DE102004061391A1 - Wind power plant has tower which is constructed over floor along with temperature monitoring system and at least one line for heating medium runs at least sectionally in floor of wind power plant - Google Patents

Wind power plant has tower which is constructed over floor along with temperature monitoring system and at least one line for heating medium runs at least sectionally in floor of wind power plant Download PDF

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Abstract

The wind power plant has a tower (10) which is constructed over the floor (20,30) along with a temperature monitoring system (90,100,120) for at least one device (60,61,80) arranged in the wind power plant. At least one line (100) for a heating medium runs at least sectionally in the floor of the wind power plant. An independent claim is also included for the method of regulation of temperature in a wind power plant.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Windenergieanlage.The The invention relates to a wind turbine according to the preamble of Claim 1 and a method for controlling the temperature in a wind turbine.

Windenergieanlagen mit einem Temperaturregelsystem sind im Stand der Technik bekannt. In der WO 99/30031 ist eine Windenergieanlage offenbart, in der ein im Turmkopf befindlicher Generator mittels eines Luftstroms gekühlt wird. Dazu weist der Turm am oberen Ende eine Luftaustrittsöffnung auf und im Turmfuß sind Lufteintrittsöffnungen vorgesehen, die einen Frischlufteinlass in das Turminnere gestatten. Der Luftstrom entsteht durch einen im Innenraum des Turms der Windenergieanlage auftretenden Kamineffekt. Im Turmfuß können leistungselektronische Geräte, wie Umrichter, Transformatoren usw. vorgesehen sein, die eine Verlustleistung aufweisen und die durch abgegebene Wärme die sie umgebende Luft erwärmen. Die erwärmte Luft steigt auf und gelangt durch die Luftaustrittsöffnung im oberen Bereich des Turmes nach außen. Im unteren Bereich wird durch die Lufteintrittsöffnungen Frischluft eingesaugt, die am Umrichter, Transformator und Generator vorbei streicht und diese damit kühlt. Die Lufteintrittsöffnungen sind in der Turmwandung vorgesehen und mindern somit die Festigkeit des Turms gerade in dem stark belasteten Turmfuß. Im Sommer der gemäßigten geographischen Breiten und in Gebieten mit hohen Außentemperaturen ist die Kühlwirkung der Frischluft gering.Wind turbines with a temperature control system are known in the art. In WO 99/30031 a wind turbine is disclosed in which a generator located in the top of the tower by means of an air flow chilled becomes. For this purpose, the tower at the upper end of an air outlet opening and are in the tower foot Air inlet openings provided that allow a fresh air inlet into the tower interior. The air flow is created by a in the interior of the tower of the wind turbine occurring chimney effect. In the tower foot can be power electronic Equipment, such as converters, transformers, etc., which provide a power loss and the heat given off by the surrounding air heat. The heated Air rises and passes through the air outlet in the upper area of the tower to the outside. At the bottom is through the air inlet openings Fresh air sucked in at the inverter, transformer and generator sweep over and cool it with it. The air inlets are provided in the tower wall and thus reduce the strength the tower just in the heavily loaded tower base. In summer the temperate geographical Widths and in areas with high outside temperatures is the cooling effect the fresh air low.

Bekannt sind auch in der Turmtür installierte, ein- oder ausblasend betriebene Lüfter. Der ausblasende Betrieb verhindert zwar das Einsaugen von Staub und Schmutz in den Innenraum des Turms, jedoch wirkt er dem Kamineffekt entgegen. Der Lüfter verursacht eine auch außerhalb des Turms deutlich wahrnehmbare Schallentwicklung. Darüber hinaus ist der Bauraum für Geräte der Luftaufbereitung wie Filterung, Schalldämmung usw. an der Tür sehr beschränkt, denn der Fluchtweg durch die Tür darf nicht zu sehr eingeengt werden.Known are also in the tower door installed, blown or blown fan. The blowing-out operation Although prevents the suction of dust and dirt in the interior of the tower, however, he counteracts the chimney effect. The fan causes one also outside the tower clearly perceptible sound development. In addition, it is the space for equipment the air conditioning such as filtering, sound insulation, etc. at the door very limited, because the escape route through the door should not be restricted too much.

In der WO 01/06121 A1 ist eine getriebelose Windenergieanlage mit einem geschlossenen Kühlkreislauf offenbart. Bei dem dort beschriebenen Kühlsystem wird die im Generator auftretende Verlustleistung von dem Kühlmittel des Kühlkreislaufs aufgenommen und über Kanäle in der Turmwandung, über die Turmwandung nach außen abgegeben. Dabei wird keine Frischluft von außen zugeführt. Die Kanäle stellen einen erheblichen Kostenfaktor dar. Die zirkulierende Luft kann darüber hinaus in warmen Gegenden nicht genügend Wärme durch die Turmwandung abgeben, und sie erwärmt sich im Laufe der Zeit.In WO 01/06121 A1 is a gearless wind turbine with a closed cooling circuit disclosed. In the cooling system described there is the in the generator occurring power loss of the coolant of the cooling circuit taken and over channels in the tower wall, over the Tower wall to the outside issued. In this case, no fresh air is supplied from the outside. The channels set one significant cost factor. The circulating air can be beyond not enough in warm areas Heat through pour off the tower wall, and it heats up over time.

