DE102010015412A1 - Method for transporting and mounting wind-power plant in offshore area, involves mounting completely wind-power plant at provided mounting position at embark point - Google Patents

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Abstract

The method involves mounting completely a wind-power plant at the provided mounting position at an embark point (30). A completely mounted wind-power plant is received and moved from the mounting position to a transport position on a barge (1) with the help of a displaceable movable crane, particularly a crawler crane. The barge is connected on the embark point. Independent claims are also included for the following: (1) a method for mounting a wind-power plant at a foundation; (2) a wind-power plant with a vertical stop; (3) a barge with one or multiple transportation positions for receiving fully mounted wind-power plants; and (4) a mounting- and transport system for wind-power plants.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport und zur Montage wenigstens einer Windkraftanlage im Offshore-Bereich. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Barge und eine Windkraftanlage zur Durchführung des Verfahrens sowie ferner ein Montage- und Transportsystem für Windkraftanlagen.The present invention relates to a method for transport and installation of at least one wind turbine in the offshore area. Furthermore, the invention relates to a barge and a wind turbine for carrying out the method as well as an assembly and transport system for wind turbines.

Windkraftanlagen wandeln die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie und speisen die gewonnene Energie in das Stromnetz ein. Da jedoch die geeigneten Windenergiestandorte an Land weitestgehend erschlossen sind, kann und soll die Errichtung großer Windparks im Offshore-Bereich einen wichtigen Beitrag zur weltweiten zukünftigen Energieversorgung beitragen. Die hohen durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten auf dem Meer versprechen enorme Energiepotentiale.Wind turbines convert the kinetic energy of the wind into electrical energy and feed the energy gained into the power grid. However, since suitable wind energy sites on land are largely developed, the construction of large offshore wind farms can and should make an important contribution to the worldwide future energy supply. The high average wind speeds on the sea promise enormous energy potentials.

Problematisch bei der Errichtung von derartigen Windparks im Offshore-Bereich sind die vorherrschenden klimatischen Bedingungen am Aufstellort, die für nur ca. 1/3 des Jahres eine Montage der Windkraftanlagen auf See zulassen. Sollen besonders große Felder mit vielen Windkraftanlagen vollständig in einem Zug aufgebaut werden, gilt es das vorgegebene Zeitfenster optimal auszunutzen. Dabei ist es bekannt, am Aufstellort die einzelnen Fundamente, welche die Basis zur Aufnahme der einzelnen Windkraftanlagen darstellen, bereits im Voraus zu errichten und gegebenenfalls am Meeresboden zu fixieren.The problem with the construction of such wind farms in the offshore area are the prevailing climatic conditions at the installation site, which allow for mounting of wind turbines at sea for only about 1/3 of the year. If particularly large fields with many wind turbines are to be constructed completely in one go, it is important to optimally utilize the given time window. It is known at the site the individual foundations, which are the basis for receiving the individual wind turbines, already in advance to establish and possibly fix on the seabed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie passende Vorrichtungen zur Montage bzw. zum Transport von Windkraftanlagen aufzuzeigen, wobei eine möglichst effiziente und kostengünstigen Errichtung von großen Windparks im Offshore-Bereich als Zielsetzung gilt.Object of the present invention is to provide a method and suitable devices for mounting or transport of wind turbines, with the most efficient and cost-effective construction of large wind farms in the offshore sector is the goal.

Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Transport und zur Montage wenigstens einer Windkraftanlage im Offshore-Bereich die folgenden Verfahrensschritte:

  • 1. Vollständige Montage wenigstens einer Windkraftanlage an der dafür vorgesehenen Montageposition am Verladeplatz,
  • 2. Aufnahme und Verfahren wenigstens einer vollständig montierten Windkraftanlage mit Hilfe wenigstens eines verfahrbaren Mobilkranes von der Montageposition zu der dafür vorgesehenen Transportposition auf einer am Verladeplatz angelegten Barge und
  • 3. Anlaufen des Aufstellortes der Windkraftanlage mit der Barge und Aufnahme und Verfahren wenigstens einer Windkraftanlage zur Montage am bereits vorinstallierten, passenden Fundament am Aufstellort mit Hilfe des Mobilkrans.
This object is achieved on the one hand by a method having the features of claim 1. Accordingly, the method according to the invention for the transport and installation of at least one offshore wind turbine comprises the following method steps:
  • 1. Complete installation of at least one wind turbine at the designated mounting position at the loading point,
  • 2. Recording and method of at least one fully assembled wind turbine with the help of at least one movable mobile crane from the mounting position to the designated transport position on a docking at the loading barge and
  • 3. Start the installation of the wind turbine with the barge and recording and process at least one wind turbine for mounting on pre-installed, suitable foundation at the installation using the mobile crane.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet demnach den wesentlichen Vorteil, dass die Windkraftanlagen bereits vollständig montiert an den Aufstellort transportiert werden. Nach der vollständigen Montage der Windkraftanlage an der Montageposition am Verladeplatz werden diese ausgiebig auf ihre ordnungsgemäße Funktion bzw. Qualität getestet. Folglich lassen sich kleine Bauteilmängel bzw. Montagefehler bereits vor der endgültigen Endmontage und der endgültigen Inbetriebnahme am Aufstellort feststellen und sofort beheben.The method according to the invention therefore offers the significant advantage that the wind power plants are already transported fully assembled to the installation site. After complete installation of the wind turbine at the mounting position at the loading point, these are extensively tested for their proper function and quality. As a result, small component defects or assembly errors can already be determined prior to final final assembly and final commissioning at the installation site and remedied immediately.

