DE102013107374A1

DE102013107374A1 - Vorrichtung zur Inspektion einer Windkraftanlage

Info

Publication number: DE102013107374A1
Application number: DE102013107374.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kroll; Gero Bonow
Original assignee: Universitaet Kassel
Current assignee: Universitaet Kassel
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-15
Also published as: WO2015003694A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion einer Windkraftanlage (1) mit einer vertikal entlang eines Turmes (2) einer Windkraftanlage (1) verfahrbaren Inspektionsplattform (3), wobei die Inspektionsplattform (3) aus wenigstens zwei verschwenkbar miteinander verbundenen Modulen (4) besteht und wobei jedes Modul (4) wenigstens ein Abrollelement (5) aufweist, welches beim vertikalen Verfahren der Vorrichtung am Turm (2) der Windkraftanlage (1) abrollt, und wobei die Inspektionsplattform (3) mittels an ihr an Befestigungselementen (18) befestigten Seilen (6) verfahrbar ist, welche über eine Seilführung (7) mit der Gondel (8) der Windkraftanlage (1) verbunden sind, wobei den Seilen (6) jeweils ein separater Seilantrieb (10) zugeordnet ist, durch welche die Inspektionsplattform (3) entlang des Turmes (2) der Windkraftanlage (1) verfahrbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion einer Windkraftanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Vorrichtungen dienen insbesondere der Inspektion von Rotorblättern und Türmen von Windkraftanlagen. Diese Komponenten können durch mechanische Überlastung, Blitzeinschlag oder ähnliches geschädigt werden und beispielsweise Risse aufweisen, die einem dauerhaften ungefährlichen Betrieb im Wege stehen könnten.
Aus der EP 1 516 846 A2 ist bereits eine solche Vorrichtung bekannt. Allerdings weist diese Vorrichtung eine Inspektionsplattform zur Inspektion und Wartung einzelner Rotorblätter auf, wobei der Turm der zu inspizierenden Windkraftanlage hiermit nicht inspiziert werden kann. Ferner weist diese Vorrichtung zum Fixieren der Inspektionsplattform am Turm der Windkraftanlage Permanentmagneten auf, welche entsprechende ferromagnetische Gegenelemente des Turms voraussetzen und damit die Inspektionsplattform am Turm der Windkraftanlage stabilisieren. Insgesamt weist die Vorrichtung eine komplizierte Struktur auf und ist auf einen metallischen Turm der Windkraftanlage angewiesen, um die Inspektionsplattform in jeder Position stabilisieren zu können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Inspektion einer Windkraftanlage zur Verfügung zu stellen, welche einen einfachen Aufbau aufweist, in einfacher Weise temporär an einen Turm einer Windkraftanlage montierbar ist und in einfacher Weise an einem Turm einer Windkraftanlage ohne Rücksicht auf das Material des Turmes stabilisiert werden kann, unabhängig davon, ob es sich um eine Offshore- oder Onshore-Windkraftanlage handelt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Inspektion einer Windkraftanlage mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Inspektion einer Windkraftanlage mit einer vertikal entlang eines Turmes einer Windkraftanlage verfahrbaren Inspektionsplattform zeichnet sich dadurch aus, dass die Inspektionsplattform aus wenigstens zwei, vorzugsweise über ein Gelenk, verschwenkbar miteinander verbundenen Modulen besteht, wobei jedes Modul wenigstens ein Abrollelement aufweist, welches beim vertikalen Verfahren der Vorrichtung am Turm der Windkraftanlage abrollt, und wobei die Inspektionsplattform mittels an ihr an Befestigungselementen befestigten Seilen verfahrbar ist, welche über eine Seilführung mit der Gondel der Windkraftanlage verbunden sind, wobei den Seilen jeweils ein Seilantrieb zugeordnet ist, durch welche die Inspektionsplattform entlang des Turmes der Windkraftanlage verfahrbar ist. Dabei kann jedem Seil ein separater Seilantrieb oder auch mehreren Seilen ein gemeinsamer Seilantrieb zugeordnet sein.
