DE102016014799B4 - Tower construction for a wind turbine - Google Patents

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Abstract

Turmkonstruktion für eine Windenergieanlage im Binnenland (Onshore) mit horizontaler Rotorachse zur Nutzung des unteren Bereiches des troposphärischen Windes bis 400 m Höhe mit großen Rotoren und Antriebsleistungen, bei der die Turmkonstruktion aus mindestens drei Säulen (3, 4) besteht, deren Mittellinien sich in Nabenhöhe schneiden, wobei eine der Säulen (3) der Turmkonstruktion (1) zur Aufnahme des Rotors vertikal angeordnet ist und diese Vertikalsäule (3) durch mindestens zwei gespreizte Säulen (4) entgegen der Rotorkraft (5) gestützt wird und diese Drucksäulen (4) einschließlich den Stabilisierungen und Streben (8) mit der Vertikalsäule (3) als einheitliche Turmkonstruktion (1) auf einer Kreisbahn (11) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vertikalsäule (3) im Mittelpunkt der Kreisbahn (11) befindet, über ein Stützlager (13) auf dem Fundament (14) zugleich Zug- oder Druckbelastungen aufnimmt und die Drucksäulen (4) mit ihren Stütz- und Fahrwerken (12) auf der Kreisbahn (11) fahrbar und damit ringsum die Vertikalsäule (3) drehbar sind, oder dass sowohl die Vertikalsäule (3) als auch die Drucksäulen (4) mit Stütz- und Fahrwerken (12) ausgerüstet sind, sich gemeinsam auf der Kreisbahn (11) bewegen und die auftretenden Zug- oder Druckbelastungen der einheitlichen Turmkonstruktion (1) im Zentrum der Kreisbahn (11) in ein Stützlager (13) übertragen werden.Tower construction for a wind turbine inland (onshore) with horizontal rotor axis for use of the lower part of the tropospheric wind up to 400 m height with large rotors and drive power, where the tower construction consists of at least three columns (3, 4) whose center lines are at hub height wherein one of the columns (3) of the tower construction (1) for receiving the rotor is arranged vertically and this vertical column (3) by at least two spread columns (4) against the rotor force (5) is supported and these pressure columns (4) including the stabilizers and struts (8) with the vertical column (3) as a unitary tower construction (1) are rotatable on a circular path (11), characterized in that the vertical column (3) in the center of the circular path (11), via a support bearing (13) on the foundation (14) at the same time receives tensile or compressive loads and the pressure columns (4) with their support and chassis (12 ) on the circular path (11) and thus rotatable about the vertical column (3) are rotatable, or that both the vertical column (3) and the pressure columns (4) are equipped with support and chassis (12), together on the circular path (11) move and the occurring tensile or compressive loads of the unitary tower construction (1) in the center of the circular path (11) in a support bearing (13) are transmitted.

Description

Die Erfindung betrifft die Turmkonstruktion für eine Windenergieanlage zur Nutzung des unteren Bereiches des troposphärischen Windes bis 400 m im Binnenland (Onshore) mit den zugehörigen Möglichkeiten des Errichtens, des Ausrüstens und Betreibens, die somit in einen wesentlich höheren Bereich des Energieertrages und günstigerer Gestehungskosten führt.The invention relates to the tower construction for a wind turbine to use the lower part of the tropospheric wind to 400 m inland (onshore) with the associated possibilities of construction, equipping and operation, which thus leads to a much higher range of energy yield and cheaper production costs.

