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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren, so wie Vorrichtungen zum Aufbau, Transport und zur Installation von Seeanlagen, insbesondere Windenergieanlagen, an dem Einsatzort.
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Hintergrund der Erfindung: Insbesondere Windenergieanlagen zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen hoch liegenden Schwerpunkt haben und einer großen Windlast ausgesetzt sind. Bei Gründungen von Windenergieanlagen welche den Auftrieb ausnutzen, wird die Stabilität daher durch die Verankerung hergestellt, anstatt durch Form- oder Gewichtsstabilität, weil Ballast bzw. Freibord um ein Vielfachen größeren Anteil an dem Auftriebskörpervolumen fordern würden, als die Kompensation der Gewichtskraft der Anlage alleine.
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Da die Stabilität der Anlage durch die Verankerung beim Transport noch nicht möglich ist, wird im Folgenden eine Methode vorgeschlagen, welche die Stabilisierung solcher Anlagen während des Transportes ermöglicht.
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Die Methode ist in einer Variante auch für Windenergieanlagen nutzbar, die für die Installation auf einer nicht schwimmenden Gründung bestimmt sind.
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Stand der Technik:
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Zum Transport fertig montierter Windenergieanlagen werden hier exemplarisch zwei Veröffentlichungen genannt: Zum einen ist in
DE60009007T2 eine Methode bekannt, bei der die Windenergieanlage an einem Kran hängend Transportiert wird. Dabei greift der Kran oberhalb des Schwerpunktes an der Windenergieanlage an, so dass die Windenergieanlage aufrecht hängt. Es werden Hilfsmittel vorgeschlagen, welche die Struktur der Windenergieanlage entlasten, damit das Gewicht des Fundamentes die Anlage nicht überlastet. Nachteil dieser Methode ist, dass der Kran das gesamte Gewicht der Anlage tragen muss, und deshalb sehr groß wird.
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Aus
DE60126984T2 ist eine Methode bekannt, bei der eine Windenergieanlage an Land auf gebaut, durch ein Gestell gehalten und auf einem Schiff zum Einsatzort transportiert wird. Dort wird sie dann mit einem Kran abgesetzt.
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Beiden Methoden ist gemeinsam, dass sie große Spezialschiffe benötigen, die sehr teuer sind.
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Aus
DE10200633215B4 ist eine Auftrieb gestützte Gründung bekannt, die exemplarisch für den Typ Gründung steht, der sich besonders gut mit dem hier dargestellten Verfahren installieren lässt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Methode zu schaffen welche einen einfachen und kostengünstigen Transport Aufbau und Transport der Seeanlagen zum Einsatzort ermöglicht. Insbesondere sollen die Hilfsmittel für die Installation kostengünstiger als die bisher bekannten Einrichtungen sein.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Installation von Windenergieanlagen (10) auf See, wobei die Windenergieanlage von einer Auftriebskörperanordnung (20) getragen wird dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus Windenergieanlage (10) und Auftriebskörpern über Ausleger mit Schiffen derart verbunden ist, dass der Winkel zwischen der Senkrechten Hochachse und den Auslegern festlegbar ist, um die Schwimmlage der Windenergieanlage zu bestimmen, gelöst Der Auftriebskörper unter der Windenergieanlage ist bei Schwimmgründungen bereits für die fertige Konstruktion erforderlich. Somit kann die Traglast durch ihn aufgebracht werden. Die Schiffe erzeugen in Zusammenhang mit den Auslegern Schwimmstabilität. Durch die Ausleger lässt sich auch mit kleinen Schiffen eine hohe Schwimmstabilität erreichen.
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Ist bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen dass zur Bestimmung der Schwimmlage der Winkel zwischen Hochachse und Auslegern kontrolliert einstellbar ist, so lässt sich jede Verstellung der Schwimmlage etwa durch veränderten Auftrieb, oder veränderte Last ausgleichen. Insbesondere kann so ein kontrolliertes Absenken der Anlage am Einsatzort erreicht werden. Auch lässt sich die veränderte Schwimmlage durch die Zunahme der Masse während des Aufbaus der Anlage ausgleichen.