Stehen alle Windkraftanlagen am Verladeplatz bereit, legt die Barge zum Transport der Windkraftanlagen am Anlegeplatz des Verladeplatzes an. Mit der Barge wird ein bekannter Mobilkran transportiert, der insbesondere als Raupenkran ausgeführt sein kann. Bevorzugt ist der Mobilkran, insbesondere das Kranauslegersystem, derart dimensioniert, so dass der Kran die komplett montierte Windkraftanlage vollständig aufnehmen kann und diese verfahren kann. Vorteilhafterweise ist eine gewisse Robustheit gegen auftretende Windkräfte bei der Dimensionierung des Auslegersystems bzw. des Mobilkranes mit einberechnet. Der Mobilkran übernimmt das Verladen der vollständig montierten Windkraftanlagen auf die dafür vorgesehenen Transportpositionen der Barge. Im Anschluß wird der Mobilkran selbst auf der Barge abgestellt und diese läuft den Aufstellort der Windkraftanlagen an. Am Aufstellort dient der Mobilkran als Montagehilfe zur Befestigung der Windkraftanlagen am bereits errichteten Fundament am Aufstellort.If all wind turbines are ready at the loading point, the barge moored to transport the wind turbines to the landing place of the loading bay. With the barge a known mobile crane is transported, which can be designed in particular as a crawler crane. Preferably, the mobile crane, in particular the crane boom system, dimensioned so that the crane can completely accommodate the fully assembled wind turbine and this can proceed. Advantageously, a certain robustness against occurring wind forces in the dimensioning of the boom system or the mobile crane is included. The mobile crane handles the loading of fully assembled wind turbines on the designated transport positions of the barge. Following the mobile crane is parked itself on the barge and this runs to the site of the wind turbines. At the installation site, the mobile crane serves as an assembly aid for fastening the wind turbines to the already erected foundation at the installation site.

Vorteilhafterweise wird wenigstens eine Windkraftanlage in nahezu senkrechter Stellung auf der dafür vorgesehenen Transportposition auf der Barge befestigt. Das Turmende der wenigstens einen Windkraftanlage wird mit der Transportposition entsprechend verbunden und der Turm erstreckt sich in nahezu senkrechter Richtung von der Ladefläche nach oben. Dies ermöglicht eine besonders effiziente und platzsparende Anordnung von mehreren Windkraftanlagen auf der Ladefläche. Grundsätzlich ist jedoch auch jede alternative Ausrichtung wenigstens einer Windkraftanlage zum Transport auf der Barge denkbar. In diesem Sinne wäre auch eine horizontale Ausrichtung des Windkraftanlagenturms auf der Barge möglich.Advantageously, at least one wind turbine is mounted in almost vertical position on the transport position provided for this purpose on the barge. The tower end of the at least one wind turbine is connected to the transport position accordingly and the tower extends in an almost vertical direction from the loading surface upwards. This allows a particularly efficient and space-saving arrangement of several wind turbines on the truck bed. In principle, however, any alternative orientation of at least one wind turbine for transport on the barge is conceivable. In this sense, a horizontal orientation of the wind turbine tower on the barge would be possible.

Vorteilhafterweise weist die Barge vier Abstützeinrichtungen auf, die sich jeweils in Kantennähe der Barge befinden. Hierdurch lässt sich die Barge während des Verladens der wenigstens einen Windkraftanlage horizontal ausrichten und für den Verladevorgang stabilisieren. Die vier Abstützeinrichtungen werden in bekannter Art und Weise ausgefahren und gegen den Meeresboden abgestützt, wodurch die Barge eine stabile, vom Seegang unabhängige horizontale Lage einnimmt.Advantageously, the barge on four support means, each located near the edge of the barge. This allows the barge during loading of at least one Align the wind turbine horizontally and stabilize it for the loading process. The four support devices are extended in a known manner and supported against the seabed, whereby the barge occupies a stable, independent of the sea horizontal position.

Ebenso kann es erforderlich sein, das Niveau zwischen Barge und Verladeplatzebene auszugleichen um den problemlosen Übertritt des Mobilkrans im Grenzbereich zwischen Barge und Verladeplatz zu gewährleisten. Zur Niveauanpassung dient grundsätzlich ein bekanntes Niveauausgleichssystem der Barge, wie beispielsweise die Abstützvorrichtung, oder eine ähnliche Vorrichtung.Similarly, it may be necessary to balance the level between barge and loading level to ensure the smooth transfer of the mobile crane in the border area between barge and loading area. For level adjustment is basically a known level compensation system of the barge, such as the support device, or a similar device.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewegt sich der verfahrbare Mobilkran entlang der verstärkten Fahrstreifen auf der Barge. Der Mobilkran kann ohne Verlassen der verstärkten Fahrstreifen jede Transportposition für die Windkraftanlagen auf der Barge problemlos erreichen und die Windkraftanlagen ablegen bzw. aufnehmen.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the movable mobile crane moves along the reinforced lanes on the barge. The mobile crane can easily reach any transport position for the wind turbines on the barge and deposit or record the wind turbines without leaving the reinforced lanes.

Ferner ist bevorzugt am Verladeplatz ein verstärkter Fahrweg vorgesehen, auf dem sich der Mobilkran während des Verladevorgangs bewegt. Die einzelnen Montagepositionen für die Windkraftanlagen liegen am Verladeplatz möglichst nahe beieinander, um die erforderlichen Verfahrwege des Mobilkrans möglichst kurz zu halten. Denkbar ist es, dass der Mobilkran über den verstärkten Fahrweg jede einzelne Montageposition problemlos erreichen kann, um die entsprechende Windkraftanlage aufzunehmen.Furthermore, a reinforced track is preferably provided at the loading point, on which the mobile crane moves during the loading process. The individual mounting positions for the wind turbines are as close as possible to each other at the loading point in order to keep the required travel distances of the mobile crane as short as possible. It is conceivable that the mobile crane on the reinforced track every single mounting position can easily reach to accommodate the corresponding wind turbine.

