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Die
Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Rotor, der mindestens
ein Rotorblatt aufweist, einem Turm und einer Gondel, die eine Brückenkonstruktion
mit mindestens einem oberhalb des Triebstrangs angeordneten Längsträger aufweist,
an dem ein Generator aufgehängt
ist.
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Eine
derartige Windenergieanlage ist aus der Druckschrift
EP 1 291 521 A1 bekannt.
An den Längsträgern sind
außerdem
Umlenkrollen befestigt, über
die der Generator und das Getriebe mit Hilfe eines Seilzugs mit
einer am Boden befindlichen Winde heruntergelassen werden können. Die
anders als bei der am weitesten verbreiteten Bauart von Windenergieanlagen
nicht unterhalb, sondern oberhalb des Triebstrangs angeordneten
Längsträger mit
einem daran aufgehängten
Generator vereinfacht das Demontieren und Herablassen des Generators.
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In
einer aus der Druckschrift
DE
199 62 453 C1 bekannten, für den Offshore-Einsatz bestimmten Windenergieanlage
befinden sich Teile der elektrischen Betriebsmittel, insbesondere
Schalteinrichtungen und eine Trafostation, in Containern, die am Turm
der Windenergieanlage oberhalb der Wasserlinie aufgehängt sind.
Die Container können
vom Wasser aus einfach ausgetauscht werden.
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Eine
weitere Windenergieanlage für
den Offshore-Einsatz ist aus der Druckschrift
DE 100 13 442 C1 bekannt
und hat ein als Container ausgeführtes Gehäusemodul,
das hinter dem Maschinenhaus unterhalb einer Landeplattform für Hubschrauber
angeordnet ist. In dem Container sind ein Transformator und eine
Umrichtereinheit untergebracht. Es ist auch daran gedacht, den Container
seitlich, ober- oder unterhalb des Maschinenhauses anzuordnen.
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Aus
der Druckschrift
DE
101 19 429 A1 ist eine Windenergieanlage bekannt, bei der
das Gehäusemodul
als verschiebbarer Behälter
ausgeführt ist.
Der verschiebbare Behälter
nimmt einen Transformator und verschiedene Schaltschränke auf.
Ein unterhalb des Triebstrangs angeordneter Maschinenträger trägt die Rotorwellenlagerung,
das Getriebe und den Generator. Der verschiebbare Behälter ist
an der Unterseite des Maschinenträgers aufgehängt. Er ist in Längsrichtung
des Maschinenhauses verschiebbar, wobei er sich im Betrieb der Windenergieanlage
nahe dem Turm befindet. Zu Wartungs- und Montagezwecken wird er
nach hinten verschoben und gibt dann eine Öffnung im Boden des Maschinenhauses
frei. Zusätzlich
ist ein aufrichtbarer Portalkran vorgesehen, der zum Ablassen bzw.
Anheben von Generator und Getriebe durch diese Öffnung verwendet werden kann.
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Davon
ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Windenergieanlage
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, die besonders
kompakt, leicht, montage- und wartungsfreundlich aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des Patentanspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den sich anschließenden
Unteransprüchen
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Windenergieanlage hat
einen Rotor, der mindestens ein Rotorblatt aufweist, einen Turm
und eine Gondel, die eine Brückenkonstruktion
mit Stützelementen
und mindestens einem oberhalb des Triebstrangs angeordneten Längsträger aufweist,
an der ein Generator aufgehängt
ist, wobei die Brückenkonstruktion
ein oberhalb des Längsträgers angeordnetes
Gehäusemodul
trägt,
in dem elektrische Betriebsmittel der Windenergieanlage angeordnet
sind, und einen Schwerlastkran aufweist, mit dem der Generator und/oder
ein Getriebeteil heruntergelassen werden kann.
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Der
Triebstrang sorgt für
die Momentenübertragung
vom Rotor zum Generator und umfasst insbesondere eine Rotorwelle,
den Generator und gegebenenfalls ein Getriebe. Der Rotor selbst
zählt im Sprachgebrauch
dieser Anmeldung nicht zum Triebstrang. Richtungs- und relative
Ortsangaben wie vorn, hinten, oberhalb usw. beziehen sich stets auf
den betriebsbereiten Zustand der Windenergieanlage, wobei das rotorseitige
Ende der Windenergieanlage wie üblich
als vorne bezeichnet wird.
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Die
Brückenkonstruktion
weist Stützelemente
auf, die den mindestens einen Längsträger oberhalb
des Triebstrangs befestigen. Die Stützelemente können z.