Vorliegend soll unter dem Begriff Seil in Sinne der Erfindung nicht nur ein klassisches Seil zu verstehen sein, sondern auch Ketten, Kabel oder dergleichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung ist es möglich, die Inspektionsplattform allein durch ein Verspannen der Seile am Turm der Windkraftanlage zu stabilisieren. Durch die verspannten Seile erfährt die Inspektionsplattform in jeder Position eine ausreichende Kraft, welche die Inspektionsplattform in Richtung des Turmes drückt. Durch den modularen Aufbau der Inspektionsplattform ist zudem gewährleistet, dass die Vorrichtung in einfacher Weise temporär an einem Turm einer Windkraftanlage montiert und angepasst werden kann. Ebenso einfach kann eine solche montierte Vorrichtung in kurzer Zeit wieder demontiert werden. Aufgrund des modularen Aufbaus der Inspektionsplattform ist zudem ein sehr geringer Platzbedarf beim Transport der Vorrichtung notwendig. Zudem ist dadurch, dass jedem Seil ein Seilantrieb zugeordnet ist, in einfacher Weise möglich die Inspektionsplattform auch bei widrigen Umweltbedingungen, wie beispielsweise stürmischem Wetter, sicher und effizient an dem Turm der Windkraftanlage zu stabilisieren.
Um die Stabilität der gesamten Vorrichtung während des Einsatzes zur Inspektion einer Windkraftanlage nochmals zu erhöhen, ist es nach einem besonderen Gedanken der Erfindung vorgesehen, die Seilführung der Seile nicht nur mit der Gondel der Windkraftanlage, sondern auch mit dem Fuß der Windkraftanlage zu verbinden. Unter dem Fuß der Windkraftanlage soll hierbei das untere Ende der Windkraftanlage zu verstehen sein. Bei einer Onshore-Windkraftanlage kann ein solches Verbinden beziehungsweise eine solche Fixierung, an welcher die Seilführung angeordnet ist, durch eine Bodenmontage erfolgen. Auch bei einer Offshore-Anlage kann eine solche Fixierung an einer Bodenkonstruktion, an der die Seile und dazugehörige Seilwinden, Umlenkrollen oder dergleichen fixiert werden können, erfolgen. Ist eine solche Bodenkonstruktion allerdings nicht vorhanden, so kann ein leichtgewichtiger Basisring als fixer Support um den Turm angelegt werden, beispielsweise mit Seilen, Kabeln, Gurten oder dergleichen. Dieser Support kann dann zum Beispiel als pneumatische Manschette ausgeführt sein, die vor Ort aufgeblasen wird. Auch kann er als leichtgewichtige flexible Metallkonstruktion ausgeführt werden. Die kraftschlüssige Anpressung an den Turm erfolgt beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch und vorzugsweise um den gesamten Turmumfang. Können allerdings am Turm der Windkraftanlage keine vertikalen Haltekräfte aufgebaut werden, so kann die Fixierung am Fuß des Turms durch eine große Masse, beispielsweise einen temporären Wassertank bei Offshore-Windkraftanlagen erfolgen. Wie bereits erwähnt, können die Inspektionsplattform und das Seilsystem stationär vor Ort verbleiben oder aber zum Zweck der Inspektion vor Ort verbracht werden. Bei der temporären Variante können die Tragseile fest vor Ort verbracht sein oder leichte Pilotseile, die zur temporären Installation der Tragseile verwendet werden können.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Inspektionsplattform als offener Ring ausgebildet, der vorzugsweise als Halbring oder kleineres Ringsegment ausgebildet ist. Die einzelnen Module der Inspektionsplattform sind dabei vorteilhafterweise aus einem Leichtbaustoff, wie beispielsweise einem Leichtmetall oder einem Verbundwerkstoff gebildet, so dass die Inspektionsplattform einfach durch Personenkraft z.B. auch Offshore an einem Turm einer Windkraftanlage angebracht werden kann. Die einzelnen Module der Inspektionsplattform sind dabei nicht nur verschwenkbar, sondern auch lösbar miteinander verbunden, so dass die Handhabung nochmals vereinfacht ist, da die einzelnen Module einfacher zu handhaben sind und vor Ort an der Windkraftanlage zu dem für die Windkraftanlage passenden Inspektionsring zusammengebaut werden können. Bei einer bereits zusammengebauten Inspektionsplattform, bei welcher die einzelnen Module zwar gegeneinander verschwenkbar ausgebildet sind, aber auch schon miteinander verbunden sind, wäre ein deutlich höheres Gewicht zu handhaben.
