DE102011116160A1

DE102011116160A1 - Zugangs- und Belüftungsanordnung für Windenergieanlageund Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102011116160A1
Application number: DE102011116160A
Authority: DE
Inventors: Mathias Meyer
Original assignee: Powerwind GmbH
Current assignee: POWERWIND LTD., IN
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zugangs- und Belüftungsanordnung für eine einen Turm mit einer insbesondere im Bereich des Turmfußes gebildeten Öffnung in dessen Außenwand aufweisenden Windenergieanlage, mit einem durch die Turmaußenwandöffnung und eine in Öffnungsstellung einer Tür freigegebenen Türöffnung verlaufenden Zugang zum Betreten der Anlage, wobei der Zugang in einer Schließstellung der Tür gesperrt ist, und einem durch die Turmaußenwandöffnung verlaufenden und auch in der Schließstellung der Tür geöffneten Luftweg zur Versorgung der Anlage mit kühlender Außenluft, wobei der Zugang und der Luftweg beim Durchqueren der Turmaußenwandöffnung zusammenfallen und nach dem Durchqueren auseinanderfallen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zugangs- und Belüftungsanordnung für eine einen Turm mit einer insbesondere im Bereich des Turmfußes gebildeten Öffnung in dessen Außenwand aufweisenden Windenergieanlage, mit einem durch die Turmaußenwandöffnung und eine in Öffnungsstellung einer Tür freigegebenen Türöffnung verlaufenden Zugang zum Betreten der Anlage, wobei der Zugang in einer Schließstellung der Tür gesperrt ist, und einem durch die Turmaußenwandöffnung verlaufenden und auch in der Schließstellung der Tür geöffneten Luftweg zur Versorgung der Anlage mit kühlender Außenluft, sowie eine mit einer solchen Anordnung ausgestattete Windenergieanlage.
Windenergieanlagen sind gut bekannt und kommen im Zuge des Ausbaus erneuerbarer Energien sowohl landgestützt als auch off-shore vermehrt zum Einsatz.
Von den dem Rotorantriebsstrang der Anlage nachgeschalteten Komponenten zur Umwandlung der mechanischen Rotorenergie in elektrische Energie, ggf. Getriebe, Generator, Umrichter können einige Komponenten in der Gondel angeordnet sein, aber auch im Turminneren im Bereich des Turmfußes aufgestellt werden, oder auch außerhalb des Turms in einem externen Gebäude. Die Leistungsfähigkeit von Windenergieanlagen ist inzwischen so groß, dass die bei der Energieumwandlung von den genannten Komponenten, z. B. dem Umrichter, erzeugte Abwärme abgeführt werden muss. Dazu sind diverse Kühleinrichtungen denkbar, beispielsweise die Abführung der Abwärme über einen Kühlkreislauf mit Wärmetauscher, über welchen das im Kühlkreislauf zirkulierende Medium mit Frischluft gekühlt wird.
Ist eine solche Abwärme erzeugende Komponente im Turminneren im Bereich des Turmfußes angeordnet, kann ein solcher Wärmeaustausch über einen Wärmetauscher außerhalb des Turms stattfinden, wie beispielsweise in der WO2009/056156 offenbart.
Es ist jedoch auch möglich, die Außenluft in das Turminnere einzuführen. Dazu kann beispielsweise eine ohnehin für einen Zugang zu dem Turmbereich für Bediener der Anlage geschaffene Öffnung in der Turmaußenwand erweitert werden, um einen Luftdurchtritt durch die Turmaußenwand zu schaffen. Ein Beispiel für eine solche Luftführung mit einer größer als die Türöffnung gebildeten Turmwandausschnitt ist in der DE 10 2008 019 271 A1 offenbart, welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt.
Die in letzterer Schrift offenbarte Kombination aus Zugang und Belüftung der Windenergieanlage hat sich jedoch als nicht vollständig zufriedenstellend erwiesen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zugangs- und Belüftungsanordnung der eingangs genannten Art insbesondere im Hinblick auf eine höhere Stabilität der Anlage bei weiterhin zufriedenstellender Belüftung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird von der Erfindung durch eine Weiterbildung der eingangs genannten Zugangs- und Belüftungsanordnung geleistet, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zugang und der Luftweg beim Durchqueren der Turmaußenwandöffnung zusammenfallen und nach dem Durchqueren auseinanderfallen.
