JP2025017761A - スパー型洋上風力発電設備の建造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スパー型洋上風力発電設備の上部構造体を一括施工で組立てすることにより建造の効率化を図るとともに、施工に用いるセミサブ型クレーンは特に重量物を吊り下げた際の動揺を抑えて安定的に作業を行い得るようにする。
【解決手段】比較的波の穏やかな静穏域として選定された海域において、組立用架台１３上でタワー６、ナセル８及びブレード９からなる洋上風力発電設備の上部構造体１２の組立てを行う第１ステップと、前記組立用架台１３上で組み立てた前記上部構造体１２を、デッキ面に移動式カウンターウエイト装置３を設備したセミサブ型クレーン２によって一括で吊り上げて洋上風力発電設備１の建造場所まで運搬する第２ステップと、浮体４を洋上に起立状態で保持する第３ステップと、前記セミサブ型クレーン２によって前記上部構造体１２を吊り上げた状態のまま前記浮体４の上部に連結して洋上風力発電設備１を完成させる第４ステップとからなる。
【選択図】図１７

Description

本発明は、洋上風力発電設備の上部構造体（タワー、ナセル及びブレード）を安定的に一括施工するためのスパー型洋上風力発電設備の建造方法に関する。

従来より、主として水力、火力及び原子力発電等の発電方式が採用されてきたが、近年は環境や自然エネルギーの有効活用の点から自然風を利用して発電を行う風力発電が注目されている。この風力発電設備には、陸上設置式と、水上（主として海上）設置式とがあるが、沿岸域から後背に山岳地形をかかえる我が国の場合は、沿岸域に安定した風が見込める平野が少ない状況にある。一方、日本は四方を海で囲まれており、海上には発電に適した風が容易に得られるとともに、設置の制約が少ないなどの利点を有する。そのため近年は、各種形式の洋上風力発電設備及び浮体構造が多く提案されている。

前記浮体構造としては、浮体を水面に浮かばせるバージ型浮体、浮体の下部を水面下に沈めて半潜水状態で浮かばせるセミサブ型、釣り浮きのように起立状態で浮かばせるスパー型などに大別される。

本出願人は、前記スパー型浮体に関して、下記特許文献１において、浮体と、係留索と、タワーと、タワーの頂部に設備されるナセル及び複数の風車ブレードとからなる洋上風力発電設備であって、前記浮体は、コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をＰＣ鋼材により緊結し一体化を図った下側コンクリート製浮体構造部（以下、コンクリート製浮体部という。）と、この下側コンクリート浮体構造部の上側に連設された上側鋼製浮体構造部（以下、鋼製浮体部という。）とからなるスパー型浮体構造とした洋上風力発電設備（以下、スパー型洋上風力発電設備という。）を提案した。

前記スパー型洋上風力発電設備の浮体建造方法としては、図２２に示されるように、造船所において、前記鋼製浮体部を所定重量毎に分割した各鋼製リングの製作を行った後、これら各鋼製リングを溶接によって連結し鋼製浮体部を完成させる。そして、この鋼製浮体部を台船に積み込み、現地製作ヤードまで台船輸送したならば、１３００ｔクラスの大型起重機船を使って岸壁に水切り（陸揚げ）を行うようにし、一方コンクリート製浮体部は、コンクリートメーカーの工場において、１リングをトラック輸送の便宜から周方向に複数に分割した状態で製作し、これら分割リングを現地製作ヤードにトラックで現地製作ヤードまで運び、ここで周方向に結合したならば、さらに各リングをＰＣ鋼材を用いて長手方向に連結してコンクリート製浮体部を完成させるようにし、最後に、前記鋼製浮体部とコンクリート浮体部とを１３００ｔクラスの大型起重機船を使って結合し、浮体を完成させるようにしていた。

