洋上風力向けヒーブ補償
設置点での動きから検討する。
ヒーブは位置決め問題の一要素である。
重要なのは、設置対象に対するコンポーネントの相対運動である。補償方式を選定する前に、基準点、方向、公差および作業工程を明確にする。
概念上の基準点のみを示す。形状、公差、運動振幅または機器性能は規定していない。
受け側構造物を特定する。
固定式基礎、浮体式基礎、または移動するフィーダーでは、相対運動の条件が異なる。
必要な制御を定義する。
鉛直間隔、水平位置および姿勢には、それぞれ異なる機器が必要となる場合がある。ヒーブ低減率だけでは、そのすべてを表せない。
工程ごとの基準を設定する。
該当する荷重、クリアランス、着座速度およびアライメントの限界を規定し、連成応答を検証する。
ジャッキアップ作業と浮体作業を区別する。
船体は支持されている。
脚で上昇している場合、波浪による船体のヒーブは吊り上げ運動への入力から除かれる。ただし、風、クレーンおよび構造の柔軟性、ならびに別のフィーダーや設置対象の運動は、引き続き影響し得る。
実際の現場、支持条件、作業手順およびインターフェースを評価する。ジャッキアップしても、すべての相対運動がゼロになるわけではない。
船舶応答は残る。
ヒーブおよび回転運動がクレーン先端の運動に寄与する。該当点での応答と、コンポーネントおよび設置対象との関係を評価する。
設置方法全体、稼働率および気象基準を比較する。浮体式船舶が常にサイクルタイム上有利とは限らない。
吊り上げ作業に即して評価する。
実際のコンポーネント、クレーン構成および設置方法を用いる。風車定格や一般的なコンポーネント寸法だけでは、十分な設計入力にならない。
| 設置工程 | 条件の定義 | インターフェースの検証 |
|---|---|---|
| モノパイル / ジャケット | 実際の質量、浮力、形状、クレーンおよびハンドリング構成。 | スプラッシュゾーンでの応答、起立・降下、および工法に含まれるグリッパーまたは海底との相互作用。 |
| トランジションピース | 設置先基礎、接続方法および仮設支持。 | 相対位置、着座・接触荷重、および嵌合時のアライメント。 |
| タワーセクション | クレーン構成、コンポーネント形状および風況。 | 構造の柔軟性を含む、接続点での運動およびクリアランス。 |
| ナセル / ブレード | 実際のコンポーネント、吊り具、重心および受風面積。 | 高所での位置と姿勢、クリアランス、および規定された風・運動基準。 |
風力タービン設置の課題
洋上風力の設置には、ジャッキアップ船、浮体式重量物運搬船、またはその他のプロジェクト固有の構成が用いられる。コンポーネントの質量、形状、吊り具、クレーン構成および設置対象によって、運動に敏感な荷重ケースが決まる。
ヒーブ補償が重要となる主な設置工程：
- モノパイル／ジャケットの設置 — 降下、着水および海底設置を通じて、実際の基礎とハンドリング方法を評価する。
- トランジションピースの設置 — 嵌合対象、接続方法、相対位置基準および接触荷重を定義する。
- タワーセクションの吊り上げ — 接続点での応答とクリアランスを評価し、該当する場合はクレーンおよび構造の柔軟性を含める。
- ナセルおよびブレードの設置 — 高所の設置インターフェースについて、実際のコンポーネント、吊り具、受風面積および風・運動基準を用いる。
どの運動が吊り上げ作業に入力されるかは、船舶構成と作業工程によって決まる。設置方法を比較する前に、クレーン先端と設置対象の応答、該当する風況および構造の柔軟性を明確にする。
風力向け動揺補償方式
洋上風力の設置では、複数の動揺補償方式が用いられる：
- アクティブヒーブ補償 — 制御駆動装置が、検出、帯域幅、力、速度およびストロークの限界内で鉛直方向の吊り上げ応答を変化させる。制御基準を定義し、設置対象での残留運動を評価する。
- パッシブヒーブ補償 — ガススプリング方式が連成荷重応答を変化させる。吊り上げ作業の力・ストローク包絡線と減衰を評価する。コストと適合性は、規定された構成および用途によって決まる。
- 動揺補償式パイルグリッパー — 規定された補償方向および自由度を備えた、杭のハンドリング・拘束インターフェースを提供する。このインターフェースをクレーンおよび杭と併せて評価する。インライン式ヒーブ補償とは役割が異なる。
- 衝撃保護 — 規定された杭の逸走または荷重移行事象について、ピーク荷重とストローク応答を評価する。通常の設置における位置決め性能を示すものではない。
同一の荷重ケースおよび合否基準を用いて、適切な固定設定式パッシブ構成と、アダプティブまたはアクティブ方式を比較する。RIGELおよびANTARESは必要な力・ストローク応答と運用機能に照らして評価し、POLARISは規定された衝撃事象に対応する。機器選定および気象待機時間短縮の効果は、解析結果に基づいて判断する。
市場見通し
時点を明示した地域動向については、 欧州委員会が2024年12月に示した洋上再生可能エネルギー目標を参照する。これは法的拘束力のない地域目標であり、個別キャンペーンの時期や機器需要の予測ではない。
導入目標と風車設計は引き続き変化している。地域目標は時点を伴う市場情報として扱い、吊り上げキャンペーンの定義には実際の風車、基礎および設置方法を用いる。
基礎のハンドリング、コンポーネント移送、曳航およびフックアップでは、それぞれ異なるインターフェースと機器の役割が生じる。動揺補償式ギャングウェイ、吊り上げ用補償装置および張力制御システムの合否基準は異なり、ある用途の性能を別の用途に適用することはできない。
洋上風力向けヒーブ補償に関するよくある質問
洋上風力の設置にヒーブ補償が必要なのはなぜか？
風力設備の設置で運動の影響を最も受けやすい吊り上げ作業は何か？
ジャッキアップ設置船と浮体式設置船のどちらか？
洋上風力ではどのような動揺補償方式が用いられるか？
風力設備の設置キャンペーンにおいて、パッシブ補償装置はどこに適用できるか？
Norwegian Dynamicsの関連情報
- パッシブヒーブ補償の基礎 — 式、導出および効率計算ツール。
- アクティブヒーブ補償 — インラインAHC、MRU入力、油圧駆動、およびAHCの適用範囲。
- スプラッシュゾーン通過 — 多くの海中吊り上げ作業を支配する設計ケース。
洋上風力プロジェクトの吊り上げをご検討ですか？
コンポーネントと吊り具のデータ、船舶とクレーンの構成、設置対象／支持構成、計画する設置手順、および必要な運動／荷重基準をお送りください。評価範囲と機器範囲を定義できます。
根拠と前提条件
プロジェクトの設計入力、機器性能および市場情報を区別する。それぞれ出典と適用範囲が異なる。
- コンポーネントおよび設置の基準
- 実際のコンポーネント質量、重心、形状、吊り具、クレーン構成および設置対象データを用いる。風車出力定格や一般的なコンポーネントの質量または長さだけでは、吊り上げ作業を定義できない。
- 動揺制御の範囲
- 制御方向および基準点を規定する。異なる機器の役割の例として、 Huismanは杭ハンドリング用のXYフレームおよびグリッパーインターフェースを説明している 。その構造および性能は、ND補償装置の定格ではない。
- 本ページで参照する製品提供状況
- RIGEL、CYGNUS、ANTARESおよびPOLARISは、Norwegian Dynamicsが現在提供している装置である。VEGAおよびSIRIUSは開発中であり、ここでは参考情報としてのみ記載する。
