DE102021113455A1 - Floating offshore wind turbine - Google Patents

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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), umfassend mindestens ein schwimmfähiges Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802), umfassend mindestens einen Schwimmkörper, einen an dem schwimmfähigen Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802) angeordneten Turm (104, 204, 404, 504, 704, 804), und eine an dem Turm (104, 204, 404, 504, 704, 804) angeordnete Gondel (106, 206) mit einer Mehrzahl von Rotorblättern (116, 216), wobei die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) ferner umfasst mindestens eine Erfassungseinrichtung (125, 225), eingerichtet zum Erfassen mindestens eines Wellenparameters, und mindestens eine Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 508, 708, 808), eingerichtet zum Ändern des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung (120) der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung (120.1) und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung (120.2), basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter und einem Wellenkriterium.The application relates to a buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800), comprising at least one buoyant foundation (102, 202, 402, 502, 702, 802), comprising at least one floating body, one on the buoyant a base (102, 202, 402, 502, 702, 802) arranged tower (104, 204, 404, 504, 704, 804), and a nacelle arranged on the tower (104, 204, 404, 504, 704, 804). (106, 206) with a plurality of rotor blades (116, 216), wherein the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) further comprises at least one detection device (125, 225), set up to detect at least a wave parameter, and at least one wind pressure changing device (108, 208, 408, 508, 708, 808), set up to change the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) by controlling at least one Wind pressure control device (120) of the buoyant offshore wind turbine e (100, 200, 400, 500, 700, 800), comprising a pitch control device (120.1) and/or a converter torque control device (120.2), based on the at least one detected shaft parameter and a shaft criterion.

Description

Die Anmeldung betrifft eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage, umfassend mindestens ein schwimmfähiges Fundament mit mindestens einem Schwimmkörper, einen an dem schwimmfähigen Fundament angeordneten Turm und eine an dem Turm angeordnete Gondel mit einer Mehrzahl von Rotorblättern. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine Winddruckänderungseinrichtung für eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage, ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt.The application relates to a buoyant offshore wind turbine, comprising at least one buoyant foundation with at least one floating body, a tower arranged on the buoyant foundation and a nacelle with a plurality of rotor blades arranged on the tower. In addition, the application relates to a wind pressure changing device for a buoyant offshore wind turbine, a method and a computer program product.

Zur Bereitstellung von elektrischer Energie aus so genannten erneuerbaren Energiequellen werden vermehrt Windenergiesysteme bzw. Windparks mit mindestens einer Windkraftanlage eingesetzt. Eine Windkraftanlage ist insbesondere zum Wandeln der kinetischen Windenergie in elektrische Energie eingerichtet.Wind energy systems or wind farms with at least one wind turbine are increasingly being used to provide electrical energy from so-called renewable energy sources. A wind power plant is set up in particular to convert the kinetic wind energy into electrical energy.

Um den Energieertrag bei derartigen Systemen zu steigern, werden Windparks vermehrt an Standorten mit einer hohen Windwahrscheinlichkeit angeordnet. Insbesondere Offshore-Standorte (z.B. auf dem Meer) zeichnen sich üblicherweise durch relativ kontinuierliche Windbedingungen und hohe durchschnittliche Windgeschwindigkeiten aus, so dass vermehrt so genannte Offshore-Windenergiesysteme bzw. Offshore-Windparks errichtet werden.In order to increase the energy yield in such systems, wind farms are increasingly being arranged at locations with a high probability of wind. Offshore locations in particular (e.g. at sea) are usually characterized by relatively continuous wind conditions and high average wind speeds, so that so-called offshore wind energy systems or offshore wind farms are increasingly being erected.

In der Regel weist ein Offshore-Windpark eine Vielzahl an Offshore-Bauwerken auf, wie eine Vielzahl von Offshore-Windkraftanlagen und mindestens eine Offshore-Umspannstation, über die der Offshore-Windpark elektrisch, beispielsweise mit einer Onshore-Umspannstation oder einer weiteren Offshore-Umspannstation bzw. Offshore-Konverterstation, verbunden ist. Ferner kann ein Offshore-Windpark über mindestens einen Messmast verfügen, der eine Mehrzahl an Sensoren aufweisen kann. Die Sensoren können eingerichtet sein zum (kontinuierlichen) Messen von lokalen (meteorologischen) Umgebungsparameter. Lokal meint insbesondere die am Offshore-Standort vorliegenden Bedingungen.As a rule, an offshore wind farm has a large number of offshore structures, such as a large number of offshore wind turbines and at least one offshore transformer station, via which the offshore wind farm is electrically connected, for example to an onshore transformer station or another offshore transformer station or offshore converter station. Furthermore, an offshore wind farm can have at least one measuring mast, which can have a number of sensors. The sensors can be set up to (continuously) measure local (meteorological) environmental parameters. Local means in particular the conditions prevailing at the offshore location.

Eine Onshore-Umspannstation wiederum kann mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden sein. Zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen zwei Offshore-Bauwerken oder einem Offshore-Bauwerk und einem Onshore-Bauwerk sind Energiekabel in Form von Seekabeln verlegt.An onshore substation, in turn, can be connected to a public power grid. Energy cables are laid in the form of submarine cables to transmit electrical energy between two offshore structures or between an offshore structure and an onshore structure.

Während es bisher bei Offshore-Windkraftanlagen üblich war, diese durch eine Gründungsstruktur (z.B. Monopile-, Tripod-, Tripile- oder Jacket-Gründungen) auf bzw. in dem Unterwasserboden, insbesondere einem Meeresboden, zu verankern, gibt es vermehrt Überlegungen dazu, schwimmende Offshore-Windkraftanlagen zu installieren, um insbesondere auch in Gebieten mit einer großen Wassertiefe, beispielsweise von mehr als 150 m, Offshore-Windparks zu installieren.While it has hitherto been customary for offshore wind turbines to be anchored by a foundation structure (e.g. monopile, tripod, tripile or jacket foundations) on or in the underwater bottom, in particular a seabed, there are more and more considerations about floating Install offshore wind turbines to install offshore wind farms, especially in areas with a large water depth, for example of more than 150 m.

Eine schwimmfähige bzw. schwimmende Offshore-Windkraftanlage weist mindestens ein schwimmfähiges Fundament mit mindestens einem Schwimmkörper auf. Auf dem schwimmfähigen Fundament ist bei einer Windkraftanlage mindestens ein Turm mit einer Gondel angeordnet, an der eine Mehrzahl von Rotorblättern (in der Regel drei Rotorblätter) angeordnet ist.A buoyant or floating offshore wind turbine has at least one buoyant foundation with at least one floating body. In the case of a wind turbine, at least one tower with a nacelle is arranged on the buoyant foundation, on which a plurality of rotor blades (usually three rotor blades) is arranged.

Für einen (dauerhaften) stationären Betrieb der Offshore-Windkraftanlage kann diese an dem Unterwasserboden beispielsweise durch mindestens eine Verankerungsanordnung befestigt werden. Die mindestens eine Verankerungsanordnung kann eingerichtet sein zum Befestigen des Offshore-Bauwerks an einem Unterwasserboden in einem Verankerungszustand der Offshore-Windkraftanlage. Hierzu weist die Verankerungsanordnung mindestens eine zwischen einem Anker, der zumindest teilweise in dem Unterwasserboden eingegraben ist, und dem schwimmfähigen Fundament verlaufende Ankerverbindung auf.For (permanent) stationary operation of the offshore wind power plant, it can be fastened to the underwater floor, for example, by at least one anchoring arrangement. The at least one anchoring arrangement can be set up to fasten the offshore structure to an underwater bed when the offshore wind turbine is in an anchored state. For this purpose, the anchoring arrangement has at least one anchor connection running between an anchor, which is at least partially buried in the underwater bed, and the buoyant foundation.

Aufgrund der schwimmenden Ausgestaltung eines solchen Offshore-Bauwerks ist die Offshore-Windkraftanlage durch Wind und/oder Wellen bewegbar. Insbesondere kann es bei einer schwimmenden Offshore-Windkraftanlage zu einer erheblichen (periodischen) Kippbewegung kommen, insbesondere in Hauptwindrichtung und/oder Hauptwellenrichtung.Due to the floating design of such an offshore structure, the offshore wind power plant can be moved by wind and/or waves. In particular, a considerable (periodic) tilting movement can occur in a floating offshore wind turbine, in particular in the main wind direction and/or main wave direction.

Mit steigender Kippbewegung bzw. Schwankbewegung, also mit größer werdenden Kippwinkel, der Offshore-Windkraftanlage steigt das Risiko, dass die Blattspitze beim Durchgang an dem Turm diesen kontaktiert bzw. berührt.With an increasing tilting movement or swaying movement, ie with an increasing tilting angle, of the offshore wind turbine, the risk increases that the blade tip will contact or touch the tower when passing through it.

Um Beschädigungen der Offshore-Windkraftanlage, insbesondere aufgrund einer Berührung des Turms durch eine Blattspitze eines Rotorblatts, zu verhindern, erfolgt beim Stand der Technik eine aufwändige Gestaltung der schwimmfähigen Fundamente und eine insbesondere relativ tiefe vertikale Positionierung der Offshore-Windkraftanlage bei der Installation. Aus internem Stand der Technik ist es ferner bekannt, eine Regelung einer Winddruckregelungseinrichtung (z.B. Pitch-Regelungseinrichtung) der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage vorzunehmen, abhängig von einem erfassten Abstand zwischen Blattspitze eines Rotorblatts und dem Turm, insbesondere der Turmaußenwand.In order to prevent damage to the offshore wind turbine, in particular due to the tower being touched by a blade tip of a rotor blade, the prior art involves a complex design of the buoyant foundations and, in particular, a relatively deep vertical positioning of the offshore wind turbine during installation. It is also known from internal prior art to regulate a wind pressure control device (e.g. pitch control device) of the buoyant offshore wind turbine, depending on a detected distance between the blade tip of a rotor blade and the tower, in particular the tower outer wall.

Nachteilig an den bekannten Regelungen ist jedoch, dass diese ungenau sind. Dies reduziert die Betriebssicherheit bei den bekannten Offshore-Windkraftanlagen. Um dennoch eine ausreichende Betriebssicherheit in der Praxis zu erreichen, greifen die Regelungen recht früh ein. Dies wiederum reduziert den Energieertrag der Offshore-Windkraftanlagen oft in unnötiger Weise.The disadvantage of the known regulations, however, is that they are imprecise. This reduces the Operational safety in the well-known offshore wind turbines. In order to nevertheless achieve sufficient operational reliability in practice, the regulations intervene at a very early stage. This in turn often unnecessarily reduces the energy yield of offshore wind turbines.

Daher liegt der Anmeldung zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, welche die Nachteile des Stands der Technik zumindest reduziert und insbesondere bei einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage das Risiko einer Beschädigung reduziert und gleichzeitig den Energieertrag erhöht.The application is therefore based on creating a possibility that at least reduces the disadvantages of the prior art and, in particular, in the case of a buoyant offshore wind turbine, reduces the risk of damage and at the same time increases the energy yield.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage nach Anspruch 1. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage umfasst mindestens ein schwimmfähiges Fundament, umfassend mindestens einen Schwimmkörper. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage umfasst einen an dem schwimmfähigen Fundament angeordneten Turm. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage umfasst eine an dem Turm angeordnete Gondel mit einer Mehrzahl von Rotorblättern. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage umfasst mindestens eine Erfassungseinrichtung, eingerichtet zum Erfassen mindestens eines Wellenparameters. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage umfasst mindestens eine Winddruckänderungseinrichtung, eingerichtet zum Ändern des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage, umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung, basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter und einem Wellenkriterium.According to a first aspect of the application, the object is achieved by a buoyant offshore wind power plant according to claim 1. The buoyant offshore wind power plant comprises at least one buoyant foundation, comprising at least one floating body. The buoyant offshore wind turbine includes a tower arranged on the buoyant foundation. The buoyant offshore wind turbine comprises a nacelle arranged on the tower and having a plurality of rotor blades. The buoyant offshore wind turbine includes at least one detection device, set up to detect at least one wave parameter. The buoyant offshore wind turbine comprises at least one wind pressure changing device, set up to change the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine by controlling at least one wind pressure control device of the buoyant offshore wind turbine, comprising a pitch control device and/or a converter torque control device, based on the at least a detected wave parameter and a wave criterion.

Im Gegensatz zum Stand der Technik werden die Nachteile des Stands der Technik zumindest reduziert und insbesondere bei einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage das Risiko einer Beschädigung reduziert, also die Betriebssicherheit erhöht, und gleichzeitig der elektrische Energieertrag einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage erhöht, indem mindestens ein (lokaler) Wellenparameter erfasst wird, dieser in Abhängigkeit eines Wellenkriteriums ausgewertet wird und in Abhängigkeit dieser Auswertung eine Winddruckregelungseinrichtung derart angesteuert wird, dass der auf den Turm ausgeübte Winddruck geändert wird.In contrast to the prior art, the disadvantages of the prior art are at least reduced and, in particular in the case of a buoyant offshore wind turbine, the risk of damage is reduced, i.e. operational safety is increased, and at the same time the electrical energy yield of a buoyant offshore wind turbine is increased by at least one ( local) wave parameter is detected, this is evaluated as a function of a wave criterion and, depending on this evaluation, a wind pressure control device is controlled in such a way that the wind pressure exerted on the tower is changed.

Insbesondere ist erkannt worden, dass die auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage treffenden Wellen, also die lokalen Wasserwellen, erheblichen Anteil daran haben, dass die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage in eine unzulässige Kippbewegung versetzt wird. So weist die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage bzw. das entsprechende Gesamtsystem eine Resonanzfrequenz auf. Das Gesamtsystem kann durch die Wellenbewegung angeregt werden, so dass die Resonanzfrequenz erreicht wird. Durch eine Windruckregelung in Abhängigkeit der Wellenbewegung kann eine entsprechende Anregung verhindert werden. Insbesondere kann der auf den Turm wirkende Winddruck in Abhängigkeit der erfassten lokalen Wellenbewegung reduziert werden, derart, dass die Resonanzfrequenz des Gesamtsystems nicht erreicht wird und/oder bei Erreichen der Resonanzfrequenz die Schwingungsfrequenz des Gesamtsystems (unmittelbar) geändert wird.In particular, it has been recognized that the waves hitting the buoyant offshore wind power plant, ie the local water waves, play a significant role in the fact that the buoyant offshore wind power plant is set in an impermissible tilting movement. The buoyant offshore wind turbine or the corresponding overall system has a resonant frequency. The entire system can be excited by the wave motion so that the resonance frequency is reached. A corresponding excitation can be prevented by controlling the wind pressure as a function of the wave movement. In particular, the wind pressure acting on the tower can be reduced as a function of the detected local wave movement in such a way that the resonant frequency of the entire system is not reached and/or the vibration frequency of the entire system is (immediately) changed when the resonant frequency is reached.

Die anmeldungsgemäße schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage weist als Offshore-Vorrichtung eine Windkraftvorrichtung auf, umfassend Turm, Gondel, Rotor, Rotorblätter, Generator bzw. Umrichter etc.The buoyant offshore wind power plant according to the application has a wind power device as the offshore device, comprising a tower, nacelle, rotor, rotor blades, generator or converter, etc.

Ferner weist die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage mindestens ein schwimmfähiges Fundament auf. Das schwimmfähige Fundament dient zum Tragen der Offshore-Vorrichtung, also zumindest des Turms samt Gondel. Insbesondere ist der Turm auf dem schwimmfähigen Fundament angeordnet und die Gondel an der Turmspitze des Turms.Furthermore, the buoyant offshore wind turbine has at least one buoyant foundation. The buoyant foundation serves to support the offshore device, ie at least the tower including the gondola. In particular, the tower is placed on the buoyant foundation and the nacelle on the top of the tower.

Das mindestens eine schwimmfähige Fundament umfasst mindestens einen Schwimmkörper. Ein Schwimmkörper bzw. Auftriebskörper ist insbesondere aufgrund seines Auftriebs durch Verdrängung nach dem archimedischen Prinzip selbständig schwimmfähig. Schwimmkörper können beispielsweise hohl sein und mit Luft oder mit einem leichten Feststoff gefüllt sein. Insbesondere kann das schwimmfähige Fundament den Schwimmkörper im Wesentlichen bilden.The at least one floating foundation comprises at least one floating body. A floating body or buoyant body is able to float independently, in particular due to its buoyancy by displacement according to the Archimedean principle. For example, floats can be hollow and filled with air or with a light solid. In particular, the buoyant foundation can essentially form the floating body.

Das schwimmfähige Fundament kann vorzugsweise ein sogenanntes Barge-Fundament, Semi-Submersible-Fundament, Spar-Fundament und/oder Tension Leg Platform (TLP) Fundament sein. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung auch andere Arten von schwimmfähigen Fundamenten vorgesehen sein können.The buoyant foundation can preferably be a so-called barge foundation, semi-submersible foundation, spar foundation and/or tension leg platform (TLP) foundation. It goes without saying that other types of buoyant foundations can also be provided in other variants of the application.

Ein schwimmfähiges Fundament kann über mindestens eine Verankerungsanordnung an dem Unterwasserboden befestigt bzw. verankert sein. Insbesondere kann eine Mehrzahl (z.B. drei oder vier) von Verankerungsanordnungen für die Befestigung vorgesehen sein.A floating foundation can be fastened or anchored to the underwater bed via at least one anchoring arrangement. In particular, a plurality (e.g. three or four) of anchoring arrangements may be provided for attachment.

Anmeldungsgemäß weist die Offshore-Windkraftanlage mindestens eine (Wellenparameter-) Erfassungseinrichtung auf, die eingerichtet ist zum Erfassen mindestens eines (augenblicklichen und/oder lokalen) Wellenparameters.According to the application, the offshore wind turbine has at least one (wave parameter) detection device that is set up for detecting at least one (instantaneous and/or local) wave parameter.