Dabei beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass die Turmaußenwandöffnung eine strukturelle Schwächung der Turmaußenwand darstellt, welche für die Windenergieanlage eine tragende Funktion besitzt. Durch die erfindungsgemäße Verlagerung der Türöffnung hinter die Turmaußenwandöffnung (zum Bereich des Turminneren hin) kann die Luft im Bereich der tragenden Turmaußenwand durch die dem Betreten der Anlage dienenden Turmaußenwandöffnung strömen, ohne eine gesonderte oder erweiterte Öffnungsfläche zu benötigen, welche für den Zugang nicht erforderlich ist und nur die statische Stabilität der Anlage schwächt. So ist die Turmwandung im Bereich des Turmfußes mechanisch stark beansprucht und durch die Öffnung ohnehin schon geschwächt.
Durch die so geschaffene räumliche Entkopplung von Türöffnung und Turmaußenwandöffnung wird somit hinter der Turmaußenwandöffnung ein Raum geschaffen, über den die Luft auf einem Weg in das Turminnere gelangen kann, der nicht durch die Türöffnung geht. Dieser wäre nämlich für den Luftdurchtritt bei aktiver Kühlung eher ungeeignet. Der Ausdruck ”hinter” der Turmaußenwand bezieht sich auf die vom Turmäußeren zum Turminneren zeigenden Richtung, entlang der die Anlage auch betreten wird. Somit ist der Bereich, in dem der Zugang und der Luftweg nicht mehr zusammenfallen, sondern auseinandergehen, in den Bereich zum Turminneren hin verlagert, in dem die konstruktive Gestaltung der Aufspaltung Zugang einerseits und Luftweg andererseits ohne Änderung der Größe der Turmaußenwandöffnung erfolgen kann und somit eine möglichst geringe Schwächung der Tragestabilität der Turmaußenwand ermöglicht.
Zweckmäßig ist ein Luftdurchtritt für den Luftweg dann in einer Verbindung geschaffen, welche zwischen der Begrenzung der Turmaußenwandöffnung und der Begrenzung der Türöffnung gebildet ist. Diese Verbindung muss die Begrenzungen nicht vollumfänglich verbinden und kann beispielsweise durch eine in Richtung zum Turminneren hin verlängerte Türzarge gebildet sein. Für die konstruktive Gestaltung des Luftdurchtritts sind hier mehrere Varianten denkbar, beispielsweise ein Lüftungsgitter, Lüftungsschlitze oder andere Öffnungen in der Verbindung.
Zweckmäßig weist der Luftdurchtritt einen Lufteingang und einen Luftausgang auf. Dadurch lässt sich der Luftweg im Turminneren zielgerechter führen.
Grundsätzlich könnte die Luft nach Durchqueren der Turmaußenwandöffnung den zwischen dieser und der Türöffnung vorhandenen Raum auf einem beliebigen Weg zum Turminneren hin verlassen und vice versa. In einer bevorzugten Ausführungsform sind/ist Lufteingang und/oder Luftausgang jedoch in einer Seitenfläche der Verbindung angeordnet. Alternativ und/oder zusätzlich könnten jedoch auch ein Boden- und/oder Deckenbereich der Verbindung für den Luftdurchtritt genutzt werden.
In einer möglichen Ausführungsform ist ein Lufteingang an einer und ein Luftausgang an der anderen Seitenfläche der Verbindung angeordnet. Dann lässt sich unter Ausnutzung der durch beide Seitenflächen gegebenen Gesamtfläche eine Luftführung im Turminneren durch einen einzigen Luftkanal ohne Verzweigungen durchführen. Für eine solche Ausführungsform kann es noch zweckmäßig sein, im Bereich der Turmaußenwandöffnung eine Strömungsleitfläche vorzusehen, welche den an einer Seite zugeführen und an der anderen Seite abgeführten Luftstrom trennt. Eine solche Strömungsleitfläche kann beispielsweise durch ein orthogonal zur Turmaußenwandöffnung angeordnetes dünnes Metallblech realisiert sein. Um bei Bedarf den Zugang zu erleichtern, sollte eine solche Strömungsleitfläche an entweder abnehmbar und/oder bewegbar, beispielsweise zur Seite schiebbar sein.
