DE202007019340U1

DE202007019340U1 - Wind energy plant with a housing module for receiving electrical equipment

Info

Publication number: DE202007019340U1
Application number: DE202007019340U
Authority: DE
Original assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Current assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Priority date: 2007-12-22
Filing date: 2007-12-22
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2017-12-23

Abstract

Windenergieanlage mit einem Rotor (10), der mindestens ein Rotorblatt (12) aufweist, einem Turm (40) und einer an dem Turm (40) befestigten Gondel, wobei die Gondel ein Maschinenhaus (16), in dem der Triebstrang der Windenergieanlage angeordnet ist, ein Gehäusemodul (30), in dem elektrische Betriebsmittel der Windenergieanlage angeordnet sind und das mit dem Maschinenhaus (16) verbunden ist, und einen Azimut-Teil (28) aufweist, der mit dem Turm (40) und mit dem Maschinenhaus (16) verbunden ist und eine Azimut-Verstellung des Maschinenhauses (16) gegenüber dem Turm (40) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusemodul (30) einen ersten, mit dem Maschinenhaus (16) verbundenen Befestigungsabschnitt (32) und einen zweiten, mit dem Azimut-Teil (28) verbundenen Befestigungsabschnitt (34) aufweist.Wind power plant with a rotor (10) which has at least one rotor blade (12), a tower (40) and a nacelle attached to the tower (40), the nacelle having a machine house (16) in which the drive train of the wind power plant is arranged , a housing module (30) in which electrical equipment of the wind turbine is arranged and which is connected to the machine house (16) and has an azimuth part (28) which connects to the tower (40) and to the machine house (16) is connected and enables azimuth adjustment of the machine house (16) with respect to the tower (40), characterized in that the housing module (30) has a first fastening section (32) connected to the machine house (16) and a second fastening section (32) connected to the azimuth -Part (28) has connected fastening portion (34).

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Rotor, der mindestens ein Rotorblatt aufweist, einem Turm und einer an dem Turm befestigten Gondel, wobei die Gondel ein Maschinenhaus, in dem der Triebstrang der Windenergieanlage angeordnet ist, ein Gehäusemodul zur Aufnahme elektrischer Betriebsmittel der Windenergieanlage, das mit dem Maschinenhaus verbunden ist, und einen Azimut-Teil aufweist, der mit dem Turm und mit dem Maschinenhaus verbunden ist und eine Azimut-Verstellung des Maschinenhauses gegenüber dem Turm ermöglicht.The invention relates to a wind energy plant with a rotor having at least one rotor blade, a tower and a gondola attached to the tower, wherein the nacelle is a nacelle, in which the drive train of the wind turbine is arranged, a housing module for receiving electrical equipment of the wind turbine, the is connected to the machine house, and has an azimuth part which is connected to the tower and the machine house and allows an azimuth adjustment of the machine house opposite the tower.

Derartige Windenergieanlagen unterscheiden sich von Windenergieanlagen traditionellerer Bauart durch das Gehäusemodul, das zur Aufnahme elektrischer Betriebsmittel dient, die andernfalls im Maschinenhaus, im Azimut-Teil, im Turm der Windenergieanlage oder in separaten Betriebsräumen am Boden untergebracht werden müssen.Such wind turbines differ from wind turbines of more traditional design by the housing module, which serves to accommodate electrical equipment that must otherwise be housed in the engine room, in the azimuth part, in the tower of the wind turbine or in separate operating rooms on the ground.

Ein Beispiel einer solchen Windenergieanlage ist der Typ 3.6 des Herstellers GE Energy, bei dem ein Container unterhalb des Maschinenhauses aufgehängt ist. Die Anlage ist speziell für den Offshore-Betrieb vorgesehen und nutzt den Container zur Unterbringung derjenigen elektrischen Betriebsmittel, die bei einem Einsatz an Land in separaten Betriebsräumen am Fuß des Turms Platz finden.An example of such a wind turbine is the type 3.6 of the manufacturer GE Energy, in which a container suspended below the machine house. The system is specifically designed for offshore operation and uses the container to house the electrical equipment that can be stored at the foot of the tower when used on land in separate service areas.