特許第５２７４３２９号公報 特開２０１２－２０１２１９号公報

スパー型洋上風力発電設備の洋上での建造に際して、前記スパー型浮体を洋上に浮かべた状態でタワー、ナセル及びブレード等の風車設備を設置する際には、波の穏やかな湾内で行うことが望ましいが、スパー型浮体の吃水（水面下の部分）が概ね７０ｍ以上と深いのに対して、湾内の水深は一般的にこれよりも浅いため、湾内での施工は困難であり、風車設備の設置に当たっては、図２３に示されるように、水深の深い湾外で大型起重機船７０を用いて行うようにしていた（特許文献２参照）。

しかしながら、洋上風力発電設備の建造を行い得る大型の起重機船は、現時点では日本には数隻しかなく、１日の使用料（傭船料）が高額であり傭船コストが膨大となるという問題があった。そこで、近年は洋上風力発電設備の建造のために、セミサブ型浮体にクレーンを搭載したセミサブ型クレーンが製作されているが、セミサブ型浮体は大型起重機船に比べると自重が軽いため波の影響を受け易く安定性に欠ける問題があるとともに、タワーやナセルなどの重量物を吊持すると浮体全体が動揺し不安定になる問題があり、風力発電設備の組立て作業時に支障が生じる可能性があった。

そこで本発明の主たる課題は、スパー型洋上風力発電設備の上部構造体を一括施工で組立てすることにより建造の効率化を図るとともに、施工に用いるセミサブ型クレーンは特に重量物を吊り下げた際の動揺を抑えて安定的に作業を行い得るようにしたスパー型洋上風力発電設備の建造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、スパー型洋上風力発電設備の建造方法であって、
比較的波の穏やかな静穏域として選定された海域において、組立用架台上でタワー、ナセル及びブレードからなる洋上風力発電設備の上部構造体の組立てを行う第１ステップと、
前記組立用架台上で組み立てた前記上部構造体を、デッキ面に移動式カウンターウエイト装置を設備したセミサブ型クレーンによって一括で吊り上げて洋上風力発電設備の建造場所まで運搬する第２ステップと、
岸壁で浮体全部の組み立てを行った後、完成した浮体を半潜水型スパッド台船によって洋上風力発電設備の建造場所まで運搬し、浮体を洋上にフロートオフさせたならば、係留索を取り付けて浮体を起立状態で保持する第３ステップと、
前記セミサブ型クレーンによって前記上部構造体を吊り上げた状態のまま前記浮体の上部に連結して洋上風力発電設備を完成させる第４ステップとからなるスパー型洋上風力発電設備の建造方法が提供される。

上記請求項１記載の発明では、比較的波の穏やかな静穏域として選定された海域において、組立用架台上でタワー、ナセル及びブレードからなる洋上風力発電設備の上部構造体の組立てを行う（第１ステップ）。次に、前記組立用架台上で組み立てた前記上部構造体を、デッキ面に移動式カウンターウエイト装置を設備したセミサブ型クレーンによって一括で吊り上げて洋上風力発電設備の建造場所まで運搬する（第２ステップ）。

一方で、岸壁で浮体全部の組み立てを行った後、完成した浮体を半潜水型スパッド台船によって洋上風力発電設備の建造場所まで運搬し、浮体を洋上にフロートオフさせたならば、係留索を取り付けて浮体を起立状態で保持する（第３ステップ）。この第３ステップは、第１ステップ及び第２ステップとは別工程で行う作業であり、第１ステップ及び第２ステップの前工程でも良いし後工程でも良い。また同時並行的工程で行っても良い。

前記上部構造体は、かなりの重量物となるが、前記セミサブ型クレーンはデッキ面に移動式カウンターウエイト装置を設備した構造としてあるため、前記上部構造体をクレーンによって吊り上げる際には、吊り上げ荷重による動揺を抑え得る位置に前記移動式カウンターウエイト装置のウエイトを移動することにより船体の動揺を抑えて安定化が図れるようになる。

最後に、前記セミサブ型クレーンによって前記上部構造体を吊り上げた状態のまま前記浮体の上部に連結して洋上風力発電設備を完成させる（第４ステップ）。本発明では、スパー型洋上風力発電設備の上部構造体をセミサブ型クレーンにより一括施工で組立てすることにより建造の効率化を図れるようになる。また、前記セミサブ型クレーンは移動式カウンターウエイト装置を設備しているため、特に重量物を吊り下げた際の動揺を抑えて安定的に作業を行い得るようになる。

