DE102015209686A1

DE102015209686A1 - Windenergieanlagen-Turm

Info

Publication number: DE102015209686A1
Application number: DE102015209686.6A
Authority: DE
Inventors: Roy Kersten
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2016-12-01
Also published as: AR104788A1

Abstract

Es wird ein Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Stahlsektionen (230), welche aufeinander platziert sind, vorgesehen. Mindestens eine der Stahlsektionen (230) besteht aus mindestens einem ersten und zweiten Teil, welche mittels Längsflanschen (231, 232) aneinander befestigt sind. Im Bereich der Längsflansche (231, 232) ist jeweils eine Schalung (300) vorgesehen, welche mittels Befestigungseinheiten (340) an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion (230) befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Windenergieanlagen-Turm sowie eine Windenergieanlage.
Windenergieanlagen-Türme aus Stahl oder zumindest teilweise aus Stahl sind hinlänglich bekannt. Ein derartiger Turm weist typischerweise eine Mehrzahl von Stahlsegmenten auf, welche aufeinander platziert werden. Die Stahlsegmente können einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Hierbei können die jeweiligen Teile des Stahlsegmentes oder der Stahlsektion zwei Längsfugen aufweisen, so dass mindestens zwei Teile der Stahlsektion an ihren Längsfugen zusammengesetzt werden, um eine Stahlsektion auszubilden.
EP 2 479 430 B1 beschreibt ein Verfahren zur Montage von Schalensegmenten eines Turms einer Windenergieanlage.
EP 2 253 781 B1 zeigt einen Turm einer Windenergieanlage, der aus einer Mehrzahl von Stahlsegmenten zusammengesetzt wird. Jedes der Stahlsegmente weist zwei Stahlsegmentabschnitte sowie Verbindungsmittel zum Verbinden der zwei Stahlsegmentabschnitte auf. Die Verbindungsmittel weisen eine Schalung auf, welche im Bereich einer Längsfuge oder eines Längsflansch angeordnet sind und mit Beton gefüllt werden, um ein Stahlsegment bestehend aus mehren Stahlsegmentabschnitten zu erhalten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Stahlsegmenten vorzusehen, welche jeweils eine Mehrzahl von Stahlsegmentabschnitten aufweisen, welche über eine verbesserte Verbindung verfügen. Die Verbindung soll insbesondere über eine verbesserte Steifigkeit verfügen.
Diese Aufgabe wird durch einen Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 1 gelöst.
Somit wird ein Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Stahlsektionen, welche aufeinander platziert sind, vorgesehen. Mindestens eine der Stahlsektionen besteht aus mindestens einem ersten und zweiten Teil, welche mittels Längsflanschen aneinander befestigt sind. Im Bereich der Längsflansche ist jeweils eine Schalung vorgesehen, welche mittels Befestigungseinheiten an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion befestigt ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Windenergieanlagen-Turm Befestigungsmittel auf, welche als Gewindestangen ausgebildet sind. Die Gewindestangen sind mit ihrem ersten Ende fest an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion befestigt. Die Schalung weist einen mittleren Abschnitt auf, welcher an den zweiten Enden der Gewindestangen befestigt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schalung erste und zweite Endabschnitte auf, welche mittels Dichtungen an den Teilen der Stahlsektion anliegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Windenergieanlage mit einem oben beschriebenen Windenergieanlagen-Turm.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, einen Windenergieanlagen-Turm bestehend aus einer Mehrzahl von Stahlsegmenten oder Stahlsektionen vorzusehen, welche wiederum jeweils aus mindestens zwei Stahlsegmentteilen oder Stahlsektionen zusammengesetzt werden. Zur Verbindung der zwei Teile wird innerhalb der Teile mindestens eine Schalung vorgesehen, welche mittels einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln (wie z. B. Gewindestangen) an der Außenwandung der Stahlsektionteile befestigt werden. Hierbei ist ein Ende der Befestigungsmittel beispielsweise mittels einer Buchse an einer Außenschalung bzw. Außenwandung befestigt. Die Schalung wird an den zweiten Enden der Befestigungsmittel befestigt. Jede der Stahlsegmentteile weist mindestens ein Befestigungsmittel auf. Die Schalung ist somit an zwei Stahlsegmentteilen befestigt. Durch diese Ausgestaltung der Befestigung der Schalung an den Segmenten wird eine verbesserte Steifigkeit bzw. Versteifung des Turms erhalten.