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Besonders vorteilhaft ist das Verfahren und die Vorrichtung, wenn das jeweilige Schiff (40) über ein Gelenk, vorzugsweise ein Kugelgelenk verbunden ist, dass vorzugsweise in der Nähe des Konstruktionsschwerpunktes des Schiffes liegt. So wird durch die Seeanlage im Wesentlichen nur eine positive und negative Stützlast auf das Schiff ausgeübt. Das gesamte Schiff wird gewissermaßen zum Freibord der Anlage. Die Seegangseigenschaften des Schiffes werden kaum beeinflusst, da es sich seiner Konstruktion entsprechend frei in der See bewegen kann. Während für das Schiff selbst relativ kurze Wellen maßgeblich sind, sind für die Anlage selbst Wellen maßgeblich, deren Wellenlänge doppelt so groß sind, wie die der Ausleger.
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Ein weiterer Konstruktiver Vorteil ergibt sich für das Verfahren und die Vorrichtung von Anspruch 1, wenn der Ausleger (30) an dem Mast (15) der Anlage (10) unterhalb des Schwerpunktes angreift. So kann die Anlage bereits bei dem Aufbau gestützt werden.
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Günstig für das Verfahren und die Vorrichtung ist es wenn die Ausleger an der Windenergieanlage in der Horizontalen Ebene schwenkbar angebracht sind. Dadurch werden hier Kräfte vermieden, auch können die Schiffe bei Hafenmanövern freier manövrieren. Auch werden an den Angriffspunkten unnütze Kräfte vermieden.
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Zur Herabsetzung des Kraftaufwandes der Schiffe ist es Zweckmäßig das bei dem Verfahren und der Vorrichtung zwischen den Auslegern vorzugsweise in der Nähe der Gelenke an den Schiffen ein Abstandhalter vorgesehen ist.
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Der Aufbau der Auslegers kann durch einen Träger erfolgen, der wie ein Balken wirkt.
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Alternativ kann der Ausleger jedoch auch aus mehreren Stützen aufgebaut werden, ähnlich wie ein Ladebaum. Ein möglicher Aufbau besteht aus drei Stützen. Die erste und die zweite dieser Stützen sind mit einem Gelenk an jeweils einem ihrer Enden verbunden. Das andere Ende der ersten Stütze ist an der Windenergieanlage gelenkig befestigt während die zweite Stütze mit ihrem anderen Ende an Hilfsschiff (40) gelenkig angreift. Die dritte Stütze verbindet das Hilfsschiff direkt mit der Windenergieanlage, und greift dabei an der Windenergieanlage vorzugsweise an einem tieferen Punkt an als die erste Stütze. Werden nun zusätzlich zwei Seilverbindungen zwischen dem Gelenk zwischen erster und zweiter Stütze und dem Angriffspunkt der unteren Stütze an der Windenergieanlage, so wie dem Angriffspunkt der ersten Stütze und dem Ende der dritten Stütze in der Nähe des Schiffes hergestellt, so lässt sich der Winkel, Alpha, zwischen Ausleger und Hochachse der Windenergieanlage festlegen.
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Werden die Seile über eine Seilführung zum Schiff geführt, so lässt sich der Winkel Alpha kontrolliert verstellen.
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Das beschriebene Verfahren für die Installation lässt sich besonders eine Gründung mit den folgenden Eigenschaften einsetzten. Vorteilhaft ist dabei eine Auftriebs gestützte Gründung für Windenergieanlagen die eine Trageinheit aufweisen welche zur Stabilisierung über Pendelstützen mit dem Meeresgrund verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelstützen aus einem Mantelrohr und einem Innenrohr bestehen, wobei das eine Rohr mit dem Gelenk am Meeresboden, und das anderer Rohr mit dem Gelenk an der Trageinheit verbunden ist.