Stand der TechnikState of the art

Der gegenwärtige Stand moderner Windenergieanlagen (WEA) ist nach 35-jähriger Entwicklung in Deutschland führend gestaltet worden und wird umfassend analysiert sowie zu notwendigen Schlussfolgerungen für die Zukunft in dem vom Bundesverband der Windenergie in Deutschland veröffentlichtem ”WHITEPAPER” unter der Überschrift „Die Grenzen des Wachstums sind noch nicht erreicht” in der Ausgabe Nr. 06/2015 hinterfragt. Zur Größe der WEA wird dort ausgesagt, dass die durchschnittliche Nabenhöhe der heute im Binnenland installierten Anlagen bereits 135 Meter beträgt und auch zukünftig weiter wachsen wird (Seiten 5 und 6).The current status of modern wind turbines (WEA) has been a leader in Germany after 35 years of development and will be extensively analyzed and necessary conclusions for the future in the "WHITEPAPER" published by the German Wind Energy Association in Germany under the heading "The limits of growth are not yet reached "questioned in issue no. 06/2015. With regard to the size of the wind turbine, it states that the average hub height of the installations installed inland today is already 135 meters and will continue to grow in the future (pages 5 and 6).

Die skandinavische Windindustrie (www.elforsk.se, Stockholm) hat im ”Elforsk rapport 10:48” deutlich zum Ausdruck gebracht, dass größere Nabenhöhen nicht mit der bisherigen Turmbauweise wirtschaftlich vertretbar seien (Seite 45). Im Heft 11/2013 der Zeitschrift ”ERNEUERBAREN ENERGIEN” hat Herr Prof. Dr. Stefan Emeis, Institut für Meteorologie und Klimaforschung in Garmisch-Partenkirchen (KIT) die deutschen Ingenieure aufgefordert, den Wind in größeren Höhen zu nutzen.The Scandinavian wind industry (www.elforsk.se, Stockholm) clearly stated in the "Elforsk rapport 10:48" that larger hub heights are not economically justifiable with the previous tower design (page 45). In issue 11/2013 of the magazine "RENEWABLE ENERGIES", Prof. Dr. Ing. Stefan Emeis, Institute for Meteorology and Climate Research in Garmisch-Partenkirchen (KIT) called on German engineers to use the wind at higher altitudes.

In der Rubrik ”Schlußgedanken” der Zeitschrift ”ERNEUERBARE ENERGIEN”, Heft Februar 2015 hat Prof. Dr. Horst Bendix auf der Seite 74 unter dem Titel ”Windernte in 300 Meter Höhe” – ”Höhenwind – eine Chance für die Windenergie im Binnenland” betont, dass die Windenergieanlagen schneller und effektiver zum Meistern der Energiewende beitragen, wenn nicht nur die unteren Bereiche, nämlich die Prandtl – Schicht und die Ekman-Schicht, sondern die unteren troposphärischen Schichten, also die Höhen ab 200 m zur Energiewandlung genutzt werden.In the column "Conclusions" of the journal "RENEWABLE ENERGIES", issue February 2015, Prof. Dr. med. Horst Bendix on page 74 entitled "Wind harvest at 300 meters altitude" - "High altitude wind - an opportunity for inland wind energy" emphasizes that wind turbines contribute faster and more effectively to master the energy transition, if not only the lower areas, the Prandtl layer and the Ekman layer, but the lower tropospheric layers, so the heights starting from 200 m are used for the energy conversion.

Mit der Auswertung der Entwicklung der WEA am Markt und beim Studium der vorhandenen Schutzrechte wird deutlich, dass größere Nabenhöhen von 150 und 160 m erreicht wurden, in dem höhere Materialgüten, stärkere Abmessungen und Erweiterung der Grundflächen oder veränderte Bauformen der ersten Turmteile über der Standfläche verwirklicht, aber nicht die bisher typische Biegebeanspruchung des Turmes auf dem vollen Drehkreis des Windes auf die Einspannstelle über dem Fundament verändert wurde.With the evaluation of the development of the WEA on the market and the study of the existing protective rights, it becomes clear that larger hub heights of 150 and 160 m were achieved, in which higher material qualities, larger dimensions and extension of the base areas or modified designs of the first tower parts over the stand area are realized , but not the previously typical bending stress of the tower on the full circle of the wind was changed to the clamping point on the foundation.