請求項２に係る本発明として、前記浮体はコンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部と、このコンクリート製浮体部の上側に連設された鋼製浮体部とからなるスパー型浮体又はコンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体からなるスパー型浮体とされる請求項１記載のスパー型洋上風力発電設備の建造方法が提供される。

上記請求項２記載の発明は、浮体の構造を具体的に規定したものである。具体的には、浮体構造としては、コンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部と、このコンクリート製浮体部の上側に連設された鋼製浮体部とからなるスパー型浮体又はコンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体からなるスパー型浮体とすることができる。

請求項３に係る本発明として、前記組立用架台として、ＳＥＰ式台船、モノパイル基礎、ジャケット基礎又はケーソン基礎を用いる請求項１記載のスパー型洋上風力発電設備の建造方法が提供される。

上記請求項３記載の発明は、組立用架台としての具体例を示したものである。具体的には、前記組立用架台としては、ＳＥＰ式台船、モノパイル基礎、ジャケット基礎又はケーソン基礎を用いることができる。

請求項４に係る本発明として、前記移動式カウンターウエイト装置は、ウエイトの下面に走行部を設けることにより任意方向に移動可能とし、四隅又は三隅、或いは前記ウエイトを跨いだ前後部にウインチを配置し、ウインチから繰り出したワイヤーをウエイトに連結し、前記ウインチの操作によって前記ウエイトを所定の位置に移動制御するようにした装置とされる請求項１記載のスパー型洋上風力発電設備の建造方法が提供される。

上記請求項４記載の発明は、移動式カウンターウエイト装置の構造を具体的に規定したものである。具体的には、ウエイトの下面に走行部を設けることにより任意方向に移動可能とし、適宜の位置にウインチを配置し、前記ウインチ操作によって前記ウエイトを所定の位置に移動制御するようにした装置を好適に挙げることができる。

以上詳説のとおり本発明によれば、スパー型洋上風力発電設備の上部構造体を一括施工で組立てすることにより建造の効率化を図るとともに、施工に用いるセミサブ型クレーンは特に重量物を吊り下げた際の動揺を抑えて安定的に作業を行い得るようになる。

スパー型洋上風力発電設備１の全体図である。 浮体４の縦断面図である。 プレキャスト筒状体１５を示す、(A)は縦断面図、(B)は平面図(B-B線矢視図)、(C)は底面図(C-C線矢視図)である。 プレキャスト筒状体１５同士の緊結要領図(A)(B)である。 コンクリート製浮体部４Ａと鋼製浮体部４Ｂとの境界部を示す拡大縦断面図である。 本発明に係るセミサブ型クレーン２を示す、(A)は側面図、(B)はその平面図である。 移動式カウンターウエイト装置３の他例を示す平面図である。 移動式カウンターウエイト装置３の更に他例を示す平面図である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その１）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その２）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その３）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その４）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その５）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その６）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その７）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その８）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その９）である。 本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その１０）である。 組立用架台１３の他例を示す上部構造体の組立要領図である。 組立用架台１３の他例を示す上部構造体の組立要領図である。 組立用架台１３の他例を示す上部構造体の組立要領図である。 従来の浮体建造方法を示すフロー図である。 特許文献２における大型起重機船７０による一括施工要領図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

〔ハイブリッドスパー型洋上風力発電設備１〕
先ず最初に、本発明が適用されるスパー型洋上風力発電設備１について、図１～図５に基づいて詳述する。

前記スパー型洋上風力発電設備１は、詳細には図１に示されるように、スパー型の筒状形状の浮体４と、係留索１０と、タワー６と、タワー６の頂部に設備されるナセル８及び複数のブレード９，９…からなる風車７とから構成されるものである。

前記浮体４は、図２に示されるように、コンクリート製のプレキャスト筒状体１５、１５…を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体１５、１５…をＰＣ鋼材１９により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部４Ａと、このコンクリート浮体部４Ａの上側に連設された鋼製浮体部４Ｂとからなる。

