平均外径（Ｄ１）が、第２の平均外径（Ｄ２）よりも大きい、
洋上発電アセンブリ。

【請求項2】

第１の平均外径（Ｄ１）を第２の平均外径（Ｄ２）で割った値が、１．４～２．３である、請求項１に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項3】

カラム（２６）の浸漬部分（３０）およびポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が、それぞれ長手方向軸（Ｚ）と半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）とに沿って一定の横断面外径を有する、請求項１または２に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項4】

カラム（２６）が、ただ１つだけまたは２つの内部区画を画定する、請求項１から３のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項5】

ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）の各々が、ただ１つだけの内部区画を画定する、請求項１から４のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項6】

浮体式プラットフォーム（１２）が浮力（Ｆ）を受け、カラム（２６）およびポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が前記浮力（Ｆ）の少なくとも９０％を提供するように構成される、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項7】

カラム（２６）および風力タービンが重量（Ｗ１）を有し、単独と考えられるカラム（２６）が浮力（Ｗ２）を受け、前記浮力（Ｗ２）は前記重量（Ｗ１）の８５％～１１５％である、請求項１から６のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項8】

複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が、３つから５つのポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）で構成される、請求項１から７のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項9】

複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が、３つのポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）で構成される、請求項１から８のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項10】

半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）の各々が、長手方向軸（Ｚ）に垂直な横断面（Ｐ）との角度（β）を規定し、この角度（β）は８０°～１００°である、請求項１から９のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項11】

風力タービンおよび係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）を含まないことを考慮した浮体式プラットフォーム（１２）が、横断面（Ｐ）と平行な平面（Ｐ１）を規定する水線（３２）で水域（１４）に浮遊するように構成され、この平面（Ｐ１）は横断面（Ｐ）よりも低く、横断面（Ｐ）は複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）の体積の中心（Ｃ）を含む、請求項１０に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項12】

ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）に上向きの力（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）を加えるためにカラム（２６）とそれぞれのポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）のうちの１つとの間に延在する、第１の複数の連結テンドン（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）または連結補強材（１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）をさらに含む、請求項１から１１のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項13】

第２の複数の連結テンドン（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）または連結補強材（１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ）をさらに含み、長手方向軸（Ｚ）を中心にした複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）のうちの任意の２つの連続するポンツーンは、第２の複数の前記連結テンドン（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）または前記連結補強材（１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ）のうちの１つによって互いに連結される、請求項１から１２のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項14】

半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）が、長手方向軸（Ｚ）を中心にして規則的に間隔を置いて配置される、請求項１から１３のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）を所定の場所に設置するための方法であって、以下のステップ、
－ 浮体式プラットフォーム（１２）、係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）、および風力タービンを別々に提供するステップ、
－ 浮体式プラットフォーム（１２）を所定の場所に移動させるステップであって、浮体式プラットフォーム（１２）は、水域（１４）に浮遊し少なくとも１隻の船によって曳航されるか、または浮体式船舶に搭載されて輸送されるステップ、
－ 係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）を海底（２０）および浮体式プラットフォーム（１２）に連結し、係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）に張力をかけるステップ、および
－ クレーン船から少なくとも１つのリフトを使用して、風力タービンを浮体式プラットフォーム（１２）に固定するステップ、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浮体式プラットフォームと、浮体式プラットフォームに固定される風力タービンと、浮体式プラットフォームを海底に連結する係留テンドンとを含む洋上発電アセンブリに関する。

【0002】

本発明はまた、所定の場所にそのようなアセンブリを設置する方法にも関する。

【背景技術】

【0003】

このような浮体式プラットフォームは、緊張係留式プラットフォームまたはＴＬＰとして知られている。このような浮体式プラットフォームは、設置されると、通常、プラットフォーム構造の隅に連結される、テンドンによって恒久的に係留される。ＴＬＰは、石油とガスの海洋生産のため、また洋上風力タービンの基礎として使用される。

【0004】

典型的には、浮体式プラットフォームは、アセンブリ（プラットフォームに加えて風力タービン）が、所定の稼働場所まで曳航されるのに十分な安定性をもって自由に浮遊できるように設計され得る。風力タービンをハル上に組み込んだ状態での湿式曳航運転中にハルが安定していなければならないという設計上の制約により、ハルの鋼材重量が増加し、その結果、浮体構造全体のコストが増加する。