In einer aus der Druckschrift DE 199 62 453 C1 bekannten, ebenfalls für den Offshore-Einsatz bestimmten Windenergieanlage befinden sich Teile der elektrischen Betriebsmittel, insbesondere Schalteinrichtungen und eine Trafostation, in Containern, die am Turm der Windenergieanlage oberhalb der Wasserlinie aufgehängt sind. Die Container können vom Wasser aus einfach ausgetauscht werden. Sie sind jedoch vom Maschinenhaus entfernt und nicht mit diesem verbunden.In one from the publication DE 199 62 453 C1 known, also intended for offshore use wind turbine are parts of the electrical equipment, in particular switching devices and a transformer station, in containers that are suspended from the tower of the wind turbine above the waterline. The containers can be easily exchanged from the water. However, they are removed from the machine house and not connected to it.

Eine weitere Windenergieanlage für den Offshore-Einsatz ist aus der Druckschrift DE 100 13 442 C1 bekannt und hat ein als Container ausgeführtes Gehäusemodul, das hinter dem Maschinenhaus unterhalb einer Landeplattform für Hubschrauber angeordnet ist. In dem Container sind ein Transformator und eine Umrichtereinheit untergebracht.Another wind turbine for offshore use is from the publication DE 100 13 442 C1 known and has a designed as a container housing module, which is located behind the engine house below a landing platform for helicopters. In the container, a transformer and a converter unit are housed.

Aus der Druckschrift DE 101 19 429 A1 ist eine Windenergieanlage bekannt, bei der das Gehäusemodul als verschiebbarer Behälter ausgeführt ist. Der verschiebbare Behälter nimmt einen Transformator und verschiedene Schaltschränke auf. Die Gondel der bekannten Windenergieanlage hat einen zweigeteilten Rahmen, dessen oberer Teil die Tragstruktur für das Maschinenhaus mit dem Triebstrang bildet. Der untere Teil des Rahmens weist die Azimut-Verstelleinrichtung der Windenergieanlage auf. Einzelheiten des zweigeteilten Rahmens sind in der Druckschrift DE 101 19 428 A1 beschrieben. Der verschiebbare Behälter ist mittels schienengeführter Laufräder an der Unterseite des Maschinenhauses auf gehängt. Er ist in Längsrichtung des Maschinenhauses verschiebbar, wobei er sich im Betrieb der Windenergieanlage nahe des Azimut-Teils bzw. des Turms befindet. Zu Wartungs- und Montagezwecken wird er nach hinten verschoben und gibt dann eine Öffnung im Boden des Maschinenhauses frei.From the publication DE 101 19 429 A1 a wind energy plant is known in which the housing module is designed as a sliding container. The sliding container accommodates a transformer and various control cabinets. The nacelle of the known wind turbine has a two-part frame, the upper part of which forms the support structure for the engine house with the drive train. The lower part of the frame has the azimuth adjusting device of the wind turbine. Details of the two-part frame are in the document DE 101 19 428 A1 described. The sliding container is hung by means of rail-guided wheels on the underside of the machine house on. It is displaceable in the longitudinal direction of the machine house, where it is located in the operation of the wind turbine near the azimuth part or the tower. For maintenance and assembly purposes, it is moved backwards and then releases an opening in the bottom of the machine house.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Windenergieanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei der die mechanische Stabilität verbessert und eine einfachere, kostengünstigere Fertigung und Montage ermöglicht wird.On this basis, it is the object of the invention to provide a wind turbine according to the preamble of claim 1, wherein the mechanical stability is improved and a simpler, more cost-effective production and assembly is possible.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die bekannte Aufhängung des Gehäusemoduls unterhalb oder am hinteren Ende des Maschinenhauses eine hohe zusätzliche Belastung für die Tragstruktur der Gondel mit sich bringt. Insbesondere die Anordnung des Gehäusemoduls am hinteren Ende des Maschinenhauses wirkt sich ungünstig auf die am Azimut-Teil bzw. Turmkopf auftretenden Kräfte aus. Die Anordnung des Gehäusemoduls unterhalb des Maschinenhauses führt zwar zu einem kompakteren Aufbau, belastet jedoch das Maschinenhaus dennoch mit dem Gewicht des Gehäusemoduls, ohne dass das Gehäusemodul einen zusätzlichen Beitrag zur Festigkeit leisten kann.The invention is based on the recognition that the known suspension of the housing module below or at the rear end of the machine house brings a high additional burden on the support structure of the nacelle with it. In particular, the arrangement of the housing module at the rear end of the machine house has an unfavorable effect on the forces occurring at the azimuth part or tower head. Although the arrangement of the housing module below the machine house leads to a more compact design, but still loads the nacelle with the weight of the housing module, without the housing module can make an additional contribution to the strength.