Es ist zu erkennen, dass sich eine Vergrößerung der Nabenhöhe bis und über 200 m mit weiterer Vergrößerung des Rotordurchmessers und der Antriebsleistung ohne Innovation grundsätzlicher Art nicht erreichen lassen wird, da fehlende logistische Details, technisch und wirtschaftlich geeignete Hebezeuge zur Errichtung, Ausrüstung und über die Lebensdauer erforderlichen Service sowie späteren Rückbau dies verhindern.It can be seen that an increase in the hub height up to and over 200 m with further increase in the rotor diameter and the drive power without innovation of a fundamental nature will not be achieved because missing logistical details, technically and economically suitable lifting equipment for the construction, equipment and the Service life required and later dismantling prevent this.

Auch in der Druckschrift DE 20 2015 005 040 U1 ist eine Turmkonstruktion mit mehreren gleichmäßig verteilten und zueinander geneigt angeordneten Turmsäulen bekannt, die insgesamt gegenüber Vollwandtürmen durch die prinzipiell veränderte Turmbelastung aus mindestens drei gespreizten Säulen eine deutliche Senkung des Materialeinsatzes ermöglicht, die trotz der Vorteile keinen Schritt zur Höhenwindnutzung brachte.Also in the publication DE 20 2015 005 040 U1 is a tower construction with several evenly distributed and inclined to each other tower columns known, the total compared to solid towers by the fundamentally changed tower load of at least three splayed columns allows a significant reduction in the use of materials, which brought despite the benefits of no step to Höhenwindnutzung.

Die Spreizung der Säulen führt während der Gondeldrehung mit sehr langen und elastischen Rotorblättern zu einer ungewollten Annäherung oder im Extremfall zur Kollision zwischen Rotorblattspitze und Turmsäule. Zur Vermeidung solcher Kollisionen zwingt sich der Anlagenbetrieb im Lee also: 'Wind von hinten' auf. Diese Betriebsweise ist zwar bei modernen Offshore-Anlagen wieder eingesetzt worden, wird aber bei Onshore-Anlagen wegen des Turmvorstaus nicht gern genutzt. Andere Verhältnismäßigkeiten zwischen Spreizung und Blattverformung könnten zur Verbesserung der Blattfreiheit führen.The spreading of the columns leads during the gondola rotation with very long and elastic rotor blades to an unwanted approach or in extreme cases to a collision between the rotor blade tip and tower column. To avoid such collisions, plant operation in the lee forces itself: 'Wind from behind'. Although this mode of operation has been reused in modern offshore installations, it is not popular for onshore installations because of the tower backlog. Other proportions between spreading and sheet deformation could lead to improved sheet freedom.

Aus der Druckschrift EP 2 065 593 A1 ist weiterhin eine Turmkonstruktion bekannt, deren Turm in bestimmter Höhe über seiner Standfläche ringsum durch einen umfassenden Ring mit mehreren Rollenpaaren gestützt und geführt wird, um die Biegebeanspruchung im Turm zu verringern und um den Turm zu einer möglichen Drehbewegung um seinen Fußpunkt zu ertüchtigen. Die Art und mögliche Höhe der Turmabstützung ist wenig dazu geeignet, große Nabenhöhen zu erreichen und hohe Anlagentürme mit günstigen Eigenmassenverhältnissen zu schaffen.From the publication EP 2 065 593 A1 Furthermore, a tower construction is known whose tower is supported at a certain height above its footprint around by a comprehensive ring with multiple pairs of rollers and out to reduce the bending stress in the tower and to make the tower to a possible rotation about its base. The type and possible height of the tower support is not well suited to reach large hub heights and to create tall plant towers with favorable intrinsic mass ratios.