Beim Festmachen der Barge am Verladeplatz stehen vorteilhafterweise die verstärkten Fahrstreifen mit dem verstärken Fahrweg in Verbindung, so dass sich ein durchgängiger verstärkter Verfahrbereich für den Mobilkran ergibt.When mooring the barge at the loading point, the reinforced lanes are advantageously connected to the reinforced track, so that there is a continuous reinforced travel range for the mobile crane.

Übersteigt der gebildete Abstand zwischen Barge und Verladeplatzebene ein bestimmtes Maß, so kann es vorgesehen sein, eine Übergangseinrichtung abzulegen, um dem Mobilkran die Überbrückung des Abstands zu erleichtern. In der Ausführung als Raupenkran lässt sich auf Grund des langen Raupenfahrwerks ein gewisser Abstand zwischen Barge und Verladeplatzebene ohne weitere Hilfsmittel überbrücken.If the distance formed between the barge and the loading platform level exceeds a certain extent, it may be provided to lay down a transition device in order to facilitate the bridging of the distance for the mobile crane. In the version as crawler crane can be bridged due to the long crawler track a certain distance between barge and loading platform level without further aids.

Der gleichzeitige Transport einer möglichst hohen Windkraftanlagenanzahl steigert die Effektivität des erfindungsgemäßen Transport- und Montageverfahrens. Demnach sind zweckmäßig mehrere Transportpositionen auf der Barge vorgesehen, die hintereinander und/oder nebeneinander auf der Barge angeordnet sind. Möglich ist es, dass zwei in Längsrichtung der Barge parallel verlaufenden Reihen aus möglichst dicht hintereinander angeordneten Transportpositionen auf der Ladefläche angeordnet sind. Vorteilhafterweise werden beispielsweise elf Windkraftanlagen gleichzeitig mit Hilfe der Barge transportiert. Der Mobilkran verlädt die einzelnen Windkraftanlagen demnach nacheinander auf die Barge und wird anschließend auf der entsprechenden Abstellfläche auf der Barge abgestellt und gegebenenfalls zusätzlich für den Transport gesichert. Im Anschluß wird das Auslegersystem in den freien Bereich verschwenkt und mit flachem, horizontalem Wippwinkel unter die Rotorblätter zurückgeschwenkt. Alternativ kann der Mobilkran mit einem Teleskopausleger ausgeführt sein, der im Anschluß an den Verladeprozeß platzsparend einteleskopiert wird.The simultaneous transport of the highest possible number of wind turbines increases the effectiveness of the transport and assembly method according to the invention. Accordingly, a plurality of transport positions are advantageously provided on the barge, which are arranged one behind the other and / or side by side on the barge. It is possible that two parallel in the longitudinal direction of the barge rows are arranged as close to one another as possible arranged transport positions on the loading area. Advantageously, for example, eleven wind turbines are transported simultaneously with the help of the barge. The mobile crane loads the individual wind turbines one after the other onto the barge and is then parked on the corresponding storage area on the barge and possibly additionally secured for transport. Subsequently, the boom system is pivoted into the free area and swung back with a flat, horizontal rocking angle under the rotor blades. Alternatively, the mobile crane can be designed with a telescopic boom, which is telescoped following the loading process to save space.

Am Aufstellort werden die einzelnen Windkraftanlagen bevorzugt in umgekehrter Reihenfolge zur Beladungsreihenfolge am Verladeplatz auf den jeweiligen Fundamenten montiert. Der Mobilkran besitzt stets ausreichend Bewegungsfreiheit auf der Barge zur Durchführung der Montage der einzelnen Windkraftanlagen auf dem Fundament in umgekehrter Reihenfolge. Ferner ist der Mobilkran auf dem verstärkten Fahrstreifen der Barge verfahrbar und kann folglich die Windkraftanlagen in die erforderliche Ausgangslage zur Montage bringen.At the installation site, the individual wind turbines are preferably mounted in reverse order to the loading order at the loading point on the respective foundations. The mobile crane always has sufficient freedom of movement on the barge to carry out the installation of the individual wind turbines on the foundation in reverse order. Furthermore, the mobile crane can be moved on the reinforced lane of the Barge and can thus bring the wind turbines in the required starting position for mounting.

Um die unterschiedlichen Beladungszustände der Barge auszugleichen, kann ein an sich bekanntes Niveauausgleichssystem oder dergleichen verwendet werden.To compensate for the different loading conditions of the barge, a self-leveling system or the like may be used.

Die Befestigung der Windkraftanlagen auf der Transportposition der Barge erfolgt bevorzugt in gleicher Art und Weise wie die Endmontage am Fundament des Aufstellortes. Dies stellt eine ausreichende Befestigung der Windkraftanlagen auf der Barge während des Transports zum Aufstellort sicher. Demnach sind keine weiteren, speziell für den Transport bestimmte Verbindungsmittel erforderlich.The attachment of the wind turbines on the transport position of the barge is preferably carried out in the same manner as the final assembly at the foundation of the installation. This ensures adequate attachment of the wind turbines on the barge during transport to the installation site. Accordingly, no further, specifically intended for transport connection means are required.