前記浮体４の中空部内には、水、砂利、細骨材又は粗骨材、金属粒などのバラスト材が投入又は排出可能とされ、浮力（吃水）が調整可能とされる。バラスト材の投入／排出は、本出願人が先に、特開２０１２－２０１２１７号公報において提案した流体輸送方法を採用することによって可能である。

前記コンクリート浮体部４Ａは、コンクリート製のプレキャスト筒状体１５、１５…で構成されている。前記プレキャスト筒状体１５は、図３に示されるように、軸方向に同一断面とされる円形筒状のプレキャスト部材であり、それぞれが同一の型枠を用いて製作されるか、遠心成形により製造された中空プレキャスト部材が用いられる。

壁面内には鉄筋２０の他、周方向に適宜の間隔でＰＣ鋼材１９を挿通するためのシース２１、２１…が埋設されている。このシース２１、２１…の下端部にはＰＣ鋼材１９同士を連結するためのカップラーを挿入可能とするためにシース拡径部２１ａが形成されているとともに、上部には定着用アンカープレートを嵌設するための箱抜き部２２が形成されている。また、上面には吊り金具２３が複数設けられている。

プレキャスト筒状体１５同士の緊結は、図４(A)に示されるように、下段側のプレキャスト筒状体１５から上方に延長されたＰＣ鋼材１９、１９…をシース２１、２１…に挿通させながらプレキャスト筒状体１２，１２を積み重ねたならば、アンカープレート２４を箱抜き部２２に嵌設し、ナット部材２５によりＰＣ鋼材１９に張力を導入し一体化を図る。また、グラウト注入孔２７からグラウト材をシース２１内に注入する。なお、前記アンカープレート２４に形成された孔２４ａはグラウト注入確認孔であり、該確認孔からグラウト材が吐出されたことをもってグラウト材の充填を終了する。

次に、図４(B)に示されるように、ＰＣ鋼材１９の突出部に対してカップラー２６を螺合し、上段側のＰＣ鋼材１９、１９…を連結したならば、上段となるプレキャスト筒状体１５のシース２１、２１…に前記ＰＣ鋼材１９、１９…を挿通させながら積み重ね、前記要領によりＰＣ鋼材１９の定着を図る手順を順次繰り返すことにより高さ方向に積み上げられる。この際、下段側のプレキャスト筒状体１５と上段側のプレキャスト筒状体１５との接合面には止水性確保及び合わせ面の接合のためにエポキシ樹脂系などの接着剤２８やシール材が塗布される。

前記鋼製浮体部４Ｂは、相対的には下段側に位置する鋼製筒状体１７と、相対的に上段側に位置する鋼製筒状体１８とで構成されている。下段側の鋼製筒状体１７は、下側部分はプレキャスト筒状体１５と同一の外径寸法とされ、図５に示されるように、プレキャスト筒状体１５に対して、ボルト又は溶接等（図示例はボルト締結）によって連結される。鋼製筒状体１７の上部は漸次直径を窄めた截頭円錐台形状を成している。

上段側の鋼製筒状体１８は、前記下段側の鋼製筒状体１７の上部外径に連続する外径寸法とされる筒状体とされ、下段側の鋼製筒状体１７に対してボルト又は溶接等（図示例はボルト締結）によって連結される。これら鋼製筒状体１７，１８は、所定重量毎に分割した各鋼製リングによって構成され、各鋼製リングは周方向に溶接されることにより一体化されている。

一方、前記タワー６は、鋼材、コンクリート又はＰＲＣ（プレストレスト鉄筋コンクリート）から構成されるものが使用されるが、好ましいのは総重量が小さくなるように鋼材によって製作されたものを用いるのが望ましい。タワー６の外径と前記上段側鋼製筒状体１８の外径とはほぼ一致しており、外形状は段差等が無く上下方向に連続している。

前記係留索１０の浮体４への係留点Ｐは、図１に示されるように、海面下であってかつ浮体４の重心Ｇよりも高い位置に設定してある。従って、船舶が係留索１０に接触するのを防止できるようになる。また、浮体４の倒れ過ぎを抑えるように係留点Ｐに浮体４の重心Ｇを中心とする抵抗モーメントを発生させるため、タワー６の傾動姿勢状態を適性に保持し得るようになる。

