日本初、沖合における着床式洋上風力発電が銚子沖に完成

太平洋の大きな波やうねりを克服し、海面高さ100mを超える風車と風況観測タワーを設置

　鹿島（社長：中村満義）は、千葉県銚子沖約3kmの海上に建設を進めていた日本で初めての着床式洋上風力発電設備を完成させました。
　この事業は、台風や地震などの日本の厳しい自然環境に適用できる洋上風力発電技術確立を目的とした独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）による洋上における風力発電の実証研究です。洋上風力発電システムとして風車をNEDOと東京電力の共同事業で、洋上風況観測システムとして観測タワーをNEDOから委託を受けた東京電力と東京大学が実証研究を行っています。当社は東京電力の発注を受け、観測タワーと洋上風車の建設を担うとともに、東京電力から再委託で、風車基礎の研究開発を担っております。洋上は、障害物が無く、陸上より安定的に強い風力が得られ、発電効率が高いメリットがあります。今後約2年間、風向きや風の強さと発電量の関係などの調査が進められます。

完成した風車と観測タワー

工事概要

工事名	：　洋上風力発電システム建設工事、洋上風況観測システム建設工事
発注者	：　東京電力株式会社
設計者	：　風車　---鹿島建設株式会社、株式会社小堀鐸二研究所、三菱重工業株式会社
	観測タワー　---鹿島建設株式会社、株式会社小堀鐸二研究所、株式会社巴コーポレーション
施工者	：　鹿島建設株式会社
工事場所	：　千葉県銚子沖約3km
工期	：　2010年12月～2013年1月
工事概要	：　風車　---海面からの高さ126m、ローター径92m、定格出力は2400kW（一般家庭1200戸分）
	風況観測タワー　---海面からの高さ100mの鋼管トラス鉄塔、風向・風速計他各種観測装置装備

工事の経緯

●基礎の設計、製作
　洋上風車の基礎の設計では、陸上風車の設計で考慮する荷重に加えて、波浪による力（波力）を考慮する必要があります。設計用波力は、水理模型実験から得られた波浪の不規則性等も考慮して設定しています。さらに、風力と波力が作用する同時性や、地震発生時の海水の影響を考慮するなど、陸上風車基礎とは大きく異なる設計方法を採用しています。また、建設に先立ち実施した建設地点での波浪観測により、東北地方太平洋沖地震で襲来した銚子沖の津波が観測でき、水理実験で本基礎模型に同様の津波を作用させて安全性を確認しました。
　基礎の構造は、施工時の可搬性（陸上で製作した基礎を建設地点まで輸送する）を考慮して中詰め材を後施工できるケーソンタイプの重力式コンクリート基礎としています。形状はより大きな波力が作用する海面付近を出来る限り細くした三角フラスコ型を採用し、波の影響を小さくするための設計的配慮をしています。また、ケーソン外壁は、軽量化とひび割れ対策のために、プレストレストコンクリート（PC）壁構造としています。PC鋼材の配置には、PC卵形消化槽のPC鋼材の螺旋状配置技術を応用し、耐荷性能と耐久性を確保しています。さらに、基礎底面には摩擦を増大させるためのアスファルトマットを取付けることで安定性を確保しています。


風車ケーソン基礎の鉄筋、PC鋼材の配置	完成した風車、観測タワーケーソン基礎

●基礎の据付
　太平洋の大きなうねり波の影響の中でケーソン基礎の運搬･据付を実施するため、水理実験を実施し起重機船の船体中央部で吊ることにより動揺を最小限に出来ることを確認しました。その結果を施工に反映するため、既存の船としては日本最大級の1,600ｔ吊全旋回起重機船の船体中央の舷側に櫓を艤装し、浮力を利用することで2,400ｔの重量のケーソンを半潜水式で運搬、据付けることに成功しました。据付後、ケーソンの中詰材として比重の大きな銅水砕スラグを投入し、トータル5,400ｔの重力式基礎が完成しました。

銚子沖の風車ケーソン基礎据付状況

●風車の設置
　風車の設置には2隻の大型SEP（Self Elevating Platform）を使用しました。銚子沖のうねりの中では、台船に部材を載せてSEP上の650tクレーンで吊り上げることが困難であるため、静穏な東京湾内で全ての部材をSEP2隻に積込み、銚子沖へ曳航し組立てました。
　作業員の輸送方法として、銚子のうねりに対応できる大型のサプライボートとバスケットで吊移動する方法を採用することで、人員の安全な輸送を可能にし、高い作業稼働率を達成しました。

風車のナセル取り付け

風車のブレード取り付け状況

サプライボートとバスケットによる作業員吊移動

今後の展望

　今回の建設工事では、多くの台風や東日本大震災を経験しました。厳しい環境下で培った建設のノウハウを、今後期待が寄せられている再生可能エネルギーの一つである洋上風力発電事業に役立ててまいります。

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