In einer alternativen Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mindestens zwei Bargen verwendet, wobei ein Mobilkran zur Aufnahme und zum Verfahren der Windkraftanlagen auf die Transportposition der Barge am Verladeplatz verbleibt und auf wenigstens einer Barge ein zusätzlicher Mobilkran zur Montage der Windkraftanlagen am Aufstellort eingesetzt wird. Demnach steht ein Mobilkran am Verladeplatz zur Verfügung, der die vollständig montierten Windkraftanlagen auf die nacheinander eintreffenden Bargen verlädt. Am Aufstellort der Windkraftanlagen steht wenigstens eine Barge zur Verfügung, die einen zusätzlichen Mobilkran transportiert. Der Mobilkran entlädt und montiert nach bekannter Art und Weise zunächst die Windkraftanlagen der ersten Barge. Im Anschluß werden eine weitere beladene Barge und die gerade entladene Barge nebeneinander, insbesondere durch die Abstützvorrichtung der Barge, auf Niveau gebracht. Nach der Niveauanpassung, kann der Mobilkran auf die neu angekommene Barge verfahren werden und diese gemäß dem vorgenannten Verfahren entladen und die Windkraftanlagen montieren. Der Vorteil der alternativen Ausführungsform besteht in der parallelen Arbeitsweise der wenigstens zwei Mobilkrane, nämlich die Verladung der Windkraftanlagen am Verladeplatz sowie die gleichzeitige Entladung und Montage am Aufstellort. Darüber hinaus können mehrere Bargen parallel eine bestimmte Menge von Windkraftanlagen zum Aufstellort transportieren. Diese Ausführungsform bringt besonders bei weiten Transportwegen eine gewisse Zeitersparnis und eine gesteigerte Arbeitseffektivität mit sich.In an alternative embodiment of the method according to the invention, at least two barges are used, with a mobile crane for receiving and moving the wind turbines remains on the transport position of the barge at the loading point and on at least one barge an additional mobile crane for installation of wind turbines is used at the installation. Accordingly, a mobile crane is available at the loading point, which loads the fully assembled wind turbines onto the successively arriving barges. At the installation site of the wind turbines is at least one barge available, which transports an additional mobile crane. The mobile crane unloads and mounted in a known manner, first the wind turbines of the first barge. In the connection become another loaded barge and just unloaded barge next to each other, especially by the support device of the barge, brought to level. After the level adjustment, the mobile crane can be moved to the newly arrived barge and unload it according to the above procedure and mount the wind turbines. The advantage of the alternative embodiment is the parallel operation of at least two mobile cranes, namely the loading of wind turbines at the loading point and the simultaneous discharge and installation at the installation. In addition, several barges can transport a certain amount of wind turbines in parallel to the installation site. This embodiment brings a certain time savings and increased work efficiency, especially for long transport routes.

Vorteilhafterweise wird die gesamte Windkraftanlage am Haken des Mobilkrans aufgenommen. Beispielsweise wird die Gondel über eine geeignete Verseilung bzw. sonstige Aufnahmemittel am Lasthaken aufgenommen. Der Abstand zwischen Windkraftanlage und Rollenkopf ist vorteilhafterweise sehr kurz zu halten, wodurch sich Pendelbewegungen der aufgenommenen Last weitestgehend unterdrücken lassen.Advantageously, the entire wind turbine is added to the hook of the mobile crane. For example, the nacelle is received on the load hook via a suitable stranding or other receiving means. The distance between the wind turbine and roller head is advantageously kept very short, which can be largely suppressed pendulum movements of the recorded load.

Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass Stabilisatorseile des Mobilkrans an der Windkraftanlage angeschlagen werden. Diese werden insbesondere durch vorgesehene Durchführungen am Turm der Windkraftanlage durchgeführt. Die Stabilisatorseile werden durch den entsprechenden Windenantrieb des Mobilkrans zur Laststabilisierung angesteuert. Ein ähnliches Transportsystem ist aus der DE 10 2009 058 268 bekannt, auf die an dieser Stelle vollumfänglich Bezug genommen werden soll.Furthermore, it can be provided that stabilizer cables of the mobile crane are struck at the wind turbine. These are carried out in particular by provided bushings on the tower of the wind turbine. The stabilizer cables are controlled by the corresponding winch drive of the mobile crane for load stabilization. A similar transport system is from the DE 10 2009 058 268 to which reference should be made in full at this point.

Um den Montageaufwand der Windkraftanlagen am Fundament am Aufstellort so gering wie möglich zu halten, erfolgt bevorzugt die Montage der Windkraftanlage über ein Stecksystem am Fundament. Der Turm der Windkraftanlage weist am unteren Ende eine axial herausragende Verlängerung auf, die in eine entsprechende Ausnehmung des Fundaments einsteckbar ist. Nach dem Ineinandergreifen des Stecksystems werden Windkraftanlage und Fundament miteinander verschraubt bzw. verbolzt.In order to keep the mounting effort of the wind turbines on the foundation at the installation as low as possible, preferably the mounting of the wind turbine via a plug-in system on the foundation. The tower of the wind turbine has at the lower end an axially protruding extension, which can be inserted into a corresponding recess of the foundation. After the interlocking of the plug-in system wind turbine and foundation are bolted together or bolted.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Windkraftanlage mit einem Turm gerichtet, die über das erfindungsgemäße Stecksystem mit dem passenden Fundament verbindbar ist. Dazu weist der Turm der Windkraftanlage am unteren Ende eine axial herausragende Verlängerung auf. Zur Herstellung der Verbindung wird die Windkraftanlage von oben an das Fundament herangeführt, so dass die Verlängerung in eine entsprechende Ausnehmung am Fundament einsteckbar ist. Das erfindungsgemäße Stecksystem zur Montage an einem Fundament führt zu einer erheblichen Senkung der benötigten Endmontagezeit.The present invention is further directed to a wind turbine with a tower, which can be connected via the plug-in system according to the invention with the appropriate foundation. For this purpose, the tower of the wind turbine at the bottom of an axially outstanding extension. To make the connection, the wind turbine is brought from above to the foundation, so that the extension can be inserted into a corresponding recess on the foundation. The plug-in system according to the invention for mounting on a foundation leads to a significant reduction in the required final assembly time.

Vorteilhafterweise ist zwischen Turm und Verlängerung der Windkraftanlage ein Höhenanschlag vorgesehen. Der Höhenanschlag begrenzt die mögliche Einstecktiefe des Windkraftanlagenturms in die passende Ausnehmung des Fundaments. Zusätzlich lässt sich der Höhenanschlag über Bolzen- oder Schraubverbindungen am Fundament fixieren. Die vertikale Lage der Windkraftanlage ist dann von der eigenen Gewichtskraft und dem Höhenanschlag bestimmt.Advantageously, a height stop is provided between the tower and the extension of the wind turbine. The height limit limits the possible insertion depth of the wind turbine tower in the matching recess of the foundation. In addition, the height stop can be fixed to the foundation via bolted or screwed connections. The vertical position of the wind turbine is then determined by its own weight and the height stop.