Durch die Entkopplung der Lage von der Türöffnung zur Turmaußenwandöffnung lässt sich die Lage der Türöffnung auch variabler gestalten. In einer zweckmäßiges Ausführungsform erstreckt sich die Türöffnung in einer Ebene parallel zur Turmaußenwandöffnung, was sich durch die verlängerte Türzarge wie oben erläutert einfach bewerkstelligen lässt. Die Türöffnung kann jedoch auch in einem Winkel gegenüber der Turmaußenwandöffnung angeordnet sein, beispielsweise 30° oder mehr, auch 45° oder mehr, jedenfalls 60° oder mehr. Insbesondere können die Begrenzungen der Turmaußenwandöffnung und der Türöffnung auch entlang einer Seitenkante zusammenfallen.
Dieser Gedanke der Lageentkopplung von Türöffnung zur Turmaußenwandöffnung wird im Rahmen dieser Erfindung auch als eigenständiger Schutzgegenstand unabhängig von der Art der Belüftung angesehen und offenbart. So offenbart die Erfindung ebenfalls eine Zugangsanordnung für eine einen Turm mit einer insbesondere im Bereich des Turmfußes gebildeten Öffnung in dessen Außenwand aufweisenden Windenergieanlage mit einem durch die Turmaußenwandöffnung und eine in Öffnungsstellung einer Tür freigegebenen Türöffnung verlaufenden Zugang zum Betreten der Anlage, wobei der Zugang in einer Schließstellung der Tür gesperrt ist, bei der die Lage der Türöffnung von derjenigen der Turmwandöffnung entkoppelt ist, wobei die Erstreckungsebene der Türöffnung gegenüber derjenigen der Turmaußenwandöffnung insbesondere unter einem Winkel angeordnet ist.
Die oben bereits erläuterte Verlagerung der Türöffnung in Richtung zum Turminneren hin kann bevorzugt dadurch realisiert werden, dass ein Öffnungsmittenabstand zwischen beiden Öffnungen 10 cm oder mehr, bevorzugt 25 cm oder mehr, insbesondere 40 cm oder mehr beträgt. In der Ausführungsform, bei der sich die Türöffnung im wesentlichen parallel zur Turmaußenwandöffnung erstreckt, entspricht der Öffnungsmittenabstand dem Abstand zwischen den beiden Öffnungen. Insbesondere für diese Ausgestaltung können auch Abstände von 50 cm oder mehr oder auch 60 cm oder mehr zweckmäßig sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verhältnis des Öffnungsmittenabstandes zu einer charakteristischen Querabmessung des Turms auf Höhe der Turmaußenwandöffnung 0,02 oder größer sein, bevorzugt 0,08 oder größer sein, insbesondere 0,14 oder größer sein. In der Regel wird die Turmaußenwand in einem bodenparallelen Schnitt im wesentlichen kreisförmig sein. Die charakteristische Querabmessung ist dann der Durchmesser.
Die Kühlung einer Abwärme erzeugenden Komponente der Anlage, beispielsweise eines Umrichters, kann auf eine grundsätzlich bekannte Art und Weise erfolgen, indem ein zirkulierendes Kühlfluid die Abwärme an der Komponente aufnimmt und zu einem Wärmetauscher gelangt, dessen Durchströmfläche von der Außenluft durchströmt wird, wodurch die Kühlung des Kühlfluids erfolgt. In diesem Zusammenhang ist zweckmäßig vorgesehen, dass die Größe des Lufteingangs und/oder -ausgangs an die Durchströmfläche des Wärmetauschers angepasst ist. Besonders bevorzugt erfolgt die Belüftung aktiv, und wenigstens ein einen Luftsog erzeugendes Gerät, z. B. ein Ventilator ist vorgesehen. Es kann hier auch vorgesehen werden, dass die Komponente zusammen mit dem Wärmetauscher und einem passend zu dessen Durchströmfläche angeordneter Ventilator als eine Einheit bereitgestellt wird. Weitere Ventilatoren können vorgesehen werden, z. B. einer am Lufteintritt und/oder Luftaustritt.