一方、前記ナセル８は、風車７の回転を電気に変換する発電機やブレード９の角度を自動的に変えることができる制御器などが搭載された装置である。

〔セミサブ型クレーン２について〕
スパー型洋上風力発電設備１の建造方法について詳述する前に、本建造方法で用いるセミサブ型クレーン２について、図６～図８に基づいて詳述する。

セミサブ型クレーン２は、図６に示されるように、浮力体となる複数本のカラム３１、３１…と、これらを連結する連結材３３、３３…とを含んで構成されたセミサブ型浮体１１のデッキ面にクレーン５を備えたものである。

前記セミサブ型浮体１１は、浮力体となる前記複数本の、図示例では３本のカラム３１、３１…を備える。これらカラム３１は円柱状の中空構造体であり、これらのカラム３１、３１…を例えば平面視で多角形の頂点部に配置した上で、これら各カラム１０３１、３１…を連結材３３、３３…によって連結することによりセミサブ型浮体１１の浮体基部３０が構成されている。

前記浮体基部３０の上面にはデッキ本体３８が設けられているとともに、このデッキ本体３８から連続して一端側にカンチレバー状に張出デッキ部３７が設けられている。また、前記デッキ本体３８を跨いで張出デッキ部３７の反対側に移動式カウンターウエイト用デッキ部３９が設けられている。前記張出デッキ部３７の下面側にはカンチレバー状にフレーム構造体３４が配置され構造的補強が成されている。また、前記移動式カウンターウエイト用デッキ部３９も同様にデッキ下面側にはカンチレバー状にフレーム構造体３５、３６が配置され構造的補強が成されている。前記デッキ本体３８は図面左方側に行くに従って漸次幅が縮小された形状となっており、前記張出デッキ部３７は前記デッキ本体３８の先端側縁からバー状に張り出した形状とされ船首側とされる。前記移動式カウンターウエイト用デッキ部３９はウエイトの移動範囲を確保するために設けられたスペースであり船尾側とされる。なお、デッキ本体３８と移動式カウンターウエイト用デッキ部３９とはデッキの重ね代を有するため段差を有する構造となっているが同面としてもよい。

前記クレーン５は、前記セミサブ型浮体１１のデッキ本体３８の上面であって、前記張出デッキ部３７寄りの位置に設けられている。前記クレーン５の設置位置はカラム３１の直上とされ、クレーン５からの荷重はカラム３１に直接的に伝達されるようになっている。前記クレーン５としては、固定式のものが望ましいが、場合によって移動式クレーンをデッキ本体３８に搭載することも可能である。いずれにしても、洋上風力発電設備のタワー６、ナセル８及びブレード９を架設できる吊り能力及び揚程を有する必要がある。また、タワー式クレーンを採用すると自己昇降式構造によって所望の揚程を確保することが容易に可能となる。

前記張出デッキ部３７の先端部には、洋上風力発電設備のタワーをセミサブ型クレーン２と一体的に固定するためのタワー把持装置４０が設けられている。前記タワー把持装置４０は、開閉可能なグリッパー機構となっている。

前記移動式カウンターウエイト用デッキ３９の上面には、移動式カウンターウエイト装置３が設けられている。この移動式カウンターウエイト装置３は、例えば図６(B)に示されるように、ウエイト４２の下面に走行部を設けることにより任意方向に移動可能とし、四隅にウインチ４１Ａ～４１Ｄをそれぞれ配置し、ウインチ４１Ａ～４１Ｄから繰り出したワイヤー４３ａ～４３ｄをウエイト４２の隅部にそれぞれ連結し、前記ウインチ４１Ａ～４１Ｄの操作によって前記ウエイト４２を所定の位置に移動制御するようにした装置である。この移動式カウンターウエイト装置３では前記ウエイト４２を平面視でＸ及びＹ方向の平面内で任意の位置に移動できるようにしている。各ウインチ４１Ａ～４１Ｄの制御はコンピュータ制御による連携制御によって行うようにするのが望ましい（図示せず）。