Bei in kälteren Gegenden stationierten Windenergieanlagen kann das Problem der Beheizung der Geräte in der Windenergieanlage auftreten. In windschwachen Zeiten kann es bei Minustemperaturen, insbesondere bei Transformatoren und Schaltanlagen, zu einer Kurzschlüsse verursachenden Kondenswasserbildung oder sogar Vereisung einiger Gerätebereiche kommen. Zur Lösung dieses Problems sind bisher elektrische Heizungen vorgesehen. Die oben beschriebenen Systeme eignen sich, zumindest in hinreichender Weise, nur zur Kühlung der Geräte.at in colder Areas stationed wind turbines can solve the problem of heating the equipment occur in the wind turbine. In windy times can it at sub-zero temperatures, in particular in transformers and switchgear, to a short circuit causing condensation or even icing of some equipment areas come. To the solution This problem so far electric heaters are provided. The Systems described above are suitable, at least in sufficient Way, just to cool the Equipment.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Windenergieanlage mit einem Temperaturregelsystem und ein Verfahren zur Temperaturregelung einer Windenergieanlage zur Verfügung zu stellen. Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Temperaturregelsystem zur Verfügung zu stellen, mit dem die Stabilität des Turms nicht beeinträchtigt wird.It Object of the present invention, a wind turbine with a temperature control system and a method of temperature control a wind turbine available to deliver. It is a particular object of the present invention to provide a temperature control system with which the stability of the tower is not affected becomes.

Die Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Windenergieanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und durch ein Verfahren nach Anspruch 20.The Task is by an initially mentioned wind turbine with the features of claim 1 and solved by a method according to claim 20.

Die erfindungsgemäße Windenergieanlage macht von der Idee Gebrauch, wenigstens eine für den Transport eines Wärme auf- und abgebenden Mediums bestimmte Leitung durch den Boden zu verlegen. Unter Boden soll hier allgemein der Bereich verstanden werden, auf dem ein Turm der Windenergieanlage aufgestellt ist. Es kann sich um das Fundament, insbesondere Betonfundament oder auch um Erdreich handeln. Der durch den Boden verlaufende Abschnitt der wenigstens einen Leitung kann vollständig im Fundament verlaufen oder auch zumindest teilweise im Erdreich.The Wind turbine according to the invention makes use of the idea, at least one for the transport of a heat and donating medium to route certain pipe through the floor. Underground should be understood here in general the area on a tower of the wind turbine is set up. It may be around the foundation, in particular concrete foundation or even soil act. The extending through the bottom portion of at least a line can be complete run in the foundation or at least partially in the soil.

Die erfindungsgemäße Windenergieanlage weist gegenüber herkömmlichen Windenergieanlagen insbesondere verschiedene Vorteile auf.The has wind turbine according to the invention across from usual Wind turbines in particular various advantages.

Ein Vorteil betrifft die Effizienz der Kühlung und die Einsetzbarkeit des Temperaturregelsystems als Erwärmungssystem. Der Boden ist ab einer Tiefe von wenigen Metern das ganze Jahr über im Wesentlichen auf eine gleich bleibende Temperatur von wenigen Grad Celsius temperiert, bei 0,8m Tiefe gilt der Boden in gemäßigten Breiten als frostfrei. Bei hohen Außentemperaturen, beispielsweise im Sommer der gemäßigten geographischen Breiten, wird das Wärmemedium bei Durchlaufen des Bodens abgekühlt. Bei niedrigen Außentemperaturen, etwa im Winter derselben Breiten, wird das Wärmemedium bei Durchlaufen des Bodenabschnitts der wenigstens einen Leitung hingegen erwärmt. Bei hinreichender Länge des Bodenabschnitts der wenigstens einen Leitung, etwa durch seine schlangen- oder mäanderförmige Ausbildung, kann das Wärmemedium auch auf Bodentemperatur angeglichen werden.One advantage relates to the efficiency of the cooling and the applicability of the temperature control system as a heating system. At a depth of only a few meters, the soil is kept at a constant temperature of a few degrees Celsius throughout the year. At a depth of 0.8 m, the soil is considered to be frost-free in temperate latitudes. At high outside temperatures, for example in the summer of temperate latitudes, the heat medium is cooled as it passes through the soil. At low outdoor temperatures, such as in the winter of the same widths, however, the heat medium is heated when passing through the bottom portion of the at least one line. With adequate Length of the bottom portion of the at least one line, such as through its serpentine or meandering training, the heat medium can be adjusted to ground temperature.

Auf diese Weise kann das Temperaturregelsystem zum einen die durch die Verlustleistung der Geräte erzeugte Wärme im Sommer durch das gekühlte Wärmemedium abtransportieren; zum anderen kann, z.B. durch Kondenswasser-, Reif- und Eisbildung verursachten Kurzschlüssen im Winter durch Wärmeabgabe vom Medium an die Geräte entgegengewirkt werden.On in this way, the temperature control system, on the one hand by the Power loss of the devices generated heat in the summer by the chilled heat medium carry away; on the other hand, e.g. caused by condensation, frost and ice formation short circuits in winter by heat release from the medium to the devices be counteracted.