【0005】

別の解決策は、剛性構造に連結された一時的な分離浮体式タンクを含むことである。このタイプの浮体式プラットフォームで、アセンブリ（プラットフォームに加えて風力タービン）は、所定の稼働場所まで曳航されるのに十分な安定性をもって自由に浮遊できる。この構成で、浮体式プラットフォームのコストを削減することができるが、しかし一時的な浮体式タンクおよびそれらの洋上での設置および撤去にかかる追加コストにより、全体的なコストとプロジェクトのリスクとが増大する。

【0006】

風力タービンを円滑に稼働し、アセンブリにおける機械的ストレスを軽減するために、設置されたアセンブリの動きも大きな問題となる。傾斜した係留テンドン(互いに平行ではない)を使用することは、特に風力タービンのローターナセルアセンブリの高さでアセンブリの水平方向の動きを減らすための優れた解決策であることが証明されている。しかし、傾斜したテンドンを使用すると、特に極端な条件下で、波によって引き起こされる鉛直荷重に耐える能力が低下する。その結果、係留能力を高める必要がある。

【0007】

したがって、上記の設計の制約が結果として、アセンブリのコストを高くする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的はしたがって、生産コストのより低い洋上発電アセンブリを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

このために、本発明は、浮体式プラットフォームと、浮体式プラットフォームに固定される風力タービンと、浮体式プラットフォームを海底に連結する傾斜した係留テンドンとを含む洋上発電アセンブリであって、浮体式プラットフォームは：
－ 鉛直に設計された長手方向軸に沿って延在する、管状の中央の浮力カラムであって、第１の平均外径を規定する浸漬部分を有するカラム、および
－ 長手方向軸を中心にして間隔を置いて配置される半径方向軸に沿ってカラムから突出する、複数の管状の半径方向の浮力ポンツーンであって、ポンツーンの各々は、第２の平均外径を規定し、水域に浸漬しているポンツーン、
を含み、
第１の平均外径は、第２の平均外径よりも大きい、
洋上発電アセンブリを提案する。

【0010】

別の実施形態において、アセンブリは、個別にまたは技術的に実現可能な任意の組合せの形で考慮される、以下の特徴のうちの単数または複数を含む：
－ 第１の平均外径を第２の平均外径で割った値は、１．４～２．３である、
－ カラムの浸漬部分およびポンツーンは、それぞれ長手方向軸と半径方向軸とに沿って一定の横断面外径を有する、
－ カラムは、ただ１つだけまたは２つの内部区画を画定する、
－ ポンツーンの各々は、ただ１つだけの内部区画を画定する、
－ 浮体式プラットフォームは浮力を受け、カラムおよびポンツーンは前記浮力の少なくとも９０％を提供するように構成される、
－ カラムおよび風力タービンは重量を有し、単独と考えられるカラムは浮力を受け、前記浮力は前記重量の８５％～１１５％である、
－ 複数のポンツーンは、３つから５つのポンツーンで構成される、
－ 複数のポンツーンは、３つのポンツーンで構成される、
－ 半径方向軸の各々は、長手方向軸に垂直な横断面との角度を規定し、この角度は８０°～１００°である、
－ 風力タービンおよび係留テンドンを含まないことを考慮した浮体式プラットフォームは、横断面と平行な平面を規定する水線で水域に浮遊するように構成され、この平面は横断面よりも低く、横断面は複数のポンツーンの体積の中心を含む、
－ 発電アセンブリは、ポンツーンに上向きの力を加えるためにカラムとそれぞれのポンツーンのうちの１つとの間に延在する、第１の複数の連結テンドンまたは連結補強材を含む、
－ 発電アセンブリは、第２の複数の連結テンドンまたは連結補強材を含み、長手方向軸を中心にした複数のポンツーンのうちの任意の２つの連続するポンツーンは、第２の複数の前記連結テンドンまたは前記連結補強材のうちの１つによって互いに連結される、および
－ 半径方向軸は、長手方向軸を中心にして規則的に間隔を置いて配置される。

【0011】

本発明はまた、上述の発電アセンブリを所定の場所に設置するための方法であって、以下のステップ：
－ 浮体式プラットフォーム、係留テンドン、および風力タービンを別々に提供するステップ、
－ 浮体式プラットフォームを所定の場所に移動させるステップであって、浮体式プラットフォームは、水域に浮遊し少なくとも１隻の船によって曳航されるか、または浮体式船舶に搭載されて輸送されるステップ、
－ 係留テンドンを海底および浮体式プラットフォームに連結し、係留テンドンに張力をかけるステップ、および
－ クレーン船から少なくとも１つのリフトを使用して、風力タービンを浮体式プラットフォームに固定するステップ、
を含む、
方法に関する。