Um die Windkraftanlage gegen die auftretenden Störgrößen, wie z. B. Windkräfte zu schützen, insbesondere eine Drehbewegungen der Windkraftanlage zu unterbinden, kann es vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Sicherung gegen eine Drehbewegung der Windkraftanlage im Bereich der Verlängerung angeordnet ist.To the wind turbine against the disturbances occurring, such. B. to protect wind forces, in particular to prevent rotational movements of the wind turbine, it may be provided that an additional safeguard against rotation of the wind turbine is arranged in the region of the extension.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Fundament zur Aufnahme einer Windkraftanlage im Offshore-Bereich. Erfindungsgemäß weist das Fundament eine Ausnehmung zur Herstellung einer Steckverbindung mit einer entsprechenden Windkraftanlage auf. Die Ausnehmung dient zur Aufnahme einer geeigneten Verlängerung auf der Unterseite des Turms der Windkraftanlage.Furthermore, the present invention relates to a foundation for receiving a wind turbine in the offshore area. According to the invention, the foundation has a recess for producing a plug connection with a corresponding wind power plant. The recess serves to receive a suitable extension on the underside of the tower of the wind turbine.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Barge zur Durchführung des erfindungsgemäßen Transport- und Montageverfahrens. Hierzu sieht die Barge ein oder mehrere Transportpositionen auf ihrer Ladefläche vor, die zur Aufnahme einer oder mehrerer vollständig montierter Windkraftanlagen, geeignet sind. Insbesondere wird die Windkraftanlage mit der Turmendseite auf der Transportposition montiert, so dass sich der Turm der Windkraftanlage nahezu senkrecht nach oben erstreckt. Denkbar ist es, dass die Barge zwei Reihen von hintereinander angeordneten Transportpositionen aufweist, die jeweils versetzt zur Mittelachse der Barge parallel zu dieser verlaufen. Die Verbindung zwischen Windkraftanlage und Transportposition erfolgt bevorzugt nach dem Verbindungsprinzip zwischen Windkraftanlage und Fundament. Insbesondere ist hierbei eine Steckverbindung zwischen Windkraftanlage und Transportposition vorgesehen, wobei die Transportposition ebenfalls eine Ausnehmung vorsieht, in die eine Verlängerung auf der Unterseite des Turms der Windkraftanlage einsteckbar ist.Furthermore, the invention relates to a barge for carrying out the transport and assembly method according to the invention. For this purpose, the barge provides one or more transport positions on its loading surface, which are suitable for receiving one or more fully assembled wind turbines. In particular, the wind turbine is mounted with the tower end side on the transport position, so that the tower of the wind turbine extends almost vertically upwards. It is conceivable that the barge has two rows of transport positions arranged one behind the other, each of which is offset parallel to the central axis of the barge and parallel to it. The connection between wind turbine and transport position is preferably carried out according to the connection principle between the wind turbine and the foundation. In particular, in this case a connector between the wind turbine and transport position is provided, wherein the transport position also provides a recess into which an extension on the underside of the tower of the wind turbine can be inserted.

Bevorzugt sind die Transportpositionen auf der Barge derart angeordnet, so dass alle Windkraftanlagen gleich ausgerichtet sind. Eine besonders platzsparende Anordnung der Windkraftanlagen ergibt sich dadurch, dass die nahezu von der Rotornabe abgehenden Rotorblätter eine verdrehte Stellung zur Quer- und Längsachse der Barge einnehmen.Preferably, the transport positions are arranged on the barge so that all wind turbines are aligned the same. A particularly space-saving arrangement of wind turbines results from the fact that almost from the Rotor hub outgoing rotor blades take a twisted position to the transverse and longitudinal axis of the barge.

Weiterhin bevorzugt ist ein Abstellplatz für einen verfahrbaren Mobilkran auf der Barge vorgesehen. Der Abstellplatz befindet sich bevorzugt am Ende der Barge, so dass ein Auslegersystem des Mobilkrans während des Verfahrens der Barge unterhalb der Rotorblätter der Windkraftanlage ablegbar ist.Further preferably, a parking space for a movable mobile crane is provided on the barge. The parking space is preferably located at the end of the barge, so that a boom system of the mobile crane during the process of barge below the rotor blades of the wind turbine can be stored.

Um einen Vorteil im Bezug auf die Verfahrgeschwindigkeit sowie den Energieverbrauch der Barge zu erzielen, kann es vorgesehen sein, dass die Barge als Zweirumpfboot ausgeführt ist.In order to achieve an advantage in terms of the travel speed and the energy consumption of the barge, it may be provided that the barge is designed as a two-boat.

Die Erfindung betrifft ferner ein Montage- und Transportsystem für Windkraftanlagen nach einem der vorstehenden Merkmale mit einer Barge gemäß einem der vorgenannten Merkmale sowie einem bekannten Mobilkran, insbesondere einem Raupenkran, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen. Die Merkmale der Barge bzw. des Mobilkrans sowie der sonstigen Komponenten des Montage- und Transportsystems ergeben sich im wesentlichen aus den vorstehenden Ausführungen. Aus diesem Grund soll an dieser Stelle auf eine wiederholte Ausführung verzichtet werden.The invention further relates to a mounting and transport system for wind turbines according to one of the preceding features with a barge according to one of the aforementioned features and a known mobile crane, in particular a crawler crane, for carrying out the method according to one of the aforementioned embodiments. The features of the barge or the mobile crane and the other components of the assembly and transport system arise essentially from the foregoing. For this reason should be waived at this point on a repeated execution.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will become apparent from the embodiment illustrated in the figures. Show it:

1: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Barge, die am Verladeplatz angelegt ist, 1 : a top view of the barge according to the invention, which is created at the loading point,

2: eine Vorderansicht der durch den Mobilkran aufgenommenen Windkraftanlage und 2 : A front view of the wind turbine taken up by the mobile crane and

3: eine Detaildarstellung des Stecksystems der erfindungsgemäßen Windkraftanlage. 3 : a detailed representation of the plug-in system of the wind turbine according to the invention.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll nun das erfindungsgemäße Transport- und Montagesystem verdeutlicht werden.The transport and mounting system according to the invention will now be clarified with reference to the following description of the figures.

