DE102012217784A1

DE102012217784A1 - Flexible Plattform

Info

Publication number: DE102012217784A1
Application number: DE201210217784
Authority: DE
Inventors: Josef Alois Birchbauer; Günter Sauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine flexible Plattform zum flexiblen Einsatz auf den Meeren.

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Plattform.
Eine Erschließung der Weltmeere als Energiequelle, Funktionsfläche oder sogar als Lebensraum scheint angesichts immer knapper werdender Ressourcen, Bevölkerungswachstum und Auswirkungen der Klimaveränderung in Form von Naturkatastrophen und Einbußen in der Landwirtschaft, sinnvoll.
Derzeit wird die offene See vor allem zur Energiegewinnung in Form von Windparks genutzt. Weiterhin sind Bohrinseln zur Öl und Gasgewinnung bekannt. Diese Anlagen sind spezialisiert auf den jeweiligen Anwendungsfall und werden nach Beendigung der Fördertätigkeit in der Regel auf den Meeresboden versenkt. Mehrfach zitiert wird im Stand der Technik eine Idee eines „Energy Islands“ (zu Deutsch „Energieinsel“), jedoch ist eine praktische Umsetzung derzeit nicht bekannt. Eine Konzeptidee ist aus [1] bekannt. Dabei werden verschiedene Formen der Energiegewinnung „Offshore“ in einer Plattform kombiniert, z.B. Windkraft mit Solar und/oder Wellen.
Somit besteht die Aufgabe eine Vorrichtung anzugeben, die eine Erschließung des Meeres in flexibler Art und Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit folgenden Einheiten:

– Erste Einheit zum Aufnehmen zumindest eines Gegenstandes, die derart ausgestaltet ist, dass die erste Einheit auf Wasser schwimmt;
– Zweite Einheit zum Aufnehmen eines weiteren Gegenstands, wobei die zweite Einheit unter der Wasserlinie, insbesondere in waagrechter Ausdehnung, angeordnet ist;
– Dritte Einheit zum Verbinden der ersten Einheit mit der zweiten Einheit.