【0012】

本発明およびその利点は、以下に添付の図面を参照して、単に例として与えられた以下の説明を読むことによってより良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】稼働中の本発明によるアセンブリの概略側面図である。

【図2】図１に示されたアセンブリの浮体式プラットフォームの概略上面図である。

【図3】図１および図２に示されたプラットフォームのカラムおよびポンツーンにうねりによって加えられた鉛直荷重を、うねり周期に応じて示しているグラフである。

【図4】図１および図２に示されたアセンブリの一変形形態を形成するアセンブリの概略側面図である。

【図5】図４に示されたアセンブリの浮体式プラットフォームの概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明による洋上発電アセンブリ１０を、図１および図２を参照して説明する。

【0015】

アセンブリ１０は、水域１４に浮遊する浮体式プラットフォーム１２と、浮体式プラットフォームに固定される風力タービン１６（図１に部分的に示されている）と、浮体式プラットフォームを海底２０に連結する傾斜した係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃとを含む。

【0016】

有利には、アセンブリ１０は、第１の複数の連結テンドン２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを含むことができる。例えば、アセンブリ１０は、第２の複数の連結テンドン２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃを含む。

【0017】

浮体式プラットフォーム１２は、鉛直であることが意図された長手方向軸Ｚに沿って延在する、管状の中央の浮力カラム２６と、長手方向軸Ｚを中心にして間隔を置いて配置される半径方向軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に沿ってカラムから突出する、複数の管状の半径方向の浮力ポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃとを含む。

【0018】

浮体式プラットフォーム１２は浮力Ｆを受け、カラム２６およびポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃは、有利には前記浮力の少なくとも９０％、好ましくは浮力Ｆの９５％超を提供するように構成される。言い換えれば、浮力は、他の任意の重要な要素なしに、カラム２６およびポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃによって達成される。

【0019】

有利には、浮体式プラットフォーム１２は、３５メートルより小さい、より有利には３０メートルより小さい稼働の喫水Ｈ１を有する。

【0020】

カラム２６は、第１の平均外径Ｄ１を規定する浸漬部分３０を有する。ポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの各々は、第２の平均外径Ｄ２を規定し、ポンツーンは、係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃに張力がかけられているとき、水域１４に完全に浸漬している。

【0021】

管状要素の「平均外径」とは、同じ体積を有する円筒管の外径を意味する。

【0022】

第１の平均外径Ｄ１は、第２の平均外径Ｄ２よりも大きい。好ましくは、比Ｄ１／Ｄ２は１．４～２．３である。

【0023】

例えば、カラム２６の浸漬部分３０およびポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃは、それぞれ長手方向軸Ｚと半径方向軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とに沿って一定の横断面の直径を有する。その結果、それらの平均外径Ｄ１、Ｄ２はそれらの外径に等しい。

【0024】

有利には、カラム２６は、ただ１つだけまたは２つの内部区画（表示されていない）を画定する。

【0025】

カラム２６および風力タービン１６は重量Ｗ１を有し、単独と考えられるカラムは浮力Ｗ２を受け、前記浮力Ｗ２は例えば前記重量Ｗ１の８５％～１１５％である。

【0026】

有利には、複数のポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃは、３～５個のポンツーン、好ましくは３個のポンツーンで構成される。

【0027】

例えば、ポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの各々は、ただ１つだけの内部区画（表示されていない）を画定する。

【0028】

有利には、半径方向軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、長手方向軸Ｚを中心にして規則的に間隔を置いて配置される。上から見ると（図２）、半径方向軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それらの数をＮ個として、３６０°／Ｎである、互いの間の角度α_Ｎを規定する。示されている例において、角度α_Ｎはおよそ１２０°である。

【0029】

半径方向軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はまた、長手方向軸Ｚに垂直な横断面Ｐとの角度βも規定し、この角度は８０°～１００°である。例えば、角度βは約０°であり、これは、半径方向軸Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が長手方向軸Ｚに対して垂直であることを意味する。

【0030】

横断面Ｐは、例えば、複数のポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの体積の中心Ｃを含む。

【0031】

風力タービン１６および係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを含まないことを考慮した浮体式プラットフォーム１２は、有利には、水域１４上の所定の稼働場所までの湿式曳航中に、横断面Ｐに平行な平面Ｐ１を規定する水線３２で、水域１４上に浮遊するように構成される。