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Besonders zweckmäßig ist die Auftriebs gestützte Gründung wenn am oberen Ende der Pendelstütze ein Auftriebskörpervolumen angebracht ist, welches sich neben dem unteren Ende der Tragstruktur befindet. Horizontale, durch Wellen induzierte, Kräfte, die am Auftriebskörper entstehen, werden so direkt an die Tragstruktur weiter gegeben, ohne über einen Hebel Kräfte auf die Stütze auszuüben.
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Günstig ist die Auftriebs gestützte Gründung wenn die Auftriebskörper an den Pendelstützen den für das dynamische Verhalten erforderlichen Auftriebsüberschuss erbringen. So ist sichergestellt, das die Gelenke zwischen Tragstruktur und den Verbindungseinrichtungen nicht durch diesen Auftriebsüberschuss vorbelastet werden.
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Eine Auftriebs gestützte Gründung bei der mindestens eine Stütze eine Bodenplatte aufweist, die über das Innenrohr von oben mit Werkzeugen zugänglich ist, bietet besondere Vorteile. So kann die Befestigung der Gründung durch Befestigung der Bodenplatte am Untergrund erfolgen. Dabei können die Werkzeuge von oben vorzugsweise von oberhalb der Wasserfläche durch das Rohr geführt werden.
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Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung wird zunächst an einem Ausführungsbeispiel erläutert:
Die Windenergieanlage wird auf einem Auftriebskörper der bereits im Wasser schwimmt aufgebaut, während des Aufbaus wird die Windenergieanlage mit Auslegern versehen die sich auf zwei Schiffen abstützen. Die Ausleger stehen in der horizontalen Ebene in einem von Null und 180° verschiedenen Winkel zueinander. In der vertikalen ist der Winkel zwischen Hochachse und dem Ausleger einstellbar. Dadurch lässt sich die Schwimmlage der Windenergieanlage beeinflussen.
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Am Schiff wird der Ausleger vorzugsweise um einen Punkt in der Nähe des Konstruktionsschwerpunktes des Schiffes schwenkbar angebracht, so dass sämtliche Lasten nur auf den Konstruktionsschwerpunkt wirken. So wird die Seegangsstabilität des Schiffes kaum beeinflusst, und die gesamte Zuladung des Schiffes kann ausgenutzt werden, um die Windenergieanlage zu stabilisieren. Hat die Windenergieanlage eine Masse von 700 t, und befindet sich Gewichtsschwerpunkt 70 m über dem Auftriebsschwerpunkt und einer Auslegerlänge von 70 m ergibt sich bei einer Schräglage von 20° eine Stützlast von 240 t auf dem Schiff, die entweder auf dem Schiff lasten, oder es anheben.
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Die Details der Erfindung werden im Folgenden an Hand von Zeichnungen erläutert.
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Es zeigt:
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1a, b eine schematische Darstellung der Windenergieanlage mit den Schiffen wie sie in der zum Transport bereiten Konfiguration angeordnet sind
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2a bis c den Aufbau der Windenergieanlage vor einer Kaimauer
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3a, b eine spezielle Ausführungsform der Befestigung des Auslegers am Schiff,
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3 eine spezielle besonders geeignete Gründungsstruktur,
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4 zeigt den Transport der besonders geeigneten Gründungsstruktur,
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5a bis f zeigt die Installation von Gründungsstrukturen, die keinen Eigenauftrieb besitzen unter Verwendung eines für den Transport bestimmten Auftriebskörpers.
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1: Die Windenergieanlage (10) befindet sich auf einem hier schematisch dargestellten Auftriebskörper (20) bzw. einer Auftriebskörperanordnung, und wird von diesem zumindest teilweise getragen. Die Anlage wird dabei über Ausleger (30) auf den Hilfsschiffen (40) abgestützt. Das Befestigungselement (31) mit dem der Ausleger an der Anlage angebracht ist lässt sich kontrolliert bewegen, so dass der Winkel (39), genannt Alpha, zwischen der Hochachse (11) und dem Ausleger kontrolliert verstellt werden kann.
