DE102008032626A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Wartung eines Meeresströmungskraftwerks - Google Patents

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Matthias Grassow
Michael Hölle
Bernd Joos
Michael Engelhardt
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Meeresströmungskraftwerk mit einer tauchenden Turbinen-Generatoreinheit, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der für den Betrieb der Turbinen-Generatoreinheit verwendeten pneumatischen und/oder hydraulischen Komponenten in einer separat anhebbaren Versorgungseinheit untergebracht ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wartung eines Meeresströmungskraftwerks, insbesondere eines Gezeitenkraftwerks mit einer tauchenden, in der Umgebungsströmung freistehenden Turbinen-Generatoreinheit.
  • Meeresströmungskraftwerke, die ohne Dammstrukturen frei in einer antreibenden Strömung, insbesondere einer Gezeitenströmung, verwendet werden, sind bekannt. Ein Problem dieser Anlagen stellt die Ausführung von Wartungs- und Servicearbeiten dar. So besteht für Meeresströmungskraftwerke wegen der Korrosion durch das Salzwasser und aufgrund der abrasiven Wirkung der mit der Wasserströmung transportierten Sedimentfracht eine ständige Belastung für die Anlage. Hinzu kommt die Bewuchsproblematik, da derartige Anlagen bereits nach kurzer Zeit von maritimen Organismen besiedelt werden. Ferner ist ein Anlagenservice aufgrund der erschwerten Zugänglichkeit aufwendig. Dabei wird versucht, den Einsatz von Servicetauchern möglichst zu vermeiden, sodass in den meisten Fällen ein Anheben der Anlage über den Wasserspiegel zur Ausführung von Reparaturarbeiten unumgänglich ist.
  • Das Anheben von Meeresströmungskraftwerken ist aufgrund ihrer Baugröße und des hieraus resultierenden hohen Gewichts schwierig. Des Weiteren steht meist nur ein begrenztes Zeitfenster für eine solche Bergungsmaßnahme zur Verfügung, da in den für die Installation solcher Anlagen geeigneten Meeresgebieten typischerweise nur kurzzeitig hinreichend geringe Gewässerströmungsgeschwindigkeiten vorliegen, die ein sicheres Bergen und die erneute Installation der Anlage erlauben.
  • Eine bekannte Maßnahme zur Vereinfachung eines Anlagenservices besteht darin, das vom Meeresströmungskraftwerk ausgehende elektrische Leistungskabel mittels eines ozeantauglichen Steckers mit einem Ozeankabel zu verbinden. Hierzu wird exemplarisch auf die GB 2 256 011 A verwiesen, die eine verankerte Turbinen-Generatoreinheit beschreibt, welche im Bereich des Ankerpunkts eine lösbare elektrische Ankopplung des elektrischen Leistungskabels offenbart. Damit kann die Turbinen-Generatoreinheit an Bord eines Schiffs gebracht und zu Reparaturzwecken durch eine Trennung vom Ozeankabel vom Installationsort entfernt werden. Für den Anschluss des vom Meeresströmungskraftwerk ausgehenden elektrischen Leistungskabels muss entweder das Ozeankabel angehoben werden oder es ist ein ozeantauglicher Unterwasserstecker zu verwenden, der in den meisten Fällen von Hand durch einen Servicetaucher gekoppelt wird. Dies ist, neben dem Risiko für den Taucher bei Unterwasserarbeiten in großer Tiefe, kosten- und zeitintensiv.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, das den Service und die Montage eines Unterwasserkraftwerks vereinfacht. Dabei sollten eine regelmäßige Anlageninspektion sowie turnusmäßige Wartungsarbeiten möglich sein. Des Weiteren sollte zur Ausführung der Wartungsarbeiten kein besonders ausgeführtes Bergungsschiff nötig sein und stattdessen ein kleinbauendes Wasserfahrzeug Verwendung finden.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Zur Vereinfachung der Wartung eines Meeresströmungskraftwerks haben die Erfinder erkannt, dass ein Teil der für den Anlagenbetrieb notwendigen pneumatischen und/oder hydraulischen Komponenten in einer separat anhebbaren Versorgungseinheit untergebracht werden können. Diese so zusammengefassten und mittels der Versorgungseinheit unabhängig von den weiteren Anlagenteilen an die Wasseroberfläche bringbaren Komponenten sind auf einfache Weise wartbar. Dabei werden bevorzugt jene pneumatischen und/oder hydraulischen Komponenten der Anlage in die Versorgungseinheit untergebracht, die ein bestimmtes Ausfallrisiko darstellen und folglich einer regelmäßigen Wartung unterliegen. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, für die nur sicherheitsrelevante beziehungsweise für einen Notbetrieb notwendige pneumatische und/oder hydraulische Komponenten fest in der Turbinen-Generatoreinheit installiert sind und alle übrigen Komponenten in die Versorgungseinheit aufgenommen werden.