Ein zweiter Vorteil betrifft die Stabilität des Turms. Insbesondere der Turmfuß ist hohen Belastungen durch das vom Rotor verursachte Biegemoment ausgesetzt. Die bekannten Lufteinlassöffnungen in der Turmwandung des Turmfußes müssen deshalb kostenintensiv randverstärkt werden. Die Türme der Windenergieanlagen sind z.B. mit einem Fundamenteinbauteil oder einem Ankerkorb in einem in den Erdboden eingelassenen Fundament verankert. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist die wenigstens eine Leitung nicht durch die Wandung des Turmfußes, sondern vielmehr, im Wesentlichen vollständig, durch den Boden geführt. Vorzugsweise verläuft die wenigstens eine Leitung wenigstens abschnittsweise auf einer dem Turm gegenüberliegenden Seite des Fundamenteinbauteils. Insbesondere wenn der Turm durch einen in bodenseitiger Verlängerung der Turmwandung verlaufende Ankerstäbe aufweisenden Ankerkorb im Fundament verankert ist, kann die wenigstens eine Leitung zwischen Ankerstäben hindurchgeführt sein. Eine kostenintensive Randverstärkung, z.B. der Lufteinlassöffnungen, entfällt damit.One second advantage relates to the stability of the tower. In particular the Tower foot is exposed to high loads due to the bending moment caused by the rotor. The known air intake openings in the tower wall of the tower base therefore have to cost-intensive edge-reinforced become. The towers the wind turbines are e.g. with a foundation component or an anchor basket in a foundation embedded in the ground anchored. In a preferred embodiment of the invention the at least one line not through the wall of the tower foot, but rather, essentially, completely, led through the ground. Preferably runs the at least one line at least in sections on one opposite the tower Side of the foundation component. Especially if the tower is through one in the bottom extension in the tower wall extending anchor rods having anchor cage im Foundation is anchored, the at least one line between tie rods passed be. A costly edge enhancement, e.g. the air inlet openings, deleted in order to.

Durch das Fundament sind üblicher Weise Kanäle, beispielsweise zum Durchführen von Stromleitungen vorgesehen. Die Kanäle der bekannten Windenergieanlagen können somit kostengünstig verbreitert werden und zusätzlich die wenigstens eine Leitung für den Transport des Wärmemediums aufnehmen. Es ist auch möglich, die Anzahl der Kanäle zu erhöhen, um Platz für die zusätzlichen Leitungen zu schaffen.By the foundation is more common Way channels, for example, to perform provided by power lines. The channels of the known wind turbines can thus widened cost-effective and in addition the at least one line for the Transport the heat medium. It is also possible, the number of channels to increase, to make room for the additional To create lines.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist die wenigstens eine Leitung als geschlossener Kreislauf für das Wärmemedium ausgebildet. Die wenigstens eine Leitung wird an einem Gerät der Windenergieanlage vorbeigeführt und die Leitungswandung ist dort zum Austausch von Wärme zwischen Wärmemedium, das hier vorzugsweise Wasser ist und Gerät ausgebildet, und die Wandung des durch den Boden geführten Abschnitts der Leitung ist geeignet, Wärme mit dem Boden auszutauschen. Der geschlossene Kreislauf kann, je nach Temperaturdifferenz zwischen Geräteoberfläche und Boden, zum Erwärmen oder zum Kühlen des wenigstens einen Gerätes verwendet werden.In a preferred embodiment of the invention, the at least one line is closed Cycle for the heat medium educated. The at least one line is connected to a device of the wind turbine past and the conduit wall is there to exchange heat between Heat medium, this is preferably water and device formed, and the wall of the guided by the ground Section of the pipe is suitable to exchange heat with the ground. The closed circuit can, depending on the temperature difference between Device surface and ground, for heating or for cooling the at least one device be used.

Das eben beschriebene Temperaturregelsystem funktioniert nach dem Prinzip eines Wärmetauschers. Das Temperaturregelsystem funktioniert als Kühlsystem vorzugsweise wie folgt: Ein Wärmemedium, wie beispielsweise mit Frostschutzmittel versehenes Wasser, wird in insbesondere Schleifen an dem zu kühlenden Gerät, beispielsweise einem Umrichter, vorbeigeführt. Das Wärmemedium nimmt Wärme auf. Der Wärmemediumkreislauf wird durch eine Pumpe, Schwerkraft oder Ähnliches angetrieben. Das erwärmte Wärmemedium gelangt im Kreislauf nach einiger Zeit in den Abschnitt der Leitung, die im Boden verläuft. Das Wärmemedium gibt seine Wärme bzw. einen Teil seiner Wärme an den Boden ab und gelangt dann gekühlt durch den Wärmemediumkreislauf zurück zum Gerät, wo es erneut Wärme aufnehmen kann. Die Wärmeübergänge des korrespondierenden Erwärmungssystems verlaufen entgegengesetzt.The just described temperature control system works on the principle a heat exchanger. The temperature control system functions as a cooling system preferably as follows: A heat medium, such as antifreeze water in particular loops on the device to be cooled, for example a converter, past. The heat medium takes heat on. The heat medium cycle is driven by a pump, gravity or the like. The heated heat medium enters the circuit after some time in the section of the pipe, which runs in the ground. The heat medium gives his heat or part of its heat to the ground and then passes cooled through the heat medium cycle back to the device, where it absorbs heat again can. The heat transfer of the corresponding heating system run in opposite directions.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, weist die Leitung einen außerhalb der Windenergieanlage angeordneten Lufteinlass und einen zum Innenraum der Windenergieanlage führenden Frischluftauslass auf. Das Medium ist hier vorzugsweise Luft.In a preferred embodiment of the invention, the line one outside the wind turbine arranged air inlet and one to the interior of the wind turbine leading Fresh air outlet on. The medium is preferably air here.

Der Frischluftauslass kann im Boden der Windenergieanlage angeordnet sein. Dort ist auch genügend Platz für Frischluftaufbereitungsgeräte, insbesondere zur Schalldämmung und Filterung.Of the Fresh air outlet can be placed in the bottom of the wind turbine be. There is enough space for Fresh air preparation equipment, in particular for sound insulation and filtering.