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Auf den Hilfsschiffen (40) sind die Ausleger über ein Gelenk (43) mit dem Schiff verbunden, über das sich der Ausleger in alle Richtungen schwenken lässt. Vorteilhafter Weise ist dieses Gelenk (43) in der Nähe des Konstruktionsschwerpunktes des Schiffes angebracht, da so erreicht wird, dass sich die Seegangs Eigenschaften des Schiffes kaum verändern. Über die Ruderanlage und den Antrieb der Schiffe kann die Richtung des Schiffes gesteuert werden. Durch das Zusammenspiel der Schiffe kann die Anlage in jede beliebige Richtung manövriert werden, und sie lässt sich auch beliebig um die horizontale Achse drehen.
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Die Lage der Senkrechten Achse der Windenergieanlage lässt sich steuern, in dem der Winkel der Hochachse zu den Auslegern eingestellt wird. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind dazu an den Enden der Ausleger Elemente 31 über ein Gelenk mit dem übrigen Teil des Auslegers verbunden. Sie lassen sich z. B. über eine Hydraulik kippen. Mit diesen Elementen 31 werden die Ausleger an der Anlage befestigt. Der Winkel Alfa (39) zwischen Ausleger und der Hochachse der Anlage 19 lässt sich so verstellen. An jedem Ausleger ist diese Einstellmöglichkeit vorgesehen. Die Steuerung ist insbesondere auch dann wichtig, wenn die Windenergieanlage bei der Verankerung am Bestimmungsort abgesenkt werden soll.
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Es ist besonders vorteilhaft zwischen den Auslegern einen Abstandhalter (33) an zu bringen, der dafür sorgt, dass der Abstand zwischen den Schiffen erhalten bleibt. Alternativ könnte der Abstand auch durch den gewählten Kurs der Schiffe erhalten werden. Die Kräfte hierfür wären jedoch Motorkräfte, und würden die übrige zur Verfügung stehende Leistung mindern. Vorteilhaft kann hier auch schon ein Seil angewendet werden, wenn der Kurs der Schiffe so gewählt wird, das es stramm bleibt.
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2a bis d zeigt, wie eine Windenergieanlage im Hafen zusammen gebaut und dabei mit einer erfindungsgemäßen Hilfsschiffanordnung verbunden wird. 2a zeigt dabei den Kran (200) der auf einer Kaimauer (300) steht. Am Kran hängt ein Auftriebskörper (10) bzw. die Auftriebskörperanordnung, der in das Wasser gesetzt wird. Der Auftriebskörper kann, nachdem er in das Wasser gesetzt wird an der Kaimauer, oder an Dalben befestigt werden.
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2b zeigt, wie die ein Segment (15) des Turms der Windenergieanlage (10) auf den Auftriebskörper (20) aufgesetzt wird. Die Ausleger wurden dabei vorher mit den Auslegern (30) verbunden. Diese Verbindung kann dabei auf dem Kai hergestellt werden. In dem Moment, wo das Segment (15) mit der Auftriebskörperanordnung verbunden ist, kann der Auftriebskörper (20) bzw. die Auftriebskörperanordnung in der Schwimmlage über die Ausleger kontrolliert werden und die maximale Stabilität kann bereit gestellt werden.
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Die Ausleger können in einer anderen Variante auch an dem Auftriebskörper (20) bzw. der Auftriebskörperanordnung oder anderen Teilen der Anlage befestigt werden.
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Ist die Stabilität durch die Hilfsschiffe (40) sichergestellt, kann wie in 2c gezeigt, der Turm aufgebaut werden. Es werden in dieser Darstellung Turmsegmente (15.1) und (15.2) aufgesetzt.
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In 2d ist die fertige Windenergieanlage mit der Hilfsschiffanordnung im Hafen dargestellt.
