DE102015211269A1

DE102015211269A1 - Windenergieanlagen-Turm und Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102015211269A1
Application number: DE102015211269.1A
Authority: DE
Inventors: Roy Kersten
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2016-12-22
Also published as: WO2016203035A1

Abstract

Es wird ein Windenergieanlagen-Turm (2000) mit einer Mehrzahl von Turmsegmenten (2100) vorgesehen. Mindestens eines dieser Turmsegmente (2100) weist zwei Stahlturmsegmentteile (2110, 2120) auf, welche jeweils eine Manteleinheit (2150) aufweisen und welche über Längsflansche (2160) aneinander befestigt sind. Die Längsflansche (2160) sind in einem Abstand (D) von einem Ende (2151) der Manteleinheit (2150) angeordnet. Mindestens eine T-förmige Stoßeinheit (2170) ist zwischen den Längsflanschen (2160) vorgesehen. Ein erster Abschnitt (2172) der Stoßeinheit (2170) ist zwischen den Längsflanschen (2160) vorgesehen. Ein zweiter Abschnitt (2173, 2174) ist an einem der Manteileinheit (2150) gegenüberliegenden Ende (2162) der Längsflansche (2160) angelegt und ist mittels Befestigungseinheiten (2400) dort befestigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Windenergieanlagen-Turm und 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 Stahlsegments oder der Stahlsektion zwei Längsfugen aufweisen, so dass mindesten zwei Teile der Stahlsektion oder Stahlsegmente an ihren Längsfugen zusammengesetzt werden, um eine Stahlsektion auszubilden.
WO 2004/083633 A1 zeigt einen Stahlturm einer Windenergieanlage mit einer Mehrzahl von zylindrischen oder konischen Turmsegmenten, wobei mindestens eines der Turmsegmente in zwei oder mehr längliche Mantelsegmente unterteilt ist. Die Mantelsegmente weisen Längsflansche und obere und untere Flansche auf. Die Mantelelemente werden über vertikale Flansche miteinander verbunden, wobei die vertikalen Flansche an den Mantelelementen verschweißt sind. Zwischen den vertikalen Flanschen können Abstandshalter vorgesehen sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Stahlsegmenten oder Stahlsektionen vorzusehen, welche über eine verbesserte Verbindung von Stahlsegmentabschnitten verfügt.
Diese Aufgabe wird durch einen Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 1 sowie durch eine Windenergieanlage nach Anspruch 4 gelöst.
Somit wird ein Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Turmsegmenten vorgesehen. Mindestens eines dieser Turmsegmente weist zwei Stahlturmsegmentteile auf, welche jeweils eine Manteleinheit aufweisen und welche über Längsflansche aneinander befestigt sind. Die Längsflansche sind in einem Abstand von einem Ende der Manteleinheit angeordnet. Mindestens eine T-förmige Stoßeinheit ist zwischen den Längsflanschen vorgesehen. Ein erster Abschnitt der Stoßeinheit ist zwischen den Längsflanschen vorgesehen. Ein zweiter Abschnitt ist an einem der Manteleinheit gegenüberliegenden Ende der Längsflansche angelegt und ist mittels Befestigungseinheiten dort befestigt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Längsflansche mittels zweiten Befestigungseinheiten an dem ersten Abschnitt der Stoßeinheit befestigt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Stoßeinheit einteilig oder mehrteilig ausgestaltet.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Windenergieanlage mit einem oben beschriebenen Windenergieanlagen-Turm.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, einen Windenergieanlagen-Stahlturm vorzusehen, welcher aus mehreren Stahlsegmenten oder Stahlsektionen aufgebaut ist, wobei mindestens eines der Stahlsegmente oder Stahlsektionen aus mindestens zwei Stahlsegmentteilen besteht, welche mittels Längsflanschen aneinander befestigt sind. Die Längsflansche sind in einem Abstand zu den Enden der Stahlsegmentteile vorgesehen. Zwischen benachbarten Längsflanschen ist eine T-förmige Stoßeinheit vorgesehen, wobei die Längsflansche an der mindestens einen Stoßeinheit verschraubt sind.
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 Turmsegments der Windenergieanlage von 1,
3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Turmsegments von 2,
4 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A3-A3 in 2,
5 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A4-A4 von 2,
6 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang A5-A5 von 2,
7 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A6-A6,
8 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A1-A1,
9 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A2-A2, und
10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegments gemäß der Erfindung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß der Erfindung. Die Windenergieanlage 100 weist einen Turm 2000 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 gekoppelt ist. Der elektrische Generator ist in der Gondel 104 angeordnet und erzeugt elektrische Energie. Der Pitchwinkel der Rotorblätter 108 kann durch Pitchmotoren an den Rotorblattwurzeln der jeweiligen Rotorblätter 108 variiert werden.
Der Turm 2000 der Windenergieanlage besteht aus einer Mehrzahl von Turmsegmenten 2100. Von diesen Turmsegmenten 2100 ist mindestens ein Turmsegment mehrteilig ausgestaltet, so dass eines der Turmsegmente einen ersten und zweiten Turmsegmentteil 2120, 2110 aufweist, welche über Längsflansche miteinander verbunden werden können.