B. Stahlträger
oder sonstige Träger,
Streben oder Pfeiler sein, die den mindestens einen Längsträger insbesondere
nach Art einer Brücke stützen. Der
Triebstrang befindet sich unterhalb des mindestens einen Längsträgers, die
Stützelemente sind
insbesondere seitlich des Triebstrangs angeordnet und stellen eine
Verbindung zu einem unteren und/oder vorderen Bereich der Gondel
her.
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Der
mindestens eine Längsträger kann
sich im Wesentlichen über
die gesamte Länge
des Triebstrangs bzw. der Gondel erstrecken oder kürzer sein.
Der mindestens eine Längsträger erstreckt
sich in Längsrichtung
der Gondel. Der Generator ist von unten an dem mindestens einen
Längsträger aufgehängt, so
dass er einfach und ohne ein seitliches Verschwenken nach unten
heruntergelassen werden kann.
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Das
Gehäusemodul
kann abgesehen vom Generator alle oder einen Teil der elektrischen
Betriebsmittel der Windenergieanlage aufnehmen, insbesondere einen
Transformator, einen Umrichter, eine Kühleinrichtung und/oder einen
Schalt- oder Steuerschrank.
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Die
Brückenkonstruktion
weist einen Schwerlastkran auf, d. h. der Schwerlastkran ist in
die Brückenkonstruktion
integriert und die im Betrieb vom Schwerlastkran aufgenommenen Lasten
werden direkt in die Brückenkonstruktion
eingeleitet. Mit dem Schwerlastkran können grundsätzlich beliebige Bauteile heruntergelassen
werden. Er ist so dimensioniert, dass auch ein Herunterlassen des
schweren Generators und/oder eines Getriebeteils möglich ist. Dabei
kann das Getriebeteil insbesondere ein sehr schweres Getriebeteil
oder sogar das ganze Getriebe sein, dessen Gewicht dem des Generators
entsprechen oder dieses sogar um einen Faktor von beispielsweise
1,5 oder 2 übersteigen
kann.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung des
Gehäusemoduls
oberhalb des mindestens einen Längsträgers erhält die Gondel
einen besonders kompakten, insbesondere einen im Vergleich zu einem
Aufbau mit hinter dem Generator angeordneten elektrischen Betriebsmitteln
besonders kurzen Aufbau. Dadurch verringert sich die Belastung des
Azimutantriebs und -lagers, der bzw. das für eine Verdrehung der Gondel
gegenüber
dem Turm entsprechend der Windrichtung zuständig ist, in zweifacher Hinsicht.
Einerseits verringern sich die statischen Kippmomente durch die
näher am
Turm konzentrierten Massen, andererseits verringern sich aus demselben
Grund die Trägheitsmomente,
die bei jeder Azimutverstellung zu überwinden sind. Die kürzere Bauform
erlaubt auch eine Gewichtsreduktion.
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Des
Weiteren erfüllt
die Brückenkonstruktion bei
dem erfindungsgemäßen Aufbau
eine dreifache Funktion, dient sie doch zugleich als Tragstruktur
für den
Generator und wahlweise weitere Triebstrangelemente sowie für den Schwerlastkran
und für
das Gehäusemodul.
Durch diese Bündelung
von Funktionen wird die Brückenkonstruktion
optimal für
die Stabilitätserfordernisse
der Windenergieanlage ausgenutzt, was eine weitere Gewichtsreduktion
ermöglicht.
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Die
Erfindung kann sowohl in Verbindung mit Windenergieanlagen mit kurzer
als auch mit langer Rotorwelle und Momentenlagerung bzw. Zweipunktlagerung
der Rotorwelle eingesetzt werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung weist die Brückenstruktur
zwei parallel in Längsrichtung
der Gondel angeordnete Laufbahnen auf, an denen ein Fahrwerk des
Schwerlastkrans verfahrbar geführt
ist. Auf diese Weise kann der Schwerlastkran einfach verfahren werden.
Die Laufbahnen können
insbesondere an den Längsträgern ausgebildet
sein. Dadurch sind die Laufbahnen besonders kompakt in die Brückenkonstruktion
integriert. Die Laufbahnen können
beispielsweise an den einander zugewandten Innenseiten zweier Längsträger angeordnet
sein.
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Gemäß einer
Ausgestaltung ist die Länge und
Anordnung der Laufbahnen so gewählt,
dass der Schwerlastkran mindestens von einer ersten Position oberhalb
des Schwerpunkts des Generators bis zu einer zweiten Position oberhalb
des Schwerpunkts eines Getriebes verfahrbar ist. Dadurch wird zusätzlich zu
der Möglichkeit,
den Generator mit Hilfe des Schwerlastkrans zu montieren und zu
demontieren auch ein einfaches Montieren und Demontieren des Getriebes
ermöglicht.