Die Druckschrift DE 20 2009 009 517 U1 weist einen Hohlzylinder als Windenergieanlagenturm aus, der in der Basis tief eingesetzt ist und den Turm incl. der Gondel drehbar gestaltet, um den Rotor in den Wind drehen zu können. Diese Ausführung ist konstruktiv nicht so ausgebildet, dass die Biegebeanspruchung des Turmes verringert und so der Turm mit weniger Material ausgeführt werden kann.The publication DE 20 2009 009 517 U1 has a hollow cylinder as a wind turbine tower, which is inserted deep in the base and rotatably designed the tower incl. The nacelle to rotate the rotor in the wind can. This design is structurally not designed so that the bending stress of the tower can be reduced and so the tower can be performed with less material.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Turmkonstruktion durch Anwendung von mindestens drei gespreizten Säulen, deren Mittellinien sich in Nabenhöhe schneiden, von Biegebeanspruchung aus der Rotorkraft zu befreien und von der Außenkante der dem Wind zugewandten Säule bis zur größten auftretenden Rotorblattverformung während des Vorbeidrehens des Blattes an einer Säule mit Sicherheit eine Kollision zu vermeiden.It is an object of the invention to liberate the tower construction by applying at least three splayed columns, the centerlines intersect at hub height, bending stress from the rotor force and from the outer edge of the wind-facing column to the largest occurring rotor blade deformation during the Vorbeidrehens of the sheet a column with certainty to avoid a collision.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die in Windrichtung vordere Säule der Anlage zur Gewährleistung der Blattfreiheit vertikal gestellt wird.This object is achieved in that the windward front pillar of the plant to ensure freedom from the sheet is placed vertically.

Die Vertikalsäule des drehbaren Turmes wird in Nabenhöhe entgegen der summarischen Rotorkraft durch mindestens zwei gespreizte Säulen gestützt. Diese beiden Säulen nehmen somit vorwiegend Druckkräfte auf.The vertical column of the rotatable tower is supported at hub height against the summary rotor force by at least two splayed columns. These two columns thus predominantly absorb pressure forces.

Damit die Vertikalsäule bei jeder Windrichtung die vordere bleibt, wird die gesamte Turmkonstruktion mit der Änderung der Windrichtung auf einer Kreisbahn in den Wind gedreht. Der Mittelpunkt dieser Kreisbahn befindet sich bei der Erfindung nach Variante 1 in der Drehachse der Vertikalsäule und nach Variante 2 im Schnittpunkt der Seitenhalbierenden der Grundfläche aller Säulen.So that the vertical column remains the front in each wind direction, the entire tower construction is rotated with the change of wind direction on a circular path in the wind. The center of this circular path is located in the invention according to variant 1 in the axis of rotation of the vertical column and according to variant 2 at the intersection of the medians of the base of all columns.

Die Variante 2 führt gegenüber der Variante 1 zu dem Vorteil, dass die Kreisbahnlänge und die erforderliche Grundfläche der Anlage deutlich verringert werden.Variant 2 leads compared to variant 1 to the advantage that the circular path length and the required footprint of the system can be significantly reduced.

Die Einführung der Drehbewegung des Turmes mit der vorderen vertikalen Säule schafft zugleich die Möglichkeit, dass diese Achse – mit den beiden nach hinten gespreizten Säulen – die Hauptachse des Turmes bildet und zur Optimierung der Turmdimensionierung dient. Damit werden minimaler Materialeinsatz für den Turm und sehr große Nabenhöhen mit hohen Leistungsparametern wirtschaftlich ermöglicht.The introduction of the rotary movement of the tower with the front vertical column also creates the possibility that this axis - with the two backward spread columns - forms the main axis of the tower and serves to optimize the tower dimensions. Thus, minimum material use for the tower and very large hub heights with high performance parameters are economically possible.