Die Schalung wird mit Ortbeton oder Vergussmittel, z. B. Pagel, vor Ort an der Baustelle gefüllt. Optional kann eine Mehrzahl von Kopfbolzen an der Innenseite der Schalung und/oder an der Innenseite der Außenwandung befestigt sein.
Am Übergang zwischen der Schalung und der Außenwandung kann eine Dichtung vorgesehen sein. Ferner kann optional im Bereich des Übergangs zwischen der Schalung und der Außenwandung eine Buchse sowie eine Lasche vorgesehen sein, mittels welcher die Enden der Schalung an der Außenwandung befestigt werden können.
Die Kopfbolzen können an der Schalung und/oder an der Außenwandung vorgesehen sein.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß der Erfindung,
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Turmsegmentes von 2,
4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turms gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß der Erfindung. Die Windenergieanlage 100 weist einen Turm 200 und eine Gondel 104 auf dem Turm 200 auf. An der Gondel 104 ist ein aerodynamischer Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 110 vorgesehen. Der aerodynamische Rotor 106 wird im Betrieb der Windenergieanlage durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und dreht somit auch einen Rotor oder Läufer eines Generators, welcher direkt oder indirekt mit dem aerodynamischen Rotor 106 gekoppelt ist. Der elektrische Generator ist in der Gondel 104 angeordnet und erzeugt elektrische Energie. Die Pitchwinkel der Rotorblätter 108 können durch Pitchmotoren an den Rotorblattwurzeln 108b der jeweiligen Rotorblätter 108 verändert werden.
Die Turmsegmente 230 können mehrteilig ausgestaltet sein, so dass z. B. ein Längsflansch 231, 232 vorhanden ist. Jedes Turmsegment weist einen ersten bzw. oberen Flansch 210 und einen zweiten bzw. unteren Flansch 220 auf.
Die Turmsegmente können zumindest teilweise als Stahlsektionen ausgestaltet sein.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In 2 ist ein Turmsegment 230 bestehend aus zwei Turmsegmentteilen bzw. Stahlsektionteilen gezeigt, welche jeweils über einen Längsflansch 231, 232 verfügen, welche gegeneinander platziert sind und durch eine Schalung 300 zusammengehalten werden sollen.
Das Turmsegment 230 weist einen ersten oberen Flansch 210 und einen zweiten unteren Flansch 220 auf.
3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Turmsegmentes von 2. In 3 ist ein Turmsegment bzw. eine Stahlsektion 230 mit der Schalung 300 gezeigt. Die Schalung 300 kann über eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln (wie z. B. Gewindestangen oder Gewindebolzen) 340 an einer Außenwandung des Turmsegmentes 230 befestigt werden. Hierzu kann ein erstes Ende der Befestigungsmittel fest an der Außenwandung befestigt sein, während das zweite Ende der Befestigungsmittel an der Schalung 300 befestigt, beispielsweise verschraubt, ist. In die Schalung 300 kann Beton, beispielsweise Ortbeton oder eine andere Vergussmasse wie z. B. Pagel, auf der Baustelle hineingepresst werden, so dass die beiden Turmsegmentteile mittels der Schalung 300 und des sich darin befindlichen Betons 400 zusammengehalten werden.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In 4 ist ein Querschnitt durch ein Turmsegment 230 gezeigt.
Hierbei ist insbesondere ein Flansch 210 sowie die Schalung 300 gezeigt. Die Schalung 300 wird mittels der Gewindebolzen 340 an einer Außenwandung des Turmsegmentes bzw. der Stahlsektion 230 befestigt.