Auch für
diese üblicherweise sehr
aufwendige Reparatur- bzw. Wartungsmaßnahme ist weder ein externer
Kran noch eine besondere Vorrichtung zum Verfahren des demontierten
Getriebes in eine für
den Schwerlastkran zugängliche
Position erforderlich.
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In
einer Ausgestaltung sind die Laufbahnen oberhalb des Generators
und/oder eines Getriebes und in geringem Abstand voneinander angeordnet. Der
Abstand der Laufbahnen kann insbesondere geringer sein als die Breite
des Triebstrangs in dessen zugehörigem
Längsabschnitt.
In dieser speziellen Anordnung kann das Fahrwerk des Schwerlastkrans besonders
schmal und kompakt ausgeführt
werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Stützelemente der Brückenkonstruktion
ausgehend von dem mindestens einen Längsträger bzw. den Laufbahnen teilweise
seitlich diagonal nach außen
verlaufen können. Durch
diese „diagonale
Aufständerung” ergibt
sich eine besonders steife Brückenkonstruktion
in Querrichtung zum Triebstrang.
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In
einer Ausgestaltung weist die Brückenkonstruktion
auf beiden Seiten des Triebstrangs jeweils mindestens drei Stützelemente
auf. Grundsätzlich
können
auch zwei Stützelemente
auf jeder Seite verwendet werden, insbesondere wenn eines der Stützelemente
auf jeder Seite eine ausreichende Breite aufweist, um eine Verbiegung
der Brückenkonstruktion,
bei der sich der mindestens eine Längsträger nach vorn oder hinten bewegt,
zu verhindern. Die Stützelemente
auf jeder Seite können
in einer Ebene angeordnet sein, sie können auch abgewinkelt sein und
seitlich diagonal nach außen
verlaufende Abschnitte aufweisen. In diesem Fall können die
einzelnen Stützelemente
insbesondere so angeordnet sein, dass sie von vorn betrachtet genau
hintereinander liegen. Durch die Verwendung von min destens drei
Stützelementen
auf jeder Seite des Triebstrangs kann eine über die gesamte Länge des
mindestens einen Längsträgers den
auftretenden Belastungen optimal angepasste Stabilität der Brückenkonstruktion
erreicht werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung weist die Brückenkonstruktion
auf beiden Seiten des Triebstrangs jeweils mindestens ein Stützelement
auf, das schräg zu
einem anderen Stützelement
auf der jeweiligen Seite des Triebstrangs angeordnet ist. Dadurch
ergibt sich eine diagonale Versteifung der Brückenkonstruktion in Richtung
des Triebstrangs; auftretende Längskräfte werden
optimal abgeleitet.
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In
einer Ausgestaltung weist die Brückenkonstruktion
Verbindungsflächen
zur Verbindung mit einem Maschinenträger auf, die in einer Ebene
oder parallel zu einer Ebene angeordnet sind, die die Längsachse
des Triebstrangs und eine Horizontale einschließt. Der Begriff Maschinenträger bezeichnet hier
denjenigen Teil der Gondel, der den Triebstrang und die Brückenkonstruktion
trägt und
ist nicht zu verwechseln mit dem Generatorträger, der bei der Erfindung
von dem mindestens einen Längsträger der Brückenkonstruktion
gebildet ist. Die genannte Ausrichtung der Verbindungsflächen vereinfacht
die Fertigung, weil die Bearbeitung der Verbindungsflächen an
der Brückenkonstruktion
und entsprechend am Maschinenträger
ohne ein Umspannen des jeweiligen Werkstücks in einem Arbeitsgang mit
der Bearbeitung anderer, entsprechend der Triebstrangebene ausgerichteter
Flächen
erfolgen kann. Solche Flächen
sind insbesondere Verbindungsflächen
für das Lagergehäuse oder
für Entkopplungselemente
für das
Getriebe. Eine andere vorteilhafte Anordnung der Verbindungsflächen verläuft in einer
horizontalen Ebene, entsprechend der Ausrichtung des mindestens
einen Längsträgers.
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In
einer Ausgestaltung weist das Gehäusemodul eine selbsttragende
Struktur auf, d. h. es verfügt
insbesondere über
eine ausreichend belastbare Außenhülle oder eine
ausreichend tragfähige
Rahmenkonstruktion, um die Eigenstabilität des Gehäusemoduls zu gewährleisten.