Die (Wellenparameter-) Erfassungseinrichtung kann vorzugsweise mindestens ein Mess- bzw. Sensormodul umfassen und/oder mit mindestens ein Mess- bzw. Sensormodul kommunikativ (z.B. über ein drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz) verbindbar sein. Der mindestens eine Wellenparameter ist insbesondere ein Parameter der augenblicklichen Wellenbewegung am Installationsort der Offshore-Windkraftanlage, also insbesondere ein Parameter der lokal auftretenden Wasserwellen, die augenblicklich auf die Offshore-Windkraftanlage auftreffen. Das Messmodul kann den mindestens einen Wellenparameter vorzugsweise zumindest nahezu kontinuierlich messen. Besonders bevorzugt können zwei oder mehr unterschiedliche Wellenparameter gemessen werden, beispielsweise durch eine entsprechende Anzahl an unterschiedlichen Messmodulen bzw. Sensoren.The (wave parameter) detection device can preferably comprise at least one measuring or sensor module and/or be communicatively connectable (e.g. via a wireless and/or wired communication network) to at least one measuring or sensor module. The at least one wave parameter is in particular a parameter of the instantaneous wave movement at the installation site of the offshore wind turbine, ie in particular a parameter of the locally occurring water waves that are momentarily impacting the offshore wind turbine. The measurement module can preferably measure the at least one wave parameter at least almost continuously. Particularly preferably, two or more different shaft parameters can be measured, for example by a corresponding number of different measurement modules or sensors.

Das mindestens eine Messmodul kann an der Offshore-Windkraftanlage angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Messvorrichtung des Offshore-Windparks, in dem die Offshore-Windkraftanlage angeordnet ist, (wie ein zuvor beschriebener Messmast) das mindestens eine Messmodul umfassen. Insbesondere zusätzlich kann der Erfassungseinrichtung mindestens ein vorhergesagter Wellenparameter zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise durch einen entsprechenden Dienstleister. Der mindestens eine vorhergesagte Wellenparameter kann insbesondere zur Bewertung des mindestens einen gemessenen Wellenparameters herangezogen werden. Beispielsweise kann bei einer bestimmten augenblicklichen gemessenen maximalen Wellenhöhe durch eine vorhergesagte Wellenhöhe ausgewertet werden, ob diese gemessene Wellenhöhe ein einmaliges Ereignis bleiben wird (weil sie beispielsweise deutlich (z.B. mehr als 20 %) ober- oder unterhalb der vorhergesagten Wellenhöhe liegt) oder diese maximale Wellenhöhe in der nächsten Zeit (z.B. der nächsten Stunde etc.) regelmäßig erreicht wird (weil sie beispielsweise im Wesentlichen im Bereich der vorhergesagten Wellenhöhe liegt). In erst genanntem Fall kann eine Winddruckänderung beispielsweise zunächst unterbleiben, während im zweiten Fall eine Winddruckänderung erfolgen kann.The at least one measuring module can be arranged on the offshore wind power plant. Alternatively or additionally, a measuring device of the offshore wind farm in which the offshore wind power plant is arranged (such as a measuring mast described above) can comprise the at least one measuring module. In particular, at least one predicted wave parameter can additionally be made available to the detection device, for example by a corresponding service provider. The at least one predicted wave parameter can be used in particular to evaluate the at least one measured wave parameter. For example, at a certain momentary measured maximum wave height, a predicted wave height can be used to evaluate whether this measured wave height will remain a one-off event (because it is significantly (e.g. more than 20%) above or below the predicted wave height) or whether this maximum wave height will be reached regularly in the near future (e.g. the next hour etc.) (because it is essentially in the range of the predicted wave height, for example). In the first-mentioned case, a change in wind pressure can, for example, initially be omitted, while in the second case a change in wind pressure can take place.

Darüber hinaus umfasst die anmeldungsgemäße Offshore-Windkraftanlage mindestens eine Winddruckänderungseinrichtung. Die Winddruckänderungseinrichtung kann ein Steuermodul umfassen, eingerichtet zum Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung. Die Offshore-Windkraftanlage umfasst die mindestens eine Winddruckregelungseinrichtung. Die mindestens eine Winddruckregelungseinrichtung ist eine Pitch-Regelungseinrichtung und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung.In addition, the offshore wind power plant according to the application comprises at least one wind pressure changing device. The wind pressure changing device can include a control module set up to activate at least one wind pressure regulation device. The offshore wind power plant includes at least one wind pressure control device. The at least one wind pressure control device is a pitch control device and/or a converter torque control device.

Eine anmeldungsgemäße Winddruckregelungseinrichtung ist eine Einrichtung, die den Winddruck auf den Turm, insbesondere den Turmkopf, verändern kann.A wind pressure control device according to the application is a device that can change the wind pressure on the tower, in particular the top of the tower.

Eine Pitch-Regelungseinrichtung ist eingerichtet zum Verstellen mindestens eines Rotorblatts (vorzugsweise sämtlicher Rotorblätter) der Offshore-Windkraftanlage. Dies meint insbesondere, dass der Anstellwinkel eines Rotorblatts geändert wird. Der Anstellwinkel kann insbesondere entsprechend eines durch die Winddruckänderungseinrichtung vorgegebenen Sollanstellwinkels angepasst werden.A pitch control device is set up to adjust at least one rotor blade (preferably all rotor blades) of the offshore wind power plant. This means in particular that the angle of attack of a rotor blade is changed. The angle of attack can be adapted in particular in accordance with a target angle of attack predetermined by the wind pressure change device.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung angesteuert werden. Die Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung ist eingerichtet zum Ändern der Drehzahl des Umrichters. Hierdurch kann der Winddruck auf den Turm verändert werden. Anders ausgedrückt, durch Änderung des Drehmoments des Umrichters kann der aerodynamische Wirkungsgrad geändert werden. Das Drehmoment kann insbesondere entsprechend eines durch die Winddruckänderungseinrichtung vorgegebenen Solldrehmoments angepasst werden.Alternatively or additionally, a converter torque control device can be controlled. The converter torque controller is configured to change the speed of the converter. This allows the wind pressure on the tower to be changed. In other words, by changing the torque of the converter, the aerodynamic efficiency can be changed. The torque can be adjusted in particular in accordance with a setpoint torque specified by the wind pressure change device.

Insbesondere kann durch ein Ansteuern einer Winddruckregelungseinrichtung der Winddruck verändert werden, also insbesondere reduziert (insbesondere zur Verhinderung einer Beschädigung der Offshore-Windkraftanlage) oder erhöht (insbesondere zur Erhöhung des Energieertrags) werden. Die Änderung des Winddrucks umfasst insbesondere auch eine Abschaltung des Umrichters.In particular, the wind pressure can be changed by activating a wind pressure control device, ie in particular reduced (in particular to prevent damage to the offshore wind power plant) or increased (in particular to increase the energy yield). The change in the wind pressure also includes, in particular, switching off the converter.

Die Winddruckänderungseinrichtung wertet insbesondere den mindestens einen Wellenparameter anhand des mindestens einen (vorgegebenen) Wellenkriteriums aus. Bei einer Varianten der Anmeldung kann aus den erfassten Momentanwerten des mindestens einen Wellenparameters ein Durchschnittswert/pro Zeiteinheit (z.B. x min) bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann jeder Momentanwert mit dem Wellenkriterium ausgewertet werden.The wind pressure changing device evaluates in particular the at least one wave parameter based on the at least one (specified) wave criterion. In a variant of the application, an average value/per time unit (e.g. x min) can be determined from the recorded instantaneous values of the at least one wave parameter. Alternatively or additionally, each instantaneous value can be evaluated with the wave criterion.

Das Wellenkriterium ist insbesondere ein Regelungskriterium. In einem Fall kann ein Grenzwellenwert oder eine Mehrzahl von Grenzwellenwerten vorgegeben sein. Die Auswertung kann insbesondere eine Vergleichsoperation umfassen. Wenn bei dieser Vergleichsoperation festgestellt wird, dass der mindestens eine Grenzwellenwert durch einen erfassten Momentanwert und/oder durch den gebildeten Mittelwert überschritten wird, kann beispielsweise eine Reduzierung des Winddrucks durch das Ansteuern der Winddruckregelungseinrichtung z.B. mit einem bestimmten Sollwert bewirkt werden. Wenn bei dieser Vergleichsoperation festgestellt wird, dass der mindestens eine Grenzwellenwert durch einen erfassten Momentanwert und/oder durch den gebildeten Mittelwert unterschritten wird, kann beispielsweise eine Erhöhung des Winddrucks durch das Ansteuern der Winddruckregelungseinrichtung z.B. mit einem bestimmten Sollwert bewirkt werden.The wave criterion is in particular a regulation criterion. In one case, one threshold wave value or a plurality of threshold wave values may be predetermined. The evaluation can in particular include a comparison operation. If it is determined during this comparison operation that the at least one limit wave value is exceeded by a detected instantaneous value and/or by the mean value formed, a reduction in the wind pressure can be achieved, for example be effected by controlling the wind pressure control device, for example, with a specific setpoint. If it is determined during this comparison operation that the at least one limit wave value is undershot by a detected instantaneous value and/or by the mean value formed, the wind pressure can be increased by activating the wind pressure control device, for example with a specific target value.

Insbesondere kann das Wellenkriterium festlegen, wie hoch die Änderung des Winddrucks ausfallen soll bzw. mit welchem Sollwert, wie ein Sollanstellwinkelwert und/oder Solldrehzahlwert die Winddruckregelungseinrichtung angesteuert werden soll, abhängig von dem mindestens einen erfassten Wellenparameter. In einem (einfachen) Fall kann den oberhalb eines Grenzwellenparameters liegenden Wellenparameterwerten ein erster Sollwert zugeordnet sein und den unterhalb des Grenzwellenparameters liegenden Wellenparameterwerten ein zweiter Sollwert, der sich von dem ersten Sollwert unterscheiden kann. Vorzugsweise kann eine entsprechende Zuordnung durch eine Lookup Tabelle (oder dergleichen) abgebildet sein, insbesondere für eine Mehrzahl von Grenzwellenparametern und/oder einer Mehrzahl von unterschiedlichen erfassbaren Wellenparametern).In particular, the wave criterion can determine how great the change in wind pressure should be or with which target value, such as a target angle of attack value and/or target speed value, the wind pressure control device should be controlled, depending on the at least one detected wave parameter. In a (simple) case, the shaft parameter values above a threshold wave parameter can be assigned a first target value and the shaft parameter values below the threshold wave parameter can be assigned a second target value, which can differ from the first target value. A corresponding assignment can preferably be mapped by a lookup table (or the like), in particular for a plurality of limiting wave parameters and/or a plurality of different detectable wave parameters).

Ein derartiges Wellenkriterium kann insbesondere durch Tests und/oder Simulationen vorab bestimmt und in einem Datenspeicher der Winddruckänderungseinrichtung gespeichert werden.Such a wave criterion can be determined in advance, in particular by tests and/or simulations, and stored in a data memory of the wind pressure changing device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage kann der mindestens eine (lokale) Wellenparameter ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend:

  • - (augenblickliche und/oder vorhergesagte) Wellenhöhe,
  • - (augenblickliche und/oder vorhergesagte) Wellenrichtung, und
  • - (augenblickliche und/oder vorhergesagte) Wellenfrequenz.
According to a preferred embodiment of the buoyant offshore wind turbine according to the application, the at least one (local) wave parameter can be selected from the group comprising:
  • - (instantaneous and/or predicted) wave height,
  • - (instantaneous and/or predicted) wave direction, and
  • - (instantaneous and/or predicted) wave frequency.

Besonders bevorzugt kann zumindest die Wellenfrequenz (bzw. Wellenlänge) erfasst und ausgewertet werden. Insbesondere ist erkannt worden, dass die Kippbewegung durch die Wellenfrequenz beeinflusst wird. Um den Resonanzfall zu verhindern, kann daher vorzugsweise die Wellenfrequenz erfasst werden. Insbesondere kann durch vorherige Tests (beispielsweise unmittelbar nach der Installation) oder Simulationen für die Offshore-Windkraftanlage ein (individuelles) Wellenkriterium bestimmt werden, in dem die Resonanzfrequenz der Offshore-Windkraftanlage abhängig von der Wellenfrequenz berücksichtigt ist. Durch ein entsprechendes Wellenkriterium, der Erfassung der Wellenfrequenz und der entsprechenden Regelung kann verhindert werden (oder zumindest das Risiko reduziert werden), dass die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage derart zu Schwingungen angeregt wird, dass die Resonanzfrequenz erreicht wird.Particularly preferably, at least the wave frequency (or wavelength) can be recorded and evaluated. In particular, it has been recognized that the tilting movement is influenced by the wave frequency. Therefore, in order to prevent the case of resonance, the wave frequency can preferably be detected. In particular, an (individual) wave criterion can be determined by prior tests (for example immediately after installation) or simulations for the offshore wind turbine, in which the resonant frequency of the offshore wind turbine is taken into account as a function of the wave frequency. A corresponding wave criterion, the detection of the wave frequency and the corresponding control can prevent (or at least reduce the risk) that the buoyant offshore wind turbine is excited to oscillate in such a way that the resonance frequency is reached.

Vorzugsweise zusätzlich zu der Wellenfrequenz kann zumindest die Wellenhöhe erfasst und ausgewertet werden. Alternativ oder weiter zusätzlich kann die Wellenrichtung erfasst und ausgewertet werden.Preferably, in addition to the wave frequency, at least the wave height can be recorded and evaluated. Alternatively or in addition, the wave direction can be recorded and evaluated.

Für jeden der genannten Wellenparameter kann ein jeweiliges (vorbeschriebenes) Wellenkriterium vorgesehen sein. Auch kann ein gemeinsames Wellenkriterium (wie die zuvor beschriebene Lookup-Tabelle oder dergleichen) vorgesehen sein, bei dem die unterschiedlichen Wellenparameter miteinander in einer mathematischen Beziehung gesetzt sein können.A respective (pre-described) wave criterion can be provided for each of the wave parameters mentioned. A common shaft criterion (such as the lookup table described above or the like) can also be provided, in which the different shaft parameters can be set in a mathematical relationship with one another.

Wie bereits beschrieben wurde, kann das mindestens eine Wellenkriterium in einem Fall ein oder mehrere Grenzwellenwerte umfassen. Jedem Grenzwellenwertbereich kann mindestens ein Ansteuerbefehl bzw. Sollwert zugeordnet sein. Wenn der Grenzwellenwert erreicht wird bzw. über- oder unterschritten wird, kann die mindestens eine Winddruckregelungseinrichtung mit dem mindestens einen zugeordneten Ansteuerbefehl bzw. Sollwert angesteuert werden (beispielsweise über ein drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz).As already described, in one case the at least one wave criterion can comprise one or more limit wave values. At least one control command or setpoint can be assigned to each threshold value range. If the limit wave value is reached or exceeded or fallen below, the at least one wind pressure control device can be controlled with the at least one associated control command or target value (for example via a wireless and/or wired communication network).

Der mindestens eine Grenzwellenwertbereich kann zwischen 0 bis 2 Hz liegen, insbesondere zwischen 0,005 und 0,7 Hz, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,4 Hz uns insbesondere bevorzugt zwischen 0,05 und 0,2 Hz. Vorzugsweise können eine Mehrzahl von Grenzwellenwertbereiche vorgesehen sein, wie zuvor beschrieben wurde. Beispielsweise kann einem ersten Bereich zwischen z.B. 0,7 Hz und 2 Hz ein erster Ansteuerbefehl bzw. Sollwert zugeordnet sein, der insbesondere eine erste Reduzierung des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ausgeübten Winddrucks bewirkt. Einem zweiten Bereich zwischen z.B. 0,2 Hz und 0,7 Hz kann ein zweiter Ansteuerbefehl bzw. Sollwert zugeordnet sein, der insbesondere eine zweite Reduzierung des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ausgeübten Winddrucks bewirkt, wobei die zweite Reduzierung höher ist als die erste Reduzierung. Beispielsweise kann einem dritten Bereich von z.B. 0,05 Hz bis 0,2 Hz ein dritter Ansteuerbefehl bzw. Sollwert zugeordnet sein, der insbesondere eine dritte Reduzierung des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ausgeübten Winddrucks bewirkt. Die dritte Reduzierung kann insbesondere eine (Not-) Abschaltung sein.The at least one limit wave value range can be between 0 and 2 Hz, in particular between 0.005 and 0.7 Hz, preferably between 0.05 and 0.4 Hz and particularly preferably between 0.05 and 0.2 Hz be provided as previously described. For example, a first control command or desired value can be assigned to a first range between, for example, 0.7 Hz and 2 Hz, which in particular brings about a first reduction in the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine. A second control command or target value can be assigned to a second range between eg 0.2 Hz and 0.7 Hz, which causes in particular a second reduction in the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine, the second reduction being higher than the first reduction . For example, a third control command or desired value can be assigned to a third range of, for example, 0.05 Hz to 0.2 Hz, which in particular represents a third reduction in the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine causes. The third reduction can in particular be an (emergency) shutdown.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage kann das mindestens eine Wellenkriterium ein lineares Regelungskriterium oder ein nicht-lineares Regelungskriterium sein. Insbesondere kann eine Regelungskurve vorgegeben sein. Eine Regelungskurve gibt insbesondere den Zusammenhang zwischen Wellenparameterwerten eines Wellenparameters und den Sollwerten bzw. Ansteuerbefehlen an.According to a preferred embodiment of the buoyant offshore wind turbine according to the application, the at least one wave criterion can be a linear control criterion or a non-linear control criterion. In particular, a control curve can be specified. In particular, a control curve specifies the relationship between shaft parameter values of a shaft parameter and the desired values or control commands.

Besonders bevorzugt kann das Regelungskriterium ein Totband und/oder eine Hysterese enthalten. Insbesondere kann durch ein Totband eine unnötige Reduzierung des Winddrucks (beispielsweise aufgrund einmaliger bzw. kurzzeitiger Überschreitung bzw. Erreichung eines Wellengrenzwerts) vermieden werden. In entsprechender Weise kann eine Hysterese bzw. Mindestzeit vorgesehen sein, ab der wieder eine Erhöhung des wirksamen Winddruckes zugelassen wird. Wie bereits beschrieben wurde, kann ein lineares Regelungskriterium oder ein nicht-lineares Regelungskriterium auch in Form einer Lookup-Tabelle abgebildet sein.The regulation criterion can particularly preferably contain a dead band and/or a hysteresis. In particular, an unnecessary reduction in the wind pressure (for example due to a one-time or brief exceeding or reaching of a wave limit value) can be avoided by means of a deadband. A hysteresis or minimum time can be provided in a corresponding manner, after which an increase in the effective wind pressure is allowed again. As already described, a linear control criterion or a non-linear control criterion can also be mapped in the form of a lookup table.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage kann die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage mindestens eine weitere Erfassungseinrichtung umfassen. Die mindestens eine weitere Erfassungseinrichtung kann vorzugsweise mindestens ein Mess- bzw. Sensormodul umfassen und/oder mit mindestens ein Mess- bzw. Sensormodul kommunikativ (z.B. über ein drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz) verbindbar sein.According to a further embodiment of the buoyant offshore wind power plant according to the application, the buoyant offshore wind power plant can comprise at least one further detection device. The at least one further detection device can preferably comprise at least one measuring or sensor module and/or be communicatively connectable (e.g. via a wireless and/or wired communication network) to at least one measuring or sensor module.