Die obige Aufgabe wird gelöst durch die Windenergieanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.The above object is achieved by the wind energy plant with the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subsequent subclaims.

Die Windenergieanlage hat einen Rotor, der mindestens ein Rotorblatt aufweist, einen Turm und eine an dem Turm befestigte Gondel, wobei die Gondel ein Maschinenhaus, in dem der Triebstrang der Windenergieanlage angeordnet ist, ein Gehäusemodul, in dem elektrische Betriebsmittel der Windenergieanlage angeordnet sind und das mit dem Maschinenhaus verbunden ist, und einen Azimut-Teil aufweist, der mit dem Turm und mit dem Maschinenhaus verbunden ist und eine Azimut-Verstellung des Maschinenhauses gegenüber dem Turm ermöglicht, wobei das Gehäusemodul einen ersten, mit dem Maschinenhaus verbundenen Befestigungsabschnitt und einen zweiten, mit dem Azimut-Teil verbundenen Befestigungsabschnitt aufweist.The wind turbine has a rotor having at least one rotor blade, a tower and a nacelle attached to the tower, wherein the nacelle is a nacelle, in which the drive train of the wind turbine is arranged, a housing module, are arranged in the electrical equipment of the wind turbine and the is connected to the machine house, and has an azimuth part connected to the tower and the machine house and allows an azimuth adjustment of the machine house with respect to the tower, wherein the housing module has a first, connected to the nacelle attachment section and a second Having associated with the azimuth part mounting portion.

Der Triebstrang der Windenergieanlage umfasst die am vorderen Ende des Maschinenhauses gelagerte Rotorwelle und einen Generator, der die Drehung der Rotorwelle in elektrische Energie umwandelt. Gegebenenfalls befindet sich zwischen der Rotorwelle und dem Generator ein Getriebe. All diese Komponenten sind im Maschinenhaus in der Regel hintereinander angeordnet. Die zur Aufnahme der Komponenten erforderliche Tragstruktur kann von einer Rahmenkonstruktion aus Stahl gebildet sein. Der Azimut-Teil dient zur Windrichtungsnachführung der Gondel. Er kann einen konzentrischen Aufbau haben, mit einem Innenteil, der am Turmkopf befestigt ist, und einem darum herum angeordneten Außenteil. Zwischen Innen- und Außenteil befindet sich ein Azimut-Antrieb, der den Außenteil gegenüber dem Innenteil drehen kann. Das Maschinenhaus ist am Außenteil befestigt und wird mit diesem gedreht. Alternativ kann der am Turm befestigte Teil auch unterhalb des beweglichen Teils angeordnet sein. Der Azimut-Teil kann unterhalb des Maschinenhauses angeordnet sein, insbesondere unterhalb der Tragstruktur oder des Maschinenträgers des Maschinenhauses. Er kann jedoch auch teilweise in das Maschinenhaus integriert sein.The drive train of the wind energy installation comprises the rotor shaft mounted at the front end of the machine house and a generator which converts the rotation of the rotor shaft into electrical energy transforms. Optionally, there is a transmission between the rotor shaft and the generator. All these components are usually arranged one behind the other in the nacelle. The support structure required for receiving the components may be formed by a steel frame construction. The azimuth part serves to wind direction tracking of the nacelle. It can have a concentric structure, with an inner part, which is attached to the tower head, and an outer part arranged around it. Between the inner and outer part is an azimuth drive, which can rotate the outer part relative to the inner part. The machine house is attached to the outer part and is rotated with this. Alternatively, the part attached to the tower can also be arranged below the movable part. The azimuth part can be arranged below the machine house, in particular below the support structure or the machine carrier of the machine house. However, it can also be partially integrated into the machine house.