Ausführungsbeispielembodiment

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenFurther details and advantages of the invention will be explained below with reference to an embodiment and with reference to the drawings. Show it

1 die Windenergieanlage für das Binnenland mit einer als ”TURNING-TOWER” bezeichneten Turmkonstruktion nach Variante 1 in einer Seitenansicht, 1 the inland wind turbine with a tower construction according to variant 1, referred to as "TURNING-TOWER", in a side view,

2 die Windenergieanlage nach 1 in einer demgegenüber um 90° versetzten Seitenansicht, 2 the wind turbine after 1 in a side view offset by 90 °,

3 die Windenergieanlage in der Stellung nach 2 in der Draufsicht, 3 the wind turbine in the position after 2 in the plan view,

4 die Windenergieanlage mit einer Turmkonstruktion nach Variante 2 in einer Seitenansicht, 4 the wind energy plant with a tower construction according to variant 2 in a side view,

5 die Windenergieanlage nach 4 in der Draufsicht, 5 the wind turbine after 4 in the plan view,

6 die Gegenüberstellung der Windenergieanlagen nach Variante 1 (6a) zu Variante 2 (6b) in schematischen perspektivischen Darstellungen. 6 the comparison of wind turbines according to variant 1 ( 6a ) to variant 2 ( 6b ) in schematic perspective views.

Nach den 1 bis 6 besteht die als TURNING-TOWER bezeichnete Turmkonstruktion 1 für eine Windenergieanlage aus drei Turmsäulen; der vorderen vertikalen Säule 3 und den beispielsweise zwei, zur vorderen Säule 3 gespreizten und untereinander horizontal gespreizten hinteren Säulen 4, die die vordere vertikale Säule 3 stützen. Alle drei Säulen 3, 4 bestehen aus fertiggewalzten Großrohren in Herstelllängen von ca. 12–16 Meter oder aus als Fachwerk ausgebildeten, gewalzten Groß- oder Hohlprofilen und werden nach jeder Sektionslänge durch Stabilisierungen und Steifen 8 gegen Knickkräfte, horizontale Zusatzkräfte und Wind gestützt und verstärkt. Der obere Abschluss der drei verbundenen Säulen 3, 4 geschieht in einem Trägersystem, das zugleich die Aufnahmebedingungen für die Gondel als Maschinenhaus mit Generator 9 einschließlich eines nicht in den Zeichnungen dargestellten Eigenhebezeuges zur Ausrüstung in Nabenhöhe 7 und den Service und für Elektroleitungen sowie Kontroll- und Messapparaturen bietet.After the 1 to 6 exists the tower construction called TURNING-TOWER 1 for a wind energy plant consisting of three towers; the front vertical pillar 3 and the example two, to the front pillar 3 spread and horizontally spread rear columns 4 holding the front vertical pillar 3 support. All three columns 3 . 4 consist of finished rolled large pipes in manufacturing lengths of about 12-16 meters or designed as a framework, rolled large or hollow sections and are after each section length by stabilization and stiffening 8th against bending forces, horizontal additional forces and wind supported and strengthened. The upper end of the three connected columns 3 . 4 happens in a carrier system, which at the same time the receiving conditions for the nacelle as engine house with generator 9 including a hoisting gear not shown in the drawings for hub height equipment 7 and the service and for electrical lines as well as control and measuring equipment.