Dadurch stellt das Gehäusemodul
eine ohne weiteres transportfähige
Einheit dar, die zudem einfach auf der Brückenkonstruktion platziert
und befestigt werden kann. Dadurch kann das Gehäusemodul nötigenfalls besonders einfach
komplett ausgetauscht werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung erstreckt sich das Gehäusemodul im Wesentlichen über die
gesamte Länge
der Gondel. Die Gesamtlänge
der Gondel kann dabei insbesondere durch die Länge des Triebstrangs bestimmt
sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht
einen besonders flachen Aufbau des Gehäusemoduls. Es ergibt sich eine
insgesamt besonders kompakte Gondel. Dies ist sowohl für das Erscheinungsbild
der Windenergieanlage als auch für die
aerodynamischen Eigenschaften von Vorteil.
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In
einer Ausgestaltung weist das Gehäusemodul Container-Beschläge auf.
Diese aus dem Bereich der Containerschifffahrt bekannten Befestigungseinrichtungen
sind für
die beim Transport des Gehäusemoduls
auftretenden Belastungen gut geeignet und besonders einfach und
sicher zu öffnen und
zu verriegeln. Das Gehäusemodul
kann an der Unterseite und zusätzlich
an der Oberseite Container-Beschläge aufweisen,
um ein einfaches Anheben des Gehäusemoduls
mit einem externen Kran zu ermöglichen
und den weiteren Transport des Gehäusemoduls zu vereinfachen.
Ebenfalls denkbar erscheint eine Verwendung der Container-Beschläge zur Verbindung
des Gehäusemoduls
mit der Brückenkonstruktion.
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In
einer Ausgestaltung weist das Gehäusemodul eine Bodenplatte auf,
die geöffnet
werden kann. Das Öffnen
der Bodenplatte kann beispielsweise durch Aufklappen, seitliches
Verschieben oder Herausnehmen einer Platte erfolgen. Im geschlossenen
Zustand kann die Bodenplatte als begehbarer Boden dienen, wenn innerhalb
des Gehäusemoduls Arbeiten
auszuführen
sind. Im geöffneten
Zustand bietet sich ein einfacher Zugang zum unterhalb des Gehäusemoduls
befindlichen Triebstrang und/oder zum Schwerlastkran.
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In
einer Ausgestaltung weist das Gehäusemodul eine Öffnung im
Boden auf, durch die ein Teil des Schwerlastkrans in das Gehäusemodul
hineinragt, beispielsweise ein Teil des Fahrwerks, ein Antrieb und/oder
eine Winde. Dadurch kann das Gehäusemodul
für eine
gegebene Höhe
des Schwerlastkrans besonders tief positioniert werden, was einen kompakten
Triebstrangraum ermöglicht.
Außerdem kann
das Anschlagen von Komponenten an den Schwerlastkran teilweise innerhalb
des Gehäusemoduls
bzw. von dort aus stattfinden, was den Einsatz des Schwerlastkrans
vereinfachen kann.
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Gemäß einer
Ausgestaltung besitzt der Schwerlastkran eine definierte Parkposition,
wobei die Öffnung
im Boden des Gehäusemoduls
mindestens teilweise geschlossen werden kann, wenn sich der Schwerlastkran
in der definierten Parkposition befindet. Es ist also eine bestimmte
Position als Ruhezustand für
den Schwerlastkran vorgesehen, in der der Schwerlastkran noch in
das Gehäusemodul hineinragen,
die Öffnung
jedoch zumindest teilweise geschlossen werden kann, so dass in der
Ruheposition ein weitgehend ungehindertes und gefahrloses Betreten
des Gehäusemoduls
möglich
ist.
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In
einer Ausgestaltung sind die elektrischen Betriebsmittel in dem
Gehäusemodul
seitlich der Öffnung
angeordnet. Bevorzugt verbleibt in seitlicher Richtung in der Mitte
des Gehäusemoduls
ein sich in Triebstrangrichtung über
eine ausreichende Länge erstreckender,
der Öffnung
entsprechender Freiraum, der ein Verfahren des in das Gehäusemodul
hineinragenden Schwerlastkrans erlaubt. Diese Anordnung bietet neben
der einfachen Verfahrbarkeit des Schwerlastkrans den zusätzlichen
Vorteil, dass der Freiraum bei geschlossenem Boden für bequemes Arbeiten
an den elektrischen Betriebsmitteln genutzt werden kann.