Die Luftführung im Turminneren erfolgt bevorzugt über Lüftungskanäle. Diese sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt und verbinden die Durchströmfläche des Wärmetauschers mit dem Lufteintritt und Luftaustritt. In diesem Zusammenhang ist auch vorgesehen, dass ein Lüftungskanal einen Bereich aufweist, in welchem sich die Form des Querschnitts des Kanals von einer ersten Geometrie zu einer zweiten Geometrie ändert. Die erste Geometrie kann dann durch die Form der Luftdurchtrittsfläche in der Verbindung gebildet sein, beispielsweise entsprechend der Seitenfläche eine rechteckige Form aufweisen, deren Länge im wesentlichen durch die Höhe von Turmaußenwandöffnung/Türöffnung bestimmt ist und dessen Breite etwa dem Abstand zwischen den Öffnungen entsprechen kann. Die zweite Geometrie ist dann eine zum effektiven Durchströmen der Durchströmfläche des Wärmetauschers geeignete Geometrie. Grundsätzlich werden große Querschnitte der Lüftungskanäle angestrebt, um die Druckverluste gering zu halten, aber auch große Querschnitte im Bereich der Luftdurchtritte, um die mit der Belüftung verbundene Geräuschentwicklung niedrig zu halten.
Mit der erfindungsgemäßen Kühlung im Turminneren können sensible Kühlkreislaufteile in Vormontage bezüglich der Bodenplattform angebracht werden, was den Gesamtmontageaufwand verringert.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Durchströmfläche des Wärmetauschers auch nahe, insbesondere an der Verbindung angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich Raum im Turminneren einsparen, da Kühlleitungen platzsparender angeordnet werden können als Lüftungskanäle. Die Durchströmfläche des Wärmetauschers könnte sogar in den Luftdurchtritt integriert werden.
Obig wurde bereits erläutert, dass die Größe der Turmaußenwandöffnung gering gehalten werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Turmaußenwandöffnung nur so groß gewählt, dass ein vorgegebenes Mindesterfordernis gerade erfüllt ist. Ein solches Mindesterfordernis kann darin bestehen, dass der Zugang ein Passieren einer Komponente, bevorzugt eines Spannungstranformators im ganzen Stück ermöglichen muss, falls dieser etwa bei Beschädigung schnell auszutauschen ist. Ein anderes Mindesterfordernis kann durch ein Sicherheitserfordernis vorliegen, etwa die Nutzung des Zugangs als Fluchtweg.
Besonders bevorzugt beträgt das Verhältnis der Differenz bei der Öffnungsfläche zu deren Summe weniger als 20%, bevorzugt weniger als 15%, insbesondere weniger als 10%, wobei die Turmaußenwandöffnung insbesondere nicht größer ist als die Türöffnung. Dies stellt einen guten Kompromiss zwischen der Einhaltung eines solchen Mindesterfordernisses, einem grundsätzlich platzsparenden Bau und einer baulichen Freiheit bei der Konstruktion der Öffnungen dar.
Ein weiterer Aspekt betrifft den Schutz des Turminneren nicht nur vor unbefugtem Zutritt, sondern auch vor Witterungseinflüssen und dem Eindringen von Fremdkörpern. Dazu ist für den Luftdurchtritt ein Schutz vorgesehen, beispielsweise ein Filter. In diesem Zusammenhang ist auch vorgesehen, eine Einrichtung zu bilden, die zum einen der Schutzfunktion dient und zum anderen Strömungsleitaufgaben für den Luftweg übernimmt. Dies kann beispielsweise durch ein vor dem Durchtritt angeordnetes Lamellengitter mit einstellbarer oder fester Orientierung der Lamellen erreicht werden.
Der Ausdruck des Auseinanderfallens von Zugang und Luftweg hinter der Turmaußenwandöffnung ist nicht so eng zu verstehen, dass nicht ein vergleichsweise geringerer Anteil der strömenden Luft beispielsweise für eine zusätzliche passive Belüftung auch durch die Tür in das Turminnere gelangen könnte. So können beispielsweise in der Tür auch Belüftungsöffnungen für eine zusätzliche passive Belüftung des Turminneren gebildet sein.
Andererseits ist unter dem Auseinanderfallen von Zugang und Luftweg durchaus zu verstehen, dass der für die Kühlfunktion signifikante Anteil der strömenden Luft dem abweichenden Luftweg folgen soll. Ein etwaiges, zufälliges (und nicht störendes) Eindringen von Luft durch nicht luftdichte Verbindungen einer Türzarge im Bereich der Turmaußenwandöffnung zählen dazu nicht.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Turmaußenand im Bereich des Turmfußes keine weiteren Belüftungsöffnungen neben der eingangs genannten Turmaußenwandöffnung aufweist, insbesondere auch über den Bereich des Turmfußes hinaus nicht. Auf diese Weise wird die statische Stabilität der Anlage über die Integrität der tragenden Turmaußenwand nochmals erhöht.