【0032】

平面Ｐ１は、有利には、横断面Ｐの下方に位置し、例えば、それらの間に距離Ｄを規定し、前記距離は、第２の平均外径Ｄ２の２５％よりも小さい。これにより、湿式曳航の間、風力タービン１６が載っていない浮体式プラットフォーム１２の安定性が確保される。

【0033】

例において、３つの係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃがある。

【0034】

係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、アセンブリ１０が稼働しているとき（図１に示されている位置）、張力がかけられている。

【0035】

係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、長手方向軸Ｚ（この案件では鉛直とみなされる）に対して傾斜しており、上方に収束している。例えば、係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、浮体式プラットフォーム１２が環境負荷（風、波、潮流）なしでバランスが取れているとき、全て７°～１７°の長手方向軸Ｚとの角度を形成する。これらの角度は、浮体式プラットフォーム１２の動作に応じて、互いに異なり得、時間と共に変化し得る。図１において、係留テンドン１８Ｂによって形成される角度γのみが示されている。

【0036】

第１の複数の連結テンドン２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、ポンツーンに上向きの力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を加えるために、カラム２６とそれぞれのポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃのうちの１つとの間に延在している。連結テンドン２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、有利には、ポンツーン要素２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃをカラム２６に組み付けた後に予張力がかけられる。その機能は、主として、浮体式プラットフォーム１２が係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃに連結された時点で、ポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃにおける最大曲げモーメントを減少させることである。

【0037】

長手方向軸Ｚを中心にして続く任意の２つのポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃは、第２の複数の連結テンドン２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃのうちの１つによって互いに連結されている。

【0038】

次に、本発明による、アセンブリ１０を所定の場所に設置するための方法を説明する。

【0039】

まず、浮体式プラットフォーム１２、係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、および風力タービン２６が、別々に提供される（組み立てられていない）。

【0040】

次に、浮体式プラットフォーム１２は所定の場所に移動され、浮体式プラットフォームは、水域１４上に浮遊し少なくとも１隻の船（表示されていない）によって曳航されるか、または浮体式船舶（同じく表示されていない）に搭載されて輸送される。浮体式プラットフォーム１２が水域１４に浮遊する場合、平面Ｐ１に相当する水線４２で浮き、浮体式プラットフォームの輸送中に安定性を与える。

【0041】

浮体式プラットフォーム１２が所定の場所に入った時点で、係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃが海底２０と浮体式プラットフォームとに連結され、張力がかけられる。

【0042】

風力タービン１６は、少なくとも１つのリフトまたはクレーン船（表示されていない）を使用して浮体式プラットフォーム１２上に設置される。

【0043】

稼働中、係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは張力がかけられ、浮体式プラットフォーム１２は、うねり条件にさらされる。

【0044】

うねりは、ポンツーンに鉛直荷重を生じさせ（図３の曲線Ｃ１）、カラムに反対の符号の鉛直荷重を生じさせる（曲線Ｃ２）。曲線Ｃ３はこれらの鉛直荷重の和ＶＬを表す。

【0045】

曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は以下の実施例を用いて計算される。鉛直荷重は、ｋＮ／ｍ（波の振幅１ｍ当たりのキロニュートン）で、秒単位の波の周期Ｔに応じて表される。浮体式プラットフォーム１２は、鉛直荷重ＶＬ（曲線Ｃ３）が、稼働場所の極端な条件下で遭遇する典型的なうねりピーク周期に相当する周期Ｔ１ではゼロに近くなり（いわゆるキャンセル周期）、したがって係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃにおける極端な張力が低下されるように設計される。キャンセル周期Ｔ１は、比Ｄ１／Ｄ２を調整することによってシフトすることができる。

【実施例】

【0046】

[浮体式プラットフォーム１２]
稼働の喫水 Ｈ１ ２８ｍ
風力タービンブレードエアギャップ／ＭＳＬ Ｈ２ ２２ｍ

【0047】

[中央のカラム２６]
カラム直径 Ｄ１ １１．０ｍ
横断面積 ９５．０ｍ^２
浮力 ２７２５トン
重量 ９５０トン

【0048】

[ポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ]
ポンツーンの長さ ４０ｍ
ポンツーンの直径 Ｄ２ ６ｍ
横断面積 ２８．３ｍ^２
総浮力（×３） ３４７４トン
総重量（×３） １０１８トン

【0049】

[風力タービン１６]
考慮される総質量 １８００トン

【0050】

アセンブリ１０がある所定の場所において、極端なうねり条件（典型的には再発の期間５０年を有するうねり）は、例えば、有義な波高１２ｍおよびピーク周期１６ｓに相当する。