  • Für eine Weitergestaltung werden auch elektrische Komponenten in die Versorgungseinheit integriert und können so regelmäßig gewartet werden. Dies betrifft eine elektrische Anschlussvorrichtung zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen dem elektrischen Leistungskabel, das vom Meeresströmungskraftwerk ausgeht, und einem Ozeankabel. Sowohl das elektrische Leistungskabel als auch das Ozeankabel enden demnach in der Versorgungseinheit und können je nach Art der Kapselung der Versorgungseinheit miteinander verbunden werden. Dabei sind insbesondere meerwassertaugliche und nassverbindbare Stecker von Vorteil, auch für den Fall, dass die Versorgungseinheit selbst wasserdicht gekapselt ist.
  • Die pneumatischen Komponenten, die zur Aufnahme in die Versorgungseinheit in Betracht kommen, sind ein Druckluftspeicher und/oder eine pneumatische Druckanpassung und/oder eine Pneumatikventilanordnung und/oder eine pneumatische Druckregelung. Geeignete hydraulische Komponenten zur Aufnahme in die Versorgungseinheit sind Filter und Reinigungssysteme für das Hydraulikmedium. Für den Fall, dass im Hydraulikkreis Wasser zirkuliert, wird vorteilhafterweise in die Versorgungseinheit der Umgebungswassereinlass integriert und zusätzlich ein Zyklonfilter zur Reinigung von Umgebungswasser aufgenommen. Ferner können Pumpen, Arbeitsmittelspeicher, Druckspeicher, Druckregler und Ventilanordnungen für die Hydraulik in der Versorgungseinheit platziert werden.
  • Die Versorgungseinheit wird mittels wenigstens einer Versorgungsleitung mit den beim Anlagenservice am Installationsort verbleibenden Teilen der Turbinen-Generatoreinheit verbunden. Diese vor Ort bleibenden Komponenten des Unterwasserkraftwerks sind insbesondere die Wasserturbine, die mechanischen Komponenten des Triebstrangs sowie die Komponenten des elektrischen Generators, soweit diese nicht die Steuerungs- und Leistungselektronik betreffen. Demnach verbleiben erfindungsgemäß alle großen und schwer bauenden Komponenten des Meeresströmungskraftwerks im installierten Zustand, während die beim Standardbetrieb für Mess-, Steuerungs- und Regelungsaufgaben sowie zur Medienführung verwendeten Komponenten, soweit diese keine Notsysteme darstellen, separat angehoben werden können. Dabei ist es denkbar, mehrere Versorgungseinheiten vorzusehen, die unabhängig voneinander handhabbar sind. Demnach können die pneumatischen, die hydraulischen und die elektrischen beziehungsweise elektronischen Komponenten jeweils separat zusammengefasst werden. Besonders bevorzugt wird jedoch, zur Vereinfachung der Handhabung nur eine Versorgungseinheit zu verwenden, die von einem flüssigkeitsdicht abschließenden Gehäuse umhüllt wird.