In 1 ist die erforderliche Barge 1 zum Transport der Windkraftanlagen vom Verladeplatz 30 zum Aufstellort dargestellt. Die Barge 1 ist besonders breit ausgeführt, um zum einen die Anzahl der zu transportierenden Windkraftanlagen zu erhöhen und zum anderen auch Gegenstände mit hoch liegenden Schwerpunkten per Seeweg transportieren zu können. Im Kantenbereich der Barge 1 weist diese vier Abstützvorrichtungen 11, 12, 13, 14 auf, mit der sich die Barge 1 in bekannter Weise gegen den Meeresboden abstützen kann. Während des Verfahrens der Barge sind die vier Abstützeinrichtungen hochgefahren und ragen in die Höhe. Befindet sich die Barge am Aufstellort bzw. am Verladeplatz, können diese Abstützeinrichtungen 11, 12, 13, 14 ausgefahren werden und die Barge gegenüber dem Meeresboden abstützen, wodurch diese in einer horizontalen Lage ausgerichtet wird oder alternativ das Niveau zwischen Bargenladefläche und dem Verladeplatz 30 reguliert wird. Die Brücke 15 beinhaltet die notwendigen Instrumente zur Steuerung der Barge.In 1 is the required barge 1 to transport the wind turbines from the loading point 30 shown to the installation site. The barge 1 is designed to be particularly wide, on the one hand to increase the number of wind turbines to be transported and on the other to be able to transport objects with high-lying centers by sea. In the edge area of the barge 1 has these four outriggers 11 . 12 . 13 . 14 on, with the barge 1 can be supported in a known manner against the seabed. During the procedure of the barge, the four support devices are raised and protrude into the air. If the barge is at the place of installation or at the loading point, these support devices can be used 11 . 12 . 13 . 14 be extended and support the barge against the seabed, whereby this is aligned in a horizontal position or alternatively the level between Bargenladefläche and the loading area 30 is regulated. The bridge 15 includes the necessary tools to control the barge.

Weiterhin sind auf der Ladefläche der Barge 1 insgesamt elf Transportpositionen vorgesehen, die zur Aufnahme der zu transportierenden Windkraftanlagen dienen. In dem Ausführungsbeispiel der 1 befinden sich zwei Reihen aus hintereinander angeordneten Transportpositionen zur Aufnahme der Windkraftanlagen, wobei die Reihen rechts und links versetzt parallel zur Mittelachse der Barge 1 verlaufen. Die Reihen umfassen auf einer Seite sechs Transportpositionen und auf der anderen Seite fünf Transportpositionen. Die verbleibende sechste Transportposition wurde ausgespart, um Platz für einen Abstellplatzes für den Mobilkran 20 zur Verfügung zu stellen. Im beladenen Zustand der Barge 1 befinden sich demnach insgesamt elf Windkraftanlagen auf der Barge, die an ihren jeweiligen Transportpositionen befestigt sind. Die Windkraftanlagen erstrecken sich in der Transportposition senkrecht von der Oberfläche der Barge 1.Furthermore, on the back of the barge 1 a total of eleven transport positions provided, which serve to accommodate the transportable wind turbines. In the embodiment of 1 There are two rows of successively arranged transport positions for receiving the wind turbines, the rows offset right and left parallel to the central axis of the barge 1 run. The rows comprise six transport positions on one side and five transport positions on the other side. The remaining sixth transport position was left to make room for a parking space for the mobile crane 20 to provide. In the loaded condition of the barge 1 Accordingly, there are eleven wind turbines on the barge, which are attached to their respective transport positions. The wind turbines extend in the transport position perpendicular to the surface of the barge 1 ,

Der Mobilkran 20 besitzt ein Auslegersystem 21, das für die vollständige Aufnahme einer vollständigen montierten Windkraftanlage ausgelegt ist.The mobile crane 20 owns a boom system 21 , which is designed to fully accept a complete assembled wind turbine.

Die Barge 1 besitzt weiterhin noch zwei auf der Ladefläche befestigte verstärkte Fahrstreifen 16, 17 für die beiden Fahrwerke des Mobilkrans 20. Der Mobilkran 20 ist als Raupenkran ausgeführt und die beiden Raupenfahrwerke 21, 22 werden zum Verfahren auf der Barge entlang der verstärkten Fahrstreifen 16, 17 geführt. Im einfachsten Fall sind die beiden verstärkten Fahrstreifen 16, 17 geradlinige Träger. Selbstverständlich können diese auch beliebig ausgeformt sein.The barge 1 still has two reinforced lanes fixed to the cargo bed 16 . 17 for the two chassis of the mobile crane 20 , The mobile crane 20 is designed as a crawler crane and the two crawler tracks 21 . 22 Be used to proceed on the barge along the reinforced lanes 16 . 17 guided. In the simplest case, the two reinforced lanes 16 . 17 linear straps. Of course, these can also be formed arbitrarily.