前記ウエイト４２は、図示のように、箱形構造とし内部にスラグ骨材などのバラスト材を投入したり、重量が不足する場合は鋼材などを組み合わせて投入するようにして重量を調整することが可能である。

前記ウインチ４１については、図７に示されるように、略正三角形頂点の三方向の三隅にウインチ４１Ａ～４１Ｃをそれぞれ配置し、ウインチ４１Ａ～４１Ｃから繰り出したワイヤー４３ａ～４３ｃをウエイト４２にそれぞれ連結し、前記ウインチ４１Ａ～４１Ｃの操作によって前記ウエイト４２を所定の位置に移動制御するようにしてもよい。また、簡略的には図８に示されるように、前記ウエイト４２を跨いだ前後部にウインチ４１Ａ，４１Ｂを配置し、ウインチ４１Ａ，４１Ｂから繰り出したワイヤー４３ａ、４３ｂをウエイト４２に連結し、前記ウインチ４１Ａ，４１Ｂの操作によって前記ウエイト４２をＹ方向上の所定位置に移動制御するようにしてもよい。この場合は、ウエイト４２の両側部に移動ガイド４４、４４を設けてウエイト４２がＹ方向上にしか移動出来ないようしておくのが望ましい。

前記セミサブ型浮体１１の潜水部には、図６に示されるように、フィンスタビライザー３２、３２を設けて波浪に対する安定性を高めるようにするのが望ましい。

〔スパー型洋上風力発電設備１の建造方法〕
次に、前記セミサブ型クレーン２を用いたスパー型洋上風力発電設備１の建造方法について、図９～図２１に基づいて詳述する。

＜第１ステップ＞
図９に示されるように、岸壁ヤードにおいて、クレーン付きＳＥＰ台船１１を岸壁に着岸させたならば、タワー６、ナセル８及びブレード９、９…をクレーン５０を使ってＳＥＰ台船１１上に積載する。前記クレーン付きＳＥＰ台船１１は、台船の３箇所又は４箇所に鉛直方向に延びる昇降自在の脚柱（以下、「昇降レグ」ともいう。）を設けるとともに、この昇降レグを上下動に駆動させる油圧ジャッキシステムを備え、前記昇降レグを下方向に降ろして下端を海底に支持させ、引き続き昇降レグを下降させることにより台船部分を海面上まで持ち上げた状態とし得るものであり、台船上にクレーン４５を一体的に備えることにより台船上に荷物の積込み・積降ろしができるようになっている。

次に、図１０に示されるように、比較的波の穏やかな静穏域として選定された海域において、組立用架台１３を設けるようにする。この組立用架台１３はタワー６、ナセル８及びブレード９からなる洋上風力発電設備１の上部構造体１２の組立てを行うための架台である。図示例では、ＳＥＰ式台船４６を組立用架台１３として用いている。前記ＳＥＰ式台船４６は台船の３箇所又は４箇所に鉛直方向に延びる昇降自在の脚柱（昇降レグ）を備えた台船であり、同図１０に示されるように、昇降レグを海底に着底させることにより台船を安定的に保持し得るようになっている。なお、図示例ではＳＥＰ式台船として後述する半潜水型スパッド台船４６（昇降レグ付き）を代用している。

組立てに当たっては、前記クレーン付きＳＥＰ台船１１を組立用架台１３の脇に横付けした状態で昇降レグを下降させて台船部分を海面より上に位置決めした状態とし、組立用架台１３の上で、タワー６，ナセル８、ブレード９の順で組立てを行い上部構造体１２を完成させるようにする。

＜第２工程＞
次の第２工程では、図１１に示されるように、前述したセミサブ型クレーン２を前記クレーン付きＳＥＰ台船１１に横付けし、組み立てた上部構造体１２をクレーン５によって吊持する。この際、タワー６の下端はタワー把持装置４０により把持した状態とし上部構造体１２の揺れを極力防止するようにする。また、この際、前記上部構造体１２はかなりの重量物となるため、この吊り荷重によって前側に動揺した船体を水平に安定させるために、移動式カウンターウエイト装置３のウエイト４２を後方側に移動させるようにする。