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In 3 ist die ein für das beschriebene Transportverfahren besonders geeignetes Schwimmfundament (500) in einer besonderen Ausführungsform dargestellt.
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Unterhalb des Mastes (15) der Windenergieanlage (10) befindet sich eine Tragstruktur (510), die hier aus einer Anordnung von Rohren besteht, welche die Kanten eines Tetraeders bilden. Der Tetraeder steht mit einer Spitze nach oben. An dieser ist der Mast der Windenergieanlage (15) befestigt. Die übrigen drei Ecken (512) liegen in einer waagerechten Ebene. An diesen Ecken sind über Kadarngelenke (513) Verbindungseinrichtungen (514) zum Untergrund (600) angebracht, welche dort ebenfalls über Gelenke (515) mit dem Untergrund verbunden sind. Sie bilden somit Pendelstützen. Am oberen Teil der Pendelstützen sind Auftriebskörper (520) angebracht, welche einen wesentlichen Teil des Auftriebs des Schwimmfundamentes erzeugen. Sie können den Auftrieb für die gesamte Anlage und einen für die Schwingungseigenschaften erforderlichen Auftriebsüberschuß aufbringen. Es ist prinzipiell auch möglich das gesamte Auftriebskörpervolumen an die Tragstruktur (510) anzubringen. Jedoch ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestens der Auftriebsüberschuß von den zusätzlichen Auftriebskörpern (520) an den Verbindungseinrichtungen aufgebracht wird. So werden die Gelenke (512) nicht mit den Auftriebskräften vorbelastet. Durch den Auftriebskörper hindurch ist ein Mantelrohr (531) geführt, durch das wiederum ein Innenrohr geführt ist, welches auch den unteren Teil der Stütze bildet. Im verankerten Zustand wird das Mantelrohr (531) mit dem Innenrohr (532) welches den unteren Teil der Stütze bildet fest verbunden, so dass es nicht hin und her gleiten kann. Für die Installation kann das Rohr hin und her geschoben werden.
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Das Gelenk (515) verbindet die Verbindungseinrichtungen (514) bzw. das Innenrohr (532) mit einer Fußplatte (516). Das Gelenk (515) ist dabei so ausgeführt, dass etwas durch das Innenrohr (532) und auch durch das Gelenk (515) geführt werden kann. Dazu kann das Gelenk als Kreuzgelenk mit ringförmigem Kreuzkörper ausgeführt werden. So können durch das Innenrohr (532) Befestigungsmittel und Werkzeuge zur Befestigung der Bodenplatte geführt werden. Es kann durch das Innenrohr (532) hindurch ein Pfahl (540) in den Boden eingebracht werden, der die Bodenplatte festhält. Der Pfahl kann z. B. durch Rammung oder Bohrung eingebracht werden. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, um gerade am Ende eines Rohres entsprechende Befestigungen herzustellen. Zum Herauslösen der Bodenplatte kann mit einem entsprechenden Bohrer der durch das Rohr (532) geschoben wird der Kopf des Pfahls (540) z. B. durch ausbohren entfernen.