Mindestens eines der mehrteiligen Turmsegmente ist gemäß der Erfindung als ein Stahlsegment oder als eine Stahlsektion ausgestaltet.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Turmsegments 2100 der Windenergieanlage von 1. Das Turmsegment 2100 weist zwei Turmsegmentteile 2110, 2120 auf, welche über Längsflansche 2160 miteinander verbunden werden können. Das Segment 2100 weist einen oberen und unteren Flansch 2130, 2140 jeweils mit einer Mehrzahl von Löchern 2131, 2141 auf. Die Längsflansche 2160 erstrecken sich optional nicht bis zu den oberen und unteren Flanschen 2130, 2140, sondern ein Abschnitt 2111 ist freigelassen.
3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Turmsegments von 2. Das Turmsegment besteht aus einem ersten und zweiten Turmsegmentteil 2110, 2120, welche über Längsflansche 2160 miteinander verbunden werden.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A3-A3 in 2. Jedes Turmsegmentteil 2110, 2120 weist eine Außenhaut bzw. Manteleinheit 2150 sowie Längsflansche 2160 auf, welche beispielsweise an der Manteleinheit 2150 angeschweißt werden können. Die Längsflansche 2160 können Durchgangsbohrungen 2165 aufweisen. Die Längsflansche 2160 weisen eine erste, zweite, dritte und vierte Seite 2161–2164 auf. Die erste Seite 2161 des Längsflansches 2160 liegt an der Manteleinheit oder Außenwandung 2150 an und kann beispielsweise daran verschweißt sein. Die zweite Seite 2162 liegt der ersten Seite gegenüber und ragt in das Innere des Turmsegmentes hinein. Die dritte Seite 2163 und die vierte Seite 2164 liegen einander gegenüber und sind beispielsweise rechtwinklig zu der ersten und zweiten Seite vorgesehen. Die vierte Seite 2164 liegt in Richtung des Endes 2151 der Manteleinheit 2150. Zwischen der vierten Seite 2164 und dem Ende 2151 der Manteleinheit 2150 ist ein Abstand D vorhanden. Zur Befestigung der Stahlsegmentteile 2110, 2120 wird eine T-förmige Stoßeinheit 2170 so angeordnet, dass ein erster Abschnitt 2172 sich zwischen den vierten Seiten 2164 der Längsflansche 2160 befindet, während ein zweiter Abschnitt 2173, 2174 an den dritten Seiten 2163 der Längsflansche 2160 anliegt. Mittels Durchgangslöchern 2165 in den Längsflanschen 2160 und in der Stoßeinheit 2170 können Bolzen 2300 eingeführt und mittels Muttern befestigt werden. Zusätzlich dazu können Bolzen an der Rückseite bzw. dem zweiten Abschnitt 2173, 2174 der Stoßeinheit 2170 vorgesehen sein, welche in die dritten Seiten 2163 der Längsflansche 2160 eingreifen.
Die Stoßeinheit 2170 ist im Querschnitt T-förmig ausgestaltet, wobei ein Bein des Ts als erster Abschnitt 2172 und die anderen beiden Beine 2173, 2174 des Ts als zweiter Abschnitt ausgestaltet sind. Der erste Abschnitt 2172 liegt in den Längsflanschen 2160 an und weist eine Dicke von 2 × D auf. Der zweite Abschnitt 2173, 2174 liegt auf den dritten Seiten 2163 an. Die Stoßeinheit kann sowohl über Bolzen 2300 als auch über Bolzen 2400 mit den Längsflanschen 2160 verbunden sein. Gemäß der Ausgestaltung von 4 und 5 kann die Stoßeinheit 2170 einstückig ausgestaltet sein.
5 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A4-A4 von 2. 5 zeigt den Querschnitt von 4, nur an einer anderen Stelle.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang A5-A5 von 2. Die Ausgestaltung der Stoßeinheit 2170 gemäß 6 entspricht im Wesentlichen der Stoßeinheit gemäß 4, wobei die Stoßeinheit in 4 einteilig ausgestaltet sein kann, während die Stoßeinheit 2170 gemäß 6 und 7 mehrteilig ausgestaltet sein kann. Insbesondere kann der Abschnitt 2172 ebenfalls an dem Abschnitt 2173, 2174 angeschweißt sein.
7 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A6-A6.
8 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A1-A1. In 8 ist der Abschnitt 2111 zu sehen, an welchem kein Längsflansch 2160 vorhanden ist. In 8 ist ebenfalls die Stoßeinheit 2170 gezeigt. Die Längsflansche 2160 weisen Endabschnitte 2160a auf, in welchen die Höhe des Längsflansches (entlang der zweiten und dritten Seite 2162, 2163) sich in Richtung des Flansches 2130 reduziert.
9 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Achse A2-A2.
10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegments gemäß der Erfindung. Die Stoßeinheit 2170 ist als längliche und T-förmige Stoßeinheit ausgestaltet und kann sich über die Länge des Turmsegmentes erstrecken. Alternativ dazu können auch mehrere Stoßeinheiten entlang der Länge des Turmsegmentes vorgesehen sein.
Die Stoßeinheit 2170 weist einen ersten Abschnitt 2172 und einen zweiten Abschnitt 2173, 2174 auf. Die Stoßeinheit 2170 weist ferner eine Fläche 2171 auf, welche dem ersten Abschnitt 2172 gegenüberliegt. In der Fläche 2171 ist eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 2175 angeordnet. Durch diese Durchgangsbohrungen 2175 können Bolzen und/oder Schrauben 2400 eingeführt werden, so dass diese Bolzen in Löcher 2166 in den Längsflanschen 2160 eingreifen.
Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen benachbarten Längsflanschen mittels der Stoßeinheit ist vorteilhaft, weil hiermit eine bessere Lasteintragung in Folge einer verbesserten Verteilung der Last (über Reibung und Vorspannkraft der Schrauben) ermöglicht wird.
Die Verbindung zwischen benachbarten Längsflanschen kann somit wartungsfrei ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/083633 A1 [0003]