  • Für eine erste Ausgestaltung der Erfindung ist die Versorgungseinheit im Normalbetrieb mit der Turbinen-Generatoreinheit oder der Stützstruktur des Meeresströmungskraftwerks verbunden und kann im Servicefall geborgen werden. Denkbar ist, dass die Versorgungseinheit automatisch entriegelt wird und durch ein zugeordnetes Auftriebssystem zur Oberfläche angehoben wird. Der die Versorgungseinheit bildende Anlagenteil soll dabei ständig über wenigstens eine Versorgungsleitung mit dem vor Ort bleibenden Teil der Anlage verbunden sein, wobei in die Versorgungsleitung die elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Verbindungsleitungen aufgenommen sind.
  • Da zum Anheben der Versorgungseinheit zum Wasserspiegel die Versorgungsleitung eine hinreichende Länge aufweisen muss, um ständig die Verbindung zwischen die Versorgungseinheit und der Turbinen-Generatoreinheit des Meeresströmungskraftwerks aufrechtzuerhalten, sollte für eine im Bereich des Meeresströmungskraftwerks während des Normalbetriebs angeordnete Versorgungseinheit ein Kabelführungssystem vorgesehen sein. Ein solches ermöglicht es, die Versorgungsleitung sicher vom Flugkreis der Wasserturbine fernzuhalten. Eine denkbare Gestaltung ist eine Kabelaufwicklung oder ein am Meeresboden abgelegtes starres Führungselement, das die Versorgungsleitung von der Turbinen-Generatoreinheit beabstandet. Entsprechende Maßnahmen sind zu treffen, wenn zusätzlich das Ozeankabel in der Versorgungseinheit mündet.
  • Für eine Weitergestaltung der Erfindung wird zur Ausführung einer Wartung der Versorgungseinheit eine Trennung des Verbindungskabels zur Turbinen-Generatoreinheit bzw. eine Abkopplung von Steckern, die dem Verbindungkabel zugeordnet sind, vorgenommen. Werden nasskoppelbare Stecker und Führungssysteme zur automatischen Kopplung verwendet, kann beim Rückführen der Versorgungseinheit, nachdem der Anlagenservice ausgeführt wurde, eine erneute Installation ohne den Einsatz von Servicetauchern ausgeführt werden.
  • Für eine zweite, bevorzugte Ausgestaltungsalternative wird die Versorgungseinheit beabstandet von der Turbinen-Generatoreinheit angeordnet. Diese räumliche Trennung vereinfacht das Problem einer Einwicklung der Versorgungsleitung in die beweglichen Teile des Meeresströmungskraftwerks. Typischerweise wird für eine Turbinen-Generatoreinheit, die auf einer auf dem Meeresboden fundamendierten Stützstruktur aufliegt, die Versorgungsleitung im Normalbetriebszustand über den Meeresboden zu einer entfernt abgesetzten Versorgungseinheit geführt. Diese kann von einem einfachen Kransystem eines für den Service eingesetzten Wasserfahrzeugs derart angehoben werden, dass bei einer hinreichenden Länge der Versorgungsleitung diese auch dann in einem flachen Winkel zum Meeresströmungskraftwerk verläuft, wenn die Versorgungseinheit sich an Bord des Serviceschiffs befindet. Hierdurch wird die Sicherung von Versorgungsleitungen vereinfacht und es kann auf eine separate Kabelführung verzichtet werden.
  • Das Gehäuse der Versorgungseinheit wird vorzugsweise so ausgelegt, dass es für die darin aufgenommenen Komponenten wenigstens einen mechanischen Schutz, beispielsweise gegen Steinschlag, bildet. Bevorzugt wird eine Variante eines Schutzgehäuses, die zu einem wasserdicht abgedichteten Innenraum der Versorgungseinheit führt.