Am Verladeplatz 30 werden die Windkraftanlagen an ihren jeweiligen Montageorten 32A, 32B, 32C, 32D vollständig montiert und getestet. Die einzelnen Montageorte 32A–32D liegen möglichst eng nebeneinander auf gegenüberliegenden Seiten des verstärkten Fahrwegs 31. Der Mobilkran 20 lässt sich demnach von der Barge 1 auf den Verladeplatz 30 verfahren und entlang des verstärkten Fahrwegs 31 bewegen. Ausgehend von dem Verfahrweg 31 erreicht der Mobilkran 20 jede vollständig montierte Windkraftanlage und kann diese über seinen Lasthaken anheben und auf die Barge 1 verladen.At the loading point 30 become the wind turbines at their respective locations 32A . 32B . 32C . 32D completely assembled and tested. The individual installation locations 32A - 32D lie as close together as possible on opposite sides of the reinforced track 31 , The mobile crane 20 is therefore from the barge 1 to the loading place 30 procedure and along the reinforced infrastructure 31 move. Starting from the travel path 31 reached the mobile crane 20 any fully assembled wind turbine and can raise it via its load hook and on the barge 1 loaded.

Der 1 ist zu entnehmen, dass der Abstand zwischen Barge 1 und der Ebene des Verladeplatzes 30 gerade so gering gehalten wird, dass der Mobilkran, insbesondere der Raupenkran, diesen Abstand ohne weitere Hilfsmittel überbrücken kann. Ferner ist die Anlegestelle der Barge 1 so ausgerichtet, dass die verstärkten Fahrstreifen 16, 17 mit dem verstärkten Fahrweg 31 in Verbindung stehen und sich eine durchgängige Verstärkung der Kranfahrbahn ergibt.Of the 1 can be seen that the distance between barge 1 and the level of the loading point 30 is kept so low that the mobile crane, especially the crawler crane, this Distance can bridge without further aids. Furthermore, the pier is the barge 1 aligned so that the reinforced lanes 16 . 17 with the reinforced track 31 be connected and results in a continuous reinforcement of the crane track.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Windkraftanlage 100, die über den Lasthaken 200 des Mobilkrans 20 aufgenommen ist. Der Abstand zwischen dem Rollenkopf 400 und der aufgenommenen Windkraftanlage 100 ist besonders gering gehalten, so dass Pendelbewegungen der aufgenommenen Windkraftanlage weitestgehend minimiert werden. Zur weiteren Stabilisierung der Windkraftanlage 100 dienen die Stabilisatorseile 500, die direkt am Turm angeschlagen werden. Zur Ausrichtung der Windkraftanlage 100 weist der Mobilkran 20 die Steuerwinden 600 auf, wodurch der Zug auf die Stabilisatorseile 500 variierbar ist und die aufgenommene Windkraftanlage 100 stabilisierbar und präzise positionierbar ist. 2 shows a schematic representation of the wind turbine 100 that over the load hook 200 of the mobile crane 20 is included. The distance between the roller head 400 and the wind turbine 100 is kept very low, so that oscillations of the recorded wind turbine are minimized as far as possible. To further stabilize the wind turbine 100 serve the stabilizer cables 500 , which are struck directly on the tower. For alignment of the wind turbine 100 points the mobile crane 20 the tax winds 600 on, causing the pull on the stabilizer ropes 500 is variable and the recorded wind turbine 100 stabilizable and precisely positioned.

3 zeigt eine Detailaufnahme des erfindungsgemäßen Stecksystems der Windkraftanlage 100. Dieser Figur ist eine sich von der Unterseite des Turms der Windkraftanlage 100 in axialer Richtung erstreckende Verlängerung 510 zu entnehmen. Zwischen der Verlängerung 510 und dem Turm der Windkraftanlage 100 ist ein Höhenanschlag 511 vorgesehen. Wird die erfindungsgemäße Windkraftanlage auf dem passenden Fundament 500 montiert, so wird die Verlängerung 510 in die dafür vorgesehene Ausnehmung 501 auf dem Fundament 500 eingesteckt, bis der Höhenanschlag 511 auf der Fundamentsoberfläche anschlägt und die Einstecktiefe der Windkraftanlage 100 begrenzt. Die vertikale Lage der Windkraftanlage 100 ist dann von der Gewichtskraft der Windkraftanlage 100 und von dem Höhenanschlag 511 bestimmt. Gegen ein Verdrehen der Windkraftanlage ist eine Sicherung 512 vorgesehen, die im Bereich der Verlängerung 510 angeordnet ist. 3 shows a detailed view of the plug-in system according to the invention of the wind turbine 100 , This figure is one from the bottom of the tower of the wind turbine 100 extending in the axial direction extension 510 refer to. Between the extension 510 and the tower of the wind turbine 100 is a height stop 511 intended. If the wind turbine according to the invention on the appropriate foundation 500 mounted, so will the extension 510 in the recess provided for this purpose 501 on the foundation 500 plugged in until the height stop 511 on the foundation surface strikes and the insertion depth of the wind turbine 100 limited. The vertical position of the wind turbine 100 is then the weight of the wind turbine 100 and from the height stop 511 certainly. Against a turning of the wind turbine is a fuse 512 provided in the area of extension 510 is arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (17)