Durch den Lufteinlass wird Frischluft außerhalb der Windenergieanlage angesaugt. Zur Vermeidung des Ansaugens durch vom Boden abstrahlender Wärme erhitzter Luft, wird diese vorzugsweise einen halben bis einige Meter über dem Boden angesaugt. Die Frischluft wird mittels eines Ansauggebläses durch die wenigstens eine Frischluftleitung gesaugt. Sie kann dann in den Innenraum des Turms, vorzugsweise unterhalb der zu temperierenden Geräte, durch einen Frischluftauslass ausgeblasen werden oder auch in Frischluftleitungen an den Geräten dicht vorbeigeführt werden.By the air intake is fresh air outside the wind turbine sucked. To avoid the suction by radiating from the ground Heat heated Air, this is preferably a half to a few meters above the Soil sucked. The fresh air is by means of a suction through sucked the at least one fresh air line. She can then in the interior of the tower, preferably below the temperature to be tempered Equipment, be blown through a fresh air outlet or in fresh air lines close to the devices past become.

Im Innenraum des Turmes können leistungselektronische Bauteile, wie Umrichter, Transformatoren usw. vorgesehen sein, die die Luft im Turmfuß erwärmen und aufsteigen lassen. Durch den entstehenden Kamineffekt kann die eintretende Frischluft verstärkt angesaugt werden und an den Bauteilen vorbei streichen und diese temperieren. Die Frischluft steigt günstigenfallls bis in den Turmkopf auf, wo sie den Generator temperiert, um dann durch Öffnungen aus dem Turmkopf auszutreten. Je nach Temperaturdifferenz zwischen dem wenigstens einen Gerät und der Luft, arbeitet das Temperaturregelsystem auch hier als Kühlsystem oder als Erwärmungssystem.In the interior of the tower power electronic components, such as converters, transformers, etc. may be provided which heat the air in the tower base and rise. By the resulting chimney effect, the incoming fresh air can be increasingly sucked in and stroke past the components and temper them. Favorably, the fresh air rises up into the top of the tower, where it tempers the generator and then exits through openings in the top of the tower. Depending on the temperature difference between the at least one device and the air, the temperature control system works also here as a cooling system or as a heating system.

Insbesondere im Fall einer am wenigstens einen Gerät angeordneten Flüssigkeits-, insbesondere Wasserkühlung, kann es vorteilhaft sein, den Luftzug, ggf. unter Einsatz eines zusätzlichen Ventilators durch einen Wasser/Luft-Wärmetauscher zu leiten. Dadurch wird das Gerät nicht direkt der Frischluft ausgesetzt, die einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen kann und ggf. Korrosion befördert.Especially in the case of a liquid arranged on at least one device, especially water cooling, It may be advantageous, the draft, possibly using a additional Fan to pass through a water / air heat exchanger. Thereby becomes the device not directly exposed to fresh air, which has a high moisture content may have and possibly transported corrosion.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist in der Turmwandung oberhalb wenigstens einiger der Geräte eine Entlüftung vorgesehen, die z.B. mittels eines Ventilators Luft aus dem Innenraum des Turms nach außen bläst. Dadurch wird der Luftdurchzug im Innenraum des Turms verstärkt.In a further preferred embodiment of the invention is at least some in the tower wall above the devices a vent provided, e.g. by means of a fan air from the interior the tower to the outside blows. This increases the air flow in the interior of the tower.

Vorzugsweise ist der Frischlufteinlass durch einen Regenschutz gesichert. Der Regenschutz kann beispielsweise als ein um wenigstens 90° abgewinkeltes Rohrende ausgebildet sein, das optional eine Windausrichtungsvorrichtung aufweist, die es ihm gestattet, sich nach Art eines Schiffslüfters nach der Windrichtung zu drehen.Preferably The fresh air intake is protected by a rain cover. Of the Rain protection can, for example, as an angled at least 90 ° Tube end may be formed, optionally a wind alignment device which allows it to move in the manner of a ship's fan after the Wind direction to turn.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Figur beschrieben. Dabei zeigt:The Invention is based on an embodiment described in a figure. Showing:

1 Schnittansicht eines Turmfußes mit Fundament einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage. 1 Sectional view of a tower base with the foundation of a wind turbine according to the invention.

Die erfindungsgemäße Windenergieanlage weist einen (nicht eingezeichneten) Rotor auf, der drehbar an einem (nicht eingezeichneten) Maschinenhaus an einem Ende eines Turms 10 angeordnet ist. Der Turm 10 ist außen von einer Turmwandung 11 begrenzt. Ein dem Maschinenhaus gegenüberliegendes Ende des Turms 10 bildet den so genannten Turmfuß 12 aus. Der Turmfuß 12 weist an seinem, im nicht montierten Zustand, offenen Ende einen Turmflansch 13 auf.The wind turbine according to the invention has a (not shown) rotor rotatably mounted on a (not shown) nacelle at one end of a tower 10 is arranged. The tower 10 is outside of a tower wall 11 limited. An end of the tower opposite the machine house 10 forms the so-called tower foot 12 out. The tower foot 12 has at its, in the unmounted state, open end of a tower flange 13 on.