Die mindestens eine weitere Erfassungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Erfassen mindestens eines weiteren Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend:

  • - Abstand zwischen einer Blattspitze eines Rotorblatts und der Turmaußenwand,
  • - Kippwinkels des Turms,
  • - Kippfrequenz des Turms,
  • - Biegewinkel eines Rotorblatts,
  • - (augenblickliche und/oder vorhergesagte) Windgeschwindigkeit,
  • - (augenblickliche und/oder vorhergesagte) Windrichtung.
The at least one additional detection device can be set up to detect at least one additional parameter selected from the group comprising:
  • - distance between a blade tip of a rotor blade and the outer wall of the tower,
  • - tilting angle of the tower,
  • - pitch frequency of the tower,
  • - bending angle of a rotor blade,
  • - (instantaneous and/or predicted) wind speed,
  • - (instantaneous and/or predicted) wind direction.

Vorzugsweise können zwei oder mehr der vorgenannten weiteren Parameter erfasst und ausgewertet werden. Der mindestens eine weitere Parameter erlaubt zumindest indirekt einen Rückschluss auf den gegenwärtigen Abstand zwischen Blattspitze und Turmaußenwand. Durch die Erfassung mindestens eines weiteren Parameters kann die Betriebssicherheit noch weiter verbessert werden.Preferably, two or more of the aforementioned additional parameters can be recorded and evaluated. The at least one further parameter allows at least indirect conclusions to be drawn about the current distance between the tip of the blade and the outer wall of the tower. The operational reliability can be further improved by detecting at least one additional parameter.

Zur Erfassung des Abstands zwischen einer Blattspitze eines Rotorblatts und der Turmaußenwand kann die Erfassungseinrichtung mindestens einen optischen Abstandssensor und/oder mindestens einen magnetischen Abstandssensor und/oder mindestens einen elektrooptischen Abstandssensor umfassen. Der mindestens eine Abstandssensor kann beispielsweise an einer Blattspitze und/oder der Turmaußenwand angeordnet sein. Vorzugsweise kann aus Redundanzgründen eine Mehrzahl von Abstandssensoren vorgesehen sein.To detect the distance between a blade tip of a rotor blade and the outer wall of the tower, the detection device can include at least one optical distance sensor and/or at least one magnetic distance sensor and/or at least one electro-optical distance sensor. The at least one distance sensor can be arranged, for example, on a blade tip and/or the outer wall of the tower. A plurality of distance sensors can preferably be provided for reasons of redundancy.

Auch kann ein Sensor in Form einer Lichtschranke zur Detektion des Durchgangs der Blattspitze durch eine oder mehrere optische Schranken vorgesehen sein (insbesondere eine Lichtschranke, vorzugsweise eine Laserschranke). Die mindestens eine optische Schranke kann beispielsweise zwischen dem Fundament und der Gondel angebracht sein.A sensor in the form of a light barrier can also be provided for detecting the passage of the blade tip through one or more optical barriers (in particular a light barrier, preferably a laser barrier). The at least one optical barrier can be attached, for example, between the foundation and the nacelle.

Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Sensormodul vorgesehen sein, eingerichtet zum Messen des augenblicklichen (maximalen) Neigungswinkels des Turms. Als Messmodul kann zum Beispiel das System Seica NTT eingesetzt werden. Aus dem Neigungswinkel kann der Abstand zwischen einer Blattspitze eines Rotorblatts und der Turmaußenwand bestimmt werden, insbesondere berechnet werden.Alternatively or additionally, at least one sensor module can be provided, set up to measure the instantaneous (maximum) angle of inclination of the tower. The Seica NTT system, for example, can be used as a measuring module. The distance between a blade tip of a rotor blade and the outer wall of the tower can be determined, in particular calculated, from the angle of inclination.

Vorzugsweise kann das mindestens eine Parameterkriterium angeben, dass eine Winddruckreduktion bei einem erfassten Neigungswinkel zwischen 2° und 5° um mindestens einen ersten Sollparameter erfolgt, bei einem erfassten Neigungswinkel zwischen 5° und 15° um mindestens einen zweiten Sollparameter (der eine stärkere Winddruckreduzierung als der erste Sollparameter bewirkt). Insbesondere kann bei einem erfassten Neigungswinkel zwischen 5° und 15° zusätzlich die nachfolgend beschriebene Regelung eines Ballasttanks, einer Ankerverbindung und/oder eines Gewichtselements erfolgen. Bei einem erfassten Neigungswinkel, der größer als 15°, vorzugsweise größer als 35° ist, kann eine Abschaltung erfolgen.The at least one parameter criterion can preferably indicate that the wind pressure is reduced by at least one first target parameter at a detected angle of inclination between 2° and 5°, by at least one second target parameter (which indicates a greater reduction in wind pressure than the causes first set parameters). In particular, with a detected angle of inclination between 5° and 15°, the regulation of a ballast tank, an anchor connection and/or a weight element, as described below, can also take place. If the angle of inclination is greater than 15°, preferably greater than 35°, it can be switched off.

Bei einer Ausführungsform kann der minimal zulässige Abstand zwischen Blattspitze eines Rotorblatts und der Turmaußenwand zwischen 1 m und 4 m liegen, vorzugsweise 1 m betragen, insbesondere vorgegeben durch das mindestens eine Parameterkriterium.In one embodiment, the minimum permissible distance between the blade tip of a rotor blade and the outer wall of the tower can be between 1 m and 4 m, preferably 1 m, in particular specified by the at least one parameter criterion.

Darüber hinaus kann alternativ oder zusätzlich mindestens ein Sensormodul vorgesehen sein, eingerichtet zum Messen des (augenblicklichen) Biegewinkels des Rotorblatts. Das mindestens eine Sensormodul kann vorzugsweise mindestens ein an dem Rotorblatt angeordneter Dehnungsmessstreifen sein.In addition, at least one sensor module can be provided as an alternative or in addition, set up to measure the (instantaneous) bending angle of the rotor blade. The at least one sensor module can preferably be at least one strain gauge arranged on the rotor blade.

Ferner kann als weiterer Parameter ein lokaler (augenblicklicher) meteorologischer Parameter (vorzugsweise Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung) erfasst werden, beispielsweise unter Nutzung einer ohnehin im Windpark vorgesehenen Messvorrichtung, wie ein Messmast. Es versteht sich, dass weitere (lokale) meteorologische Parameter berücksichtigt werden können, die Einfluss auf den Winddruck haben, wie z.B. Niederschlagsparameter, Temperatur etc.Furthermore, a local (instantaneous) meteorological parameter (preferably wind speed and/or wind direction) can be recorded as a further parameter, for example using a measuring device already provided in the wind farm, such as a measuring mast. It goes without saying that other (local) meteorological parameters that influence wind pressure can be taken into account, such as precipitation parameters, temperature, etc.

Der mindestens eine weitere Parameter kann durch die Winddruckänderungseinrichtung zusätzlich (oder alternativ) ausgewertet werden. Abhängig von dieser Auswertung kann die mindestens eine Winddruckregelungseinrichtung zusätzlich ansteuerbar sein.The at least one further parameter can be additionally (or alternatively) evaluated by the wind pressure change device. Depending on this evaluation, the at least one wind pressure control device can also be controlled.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Winddruckänderungseinrichtung eingerichtet sein zum Ändern des auf die Offshore-Windkraftanlage ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern der mindestens einen Winddruckregelungseinrichtung, zusätzlich basierend auf dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem weiteren Parameterkriterium. Das Parameterkriterium kann ein Regelkriterium sein, welches entsprechend dem mindestens einen Wellenkriterium gebildet sein kann, welches bereits beschrieben wurde.According to a preferred embodiment, the wind pressure changing device can be set up to change the wind pressure exerted on the offshore wind turbine by controlling the at least one wind pressure control device, additionally based on the at least one additional parameter detected and at least one additional parameter criterion. The parameter criterion can be a control criterion, which can be formed in accordance with the at least one wave criterion that has already been described.

Es ist ferner festgestellt worden, dass bei bestimmten (extremen) (Wetter-) Verhältnissen eine Reduzierung des Winddrucks allein durch die Pitch-Regelungseinrichtung und/oder die Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung nicht ausreichend sein kann, um das Risiko einer Beschädigung durch einen Kontakt zwischen Turm und Rotorblatt ausreichend zu verringern. Im Stand der Technik verbleibt in so einem Fall nur die Notabschaltung der Windkraftanlage.It has also been found that under certain (extreme) (weather) conditions, a reduction in wind pressure solely by the pitch control device and/or the converter torque control device may not be sufficient to reduce the risk of damage caused by contact between the tower and Reduce rotor blade sufficiently. In such a case, only the emergency shutdown of the wind turbine remains in the state of the art.

Um eine Notabschaltung zu verhindern und insbesondere den Energieertrag (auch bei derartigen Bedingungen/Verhältnissen) zu verbessern, ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage eine Regelung mindestens eines Ballasttanks vorgesehen. Insbesondere kann die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (ferner) mindestens einen mit einem Ballastmedium (vorzugsweise Wasser, insbesondere Meerwasser) befüllbaren Ballasttank und mindestens eine Ballastmediumfördereinrichtung umfassen, eingerichtet zum Verändern des Füllstands des Ballasttanks. Die Winddruckänderungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ansteuern der Ballastmediumfördereinrichtung, basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Ballastkriterium. Das Ballastkriterium kann ein Regelkriterium sein, welches entsprechend dem mindestens einen Wellenkriterium gebildet sein kann, welches bereits beschrieben wurde.In order to prevent an emergency shutdown and in particular to improve the energy yield (even under such conditions/conditions), according to a particularly preferred embodiment of the buoyant offshore wind turbine, regulation of at least one ballast tank is provided. In particular, the buoyant offshore wind turbine can (further) comprise at least one ballast tank that can be filled with a ballast medium (preferably water, in particular seawater) and at least one ballast medium delivery device, set up to change the filling level of the ballast tank. The wind pressure changing device can be set up to control the ballast medium conveying device based on the at least one recorded wave parameter or the at least one recorded further parameter and at least one ballast criterion. The ballast criterion can be a control criterion, which can be formed in accordance with the at least one wave criterion that has already been described.

Vorzugsweise kann der mindestens eine Ballasttank in dem mindestens einen Fundament integriert sein. Auch kann ein Ballasttank an der Außenseite eines Fundaments angebracht sein.The at least one ballast tank can preferably be integrated in the at least one foundation. A ballast tank can also be attached to the outside of a foundation.

Wenn zwei oder mehr Fundamente bzw. Fundamentelemente vorgesehen sind, kann jedes Fundament über einen Ballasttank verfügen. Der mindestens eine Ballasttank kann insbesondere so angeordnet sein, dass eine Befüllung/Entleerung zu einer bestimmten vertikalen und/oder horizontalen Ausrichtung des Fundaments führt. Bei einer Mehrzahl von Ballasttanks, kann die Befüllung/Entleerung insbesondere gesteuert werden, so dass eine bestimmte Befüllung/Entleerung der mindestens zwei Ballasttanks erfolgen kann.If two or more foundations or foundation elements are provided, each foundation can have a ballast tank. The at least one ballast tank can be arranged in particular in such a way that filling/emptying leads to a specific vertical and/or horizontal orientation of the foundation. In the case of a plurality of ballast tanks, the filling/emptying can in particular be controlled so that the at least two ballast tanks can be filled/emptied in a specific manner.

Die mindestens eine Ballastmediumfördereinrichtung kann eingerichtet sein zum Verändern des Füllstands des Ballasttanks, um insbesondere die Lage des Offshore-Bauwerks zu stabilisieren. Dies meint insbesondere, dass die Kipp- oder Schwankbewegung der Offshore-Windkraftanlage zumindest reduziert werden kann. Hierdurch kann wiederum das Risiko einer Beschädigung der Offshore-Windkraftanlage aufgrund einer Berührung des Turms durch ein Rotorblatt reduziert werden.The at least one ballast medium delivery device can be set up to change the filling level of the ballast tank in order in particular to stabilize the position of the offshore structure. This means in particular that the tilting or swaying movement of the offshore wind turbine can at least be reduced. This in turn can reduce the risk of damage to the offshore wind turbine due to a rotor blade touching the tower.

Die Ballastmediumfördereinrichtung kann in oder an dem Fundament angeordnet sein. Durch eine Änderung des Füllstands wird insbesondere ein vertikaler Abstand zur Wasserlinie bzw. zur Unterwasserbodenoberfläche verändert. Hierdurch kann die Lage der Offshore-Windkraftanlage stabilisiert werden. Bei dieser Ausführungsform kann ein Lagesollparameter eine Sollfüllmenge (z.B. voll, halbvoll, leer, x Liter etc.) sein. Diese kann von der Winddruckänderungseinrichtung entsprechend dem mindestens einen (vorgegebenen) Ballastkriterium durch eine Ansteuerung der Ballastmediumfördereinrichtung vorgegebenen werden. Entsprechend einem vorgegebenen derartigen Lagesollparameter kann die Ballastmediumfördereinrichtung den Füllstand des Ballasttanks verändern, um den genannten vertikalen Abstand zu verändern.The ballast medium conveying device can be arranged in or on the foundation. A change in the fill level changes, in particular, a vertical distance from the water line or from the underwater bottom surface. As a result, the position of the offshore wind turbine can be stabilized. In this embodiment, a target position parameter may be a target fill level (e.g., full, half full, empty, x liters, etc.). This can be specified by the wind pressure changing device according to the at least one (specified) ballast criterion by controlling the ballast medium delivery device. The ballast medium conveying device can change the filling level of the ballast tank in accordance with a predetermined position setpoint parameter of this type in order to change the said vertical distance.

Besonders bevorzugt kann die Ballastmediumfördereinrichtung mindestens eine Pumpvorrichtung umfassen, eingerichtet zum Verändern des Füllstands des Ballasttanks durch aktives Fördern des Ballastmediums in den Ballasttank hinein und/oder durch aktives Fördern des Ballastmediums aus dem Ballasttank heraus. Insbesondere wenn ein aktives Fördern des Ballastmediums aus dem Ballasttank heraus vorgesehen ist, kann ein Befüllen passiv durch Öffnen einer Tanköffnung erfolgen. Insbesondere wenn ein aktives Fördern des Ballastmediums in den Ballasttank hinein vorgesehen ist, kann ein Entleeren passiv durch Öffnen einer Tanköffnung erfolgen. Vorzugsweise kann jedoch sowohl für das Befüllen als auch das Entleeren zumindest eine Pumpvorrichtung vorgesehen sein. Hierdurch kann eine schnellere Entleerung und Befüllung erreicht werden.Particularly preferably, the ballast medium conveying device can comprise at least one pumping device configured to change the fill level of the ballast tank by actively conveying the ballast medium into the ballast tank and/or by actively conveying the ballast medium out of the ballast tank. In particular, if an active delivery of the ballast medium out of the ballast tank is provided, filling can take place passively by opening a tank opening. In particular, if active delivery of the ballast medium into the ballast tank is provided, emptying can take place passively by opening a tank opening. Preferably, however, at least one pump device can be provided both for filling and for emptying. As a result, faster emptying and filling can be achieved.

Das Einstellen eines bestimmten Füllstands kann durch ein lokales Regelmodul der Ballastmediumfördereinrichtung gesteuert bzw. geregelt werden. Ein Füllstandsmesselement kann zur Überwachung des Füllstands eingesetzt werden. Hierdurch kann ein vorgegebener Lagesollparameter in Form einer Sollfüllmenge in zuverlässiger Weise eingestellt werden.The setting of a specific fill level can be controlled or regulated by a local control module of the ballast medium conveying device. A level measuring element can be used to monitor the level. As a result, a predefined target position parameter can be set in a reliable manner in the form of a target filling quantity.

Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich zu der Regelung mindestens eines Ballasttanks kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage eine Regelung eines Gewichtselements vorgesehen sein. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage kann mindestens ein mit dem schwimmfähigen Fundament verbundenes Gewichtselement, das zumindest zwischen einem auf der Unterwasserbodenoberfläche abgesenkten Zustand und einem von der Unterwasserbodenoberfläche abgehobenen Zustand veränderbar ist, und mindestens eine Gewichtsverstelleinrichtung umfassen, eingerichtet zum Verstellen des Gewichtselements zwischen dem abgesenkten Zustand und dem abgehobenen Zustand. Die Winddruckänderungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ansteuern der Gewichtsverstelleinrichtung, basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Gewichtskriterium. Das Gewichtskriterium kann ein Regelkriterium sein, welches entsprechend dem mindestens einen Wellenkriterium gebildet sein kann, welches bereits beschrieben wurde.As an alternative or preferably in addition to the regulation of at least one ballast tank, regulation of a weight element can be provided according to a further preferred embodiment of the buoyant offshore wind turbine according to the application. The buoyant offshore wind turbine can include at least one weight element connected to the buoyant foundation, which can be changed at least between a state lowered on the underwater ground surface and a state raised from the underwater ground surface, and at least one weight adjustment device, set up to adjust the weight element between the lowered state and the detached state. The wind pressure changing device can be set up to control the weight adjustment device based on the at least one recorded wave parameter or the at least one recorded additional parameter and at least one weight criterion. The weight criterion can be a control criterion, which can be formed in accordance with the at least one wave criterion, which has already been described.

Insbesondere kann eine Gewichtsverbindung (z.B. ein Ankerseil und/oder eine Ankerkette) vorgesehen sein, die mit dem schwimmfähigen Fundament verbunden sein kann. Das andere Ende der Gewichtsverbindung kann mit dem mindestens einen Gewichtselement verbunden sein. In einem abgesenkten Zustand kann das Gewichtselement auf der Unterwasserbodenoberfläche zumindest abgelegt bzw. abgesenkt sein. In diesem Zustand kann insbesondere nahezu keine Gewichtskraft durch das mindestens eine Gewichtselement auf das schwimmfähige Fundament ausgeübt werden.In particular, a weight connection (e.g. an anchor cable and/or an anchor chain) can be provided which can be connected to the buoyant foundation. The other end of the weight connection can be connected to the at least one weight element. In a lowered state, the weight element can at least be placed or lowered on the underwater floor surface. In this state, in particular almost no weight can be exerted on the floatable foundation by the at least one weight element.