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In
einer Ausgestaltung ist das Gehäusemodul
breiter als eine von der Brückenkonstruktion
gebildete Aufnahme und weist gegebenenfalls seitliche Aussteifungen
im Bodenbereich auf. Die Aufnahme kann insbesondere von nebeneinander
angeordneten Auflageflächen
oder Befestigungsabschnitten zweier Längsträger gebildet sind. Dadurch
kann das Gehäusemodul
sicher an der Brückenkonstruktion befestigt
werden und die Breite der Aufnahme bzw. die Anordnung der Längsträger kann
unabhängig von
der Breite des Gehäusemoduls
entsprechend den auftretenden Belastungen gewählt werden. Insbesondere kann
die Brückenkonstruktion
schmal ausgeführt
und mit einem besonders leichten und kompakten Schwerlastkran kombiniert
werden.
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In
einer alternativen Ausgestaltung ist das Gehäusemodul breiter als die von
der Brückenkonstruktion
gebildete Aufnahme und die Brückenkonstruktion
weist seitliche Aussteifungen zur Abstützung des Bodens des Gehäusemoduls
auf. In dieser Variante ergeben sich ebenfalls die genannten Vorteile bei
der Auslegung der Brückenkonstruktion,
gleichzeitig kann das Gehäusemodul
unter Umständen
einfacher aufgebaut und/oder gewichtsgarend ausgelegt werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von zwei in vier Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Gondel einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage
mit teilweise entfernter Verkleidung in einer Draufsicht von der
Seite, wobei das Rotorlagerkonzept ein Momentenlager vorsieht;
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2 die
Gondel aus 1 in einer teilweise geschnittenen
Ansicht entlang einer parallel zur Rotorebene verlaufenden Querschnittsebene;
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3 einen
Ausschnitt der Brückenkonstruktion
der Gondel aus den 1 und 2 mit einer
Aufhängung
des Generators in einer Ansicht von hinten;
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4 eine
Gondel einer weiteren erfindungsgemäßen Windenergieanlage mit Zwei-Punkt-Lagerung
der Rotorwelle, teilweise entfernter Verkleidung und ohne Gehäusemodul
in einer Draufsicht von der Seite;
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Es
werden für
alle Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet, soweit die gleichen
oder sich entsprechende Teile zu bezeichnen sind.
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Vorn
an der in 1 gezeigten Gondel ist ein ausschnittsweise
sichtbarer Rotor mit Rotorblättern 10 und
Rotornabe 12 montiert. Die Rotornabe 12 sitzt auf
einer Rotorwelle, welche über
ein nicht dargestelltes Momentenlager gelagert ist. Beginnend mit der
Rotorwelle setzt sich der Triebstrang der Windenergieanlage mit
einem Getriebe 16, das eine Drehmomentstütze 76 aufweist,
fort. Mit dem Getriebe 16 ist etwas nach oben versetzt
ein Generator 18 mit einer Generatorwelle 78 über eine
Kupplung verbunden.
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Im
unteren Bereich ist der Kopf des Turms 20 der Windenergieanlage
eingezeichnet. An seinem oberen Ende befindet sich ein für die Ausrichtung
der Gondel nach der aktuellen Windrichtung zuständiges Azimutmodul 22,
mit dessen drehbarem Teil der Maschinenträger 24, der die übrigen Elemente
der Gondel trägt,
verbunden ist. Das Getriebe 16 ist mit der langsam drehenden
Getriebeeingangswelle mit der Rotorwelle verbunden und damit gegen
Verkippen gesichert. Die Reaktionsmomente werden über die Drehmomentstütze 76 und
Entkopplungselemente 91 zum Maschinenträger 24 abgestützt.
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Darüber hinaus
stellt der Maschinenträger 24 auf
jeder Seite zwei Verbindungsflächen 80, 82 zur
Verfügung,
die mit der nachfolgend beschriebenen Brückenkonstruktion verbunden
sind. Die beiden vorderen Verbindungsflächen 80 des Maschinenträgers 24 sind
parallel zur leicht geneigt verlaufenden Längsebene des Triebstrangs angeordnet,
und zwar oberhalb der Achse der Rotorwelle, ungefähr auf Höhe der oberen
Kante der Rotorwelle. Genauer schließt die leicht geneigt verlaufende
Längsebene des
Triebstrangs die Längsachse
des Triebstrangs und eine Horizontale ein. Die beiden hinteren Verbindungsflächen 82 des
Maschinenträgers 24 sind ebenfalls
parallel zur annähernd
horizontal verlaufenden Längsebene
des Triebstrangs angeordnet, allerdings unterhalb der Achse der
Rotorwelle, so dass sie ungefähr
auf Höhe
der Unterkante des Generators 18 liegen. Die Verbindungsflächen 80, 82 befinden
sich jeweils an den Oberkanten des Maschinenträgers 24, welche einen
von vorn nach hinten geschwungen abfallenden Verlauf aufweisen.