前記セミサブ型クレーン２によって上部構造体１２を吊持したならば、図１２に示されるように、曳航船４７によって前記セミサブ型クレーン２をスパー型洋上風力発電設備１の建造場所まで運搬する。

＜第３ステップ＞
本第３ステップは、第１ステップ及び第２ステップとは別工程で行う作業であり、第１ステップ及び第２ステップの前工程でも良いし後工程でも良い。また、同時並行的工程で行っても良い。

第３ステップは、岸壁で浮体４の全部の組み立てを行った後、完成した浮体４を半潜水型スパッド台船４６によってスパー型洋上風力発電設備１の建造場所まで運搬し、浮体４を洋上にフロートオフさせたならば、係留索を取り付けて浮体４を起立状態で保持する作業工程である。

具体的には、先ず岸壁ヤードで浮体４を完成させる。その浮体建造方法としては、本出願人が提案した特開２０１８－１７３０１１号公報に係る方法を好適に採用することができる。

その浮体建造方法は、図１３に示されるように、岸壁ヤードに、鋼製リング連結ヤードＡと、コンクリートリング製作ヤードＢと、コンクリートリング連結ヤードＣとを画成して設ける。

前記鋼製リング連結ヤードＡには、第１橋形クレーン５０を一定方向に走行自在に設けるとともに、第１橋形クレーン走行方向に適宜の間隔で回転機能付架台５２、５２…を設置し、かつ第１橋形クレーン走行方向に移動可能な移動式テント５６を設ける。前記コンクリートリング製作ヤードＢには、移動式テント５７を設けるとともに、コンクリートリングの製造設備一式を設備する。前記コンクリートリング連結ヤードＣには、第２橋形クレーン５５を一定方向に走行自在に設けるとともに、第２橋形クレーン走行方向に移動可能な移動式テント５８を設ける。

そして、鋼製リング５１、５１…を前記第１橋形クレーン５０を用いて、順に前記回転機能付架台５２、５２…上に設置するとともに、必要に応じて移動式テント５６で周囲を覆った状態とし、鋼製リング５１、５１…を軸芯回りに回転させながら周方向に溶接を行って連結し、鋼製浮体部５３Ｂを完成させる第１工程と、前記鋼製浮体部５３Ｂを前記コンクリートリング連結ヤードＣに移動し所定位置に設置したならば、前記コンクリートリング製作ヤードＢで製作されたコンクリートリング５４を順にコンクリートリング連結ヤードＣに運び、必要に応じて移動式テント５８で周囲を覆った状態とし、前記第２橋形クレーン５５を用いコンクリートリング５４を前記鋼製浮体部５３Ｂに連設するとともに、ＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ることにより前記浮体５３を完成させる第２工程とからなるスパー型洋上風力発電設備の浮体建造方法である。このような方法で浮体４を完成させたならば、図１４に示されるように、岸壁において、半潜水型スパッド台船４６に対して、横向き状態のまま移動させて積み込みを行う（ロールオン）。この半潜水型スパッド台船４６は、バラスト水の調整によって半潜水状態まで吃水を調整可能とした台船であり、バラスト調整しながら台船上に積み荷をロールオン（積込み）した後、沖合でバラスト水の調整により半潜水状態とすることによって積み荷をフロートオフ（浮上・進水）できるようにしたものである。従って、前記浮体４を建設場所まで運搬したならば、半潜水状態として浮体４を海上に浮上・進水させることがクレーン無しで可能になる。

曳航船４７によって半潜水型スパッド台船４６を曳航して、スパー型洋上風力発電設備１の建造場所まで運搬したならば、図１５に示されるように、半潜水型スパッド台船４６を半潜水状態とすることにより浮体４を海上に進水・浮上させる（ロールオフ）。そして、浮体４にバラスト水を注水することにより立て起こしを行い、縦向き状態とする。