Der montierte Turm 10 steht auf einem in ein Betonfundament 20 eingegossenen Fundamenteinbauteil 21. Das Betonfundament 20 ist in das Erdreich 30 eingelassen und eine Fundamentoberkante 22 fluchtet mit einer Erdreichoberfläche 31. Das Fundamenteinbauteil 21 ist als Verlängerung der Turmwandung 11 im Wesentlichen ringförmig ausgeformt. Das Fundamenteinbauteil 21 bildet an seinem aus dem Fundament 20 herausragenden Ende einen Fundamentflansch 23 aus, der mit dem Turmflansch 13 zusammenwirkt. Die Flanschverbindung 13, 23 hält den Turm 10 sicher am Fundament 20.The mounted tower 10 stands on one in a concrete foundation 20 cast-in foundation component 21 , The concrete foundation 20 is in the soil 30 taken in and a foundation top edge 22 aligns with a soil surface 31 , The foundation fixture 21 is as an extension of the tower wall 11 formed substantially annular. The foundation fixture 21 forms at his from the foundation 20 outstanding end of a foundation flange 23 out, with the tower flange 13 interacts. The flange connection 13 . 23 holds the tower 10 safe on the foundation 20 ,

Ein Innenraum 40 des Turms 10 kann durch eine Tür 50 von außen begangen werden. Die etwa zwei Meter oberhalb des Erdbodens 30 angeordnet Tür 50 ist über eine Treppe 51 erreichbar. Eine die Türöffnung umgebende, verstärkte Turmwandung 52 gibt dem Turmfuß 12, trotz der Schwächung durch die Öffnung in der Turwandung 11, eine ausreichende Stabilität zurück.An interior 40 of the tower 10 can through a door 50 be committed from outside. The two meters above the ground 30 arranged door 50 is over a staircase 51 reachable. A reinforced tower wall surrounding the door opening 52 gives the tower foot 12 despite weakening through the opening in the wall of the tower 11 , a sufficient stability back.

Der im Maschinenhaus angeordnete Generator liefert eine Wechselspannung mit einer Rotordrehzahl abhängigen Frequenz. Letztere ist damit auch von der Windstärke abhängig. Eine im Turmfuß 12 angeordnete Schaltanlage 60 nebst Umrichter 61 richtet die Wechselspannung in eine in das Stromnetz einspeisbare 50-Hz-Wechselspannung um. Die Schaltanlage 60 und der Umrichter 61 stehen auf einer an der Innenseite der Turmwandung 11 befestigten Zwischendecke 70. Die parallel zur Fundamentoberkante 22 verlaufende Zwischendecke 70 weist Durchlassöffnungen 71 für den Luftzug auf. Ein fundamentseitig der Schaltanlage 60 vorgesehener Transformator 80 transformiert die im Umrichter 61 umgerichtete Wechselspannung.The generator arranged in the engine house supplies an alternating voltage with a rotor speed dependent frequency. The latter is also dependent on the wind strength. One in the base of the tower 12 arranged switchgear 60 together with inverter 61 directs the AC voltage into a 50 Hz alternating voltage that can be fed into the power grid. The switchgear 60 and the inverter 61 stand on one on the inside of the tower wall 11 fortified false ceiling 70 , The parallel to the top of the foundation 22 extending false ceiling 70 has passage openings 71 for the draft. A fundamental side of the switchgear 60 provided transformer 80 transforms those in the inverter 61 converted AC voltage.

Insbesondere der Transformator 80 und der Umrichter 61 erzeugen eine die im Innenraum 40 des Turms 10 vorhandene Luft erwärmende Verlustleistung. Die Verlustleistung kann bei einer 1,5 Megawatt Windenergieanlage durchaus im Bereich von 30 bis 80 Kilowatt liegen. Die erwärmte Luft steigt im Innenraum 40 der montierten Windenergieanlage auf. Der Luftzug ist in 1 durch Pfeile dargestellt.In particular, the transformer 80 and the inverter 61 create one in the interior 40 of the tower 10 existing air heating dissipation. The power loss can certainly be in the range of 30 to 80 kilowatts for a 1.5 megawatt wind energy plant. The heated air rises in the interior 40 mounted wind turbine on. The draft is in 1 represented by arrows.

Oberhalb, d.h. auf der dem Fundament 20 abgewandten Seite, der die Verlustleistung erzeugenden Geräte 60, 61, 80 ist ein Entlüftungssegment 90 mit einem Ventilator vorgesehen, der die aufsteigende warme Luft nach außen bläst. Das Entlüftungssegment 90 ist Teil eines Temperaturregelsystems. Das Temperaturregelsystem weist darüber hinaus eine im Wesentlichen im Fundament 20 verlaufende Frischluftleitung 100 auf. Frischluft wird von außen durch die Frischluftleitung 100, mittels eines im Bereich der Flansche 13, 23 angeordneten Ansauggebläses 150, angesaugt.Above, ie on the foundation 20 opposite side, which is the power loss generating devices 60 . 61 . 80 is a venting segment 90 provided with a fan that blows the rising warm air to the outside. The venting segment 90 is part of a temperature control system. The temperature control system also has a substantially in the foundation beyond 20 running fresh air line 100 on. Fresh air is supplied from outside through the fresh air line 100 , by means of one in the area of the flanges 13 . 23 arranged suction blower 150 , sucked.