Die Kernidee der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzugeben, die flexibel für verschiedene Einsatzszenarien einsetzbar ist. Zum einen ermöglicht die erste Einheit Gegenstände wie Produktionsstätten, z.B. Windkraftanlagen, oder Wohngebäude derart aufzunehmen, dass sie sicher aufgenommen, d.h. auf der ersten Einheit befestigt, werden können ohne bei Seegang in das Meer zu fallen. Da die erste Einheit über zumindest einen Schwimmkörper verfügt, der die erste Einheit nicht ins Meer absinken lässt, also auf dem Meer schwimmt, können die Gegenstände auf der ersten Einheit ohne dass diese Wasserkontakt haben befestigt werden. Die erste Einheit hat bspw. eine Ausdehnung von 50m × 50m auf der Meeresoberfläche.
Ferner ist vorteilhaft, dass durch die Verwendung der zweiten Einheit, installiert in bspw. 100 m Tiefe, sowohl eine Stabilisierung der ersten Einheit erreicht werden kann, da aufgrund eines trägeren Verhaltens des Wassers in einer Tiefe von 100 m eine Stabilisierung der ersten Einheit gewährleistet werden kann. Zum anderen kann die zweite Einheit zum Lagern und/oder Transport von weiteren Gegenständen, wie beispielsweise Versorgungsanlagen, die zum Versorgen der ersten Einheit benötigt werden, ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung weist die Vorrichtung ferner eine Kopplungseinheit auf, die an der zweiten Einheit derart angebracht ist, dass damit eine Ankopplung der zweiten Einheit an einer weiteren zweiten Einheit herstellbar ist. Die Kopplungseinheit ermöglicht somit ein flexibles Verbinden von weiteren Vorrichtungen über die jeweilige zweite Einheit. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Mehrzahl von Vorrichtungen zu einem System zusammengeschlossen werden. Durch die Kopplung kann eine weitere Stabilisierung der jweiligen ersten Einheit erzielt werden, z.B. bei starkem Seegang oder starken Winden.
In einer besonderen Ausführungsform der Koppelungseinheit ist diese aus elastischem Material ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass zwei Vorrichtungen, selbst bei Verschiebungen gegeneinander, sicher verbunden bleiben können. Ferner zeigt diese Weiterbildung einen Dämpfungseffekt, der verhindert, dass zwei Vorrichtung aufeinander stoßen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Einheit und/oder dritte Einheit schlauchförmig ausgebildet. Insbesondere bei einer Montage der zweiten und/oder dritten Einheit in großen Meerestiefen ergibt sich der Vorteil, dass die erste und/oder zweite Einheit aufgrund der schlauchförmigen Ausbildung hohen Wasserdrücken widerstehen kann. Ferner bietet diese Ausformung selbst bei großen Wasserströmungen geringen Wasserwiderstand.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung wird der weitere Gegenstand als Transportsystem ausgebildet, insbesondere als Personen-, Material- und/oder Energietransportsystem. Hierdurch können die zweiten Einheiten von mehreren Vorrichtungen zum Austausch von Personen, Material und/oder Energie genutzt werden. Somit entfällt eine Notwendigkeit, dass jede Vorrichtung, beispielsweise per Schiff, angesteuert werden muss, um einen Zugang für Personen oder Material bzw. zum Liefern bzw. Abholen von Energie bereitgestellt werden muss.
Schließlich betrifft die Erfindung ein System, welches zumindest zwei Vorrichtungen aufweist. Hierdurch lassen sich größere Flächen der Meeresoberfläche mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen versehen.
Die Erfindung und ihre Weiterbildung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt als Ausführungsbeispiel eine Verwendung der Vorrichtung als neue Lebensraum und Energiegewinnungsplattform;
Elemente mit gleicher Funktions- und Wirkungsweise sind in der einzigen Figur mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die einzige Figur zeigt zwei Vorrichtungen. Eine erste Vorrichtung PLAT1 beherbergt ein Wohngebäude. Das Wohngebäude, ein Gegenstand GEG, ist auf einer ersten Einheit E1 aufgebracht, wobei die erste Einheit auf dem Wasser WAT schwimmt. Die erste Einheit ist beispielsweise aus einem schwimmenden Stahlkörper ausgebildet. Auf der rechten Seite der einzigen Figur ist eine zweite Vorrichtung PLAT2 zu sehen, auf deren ersten Einheit E1 drei Windräder und zwei Solarparks installiert sind. Auch diese erste Einheit schwimmt auf der Meeresoberfläche.
Beide Einheiten verfügen über jeweils zweite Einheit E2, die über eine jeweilige Kopplungseinheit KUPP miteinander verbunden sind. Die zweiten Einheiten sind als Röhren mit beispielsweise einem Durchmesser von 10 m ausgestaltet. Die zweiten Einheiten sind beispielsweise aus Stahl oder einem anderen Druckfestem Material ausgebildet. In der Röhre befinden sich zum einen ein Energietransportsystem, um die auf der zweiten Vorrichtung gewonnene elektrische Energie zum einen auf das Festland zu führen, siehe linken Teil der einzigen Figur, als auch das Wohngebäude auf der ersten Vorrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen. Ferner verfügen die zweiten Einheiten über ein Personentransportsystem in Form einer U-Bahn UB, um Personen von der ersten Vorrichtung zur zweiten bzw. auch zum Land transportieren zu können.
An den Verbindungsstellen der jeweiligen zweiten Einheit mit einer dritten Einheit, die die erste mit der zweiten Einheit jeweils verbindet, befinden sich neben Stromkabeln zum Austausch von elektrischer Energie auch ein jeweiliges Liftsystem, mit dem Personen von der jeweiligen ersten Einheit zur zweiten Einheit gelangen. An den Verbindungsstellen zwischen den zweiten und dritten Einheiten befinden sich kleine Bahnhöfe an denen die Personen von dem Liftsystem in das Personentransportsystem umsteigen können. Die dritten Einheiten können aus Stahl ausgebildet sein.
Somit stellt die Erfindung ein modulares Baukastensystem zur Kombination von schwimmenden Vorrichtungen variabler Größen und Funktion dar. Die jeweiligen zweiten Einheiten können auch als Transportsystem für Wasser verwendet werden. So können bei einem Transport der Vorrichtung von seiner Produktionsstätte zum jeweiligen Einsatzort die zweiten Einheiten mit Wasser geflutet werden und nach Montage Vorort ausgepumpt werden.
Es können die Vorrichtungen PLAT, PLAT1, PLAT 2 unterschiedlicher Funktion und Größe mittels eines Transportsystems miteinander verbunden werden. Die Ausgestaltung der jeweiligen Vorrichtung kann von einer reinen Energiefarm über eine Aquafarm bis hin zu einer Floating City ausgebaut werden. Ebenso können Förderanlagen mit benachbarten Produktionseinheiten eng gekoppelt werden. Weiters ist vorteilhaft, dass die Vorrichtungen in einem Dock vorgefertigt und assembliert werden können und im Schleppbetrieb „Offshore“ transportiert werden können. Ferner ist vorteilhaft, dass die Vorrichtungen dabei bei gravierenden Fehlfunktionen einfach austauschbar sind. Ferner können die einzelnen Vorrichtungen nahtlos oder nicht nahtlos aneinandergereiht werden, wobei bei einem nicht nahtlosen Aneinanderreihen auch Platz zwischen den ersten Einheiten gelassen werden kann, um etwa einen Service mit Schiffen zu ermöglichen.
Durch eine Dämpfung mittels der Kopplungseinheit können die Vorrichtungen besser stabilisiert werden als bei einer Verbindung an der Wasseroberfläche, wodurch Materialermüdungserscheinungen entgegengewirkt werden kann.
Des Weiteren kann die zweite Einheit mit dem Festland LAND verbunden sein, um somit bspw. einen Waren- oder Personenaustausch zwischen dem Festland und der jeweiligen Vorrichtung zu gewährleisten.
Literaturverzeichnis
[1] http://www.rechargenews.com/energy/wave_tidal_hydro/arti cle185357.ece