Die als offener Ring ausgebildete Inspektionsplattform ist aufgrund der mittels Gelenke verschwenk- und lösbarbar verbundenen Module und der Seilführung im Durchmesser flexibel, so dass sie sich auf den entlang der Vertikalachse der Windkraftanlage variierenden Turmdurchmesser selbsttätig während es Verfahrens einstellen kann. Dabei stellen sich die Abrollelemente, wie beispielsweise Rollen, Räder, Kugeln oder dergleichen, selbsttätig optimal zur Oberfläche des Turmes der Windkraftanlage ein, so dass auch ein möglichst einfaches und energieeffizientes Verfahren der Vorrichtung gewährleistet ist. Aufgrund der Seilführung wird die Inspektionsplattform dabei während des Verfahrens immer an den Turm gedrückt und kann, durch ein entsprechendes Ansteuern der Seilantriebe in der gewünschten Position ausgerichtet beziehungsweise fixiert werden. Störeinflüsse, wie Windlast oder eine asymmetrische Beladung der Inspektionsplattform können somit kompensiert werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass an der Gondel und gegebenenfalls am Fuß der Windkraftanlage Anlenkelemente vorgesehen sind, welche vorzugsweise bei drei Seilen um jeweils 120° versetzt an dem Turm der Windkraftanlage angeordnet sind. Durch diese Ausführungsform ist es in einfacher Weise mit minimalem Aufwand möglich, die Inspektionsplattform in sicherer Art und Weise mittels der Seile am Turm zu fixieren bzw. zu stabilisieren. Dabei ist ein Anlenkelement vorzugsweise an der Vorderseite der Gondel, d.h. im Bereich der Nabe der Rotorblätter und zwei Anlenkelemente an der Rückseite der Gondel, d.h. gegenüber der Nabe der Rotorblätter angeordnet. Bodenseitig erfolgt das Verbinden der Seile ebenfalls über derart angeordnete Anlenkelemente am Fuß des Turmes der Windkraftanlage.
Die Seilantriebe für die Seile können dabei entweder dem Fuß, der Gondel oder der Inspektionsplattform zugeordnet sein. Aufgrund der einfacheren Energieversorgung ist es dabei am sinnvollsten, den Antrieb bodenseitig am Fuß des Turmes der Windkraftanlage zu installieren. Dies hat zudem den Vorteil, dass die Antriebe beim Verfahren der Inspektionsplattform nicht mitverfahren werden müssen, und somit weniger Energie aufgebracht werden muss. Auch müssen die Antriebe nicht in die Gondel am oberen Ende des Turmes der Windkraftanlage transportiert werden. Vielmehr können bodenseitig installierte Antriebe auch temporär verwendet werden, so dass nicht jede Windkraftanlage, welche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung inspiziert bzw. gewartet wird, permanent mit Antrieben ausgestattet sein muss. Vielmehr können die Antriebe zur Inspektion der Windkraftanlage mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor Ort verbracht und eingebaut werden.