  • Ferner wird für eine bevorzugte Ausführung der Erfindung die Versorgungseinheit mit Vorrichtungen versehen, die das Anheben erleichtern. Dies betrifft zum einen automatische Kopplungseinrichtungen zum Anbringen einer Hebevorrichtung eines Kransystems. Für eine Ausgestaltungsalternative ist die Versorgungseinheit als selbst auftreibendes System ausgestaltet, das per Fernsteuerung ausgelöst werden kann. Denkbar ist auch, lediglich ein für die Bergung verwendetes Seil- oder Kettensystem, ausgelöst durch ein Funksignal oder ein akustisches Signal, an die Wasseroberfläche zu führen. Hierzu kann beispielsweise ein Ende eines mit der Versorgungseinheit verbundenen Seils oder einer Kette mit einer Boje versehen sein, deren Ballastierung ferngesteuert auslösbar ist. Des Weiteren ist es denkbar, die Versorgungseinheit mit einem Sender auszustatten, um deren Ortung zu vereinfachen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und in Verbindung mit Figurendarstellungen genauer erläutert. In diesen ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
  • 1 zeigt schematisch vereinfacht ein Meeresströmungskraftwerk mit einer erfindungsgemäßen Versorgungseinheit im angehobenen Zustand.
  • 2 zeigt die Versorgungseinheit aus 2 am Installationsort am Gewässergrund.
  • 3 zeigt eine Ausgestaltungsalternative, für die die Versorgungseinheit in die Turbinen-Generatoreinheit des Meeresströmungskraftwerks aufgenommen ist.
  • 4 zeigt eine Versorgungseinheit aus 3, die an die Wasseroberfläche geführt wurde.
  • 5 zeigt für eine Ausgestaltung der Erfindung die Aufteilung pneumatischer Komponenten auf eine Versorgungseinheit und die am Installationsort verbleibenden Teile der Turbinen-Generatoreinheit.
  • 6 zeigt für eine Ausgestaltung der Erfindung die Aufteilung hydraulischer Komponenten auf eine Versorgungseinheit und die am Installationsort verbleibenden Teile der Turbinen-Generatoreinheit.
  • 1 zeigt in schematisch vereinfachter, perspektivischer Darstellung die Grundkomponenten eines erfindungsgemäßen Meeresströmungskraftwerks 2. Dieses umfasst eine Turbinen-Generatoreinheit 3 mit einer Wasserturbine 4 und einer Maschinengondel 5, die an einer Stützstruktur 8 gehaltert ist. Für die vorliegende Ausgestaltung ist die Stützstruktur 8 fundamentiert und stützt die Turbinen-Generatoreinheit 3 gegen den Gewässergrund 31 ab. Denkbar ist eine alternative Ausführung mit einer schwimmenden Stützstruktur 8.
  • Erfindungsgemäß ist ein Teil der für den Betrieb der Turbinen-Generatoreinheit 3 verwendeten Anlagenkomponenten in einer separat anhebbaren Versorgungseinheit 1 untergebracht. Für die in 2 dargestellte Ausgestaltung ist diese in Betriebsstellung räumlich beabstandet zu den übrigen Teilen der Turbinen-Generatoreinheit 3 am Gewässergrund abgesetzt und mit diesen über eine Versorgungsleitung 6 verbunden. Für das in den 1 und 2 dargestellte Ausgestaltungsbeispiel wird die Versorgungsleitung mittels eines an der Stützstruktur 8 angelenkten schwenkbaren Auslegers 30 definiert von der Maschinengondel 5 bis zum Gewässergrund 31 geführt. Dabei erfolgt eine Ablage der Versorgungsleitung 6 auf der von der Wasserturbine 4 abgewandten Seite des Meeresströmungskraftwerks 2. Für eine Ausgestaltung mit einer Azimut-Dreheinrichtung für die Turbinen-Generatoreinheit 3 (eine solche ist im Einzelnen nicht in den Figuren dargestellt) sind weitere Vorrichtungen zur sicheren Führung der Versorgungsleitung 6 denkbar, die sowohl ein Verdrillen der Versorgungsleitung 6 bei einer Drehung der Maschinengondel 5 als auch ein Verheddern in dem umlaufenden Maschinenteil ausschließt. Hierzu kommt insbesondere ein Azimut-Drehmechanismus in Frage, der die Maschinengondel zwischen zwei um 180° beabstandete Betriebspositionen hin- und zurückbewegt. Die Versorgungsleitung 6 wird dann mittels einer zugeordneten Kabelführung immer leeseitig zur Wasserturbine 4 geführt.