【0051】

曲線Ｃ３において見ることができるように、その特定のうねりピーク周期では、全鉛直荷重ＶＬはゼロに近い（少なくとも５０ｋＮより低い）。直径Ｄ１が直径Ｄ２より大きく、適切な比率に調整されているおかげで、うねりによってカラム２６にかかる鉛直荷重は、うねりによってポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃにかかる鉛直荷重を相殺する。このように、キャンセル周期Ｔ１は、極端なうねり条件のピーク周期と一致し、係留テンドン１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃにおける極端な張力を最小限に抑える。

【0052】

浮体式プラットフォームに風力タービンを組み込んだ状態で使用前条件において（すなわち係留テンドンへの連結前に）、浮体式プラットフォームが安定していなければならないという制約がなくなるため、カラムとポンツーンとの間のその体積の分布に関する設計をさらに最適化でき、鉛直軸における波誘導加振力（すなわちヒーブ加振力）が低下することへと導く。

【0053】

これにより、浮体式プラットフォームおよび係留テンドンの設計時に、必要とされる浮体式プラットフォームの体積（したがってその重量）と係留テンドンにおける極端な張力とが低下するという好循環が結果として生じる。実際に、係留テンドンの予張力は、極端な環境条件下で負の張力が発生しないよう、十分に高くなければならない。ヒーブ加振力は、係留テンドンの動的荷重の主な要因のうちの一つである。浮体式プラットフォームの設計（すなわち、その体積の分布）を最適化することによってこのヒーブ加振力を低下することは、係留テンドンにおける極端な張力を低下させるだけでなく、予張力を低下させることも可能にする。予張力は浮体式プラットフォームの浮力によって保証されるため、予張力の低下は浮体式プラットフォームのサイズ、例えば稼働喫水Ｈ１のさらなる低減を可能にし、ひいてはヒーブ加振力を低下させる。

【0054】

この好循環は、浮体式プラットフォームおよび係留テンドンの設計の最適化につながる。したがって、アセンブリは、より安価に生産される。

【0055】

次に、図４および図５を参照して、アセンブリ１０の一変形形態を構成するアセンブリ１００について説明する。アセンブリ１００は、図１および図２に示されたアセンブリ１０に類似している。同様の要素には同じ参照番号を付し、再度の説明はなされない。以下、相違点のみを説明する。

【0056】

連結テンドン２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃおよび連結テンドン２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの代わりに、アセンブリ１００は、第１の複数の連結補強材１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃおよび有利には第２の複数の連結補強材１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃを含む。

【0057】

別の変形形態（表示されていない）によると、連結テンドン２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、連結補強材１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃに置き換えられず、そのまま残っているか、または補強材に置き換えられずに単に存在しない。

【0058】

第１の複数の連結補強材１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは、ポンツーンに上向きまたは下向きの力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を加えるために、カラム２６とそれぞれのポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃのうちの１つとの間に延在している。連結補強材１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは、浮体式プラットフォーム１２に構造補強を提供する。

【0059】

例えば、連結補強材１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは、外径Ｄ３を有する管である。

【0060】

有利には、連結補強材１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの各々は、アセンブリ１００の稼働時に深さＨ３に位置する最上部１２６を有する。

【0061】

有利には、外径Ｄ３は、第２の平均外径Ｄ２の半分以下、または３ｍより小さい。

【0062】

深さＨ３は、例えば５メートル超、または喫水Ｈ１の５～３０％超である。これにより、船（表示されていない）が連結補強材１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃにぶつかることなく、カラム２６に近づくことができる。

【0063】

本明細書において、海水面に対する高さおよび深さは、「ＭＳＬ」としても知られる平均海面水位に対するものと理解されたい。

【0064】

連結補強材１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃもまた、浮体式プラットフォーム１２に構造補強を提供する。

【0065】

例えば、連結補強材１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃは、外径Ｄ４を有する管である。

【0066】

外径Ｄ４は、有利には、第２の平均外径Ｄ２の半分以下であり、例えば外径Ｄ３に等しい。

【0067】

例えば、ポンツーン２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの各々は、長さＬ１を有し、連結補強材１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃよりも、有利には長さＬ１の２５％～３０％を示す距離Ｌ２だけ、半径方向にさらに延びている。