Vorteilhafterweise sind die Seilantriebe dabei als Wickelantriebe oder als Durchlaufseilantriebe ausgebildet. Insbesondere mit Durchlaufseilantrieben ist dabei ein sicheres Verspannen der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Turm einer Windkraftanlage mit minimalem Seilaufwand möglich.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist an die Inspektionsplattform ein Ausleger anordnenbar, mit dem eine Inspektion und eine Wartung der Rotorblätter der Windkraftanlage in einfacher Weise durchführbar ist. Dieser Ausleger ist dabei derart ausgebildet, dass er vom Wartungspersonal betreten werden kann und ein Rotorblatt, welches mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des Turmes ausgerichtet ist, über seine Erstreckung senkrecht zur Längsachse des Turms inspiziert und gewartet werden kann. Dabei kann der Ausleger das Rotorblatt vollständig umlaufen. Somit können durch die Vorrichtung nicht nur Schäden am Turm der Windkraftanlage ermittelt werden, sondern auch an den einzelnen Rotorblättern.
Dazu ist zudem vorgesehen, dass an dem Ausleger Messsysteme beziehungsweise ein Trägersystem für Messsysteme zur Inspektion der Rotorblätter anordnenbar ist.
Die gesamte elektrische Versorgung der Inspektionsplattform erfolgt dabei über Kabel entweder über die Gondel (topside) oder vom Boden aus (groundside). Der autarke Betrieb mittels Batterien beziehungsweise Generator kann alternativ verwendet werden. Die Kommunikation von Steuer- und Messsignalen erfolgt insbesondere drahtlos, kann aber auch kabelgebunden erfolgen.
Damit die Vorrichtung in einfacher Weise insbesondere bei Offshore-Anlagen an einem Turm der Windkraftanlage verbracht werden kann, ist eine Hilfseinrichtung auf einem Schiff vorgesehen. Hierzu kann eine an einem Anlenkelement der Gondel angeordnete Umlenkrolle verwendet werden, um die Bauteile der Vorrichtung zu transportieren. Hierzu wird ein Pilotseil von der am Fuß der Windkraftanlage angeordneten Plattform zum Schiff verbracht, beispielsweise durch Werfen, Verschießen oder Ähnlichem, das Montageseil eingezogen und fest mit der Windkraftanlagenplattform verbunden. Anschließend wird das Inspektionsequipment in einer Transportvorrichtung am Montageseil eingehängt und mit dem Pilotseil nach dem Schrägseilbahnprinzip bewegt und gesichert. Alternativ kann auch ein Antrieb, beispielsweise eine Durchlaufseilwinde an der Transportvorrichtung verwendet werden, welche entweder schiff- oder windkraftanlagenseitig gesteuert wird, wobei diese Steuerung ebenso kabel- wie auch funkbasierend aufgebaut sein kann.
Aufgrund der Geometrie der Seile verringert sich der Einfluss der vertikalen Schiffsbewegung auf die vertikale Position der Transportvorrichtung, je weiter sich diese der Windkraftanlage annähert. Nur die Relativbewegung des Schiffes gegenüber der Windkraftanlage muss durch eine automatische oder manuelle Nachführung des Montage- und Pilotseiles kompensiert werden.
Abschließend werden die Seile für die Inspektionsplattform wie bereits weiter oben beschrieben eingezogen, wobei das Pilotseil auf der Windkraftanlage und das Montageseil auf dem Schiff verbleibt. Das Schiff ist somit vom Inspektionsvorgang unabhängig und kann andere Aufgaben wahrnehmen. Nach der Inspektion erfolgt der Abtransport des Inspektionsequipments in der umgekehrten Reihenfolge.
Die Inspektionsplattform, beziehungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung, kann wie beschrieben sowohl für automatisierte als auch für manuelle Inspektionszwecke genutzt werden.
Die gesamte Vorrichtung ist modular aufgebaut, um eine einfache Montage und Demontage vor Ort durch den Inspekteur auch unter schwierigen Bedingungen zu ermöglichen.