Claims

Windenergieanlagen-Turm (2000), mit einer Mehrzahl von Turmsegmenten (2100), wobei mindestens eines dieser Turmsegmente (2100) zwei Stahlturmsegmentteile (2110, 2120) aufweist, welche jeweils eine Manteleinheit (2150) aufweisen und über Längsflansche (2160) aneinander befestigt sind, wobei die Längsflansche (2160) in einem Abstand (D) von einem Ende (2151) der Manteleinheit (2150) angeordnet sind, wobei mindestens eine T-förmige Stoßeinheit (2170) zwischen den Längsflanschen (2160) vorgesehen ist, wobei ein erster Abschnitt (2172) der Stoßeinheit (2170) zwischen den Längsflanschen (2160) vorgesehen ist, wobei ein zweiter Abschnitt (2173, 2174) an einem der Manteleinheit (2150) gegenüberliegenden Ende (2162) der Längsflansche (2160) anliegt und mittels ersten Befestigungseinheiten (2400) dort befestigt ist.
Windenergieanlagen-Turm (2000) nach Anspruch 1, wobei die Längsflansche (2160) mittels zweiten Befestigungseinheiten (2300) mit dem ersten Abschnitt (2172) der Stoßeinheit (2170) befestigt sind.
Windenergieanlagen-Turm (2000) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stoßeinheit (2170) einteilig oder mehrteilig ausgestaltet ist.
Windenergieanlage, mit einem Windenergieanlagen-Turm (2000) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.