Das Gehäusemodul bildet einen Teil des Gehäuses der Windenergieanlage, in dem elektrische Betriebsmittel angeordnet sind. Das Gehäusemodul kann allseitig geschlossen oder teilweise offen sein, es kann beispielsweise in Rahmen- oder Schalenbauweise gefertigt sein. Der erste und der zweite Befestigungsabschnitt des Gehäusemoduls können beispielsweise als Schraubenflansche ausgeführt sein, die mit komplementären Befestigungsabschnitten am Maschinenhaus bzw. am Azimut-Teil verschraubt werden. Es kommen jedoch auch andere Befestigungsmöglichkeiten in Betracht, die eine ausreichend stabile Verbindung erlauben. Von Vorteil ist eine lösbare Verbindung, die eine einfache Montage und Demontage des Gehäusemoduls ermöglicht. In diesem Fall kann das gesamte Gehäusemodul zu Reparatur- oder Wartungszwecken, insbesondere betreffend die in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Betriebsmittel, einfach von der Windenergieanlage getrennt und gegebenenfalls ausgetauscht werden.The housing module forms part of the housing of the wind turbine, in which electrical equipment is arranged. The housing module can be closed on all sides or partially open, it can be made for example in frame or shell construction. The first and the second attachment portion of the housing module may for example be designed as a screw flanges, which are bolted to complementary mounting portions on the machine house or on the azimuth part. However, there are also other mounting options into consideration, which allow a sufficiently stable connection. An advantage is a detachable connection that allows easy assembly and disassembly of the housing module. In this case, the entire housing module for repair or maintenance purposes, in particular concerning the arranged in the housing electrical equipment, easily separated from the wind turbine and optionally replaced.

Bei der Erstmontage der Windenergieanlage wird zunächst die gesamte Gondel, umfassend das Maschinenhaus, das Gehäusemodul und den Azimut-Teil, jeweils einschließlich der enthaltenen elektrischen Betriebsmittel und Triebstrangelemente, auf dem Boden montiert. Anschliessend wird die Gondel mit Hilfe eines Krans auf den Turm der Windenergieanlage gehoben und dort montiert.During the initial installation of the wind turbine, the entire nacelle, including the nacelle, the housing module and the azimuth part, each including the included electrical equipment and drive train elements, is first mounted on the floor. Subsequently, the nacelle is lifted by means of a crane on the tower of the wind turbine and mounted there.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ist das Gehäusemodul in die Tragstruktur der Windenergieanlage integriert. Es leistet einen Beitrag zur Stabilität der Gondel, insbesondere verstärkt es die Verbindung zwischen dem Azimut-Teil und dem Maschinenhaus.Due to the construction according to the invention, the housing module is integrated into the supporting structure of the wind power plant. It contributes to the stability of the nacelle, in particular it strengthens the connection between the azimuth part and the nacelle.

Ein weiterer Vorteil ist, dass das Gehäusemodul mit den elektrischen Betriebsmitteln als separate Einheit vorgefertigt und auf seine ordnungsgemäße Funktion hin abschließend getestet werden kann, bevor es an der Windenergieanlage montiert wird.Another advantage is that the housing module can be prefabricated with the electrical equipment as a separate unit and finally tested for its proper function before it is mounted on the wind turbine.