Die Frischluftleitung 100 mündet außen in einen Frischlufteinlass 120. Der Frischlufteinlass 120 ist etwa einen halben Meter oberhalb der Fundamentoberkante 22 und um einige Meter beabstandet vom Turm 10 angeordnet. Die Frischluftleitung 100 ist hier doppelrohrig ausgeführt, um übliche Leerrohre mit festgelegtem Durchmesser nutzen zu können. Alternativ können statt der üblichen Leerrohre auch aus dem Lüftungsbau bekannte Standartkanäle vor dem Betonieren in das Fundament eingelegt werden. Die Kanäle werden vor dem Betoniervorgang ggf. mit Wasser gefüllt, um dem Außendruck standhalten zu können. Der dem Frischlufteinlass 120 zugeordnete Endabschnitt der Frischluftleitung ist um 180° abgewinkelt und seine beiden Rohröffnungen 130 weisen zur Fundamentoberkante 22 hin. In die beiden Rohröffnungen 130 ist jeweils ein Frischluftfilter integriert. Der Frischlufteinlass 120 ist in einem ihn gegen Vandalismus schützenden, besonders stabil ausgeführten Gehäuse 140 untergebracht, welches auch eine Schalldämmung aufweisen kann.The fresh air line 100 flows outside into a fresh air inlet 120 , The fresh air intake 120 is about half a meter above the top of the foundation 22 and a few meters away from the tower 10 arranged. The fresh air line 100 here is double-tube designed to use conventional conduits with a fixed diameter. Alternatively, instead of the usual conduits also known from the ventilation construction standard channels can be inserted before concreting in the foundation. The channels may be included before the concreting process Water filled to withstand the external pressure. The fresh air intake 120 associated end portion of the fresh air line is angled 180 ° and its two tube openings 130 point to the top of the foundation 22 out. In the two tube openings 130 In each case a fresh air filter is integrated. The fresh air intake 120 is in a him against vandalism protective, particularly stable designed housing 140 accommodated, which may also have a sound insulation.

Von dem Frischlufteinlass 120 geht die dopplerohrige Frischluftleitung 100 senkrecht zur Fundamentoberkante 22 in das Fundament 20 ab. Die Frischluftleitung 100 ist ausgehend von dem Frischlufteinlass 120 soweit senkrecht in das Fundament 20 hineingeführt, dass sie, nachdem sie parallel zur Fundamentoberkante 22 umgelenkt ist, auf der dem Turm abgewandten Seite des Fundamenteinbauteils 21 in einen Bereich unterhalb des Turmes 10 geführt ist. In dem Bereich unterhalb des Turms 10 winkelt die Frischluftluftleitung 100 wieder zur Fundamentoberkante 22 ab und mündet in einen Luftauslass 110. An dem Luftauslass 110 ist das Ansauggebläse 150 angeordnet.From the fresh air intake 120 goes the double-pipe fresh air line 100 perpendicular to the top of the foundation 22 in the foundation 20 from. The fresh air line 100 is starting from the fresh air inlet 120 as far as perpendicular to the foundation 20 They are inserted after they are parallel to the top of the foundation 22 is deflected on the side facing away from the tower of the foundation component 21 in an area below the tower 10 is guided. In the area below the tower 10 Angles the fresh air duct 100 back to the top of the foundation 22 and ends in an air outlet 110 , At the air outlet 110 is the intake fan 150 arranged.

Der parallel zur Fundamentoberkante 22 verlaufende Abschnitt der Frischluftleitung 100 verläuft so tief im Fundament 20, dass dort ganzjährig beinahe konstante Temperaturen von wenigen Grad Celsius anzutreffen sind. Das Fundament 20 nimmt die Temperatur des ab einer Tiefe von etwa 1 m ganzjährig in etwa konstant temperierten es umgebenden Erdreichs 30 an. Bei hohen Außentemperaturen wird die Luft in dem durch das Fundament 20 verlaufenden Abschnitt der Frischluftleitung 100 gekühlt und ermöglicht so eine effiziente Kühlung des Transformators 80, wenn sie an ihm vorbei streicht. Bei geringen Außentemperaturen wird die kalte Frischluft durch das auf einige plus Gerade temperierte Fundament 20 erwärmt und sie gestattet so zum einen eine Kühlung durch Verlustwärme erhitzter Gerätebereiche und zum anderen wirkt sie bei Windstille einer nachteiligen Kondenswasserbildung bzw. Vereisung z.B. exponierter Gerätebereiche entgegen.The parallel to the upper edge of the foundation 22 extending section of the fresh air line 100 runs so deep in the foundation 20 that there are almost constant temperatures of a few degrees Celsius all year round. The foundation 20 takes the temperature of the surrounding earth at a depth of about 1 m year round in approximately constant temperate 30 at. At high outside temperatures, the air gets in through the foundation 20 extending section of the fresh air line 100 cooled and thus allows efficient cooling of the transformer 80 if she strokes past him. At low outside temperatures, the cold fresh air through the foundation tempered on some plus straight 20 warmed and it allows on the one hand a cooling by heat loss of heated equipment areas and on the other hand, it acts in calm weather adverse condensation or icing eg exposed equipment areas.

Das Ansauggebläse 150 und der Ventilator im Entlüftungssegment 90 sind derart miteinander gekoppelt, dass die Menge der pro Zeiteinheit in den Innenraum 40 angesaugten Frischluft desto größer ist, je größer ist die Menge der pro Zeiteinheit durch den Ventilator abgegebenen Warmluft ist. Je höher die Ist-Leistung des Ansauggebläses 150, desto höher die Ist-Leistung des Ventilators im Entlüftungssegment 90.The intake fan 150 and the fan in the venting segment 90 are coupled together so that the amount of per unit time in the interior 40 sucked fresh air is the greater, the greater the amount of heat released per unit time by the fan warm air. The higher the actual capacity of the intake fan 150 , the higher the actual power of the fan in the venting segment 90 ,

Es kann auch eine das Ansauggebläse 150 und den Ventilator separat ansteuernde Steuereinrichtung vorgesehen sein. Durch Leistungsreduzierung des Ventilators kann bei gleich bleibender Leistung des Ansauggebläses 150 Luft in den Turmkopf geblasen werden. Die Luft kann im Sommer zum Kühlen und im Winter zum Wärmen des im Turmkopf untergebrachten Generators verwendet werden. Im Fall einer Leistungsreduzierung des Ansauggebläses 150 kann, bei gleich bleibender Ventilatorleistung, Luft aus dem Turmkopf angesaugt werden.It can also be a suction fan 150 and the fan separately controlling control means may be provided. By reducing the performance of the fan can while maintaining the performance of the intake fan 150 Air to be blown into the tower head. The air can be used for cooling in the summer and for heating the generator housed in the tower head in winter. In the case of a power reduction of the intake fan 150 At the same fan speed, air can be sucked out of the top of the tower.