Die Erfindung betrifft auch eine Windenergieanlage mit einem Turm, einer am oberen Turmende insbesondere drehbar angeordneten und einen Rotor tragenden Gondel, und einer Wandlungseinrichtung zur Umwandlung der mechanischen Energie der vom Wind hervorgerufenen Rotordrehung in elektrische Energie, wobei der Turm insbesondere im Bereich des Turmfußes eine Öffnung in seiner Außenwand aufweist, und bei der eine Zugangs- und Belüftungsanordnung in einer der oben genannten Ausführungen vorgesehen ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beiliegenden Figuren, von denen
1. schematisch den Turmfuß einer Windenergieanlage anteilig in einer Querschnittsansicht zeigt,
2 schematisch eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1 zeigt, und
3 schematisch den Turmfuß einer Windenergieanlage in einer anderen Ausführungsform in einer Querschnittsansicht zeigt.
In 1 ist eine Zugangs- und Belüftungsanordnung der Erfindung schematisch gezeigt. Man erkennt, dass die Turmwand 10, welche eine tragende Funktion für die Windenergieanlage ausübt und dazu beispielsweise aus 30 bis 50 mm oder bei sehr hoher zu erwartender Belastung auch noch dickerem Stahl besteht, eine Öffnung 11 aufweist. Die Öffnung 11 dient zum einen dem Zutritt zum Turminneren 7. Dazu ist jedoch noch das Durchqueren einer Türöffnung 20 erforderlich, welche gegenüber der Wandöffnung 11 nach innen verlagert ist. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Zarge 12 realisiert, welche sich in im wesentlichen radialer Richtung von der Turmwand 10, genauer der Begrenzung der Wandöffnung 11 nach innen erstreckt.
In die Türöffnung 20 ist eine Tür 21 eingesetzt, die verschlossen den Zugang zum Turminneren verwehrt und so einen unbefugten Zutritt der Anlage verhindert. Ist die Tür 21 geöffnet, ist ein Zugang 5, 6 durch die Wandöffnung 11 und die Türöffnung 20 möglich. Die Größe dieses Zugangs erlaubt nicht nur das Betreten der Anlage, sondern ebenfalls den Transport des im Turmfuß der Anlage aufgestellten, in der Figur nicht dargestellten Spannungstransformators in einem Stück. Ebenfalls im Turmfuß angeordnet ist ein in der Figur nicht dargestellter Umrichter, in diesem Ausführungsbeispiel ein Vollumrichter, der im Betrieb der Anlage Abwärme erzeugt, welche abzuführen ist, z. B. im Bereich einer Abwärmeleistung von 30–80 kW für kleine bis mittlere Anlagen, bei deutlich höherem Bedarf von bis zu 300 kW (oder mehr) bei Multimegawatt-Windenergieanlagen. Ein ebenfalls nicht dargestellter Kühlkreislauf führt die Abwärme mittels eines Kühlmediums ab, welches einem Wärmetauscher zugeführt wird. Die Kühlung des Kühlfluids wird dabei dadurch erreicht, dass Außenluft vom Turmäußeren 8 in das Turminnere 7 eingeleitet wird und nach Durchlaufen einer Durchströmfläche des Wärmetauschers wieder aus dem Turminneren 7 nach außen 8 abgeführt wird.
Die zugeführte Luft wird dabei entlang eines Luftweges 1, 2 geleitet, dessen erster Bereich 1 durch die Wandöffnung 11 verläuft. In diesem Bereich fällt der Luftwegbereich 1 mit dem Zugangsbereich 5 zusammen. Nach Durchqueren der Wandöffnung 11 wird der Luftweg jedoch in einem Bereich 2 gegenüber dem Zugang seitlich abgelenkt und geht durch einen Eintrittsbereich 13 der Türzarge 12. Nach Passieren des Eintritts 13 erfolgt die Luftführung im Turminnenraum 7 über einen nicht dargestellten Lüftungskanal hin zur Durchströmfläche des Wärmetauschers. Über diesen Luftweg ist bevorzugt ein Volumenstrom von wenigstens 10.000 m³/h, bevorzugt wenigstens 14.000 m³/h und mehr realisierbar, insbesondere auch bei einer Lüfterdrehzahl von ca. 600–800 U/min und einer Durchströmfläche von etwa 0,8–1,2 m².