  • Die Länge der Versorgungsleitung 6 ist so gewählt, dass die Versorgungseinheit 1 separat angehoben werden kann, ohne dass die am Installationsort verbleibenden Teile der Turbinen-Generatoreinheit 3 synchron angehoben werden müssen. Dies ist in 1 skizziert. Darüber hinaus ist die Versorgungsleitung vorzugsweise so hinreichend lang, sodass diese nicht in den Flugkreis der Wasserturbine 3 gerät. Neben der Länge der Versorgungsleitung 6 wird zu diesem Zweck der Ablageort der Versorgungseinheit leeseitig zum Meeresströmungskraftwerk gewählt. Für den Fall, dass das Meeresströmungskraftwerk eine Strömung mit wechselnder Anströmungsrichtung zur Energiegewinnung nutzt, wird für eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wartungsverfahrens die Versorgungseinheit 1 von einem Wasserfahrzeug 26 erst dann angehoben, wenn ein Aufwickeln der Versorgungsleitung 6 in die umlaufenden Teile der Turbinen-Generatoreinheit 3 sicher ausgeschlossen werden kann.
  • Für das separate Anheben der Versorgungseinheit 1 sind unterschiedliche Verfahren denkbar. Bevorzugt wird ein automatischer Vorgang, sodass für eine vorteilhafte Ausgestaltung der Versorgungseinheit ein fernsteuerbarer Auftriebsmechanismus 9 zugeordnet wird, der ein fernausgelöstes Auftreiben ermöglicht. Alternativ kann eine Seil- oder Kettenverbindung automatisch bis zur Wasseroberfläche gebracht werden, sodass durch einen zweiten nachfolgenden Verfahrensschritt mittels eines geeigneten Kransystems 27 die Versorgungseinheit 1 bis zur Wasseroberfläche angehoben wird. Ferner besteht die Möglichkeit, das Kransystem 27 an Bord des zur Bergung verwendeten Wasserfahrzeugs 26 mit einer Kopplungsvorrichtung 29 zu versehen, die ein automatisches Andocken an die Versorgungseinheit 1 am Installationsort ermöglicht.
  • Des Weiteren erfolgt die Ablage der Versorgungseinheit 1 in einer vorbestimmten Relativlage zur Turbinen-Generatoreinheit 3 durch eine geeignete Gründung. Dies kann eine Schwerkraftfundament oder ein Pfahlgründung sein. Alternativ wird ein unkontrolliertes Verschleppen durch die Gewässerströmung mittels eines Ankers verhindert.
  • In den 3 und 4 ist eine Ausgestaltungsalternative der Erfindung gezeigt. Hierzu ist die Versorgungseinheit 1 in die Turbinen-Generatoreinheit 3 während des Betriebs des Strömungskraftwerks 2 aufgenommen. Zur Ausführung einer Wartung wird die Versorgungseinheit 1 zur Wasseroberfläche geführt. Für die in 4 skizzierte Ausführung ist ein fernsteuerbarer Auftriebsmechanismus 9 der Versorgungseinheit 1 zugeordnet. Wird dieser ausgelöst, kann eine vom Rest der Turbinen-Generatoreinheit 3 entkoppelte Versorgungseinheit 1 bis an oder in die Nähe des Wasserspiegels geführt werden. Von dort ist eine einfache Aufnahme der Versorgungseinheit 1 an Bord eines Wasserfahrzeugs 26 möglich.
  • In 4 wird dargestellt, dass auch für den Fall einer Entkopplung der Versorgungseinheit 1 von der Turbinen-Generatoreinheit 3 weiterhin eine Verbindung dieser beiden Anlagenteile über die Versorgungsleitung 6 gegeben ist. Diese muss eine zum Auftreiben an den Wasserspiegel geeignete Länge aufweisen. Ferner wird bevorzugt eine Vorrichtung in der Turbinen-Generatoreinheit 3 zur Handhabung der Versorgungsleitung 6 vorgesehen. Im einfachsten Fall dient hierzu ein System, das die Versorgungseinheit 6 bei der Installation der Versorgungseinheit 1 einholt.