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Die
Brückenkonstruktion
umfasst als Tragstruktur zwei Längsträger 26 und
auf jeder Seite des Triebstrangs drei Stützelemente 28, 30, 32.
Die beiden Längsträger 26 sind
parallel zueinander angeordnet und verlaufen ungefähr in Längsrichtung des
Triebstrangs, wobei die Längsachsen
der Rotorwelle, des Getriebes 16 und des Generators 18 wie üblich gegenüber der
Horizontalen leicht von vorn nach hinten abfallen, während die
Längsträger 26 etwa
horizontal angeordnet sind. Dadurch wird insbesondere der Höhenversatz
des Generators 18 gegenüber
dem Getriebe 16 und der Rotorwelle ausgeglichen, und alle
Triebstrangkomponenten sind relativ dicht unterhalb der Längsträger 26 angeordnet. Die
beiden hinteren Enden der Längsträger 26 sind über einen
Querträger 74,
der einen hinteren Abschluss der Brückenkonstruktion bildet, verbunden.
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An
der von den beiden Längsträgern 26 gebildeten
Tragstruktur ist der Generator 18 aufgehängt. Dazu
weist der Generator 18 an jeder Seite ein Befestigungs element 38 auf,
welches einen nach oben weisenden Befestigungsflansch zur Verfügung stellt.
In die Brückenkonstruktion
ist eine auf der linken und rechten Seite ausgebildete Aufhängeeinrichtung 40 integriert. Über Entkopplungselemente 90 ist der
Befestigungsflansch des Generators mit der Aufhängeeinrichtung 40 verbunden.
Weder die Brückenkonstruktion
noch der Maschinenträger 24 weisen Elemente
auf, die unterhalb des Generators angeordnet sind. Diese Art der
Befestigung des Generators 18 erlaubt ein einfaches Absenken
des Generators auf direktem Weg nach unten. Dazu muss lediglich
die strich-punktiert skizzierte Verkleidung 42 entfernt
oder eine darin befindliche Öffnung
geöffnet werden.
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Die
Stützelemente 28 der
Brückenkonstruktion
befinden sich am vorderen Ende der Längsträger 26 und sind wegen
des dort hoch hinauf reichenden Maschinenträgers 24 relativ kurz.
An ihrem unteren Ende weisen sie jeweils eine Verbindungsfläche 34 auf,
die entsprechend der oben beschriebenen Verbindungsfläche 80 des
Maschinenträgers 24 ausgerichtet
und angeordnet ist. Über
die Verbindungsflächen 34 und 80 sind
der Maschinenträger
und die Stützelemente 28 mit
Hilfe von in der Figur angedeuteten Gewindebolzen miteinander verschraubt.
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Die
Stützelemente 30 sind – wie auch
die kürzeren
Stützelemente 28 – im Wesentlichen
senkrecht zur von der Rotorwelle definierten Achse angeordnet. Sie
sind bezüglich
der Längsrichtung
der Längsträger 26 etwa
in deren Mitte angeordnet. Schräg
in einem Winkel von ca. 45° zu
den Stützelementen 30 befinden
sich weiter hinten die diagonal angeordneten Stützelemente 32, die
von unten ausgehend von einer Verbindungsfläche 36, die sie mit den
Stützelementen 30 gemeinsam
haben, schräg nach
hinten oben zum hinteren Bereich der Längsträger 26 verlaufen.
Der Verbindungsbereich der Stützelemente 32 mit
den Längsträgern 26 befindet
sich etwas hinter der Mitte des Generators 18, so dass
ein Abstand zum hinteren Ende der Längsträger 26 verbleibt.
Die für
jede Seite gemeinsame Verbindungsfläche 36 der Stützelemente 30 und 32 ist
entsprechend der Verbin dungsfläche 82 des
Maschinenträgers 24 ausgerichtet
und angeordnet und damit über in
der Figur angedeutete Gewindebolzen verschraubt.
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Oberhalb
der von den Längsträgern 26 gebildeten
Tragstruktur ist ein Gehäusemodul 44 angeordnet,
dessen Gewicht von der Brückenkonstruktion getragen
wird. Die Unterseite des Gehäusemoduls 44 erstreckt
sich über
die gesamte Länge
der Längsträger 26.