Selbstständig geschützt ist auch noch eine Windkraftanlage mit einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1: einen Ausschnitt einer Seitenansicht einer Windkraftanlage mit einem Ausführungsbeispiel einer daran angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2: die Windkraftanlage gemäß 1 in einer Querschnittsdarstellung im Bereich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 bis 5: verschiedene Möglichkeiten der Fixierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Fußbereich einer Windkraftanlage,
6: ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Verbringung der Einzelteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf eine Bodenkonstruktion einer Offshore-Windkraftanlage und
7: eine weitere Möglichkeit der Verbringung der Einzelteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf eine Bodenkonstruktion einer Offshore-Windkraftanlage.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bereits an einer Windkraftanlage 1 montiert. Die Windkraftanlage 1 besteht dabei im Wesentlichen aus einem Turm 2 mit einer daran befestigten Gondel 8, an welcher mittels einer Nabe 16 Rotorblätter 15 angeordnet sind.
Wie der 1 und der entsprechenden Querschnittsdarstellung der 2 zu entnehmen ist, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Inspektionsplattform 3 auf, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als offener Ring 11 ausgebildet ist, der aus fünf einzelnen Modulen 4 aufgebaut ist. Die einzelnen Module 4 sind dabei über Gelenke 17 miteinander verschwenkbar verbunden, so dass sich der offene Ring 11 beim Verfahren am Turm 2 der Windkraftanlage 1 dem Durchmesser des Turmes 2 anpassen kann. Zum Abrollen an der Oberfläche des Turms 2 weisen die einzelnen Module 4 Abrollelemente 5 auf, mit welchen sie am Turm 2 der Windkraftanlage 1 abrollen können.
Damit die Inspektionsplattform 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung immer über ihre Abrollelemente 5 in Kontakt mit dem Turm 2 der Windkraftanlage steht, ist die Inspektionsplattform 3 durch drei Seile 6 am Turm 2 der Windkraftanlage 1 verspannt. Dazu sind die drei Seile 6 einerseits mit der Inspektionsplattform 3 über Befestigungspunkte 18 verbunden. Andererseits sind die drei Seile 6 über obere Anlenkelemente 12 mit der Gondel 8 und über untere Anlenkelemente 13 mit dem Fuß 9 des Turmes 2 verbunden. Die Anlenkelemente 12 an der Gondel 8 sind dabei derart angeordnet, dass sie um 120° um den Turm 2 der Windkraftanlage versetzt angeordnet sind, wobei ein Anlenkelement 12 im Bereich einer Nabe 16 der Gondel 8 angeordnet ist. Die Anlenkelemente 13 sind vorzugsweise ebenfalls um 120° versetzt am Fuß 9 beziehungsweise im unteren Bereich des Turmes angeordnet. Im Gegensatz dazu sind die entsprechenden 3 Befestigungselemente 18 für die Seile 6 an der Inspektionsplattform zum einen an dem jeweiligen Ende des offenen Rings 11 beziehungsweise in dessen Mitte angeordnet. Dadurch dass der offene Ring in diesem Ausführungsbeispiel einen Halbkreis darstellt, lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise die Inspektionsplattform 3 mittels der drei Seile 6 und entsprechenden Seilführungen 7 derart verspannen, dass die Inspektionsplattform 3 mit ihren Abrollelementen 5 immer in Kontakt zur Oberfläche des Turmes 2 der Windkraftanlage 1 steht. Aufgrund der speziellen Anordnung der Anlenkelemente 12 an der Gondel 8 und der Anlenkelemente 13 am Fuß 9 sowie der Befestigungspunkte 18 an der Inspektionsplattform 3 wirkt dabei immer eine ausreichende Kraft von der Inspektionsplattform 3 auf die Oberfläche des Turmes 2, so dass der Kontakt der Abrollelemente 5 der Inspektionsplattform 3 auch bei widrigen Umweltbedingungen, wie zum Beispiel stürmischem Wetter, immer gewährleistet ist.