Claims (25)

Windenergieanlage mit einem Turm (10), der über einem Boden (20, 30) errichtbar ist und einem Temperaturregelsystem (90, 100, 120) für wenigstens ein in der Windenergieanlage angeordnetes Gerät (60, 61, 80) mit wenigstens einer Leitung (100) für ein Wärmemedium, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitung (100) wenigstens abschnittsweise im Boden (20, 30) verläuft.Wind turbine with a tower ( 10 ), which is above a ground ( 20 . 30 ) and a temperature control system ( 90 . 100 . 120 ) for at least one device arranged in the wind energy plant ( 60 . 61 . 80 ) with at least one line ( 100 ) for a heat medium, characterized in that the at least one line ( 100 ) at least in sections in the soil ( 20 . 30 ) runs. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitung (100) wenigstens abschnittsweise durch Erdreich (30) verläuft.Wind energy plant according to claim 1, characterized in that the at least one line ( 100 ) at least in sections by soil ( 30 ) runs. Windenergieanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Windenergieanlage mit einem Fundament (20) im Erdreich (30) verankert ist und die wenigstens eine Leitung (100) wenigstens abschnittsweise durch das Fundament (20) verläuft.Wind energy plant according to claim 1 or 2, characterized in that the wind energy plant with a foundation ( 20 ) in the soil ( 30 ) and the at least one line ( 100 ) at least in sections through the foundation ( 20 ) runs. Windenergieanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Geräte (60, 61, 80) im Innenraum (40) des Turms (10) angeordnet sind.Wind energy plant according to claim 1, 2 or 3, characterized in that at least some of the devices ( 60 . 61 . 80 ) in the interior ( 40 ) of the tower ( 10 ) are arranged. Windenergieanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (10) durch ein Fundamenteinbauteil (21) im Fundament (20) verankert ist und die wenigstens eine Leitung (100) wenigstens abschnittsweise auf einer dem Turm (10) gegenüberliegenden Seite des Fundamenteinbauteils (21) verläuft.Wind energy plant according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the tower ( 10 ) by a foundation fixture ( 21 ) in the foundation ( 20 ) and the at least one line ( 100 ) at least in sections on a tower ( 10 ) opposite side of the foundation component ( 21 ) runs. Windenergieanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (10) durch einen in bodenseitiger Verlängerung der Turmwandung (11) verlaufende Ankerstäbe aufweisenden Ankerkorb im Fundament (20) verankert ist und die wenigstens eine Leitung (100) zwischen Ankerstäben hindurchgeführt ist.Wind energy plant according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the tower ( 10 ) by a bottom extension of the tower wall ( 11 ) extending anchor rods having anchor basket in the foundation ( 20 ) and the at least one line ( 100 ) is passed between anchor rods. Windenergieanlage nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der wenigstens einen Leitung (100) an wenigstens einem der Geräte (60, 61, 80) vorbeiläuft und eine Leitungswandung dort zum Übergang von Wärme zwischen dem wenigstens einen Gerät (60, 61, 80) und dem Wärmemedium ausgebildet ist.Wind turbine according to at least one of the preceding claims, characterized in that a portion of the at least one line ( 100 ) on at least one of the devices ( 60 . 61 . 80 ) and a line wall there for the transfer of heat between the at least one device ( 60 . 61 . 80 ) and the heat medium is formed. Windenergieanlage nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Boden (20, 30) verlaufende Abschnitt der wenigstens einen Leitung (100) eine Leitungswandung aufweist, die zum Übergang von Wärme zwischen Wärmemedium und Boden (20, 30) ausgebildet ist.Wind energy plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the through the ground ( 20 . 30 ) extending portion of the at least one line ( 100 ) has a conduction wall, which leads to the transfer of heat between heat medium and soil ( 20 . 30 ) is trained. Windenergieanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitung (100) einen geschlossenen Kreislauf für das Wärmemedium ausbildet.Wind energy plant according to claim 7 or 8, characterized in that the at least one line ( 100 ) forms a closed circuit for the heat medium. Windenergieanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmemedium Luft aufweist und die wenigstens eine Frischluftleitung (100) einen außerhalb der Windenergieanlage angeordneten Frischlufteinlass (120) aufweist und einen zum Innenraum (10) der Windenergieanlage führenden Frischluftauslass (110) aufweist.Wind energy plant according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the heat medium comprises air and the at least one fresh air line ( 100 ) arranged outside the wind turbine fresh air intake ( 120 ) and one to the interior ( 10 ) of the wind turbine leading fresh air outlet ( 110 ) having. Windenergieanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischlufteinlass (120) durch einen Regenschutz (130, 140) gesichert ist.Wind energy plant according to claim 10, characterized in that the fresh air inlet ( 120 ) by a rain cover ( 130 . 140 ) is secured. Windenergieanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischlufteinlass (120) so weit oberhalb einer Oberfläche des Bodens (20, 30) angeordnet ist, dass durch den Boden (20, 30) erwärmte Luft in nur unwesentlichem Maße in den Frischlufteinlass (120) gelangt.Wind energy plant according to claim 10 or 11, characterized in that the fresh air inlet ( 120 ) so far above a surface of the soil ( 20 . 30 ) is arranged that through the ground ( 20 . 