Die vordere Wand 84 und die hintere Wand 86 des
Gehäusemoduls 44 stehen
nicht senkrecht, sondern sind in einem Bogen nach hinten gekrümmt, so
dass die parallel zur Unterseite des Gehäusemoduls 44 angeordnete
obere Wand 88 des Gehäusemoduls 44 gegenüber der
Unterseite nach hinten versetzt ist. An den vier Ecken der Unterseite
des Gehäusemoduls 44 sind
Container-Beschläge 46 zur Verankerung
des Gehäusemoduls 44 beim
Transport, etwa auf einem LKW, angeordnet. Zusätzliche Container-Beschläge 48 befinden
sich an der Oberseite des Gehäusemoduls 44.
Diese können
insbesondere zum Anheben des Gehäusemoduls 44 mit einem
Kran dienen.
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Die 2 zeigt
die Gondel aus 1 in einer teilweise geschnittenen
Ansicht von hinten. Die Querschnittsebene verläuft dabei senkrecht zur Rotorwelle
etwa auf Höhe
der Abtriebswelle des Getriebes 16. In dieser Ansicht sind
insbesondere der Schwerlastkran 52 und das Innere des Gehäusemoduls 44 zu
erkennen.
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Der
Schwerlastkran 52 weist ein Fahrwerk 54 mit Laufrädern 56 sowie
eine von einem Antrieb 60 angetriebene Winde 62 und
einen Haken 58 auf. Die Laufräder 56 des Fahrwerks 54 sind
in Laufbahnen 64 geführt,
welche an den einander zugewandten Innenseiten der beiden Längsträger 26 ausgeführt sind.
Die Laufbahnen 64 haben einen U-förmigen Querschnitt mit senkrecht
stehender Basis und sind integral mit den Längsträgern 26 ausgebildet. Sie
umschließen
die Laufräder 56 von
oben und unten sowie von den Außenseiten.
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Das
Fahrwerk 54 erstreckt sich von seinen beiden Außenseiten,
an denen die Laufräder 56 angeordnet
sind, schräg
nach oben und innen, wo sich ein horizontal angeordneter Querabschnitt
anschließt.
In der Mitte des Querabschnitts (bzw. in Blickrichtung davor oder
dahinter) ist die Winde 62 angeordnet. Ein Teil des Fahrwerks 54,
genauer beinahe der gesamte Querabschnitt, erstreckt sich weiter
nach oben als die Längsträger 26 der
Brückenkonstruktion.
Die Winde 62 und der Antrieb 60 sind ebenfalls
oberhalb der Längsträger angeordnet.
Die genannten Elemente ragen somit nach oben in das Gehäusemodul 44,
das unmittelbar oberhalb der Längsträger 26 angeordnet
ist, hinein.
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Ebenfalls
gut erkennbar sind die Stützelemente 28,
die sich von den im Querschnitt gezeigten Längsträgern 26 schräg nach außen und
unten erstrecken und sich auf dem Maschinenträger 24 abstützen. Weiterhin
erkennt man seitliche Aussteifungen 70, die sich außen neben
den Stützelementen 28 und
den Längsträgern 26 befinden.
Die Oberseiten der Aussteifungen 70 weisen bei 72 angedeutete
Befestigungen und Auflageflächen
auf, die bündig
mit der Oberkante der Längsträger 26 abschließen und mit
dem Gehäusemodul 44 verbunden
sind.
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Das
Gehäusemodul 44 weist
eine selbsttragende Konstruktion auf, mit einem an der Unterseite angeordneten
Rahmen bestehend aus Längsträgern 66 und
Querträgern 68.
In der Mitte dieses Rahmens befindet sich im Boden des Gehäusemoduls 44 eine nicht
näher dargestellte Öffnung,
durch die die oben beschriebenen Teile des Schwerlastkrans 52 in
das Innere des Gehäusemoduls 44 hineinragen.
Die Öffnung
ist so bemessen, dass ein Verfahren des Schwerlastkrans 52 entlang
der Laufbahnen 64 möglich
ist. Die Laufbahnen 64 können sich dabei über die
gesamte Länge
der Längsträger 26 erstrecken, so
dass der Schwerlastkran 52 nicht nur zum Herunterlassen
des Generators 16, sondern auch zur Demontage von oberhalb
des Turms 22 befindlichen Komponenten – etwa des Getriebes 16 – verwendet werden
kann. Diese können
zu diesem Zweck einfach in ihrer Einbau lage vom Schwerlastkran 52 aufgenommen
und entlang der Laufbahnen 56 in einen hinteren Bereich
der Gondel verfahren werden.