Damit die Inspektionsplattform 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung vertikal am Turm 2 der Windkraftanlage 1 verfahren werden kann, verfügen die Seilführungen 7 der einzelnen Seile 6 jeweils über einen separaten Seilantrieb 10. Natürlich ist es auch möglich, dass für alle odere mehrere der Seile 6 ein gemeinsamer Seilantrieb verwendet wird, wobei der Antrieb einzelner Seile dann über Getriebemittel erfolgen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der jeweilige Seilantrieb 10 den Anlenkelementen 13 am Fuß 9 des Turmes zugeordnet und als Durchlaufseilantrieb ausgebildet. Die Anlenkelemente 12 der Gondel 8 sind dabei vorzugsweise als Umlenkrollen 26 ausgebildet, so dass die Seile 6 durch die Antriebe 10 bewegt werden können und somit die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise die Inspektionsplattform 3 vertikal am Turm 2 der Windkraftanlage verfahren werden kann.
Damit nicht nur der Turm 2 der Windkraftanlage 1 inspiziert und gewartet werden kann, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass im Mittelbereich des offenen Rings 11 der Inspektionsplattform 3 ein Ausleger 14 montiert ist, durch welchen eine Inspektion der einzelnen Rotorblätter 15 der Windkraftanlage 1 ermöglicht ist. Zur Inspektion eines Rotorblattes 15 muss dieses dabei mit seiner Längsachse im Wesentlichen in einer Ebene beziehungsweise parallel zur Längsachse des Turmes 2 ausgerichtet werden. Die Inspektionsplattform 3 kann dabei nun derart vertikal am Turm 2 verfahren werden, dass der Ausleger über die gesamte Länge eines Rotorblattes 15 mit verfahren wird. Die Inspektion der Rotorblätter 15 beziehungsweise des Turmes 2 kann dabei manuell, beispielsweise durch Sichtprüfung, durch einen Inspekteur erfolgen. Es ist allerdings auch möglich, die Inspektionsplattform 3 und/oder den Ausleger 14 zur Aufnahme von Messsystemen zur tele-optischen oder automatischen Inspektion des Turmes 2 auszubilden. Solche Messsysteme können hier nicht dargestellte Kameras zur optischen Oberflächenprüfung oder berührungslos arbeitende Messverfahren sein, wie beispielsweise aktive oder passive Wärmebildgeräte, Röntgengeräte oder dergleichen. Auch können berührende Messverfahren zur Defektdetektion und -lokalisation eingesetzt werden. Dies können beispielsweise körperschall-, magnetfluss- oder wirbelstrombasierte Messsysteme sein.
Die Messsysteme zur Rotorblattinspektion verwenden dabei in der Regel ausschließlich Messverfahren für nicht metallische Werkstoffe aus, da die Rotorblätter üblicherweise aus einem Verbundwerkstoff hergestellt sind. Die gesamte elektrische Versorgung der Inspektionsplattform 3 beziehungsweise des Auslegers 14 erfolgt dabei über Kabel entweder über die Gondel 8 (topside) oder vom Boden am Fuß 9 des turmes 2 aus (groundside). Es ist allerdings auch ein autarker Betrieb mittels Batterien oder ähnlichen Energiespeichern beziehungsweise Generator denkbar. Die Kommunikation von Steuer- und Messsignalen erfolgt insbesondere drahtlos, kann aber auch kabelgebunden erfolgen.
Die gesamte Inspektionsplattform 3 wird dabei über die Abrollelemente 5 flexibel auf Abstand zum Rotorblatt gehalten. Die Abrollelemente 5 können dabei als Räder oder Rollen mit einstellbarem Abstand zum Modul 4 konstruiert sein, um sich auf unterschiedliche Rotorblätter einstellen zu können. Alternativ können sie über Federkraft oder über einen Antrieb aktiv verfahren werden. Eventuell auftretende horizontale Haltekräfte können durch die Seile 6 kompensiert werden.