縦向き状態とした浮体４には、図１６に示されるように、係留索１０、１０…を取り付けて浮体４の安定性を確保するのが望ましい。
＜第４ステップ＞
第４ステップでは、図１７及び図１８に示されるように、前記セミサブ型クレーン２によって前記上部構造体１２を吊り上げた状態のまま前記浮体４の上部に連結してスパー型洋上風力発電設備１を完成させるようにする。

〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、組立用架台１３としてＳＥＰ式台船（半潜水型スパッド台船）４６を用いたが、図１９に示されるように、モノパイル基礎４８を組立用架台１３として用いてもよいし、図２０に示されるように、ジャケット基礎４９を組立用架台１３として用いてもよい。更には図２１に示されるように、ケーソン基礎５９を組立用架台１３として用いてもよい。

(2)上記形態例は、浮体４がコンクリート製浮体部４Ａと、このコンクリート製浮体部４Ａの上側に連設された鋼製浮体部４Ｂとからなるスパー型浮体を対象としたものであるが、浮体４がコンクリートリング１５、１５…を複数段積み上げ、各コンクリートリング１５、１５…をＰＣ鋼材１９により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部４Ａのみからなるスパー型浮体の場合も同様の手順で建造することが可能である。もちろん、他の浮体構造であっても同様である。

(3)上記形態例ではスパー型洋上風力発電設備１の上部構造体１２を一括施工するためのクレーン船としてセミサブ型クレーン２を用いたが、起重機船に移動式カウンターウエイト装置３を設けたクレーン船を用いることも可能である。

１…スパー型洋上風力発電設備、２…セミサブ型クレーン、３…移動式カウンターウエイト装置、４…浮体、４Ａ…コンクリート製浮体部、４Ｂ…鋼製浮体部、５・４５…クレーン、６…タワー、７…風車、８…ナセル、９…ブレード、１０…係留索、１１…クレーン付きＳＥＰ台船、１２…上部構造体、１３…組立用架台、１５・１６…プレキャスト筒状体（コンクリートリング）、１９…ＰＣ鋼材、４６…半潜水型スパッド台船、４８…モノパイル基礎、４９…ジャケット基礎、５９…ケーソン基礎

Claims (4)

1. スパー型洋上風力発電設備の建造方法であって、
   比較的波の穏やかな静穏域として選定された海域において、組立用架台上でタワー、ナセル及びブレードからなる洋上風力発電設備の上部構造体の組立てを行う第１ステップと、
   前記組立用架台上で組み立てた前記上部構造体を、デッキ面に移動式カウンターウエイト装置を設備したセミサブ型クレーンによって一括で吊り上げて洋上風力発電設備の建造場所まで運搬する第２ステップと、
   岸壁で浮体全部の組み立てを行った後、完成した浮体を半潜水型スパッド台船によって洋上風力発電設備の建造場所まで運搬し、浮体を洋上にフロートオフさせたならば、係留索を取り付けて浮体を起立状態で保持する第３ステップと、
   前記セミサブ型クレーンによって前記上部構造体を吊り上げた状態のまま前記浮体の上部に連結して洋上風力発電設備を完成させる第４ステップとからなるスパー型洋上風力発電設備の建造方法。
2. 前記浮体はコンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部と、このコンクリート製浮体部の上側に連設された鋼製浮体部とからなるスパー型浮体又はコンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体からなるスパー型浮体とされる請求項１記載のスパー型洋上風力発電設備の建造方法。
3. 前記組立用架台として、ＳＥＰ式台船、モノパイル基礎、ジャケット基礎又はケーソン基礎を用いる請求項１記載のスパー型洋上風力発電設備の建造方法。
4. 前記移動式カウンターウエイト装置は、ウエイトの下面に走行部を設けることにより任意方向に移動可能とし、四隅又は三隅、或いは前記ウエイトを跨いだ前後部にウインチを配置し、ウインチから繰り出したワイヤーをウエイトに連結し、前記ウインチの操作によって前記ウエイトを所定の位置に移動制御するようにした装置とされる請求項１記載のスパー型洋上風力発電設備の建造方法。

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