【0068】

アセンブリ１００およびその変形形態は、アセンブリ１０と同じように稼働し、同じ利点に加えて、テンドンと対比した補強材によってもたらされるさらなる剛性を提供する。

【符号の説明】

【0069】

１０ 洋上発電アセンブリ
１２ 浮体式プラットフォーム
１６ 風力タービン
１８ 係留テンドン
２６ 浮力カラム
２８ 浮力ポンツーン
３０ 浸漬部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-09-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浮体式プラットフォーム（１２）と、浮体式プラットフォーム（１２）に固定される風力タービン（１６）と、浮体式プラットフォーム（１２）を海底（２０）に連結する傾斜した係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）とを含む洋上発電アセンブリ（１０、１００）であって、浮体式プラットフォーム（１２）は、
－ 鉛直に設計された長手方向軸（Ｚ）に沿って延在する、管状の中央の浮力カラム（２６）であって、第１の平均外径（Ｄ１）を規定する浸漬部分（３０）を有するカラム（２６）、および
－ 長手方向軸（Ｚ）を中心にして間隔を置いて配置される半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に沿ってカラム（２６）から突出する、複数の管状の半径方向の浮力ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）であって、ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）の各々は、第２の平均外径（Ｄ２）を規定し、水域（１４）に浸漬しているポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）、
を含み、
第１の平均外径（Ｄ１）が、第２の平均外径（Ｄ２）よりも大きい、
洋上発電アセンブリ。

【請求項2】

第１の平均外径（Ｄ１）を第２の平均外径（Ｄ２）で割った値が、１．４～２．３である、請求項１に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項3】

カラム（２６）の浸漬部分（３０）およびポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が、それぞれ長手方向軸（Ｚ）と半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）とに沿って一定の横断面外径を有する、請求項１に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項4】

カラム（２６）が、ただ１つだけまたは２つの内部区画を画定する、請求項１に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項5】

ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）の各々が、ただ１つだけの内部区画を画定する、請求項１に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項6】

浮体式プラットフォーム（１２）が浮力（Ｆ）を受け、カラム（２６）およびポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が前記浮力（Ｆ）の少なくとも９０％を提供するように構成される、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項7】

カラム（２６）および風力タービンが重量（Ｗ１）を有し、単独と考えられるカラム（２６）が浮力（Ｗ２）を受け、前記浮力（Ｗ２）は前記重量（Ｗ１）の８５％～１１５％である、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項8】

複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が、３つから５つのポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）で構成される、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項9】

複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が、３つのポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）で構成される、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項10】

半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）の各々が、長手方向軸（Ｚ）に垂直な横断面（Ｐ）との角度（β）を規定し、この角度（β）は８０°～１００°である、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項11】

風力タービンおよび係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）を含まないことを考慮した浮体式プラットフォーム（１２）が、横断面（Ｐ）と平行な平面（Ｐ１）を規定する水線（３２）で水域（１４）に浮遊するように構成され、この平面（Ｐ１）は横断面（Ｐ）よりも低く、横断面（Ｐ）は複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）の体積の中心（Ｃ）を含む、請求項１０に記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項12】

ポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）に上向きの力（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）を加えるためにカラム（２６）とそれぞれのポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）のうちの１つとの間に延在する、第１の複数の連結テンドン（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）または連結補強材（１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）をさらに含む、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項13】

第２の複数の連結テンドン（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）または連結補強材（１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ）をさらに含み、長手方向軸（Ｚ）を中心にした複数のポンツーン（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）のうちの任意の２つの連続するポンツーンは、第２の複数の前記連結テンドン（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）または前記連結補強材（１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ）のうちの１つによって互いに連結される、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項14】

半径方向軸（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）が、長手方向軸（Ｚ）を中心にして規則的に間隔を置いて配置される、請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）。

【請求項15】

請求項１から５のいずれか一つに記載の発電アセンブリ（１０、１００）を所定の場所に設置するための方法であって、以下のステップ、
－ 浮体式プラットフォーム（１２）、係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）、および風力タービンを別々に提供するステップ、
－ 浮体式プラットフォーム（１２）を所定の場所に移動させるステップであって、浮体式プラットフォーム（１２）は、水域（１４）に浮遊し少なくとも１隻の船によって曳航されるか、または浮体式船舶に搭載されて輸送されるステップ、
－ 係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）を海底（２０）および浮体式プラットフォーム（１２）に連結し、係留テンドン（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）に張力をかけるステップ、および
－ クレーン船から少なくとも１つのリフトを使用して、風力タービンを浮体式プラットフォーム（１２）に固定するステップ、
を含む、方法。

【国際調査報告】