DE102014213516A1 - Energy distribution station for the offshore sector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Energieverteilstation für den Offshore-Bereich eines Energieparkes mit mehreren Energieeinheiten, die jeweils eine Turbine sowie einen Generator aufweisen, umfassend die folgenden Merkmale: – eine hermetisch gekapselte Box zum Aufnehmen von Funktionselementen wie einen oder mehrere Trafos, Umrichter, Schalter; – eine Tragstruktur zum Tragen der Box; – Anschlüsse für Leiter von beziehungsweise zu den einzelnen Energieerzeugern. Die erfindungsgemäße Energieverteilstation ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – die Tragstruktur umfasst einen Pfahl, dessen oberes Ende die Box trägt und dessen unteres Ende im Meeresboden verankert ist; – wenigstens ein Bereich des Bodens der Box ist von unten her frei zugänglich; – der frei zugängliche Teil des Bodens weist wenigstens einen der Leiteranschlüsse auf.The invention relates to an energy distribution station for the offshore area of an energy park with several energy units, each having a turbine and a generator, comprising the following features: a hermetically sealed box for receiving functional elements such as one or more transformers, inverters, switches; A support structure for supporting the box; - Connections for conductors from or to the individual energy producers. The power distribution station according to the invention is characterized by the following features: the support structure comprises a pile whose upper end carries the box and whose lower end is anchored in the seabed; - At least a portion of the bottom of the box is freely accessible from below; - The freely accessible part of the floor has at least one of the conductor terminals.
Description
Die Erfindung betrifft eine Energieverteilstation für den Offshore-Bereich eines Strömungskraftwerkes mit mehreren Energieeinheiten, die jeweils eine Wassersturbine sowie einen elektrischen Generator aufweisen.The invention relates to an energy distribution station for the offshore region of a flow power plant with several energy units, each having a water turbine and an electric generator.
Strömungskraftwerke sind bekannt. Sie können in Form von freistehenden Einheiten mit rotorförmigen Wasserturbinen zur Energiegewinnung aus einem Fließgewässer oder einer Meeresströmung, insbesondere einer Gezeitenströmung, ausgebildet sein. Derartige Strömungskraftwerke können aber auch als Onshore- oder Offshore-Windkraftanlagen ausgebildet sein. Auf
Turbine und Generator einer jeden Energieeinheit sind in einer Gondel enthalten. Diese steht mit ihrer Tragkonstruktion auf dem Gewässerboden, beispielsweise auf dem Meeresboden. Die Tragkonstruktion kann in den Meeresboden mehrere Meter tief eingelassen sein. Auch Schwergewichtskonstruktionen sind möglich, zum Beispiel aus Beton.Turbine and generator of each energy unit are contained in a nacelle. This stands with its supporting structure on the water bottom, for example, on the seabed. The supporting structure can be embedded in the seabed several meters deep. Heavyweight constructions are also possible, for example made of concrete.
Ein Park von Strömungskraftwerken umfasst eine Mehrzahl von Energieeinheiten. Dieser Mehrzahl von Energieeinheiten ist im Allgemeinen eine einzige, zentrale Energieverteilstation zugeordnet. Sie umfasst Funktionselemente wie Transformatoren, Umrichter, Schalter usw., ferner Anschlüsse für Leiter, die von den einzelnen Energieeinheiten kommen sowie für Leiter, die von der Verteilstation abgehen und die die zusammengeführte elektrische Energie weiterleiten.A park of flow power plants comprises a plurality of energy units. This plurality of energy units is generally associated with a single, central power distribution station. It includes functional elements such as transformers, inverters, switches, etc., as well as connections for conductors coming from the individual energy units, as well as conductors going from the distribution station and relaying the combined electrical energy.
Die Verteilstation kann an Land angeordnet werden. Dies hat den Vorteil, dass Wartungsarbeiten an den genannten Funktionselementen mühelos ausgeführt werden können. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass der Weg zwischen den einzelnen Energieerzeugungseinheiten und der Verteilstation groß ist. Dies ist umso nachteiliger, je mehr Energieeinheiten an die Verteilstation angeschlossen sind.The distribution station can be arranged ashore. This has the advantage that maintenance work on the said functional elements can be performed easily. The disadvantage, however, is that the distance between the individual power generation units and the distribution station is large. This is the more disadvantageous the more energy units are connected to the distribution station.
Es werden auch Energieverteilstationen auf dem Meeresgrund angeordnet. Dabei ruht eine Verteilstation – mittelbar oder unmittelbar – auf dem Meeresgrund. Dabei strebt man eine Schwergewichtskonstruktion an, die sicherstellen soll, dass die Verteilstation ortsfest ist.Energy distribution stations are also arranged on the seabed. Here, a distribution station rests - directly or indirectly - on the seabed. In the process, a heavy-weight construction is aimed at ensuring that the distribution station is stationary.
Die genannten Leiter, die von den Energieerzeugungseinheiten kommen sowie jene, die von der Verteilstation weggehen, bedürfen des besonderen Schutzes. Deswegen sieht man Kabelschutzsysteme vor, beispielsweise Umhüllungen der Kabel aus widerstandsfähigen Materialien. The said conductors coming from the power generation units as well as those going away from the distribution station require special protection. That is why we see cable protection systems, such as sheaths of cables made of durable materials.