30 ) heated air to an insignificant extent in the fresh air intake ( 120 ). Windenergieanlage nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluftauslass (110) bodenseitig des wenigstens einen Gerätes (60, 61, 80) angeordnet ist.Wind energy plant according to claim 10, 11 or 12, characterized in that the fresh air outlet ( 110 ) on the bottom side of the at least one device ( 60 . 61 . 80 ) is arranged. Windenergieanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansauggebläse (150) am Frischluftauslass (110) angeordnet ist.Wind energy plant according to at least one of claims 10 to 13, characterized in that an intake fan ( 150 ) at the fresh air outlet ( 110 ) is arranged. Windenergieanlage nach wenigstens einen der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Gerät (60, 61, 80) eine Flüssigkeitstemperierungseinrichtung mit einem Luft/Flüssigkeitswärmetauscher aufweist und die Frischluft an dem Wärmetauscher vorbeiführbar ist.Wind energy plant according to at least one of claims 10 to 14, characterized in that the at least one device ( 60 . 61 . 80 ) has a Flüssigkeitsstemperierungseinrichtung with an air / liquid heat exchanger and the fresh air can be moved past the heat exchanger. Windenergieanlage nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Turmwandung (11) eine Entlüftung (90) zwischen dem Turmkopf und dem Boden (20, 30) angeordnet ist.Wind energy plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the tower wall ( 11 ) a vent ( 90 ) between the tower head and the floor ( 20 . 30 ) is arranged. Windenergieanlage nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Boden (20, 30) verlaufende Abschnitt der wenigstens einen Leitung (100) schlangenförmig, mäanderförmig o.Ä. ausgeformt ist.Wind turbine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the in the ground ( 20 . 30 ) extending portion of the at least one line ( 100 ) serpentine, meandering or similar is formed. Windenergieanlage nach wenigsten einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitung im Wesentlichen vollständig durch den Boden (20, 30) verläuft.Wind energy plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one line is substantially completely through the ground ( 20 . 30 ) runs. Windenergieanlage nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (100) nicht durch eine Turmwandung (11) geführt ist.Wind energy plant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the line ( 100 ) not by a tower wall ( 11 ) is guided. Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Windenergieanlage mit einem Turm (10), der über einem Boden errichtbar ist und einem Temperaturregelsystem (90, 100, 120) für wenigstens ein in der Windenergieanlage angeordnetes Gerät (60, 61, 80), indem ein Wärmemedium durch wenigstens eine wenigstens abschnittsweise im Boden (20, 30) verlaufende Leitung (100) geführt wird.Method for regulating the temperature in a wind turbine with a tower ( 10 ), which can be built over a ground and a temperature control system ( 90 . 100 . 120 ) for at least one device arranged in the wind energy plant ( 60 . 61 . 80 ) by passing a heat medium through at least one at least partially in the soil ( 20 . 30 ) running line ( 100 ) to be led. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmemedium Wärme mit dem Boden (20, 30) austauscht.A method according to claim 20, characterized in that the heat medium heat to the ground ( 20 . 30 ) exchanges. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmemedium während des Transportes durch den Boden (20, 30) Wärme an den Boden (20, 30) abgibt und danach an dem wenigstens einen Gerät (60, 61, 80) vorbeigeführt wird und dabei Wärme aufnimmt und dann wieder in den Boden (20, 30) zurück geführt wird.A method according to claim 21, characterized in that the heat medium during transport through the ground ( 20 . 30 ) Heat to the ground ( 20 . 30 ) and then on the at least one device ( 60 . 61 . 80 ) is passed while absorbing heat and then back into the ground ( 20 . 30 ) is returned. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass Frischluft durch einen außerhalb des Turmes (10) von ihm beabstandeten Frischlufteinlass (120) eingesaugt wird, die Frischluft durch die im Boden (20, 30) verlaufende wenigstens eine Frischleitung (100) geführt wird und bodenseitig des wenigstens einen Gerätes (60, 61, 80) in einen Innenraum (40) eingeblasen wird.A method according to claim 20 or 21, characterized in that fresh air through an outside of the tower ( 10 ) fresh air intake spaced from it ( 120 ), the fresh air through the in the ground ( 20 . 30 ) running at least one fresh line ( 100 ) is guided and the bottom side of the at least one device ( 60 . 61 . 80 ) in an interior ( 40 ) is blown. Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Frschluft an einem Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher vorbeigeführt wird, der Teil einer Flüssigkeitstemperierungseinrichtung des wenigstens einen Gerätes (60, 61, 80) ist.A method according to claim 20, 21 or 23, characterized in that the feed air is guided past a liquid / air heat exchanger, the part of a liquid temperature control device of the at least one device ( 60 . 61 . 80 ). Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Innenraum (40) eingeblasene Frischluft erwärmt wird, die erwärmte Frischluft im Innenraum (40) aufsteigt und durch eine Entlüftung (90) nach außen entlüftet wird.A method according to claim 23, characterized in that in the interior ( 40 ) is blown fresh air, the heated fresh air in the interior ( 40 ) and through a vent ( 90 ) is vented to the outside.
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