  • Für den Fall, dass auf die ständig bestehende Verbindung zwischen der Versorgungseinheit 1 und der Turbinen-Generatoreinheit 3 verzichtet wird, sind geeignete Kopplungsvorrichtungen zwischen den Anschlüssen der Versorgungseinheit 1 und der Turbinen-Generatoreinheit 3 vorzusehen, die ein automatisches Andocken ermöglichen. Des Weiteren kann die Versorgungseinheit 1 oder ein hierfür vorgesehenes Installationssystem mit einer Führungsseilstruktur ausgestattet sein, um für die Installation der Versorgungseinheit 1 deren sichere Zuführung zu einer Aufnahmeöffnung in der Turbinen-Generatoreinheit 3 zu bewerkstelligen.
  • Die Versorgungseinheit 1 umfasst wenigstens einen Teil der für den Betrieb der Turbinen-Generatoreinheit 3 verwendeten pneumatischen und/oder hydraulischen Komponenten. Für eine bevorzugte Weitergestaltung sind zusätzlich elektrische Komponenten in die Versorgungseinheit 1 aufgenommen. Dies schließt eine im Einzelnen nicht dargestellte Kopplungsvorrichtung zur Verbindung des vom Meeresströmungskraftwerk 2 ausgehenden elektrischen Leistungskabels an ein Ozeankabel 7 ein. Weitere für die Kapselung in der Versorgungseinheit 1 geeignete Komponenten stellen Steuerungs- und Regelungsvorrichtungen, leistungselektronische Komponenten und Frequenzumrichter sowie Komponenten eines Gleichspannungszwischenkreises oder elektrische Energiespeicher dar.
  • Anhand von 5 lässt sich für eine exemplarische Ausgestaltung die Aufteilung pneumatischer Komponenten auf die Versorgungseinheit 1 zum einen und auf die ortsfest am Installationsort verbleibenden Teile der Turbinen-Generatoreinheit 3 zum anderen darstellen. Zur Veranschaulichung dieser Trennung ist in 2 eine gestrichelt dargestellte Trennlinie 10 gezeigt. Aufgenommen in die Versorgungseinheit 1 ist ein Druckluftspeicher 12, beispielsweise in Form von Druckgasflaschen. Dieser steht in pneumatischer Verbindung zu einem pneumatischen Absperrventil 13 und einem Pneumatikventil 14.1, gefolgt von einem pneumatischen Druckhalteventil 15.1. Diese voranstehend aufgeführten pneumatischen Komponenten stehen über die Versorgungsleitung 6.1 mit den am Installationsort verbleibenden pneumatischen Komponenten in Verbindung. Diese sind entweder sicherheitsrelevante und für einen Notbetrieb unverzichtbare pneumatische Komponenten oder es handelt sich um solche Komponenten, die in unmittelbarer baulicher Nähe der mechanischen Strukturen der Turbinen-Generatoreinheit 3 anzuordnen sind. Im Einzelnen verbleiben ortsfest ein Reservespeicher 16, ein pneumatisches Druckhalteventil 15.2 und zur Ansteuerung eines Bremskolbens 17 die Pneumatikventile 14.2 und 14.3. Dabei wird in Schließrichtung des Bremskolbens 17 der für den Notbetrieb verwendete Reservespeicher 16 vorgesehen.