Die 3 bis 5 stellen verschiedene Befestigungssysteme am Fuß 9 des Turmes 2 der Windkraftanlage 1 dar. Während in 5 die Anlenkelemente 13 mit den Seilantrieben 10 an einer Bodenkonstruktion 20 wie beispielsweise einem Gittersteg am Fuß 9 des Turmes 2 befestigt sind, ist in 3 eine Anbringung der Anlenkelemente 13 im Fuß 9 des Turmes 2 der Windkraftanlage an einer großen Masse 29 vorgesehen, welche als Basisgewicht und Support genutzt werden kann. Dies kann beispielsweise ein temporär befüllbarer Wassertank sein. Solche Massenkonstruktionen werden im Wesentlichen dann verwendet, wenn keine vertikalen Haltekräfte am Turm 2 aufgebaut werden können.
In 4 hingegen ist eine Ausführungsform im Bereich des Fußes 9 des Turms 2 der Windkraftanlage gezeigt, mit welcher vertikale Haltekräfte aufgebaut werden können. Solche Konstruktionen werden häufig dann verwendet, wenn keine Bodenkonstruktion 20, an der die Seile 6 und zugehörigen Anlenkelemente 13 und Seilantriebe 10 am Fuß 9 des Turmes 2 fixiert werden können. Dazu wird in der Regel ein leichtgewichtiger Basisring als fixer Support um den Turm 2 gelegt. Dieser kann dann beispielsweise als eine pneumatische Manschette 19 ausgeführt sein, die vor Ort aufgeblasen wird. Auch kann dieser Support als leichtgewichtige, flexible Metallkonstruktion ausgeführt werden. Die kraftschlüssige Anpressung an den Turm 2 kann unter Anderem mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch flächig erfolgen.
In den 6 und 7 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie das gesamte Equipment der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise an eine Offshore-Windkraftanlage 1 verbracht werden kann. Dazu wird das gesamte Equipment an der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Schiff 22 oder einer ähnlichen Transportvorrichtung vor Ort an die Windkraftanlage verbracht.
Hierzu wird beispielsweise einer der Anlenkelemente 12 beziehungsweise eine dortige Umlenkrolle 26 im Bereich der Gondel 8 der Windkraftanlage 1 dazu genutzt, um die einzelnen Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bestehend aus den einzelnen voneinander gelösten Modulen 4 und weiteren Einzelteilen, wie beispielsweise die Bodenbefestigung in Form der Manschette 19 oder der Masse 29, vom Schiff 22 auf die beispielsweise als Gitterrost ausgebildete Bodenkonstruktion 20 der Offshore-Windkraftanlage 1 zu transportieren. Hierzu wird ein Pilotseil 24 von der Bodenkonstruktion 20 der Windkraftanlage zum Schiff 22 verbracht. Dies geschieht in der Regel durch Werfen, Verschießen oder dergleichen. Danach wird ein Montageseil 23 eingezogen und fest mit der Bodenkonstruktion 20 der Windkraftanlage 1 verbunden. Anschließend wird das Inspektionsequipment mit den voneinander gelösten Einzelteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Transportvorrichtung 21 am Montageseil 23 eingehängt und mit dem Pilotseil 24 nach dem Schrägseilbahnprinzip bewegt und gesichert. Alternativ kann auch ein Durchlaufseilantrieb an der Transportvorrichtung 21 verwendet werden, welcher entweder schiff- oder windkraftanlagenseitig gesteuert werden kann. Diese Steuerung kann sowohl kabel- als auch funkbasierend sein. Aufgrund der Geometrie der Seile 23 und 24 verringert sich der Einfluss der vertikalen Schiffsbewegung auf die vertikale Position der Transportvorrichtung 21, je weiter sich diese der Windkraftanlage 1 nähert. Nur die Relativbewegung des Schiffes 22 gegenüber der Windkraftanlage muss durch eine automatische oder manuelle Nachführung des Montageseils 23 und des Pilotseils 24 kompensiert werden. Abschließend werden die Seile für die Inspektionsplattform 3 bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung eingezogen, wobei das Pilotseil 24 auf der Windkraftanlage 1 und das Montageseil 23 auf dem Schiff 22 verbleibt. Das Schiff 22 ist somit vom Inspektionsvorgang unabhängig und kann andere Aufgaben wahrnehmen.