Das Rotorblatt 6 an modernen Windenergieanlagen wird mit zunehmenden Megawattleistungen immer größere Länge erhalten, sodass die damit verbundene große elastische Verformung durch den Wind die Gefahr einer Kollision mit Bauteilen der Turmkonstruktion 1 mit sich bringt, insbesondere wenn alle Säulen 3, 4 der Turmkonstruktion 1 zueinander gespreizt sind. Zur Vermeidung solcher Kollisionen wird erfindungsgemäß die vordere Säule 3 durchgängig vertikal angeordnet und die nach hinten gespreizten Säulen 4 übernehmen die Stützung der vertikalen Säule 3. Im Gegensatz zur bisherigen Ausführung der Windenergieanlagen mit feststehendem, nicht drehbaren Turm, auf dem die Gondel mit Rotor 5 sich stets in den Wind einstellt und in alle Richtungen das mit zunehmender Größe der Turmkonstruktion 1 erforderliche Biegewiderstandsmoment aufweisen muss, bietet der TURNING-TOWER als drehbare Turmkonstruktion 1 mit der Drehachse 2 und der Hauptachse 10 den herausragenden Vorteil, dass er für die Gestaltung und Dimensionierung auf voller Nabenhöhe 7 optimal ausgelegt werden kann. Der TURNING-TOWER hat bei mehreren Vorberechnungen mit Nabenhöhen 7 von über 100 Meter und mit Antriebsleistungen größer als 3 Megawatt materialwirtschaftliche Vorteile in Größenordnung von 25 bis 50% aufgezeigt. Die Vertikalsäule 3 besitzt im Fundament 14, wenn sie nach Variante 1 als Zentrum der Kreisbahn 11 genutzt wird, ein Stützlager 13. Es wird so ausgeführt, dass es auch auftretende Zugkräfte zur Sicherung der Standsicherheit übernimmt. In den Zeichnungen nach den 1, 2 und 4 ist die Ausführung des Stützlagers 13 mit einer Stützkugel dargestellt, anstelle einer Stützkugel kann auch eine Drehverbindung verwendet werden.The rotor blade 6 With increasing megawatt outputs, modern wind turbines are getting ever longer lengths, so that the associated large elastic deformation by the wind risks collision with components of the tower construction 1 brings with it, especially if all columns 3 . 4 the tower construction 1 are spread to each other. To avoid such collisions, the front pillar according to the invention 3 vertically arranged vertically and the backwards spread columns 4 take over the support of the vertical column 3 , In contrast to the previous version of the wind turbines with fixed, non-rotatable tower on which the nacelle with rotor 5 always adjusts to the wind and in all directions with increasing size of the tower construction 1 required TURNING TOWER has as a rotatable tower construction 1 with the rotation axis 2 and the main axis 10 the outstanding advantage that he has for designing and sizing at full hub height 7 can be optimally designed. The TURNING TOWER has several heights with hub heights 7 of over 100 meters and with power outputs greater than 3 megawatts material advantages in the order of 25 to 50% shown. The vertical column 3 owns in the foundation 14 if you look for variant 1 as the center of the circular path 11 is used, a support camp 13 , It is designed so that it also takes on tensile forces to ensure stability. In the drawings after the 1 . 2 and 4 is the design of the support bearing 13 shown with a support ball, instead of a support ball and a rotary joint can be used.

Am Beispiel der Variante 2 nach den 4, 5 und 6b mit allen drei umlaufenden Säulen 3, 4 auf der Kreisbahn 11 befindet sich das Zentrum der Drehbewegung im Schnittpunkt der Seitenhalbierenden 16 der Grundflächen aller Säulen 3, 4. Das Fundament 15 und die darauf angeordnete Kreisbahn 11, mit der zum Durchmesser abgestimmten Gestaltung gegenüber der Drehachse 2 der Turmkonstruktion 1 wird entsprechend den zu übernehmenden Druckkräften für Variante 1 von den beiden gespreizten Drucksäulen 4 mit bewährten Stütz- und Fahrwerken 12 wie z. B. an schweren Umschlag- und Werftanlagen ausgeführt, für Variante 2 von allen drei Säulen 3, 4 übernommen.The example of the variant 2 after the 4 . 5 and 6b with all three rotating columns 3 . 4 on the circular path 11 the center of the rotational movement is at the intersection of the bisectors 16 the bases of all columns 3 . 4 , The foundation 15 and the circular path arranged thereon 11 , with the design matched to the diameter with respect to the axis of rotation 2 the tower construction 1 is according to the pressure forces to be accepted for variant 1 from the two spread pressure columns 4 with proven support and chassis 12 such as B. executed on heavy handling and shipyard systems, for variant 2 from all three pillars 3 . 4 accepted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Turmkonstruktion (TURNING-TOWER)Tower construction (TURNING-TOWER)
22
Drehachse der Turmkonstruktion einschließlich GondelRotary axis of the tower construction including gondola
33
Vertikalsäule, vordere SäuleVertical column, front pillar
44
gespreizte hintere Säulen, Drucksäulenspread rear pillars, pressure columns
55
Rotorrotor
66
Rotorblattrotor blade
77
Nabenhöhehub height
88th
Stabilisierungen und SteifenStabilizations and stiffeners
99
Gondel als Maschinenhaus mit GeneratorGondola as engine house with generator
1010
Hauptachse des TurmesMain axis of the tower
1111
Kreisbahn um die Drehachse 2 Circular path around the axis of rotation 2
1212
Stütz- und FahrwerkSupport and chassis
1313
Stützlager (Stützkugel/Drehverbindung)Support bearing (support ball / slewing connection)
1414
Fundament zum Stützlager 13 Foundation for support camp 13
1515
Fundament zur Kreisbahn 11 Foundation to the circular path 11
1616
SeitenhalbierendeSeitenhalbierende