  • 6 zeigt die Aufteilung für ein Ausführungsbeispiel im Fall hydraulischer Komponenten. Dargestellt ist wiederum eine Trennlinie 10 zwischen jenen Komponenten die der Versorgungseinheit 1 zugeordnet sind und jenen Komponenten, die ortsfest am Installationsort der Turbinen-Generatoreinheit 3 verbleiben. Ferner wird für das exemplarisch dargestellte Ausgestaltungsbeispiel von einer wasserbasierten Hydraulik ausgegangen, die Umgebungswasser aufbereitet und als Schmiermittel für die Lagerung des Meeresströmungskraftwerks 2 sowie zum Betrieb eines Kühlkreises 24 verwendet. Dabei kann der Kühlkreis 24 zur Kühlung des elektrischen Generators oder der Lagerkomponenten dienen.
  • In die Versorgungseinheit 1 ist ein Vorfilter 18 aufgenommen, der sich an einem im Einzelnen nicht dargestellten Umgebungswassereinlass anschließt. Nachfolgend ist eine Förderpumpe 19.2 angeordnet, die das vorgefilterte Wasser einem Zyklonfilter 20 zuführt, der einen Arbeitsmittelspeicher 21 belädt. Aus dem Arbeitsmittelspeicher 21 schöpfen die Förderpumpen 19.2 und 19.3, die für die Schmiermittelzuführung zu den Lagern vorgesehen sind. Eine weitere Förderpumpe 19.4 leitet aufbereitetes Wasser in den Kühlkreislauf 24.
  • Im Einzelnen folgt nach der Förderpumpe 19.2 ein hydraulisches Druckhalteventil 23.1, gefolgt von der Versorgungsleitung 6.2, die von der Versorgungseinheit 1 ausgehend zu den ortsfest verbleibenden Komponenten der Turbinen-Generatoreinheit 3 führt. Dies sind eine Drosselventilanordnung für das erste Axiallager 25.1 und eine Drosselventilanordnung für das erste Radiallager 25.2. Entsprechend werden die weiteren Lager versorgt. Hierzu dient ausgehend von der Förderpumpe 19.3 ein hydraulisches Druckhalteventil 23.2, gefolgt von der Versorgungsleitung 6.3 bis zu den am Installationsort verbleibenden Komponenten des zweiten Hydraulikzweigs. Diese sind eine Drosselventilanordnung für das zweite Radiallager 25.3 und eine Drosselventilanordnung für das zweite Axiallager 25.4. Der Hydraulikzweig für den Kühlkreis 24, der selbst am Installationsort verbleibt, wird über die Versorgungsleitung 6.4 von den in die Versorgungseinheit 1 integrierten Komponenten, nämlich eine Förderpumpe 19.4, eine Volumenstrom-Messeinrichtung 22 und ein hydraulisches Drosselventil 25 versorgt.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind denkbar. Dabei kann insbesondere für die Anlagenentwicklung verwendete Messinstrumente zum Test eines als Prototyp dienenden Meeresströmungskraftwerks in die Versorgungseinheit 1 aufgenommen werden, wodurch durch die separate Anhebbarkeit der Versorgungseinheit ein einfacher Umbau und eine Neukonfiguration sowohl der Anlagenkomponenten als auch der für den Test und die Überwachung vorgesehenen Komponenten möglich ist.
  • 1
    Versorgungseinheit
    2
    Meeresströmungskraftwerk
    3
    Turbinen-Generatoreinheit
    4
    Wasserturbine
    5
    Maschinengondel
    6, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4
    Versorgungsleitung
    7
    Ozeankabel
    8
    Stützstruktur
    9
    fernsteuerbarer Auftriebsmechanismus
    10
    Trennlinie
    12
    Druckluftspeicher
    13
    pneumatisches Absperrventil
    14.1, 14.2, 14.3
    Pneumatikventil
    15.1, 15.2
    pneumatisches Druckhalteventil
    16
    Reservespeicher
    17
    Bremskolben
    18
    Vorfilter
    19.1, 19.2, 19.3, 19.4
    Förderpumpe
    20
    Zyklonfilter
    21
    Arbeitsmittelspeicher
    22
    Volumenstrom-Messeinrichtung
    23.1, 23.2
    hydraulisches Druckhalteventil
    24
    Kühlkreis
    25
    hydraulisches Drosselventil
    25.1
    Drosselventilanordnung für das erste Axiallager
    25.2
    Drosselventilanordnung für das erste Radiallager
    25.3
    Drosselventilanordnung für das zweite Radiallager
    25.4
    Drosselventilanordnung für das zweite Axiallager
    26
    Wasserfahrzeug
    27
    Kransystem
    28
    Schwerkraftgründung
    29
    Kopplungsvorrichtung
    30
    schwenkbarer Ausleger
    31
    Gewässergrund
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - GB 2256011 A [0004]

Claims (15)

  1. Meeresströmungskraftwerk mit einer tauchenden Turbinen-Generatoreinheit (3), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der für den Betrieb der Turbinen-Generatoreinheit verwendeten pneumatischen und/oder hydraulischen Komponenten in einer separat anhebbaren Versorgungseinheit (1) untergebracht ist.