In einem abgehobenen Zustand kann das Gewichtselement von der Unterwasserbodenoberfläche ab- bzw. angehoben sein, also die Unterwasserbodenoberfläche (nahezu) nicht mehr kontaktieren. In diesem Zustand wird insbesondere eine Gewichtskraft (entsprechend dem Gewicht des Gewichtselements) durch das mindestens eine Gewichtselement auf das Fundament ausgeübt.In a lifted state, the weight element can be off or raised from the underwater ground surface, that is to say no longer (almost) contact the underwater ground surface. In this state, in particular, a weight (corresponding to the weight of the weight element) is exerted on the foundation by the at least one weight element.

Durch eine Verstellung zwischen den genannten Zuständen kann eine Veränderung des vertikalen Abstands zwischen Fundament und Unterwasserbodenfläche bewirkt werden und hierdurch die Lage der Offshore-Windkraftanlage (positiv) beeinflusst werden. Insbesondere kann die Winddruckänderungseinrichtung die Gewichtsverstelleinrichtung (beispielsweise eine Winde oder eine ähnliche Einrichtung) ansteuern, um eine Verstellung des mindestens einen Gewichtselements zu bewirken. Hierdurch kann die Betriebssicherheit weiter erhöht und gleichzeitig der Energieertrag verbessert werden.An adjustment between the stated states can bring about a change in the vertical distance between the foundation and the underwater bottom surface, and as a result the position of the offshore wind turbine can be (positively) influenced. In particular, the wind pressure changing device can control the weight adjustment device (for example a winch or a similar device) in order to bring about an adjustment of the at least one weight element. As a result, the operational safety can be further increased and at the same time the energy yield can be improved.

Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich zu der Regelung mindestens eines Ballasttanks und/oder der Regelung eines Gewichtselements kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage eine Regelung der Länge mindestens einer Ankerverbindung erfolgen. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage kann mindestens eine Verankerungsanordnung umfassen, eingerichtet zum Befestigen der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage an einem Unterwasserboden in einem Verankerungszustand der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage. Die Verankerungsanordnung kann mindestens eine zwischen einem Anker und dem schwimmfähigen Fundament verlaufende Ankerverbindung umfassen. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage kann mindestens eine Längenänderungseinrichtung umfassen, eingerichtet zum Verändern der Länge der Ankerverbindung zwischen dem Anker und dem schwimmfähigen Fundament in dem Verankerungszustand. Die Winddruckänderungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ansteuern der Längenänderungseinrichtung, basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Längenkriterium. Das Längenkriterium kann ein Regelkriterium sein, welches entsprechend dem mindestens einen Wellenkriterium gebildet sein kann, welches bereits beschrieben wurde.Alternatively or preferably in addition to the regulation of at least one ballast tank and/or the regulation of a weight element, according to a further preferred embodiment of the buoyant offshore wind turbine according to the application, the length of at least one anchor connection can be regulated. The buoyant offshore wind turbine can comprise at least one anchoring arrangement set up for fastening the buoyant offshore wind turbine to an underwater bed in an anchored state of the buoyant offshore wind turbine. The anchoring arrangement may include at least one anchor connection extending between an anchor and the buoyant foundation. The buoyant offshore wind turbine can comprise at least one length changing device set up to change the length of the anchor connection between the anchor and the buoyant foundation in the anchored state. The wind pressure changing device can be set up to control the length changing device based on the at least one recorded wave parameter or the at least one recorded additional parameter and at least one length criterion. The length criterion can be a control criterion, which can be formed in accordance with the at least one wave criterion that has already been described.

Eine Verankerungsanordnung umfasst vorzugsweise eine Ankerverbindung, insbesondere in Form eines Ankerseils und/oder einer Ankerkette. Ein Ende der Ankerverbindung ist an dem Fundament befestigt und das andere Ende an mindestens einem Anker (z.B. Gewichtsanker, Torpedoanker etc.). Der Anker kann zumindest teilweise in dem Unterwasserboden eingegraben sein.An anchoring arrangement preferably comprises an anchor connection, in particular in the form of an anchor cable and/or an anchor chain. One end of the anchor connection is attached to the foundation and the other end to at least one anchor (eg, weight anchor, torpedo anchor, etc.). The anchor may be at least partially buried in the underwater bed.

Der Zustand, in dem das Fundament und damit das Offshore-Bauwerk, durch die mindestens eine Verankerungsanordnung an dem Unterwasserboden befestigt sind, wird vorliegend insbesondere Verankerungszustand des Fundaments bzw. der Offshore-Windkraftanlage genannt.The state in which the foundation and thus the offshore structure are fastened to the underwater soil by the at least one anchoring arrangement is referred to here in particular as the anchoring state of the foundation or the offshore wind power plant.

Anmeldungsgemäß ist erkannt worden, dass kritische Lagen des Offshore-Bauwerks, bei denen zumindest eine vorbeschriebene Beschädigung der Offshore-Windkraftanlage droht, zumindest reduziert werden können, wenn eine Möglichkeit geschaffen wird, die Länge einer Ankerverbindung einer Verankerungsanordnung in dem Verankerungszustand zu verändern, also im bestimmungsgemäßen Betrieb der Offshore-Windkraftanlage. Insbesondere wird durch ein Verkürzen (aber ggf. auch durch ein Verlängern; hierdurch kann (auch) die Schwingungsfrequenz des Systems geändert werden) der Länge eine Kipp- oder Schwankbewegung der Offshore-Windkraftanlage im Vergleich zu einer größeren Länge (bzw. kleineren Länge) zumindest reduziert.According to the application, it has been recognized that critical positions of the offshore structure, in which at least the above-described damage to the offshore wind turbine threatens, can at least be reduced if a possibility is created to change the length of an anchor connection of an anchoring arrangement in the anchored state, i.e. in proper operation of the offshore wind turbine. In particular, by shortening (but possibly also by lengthening; this can (also) change the oscillation frequency of the system) the length at least causes a tilting or swaying movement of the offshore wind turbine compared to a longer (or shorter) length reduced.

Um die Länge zu verändern, wird gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen, eine Längenänderungseinrichtung vorzusehen. Diese kann zumindest teilweise in und/oder an dem schwimmfähigen Fundament angeordnet sein. Bei Varianten der Anmeldung kann diese zumindest teilweise auch in der Offshore-Vorrichtung angeordnet sein, wie dem Turm der Offshore-Windkraftanlage.In order to change the length, one embodiment proposes providing a length-changing device. This can be arranged at least partially in and/or on the buoyant foundation. In the case of variants of the application, this can also be arranged at least partially in the offshore device, such as the tower of the offshore wind turbine.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Längenänderungseinrichtung eingerichtet zum Verändern der Länge der Ankerverbindung zwischen dem Anker und dem schwimmfähigen Fundament (insbesondere dem Punkt, an dem die Ankerverbindung das Fundament erreicht) in dem Verankerungszustand, basierend auf mindestens einem (durch die Winddruckregelungseinrichtung vorgegebenen) Sollparameter. The at least one length changing device is preferably set up to change the length of the anchor connection between the anchor and the buoyant foundation (in particular the point at which the anchor connection reaches the foundation) in the anchoring state, based on at least one target parameter (specified by the wind pressure control device).

Der mindestens eine Sollparameter (insbesondere ein Längensollparameter) gibt insbesondere eine einzustellende vertikale Lage (und/oder horizontale Lage) der Offshore-Windkraftanlage an. Ein lokales Regelmodul der Längenänderungseinrichtung kann die augenblickliche Länge einer Ankerverbindung entsprechend dem vorgegebenen Sollparameter ändern.The at least one target parameter (in particular a target length parameter) specifies in particular a vertical position (and/or horizontal position) of the offshore wind power plant that is to be set. A local control module of the length-changing device can change the instantaneous length of an anchor connection in accordance with the specified target parameter.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Längenänderungseinrichtung mindestens eine mit der Ankerverbindung gekoppelte Windeneinrichtung umfassen. Die Windeneinrichtung kann eingerichtet sein zum Verändern der Länge der Ankerverbindung zwischen dem Anker und dem schwimmfähigen Fundament. Die Windeneinrichtung umfasst insbesondere eine im Wesentlichen zylindrische und drehbare Trommel.According to a preferred embodiment, the length-changing device can comprise at least one winch device coupled to the anchor connection. The winch device can be arranged to change the length of the anchor connection between the anchor and the buoyant foundation. In particular, the winch device comprises a substantially cylindrical and rotatable drum.

Gekoppelt meint vorliegend insbesondere, dass die mindestens eine Ankerverbindung in Form eines Ankerseils oder einer Ankerkette auf der Trommel auf- und abgewickelt werden kann (insbesondere zwischen einer minimalen und maximalen Länge). Ein Ende der Ankerverbindung kann hierbei fest mit der Trommel oder einem anderen Befestigungspunkt der Windeneinrichtung befestigt sein.In the present context, coupled means in particular that the at least one anchor connection in the form of an anchor cable or an anchor chain can be wound up and unwound on the drum (in particular between a minimum and maximum length). One end of the anchor connection can hereby be firmly attached to the drum or another attachment point of the winch device.

Vorzugsweise kann die Windeneinrichtung mindestens einen ansteuerbaren und motorbasierten Antrieb umfassen, insbesondere einen von der Offshore-Windkraftanlage mit elektrischer Energie versorgbaren Elektromotor. Der Antrieb kann durch das lokale Regelmodul insbesondere derart ansteuerbar sein, dass die Länge derart verändert wird, dass die Länge der Ankerverbindung dem mindestens einen Sollparameter (im Wesentlichen) entspricht.Preferably, the winch device can comprise at least one controllable and motor-based drive, in particular an electric motor that can be supplied with electrical energy by the offshore wind turbine. The drive can be controlled by the local control module in particular in such a way that the length is changed in such a way that the length of the anchor connection (substantially) corresponds to the at least one target parameter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Windeneinrichtung mindestens eine Feststellbremse umfassen. Die Feststellbremse kann zum Verändern der Länge der Ankerverbindung lösbar sein (und nach dem Verändern arretierbar sein). Wenn ein Verändern der Länge der Ankerverbindung erfolgen soll, kann z.B. das Regelmodul die Feststellbremse ansteuern, so dass diese gelöst wird. Dann kann, insbesondere durch den Antrieb, die Länge der Ankerverbindung verändert werden, wie beschrieben wurde. Anschließend kann, automatisch oder durch ein erneutes Ansteuern durch z.B. das Regelmodul die Feststellbremse (wieder) arretiert werden. Die Belastung des Antriebs kann hierdurch reduziert werden.According to a further embodiment, the winch device can comprise at least one parking brake. The parking brake may be releasable (and lockable once changed) to change the length of the anchor linkage. If the length of the anchor connection is to be changed, the control module can, for example, activate the parking brake so that it is released. The length of the anchor connection can then be changed, in particular by the drive, as has been described. The parking brake can then be locked (again) either automatically or by being activated again, e.g. by the control module. The load on the drive can be reduced as a result.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage kann mindestens eine im Wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufende Vertikalankerverbindung an dem schwimmfähigen Fundament befestigt sein und mindestens eine in einem Winkel zur vertikalen Richtung von zumindest 2°, vorzugsweise zumindest 5°, verlaufende Winkelankerverbindung an dem schwimmfähigen Fundament befestigt sein. Die Winddruckänderungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ansteuern der Längenänderungseinrichtung, derart, dass die Länge der Vertikalankerverbindung und/oder die Länge der Winkelankerverbindung verändert wird, basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und dem mindestens einen Längenkriterium.According to a further embodiment of the buoyant offshore wind turbine, at least one vertical anchor connection running essentially in the vertical direction can be fastened to the buoyant foundation and at least one angle anchor connection running at an angle to the vertical direction of at least 2°, preferably at least 5°, on the buoyant foundation be attached. The wind pressure changing device can be set up to control the length changing device in such a way that the length of the vertical anchor connection and/or the length of the angle anchor connection is changed based on the at least one detected Shaft parameters or the at least one further parameter detected and the at least one length criterion.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die jeweilige Länge der Vertikalankerverbindung(en) und der Winkelankerverbindung(en) unterschiedlich verändert werden.In particular, it can be advantageous if the respective lengths of the vertical anchor connection(s) and the angle anchor connection(s) are changed differently.

Wenn insbesondere die vertikale Ebene, in dem der Winkel der Winkelankerverbindung zur vertikalen Richtung (vertikalen Achse) liegt, sich in eine Richtung parallel zur Hauptwindrichtung und/oder Hauptwellenrichtung (oder im einem Bereich ±20°) erstreckt (und insbesondere der Anker dieser Winkelankerverbindung sich auf der wind- und/oder wellenauftreffenden Seite befindet), kann insbesondere durch den mindestens einen Lagesollparameter vorgegeben sein, dass die Ankerverbindung der genannten Winkelankerverbindung stärker verkürzt wird (z.B. 2 bis 10 m mehr) als die mindestens eine Vertikalankerverbindung, insbesondere derart, dass sich ohne Wind und Wellen eine Neigung in Richtung der Hauptwindrichtung und/oder Hauptwellenrichtung ergeben würde. Zusätzlich oder alternativ könnte vorgesehen sein, dass bei mindestens einer weiteren Winkelankerverbindung, bei der sich der Anker auf der wind- und/oder wellenabgewandten Seite befindet, die Länge unverändert gelassen oder verlängert wird, so dass sich ohne Wind und Wellen eine Neigung in Richtung der Hauptwindrichtung und/oder Hauptwellenrichtung ergeben würde.In particular, if the vertical plane in which the angle of the angle anchor connection lies to the vertical direction (vertical axis) extends in a direction parallel to the prevailing wind direction and/or main wave direction (or within a range of ±20°) (and in particular the anchor of this angle anchor connection itself located on the side hitting the wind and/or waves), it can be specified in particular by the at least one target position parameter that the anchor connection of the said angle anchor connection is shortened more (e.g. 2 to 10 m more) than the at least one vertical anchor connection, in particular in such a way that without wind and waves, there would be a tilt in the direction of the main wind direction and/or main wave direction. Additionally or alternatively, it could be provided that in at least one other angle anchor connection, in which the anchor is on the side facing away from the wind and/or waves, the length is left unchanged or lengthened, so that without wind and waves there is an inclination in the direction of the Main wind direction and/or main wave direction would result.

Insbesondere für den Fall, dass ein zuvor beschriebener Ballasttank mit einer Ballastfördereinrichtung und/oder ein zuvor beschriebenes Gewichtselement vorgesehen ist/sind, kann gemäß einer Ausführungsform der Offshore-Windkraftanlage mindestens ein Nachführmodul vorgesehen sein, eingerichtet zum Nachführen der Ankerverbindung (also Verändern der Länge der Ankerverbindung), insbesondere bei einer Veränderung des vertikalen Abstands zwischen einer Unterwasserbodenoberfläche des Unterwasserbodens und dem schwimmfähigen Fundament (bzw. zwischen dem Fundament und der Wasserlinie bzw. Wasseroberfläche).Particularly in the event that a ballast tank as described above is/are provided with a ballast conveying device and/or a weight element as described above, at least one tracking module can be provided according to one embodiment of the offshore wind turbine, set up for tracking the anchor connection (i.e. changing the length of the Anchor connection), in particular with a change in the vertical distance between an underwater bottom surface of the underwater bottom and the buoyant foundation (or between the foundation and the waterline or water surface).

Um zu verhindern, dass eine gewünschte (Mindest- und/oder Höchst-) Spannung zwischen Anker und Fundament unterschritten oder überschritten wird, kann insbesondere jede Ankerverbindung mit einem Nachführmodul gekoppelt sein, um die Ankerverbindung entsprechend nachzuführen. Bei anderen Varianten kann auch auf eine Nachführeinrichtung verzichtet werden.In order to prevent a desired (minimum and/or maximum) voltage between anchor and foundation from being undershot or exceeded, each anchor connection can in particular be coupled to a tracking module in order to track the anchor connection accordingly. In other variants, a tracking device can also be dispensed with.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage kann die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ferner umfassen:

  • - mindestens eine Überwachungseinrichtung eingerichtet zum Detektieren eines Ausfalls mindestens einer Windkraftanlagenkomponente, umfassend die mindestens eine Erfassungseinrichtung, die Winddruckänderungseinrichtung, die Längenänderungseinrichtung, die Gewichtsverstelleinrichtung, die Ballastmediumfördereinrichtung und/oder die mindestens eine Winddruckregelungseinrichtung,
  • - wobei die Überwachungseinrichtung ein Alarmmodul umfasst, eingerichtet zum Ausgeben einer Alarmmeldung bei Detektion eines Ausfalls einer der überwachten Windkraftanlagenkomponenten.
According to a further preferred embodiment of the buoyant offshore wind turbine according to the application, the buoyant offshore wind turbine can also include:
  • - at least one monitoring device set up to detect a failure of at least one wind turbine component, comprising the at least one detection device, the wind pressure changing device, the length changing device, the weight adjustment device, the ballast medium conveying device and/or the at least one wind pressure control device,
  • - Wherein the monitoring device comprises an alarm module set up to output an alarm message upon detection of a failure of one of the monitored wind turbine components.

Die Überwachungseinrichtung kann mit mindestens einem Überwachungssensor verbunden sein und/oder diesen umfassen. Der Überwachungssensor kann ein (ohnehin) vorgesehen Sensor sein, der eingerichtet ist, die Funktionsfähigkeit von mindestens einer der genannten Einrichtungen zumindest nahezu kontinuierlich zu überwachen. In einem Fall kann der mindestens eine Überwachungssensor detektieren, ob zumindest eine der Einrichtung (augenblicklich) funktionsfähig ist oder nicht, also insbesondere eine Funktionsstörung vorliegt.The monitoring device can be connected to and/or include at least one monitoring sensor. The monitoring sensor can be a sensor that is provided (in any case) and is set up to monitor the functionality of at least one of the devices mentioned at least almost continuously. In one case, the at least one monitoring sensor can detect whether at least one of the devices is (currently) functional or not, ie in particular whether there is a malfunction.