Claims

Vorrichtung (PLAT) mit folgenden Einheiten: – Erste Einheit (E1) zum Aufnehmen zumindest eines Gegenstands (GEG), die derart ausgestaltet ist, dass die erste Einheit (E1) auf Wasser (WAT) schwimmt; – Zweite Einheit (E2) zum Aufnehmen eines weiteren Gegenstands (TRA), wobei die zweite Einheit (E2) unter der Wasserlinie (WATL), insbesondere in waagrechter Ausdehnung, angeordnet ist; – Dritte Einheit (E3) zum Verbinden der ersten Einheit (E1) mit der zweiten Einheit (E2).
Vorrichtung (PLAT) nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung ferner eine Kopplungseinheit (KUPP) aufweist, die an der zweiten Einheit (E2) derart angebracht ist, dass damit eine Ankopplung der zweiten Einheit (E2) an eine weitere zweite Einheit (E2) durchführbar ist.
Vorrichtung (PLAT) nach Anspruch 2, bei der die Kopplungseinheit (KUPP) aus elastischem Material ausgebildet ist.
Vorrichtung (PLAT) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zweite Einheit (E2) und/oder dritte Einheit (E3) schlauchförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (PLAT) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der weitere Gegenstand (TRA) ein Transportsystem aufweist, insbesondere ein Personen-, Material- und/oder Energietransportsystem.
System (SYST), das zumindest zwei Vorrichtungen (PLAT) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.