  2. Meeresströmungskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) über wenigstens eine Versorgungsleitung (6) so mit der Turbinen-Generatoreinheit (3) verbunden ist, dass die Verbindung beim Anheben der Versorgungseinheit (1) über dem Wasserspiegel bestehen bleibt.
  3. Meeresströmungskraftwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) im Normalbetrieb räumlich beabstandet von der Turbinen-Generatoreinheit (3) angeordnet ist.
  4. Meeresströmungskraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Versorgungseinheit (1) untergebrachten pneumatischen Komponenten einen Druckluftspeicher (12) und/oder eine pneumatische Druckanpassungsvorrichtung und/oder eine Pneumatikventilanordnung und/oder eine pneumatische Druckregelung umfasst.
  5. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Versorgungseinheit (1) untergebrachten hydraulischen Komponenten einen Umgebungswassereinlass und/oder ein Zyklonfilter (20) zum Reinigen von Umgebungswasser und/oder einen Vorfilter (18) und/oder eine Förderpumpe (19.119.4) und/oder einen Arbeitsmittelspeicher (21) und/oder einen Druckspeicher und/oder eine Ventilanordnung umfassen.
  6. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Versorgungseinheit (1) eine elektrische Anschlussvorrichtung für den Anschluss eines vom Meeresströmungskraftwerk ausgehenden elektrischen Leistungskabels an ein Ozeankabel (7) untergebracht ist.
  7. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Versorgungseinheit (1) elektrische und elektronische Komponenten der Anlagensteuerung und/oder der Anlagensensorik untergebracht sind.
  8. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik des elektrischen Generators und/oder ein Frequenzumrichter und/oder ein elektrischer Energiespeicher und/oder Komponenten eines Gleichspannungszwischenkreises in der Versorgungseinheit (1) untergebracht sind.
  9. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) von einem wasserdicht abgekapselten Schutzgehäuse umschlossen ist.
  10. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) eine Kopplungsvorrichtung (28) für ein Hebewerk eines Kransystems (27) umfasst.
  11. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) einen fernsteuerbaren Auftriebsmechanismus (9) umfasst.
  12. Meeresströmungskraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) einen Sender zur Ortung aufweist.
  13. Meeresströmungskraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) eine Ketten- und/oder Seilverbindung umfasst, die fernsteuerbar an die Wasseroberfläche auftreiben kann.
  14. Wartungsverfahren für ein Meeresströmungskraftwerk mit einer tauchenden Turbinen-Generatoreinheit (3), gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: 14.1 Anheben einer Versorgungseinheit (1) über den Wasserspiegel, in dem wenigstens ein Teil der für den Betrieb der Turbinen-Generatoreinheit (3) verwendeten pneumatischen und/oder hydraulischen Komponente angeordnet ist, wobei die restlichen Komponenten der Turbinen-Generatoreinheit (3) am Installationsort des Meeresströmungskraftwerks (2) verbleiben.
  15. Wartungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anheben der Versorgungseinheit (1) über den Wasserspiegel die Versorgungseinheit (1) über wenigstens eine Versorgungsleitung ständig mit dem am Installationsort verbleibenden Teil der Turbinen-Generatoreinheit (3) verbunden ist.
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