Die Luftabfuhr erfolgt dann auf der anderen Seite über einen Abluftweg 3, 4, dessen stromabwärts gelegener Bereich 4 wiederum durch die Wandöffnung 11 geleitet wird und mit dem Bereich 5 des Zugangs zusammenfällt. Im stromaufwärts gelegenen Bereich 3 erfolgt die Abluftführung dagegen getrennt vom Bereich 6 des Zugangs über eine Austrittsöffnung 14 in der Türzarge 12.
Durch diesen im Bereich 1, 4, 5 zusammenfallenden Luftweg und Zugang und im Bereich 2, 3, 6 auseinanderfallendem Luftweg und Zugang wird mit den Durchtritten 13, 14 für den Luftweg und 20 für den Zugang eine Gesamtfläche geschaffen, die größer als die Fläche der Wandöffnung 11 ist. Somit ist für einen ausreichenden Zugang und eine ausreichende Belüftung gesorgt. Gleichzeitig muss die Wandöffnung 11 nur so groß wie erforderlich ausgebildet werden, d. h. im wesentlichen etwa so groß wie die Türöffnung 20, wodurch die Turmwand 10 im Vergleich zu andernfalls zusätzlich vorgesehenen weiteren Belüftungsöffnungen oder einer überdimensionierten Wandöffnung 11 nur geringfügig geschwächt wird und somit die statische Stabilität der Anlage im Bereich des Turmfußes erhöht.
2 zeigt die Zugangs- und Belüftungsanordnung nochmals in einem anderen Schnitt, nämlich dem durch die Linie II-II in 1 gelegten Schnitt. Man erkennt, dass die Türöffnung 20 gegenüber der Wandöffnung 11 um Δ von bei dieser Ausführungsform etwa 80 cm nach innen verlagert ist. Die Umrandungen der Öffnungen 11 und 20 sind verbunden durch die Türzarge 12, deren Bodenbereich 12.2 und Deckenbereich 12.1 in 2 besser zu erkennen sind. Im Bereich der Austrittsöffnung 14 ist ein Lamellengitter 17 angeordnet, welches den Luftaustritt 14 vor unbefugtem Eindringen von Personen und/oder Fremdkörpern sowie vor Witterungseinflüssen schützt. Gleichzeitig wird durch die Stellung der Lamellen des Lamellengitters 17, die besser in 1 erkennbar ist, eine Luftströmführung für den Abluftstrom gebildet. Entsprechend sind die Lamellen eines Lamellengitters am Lufteintritt 13 gegenüber dem Zugang 5, 6 achsensymmetrisch zu denen der Abluftseite eingestellt, um den Zuluftstrom zu führen.
Um Luftverwirbelungen im Bereich der Wandöffnung 11 zu vermeiden, kann noch eine weitere Strömungsleitfläche angeordnet werden, die in den Figuren nicht gezeigt ist, aber sich beispielsweise, auf Höhe des gezeichneten Zugangspfeils 5–6 parallel zu den Durchtritten 13, 14 erstrecken kann.
In 3 ist nach eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der die Türöffnung 20 unter einem Winkel von ca. 45° gegenüber der Wandöffnung 11 angeordnet ist. Durch den längeren Schenkel der Türzarge 12 verlaufen Luftein- und -austritt 13, 14, welche z. B. nebeneinander oder übereinander angeordnet sein können. Die Türöffnung 20 erlaubt einen Zugang zum Turminneren 7 abweichend von der Radialrichtung und somit eine andere Komponentenanordnung im Turm und/oder eine andere Zugangsmöglichkeit. Diese Variante ist auch allein aufgrund des variierten Zugangs auch ohne Belüftung durch die Türzarge 12 und insbesondere unabhängig von der Art der Belüftung denkbar.
Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind nicht als Einschränkung der Erfindung auszulegen. Insbesondere könnte die Türöffnung 20 und die Durchtritte 13, 14 anderweitig angeordnet sein, solange sie hinter der Wandöffnung 11 liegen.