5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Zwei Turmsegmentabschnitte bzw. Stahlsektionsteile 230 sind mittels ihrer Längsflansche 231, 232 sowie einer Dichtung 360 dazwischen aneinander befestigt. An jedem der Turmsegmentabschnitte bzw. Stahlsektionsteile 230 ist eine Mehrzahl von Gewindestangen oder Befestigungsmitteln 340 befestigt. Insbesondere kann ein erstes Ende 343 der Gewindestangen 340 beispielsweise in einer Buchse 342 fest an den Turmsegmentabschnitten 230 befestigt sein. Eine (Stahl)Schalung 310 wird mittels der zweiten Enden 341 an bzw. mit den beiden Turmsegmentabschnitten 230 gekoppelt. Optional kann an den Turmsegmentabschnitten 230 und/oder an der Innenseite der Schalung 300 eine Mehrzahl von Kopfbolzen 320 vorgesehen sein. Die Schalung 310 weist im Querschnitt einen mittleren geraden Abschnitt 312 sowie zwei abgewinkelte Seitenabschnitte 311, 313 auf. An den jeweiligen Enden 311a, 313a ist jeweils eine Dichtung 314 vorgesehen, welche den Übergang zwischen den Turmsegmentabschnitten 230 und den ersten Enden 311a, 313a abdichtet. Nachdem die Schalung 310 an den Turmsegmentabschnitten 230 montiert ist, kann das Innere der Schalung mit Beton 400 aufgefüllt werden. Wenn der Beton ausgehärtet ist, dann ist eine gute Verbindung zwischen den Turmsegmentabschnitten 230 vorgesehen. Diese Verbindung ist vorteilhaft, weil sie zu einer erheblichen Versteifung bzw. Verbesserung der Steifigkeit beiträgt.
In dem Ausführungsbeispiel von 5 sind die Kopfbolzen 320 senkrecht an den Abschnitten 311, 313 der Schalung 310 vorgesehen.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Ausgestaltung der Verbindung der Turmsegmentabschnitte bzw. Stahlsektionsteile gemäß 6 entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung von 5. Lediglich die Befestigungsmittel z. B. in Form von Kopfbolzen 320 sind nicht senkrecht an den Abschnitten 311, 313 vorgesehen.
Zur Verbesserung der Dichtung an den Enden 311a, 313a können mehrere Buchsen 316 an den Turmsegmentabschnitten 230 befestigt sein, wobei die Schalung dann mittels Laschen 317 und Schrauben an die Turmsegmentabschnitte gedrückt werden kann, was zu einer verbesserten Dichtigkeit führt.
7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turms gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ausgestaltung der Schalung gemäß 7 entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung der Schalung gemäß 5, wobei jedoch auf die Buchsen 316 und die Lasche 317 verzichtet worden ist.
Gemäß der Erfindung kann die Schalung 300 bereits im Werk erfolgen und kann optional an mindestens einem der Turmsegmentabschnitte 230 befestigt werden. Optional können die Kopfbügel bzw. Kopfbolzenbügel bereits im Werk an den Turmsegmentabschnitten bzw. der Schalung angeschweißt werden.
Optional kann die Stahlsektion bzw. das Turmsegment zur Verbesserung der Transportfähigkeit im Werk getrennt werden. Die geteilte Stahlsektion kann dann zur Baustelle transportiert werden. Auf der Baustelle können die beiden Teile der Stahlsektion wieder mittels der Schalung zusammengefügt werden.
Die Schalung gemäß der Erfindung dient hierbei nicht nur dem Zusammenfügen der zwei Stahlsektionhälften, sondern dient auch der Verbesserung der Steifigkeit der Stahlsektionen. Insbesondere kann durch die Erhöhung der Steifigkeit eine Durchbiegung der Sektion bei der Montage beispielsweise beim Gießen des Betons vermieden werden.
Gemäß der Erfindung kann die Schalung 310 sowohl aus statischer als auch aus konstruktiver Sicht verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2479430 B1 [0003]
EP 2253781 B1 [0004]

Claims

Windenergieanlagen-Turm, mit einer Mehrzahl von Stahlsektionen (230), welche aufeinander platziert sind, wobei mindestens eine der Stahlsektionen (230) aus mindestens einem ersten und zweiten Teil besteht, welche mittels Längsflanschen (231, 232) aneinander befestigt sind, wobei im Bereich der Längsflansche (231, 232) jeweils eine Schalung (300) vorgesehen ist, welche mittels Befestigungseinheiten (340) an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion (230) befestigt ist.
Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsmittel als Gewindestangen (340) ausgebildet sind, wobei die Gewindestangen (340) an ihrem ersten Ende fest an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion (230) befestigt sind, wobei die Schalung (310) einen mittleren Abschnitt (312) aufweist, welcher an den zweiten Enden der Gewindestangen (340) befestigt ist.
Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schalung (310) erste und zweite Endabschnitte (311, 313) aufweist, welche mittels Dichtungen (314) an den ersten und zweiten Teilen der Stahlsektion (230) anliegen.
Windenergieanlage, mit einem Windenergieanlagen-Turm nach einem der Ansprüche 1 bis 3.