Claims (1)

Turmkonstruktion für eine Windenergieanlage im Binnenland (Onshore) mit horizontaler Rotorachse zur Nutzung des unteren Bereiches des troposphärischen Windes bis 400 m Höhe mit großen Rotoren und Antriebsleistungen, bei der die Turmkonstruktion aus mindestens drei Säulen (3, 4) besteht, deren Mittellinien sich in Nabenhöhe schneiden, wobei eine der Säulen (3) der Turmkonstruktion (1) zur Aufnahme des Rotors vertikal angeordnet ist und diese Vertikalsäule (3) durch mindestens zwei gespreizte Säulen (4) entgegen der Rotorkraft (5) gestützt wird und diese Drucksäulen (4) einschließlich den Stabilisierungen und Streben (8) mit der Vertikalsäule (3) als einheitliche Turmkonstruktion (1) auf einer Kreisbahn (11) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vertikalsäule (3) im Mittelpunkt der Kreisbahn (11) befindet, über ein Stützlager (13) auf dem Fundament (14) zugleich Zug- oder Druckbelastungen aufnimmt und die Drucksäulen (4) mit ihren Stütz- und Fahrwerken (12) auf der Kreisbahn (11) fahrbar und damit ringsum die Vertikalsäule (3) drehbar sind, oder dass sowohl die Vertikalsäule (3) als auch die Drucksäulen (4) mit Stütz- und Fahrwerken (12) ausgerüstet sind, sich gemeinsam auf der Kreisbahn (11) bewegen und die auftretenden Zug- oder Druckbelastungen der einheitlichen Turmkonstruktion (1) im Zentrum der Kreisbahn (11) in ein Stützlager (13) übertragen werden.Tower construction for a wind turbine inland (onshore) with a horizontal rotor axis for use of the lower part of the tropospheric wind up to 400 m height with large rotors and drive power, in which the tower construction consists of at least three columns ( 3 . 4 ) whose center lines intersect at hub height, one of the columns ( 3 ) of the tower construction ( 1 ) is arranged vertically for receiving the rotor and this vertical column ( 3 ) by at least two spread columns ( 4 ) against the rotor force ( 5 ) and these pressure columns ( 4 ) including the stabilizations and struts ( 8th ) with the vertical column ( 3 ) as a unified tower construction ( 1 ) on a circular path ( 11 ) are rotatable, characterized in that the vertical column ( 3 ) in the center of the circular path ( 11 ), via a support bearing ( 13 ) on the foundation ( 14 ) simultaneously absorbs tensile or compressive loads and the pressure columns ( 4 ) with their supporting and landing gear ( 12 ) on the circular path ( 11 ) mobile and thus around the vertical column ( 3 ) are rotatable, or that both the vertical column ( 3 ) as well as the pressure columns ( 4 ) with support and chassis ( 12 ) on the circular path ( 11 ) and the occurring tensile or compressive loads of the unitary tower construction ( 1 ) in the center of the circular path ( 11 ) in a support bearing ( 13 ) be transmitted.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019008854B3 (en) * 2019-12-19 2021-02-25 Horst Bendix Drive system for inland wind turbines of great heights and power
WO2022083892A1 (en) 2020-10-24 2022-04-28 Horst Bendix Method and equipment for erecting, equipping and operating inland wind turbines of large heights and power