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In 4 Ist ein Schwimmfundament (500) dargestellt, dass mit Hilfsschiffen zum Einsatzort gebracht wird. Dabei ist das Schwimmfundament soweit aufgetaucht, dass der Auftrieb der Gewichtskraft entspricht. Die Rohre (532) sind hochgezogen. Auf dem Innenrohr (532) ist ein Verlängerungsrohr (533) angesetzt. Dieses Verlängerungsrohr ermöglicht die Rohre auf den Meeresboden ab zu senken, auch wenn das Schwimmfundament noch durch den Auftrieb an der Wasseroberfläche (1000) gehalten wird. Zur Verankerung des Schwimmfundamentes geht man nun wie folgt vor: Die Hilfsschiffe bringen die Anlage an den Bestimmungsort. Dann werden die Innenrohre (532) auf den Boden abgesenkt. Damit die Rohre am Boden an der richtigen Stelle im Boden aufsetzen werden, können z. B die Füße mit Seilen verbunden werden. Werden die Innenrohre (532) auch oben oder sogar an den Verlängerungen (533) mit Seilen verbunden, kann bestimmt werden, wo die Verbindungseinrichtungen (514) aufsetzten. Die Füße stehen nun durch das Gewicht der Innenrohre auf dem Boden. Kleine Bewegungen der Tragstruktur (510) werden durch die Bewegung der Gelenke, und durch die auf freie auf und ab Bewegung der Innenrohre (532) in den Mantelrohren (531) ausgeglichen. Auf den Innenrohren können nun die Werkzeuge zur Befestigung der Füße aufgesetzt werden. Nach der Befestigung der Rohre kann das Schwimmfundament abgesenkt werden. Zweckmäßig ist dazu das Füllen der Auftriebskörper mit Ballast. Die Auftriebskörper sinken dann ab, wenn der Auftriebsüberschuss kompensiert ist. Die Hilfsschiffe sorgen dabei weiter für Stabilität, in dem der Winkel Alfa Kontrolliert wird. Ist die erforderliche Eintauchtiefe erreicht, wird das Innenrohr (532) mit dem Mantelrohr verbunden. Anschließend wird das Ballastwasser wieder ab gepumpt, oder mit Pressluft aus den Auftriebskörpern heraus gedrückt.
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Alternativ kann die Tragstruktur dadurch nach unten gedrückt werden, dass zwischen dem oberen Ende der Verlängerungen (533) des Innenrohres (532) und dem Mantelrohr eine Kraft, vorzugsweise über ein hydraulisches System aufgebaut wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Verlängerung auf das Mantelrohr aufzusetzen. Das Absenken kann dann auch durch das Ziehen einer vorzugsweise hydraulischen Winde erfolgen, die über ein Seil am Innenrohr zieht, und sich am Mantelrohr abstützt.
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Allen Verfahren ist gemeinsam, das die Hilfseinrichtungen oberhalb der Wasseroberfläche sind. Somit sind keine Taucharbeiten erforderlich, die Eine besondere Abhängigkeit von der Wetterbeständigkeit nach sich ziehen. Die Hilfsmittel können nach Ende der Arbeiten mitgenommen und wieder verwendet werden.
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Ist die Anlage am Standort installiert, so können die Hilfsschiffe von der Anlage gelöst werden. Dazu kann der Ausleger mit Hilfe des in der Windenergieanlage gewöhnlich vorhandenen Krans herunter gelassen werden, nachdem die Befestigung (31) von dem Mast gelöst wurde. Besitzt der Ausleger Eigenauftrieb, so kann der Ausleger hinter dem Schiff her gezogen werden.
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Das Verfahren lässt sich, wie in 5a–f dargestellt, in modifizierter Weise auch zur Errichtung von Gründungsstrukturen (500) anwenden, die auf dem Meeresboden (2000) stehen, und im aufgebauten Zustand keinen Eigenauftrieb besitzen. In der Regel muss dabei während des Transportes ein zusätzlicher Auftriebskörper (800) bereitgestellt werden. Methoden, einen solchen zusätzlichen Auftriebskörper (800) anzuordnen werden daher im folgenden anhand von Beispielen für Gründungsstrukturen dargestellt.
