ノルウェーで建設中 世界最大の浮体式洋上風力「Hywind Tampen」

浮体式

 2022年9月完成予定の浮体式洋上風力「Hywind Tampen」。完成すれば世界最大の浮体式洋上風力になるビッグプロジェクトが最終段階を迎え、現地海域への風車設置が始まったようだ。

 本題に入る前に基本的なことを確認。

 洋上風車基礎には着床式と浮体式があり、読んで字のごとく海の上で風車が海底面に立っているか浮いているかという違い。着床式の洋上風車は水深50m~60mまでの比較的浅い海域に適用され、それより深い水深には浮体式の洋上風車が適用される。

Types of Offshore Wind Power 01-ja.svg

Σ64 – 投稿者自身による著作物, CC 表示 4.0, リンクによる

 水深50m~60mに存在する境界線はコスト面に由来する

 基本的に水深が深くなると両者ともにコストは高くなる。水深50m~60mを境に着床式のコストが浮体式のコスト超えてくるという理由。

「潜在する世界の洋上風力発電資源の約80%は深い海にある」

Eldar Sætre(Equinor CEO)

 日本風力発電協会の試算によると日本の浮体式洋上風力ポテンシャルは着床式の3.3倍

<参考>我が国の洋上風力発電のポテンシャル

着床式洋上風力ポテンシャル:約128GW(水深 10~50m)
浮体式洋上風力ポテンシャル:約424GW(水深 100~300m)

出典:資源エネルギー庁ウェブサイト(総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会(第39回会合)| 資料4 日本風力発電協会)

 着床式に比べて浮体式洋上風力は世界的にも設置されている発電容量はまだ少ない。これから商用規模の設置が増えていくという段階。

 今回の浮体式洋上風力「Hywind Tampen」。着床式に比べて規模的には大きくはないが、完成すると世界最大になるという。

 それでは、本題へ。

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Hywind Tampen

 ノルウェー西部の沖合140km、北海に建設中の浮体式洋上風力「Hywind Tampen」。2020年10月に建設が開始され、2022年9月までに完成する予定

Hywind Tampenの概要
  • 設置位置:ノルウェー西部の沖合140km、水深260m~300m
  • 発電容量:Siemens Gamesa 8.6 MW×11基=94.6MW
  • 風車基礎:浮体式コンクリートスパー型
  • 風車形状:ローター直径 167m、ブレード長さ 81.5m
  • 電力供給先:スノーレ(Snorre)油田とガルファクス(Gullfaks)油田

 少し古い記事だと発電容量は 8MW×11基=88MW になっていますが、8.6MW/基の風車が納入されるようです。

 ”Hywind”(ハイウィンド)とは、北欧最大のエネルギー企業「Equinor」の浮体式洋上風車につけられた製品名。「Hywind Tampen」の他に、「Hywind Scotland」でも使用されている。

コンクリートスパー型

Hywind Tampenのイラスト

 👆上の図で言うと風車下側の浮体構造がコンクリート製。スパー型なのでビール瓶のような円柱状。特徴として、構造が単純なので製造が容易で、安定性にも優れているが、基礎部分の喫水が大きいので組立、輸送時の水深に制限がある。

 最終的に設置する水域の水深は当然深いけど、製造・組立・輸送を行う水域も水深が深い場所が必要になる。

 「Hywind Tampen」は水深の課題をクリアするために段階的に場所を変えながら製造・組立を行っている。

基礎部分の製造

製造・組立場所と設置場所の位置関係

 基礎部分の製造は下から上に向かって順に作られていきますが、最初に下側20mをドック内の気中で製造。場所は、①Stord。

ドック内で製造される11基の基礎部分(下側20m)
基礎部分(下側20m)が完成して進水・浮上
“Stord”から”Dommersnes”へ基礎部分(下側20m)を海上運搬

 次に、②Dommersnes で残りの基礎部分を製造していく。ここでの製造で20mだった基礎部分の高さが107mになる。台船3隻を縦に係留して岸壁から沖に離して基礎部分が係留できるように工夫していますが、あの位置で水深70m程度はあることが想像できます。

高さ20mから107mまで基礎部分を製造
台船3隻を縦に係留して桟橋の代わりにしている
基礎部分完成後に”Dommersnes”から”Gulen”へ海上運搬

 日本にこれだけの水深が確保できる港はあるのでしょうか。

 長崎県五島市椛島に設置されたスパー型の浮体式洋上風車は横に倒した状態で基礎部分を製造、水深が深い場所へ運搬して大型起重機船で建て起こすという方法でした。ひと手間加わるので地形条件的に日本は不利ですね。

椛島風力発電所
  • 名称:はえんかぜ
  • 設置位置:長崎県五島市椛島 鷹ノ巣鼻灯台の南西方約1.7km
  • 発電容量:2MW
  • 風車基礎:浮体式ハイブリットスパー型
  • 風車形状:全長 172m(喫水:76m、ハブ高さ:56m、ローター直径:80m)

上部の風車を浮体基礎に搭載

 完成した基礎部分は、③Gulen で上部の風車を搭載して完成。

Gulenで上部風車の組立作業

 風車の組立を行っている巨大クレーンはmammoetの「PTC 200-DS」という型式のリングクレーン。最大吊り上げ能力は5,000トン。能力表を見ると、カウンターウェイト3,500トン、ブームの先に取り付けられたラッフィングジブ使用、作業半径102mで600トン程度の吊り上げ能力がある。

「PTC 200-DS」による風車組立

 「Hywind Tampen」の工事に合わせてこの場所にクレーンを建造。旋回時に走行する車輪が走るリングの外径は49.5m。クレーンを設置するために、岸壁を補強する支持杭を含めた基礎工事から整備されている。

浮体基礎と一体化した風車を現地へ曳航

 Gulenで完成した風車を設置する海域へ向け曳航。2022年6月3日時点で設置する11基の内、4基が設置された。

 2022年9月の完成に向けて工事も最終段階に入っている。

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