Verfahren zum Transport und zur Montage wenigstens einer Windkraftanlage im Offshore-Bereich mit den folgenden Verfahrensschritten: a) vollständige Montage wenigstens einer Windkraftanlage an der dafür vorgesehenen Montageposition am Verladeplatz, b) Aufnahme und Verfahren wenigstens einer vollmontierten Windkraftanlage mit Hilfe wenigstens eines verfahrbaren Mobilkranes, insbesondere eines Raupenkranes, von der Montageposition zu der dafür vorgesehenen Transportposition auf einer am Verladeplatz angelegten Barge und c) Anlaufen des Aufstellortes der Windkraftanlage und Aufnahme und Verfahren wenigstens einer Windkraftanlage zur Montage auf dem passenden, vorinstallierten Fundament am Aufstellort mit Hilfe des Mobilkrans.Method for transporting and assembling at least one wind power plant in the offshore sector with the following method steps: a) complete assembly of at least one wind turbine at the designated mounting position at the loading point, b) recording and method of at least one fully assembled wind turbine with the help of at least one movable mobile crane, in particular a crawler crane, from the mounting position to the designated transport position on a docking at the loading barge and c) start of the installation site of the wind turbine and recording and method of at least one wind turbine for mounting on the matching, pre-installed foundation at the installation using the mobile crane. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barge mit Hilfe einer Abstützeinrichtung während der Verladung horizontal ausgerichtet wird.A method according to claim 1, characterized in that the barge is aligned horizontally by means of a support device during loading. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Verladeplatz ein erforderlicher Niveauausgleich zwischen Barge und Verladeplatzebene mittels der Abstützeinrichtung erzielt wird.A method according to claim 2, characterized in that at the loading point a required level compensation between barge and loading platform level is achieved by means of the support means. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mobilkran auf einem verstärkten Fahrstreifen auf der Barge und/oder auf einem verstärkten Fahrweg am Verladeplatz verfahren wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile crane is moved on a reinforced lane on the barge and / or on a reinforced track at the loading point. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der verstärkte Fahrweg und die verstärkten Fahrstreifen am Verladeplatz in Verbindung stehen, wobei der Mobilkran vorteilhaft den Abstand zwischen Barge und Verladeplatz mittels einer Übergangseinrichtung überbrückt.A method according to claim 4, characterized in that the reinforced track and the reinforced lanes at the loading point are in communication, wherein the mobile crane advantageously bridges the distance between barge and loading station by means of a transition device. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Windkraftanlagen auf der Barge transportiert werden, wobei diese hintereinander und/oder nebeneinander auf der Barge auf der jeweiligen Transportposition befestigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of wind turbines are transported on the barge, wherein these are mounted one behind the other and / or side by side on the barge on the respective transport position. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montage der Windkraftanlagen am Aufstellort in umgekehrter Reihenfolge zur Beladungsreihenfolge am Verladeplatz erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly of the wind turbines takes place at the installation in reverse order to the loading order at the loading point. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung wenigstens einer Windkraftanlage mit der Transportposition auf der Barge in gleicher Weise erfolgt wie die Endmontage am Fundament des Aufstellortes.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the connection of at least one wind turbine with the transport position on the barge in the same way as the final assembly at the foundation of the installation. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bargen verwendet werden, wobei ein Mobilkran zur Aufnahme und Verfahren der Windkraftanlagen auf die Transportposition der Barge am Verladeplatz verbleibt und auf wenigstens einer Barge ein zusätzlicher Mobilkran zur Montage der Windkraftanlagen am Aufstellort eingesetzt wird, wobei die wenigstens zwei Bargen am Aufstellort vorteilhaft nebeneinander auf Niveau gebracht werden, so dass der zusätzliche Mobilkran zwischen den Bargen verfahrbar ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two barges are used, wherein a mobile crane for receiving and moving the wind turbines remains on the transport position of the barge at the loading point and on at least one barge an additional mobile crane for mounting the wind turbines is used at the installation , Wherein the at least two barges are advantageously placed side by side at the place of installation to the level, so that the additional mobile crane can be moved between the barges. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine komplett montierte Windkraftanlage am Lasthaken des Mobilkrans aufgenommen wird, wobei der Abstand zwischen Windkraftanlage und Rollenkopf möglichst gering gehalten wird, wobei vorteilhaft Stabilisatorseile des Mobilkrans an der Windkraftanlage, insbesondere am Turm, angeschlagen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one fully assembled wind turbine is added to the load hook of the mobile crane, wherein the distance between the wind turbine and roller head is kept as low as possible, advantageously stabilizer cables of the mobile crane at the wind turbine, in particular at the tower, are struck , Verfahren zum Montieren einer Windkraftanlage an einem Fundament, wobei die Windkraftanlage über ein Stecksystem am Fundament montiert wird.Method for mounting a wind turbine on a foundation, wherein the wind turbine is mounted via a plug-in system on the foundation. Windkraftanlage geeignet für ein Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einem Turm, wobei an der Unterseite des Turms eine axial herausragende Verlängerung vorgesehen ist, die zur Montage in eine entsprechende Ausnehmung am Fundament einsteckbar ist.Wind turbine suitable for a mounting method according to one of claims 1 to 11 with a tower, wherein on the underside of the tower, an axially projecting extension is provided, which can be inserted for mounting in a corresponding recess on the foundation. Windkraftanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Turm und Verlängerung ein Höhenanschlag vorgesehen ist.Wind power plant according to claim 12, characterized in that between tower and extension a height stop is provided. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherung gegen Drehbewegungen der Windkraftanlage vorgesehen ist.Wind power plant according to one of claims 12 or 13, characterized in that a safeguard against rotational movements of the wind turbine is provided. Fundament für eine Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14 mit einer Ausnehmung zur Montage der Windkraftanlage mit passender Verlängerung auf der Unterseite des Turms.Foundation for a wind turbine according to one of claims 12 to 14 with a recess for mounting the wind turbine with a suitable extension on the underside of the tower. Barge mit einer oder mehrerer Transportpositionen zur Aufnahme einer oder mehrerer vollständig montierter Windkraftanlagen, wobei die Barge zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 geeignet ist.Barge with one or more transport positions for receiving one or more fully assembled wind turbines, the barge being suitable for carrying out the method according to one of Claims 1 to 11. Montage- und Transportsystem für Windkraftanlagen gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 mit einer Barge gemäß Anspruch 16 und einem Mobilkran, insbesondere einem Raupenkran, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.Assembly and transport system for wind turbines according to one of claims 12 to 14 with a barge according to claim 16 and a mobile crane, in particular a crawler crane, for Implementation of a method according to one of claims 1 to 11.
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