Im übrigen können die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale einzeln oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in Ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/056156 [0004]
DE 102008019271 A1 [0005]

Claims

Zugangs- und Belüftungsanordnung für eine einen Turm mit einer insbesondere im Bereich des Turmfußes gebildeten Öffnung (11) in dessen Außenwand (10) aufweisenden Windenergieanlage, mit einem durch die Turmaußenwandöffnung (11) und eine in Öffnungsstellung einer Tür (21) freigegebenen Türöffnung (20) verlaufenden Zugang (5, 6) zum Betreten der Anlage, wobei der Zugang in einer Schließstellung der Tür gesperrt ist, und einem durch die Turmaußenwandöffnung (11) verlaufenden und auch in der Schließstellung der Tür geöffneten Luftweg (1, 2, 3, 4) zur Versorgung der Anlage mit kühlender Außenluft, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang (5, 6) und der Luftweg (1, 2, 3, 4) beim Durchqueren der Turmaußenwandöffnung zusammenfallen (5; 1, 4) und nach dem Durchqueren auseinanderfallen (6; 2, 3).
Anordnung nach Anspruch 1, bei der zwischen der Begrenzung der Turmaußenwandöffnung (11) und der Begrenzung der Türöffnung (20) eine Verbindung (12) gebildet ist, welche einen Luftdurchtritt (13, 14) für den Luftweg aufweist.
Anordnung nach Anspruch 2, bei der der Luftdurchtritt einen Lufteingang (13) und einen Luftausgang (14) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 3, bei der der Lufteingang und/oder Luftausgang in einer Seitenfläche der Verbindung (12) angeordnet sind/ist.
Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der ein Lufteingang an einer und ein Luftausgang an der anderen Seitenfläche der Verbindung angeordnet ist, und insbesondere eine den zugeführten und abgeführten Luftstrom trennende und im Bereich der Turmaußenwandöffnung angeordnete Strömungsleitfläche vorgesehen ist, welche bewegbar und/oder abnehmbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich die Türöffnung (20) in einer anderen als der Erstreckungsebene der Turmaußenwandöffnung (11) erstreckt, insbesondere parallel dazu.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Öffnungsmittenabstand (Δ) zwischen beiden Öffnungen 10 cm oder mehr, bevorzugt 25 cm oder mehr, insbesondere 40 cm oder mehr beträgt und/oder das Verhältnis des Öffnungsmittenabstandes zur charakteristischen Querabmessung des Turms auf Höhe der Turmaußenwandöffnung, insbesondere zum Turmdurchmesser, 0,02 ist oder größer, bevorzugt 0,08 ist oder größer, insbesondere 0,14 ist oder größer.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der die Größe des Lufteingangs und/oder -ausgangs an die Durchströmfläche eines Wärmetauschers angepasst ist, wobei das im Wärmetauscher zirkulierende Kühlfluid zur Kühlung eines Abwärme erzeugenden Komponente der Anlage dient.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Belüftung aktiv erfolgt und wenigstens ein einen Luftsog erzeugendes Gerät, z. B. ein Ventilator vorgesehen ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Luftführung im Turminneren (7) über Lüftungskanäle erfolgt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Durchströmfläche des Wärmetauschers nahe, insbesondere an der Verbindung (12) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Größe der Turmaußenwandöffnung (11) nur so groß gewählt ist, dass ein vorgegebenes Mindesterfordernis gerade erfüllt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Verhältnis aus der Differenz beider Öffnungsflächen zu deren Summe weniger als 20%, bevorzugt weniger als 15%, insbesondere weniger als 10% beträgt, wobei die Turmaußenwandöffnung (11) insbesondere nicht größer ist als die Türöffnung (20).
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, bei der für den Luftdurchtritt ein Schutz (17) vorgesehen ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der auch die Tür (21) einen Luftdurchtritt aufweist, insbesondere für eine zusätzliche passive Belüftung des Turminneren.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Turmaußenwand (10) im Bereich des Turmfußes keine weitere Belüftungsöffnung neben der Turmaußenwandöffnung (11) aufweist, insbesondere auch über den Bereich des Turmfußes hinaus nicht.
Windenergieanlage mit einem Turm, einer am oberen Turmende insbesondere drehbar angeordneten und einen Rotor tragenden Gondel, und einer Wandlungseinrichtung zur Umwandlung der mechanischen Energie der vom Wind hervorgerufenen Rotordrehung in elektrische Energie, wobei der Turm insbesondere im Bereich des Turmfußes eine Öffnung (11) in seiner Außenwand (10) aufweist, gekennzeichnet durch eine Zugangs- und Belüftungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16.