Die bisher angewandten Maßnahmen waren jedoch nicht ausreichend, um Kabel zu schützen und deren einwandfreies Funktionieren zu gewährleisten. Besonders unangenehm sind Vibrationen sowie mechanischer Verschleiß solcher Kabel.However, the measures used so far were not sufficient to protect cables and to ensure their proper functioning. Particularly uncomfortable are vibrations and mechanical wear of such cables.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energieverteilstation der eingangs beschriebenen Bauart derart zu gestalten, dass die zugeführten und abgeführten Kabel noch besser geschützt sind, und dass deren Funktionstüchtigkeit auch über längere Zeitspannen hinweg erhalten bleibt.The invention has for its object to make an energy distribution of the type described above such that the supplied and discharged cables are better protected, and that their functionality is maintained even over long periods of time.
Diese Aufgabe wird mit einer Energieverteilstation gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with an energy distribution station according to claim 1.
Grundlage der Erfindung waren die folgenden Erkenntnisse des Erfinders:
Bei dem genannten Auflegen der Verteilstation auf dem Meeresboden kommt es zum Verschieben der Verteilstation, besonders bei starken Meeresströmungen. Da sich die Kabelanschlüsse nahe am Meeresgrund befinden, ist ein Aufliegen der Kabel auf dem Meeresgrund unvermeidbar. Die Kabel führen somit eine hin- und hergehende Gleit- oder Schleifbewegung auf dem Meeresgrund aus, was ungünstig ist. Noch gravierender ist aber eine unkontrollierte Bildung von Schlaufen oder Schlingen und damit von Verbiegungen der Kabel. Dies beeinträchtigt deren Funktion erheblich.Basis of the invention were the following findings of the inventor:
In the mentioned laying of the distribution station on the seabed, there is a displacement of the distribution station, especially in strong ocean currents. Since the cable connections are close to the seabed, it is unavoidable to rest the cables on the seabed. The cables thus perform a reciprocating sliding or grinding movement on the seabed, which is unfavorable. But even more serious is an uncontrolled formation of loops or loops and thus bending of the cables. This significantly affects their function.
Häufig werden die Kabel von oben her an die Verteilstation herangeführt, somit an die obere Fläche von deren Box. Im Anschlussbereich verläuft das Kabel senkrecht an die obere Fläche der Box. Dabei kommt es in einem gewissen Abstand von der Anschlussstelle zu einem Abknicken des Kabels. Durch die Meeresströmung wird dabei die Knickstelle des Kabels ständig verändert. Diese Dauerbeanspruchung führt zu Beschädigungen oder Zerstörungen des Kabels.Frequently the cables are brought from above to the distribution station, thus to the upper surface of the box. In the connection area, the cable runs perpendicular to the upper surface of the box. It comes at a certain distance from the junction to a kinking of the cable. Due to the ocean current while the kink of the cable is constantly changing. This permanent stress leads to damage or destruction of the cable.
Ist hingegen gemäß der Erfindung der Bereich des Bodens der Box von unten her frei zugänglich, so lassen sich die Leiter- oder Kabel an den Boden anschließen. Es stellt sich im Endbereich des angeschlossenen Kabels zwar auch eine Krümmung ein. Jedoch kommt es hierbei nicht zu einem scharfen Knick, so wie dies dann der Fall ist, wenn das Kabel an die obere Fläche der Box angeschlossen ist. If, however, according to the invention, the area of the bottom of the box freely accessible from below, then the conductor or cable can be connected to the ground. Although there is also a curvature in the end area of the connected cable. However, this does not lead to a sharp kink, as is the case when the cable is connected to the upper surface of the box.
Gemäß der Erfindung ist die Verteilstation völlig ortsfest, da die Tragstruktur durch einen Pfahl im Meeresboden fest verankert ist. Ein Rutschen oder Gleiten der Verteilstation auf dem Meeresboden, und damit auch der Kabel, ist hierbei ausgeschlossen.According to the invention, the distribution station is completely stationary, since the support structure is firmly anchored by a pile in the seabed. Slipping or sliding of the distribution station on the seabed, and thus the cable is excluded.
Der Stand der Technik sowie die Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:The prior art and the invention are explained in more detail with reference to the drawing. The following is shown in detail:
Der in
Auf dem Meeresboden
Das in
Eine Box
Die in
Box
An die Box
Wie man sieht, weisen die beiden Kabel
Es können auch Anschlüsse an die Verteilstation auf andere Weise hergestellt werden, beispielsweise durch einen Tunnel
Der Pfahl
Der Pfahl kann über die Box
Box
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Turbine turbine
- 22
- Tragkonstruktion supporting structure
- 2.12.1
- Pfahl stake
- 2.22.2
- Strebe strut
- 33
- Gondel gondola
- 44
- Versorgungsschiff supply ship
- 55
- Box der Verteilstation Box of the distribution station
- 5.15.1
- Boden der Box Bottom of the box
- 5.25.2
- Seitenfläche des Bodens Side surface of the soil
- 5.35.3
- Seitenfläche des Bodens Side surface of the soil
- 6. 6th
- Pfahlstake
- 6.16.1
- Längsbohrung/Pfahlinnenraum Longitudinal bore / Pile interior
- 77
- Meeresboden Seabed
- 88th
- Konsole console
- 99
- Kabel electric wire
- 1010
- Kabel electric wire
- 11 11
- Kabel electric wire
- 1212
- Tunnel tunnel
- 1313
- Generator generator
- 1414
- Generatoranschluss/stecker Generator terminal / connector
- 1515
- Generatorkabel gENERATOR cable
- 1616
- Hubvorrichtung lifting device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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