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109667721B (en) * 2019-01-02 2021-01-29 武汉船用机械有限责任公司 Tower drum unit erecting tool

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2065593A1 (en) 2007-11-27 2009-06-03 Wind en Water Technologie Holding B.V. Tower for a wind turbine
DE202009009517U1 (en) 2009-07-13 2009-09-17 Houly Co., Ltd. Wind turbine with revolving tower
CN103362743A (en) 2012-03-26 2013-10-23 王人庆 Three-tower-column louver-speed-controlling wind-driven generator
DE202015005040U1 (en) 2015-07-14 2015-09-18 Horst Bendix Tower construction for a wind energy plant with horizontal rotor axis

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2065593A1 (en) 2007-11-27 2009-06-03 Wind en Water Technologie Holding B.V. Tower for a wind turbine
DE202009009517U1 (en) 2009-07-13 2009-09-17 Houly Co., Ltd. Wind turbine with revolving tower
CN103362743A (en) 2012-03-26 2013-10-23 王人庆 Three-tower-column louver-speed-controlling wind-driven generator
DE202015005040U1 (en) 2015-07-14 2015-09-18 Horst Bendix Tower construction for a wind energy plant with horizontal rotor axis

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BENDIX, Horst: Windernte in 300 Meter Höhe: Höhenwind - eine Chance für die Windenergie im Binnenland. In: Erneuerbare Energien - Leserservice. 2015, Bd. 25, H. 2, S. 74. ISSN 1436-8773.
Bundesverband WindEnergie e.V.: Die Grenzen des Wachstums sind noch nicht erreicht. In: WID Whitepaper (Internetportal): 2015, H. 6, S. 1-15. URL: https://www.windindustrie-in-deutschland.de/fileadmin/user_upload/downloads/BWE_Whitepaper_06_2016_Windenergieforschung.pdf [abgerufen am 14.12.2016]. Bibliographieinformationen ermittelt über: https://windindustrie-in-deutschland.de/nc/whitepaper/die-grenzen-des-wachstums-sind-noch-nicht-erreicht/ [abgerufen am 14.12.2016].
EMEIS, Stefan: Meilensteine - Die größten Innovationen in der Windkraft. In: Erneuerbare Energien - Leserbriefe Energiewende. 2013, Bd. 23, H. 11, S. 15. ISSN 1436-8773.
ENGSTRÖM, Staffan [u.a.]; ELFORSK Svenska Elföretagens Forsknings- och Utvecklings- Elforsk - AB: Tall Towers for large wind turbines. In: Report from Windforsk Project V-342 Höga torn för vindkraftverk - Elforsk rapport 10:48. 2010, S. 1-60. URL: http://www.windpower.org/download/1266/vindforsk_projectpdf [abgerufen am 14.12.2016]. Bibliographieinformationen ermittelt über: http://www.windpower.org/en/search.html?q=elforsk+rapport+10%3A48 [abgerufen am 14.12.2016].

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019008854B3 (en) * 2019-12-19 2021-02-25 Horst Bendix Drive system for inland wind turbines of great heights and power
WO2021121650A1 (en) 2019-12-19 2021-06-24 Horst Bendix Drive system for interior wind turbines of great heights and performance
US12253061B2 (en) 2019-12-19 2025-03-18 Beventum Gmbh Drive system for interior wind turbines of great heights and performance
WO2022083892A1 (en) 2020-10-24 2022-04-28 Horst Bendix Method and equipment for erecting, equipping and operating inland wind turbines of large heights and power
DE102020006544A1 (en) 2020-10-24 2022-04-28 Horst Bendix Process and equipment for erecting, equipping and operating inland wind turbines of great height and power

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