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Eine Gruppe von Gründungsstrukturen ist durch die Druckschriften
DE10061916B4 und
DE102004 042 066 dargestellt. Diese Gründungen bestehen aus in den Boden gerammten Pfählen (
650), die über dem normalen Wasserspiegel über ein weiteres Stützgerüst (
600) miteinander verbunden werden. Dieses Stützgerüst trägt den Mast der Windenergieanlage (
15). In
DE 10 2004 042 066 stellt dieses Stützgerüst eine starre Verbindung zwischen den Pfählen (
650) her, so dass zur Erhöhung der Steifheit auch Wellenkräfte übertragen werden, so dass die Steifheit der Konstruktion erhöht wird. Die Kraftübertragung erfolgt über sich verjüngende Radialstreben (
601), die vom Mastfuß ausgehen. Bei dieser Konstruktion sind die Radialstreben (
601) sehr massiv, so dass auch für Transportzwecke überall Kräfte eingeleitet werden können. In
DE 100 61 9 16 befindet sich das Stützgerüst welches aus mehreren Streben aufgebaut ist. Durch Gelenke wird die Übertragung von Kräften zwischen den Pfählen vermieden. Entsprechend ist das Gerüst nur an bestimmten Stellen besonders geeignet größere Kräfte aufzunehmen, nämlich in der Nähe der Punkte, die auch für die Verbindung mit den Pfählen vorgesehen sind.
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Die Pfähle (650) im Meeresboden sind in einem Vieleck, bevorzugt einem Dreieck oder Viereck, angeordnet. In den oben zitierten Schriften ist vorgesehen, dass dieses Vieleck ein regelmäßiges Vieleck ist. Es kann aber auch gerade zweckmäßig sein, dass es sich nicht um ein regelmäßiges Vieleck handelt, sondern sich die Höhen in diesem Vieleck an den Vorzugsrichtungen der Wellen und des Windes und den daraus resultierenden Kräften orientieren.
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Ein zweckmäßiger Einsatz für das Erfindungsgemäße Transportverfahren ist der Transport des Stützgerüstes mit der Windenergieanlage. Die Pfähle (600) werden vorher eingerammt.
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Es ist vorgesehen, dass der Auftriebskörper (800) sich mittig unter dem Stützgerüst befindet, wie in 5b dargestellt. Der Auftriebskörper ist schmaler als mindestens ein Abstand zwischen den Pfählen (650). So kann er zwischen die Pfähle manövriert werden. Um das Stützgerüst (600) ohne weitere Hilfskräne oder ähnliches auf den Pfählen absetzen zu können, ist vorgesehen, dass der Auftriebskörper (800) seine Schwimmhöhe verändern kann. Er muss das Gerüst (600) im beladenen Zustand mit den für die Verbindung mit den Pfählen (650) vorgesehenen Teile über die Pfähle (650) heben können, und er muss im nicht beladenen Zustand so weit unter das Stützgerüst (600) abgesenkt werden können, dass er darunter heraus gezogen werden kann. Dazu muss der gesamte Auftrieb der zum Tragen des Stützgerüstes (600) mit der Windenergieanlage Notwendig ist, kompensiert werden, was durch die Aufnahme von Wasserballast geschehen kann. Der Ballast kann durch Lenzpumpen oder Druckluft aufgenommen bzw. abgegeben werden. Der Auftriebskörper sollte eine Position einnehmen können, in der ein geringer Tiefgang erreicht wird, der das Einfahren in Hafenbecken ermöglicht. Zu diesem Zweck ist eine flache ausgedehnte Form des Auftriebskörpers günstig.
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Der Vorgang des Abtauchens des Auftriebskörpers (800) sollte sich durch die Ballastierung schnell kontrollieren lassen. Dazu ist es günstig, wenn der Auftriebskörper eine kleine Durchtrittsfläche durch die Wasserfläche hat. Schwimmstabilität braucht der Auftriebskörper für den Transport der Windenergieanlage nicht zu besitzen, da die Stabilität beim Transport über die Ausleger erzeugt wird. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der Auftriebskörper (800) wenigstens so stabil ist, dass er ohne fremde Hilfe die Schwimmlage beibehält, wenn die Anlage nicht auf dem Auftriebskörper befestigt ist.
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Zur Verwirklichung dieser Merkmale eignet sich ein Halbtaucher. Die Hauptauftriebskörperkomponenten (801) können aus parallel liegenden zylindrischen Körpern bestehen. Diese sind durch Streben verbunden. An den Ecken werden zweckmäßiger Weise Rohre als Säulen (802) aufgebaut, deren obere Enden durch einen Rahmen (803) verbunden sind. Auf diesem Rahmen lässt sich das Traggerüst (600) ablegen. Zur Sicherung können z. B. Verschraubungen zwischen Traggerüst und Rahmen vorgesehen werden.