Wenn ein Überwachungssensor einer Überwachungseinrichtung eine Funktionsstörung meldet und/oder die Überwachungseinrichtung aus den bereitgestellten Sensordaten eine Funktionsstörung ermittelt, kann ein Alarmmodul der Überwachungseinrichtung mindestens eine Alarmmeldung ausgeben. In einem Fall kann eine zentrale Steuerung und/oder ein Nutzer über die Funktionsstörung informiert werden. Dann können Maßnahmen zur Beseitigung der Funktionsstörung eingeleitet werden.If a monitoring sensor reports a malfunction to a monitoring device and/or the monitoring device determines a malfunction from the sensor data provided, an alarm module of the monitoring device can output at least one alarm message. In one case, a central controller and/or a user can be informed of the malfunction. Measures to eliminate the malfunction can then be initiated.

Vorzugsweise zusätzlich kann das Ausgeben einer Alarmmeldung das Ansteuern mindestens einer (noch) funktionsfähigen Einrichtung (aus den oben genannten Einrichtungen) umfassen. Beispielsweise kann eine Auswertung der festgestellten Funktionsstörung und dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter sowie mindestens einer vorgegebenen Notfallregel durch die Überwachungseinrichtung (oder durch die Windruckänderungseinrichtung) durchgeführt werden.In addition, the outputting of an alarm message can preferably include the activation of at least one (still) functional device (from the above-mentioned devices). For example, the detected malfunction and the at least one recorded wave parameter or the at least one recorded additional parameter and at least one predefined emergency rule can be evaluated by the monitoring device (or by the wind pressure changing device).

Die mindestens eine Notfallregel kann vorgeben, wie bei einer Funktionsstörung einer bestimmten Einrichtung der Offshore-Windkraftanlage und bei einem bestimmten augenblicklich vorliegenden Parameterwert (z.B. Wellenparameterwert und/oder ein weiterer Parameterwert) zu verfahren ist. Beispielsweise kann bei einer Detektion einer Funktionsstörung in Form eines Ausfalls einer Winddruckregelungseinrichtung, wie der Pitch-Regelungseinrichtung, (unabhängig von dem augenblicklichen mindestens einen Parameterwert) eine Ansteuerung der mindestens einen weiteren Winddruckregelungseinrichtung erfolgen und/oder eine Bremse der Windkraftanlage kann aktiviert werden.The at least one emergency rule can specify how to proceed in the event of a malfunction of a specific device of the offshore wind power plant and a specific parameter value that is currently present (eg shaft parameter value and/or another parameter value). For example, upon detection of a radio If a malfunction occurs in the form of a failure of a wind pressure control device, such as the pitch control device, the at least one other wind pressure control device can be activated (regardless of the current at least one parameter value) and/or a brake on the wind turbine can be activated.

Vorzugsweise zusätzlich (falls vorhanden) können die Längenänderungseinrichtung und/oder die Gewichtsverstelleinrichtung und/oder die Ballastmediumfördereinrichtung angesteuert werden, derart, dass der vertikale Abstand zwischen Fundament und Gewässerboden verringert (insbesondere minimiert) wird, also beispielsweise der Ballasttank gefüllt wird und/oder das Gewichtselement angehoben wird und/oder die Länge der mindestens einen Ankerverbindung verkürzt wird.Preferably additionally (if present), the length change device and/or the weight adjustment device and/or the ballast medium conveying device can be controlled in such a way that the vertical distance between the foundation and the bottom of the water is reduced (in particular minimized), i.e. for example the ballast tank is filled and/or the weight element is raised and / or the length of the at least one anchor connection is shortened.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Winddruckänderungseinrichtung für eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage, insbesondere eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage nach einem der vorherigen Ansprüche. Die Winddruckänderungseinrichtung umfasst mindestens ein Empfangsmodul, eingerichtet zum Empfangen mindestens eines erfassten Wellenparameters. Die Winddruckänderungseinrichtung umfasst mindestens ein Steuermodul, eingerichtet zum Ändern des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage, umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung, basierend auf dem mindestens einen empfangenen Wellenparameter und einem Wellenkriterium.A further aspect of the application is a wind pressure changing device for a buoyant offshore wind turbine, in particular a buoyant offshore wind turbine according to one of the preceding claims. The wind pressure changing device comprises at least one receiving module, set up to receive at least one recorded wave parameter. The wind pressure changing device comprises at least one control module, set up to change the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine by controlling at least one wind pressure control device of the buoyant offshore wind turbine, comprising a pitch control device and/or a converter torque control device, based on the at least one received wave parameter and a wave criterion.

Das Empfangsmodul kann insbesondere mit der mindestens einen Erfassungseinrichtung kommunikativ verbindbar sein. Bei Varianten der Anmeldung können die mindestens eine Erfassungseinrichtung und/oder die mindestens eine Überwachungseinrichtung in der Winddruckänderungseinrichtung zumindest teilweise integriert sein.In particular, the receiving module can be communicatively connectable to the at least one detection device. In variants of the application, the at least one detection device and/or the at least one monitoring device can be at least partially integrated in the wind pressure change device.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren, insbesondere zum Steuern einer (zuvor beschriebenen) schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage. Das Verfahren umfasst:

  • - Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage, umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung, basierend auf mindestens einem bereitgestellten Wellenparameter und einem Wellenkriterium, derart, dass der auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ausgeübte Winddruck geändert wird.
A further aspect of the application is a method, in particular for controlling a buoyant offshore wind turbine (described above). The procedure includes:
  • - Activation of at least one wind pressure control device of the buoyant offshore wind turbine, comprising a pitch control device and/or a converter torque control device, based on at least one provided wave parameter and a wave criterion, such that the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine is changed.

Das Verfahren kann insbesondere durch eine zuvor beschriebene Winddruckregelungseinrichtung ausgeführt werden. Ferner kann das Verfahren ein Empfangen (und insbesondere ein Erfassen) des mindestens einen Wellenparameters umfassen, wie zuvor beschrieben wurde.The method can be carried out in particular by a wind pressure control device as described above. Furthermore, the method can include receiving (and in particular detecting) the at least one wave parameter, as described above.

Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Computerprogrammprodukt (bzw. Computerprogramm), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer (insbesondere die Winddruckregelungseinrichtung) diesen veranlassen, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.Yet another aspect of the application is a computer program product (or computer program), comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer (in particular the wind pressure control device), cause the latter to carry out the method described above.

Das Computerprogrammprodukt, insbesondere die Instruktionen bzw. Programmanweisungen, können in einem Computerprogrammspeicher gespeichert sein, insbesondere einem Programmspeicher. Zum Beispiel ist ein Programmspeicher ein nicht-flüchtiger Speicher wie ein Flash-Speicher, ein Magnetspeicher, ein EEPROM-Speicher (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und/oder ein optischer Speicher.The computer program product, in particular the instructions or program instructions, can be stored in a computer program memory, in particular a program memory. For example, program memory is non-volatile memory such as flash memory, magnetic memory, EEPROM memory (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), and/or optical memory.

Zusätzlich kann eine Winddruckregelungseinrichtung einen Hauptspeicher aufweisen, zum Beispiel einen flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, insbesondere einen Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM), wie ein statischer RAM-Speicher (SRAM), ein dynamischer RAM-Speicher (DRAM), ein ferroelektrischer RAM-Speicher (FeRAM) und/oder ein magnetischer RAM-Speicher (MRAM). Der Prozessor der Steuervorrichtung kann beispielsweise Zwischenergebnisse oder ähnliches in dem Hauptspeicher speichern.In addition, a wind pressure control device may comprise a main memory, for example a volatile or non-volatile memory, in particular a random access memory (RAM), such as a static random access memory (SRAM), a dynamic random access memory (DRAM), a ferroelectric RAM memory (FeRAM) and/or magnetic random access memory (MRAM). The processor of the control device can, for example, store intermediate results or the like in the main memory.

Eine Einrichtung, ein Modul oder eine Vorrichtung kann vorliegend zumindest teilweise aus Software und/oder zumindest teilweise aus Hardware gebildet sein. Insbesondere kann eine Vorrichtung /ein Element geeignete Rechenelemente (z.B. Prozessor, Speicher, etc.) umfassen.In the present case, a device, a module or a device can be formed at least partially from software and/or at least partially from hardware. In particular, a device/element may include appropriate computing elements (e.g., processor, memory, etc.).

Die Merkmale der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlagen, Winddruckregelungseinrichtungen, Verfahren und Computerprogrammprodukte sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.The features of the buoyant offshore wind turbines, wind pressure control devices, methods and computer program products can be freely combined with one another. In particular, features of the description and/or the dependent claims, even if features of the independent claims are completely or partially bypassed, can be independently inventive on their own or freely combined with one another.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage, die anmeldungsgemäße Winddruckregelungseinrichtung, das anmeldungsgemäße Verfahren und das anmeldungsgemäße Computerprogrammprodukt auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Ansprüchen nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel einer Winddruckänderungseinrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 3 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 5 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 6 eine beispielhafte über die Zeit aufgetragene Kippbewegung eines schwimmfähigen Offshore-Bauwerks,
  • 7a eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem ersten eingestellten Abstand,
  • 7b eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 5a mit einem weiteren eingestellten Abstand,
  • 8a eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem ersten eingestellten Abstand, und
  • 8b eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 6a mit einem weiteren eingestellten Abstand.
There are now a large number of possibilities for embodying the buoyant offshore wind turbine according to the application, the wind pressure control device according to the application, the method according to the application and the computer program product according to the application to develop. In this regard, reference is made on the one hand to the claims subordinate to the independent claims and on the other hand to the description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing shows:
  • 1 a schematic view of an embodiment of a buoyant offshore wind turbine according to the present application with an embodiment of a wind pressure change device according to the present application,
  • 2 a schematic view of another embodiment of a buoyant offshore wind turbine according to the present application,
  • 3 a diagram of an embodiment of a method according to the present application,
  • 4 a schematic view of another embodiment of a buoyant offshore wind turbine according to the present application,
  • 5 a schematic view of another embodiment of a buoyant offshore wind turbine according to the present application,
  • 6 an exemplary tilting motion of a buoyant offshore structure plotted against time,
  • 7a a schematic view of another embodiment of a buoyant offshore wind turbine according to the present application with a first set distance,
  • 7b a schematic view of the embodiment 5a with a further set distance,
  • 8a a schematic view of another embodiment of a buoyant offshore wind turbine according to the present application with a first set distance, and
  • 8b a schematic view of the embodiment 6a with a further set distance.

In den Figuren werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Ferner bezeichnet allgemein z eine vertikale Achse bzw. Richtung und x eine horizontale Achse bzw. Richtung.In the figures, the same reference numbers are used for the same elements. Furthermore, z generally denotes a vertical axis or direction and x denotes a horizontal axis or direction.

Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel einer Winddruckänderungseinrichtung 108 gemäß der vorliegenden Anmeldung.the 1 shows a schematic view of an embodiment of a buoyant offshore wind turbine 100 according to the present application with an embodiment of a wind pressure change device 108 according to the present application.

Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage 100 weist mindestens ein schwimmfähiges Fundament 102 auf, umfassend mindestens einen Schwimmkörper. Das schwimmfähige Fundament 102 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Barge-Fundament 102.The buoyant offshore wind turbine 100 has at least one buoyant foundation 102 comprising at least one float. In the present exemplary embodiment, the buoyant foundation 102 is a barge foundation 102.

Wie zu erkennen ist, ist an dem Fundament 102 ein Turm 104 mit einer Gondel 106 angeordnet. Ferner weist die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage 100 eine Nabe 118, eine Mehrzahl von Rotorblättern 116, ein Getriebe 126, eine Bremse 124 und einen Umrichter 122 auf. Zudem weist die Offshore-Windkraftanlage 100 vorliegend eine Winddruckregelungseinrichtung 120 auf, umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung 120.1 und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung 120.2.As can be seen, a tower 104 with a gondola 106 is arranged on the foundation 102 . Furthermore, the buoyant offshore wind turbine 100 has a hub 118 , a plurality of rotor blades 116 , a gearbox 126 , a brake 124 and a converter 122 . In addition, the offshore wind power plant 100 in the present case has a wind pressure control device 120, comprising a pitch control device 120.1 and/or a converter torque control device 120.2.

Die Pitch-Regelungseinrichtung 120.1 ist eingerichtet zum Verstellen mindestens eines Rotorblatts 116 (vorzugsweise sämtlicher Rotorblätter 116). Dies meint insbesondere, dass der Anstellwinkel eines Rotorblatts 116 geändert wird.Pitch control device 120.1 is set up to adjust at least one rotor blade 116 (preferably all rotor blades 116). This means in particular that the angle of attack of a rotor blade 116 is changed.

Die Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung 120.2 ist insbesondere eingerichtet zum Ändern der Drehzahl des Umrichters 122. Durch Änderung des Drehmoments des Umrichters 122 kann insbesondere der aerodynamische Wirkungsgrad und damit der Winddruck geändert werden.The converter torque control device 120.2 is set up in particular to change the speed of the converter 122. By changing the torque of the converter 122, the aerodynamic efficiency and thus the wind pressure can be changed in particular.

Ferner umfasst die Offshore-Windkraftanlage 100 vorliegend eine (Wellenparameter-) Erfassungseinrichtung 125, die kommunikativ (über ein nicht gezeigtes drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz) mit der Winddruckänderungseinrichtung 108 verbindbar ist. Bei anderen Varianten kann die Erfassungseinrichtung auch zumindest teilweise in der Winddruckänderungseinrichtung integriert sein. Ferner kann optional eine vorbeschriebene Überwachungseinrichtung vorgesehen sein.In addition, the offshore wind power plant 100 in the present case comprises a (wave parameter) detection device 125 which can be communicatively connected (via a wireless and/or wired communication network, not shown) to the wind pressure change device 108 . In other variants, the detection device can also be at least partially integrated in the wind pressure change device. Furthermore, an above-described monitoring device can optionally be provided.

Die Erfassungseinrichtung 125 ist in dem dargestellten Beispiel (über ein nicht gezeigtes drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz) mit mindestens einem Sensor 114 (beispielhaft an oder in dem Fundament 102 angeordnet) kommunikativ verbindbar.In the example shown, the detection device 125 can be communicatively connected (via a wireless and/or wired communication network, not shown) to at least one sensor 114 (arranged on or in the foundation 102, for example).

Die mindestens eine Erfassungseinrichtung 125 ist eingerichtet zum Erfassen mindestens eines (lokalen) Wellenparameters, wie die (augenblickliche (maximale oder gemittelte) Wellenhöhe (siehe Bezugszeichen 140), die (augenblickliche (durchschnittliche)) Wellenrichtung (angedeutet durch den Pfeil 165) und /oder die (augenblickliche (durchschnittliche)) Wellenfrequenz (f= 1/T, wobei T durch das Bezugszeichen 138 angedeutet ist). Als Wellenhöhe der Wasserwellen wird vorliegend insbesondere die Höhendifferenz (siehe Bezugszeichen 140) bezeichnet zwischen dem Hochpunkt eines Wellenbergs und dem Tiefpunkt eines Wellentals. The at least one detection device 125 is set up to detect at least one (local) wave parameter, such as the (current (maximum or average) wave height (see reference number 140), the (current (average)) wave direction (indicated by the arrow 165) and/or the (instantaneous (through average)) wave frequency (f= 1/T, where T is indicated by reference numeral 138). In the present case, the height difference (see reference number 140) between the high point of a wave crest and the low point of a wave trough is referred to as the height of the water waves.

Beispielhafte und nicht abschließende Sensoren 114 bzw. Messmodule 114 zum Messen eines vorbeschriebenen Wellenparameters sind solche die mittels Lagewinkelmessung (z.B. mittels GPS), Tiefenmessung (z.B. mittels Sonar) und Beschleunigungsmessung (z.B. piezokeramische Sensorplättchen oder Feder-Masse-Systeme) die Wellen charakterisieren.Exemplary and non-exhaustive sensors 114 or measuring modules 114 for measuring a wave parameter described above are those that characterize the waves by means of position angle measurement (e.g. using GPS), depth measurement (e.g. using sonar) and acceleration measurement (e.g. piezoceramic sensor plates or spring-mass systems).

Die Winddruckänderungseinrichtung 108 umfasst mindestens ein Empfangsmodul 110, eingerichtet zum Empfangen mindestens eines (durch die Erfassungseinrichtung 125) erfassten Wellenparameters.The wind pressure changing device 108 comprises at least one receiving module 110, set up to receive at least one wave parameter recorded (by the recording device 125).

Darüber hinaus umfasst die Winddruckänderungseinrichtung 108 mindestens ein Steuermodul 112, eingerichtet zum Ändern des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage 100 ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern der mindestens einen Winddruckregelungseinrichtung 120 (über ein nicht gezeigtes drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz), umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung 120.1 und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung 120.2, basierend auf dem mindestens einen empfangenen Wellenparameter und einem Wellenkriterium.In addition, the wind pressure changing device 108 comprises at least one control module 112, set up to change the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine 100 by controlling the at least one wind pressure control device 120 (via a wireless and/or wired communication network, not shown), comprising a pitch control device 120.1 and/or a converter torque control device 120.2, based on the at least one received wave parameter and a wave criterion.

Das Wellenkriterium ist insbesondere ein Regelungskriterium und kann beispielsweise in einem Datenspeicher der Winddruckänderungseinrichtung 108 gespeichert sein. In einem Fall kann ein Grenzwellenwert oder eine Mehrzahl von Grenzwellenwerten als Wellenkriterium vorgegeben sein. Bei bevorzugten Varianten kann ein lineares Regelungskriterium oder ein nicht-lineares Regelungskriterium vorgegeben sein. Insbesondere kann eine Regelungskurve vorgegeben sein. Eine Regelungskurve gibt insbesondere den Zusammenhang zwischen Wellenparameterwerten eines Wellenparameters (z.B. Wellenhöhe, Wellenfrequenz und/oder Wellenrichtung) und den Sollwerten für die mindestens eine Winddruckregelungseinrichtung 120 an.The wave criterion is in particular a regulation criterion and can be stored, for example, in a data memory of the wind pressure changing device 108 . In one case, a limit wave value or a plurality of limit wave values can be specified as the wave criterion. In preferred variants, a linear control criterion or a non-linear control criterion can be specified. In particular, a control curve can be specified. A control curve indicates in particular the relationship between wave parameter values of a wave parameter (e.g. wave height, wave frequency and/or wave direction) and the target values for the at least one wind pressure control device 120.