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Ebenfalls
in 2 erkennbar sind elektrische Betriebsmittel in
Form von zwei Schaltschränken 50,
die in dem Gehäusemodul 44 zu
beiden Seiten der Öffnung
im Boden angeordnet sind. Zwischen den Schaltschränken 50 verbleibt
ein Freiraum, der bei geschlossenem Boden betreten werden kann und bei
geöffnetem
Boden das beschriebene Verfahren des Schwerlastkrans 52 in
Längsrichtung
ermöglicht.
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3 zeigt
einen Ausschnitt der Gondel aus 1 in einer
Ansicht von hinten. Gut zu sehen ist der wegen seiner geringen Neigung
von hinten betrachtet verkürzt
wirkenden Generator 18 mit seinen seitlichen Befestigungselementen 38.
Die dargestellte linke Aufhängeeinrichtung 40 für den Generator besteht
aus einer sich von der Unterseite des linken Längsträgers 26 schräg nach innen
und unten erstreckenden Strebe, die mit dem linken Befestigungselement 38 verbunden
ist. Im Übrigen
sieht man den linken Längsträger 26 mit
seinem gekippten U-Profil und den an dessen dem Betrachter zugewandten Ende
angeordneten Querträger 74.
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Erkennbar
sind ebenfalls die in dieser Ansicht von hinten hintereinander angeordneten
Stützelemente 28, 30 und 32.
In der Draufsicht ist das hinterste, schräg angeordnete Stützelement 32 dargestellt.
Dahinter befindet sich das durch eine gestrichelte Linie angedeutete
mittlere Stützelement 30, dessen
unteres Ende, wie auch das untere Ende des Stützelements 32, in
die gemeinsame Verbindungsfläche 36 mündet. Schließlich ist
weiter oben ebenfalls durch gestrichelte Linien die Anordnung des ganz
vorn befindlichen Stützelements 28 eingezeichnet.
Oberhalb dieses Stützelements 28 und
seitlich außen
neben dem linken Längsträger 26 befindet sich
eine Aussteifung 70, auf der das nicht dargestellte Gehäusemodul 44 befestigt
wird.
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4 zeigt
eine weitere Ausführung
der Erfindung am Beispiel einer Windenergieanlage mit längerer Rotorwelle
mit Zweipunktlagerung. Loslager und Festlager sind in einem Hauptlagergehäuse 14 angeordnet.
Loslager und Festlager können
auch in voneinander getrennten Lagergehäusen angeordnet sein. Das ebenfalls
oberhalb der Längsträger 26 angeordnete
Gehäusemodul 44 ist
nicht dargestellt. Das Hauptlagergehäuse 14 ist mit dem
Maschinenträger 24 verschraubt.
Das Getriebe 16 befindet sich hier in einem größeren Abstand
von dem nur durch einen Ausschnitt der Rotornabe 12 angedeuteten Rotor,
während
die Anordnung der übrigen Triebstrangelemente
im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel
gleicht. Abweichend befindet sich der Generator 18 in größerem Abstand
vom Getriebe 16 und ist folglich insgesamt weiter hinten
angeordnet.
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Ebenfalls
genau wie im ersten Ausführungsbeispiel
ist ein Schwerlastkran in die Brückenkonstruktion
integriert, was in 4 jedoch nicht dargestellt ist.
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Unterschiede
ergeben sich hinsichtlich der Formgebung des Maschinenträgers 24,
der sich hier nicht am vorderen Ende weit nach oben bis über die Achse
der Rotorwelle hinaus erstreckt, sondern eine geradlinige Oberkante
aufweist, die parallel zu und etwas unterhalb von der Rotorwellenachse
angeordnet ist. Dementsprechend sind die vorderen Stützelemente 28 nur
wenig kürzer
ausgeführt
als die weiter hinten angeordneten Stützelemente 30 und 32.
Außerdem
sind die oberen Enden der Stützelemente 30 noch
vor der Mitte (in Längsrichtung)
der Längsträger 26 mit
diesen verbunden. Auch die hinteren Stützelemente 32 sind
weiter vorn am Längsträger 26 angesetzt,
noch vor dem Generator 18.
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Hinsichtlich
aller sonstigen in 4 dargestellten und mit einem
Bezugszeichen versehenen Elemente ergeben sich keine Unterschiede
zum ersten Ausführungsbeispiel,
so dass die Ausführungen zu
den 1 bis 3 entsprechend auch für 4 gelten,
soweit sich nicht aus der 4 selbst
etwas anderes ergibt.