Nachdem das Inspektionsequipment mit den voneinander gelösten Einzelteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die Bodenkonstruktion verbracht worden ist, werden die Einzelteile, bestehend unter anderem aus den einzelnen Modulen 4 und dem Ausleger 14 zur erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammengebaut, so dass sie zur Inspektion des Turmes 2 und/oder der Rotorblätter 15 am Turm 2 verfahren werden kann.
Nach der Inspektion erfolgt der Abtransport des Inspektionsequipments in der umgekehrten Reihenfolge.
Bezugszeichenliste

1: Windkraftanlage
2: Turm
3: Inspektionsplattform
4: Modul
5: Abrollelement
6: Seil
7: Seilführung
8: Gondel
9: Fuß
10: Seilantrieb
11: offener Ring
12: Anlenkelement
13: Anlenkelement
14: Ausleger
15: Rotorblatt
16: Nabe
17: Gelenk
18: Befestigungselement
19: Manschette
20: Bodenkonstruktion
21: Transportvorrichtung
22: Schiff
23: Montageseil
24: Pilotseil
25: Durchlaufseilwinde
26: Umlenkrolle
27: Umlenkrolle
29: Masse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1516846 A2 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Inspektion einer Windkraftanlage (1) mit einer vertikal entlang eines Turmes (2) einer Windkraftanlage (1) verfahrbaren Inspektionsplattform (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsplattform (3) aus wenigstens zwei verschwenkbar miteinander verbundenen Modulen (4) besteht, wobei jedes Modul (4) wenigstens ein Abrollelement (5) aufweist, welches beim vertikalen Verfahren der Vorrichtung am Turm (2) der Windkraftanlage (1) abrollt, und wobei die Inspektionsplattform (3) mittels an ihr an Befestigungselementen (18) befestigten Seilen (6) verfahrbar ist, welche über eine Seilführung (7) mit der Gondel (8) der Windkraftanlage (1) verbunden sind, wobei den Seilen (6) jeweils ein Seilantrieb (10) zugeordnet ist, durch welche die Inspektionsplattform (3) entlang des Turmes (2) der Windkraftanlage (1) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilführung (7) die Seile (6) auch mit dem Fuß (9) der Windkraftanlage verbindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsplattform (3) als offener Ring (11) ausgebildet ist, der vorzugsweise als Halbring oder kleineres Ringsegment ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden des offenen Rings (11) sowie in dessen Mitte Anlenkelemente (12) für die Seile (6) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilführung (7) derart ausgeführt ist, dass an der Gondel (8) und gegebenenfalls am Fuß (9) Anlenkelemente (13) vorgesehen sind, welche vorzugsweise bei drei Seilen (6) um jeweils 120 ° versetzt um den Turm (2) und angeordnet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilantrieb (10) dem Fuß (9), der Gondel (6) oder der Inspektionsplattform (3) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilantrieb (10) als Wickelantrieb oder als Durchlaufseilantrieb ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module (4) der Inspektionsplattform (3) lösbar miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Inspektionsplattform (3) ein Ausleger (14) anordnenbar ist, mit dem die Rotorblätter (15) und/oder der Turm (2) der Windkraftanlage (1) inspiziert und gewartet werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausleger (14) oder der Inspektionsplattform (3) Messsysteme beziehungsweise ein Trägersystem für Messsysteme zur Inspektion der Rotorblätter (15) und/oder des Turmes anordnenbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (4) der Inspektionsplattform (3) und/oder der Ausleger (14) aus einen Leichtbaustoff, wie beispielsweise einem Leichtmetall oder einen Verbundwerkstoff gebildet sind.
Windkraftanlage 1 mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.