Besonders bevorzugt kann das Regelungskriterium ein Totband und/oder eine Hysterese enthalten. Insbesondere kann durch ein Totband eine unnötige Reduzierung des Winddrucks (beispielsweise aufgrund einmaliger bzw. kurzzeitiger Überschreitung bzw. Erreichung eines Wellengrenzwerts) vermieden werden. In entsprechender Weise kann eine Hysterese bzw. Mindestzeit vorgesehen sein, ab der wieder eine Erhöhung des wirksamen Winddruckes zugelassen wird.The regulation criterion can particularly preferably contain a dead band and/or a hysteresis. In particular, an unnecessary reduction in the wind pressure (for example due to a one-time or brief exceeding or reaching of a wave limit value) can be avoided by means of a deadband. A hysteresis or minimum time can be provided in a corresponding manner, after which an increase in the effective wind pressure is allowed again.

Die Auswertung, vorzugsweise durchgeführt durch das Steuermodul 112, kann insbesondere eine Vergleichsoperation umfassen. Wenn bei dieser Vergleichsoperation festgestellt wird, dass der mindestens eine Grenzwellenwert durch einen erfassten Momentanwert des Wellenparameters und/oder durch den gebildeten Mittelwert einer Mehrzahl von während einer bestimmten Zeitdauer erfassten Wellenparameterwerten des mindestens einen Wellenparameters überschritten wird, kann beispielsweise eine Reduzierung des Winddrucks durch das Ansteuern der Winddruckregelungseinrichtung 120 z.B. mit einem bestimmten Sollwert bewirkt werden. Beispielsweise kann ein Ansteuern mit einem bestimmten Anstellsollwinkelwert (z.B. vorgegeben durch die Regelungskurve und/oder vorbeschriebener Lookup Tabelle) und/oder einer bestimmten Solldrehzahl bzw. ein Solldrehmoment (z.B. vorgegeben durch die Regelungskurve und/oder vorbeschriebener Lookup Tabelle) erfolgen.The evaluation, preferably carried out by the control module 112, can in particular include a comparison operation. If it is determined during this comparison operation that the at least one limit wave value is exceeded by a detected instantaneous value of the wave parameter and/or by the formed mean value of a plurality of wave parameter values of the at least one wave parameter recorded during a specific period of time, a reduction in the wind pressure can be achieved, for example, by the actuation of the wind pressure control device 120, e.g. with a specific desired value. For example, activation can take place with a specific target angle value (e.g. specified by the control curve and/or the lookup table described above) and/or a specific target speed or torque (e.g. specified by the control curve and/or the lookup table described above).

Wenn bei dieser Vergleichsoperation festgestellt wird, dass der mindestens eine Grenzwellenwert durch einen erfassten Momentanwert des Wellenparameters und/oder durch den gebildeten Mittelwert einer Mehrzahl von während einer bestimmten Zeitdauer erfassten Wellenparameterwerten des mindestens einen Wellenparameters unterschritten wird, kann keine Ansteuerung erfolgen oder beispielsweise eine Erhöhung des Winddrucks durch das Ansteuern der Winddruckregelungseinrichtung 120 z.B. mit einem bestimmten Sollwert bewirkt werden. Beispielsweise kann ein Ansteuern mit einem bestimmten Anstellsollwinkelwert (z.B. vorgegeben durch die Regelungskurve und/oder vorbeschriebener Lookup Tabelle) und/oder einer bestimmten Solldrehzahl bzw. ein Solldrehmoment (z.B. vorgegeben durch die Regelungskurve und/oder vorbeschriebener Lookup Tabelle) erfolgen.If it is determined during this comparison operation that the at least one limit wave value is undershot by a detected instantaneous value of the shaft parameter and/or by the average value formed of a plurality of shaft parameter values of the at least one shaft parameter recorded during a specific period of time, no activation can take place or, for example, an increase in the wind pressure by controlling the wind pressure control device 120, e.g. with a specific target value. For example, activation can take place with a specific target angle value (e.g. specified by the control curve and/or the lookup table described above) and/or a specific target speed or torque (e.g. specified by the control curve and/or the lookup table described above).

Ferner wird in der 1 die Unterwasserbodenoberfläche mit dem Bezugszeichen 132, die Wasseroberfläche bzw. (Ruhe-)Wasserlinie mit dem Bezugszeichen 128 bezeichnet, der Unterwasserboden mit 136 und die Wellenrichtung mit 165.Furthermore, in the 1 the underwater bottom surface with the reference number 132, the water surface or (still) waterline with the reference number 128, the underwater bottom with 136 and the wave direction with 165.

Die 2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel einer Winddruckänderungseinrichtung 208 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel ausgeführt und ansonsten auf die Ausführungen zur 1 verwiesen.the 2 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of a buoyant offshore wind turbine 200 according to the present application with an exemplary embodiment of a wind pressure change device 208 according to the present application. In order to avoid repetition, essentially only the differences from the previous exemplary embodiment are explained below and otherwise the explanations relating to FIG 1 referred.

Zunächst ist zu erkennen, dass das schwimmfähige Fundament 202 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Tension Leg Platform-Fundament 202 ist. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann das Fundament auch ein Semi-Submersible Fundament, ein Spar-Fundament oder dergleichen sein.First, it can be seen that the buoyant foundation 202 is a tension leg platform foundation 202 in the present exemplary embodiment. In other variants of the application, the foundation can also be a semi-submersible foundation, a savings foundation or the like.

Darüber hinaus umfasst die Offshore-Windkraftanlage 200 vorliegend zwei Erfassungseinrichtungen 225, 213. Es versteht sich, dass bei Varianten der Anmeldung die zumindest zwei Erfassungseinrichtungen 225, 213 durch eine gemeinsame Einrichtung gebildet sein können oder drei oder mehr Erfassungseinrichtungen vorgesehen sein können. In vorbeschriebener Weise können die mindestens zwei Erfassungseinrichtungen 225, 213 kommunikativ mit der Winddruckänderungseinrichtung 208 verbindbar sein.In addition, the offshore wind turbine 200 in the present case includes two detection devices 225, 213. It goes without saying that in variants of the application, the at least two detection devices 225, 213 can be formed by a common device or three or more detection devices can be provided. The at least two detection devices 225, 213 can be communicatively connected to the wind pressure change device 208 in the manner described above.

Die erste Erfassungseinrichtung 225, eingerichtet zum Erfassen des mindestens einen Wellenparameters, umfasst vorliegend den mindestens Wellensensor 214. Die weitere Erfassungseinrichtung 213, eingerichtet zum Erfassen mindestens eines weiteren Parameters, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Mehrzahl von Sensoren kommunikativ verbindbar. Beispielhaft ist vorliegend an jedem Rotorblatt 216 ein Dehnungsmessstreifen 213.2 angeordnet. Der mindestens eine Dehnungsmessstreifen 213.1 ist insbesondere eingerichtet zum Messen des (augenblicklichen) Biegewinkels des Rotorblatts 216.The first detection device 225, designed to detect the at least one shaft parameter, includes the at least shaft sensor 214. The further detection device 213, designed to detect at least one further parameter, can be communicatively connected to a plurality of sensors in the present exemplary embodiment. In the present example, a strain gauge 213.2 is arranged on each rotor blade 216. The at least one strain gauge 213.1 is set up in particular to measure the (instantaneous) bending angle of the rotor blade 216.

Zur Erfassung des Abstands zwischen einer Blattspitze 217 eines Rotorblatts 216 und der Turmaußenwand des Turms 204 kann die weitere Erfassungseinrichtung 213 mit mindestens einem optischen Abstandssensor 213.1 und/oder mindestens einem magnetischen Abstandssensor 213.1 und/oder mindestens einem elektrooptischen Abstandssensor 213.1 kommunikativ verbindbar sein. Der mindestens eine Abstandssensor 213.1 ist vorliegend an bzw. in der Turmaußenwand angeordnet, insbesondere auf Höhe des Durchgangs einer Blattspitze 217. Vorzugsweise kann aus Redundanzgründen eine Mehrzahl von Abstandssensoren vorgesehen sein.To detect the distance between a blade tip 217 of a rotor blade 216 and the outer wall of the tower 204, the further detection device 213 can be communicatively connectable to at least one optical distance sensor 213.1 and/or at least one magnetic distance sensor 213.1 and/or at least one electro-optical distance sensor 213.1. In the present case, the at least one distance sensor 213.1 is arranged on or in the outer wall of the tower, in particular at the height of the passage of a blade tip 217. A plurality of distance sensors can preferably be provided for reasons of redundancy.

Weitere Sensoren können alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, wie zuvor beschrieben wurde. Insbesondere kann mindestens ein Sensormodul vorgesehen sein, eingerichtet zum Messen des augenblicklichen (maximalen) Neigungswinkels des Turms 204. Als Messmodul kann zum Beispiel das System Seica NTT eingesetzt werden. Aus dem Neigungswinkel kann der Abstand zwischen einer Blattspitze 217 eines Rotorblatts 216 und der Turmaußenwand bestimmt werden, insbesondere berechnet werden.Other sensors can be provided alternatively or additionally, as previously described. In particular, at least one sensor module can be provided, set up to measure the instantaneous (maximum) angle of inclination of the tower 204. The Seica NTT system, for example, can be used as a measuring module. The distance between a blade tip 217 of a rotor blade 216 and the outer wall of the tower can be determined, in particular calculated, from the angle of inclination.

Auch können Windparameter, wie (gemessene und/oder prognostizierte) Windrichtung (insbesondere (augenblickliche) Hauptwindrichtung) und/oder (gemessene und/oder prognostizierte) Windstärke der Erfassungseinrichtung 213, beispielsweise durch einen Messmast des Windparks der Offshore-Windkraftanlage und/oder eine meteorologischen Dienstleister bereitgestellt werden.Wind parameters, such as (measured and/or predicted) wind direction (in particular (current) main wind direction) and/or (measured and/or predicted) wind strength of detection device 213, for example by a measuring mast of the wind farm of the offshore wind turbine and/or a meteorological service providers are provided.

Der mindestens eine weitere Parameter kann durch die Winddruckänderungseinrichtung 208 zusätzlich ausgewertet werden. Abhängig von dieser Auswertung kann die mindestens eine (zu Gunsten einer besseren Übersicht vorliegend nicht gezeigte) Winddruckregelungseinrichtung zusätzlich ansteuerbar sein. Insbesondere kann die Winddruckänderungseinrichtung 208 eingerichtet sein zum Ändern des auf die Offshore-Windkraftanlage 200 ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern der mindestens einen Winddruckregelungseinrichtung, zusätzlich basierend auf dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem weiteren Parameterkriterium. Das Parameterkriterium kann ein Regelkriterium sein, welches entsprechend dem mindestens einen Wellenkriterium gebildet sein kann, welches bereits beschrieben wurde. Auch können Parameterkriterium und Wellenkriterium ein gemeinsames Kriterium sein, wie eine Lookup-Tabelle und/oder eine Regelungskurve.The at least one further parameter can also be evaluated by wind pressure change device 208 . Depending on this evaluation, the at least one wind pressure control device (not shown here for the sake of a better overview) can also be controllable. In particular, the wind pressure changing device 208 can be set up to change the wind pressure exerted on the offshore wind turbine 200 by activating the at least one wind pressure control device, additionally based on the at least one further parameter detected and at least one further parameter criterion. The parameter criterion can be a control criterion, which can be formed in accordance with the at least one wave criterion that has already been described. The parameter criterion and the wave criterion can also be a common criterion, such as a lookup table and/or a control curve.

Ferner ist im vorliegend das schwimmfähige Fundament 202 über eine Mehrzahl von Verankerungsanordnungen 250 an dem Unterwasserboden 236 befestigt bzw. verankert. Eine dargestellte Verankerungsanordnung 250 verfügt über eine Ankerverbindung 246, insbesondere in Form eines Ankerseils 246 oder einer Ankerkette 246. Ein Ende der Ankerverbindung 246 ist an dem Fundament 202 befestigt und das andere Ende an mindestens einem Anker 244 (z.B. Gewichtsanker, Torpedoanker etc.). Der Anker 244 kann zumindest teilweise in dem Unterwasserboden 236 eingegraben sein.Furthermore, in the present case, the buoyant foundation 202 is fastened or anchored to the underwater floor 236 via a plurality of anchoring arrangements 250 . An illustrated anchoring assembly 250 has an anchor link 246, particularly in the form of an anchor cable 246 or an anchor chain 246. One end of the anchor link 246 is attached to the foundation 202 and the other end to at least one anchor 244 (e.g. weight anchor, torpedo anchor, etc.). The anchor 244 may be at least partially buried in the underwater bed 236 .

Darüber hinaus kann vorzugsweise die Offshore-Windkraftanlage 200 eine durch die Winddruckänderungseinrichtung 208 (über ein drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz) ansteuerbare Längenänderungseinrichtung 260 (insbesondere eine Windeneinrichtung 260) umfassen. Die Längenänderungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Verändern der Länge 248 einer Ankerverbindung 246 zwischen dem Anker 244 und dem schwimmfähigen Fundament 202 in dem (dargestellten) Verankerungszustand, basierend auf mindestens einem vorgegebenen Sollparameter. Die Winddruckänderungseinrichtung 208 kann insbesondere eingerichtet sein zum Ansteuern der Längenänderungseinrichtung 260, basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Längenkriterium, wie zuvor beschrieben wurde.In addition, the offshore wind power plant 200 can preferably include a length changing device 260 (in particular a winch device 260) that can be controlled by the wind pressure changing device 208 (via a wireless and/or wired communication network). The length changing device can be set up to change the length 248 of an anchor connection 246 between the anchor 244 and the floating foundation 202 in the anchored state (shown) based on at least one predetermined target parameter. The wind pressure changing device 208 can be set up in particular to control the length changing device 260, based on the at least one recorded wave parameter or the at least one recorded additional parameter and at least one length criterion as previously described.

Wie zu erkennen ist, verläuft die Länge 248 vorliegend von dem Befestigungspunkt der Ankerverbindung 246 am Anker 244 und dem Punkt, an dem die Ankerverbindung 246 in das Fundament 202 eintritt. Der vertikale Abstand zwischen Unterwasserboden 232 und Fundament 202 ist mit 215 bezeichnet und kann sich von der Länge 248 unterscheiden.As can be seen, the length 248 presently extends from the point of attachment of the anchor link 246 to the anchor 244 and the point where the anchor link 246 enters the foundation 202 . The vertical distance between the underwater floor 232 and the foundation 202 is denoted by 215 and can differ from the length 248 .

Die 3 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Verfahren kann insbesondere durch eine Winddruckänderungseinrichtung (beispielsweise ein Computer mit einem Prozessor, eingerichtet zum Ausführen eines Computerprogrammprodukts) ausgeführt werden, wie beispielsweise die Winddruckänderungseinrichtung 108 oder 208.the 3 FIG. 12 shows a diagram of an embodiment of a method according to the present application. The method can be carried out in particular by a wind pressure changing device (e.g. a computer with a processor configured to run a computer program product), such as the wind pressure changing device 108 or 208.

In einem ersten Schritt 301 kann, durch eine Erfassungseinrichtung, mindestens ein erfasster Wellenparameter bereitgestellt werden, wie zuvor beschrieben wurde. Vorzugsweise kann mindestens ein weiterer erfasster Parameter, durch mindestens eine weitere Erfassungseinrichtung, bereitgestellt werden, wie zuvor beschrieben wurde.In a first step 301, at least one detected shaft parameter can be provided by a detection device, as previously described. Preferably, at least one additional recorded parameter can be provided by at least one additional recording device, as described above.

In einem weiteren Schritt 302 erfolgt ein Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage, umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung, basierend auf dem mindestens einem bereitgestellten Wellenparameter und einem Wellenkriterium, derart, dass der auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage ausgeübte Winddruck geändert wird, wie zuvor beschrieben wurde. Wenn mindestens ein weiterer Parameter bereitgestellt wird, kann das Ansteuern zusätzlich auf dem mindestens einen weiteren Parameter und einem Parameterkriterium erfolgen. Hierbei können die mindestens zwei Kriterien in einem Gesamtregelungskriterium miteinander verknüpft sein.In a further step 302, at least one wind pressure control device of the buoyant offshore wind turbine is activated, comprising a pitch control device and/or a converter torque control device, based on the at least one provided wave parameter and a wave criterion, such that the Wind turbine exerted wind pressure is changed, as previously described. If at least one further parameter is provided, the activation can also take place on the basis of the at least one further parameter and a parameter criterion. The at least two criteria can be linked to one another in an overall regulation criterion.

Es versteht sich, dass die Schritte 301, 302 zumindest nahezu kontinuierlich und zumindest teilweise parallel ausgeführt werden können.It goes without saying that steps 301, 302 can be carried out at least almost continuously and at least partially in parallel.

Die 4 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 400 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ausgeführt und ansonsten auf die Ausführungen zu den vorherigen Figuren verwiesen. Lediglich zu Gunsten einer besseren Übersicht wurde auf die Darstellung von bereits bekannten Details, wie die mindestens eine Erfassungseinrichtung, die Gondel etc. verzichtet.the 4 FIG. 4 shows a schematic view of another embodiment of a buoyant offshore wind turbine 400 according to the present application. To avoid repetition, essentially only the differences from the previous exemplary embodiments are explained below and otherwise reference is made to the statements relating to the previous figures. Details that are already known, such as the at least one detection device, the gondola, etc., have only been omitted for the sake of a better overview.

Die Offshore-Windenergieanlage 200 umfasst eine Längenänderungseinrichtung 212, welche über eine Kommunikationsverbindung von einer Winddruckregelungseinrichtung 408 ansteuerbar ist.The offshore wind energy installation 200 includes a length change device 212 which can be controlled by a wind pressure control device 408 via a communication link.

Die Längenänderungseinrichtung 460 umfasst vorliegend mindestens eine Windeneinrichtung 462, vorzugsweise drei Windeneinrichtungen 462.1, 462.2, 462.3. Insbesondere kann jeder Verankerungsanordnung 450.1, 450.2, 450.3 eine Windeneinrichtung 462.1, 462.2, 462.3 zugeordnet sein. Vorzugsweise kann jede Ankerverbindung 446.1, 446.2, 446.3 mit jeweils einer Windeneinrichtung 462.1, 462.2, 462.3 gekoppelt sein. Insbesondere kann eine Ankerverbindung 446.1, 446.2, 446.3 mit einer zylindrischen Trommel (Winde) einer Windeneinrichtung 462.1, 462.2, 462.3 gekoppelt sein, um die Ankerverbindung 446.1, 446.2, 446.3 zumindest zwischen einer minimalen und einer maximalen Länge auf- und abzuwickeln.In the present case, the length-changing device 460 comprises at least one winch device 462, preferably three winch devices 462.1, 462.2, 462.3. In particular, each anchoring arrangement 450.1, 450.2, 450.3 can be assigned a winch device 462.1, 462.2, 462.3. Each anchor connection 446.1, 446.2, 446.3 can preferably be coupled to a respective winch device 462.1, 462.2, 462.3. In particular, an anchor connection 446.1, 446.2, 446.3 can be coupled to a cylindrical drum (winch) of a winch device 462.1, 462.2, 462.3 in order to wind and unwind the anchor connection 446.1, 446.2, 446.3 at least between a minimum and a maximum length.