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Zum Befestigen der Anlage auf See kann nun wie folgt verfahren werden: Die Pfähle sind auf See bereits ein gerammt. Die Windenergieanlage (10), mit Hilfsgerüst (600) wird mit der Erfindungsgesäßen Vorrichtung zu den Pfählen (650) gebracht. Das Gerüst (600) wird über die Pfähle (650) gebracht. Mittels sechs Seilen, die Pfähle (600) und Stützgerüst (650) verbinden, lässt sich das Stützgerüst (600) ausrichten. Wenn es ausgerichtet ist, kann das Gerüst (600) durch Absenken des Auftriebskörpers auf die Pfähle (650) abgesetzt werden. Anschließend wird eine feste, zumeist dauerhafte Verbindung zwischen Pfählen (650) und Stützgerüst (600) hergestellt. Darm wird der Auftrieb wieder etwas erhöht, damit die Verbindungen zwischen Auftriebskörper und Stützgerüst entlastet sind. Dann werden die Verbindungen zwischen Auftriebskörper (800) und Stützgerüst (600) getrennt.
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Sind die Ausleger (30) nicht direkt mit dem Auftriebskörper (800) verbunden, kann der Auftriebskörper (800) über Schleppleinen zwischen den Pfählen (650) herausgezogen werden.
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In einer Variante der Erfindung können die Ausleger (30) auch am Auftriebskörper befestigt werden. So ist die Kontrolle der Lage das Hauptauftriebskörpers (801) in allen Phasen des Aufbaus und des Transports über die Hilfsschiffe (40) möglich.
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Es ist zweckmäßig, den Auftriebskörper (800) zur Erhöhung der Schwimmstabilität durch Schotten in einzelne Zeilen zu unterteilen, die ein hin und her schwappen des Ballastwassers im Inneren verhindern.
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Für den Transport von Windenergieanlagen (10), die für den Aufbau räumlich wenig ausgedehnten Gründungen z. B. Jacket Monopiles gedacht sind, ist eine Modifikation des Auftriebskörpers (800) hilfreich. Zwischen den beiden Auftriebskörpern sollte nur im vorderen Teil eine Verbindung bestehen. Ebenso sollte der Rahmen am hinteren Teil offen sein. Die Windenergieanlage wird mit einer speziellen Halterung in der Mitte über dem Auftriebskörper gehalten. Die Windenergieanlage (10) lässt sich mm über die fertige Gründung (900) schieben. Befestigen und absenken, wie oben beschrieben.
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Das Hier beschriebene Verfahren löst ein Schlüsselproblem des Windenergieausbaus:
Spezialschiffe, die Windenergieanlagen auf See zusammen bauen können, sind teuer. Während der Ausbauphase stehen sie nicht in ausreichender Zahl zur Verfügung, weil die Aufbauphase sonst abgeschlossen sein könnte, bevor die Schiffe amortisiert sind. Danach werden für die Instandhaltung immer noch Schiffe benötigt. Selbst wenn das hier dargestellte Verfahren nur für Erstinstallation genutzt wird, würde es dieses den Engpass in der Aufbauphase beseitigen.
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Zum einen ist der Kostenaufwand für die Hilfsschiffe deutlich geringer, zum andern lassen sich die Hilfsschiffe (40) auch Um nutzen. Schleppschiffe lassen sich besonders vorteilhaft nutzen. Wegen der relative starken Motorisieren kommen jedoch auch Fischereischiffe besonders in Betracht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 60009007 T2 [0005]
- DE 60126984 T2 [0006]
- DE 10200633215 B4 [0008]
- DE 10061916 B4 [0050]
- DE 102004042066 [0050, 0050]
- DE 10061916 [0050]