Hierfür kann jede Windeneinrichtung 462.1, 462.2, 462.3 über einen Antrieb 464 und eine Feststellbremse 466 verfügen. Zum Verändern einer Länge 448.1, 448.2, 448.3 kann zunächst ein lokales Regelmodul 461 (bei Erhalt eines entsprechenden Ansteuerbefehls, insbesondere enthalten einen bestimmten Längensollwert) der Längenänderungseinrichtung 460 die entsprechende Feststellbremse 466 ansteuern, um ein Lösen dieser Feststellbremse 466 zu bewirken. Dann kann das Regelmodul 461 den entsprechenden Antrieb 464 (vorzugsweise ein Elektromotor 464) ansteuern, um ein Aufwickeln oder Abwickeln um eine bestimmte Länge (z.B. entsprechend dem Sollwert) zu bewirken. Anschließend kann die Feststellbremse 466 wieder arretiert werden, gesteuert durch das Regelmodul 461.Each winch device 462.1, 462.2, 462.3 can have a drive 464 and a parking brake 466 for this purpose. To change a length 448.1, 448.2, 448.3, a local control module 461 (upon receipt of a corresponding control command, in particular containing a specific desired length value) of the length changing device 460 can first control the corresponding parking brake 466 in order to release this parking brake 466. Then the control module 461 can control the appropriate drive 464 (preferably an electric motor 464) to cause winding or unwinding by a certain length (e.g. according to the desired value). The parking brake 466 can then be locked again, controlled by the control module 461.

In der 4 bezeichnet das Bezugszeichen 463 die (augenblickliche) Hauptwindrichtung und das Bezugszeichen 465 die (augenblickliche) Hauptwellenrichtung (in der Regel können diese Richtungen 463, 465 nahezu identisch sein).In the 4 reference numeral 463 denotes the (current) main wind direction and reference number 465 the (current) main wave direction (generally these directions 463, 465 can be almost identical).

Wie zudem der 4 zu entnehmen ist, kann mindestens eine im Wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufende Vertikalankerverbindung 446.2 an dem schwimmfähigen Fundament 402 befestigt sein. Mindestens eine in einem Winkel 429 zur vertikalen Richtung von zumindest 2°, vorzugsweise zumindest 5° (und höchstens 45°), verlaufende Winkelankerverbindung 446.1, 446.2 kann an dem schwimmfähigen Fundament 402 befestigt sein.As well as the 4 can be seen, at least one vertical anchor connection 446.2 running essentially in the vertical direction can be fastened to the floating foundation 402. At least one angle anchor connection 446.1, 446.2 running at an angle 429 to the vertical direction of at least 2°, preferably at least 5° (and at most 45°), can be fastened to the floating foundation 402.

Die Längenänderungseinrichtung 460 kann eingerichtet sein zum Verändern der Länge der Vertikalankerverbindung 446.2 und/oder der Winkelankerverbindung 446.1, 446.3, basierend auf mindestens einem vorgegebenen Sollparameter. Insbesondere abhängig von dem mindestens einen Wellenparameter und/oder dem mindestens einen weiteren Parameter kann es vorteilhaft sein, wenn die jeweiligen Längen der Vertikalankerverbindung 446.2 und der mindestens einen Winkelankerverbindung 446.1, 446.3 unterschiedlich verändert werden (dies kann in dem mindestens einen Wellen- und/oder Längenkriterium abgebildet sein).The length-changing device 460 can be set up to change the length of the vertical anchor connection 446.2 and/or the angular anchor connection 446.1, 446.3, based on at least one predetermined target parameter. Depending in particular on the at least one shaft parameter and/or the at least one other parameter, it can be advantageous if the respective lengths of the vertical anchor connection 446.2 and the at least one angle anchor connection 446.1, 446.3 are changed differently (this can be done in the at least one shaft and/or length criterion).

Wenn insbesondere die vertikale Ebene, in dem der Winkel 429 der Winkelankerverbindung 446.1, 446.3 zur vertikalen Richtung liegt, sich in eine Richtung parallel (±20°) zur Hauptwindrichtung (±20°) und/oder Hauptwellenrichtung (±20°) erstreckt und insbesondere der Anker 444 dieser Winkelankerverbindung 446.1 sich auf der wind- und/oder wellenauftreffenden Seite befindet, kann insbesondere durch den mindestens einen Längensollparameter vorgegeben werden, dass die Ankerverbindung der genannten Winkelankerverbindung 446.1 stärker verkürzt wird (z.B. 2 bis 10 m mehr) als die mindestens eine Vertikalankerverbindung 446.2, insbesondere derart, dass sich ohne Wind und Wellen eine Neigung in Richtung der Hauptwindrichtung 463 und/oder Hauptwellenrichtung 463 ergeben würde. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass bei mindestens einer weiteren Winkelankerverbindung 446.3, bei der sich der Anker 444 auf der wind- und/oder wellenabgewandten Seite befindet, unverändert gelassen oder verlängert wird, so dass sich ohne Wind und Wellen eine Neigung in Richtung der Hauptwindrichtung 463 und/oder Hauptwellenrichtung 465 ergeben würde.In particular, if the vertical plane in which the angle 429 of the angle anchor connection 446.1, 446.3 lies to the vertical direction extends in a direction parallel (±20°) to the main wind direction (±20°) and/or main wave direction (±20°) and in particular the anchor 444 of this angle anchor connection 446.1 is on the side that is exposed to the wind and/or waves, it can be specified in particular by the at least one target length parameter that the anchor connection of the mentioned angle anchor connection 446.1 is shortened more (e.g. 2 to 10 m more) than the at least one Vertical anchor connection 446.2, in particular such that without wind and waves there would be an inclination in the direction of the main wind direction 463 and/or main wave direction 463. In addition or as an alternative, it can be provided that at least one further angle anchor connection 446.3, in which the anchor 444 is on the side away from the wind and/or waves, is left unchanged or lengthened, so that without wind and waves there is an inclination in the direction of the Main wind direction 463 and/or main wave direction 465 would result.

Die 5 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Offshore-Windkraftanlage 500 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen nach den vorherigen Figuren beschrieben und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Es sei angemerkt, dass lediglich zu Gunsten einer besseren Übersicht auf eine Darstellung von einzelnen Details verzichtet wurde.the 5 FIG. 5 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of an offshore wind turbine 500 according to the present application. In order to avoid repetition, essentially only the differences from the previous exemplary embodiments according to the previous figures are described below and otherwise reference is made to the previous explanations. It should be noted that a representation of individual details was omitted merely in favor of a better overview.

Insbesondere wird in der 5 eine Kipp- bzw. Schwankbewegung (angedeutet durch den Pfeil 572) der schwimmenden Offshore-Windkraftanlage 500 angedeutet. So ist in der gestrichelten Ausführung die Offshore-Windkraftanlage 500 im Umkehrpunkt der Kippbewegung dargestellt, also wenn der Kippwinkel 573 maximal ist. Zudem ist die Offshore-Windkraftanlage 500 in dem vertikalen Zustand dargestellt.In particular, in the 5 a tilting or swaying movement (indicated by the arrow 572) of the floating offshore wind turbine 500 is indicated. In the dashed version, the offshore wind power plant 500 is shown at the reversal point of the tilting movement, ie when the tilting angle 573 is at its maximum. In addition, the offshore wind turbine 500 is shown in the vertical state.

Diese Schwankbewegung bzw. Schwingungen können insbesondere durch die auf die Offshore-Windkraftanlage 500 treffenden Wasserwellen angeregt werden. Hierbei kann es insbesondere zu kritischen Zuständen kommen, wenn die Wasserwellenfrequenz im Bereich der Resonanzfrequenz der Offshore-Windkraftanlage 500 liegt. Um dies zu verhindern, wird vorzugsweise die Wasserwellenfrequenz erfasst und bei Bedarf der Winddruck auf den Turmkopf geändert, insbesondere reduziert, so dass die Resonanzfrequenz der Offshore-Windkraftanlage 500 geändert wird, wie insbesondere zuvor beschrieben wurde.This swaying movement or oscillations can be excited in particular by the water waves hitting the offshore wind turbine 500 . This can lead to critical states in particular if the water wave frequency is in the range of the resonant frequency of the offshore wind turbine 500 . In order to prevent this, the water wave frequency is preferably detected and, if necessary, the wind pressure on the tower head is changed, in particular reduced, so that the resonant frequency of the offshore wind turbine 500 is changed, as has been described in particular above.

Der zeitliche Verlauf des Kippwinkels α zwischen den maximalen Kippwinkeln -676, 676 ist in der 6 dargestellt. Wie aus der 6 zu erkennen ist, ergibt sich ein im Wesentlichen sinusförmiger Verlauf.The time course of the tilt angle α between the maximum tilt angles -676, 676 is in 6 shown. How from the 6 can be seen, the result is an essentially sinusoidal curve.

Die Offshore-Windkraftanlage 500 kann vorliegend als weitere Erfassungseinrichtung mindestens eine Lageerfassungseinrichtung 570 (mit mindestens einem geeigneten Lagesensor) umfassen, eingerichtet zum Erfassen des mindestens einen (augenblicklichen) Lageparameters der Offshore-Windkraftanlage 500. Anders ausgedrückt, kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Offshore-Windkraftanlage 500 insbesondere zusätzlich mindestens ein Ist-Lageparameter der Offshore-Windkraftanlage 500, durch die Lageerfassungseinrichtung 570, selbst bestimmen. Insbesondere kann eine Ansteuerung einer Winddruckregelungseinrichtung oder einer anderen Einrichtung, abhängig von einer zusätzlichen Auswertung (z.B. kann entsprechend einem Kriterium eine Differenz zwischen dem erfassten Lageparameter bzw. Ist-Lageparameter und einem (vorgegebenen) Lagesollparameter) erfolgen.In the present case, the offshore wind turbine 500 can comprise at least one position detection device 570 (with at least one suitable position sensor) as a further detection device, set up to detect the at least one (instantaneous) position parameter of the offshore wind turbine 500. In other words, in this exemplary embodiment, the offshore wind turbine 500, in particular, additionally determine at least one actual position parameter of the offshore wind turbine 500 by the position detection device 570 itself. In particular, a wind pressure control device or another device can be activated as a function of an additional evaluation (e.g. a difference between the detected position parameter or actual position parameter and a (specified) position setpoint parameter can take place according to a criterion).

Der mindestens eine Lageparameter kann beispielsweise mindestens ein Lagewinkel (auch Eulerwinkel genannt) der Offshore-Windkraftanlage 500 sein. Der mindestens eine Lageparameter kann beispielsweise ein Gierwinkel (Winkel zwischen der aktuellen Ausrichtung der Offshore-Windkraftanlage 500 und der Hochachse (auch z-Achse genannt)), ein Rollwinkel (Winkel zwischen der aktuellen Ausrichtung der Offshore-Windkraftanlage 500 und einer Längsachse (auch x-Achse genannt)) und/oder ein Stampf- bzw. Nickwinkel sein (Winkel zwischen der aktuellen Ausrichtung der Offshore-Windkraftanlage 500 und einer Längsachse (auch y-Achse genannt)).The at least one position parameter can be at least one position angle (also called Euler angle) of the offshore wind power plant 500, for example. The at least one position parameter can be, for example, a yaw angle (angle between the current orientation of the offshore wind turbine 500 and the vertical axis (also called the z-axis)), a roll angle (angle between the current orientation of the offshore wind turbine 500 and a longitudinal axis (also called the x axis)) and/or a pitching or pitching angle (angle between the current orientation of the offshore wind turbine 500 and a longitudinal axis (also called the y-axis)).

Bevorzugt kann die Lageerfassungseinrichtung 570 eine Kippwinkelerfassungseinrichtung 570 sein, eingerichtet zum Erfassen des (maximalen) Kippwinkels 573 der Offshore-Windkraftanlage 500. Wie dargestellt ist, ist der Kippwinkel 573 insbesondere der auf eine vertikale Achse 571 bzw. Richtung z bezogene (maximale) Winkel 573 bei einer Kipp- oder Schwankbewegung 572 der Offshore-Windkraftanlage 500. Beispielsweise kann als Lagesollparameter ein (maximaler) Kippwinkel 573 durch ein Kriterium zusätzlich vorgegeben werden, vorzugsweise ein zulässiger Kippwinkelbereich. Wenn der Ist-Kippwinkel 573 außerhalb des zulässigen Kippwinkelbereichs liegt, kann insbesondere die Länge derart (insbesondere so lange) verändert werden, dass (bis) der erfasste Kippwinkel 573 wieder in dem zulässigen Bereich liegt. Entsprechendes gilt für den mindestens einen erfassten Wellenparameter.The position detection device 570 can preferably be a tilt angle detection device 570 set up to detect the (maximum) tilt angle 573 of the offshore wind turbine 500. As shown, the tilt angle 573 is in particular that on a vertical axis 571 or direction z-related (maximum) angle 573 during a tilting or swaying movement 572 of the offshore wind turbine 500. For example, a (maximum) tilt angle 573 can be additionally specified as a position setpoint parameter by a criterion, preferably a permissible tilt angle range. If the actual tilting angle 573 is outside the permissible tilting angle range, the length in particular can be changed in such a way (in particular for so long) that (until) the detected tilting angle 573 is again in the permissible range. The same applies to the at least one recorded shaft parameter.

Alternativ oder zusätzlich kann die Lageerfassungseinrichtung 570 eine Kippfrequenzerfassungseinrichtung 570 sein, eingerichtet zum Erfassen der Kippfrequenz (fkipp=1/Tkipp, siehe 4) der Offshore-Windkraftanlage 500. Es versteht sich, dass das Erfassen der Kippfrequenz fkipp ein Erfassen der Kippperiodendauer Tkipp umfasst. Diese Kippfrequenz fkipp kann vorzugsweise in analoger Weise ausgewertet werden.Alternatively or additionally, the position detection device 570 can be a tilt frequency detection device 570, set up to detect the tilt frequency (f tilt =1/T tilt , see 4 ) of the offshore wind turbine 500. It goes without saying that the detection of the tilt frequency f tilt includes a detection of the tilt period duration T tilt . This tipping frequency f tipping can preferably be evaluated in an analogous manner.

Die 7a und 7b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 700 mit unterschiedlich eingestellten vertikalen Abständen 790.1, 790.2. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Es sei angemerkt, dass lediglich zu Gunsten einer besseren Übersicht auf eine Darstellung beispielsweise der gesamten Windkraftvorrichtung verzichtet wurde.the 7a and 7b show another exemplary embodiment of a buoyant offshore wind turbine 700 with differently set vertical distances 790.1, 790.2. In order to avoid repetition, essentially only the differences from the previous exemplary embodiments are described below and otherwise reference is made to the previous explanations. It should be noted that, for the sake of a better overview, the entire wind power device is not shown, for example.

Der Unterschied zwischen den Abständen 790.1, 790.2 in den 7a und 7b ist mit dem Bezugszeichen 789 bezeichnet. Der einstellbare Unterschied kann vorzugsweise zwischen 10 m und 40 m liegen.The difference between the distances 790.1, 790.2 in the 7a and 7b is denoted by reference numeral 789. The adjustable difference can preferably be between 10 m and 40 m.

Zum Verstellen des vertikalen Abstands 790.1, 790.2 (zur Unterwasserbodenoberfläche 732 (bzw. zur (Ruhe-)Wasserlinie 728)) ist vorliegend mindestens ein mit einem Ballastmedium 787 befüllbarer Ballasttank 788 vorgesehen, der vorzugsweise in dem Fundament 702 angeordnet ist, und mindestens eine durch eine Winddruckänderungseinrichtung 708 ansteuerbare Ballastmediumfördereinrichtung 782. Diese ist insbesondere eingerichtet zum Verändern des Füllstands 786 des Ballasttanks 788.In order to adjust the vertical distance 790.1, 790.2 (to the underwater bottom surface 732 (or to the (still) water line 728)), at least one ballast tank 788 that can be filled with a ballast medium 787 is provided, which is preferably arranged in the foundation 702, and at least one through a wind pressure changing device 708 controllable ballast medium delivery device 782. This is set up in particular to change the fill level 786 of the ballast tank 788.

Vorliegend umfasst die Ballastmediumfördereinrichtung 782 insbesondere zwei Pumpvorrichtungen 782. Eine Pumpvorrichtung 782 ist insbesondere eingerichtet zum Verändern des Füllstands 786 des Ballasttanks 788 durch aktives Fördern des Ballastmediums 787 (insbesondere Wasser) in den Ballasttank 788 hinein (angedeutet durch den Pfeil 783). Insbesondere kann in dem Fundament 702 eine Öffnung 784 angeordnet sein, durch die das Ballastmedium 787 in den Ballasttank 788 gepumpt werden kann.In the present case, the ballast medium conveying device 782 comprises, in particular, two pumping devices 782. A pumping device 782 is set up in particular to change the fill level 786 of the ballast tank 788 by actively conveying the ballast medium 787 (in particular water) into the ballast tank 788 (indicated by the arrow 783). In particular, an opening 784 can be arranged in the foundation 702 through which the ballast medium 787 can be pumped into the ballast tank 788 .

Die weitere Pumpvorrichtung 782 ist insbesondere eingerichtet zum Verändern des Füllstands 786 des Ballasttanks 788 durch aktives Fördern des Ballastmediums 787 aus dem Ballasttank 788 heraus (angedeutet durch den Pfeil 780). Insbesondere kann in dem Fundament 702 eine weitere Öffnung 781 angeordnet sein, durch die das Ballastmedium 787 aus dem Ballasttank 788 gepumpt werden kann.The additional pumping device 782 is set up in particular to change the fill level 786 of the ballast tank 788 by actively conveying the ballast medium 787 out of the ballast tank 788 (indicated by the arrow 780). In particular, a further opening 781 can be arranged in the foundation 702 through which the ballast medium 787 can be pumped out of the ballast tank 788 .

Vorzugsweise kann ein (nicht dargestelltes) Regelmodul vorgesehen sein. Das (lokale) Regelmodul der Ballastmediumfördereinrichtung kann durch die Winddruckänderungseinrichtung 708 mit einem Sollparameter (z.B. eine bestimmte Füllmenge (z.B. voll, halb voll, leer, x Liter etc.) oder dergleichen) ansteuerbar sein. A control module (not shown) can preferably be provided. The (local) control module of the ballast medium conveying device can be controlled by the wind pressure changing device 708 with a target parameter (e.g. a specific filling quantity (e.g. full, half full, empty, x liters etc.) or the like).

Abhängig von einem durch ein (nicht dargestelltes) Füllstandsmesselement des Regelmoduls messbaren augenblicklichen Füllstand 786 und einem erhaltenen Sollparameter, kann eine Pumpvorrichtung 782 derart angesteuert werden, dass der Füllstand 786 entsprechend dem Sollparameter verändert wird. Insbesondere kann durch eine Veränderung des vertikalen Abstands 790.1, 790.2 die Lage einer Offshore-Windkraftanlage 700 stabilisiert werden. Zudem kann hierdurch insbesondere der Leistungsertrag gesteigert werden.Depending on an instantaneous fill level 786 measurable by a fill level measuring element (not shown) of the control module and a target parameter obtained, a pump device 782 can be controlled in such a way that the fill level 786 is changed according to the target parameter. In particular, the position of an offshore wind turbine 700 can be stabilized by changing the vertical distance 790.1, 790.2. In addition, the power yield in particular can be increased as a result.

Ferner kann an der Offshore-Windkraftanlage 700 zudem mindestens ein Nachführmodul 785 angeordnet sein, eingerichtet zum Nachführen (also Verändern der Länge) der Ankerverbindung 746, insbesondere bei einer Veränderung des vertikalen Abstands 790.1, 790.2 zwischen einer Unterwasserbodenoberfläche 732 des Unterwasserbodens 736 und dem schwimmfähigen Fundament 702. Um zu verhindern, dass eine gewünschte (Mindest- und/oder Höchst-) Spannung zwischen Anker 744 und Fundament 702 unterschritten oder überschritten wird, kann insbesondere jede Ankerverbindung 746 mit einem Nachführmodul 785 gekoppelt sein, um die Ankerverbindung 746 entsprechend nachzuführen.Furthermore, at least one tracking module 785 can also be arranged on the offshore wind turbine 700, set up for tracking (i.e. changing the length) of the anchor connection 746, in particular when there is a change in the vertical distance 790.1, 790.2 between an underwater bottom surface 732 of the underwater bottom 736 and the buoyant foundation 702. In order to prevent a desired (minimum and/or maximum) voltage between the anchor 744 and the foundation 702 from being undercut or exceeded, each anchor connection 746 can in particular be coupled to a tracking module 785 in order to track the anchor connection 746 accordingly.

Die 8a und 8b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 800 mit unterschiedlich eingestellten vertikalen Abständen 893. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Es sei angemerkt, dass lediglich zu Gunsten einer besseren Übersicht auf eine Darstellung von z.B. der gesamten Windkraftvorrichtung verzichtet wurde.the 8a and 8b 12 show a further exemplary embodiment of a buoyant offshore wind turbine 800 with differently set vertical distances 893. To avoid repetition, essentially only the differences from the previous exemplary embodiments are described below and otherwise reference is made to the previous explanations senior It should be noted that, for the sake of a better overview, a representation of, for example, the entire wind power device was omitted.

Vorliegend ist mindestens ein mit dem schwimmfähigen Fundament 802 verbundenes Gewichtselement 894 vorgesehen. Insbesondere kann das Gewichtselement 894 über eine Gewichtsverbindung 895 (z.B. ein Ankerseil 895 und/oder eine Ankerkette 895) mit dem Fundament 802 verbunden sein kann.In the present case, at least one weight element 894 connected to the buoyant foundation 802 is provided. In particular, the weight element 894 can be connected to the foundation 802 via a weight connection 895 (e.g. an anchor cable 895 and/or an anchor chain 895).

In einem abgesenkten Zustand des Gewichtselements 894 wird insbesondere nahezu keine Gewichtskraft durch das mindestens eine Gewichtselements 894 auf das Fundament 802 ausgeübt. In einem abgehobenen Zustand des Gewichtselements 894, beispielsweise bewirkt durch eine Gewichtsverstelleinrichtung 892 (z.B. eine Winde 892), wird insbesondere eine Gewichtskraft g (entsprechend dem Gewicht des Gewichtselements 894) durch das mindestens eine Gewichtselement 894 auf das Fundament 802 ausgeübt. Insbesondere kann in vorbeschriebener Weise die Winddruckänderungseinrichtung 808 die Gewichtsverstelleinrichtung 892 mit einem entsprechenden Sollparameter ansteuern.In a lowered state of the weight element 894, in particular almost no weight force is exerted on the foundation 802 by the at least one weight element 894. When weight element 894 is in a raised state, for example caused by a weight adjustment device 892 (e.g. a winch 892), a weight force g (corresponding to the weight of weight element 894) is exerted on foundation 802 by the at least one weight element 894. In particular, the wind pressure changing device 808 can control the weight adjustment device 892 with a corresponding setpoint parameter in the manner described above.

Durch eine Verstellung, durch die Gewichtsverstelleinrichtung 892, zwischen den genannten Zuständen des Gewichtselements 894 kann eine Veränderung des genannten vertikalen Abstands 820 mindestens zwischen zwei diskreten Werten bewirkt werden.By adjusting the weight adjustment device 892 between the mentioned states of the weight element 894, a change in the mentioned vertical distance 820 can be brought about at least between two discrete values.

Auch hier kann ein (nicht dargestelltes) Regelmodul vorgesehen sein, welches in Abhängigkeit des erhaltenen Sollparameters (z.B. Absenken oder nicht Absenken) die Gewichtsverstelleinrichtung 892 ansteuern kann.A control module (not shown) can also be provided here, which can control the weight adjustment device 892 as a function of the setpoint parameter received (e.g. lowering or not lowering).

Es versteht sich, dass die Ausführungsbeispiele nach den 1, 2, 4, 7a, 7b und/oder 8a, 8b miteinander kombiniert werden können.It is understood that the embodiments according to the 1 , 2 , 4 , 7a , 7b and/or 8a, 8b can be combined with one another.

Claims (14)

Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), umfassend: - mindestens ein schwimmfähiges Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802), umfassend mindestens einen Schwimmkörper, - einen an dem schwimmfähigen Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802) angeordneten Turm (104, 204, 404, 504, 704, 804), und - eine an dem Turm (104, 204, 404, 504, 704, 804) angeordnete Gondel (106, 206) mit einer Mehrzahl von Rotorblättern (116, 216), dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) ferner umfasst: - mindestens eine Erfassungseinrichtung (125, 225), eingerichtet zum Erfassen mindestens eines Wellenparameters, und - mindestens eine Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 508, 708, 808), eingerichtet zum Ändern des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung (120) der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung (120.1) und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung (120.2), basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter und einem Wellenkriterium.Floatable offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800), comprising: - at least one buoyant foundation (102, 202, 402, 502, 702, 802) comprising at least one float, - one on the buoyant foundation (102, 202, 402, 502, 702, 802) arranged tower (104, 204, 404, 504, 704, 804), and - a nacelle arranged on the tower (104, 204, 404, 504, 704, 804). (106, 206) with a plurality of rotor blades (116, 216), characterized in that the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) further comprises: - at least one detection device (125, 225) , set up for detecting at least one wave parameter, and - at least one wind pressure changing device (108, 208, 408, 508, 708, 808), set up for changing the on the floatable offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) exerted wind pressure by controlling at least one wind pressure control device (120) of the buoyant offshore Windkr ftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), comprising a pitch control device (120.1) and / or a converter torque control device (120.2), based on the at least one detected shaft parameter and a shaft criterion. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - der mindestens eine Wellenparameter ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend: - Wellenhöhe, - Wellenrichtung, und - Wellenfrequenz.Floating offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to claim 1 , characterized in that - the at least one wave parameter is selected from the group comprising: - wave height, - wave direction, and - wave frequency. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das mindestens eine Wellenkriterium ein lineares Regelungskriterium oder ein nicht-lineares Regelungskriterium ist.Floating offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to claim 1 or 2 , characterized in that - the at least one wave criterion is a linear control criterion or a non-linear control criterion. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - das Regelungskriterium ein Totband und/oder Hysterese enthält.Floating offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to claim 3 , characterized in that - the regulation criterion contains a dead band and/or hysteresis. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) mindestens eine weitere Erfassungseinrichtung (213) umfasst, - wobei die mindestens eine weitere Erfassungseinrichtung (213) eingerichtet ist zum Erfassen mindestens eines weiteren Parameters, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend: - Abstand zwischen einer Blattspitze (217) eines Rotorblatts (116, 216) und der Turmaußenwand, - Kippwinkels des Turms (104, 204, 404, 504, 704, 804), - Kippfrequenz des Turms (104, 204, 404, 504, 704, 804), - Biegewinkel eines Rotorblatts (116, 216), - Windgeschwindigkeit, - Windrichtung.Floatable offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to one of the preceding claims, characterized in that - the floatable offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) at least one further detection device (213), - wherein the at least one further detection device (213) is set up to detect at least one further parameter, selected from the group comprising: - distance between a blade tip (217) of a rotor blade (116, 216) and the outer wall of the tower, - pitch angle of the tower (104, 204, 404, 504, 704, 804), - pitch frequency of the tower (104, 204, 404, 504, 704, 804), - bending angle of a rotor blade (116, 216), - wind speed, - wind direction. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - die Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 508, 708, 808) eingerichtet ist zum Ändern des auf die Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern der mindestens einen Winddruckregelungseinrichtung (120), zusätzlich basierend auf dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem weiteren Parameterkriterium.Floating offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to claim 4 , characterized in that - the wind pressure changing device (108, 208, 408, 508, 708, 808) is set up to change the wind pressure exerted on the offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) by controlling the at least a wind pressure control device (120), additionally based on the at least one detected additional parameter and at least one additional parameter criterion. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) umfasst: - mindestens einen mit einem Ballastmedium (787) befüllbaren Ballasttank (788), und - mindestens eine Ballastmediumfördereinrichtung (782), eingerichtet zum Verändern des Füllstands (786) des Ballasttanks (788), - wobei die Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 508, 708, 808) eingerichtet ist zum Ansteuern der Ballastmediumfördereinrichtung (782), basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Ballastkriterium.A buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to any one of the preceding claims, characterized in that the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) comprises: - at least one a ballast tank (788) that can be filled with a ballast medium (787), and - at least one ballast medium conveying device (782), set up to change the filling level (786) of the ballast tank (788), - the wind pressure changing device (108, 208, 408, 508, 708, 808) is set up to control the ballast medium conveying device (782) based on the at least one recorded shaft parameter or the at least one recorded additional parameter and at least one ballast criterion. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) umfasst: - mindestens ein mit dem schwimmfähigen Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802) verbundenes Gewichtselement (894), das zumindest zwischen einem auf der Unterwasserbodenoberfläche (132, 232, 432, 732, 832) abgesenkten Zustand und einem von der Unterwasserbodenoberfläche (132, 232, 432, 732, 832) abgehobenen Zustand veränderbar ist, und - mindestens eine Gewichtsverstelleinrichtung (892), eingerichtet zum Verstellen des Gewichtselements (894) zwischen dem abgesenkten Zustand und dem abgehobenen Zustand, - wobei die Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 708, 808) eingerichtet ist zum Ansteuern der Gewichtsverstelleinrichtung (892), basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Gewichtskriterium.A buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to any one of the preceding claims, characterized in that the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) comprises: - at least one a weight element (894) connected to the buoyant foundation (102, 202, 402, 502, 702, 802) and movable at least between a state lowered onto the underwater bottom surface (132, 232, 432, 732, 832) and a state suspended from the underwater bottom surface (132 , 232, 432, 732, 832) can be changed in the raised state, and - at least one weight adjustment device (892), set up for adjusting the weight element (894) between the lowered state and the raised state, - the wind pressure changing device (108, 208, 408 , 708, 808) is set up to control the weight adjustment device (892) based on the at least one detected shaft parameter or the at least one detected additional parameter and at least one em weight criterion. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) umfasst: - mindestens eine Verankerungsanordnung (250, 450), eingerichtet zum Befestigen der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) an einem Unterwasserboden (136, 236, 436, 736, 836) in einem Verankerungszustand der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), - wobei die Verankerungsanordnung (250, 450) mindestens eine zwischen einem Anker (244, 444) und dem schwimmfähigen Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802) verlaufende Ankerverbindung (246, 446) umfasst, - mindestens eine Längenänderungseinrichtung (260, 460) eingerichtet zum Verändern der Länge der Ankerverbindung (246, 446) zwischen dem Anker (244, 444) und dem schwimmfähigen Fundament (104, 204, 304, 504, 604) in dem Verankerungszustand, - wobei die Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 708, 808) eingerichtet ist zum Ansteuern der Längenänderungseinrichtung (260, 460), basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Längenkriterium.A buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to any one of the preceding claims, characterized in that the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) comprises: - at least one Anchoring arrangement (250, 450) set up for fastening the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) to an underwater bed (136, 236, 436, 736, 836) in an anchored state of the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800), - wherein the anchoring arrangement (250, 450) comprises at least one between an anchor (244, 444) and the buoyant foundation (102, 202, 402, 502, 702, 802) running anchor connection (246, 446), - at least one length changing device (260, 460) set up to change the length of the anchor connection (246, 446) between the anchor (244, 444) and the buoyant foundation (104, 204, 304, 504 , 604) in the anchored condition, - the wind pressures a Changing device (108, 208, 408, 708, 808) is set up to control the length changing device (260, 460), based on the at least one detected shaft parameter or the at least one detected additional parameter and at least one length criterion. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - mindestens eine im Wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufende Vertikalankerverbindung (446.2) an dem schwimmfähigen Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802) befestigt ist, und - mindestens eine in einem Winkel zur vertikalen Richtung von zumindest 2°, vorzugsweise zumindest 5°, verlaufende Winkelankerverbindung (446.1, 446.3) an dem schwimmfähigen Fundament (102, 202, 402, 502, 702, 802) befestigt ist, - wobei die Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 708, 808) eingerichtet ist zum Ansteuern der Längenänderungseinrichtung (260, 460), derart, dass die Länge der Vertikalankerverbindung (446.2) und/oder die Länge der Winkelankerverbindung (446.1, 446.3) verändert wird, basierend auf dem mindestens einen erfassten Wellenparameter oder dem mindestens einen erfassten weiteren Parameter und mindestens einem Längenkriterium.Floatable offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to one of the preceding claims, characterized in that - at least one vertical anchor connection (446.2) running essentially in the vertical direction on the floatable foundation (102, 202, 402 , 502, 702, 802) and - at least one angle anchor connection (446.1, 446.3) running at an angle to the vertical direction of at least 2°, preferably at least 5°, on the buoyant foundation (102, 202, 402, 502, 702, 802) is attached, - the wind pressure changing device (108, 208, 408, 708, 808) being set up to control the length changing device (260, 460) in such a way that the length of the vertical anchor connection (446.2) and/or the length of the Angular anchor connection (446.1, 446.3) is changed based on the at least one recorded shaft parameter or the at least one recorded additional parameter and at least one length criterion. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) umfasst: - mindestens eine Überwachungseinrichtung eingerichtet zum Detektieren eines Ausfalls mindestens einer Windkraftanlagenkomponente, umfassend die mindestens eine Erfassungseinrichtung (125, 213, 225), die Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 708, 808), die Längenänderungseinrichtung (260, 460), die Gewichtsverstelleinrichtung (894), die Ballastmediumfördereinrichtung (782) und/oder die mindestens eine Winddruckregelungseinrichtung (120), - wobei die Überwachungseinrichtung ein Alarmmodul umfasst, eingerichtet zum Ausgeben einer Alarmmeldung bei einer Detektion eines Ausfalls einer der überwachten Windkraftanlagenkomponenten.A buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) according to any one of the preceding claims, characterized in that the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) comprises: - at least one Monitoring device turned on for detecting a failure of at least one wind turbine component, comprising the at least one detection device (125, 213, 225), the wind pressure changing device (108, 208, 408, 708, 808), the length changing device (260, 460), the weight adjusting device (894), the ballast medium conveying device (782) and/or the at least one wind pressure control device (120), - the monitoring device comprising an alarm module set up to output an alarm message when a failure of one of the monitored wind turbine components is detected. Winddruckänderungseinrichtung (108, 208, 408, 708, 808) für eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), insbesondere eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend: - mindestens ein Empfangsmodul (110), eingerichtet zum Empfangen mindestens eines erfassten Wellenparameters, und - mindestens ein Steuermodul (112), eingerichtet zum Ändern des auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) ausgeübten Winddrucks durch Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung (120) der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung (120.1) und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung (120.2), basierend auf dem mindestens einen empfangenen Wellenparameter und einem Wellenkriterium.Wind pressure changing device (108, 208, 408, 708, 808) for a buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800), in particular a buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800 ) according to any one of the preceding claims, comprising: - At least one receiving module (110), set up to receive at least one detected wave parameter, and - at least one control module (112), set up to change the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) by controlling at least one wind pressure control device (120) of the buoyant offshore wind turbine (100, 200 , 400, 500, 700, 800) comprising a pitch control device (120.1) and/or a converter torque control device (120.2), based on the at least one received wave parameter and a wave criterion. Verfahren, insbesondere zum Steuern einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), umfassend: - Ansteuern mindestens einer Winddruckregelungseinrichtung (120) der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800), umfassend eine Pitch-Regelungseinrichtung (120.1) und/oder eine Umrichterdrehmoment-Regelungseinrichtung (120.2), basierend auf mindestens einem bereitgestellten Wellenparameter und einem Wellenkriterium, derart, dass der auf die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 400, 500, 700, 800) ausgeübte Winddruck geändert wird.Method, in particular for controlling a buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800), comprising: - Controlling at least one wind pressure control device (120) of the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800), comprising a pitch control device (120.1) and/or a converter torque control device (120.2), based on at least one provided wave parameters and a wave criterion such that the wind pressure exerted on the buoyant offshore wind turbine (100, 200, 400, 500, 700, 800) is changed. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 13 auszuführen.Computer program product, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out the method according to Claim 13 to execute.
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