In einer Ausgestaltung sind in dem Gehäusemodul ein Transformator und/oder ein Umrichter und/oder eine Kühleinrichtung und/oder ein Schaltschrank angeordnet. Bei der Anordnung insbesondere all dieser elektrischen Betriebsmittel in dem Gehäusemodul wird ein Modul geschaffen, das von den Zuleitungen des Generators bis zu den zu einem Netzeinspeisepunkt rührenden Leitungen alle elektrischen Leistungsbauteile aufnimmt. Es stellt daher eine funktionelle Einheit dar, die gesondert getestet werden kann und dem Gedanken einer modularen Bauweise Rechnung trägt.In one embodiment, a transformer and / or a converter and / or a cooling device and / or a control cabinet are arranged in the housing module. In the arrangement, in particular, all of these electrical equipment in the housing module, a module is created, which receives all electric power components from the leads of the generator to the touching to a power feed point lines. It therefore represents a functional unit that can be tested separately and takes into account the idea of a modular design.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der Transformator im vorderen Teil des Gehäusemoduls und der Umrichter im hinteren Teil des Gehäusemoduls angeordnet. Jetzt und im folgenden beziehen sich Richtungsangaben immer auf den montierten Zustand der Windenergieanlage, wobei das rotorseitige Ende der Windenergieanlage wie üblich als vorne bezeichnet wird. Die genannte Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil der besonders schwergewichtige Transformator nahe am Turm der Windenergieanlage und damit nahe an der Lagerung der Gondel angeordnet ist. Zudem ist eine besonders einfache und kurze Verkabelung möglich, weil die Leitungen vom Transformator über den Turm auf kürzestem Weg aus dem Gehäusemodul herausgeführt werden können, ebenso wie die vom Generator kommenden Leitungen auf kürzestem Weg zum im hinteren Teil des Gehäusemoduls angeordneten Umrichter geführt werden können.According to one embodiment, the transformer is arranged in the front part of the housing module and the converter in the rear part of the housing module. Now and in the following directions always refer to the mounted state of the wind turbine, the rotor-side end of the wind turbine is referred to as usual as the front. Said arrangement is particularly advantageous because the heavyweight transformer is located close to the tower of the wind turbine and thus close to the storage of the nacelle. In addition, a particularly simple and short wiring is possible because the lines from the transformer over the tower can be led out of the housing module by the shortest route, as well as coming from the generator lines can be performed by the shortest route to arranged in the rear of the housing module inverter.

In weiteren Ausgestaltungen ist der erste Befestigungsabschnitt an der Oberseite des Gehäusemoduls angeordnet, und der zweite Befestigungsabschnitt ist an der Vorderseite des Gehäusemoduls angeordnet. Das Gehäusemodul befindet sich dann im montierten Zustand unterhalb des Maschinenhauses und grenzt mit seinem vorderen Ende an den Azimut-Teil an. Bei dieser Anordnung unterstützt das Gehäusemodul insbesondere den hinteren Teil des Maschinenhauses, der den schweren Generator beinhaltet.In further embodiments, the first fastening section is arranged on the upper side of the housing module, and the second fastening section is arranged on the front side of the housing module. The housing module is then in the installed state below the machine house and adjoins with its front end to the azimuth part. In this arrangement, the housing module in particular supports the rear part of the machine house, which includes the heavy generator.

In einer Ausgestaltung weist das Gehäusemodul an der dem Azimut-Teil zugewandten Seite eine Durchgangsöffnung auf. Dabei kann auch der mit dem Gehäusemodul verbundene Abschnitt des Azimut-Teils eine entsprechende Öffnung aufweisen. Die Durchgangsöffnung im Gehäusemodul erlaubt eine Durchführung von elektrischen Leitungen, insbesondere von Leitungen, die durch das Innere des Turms nach unten geführt werden sollen. Diese Leitungen können somit ohne einen Umweg über das Maschinenhaus auf kürzestem Weg nach unten geführt werden. Dadurch werden Leitungsverluste minimiert und die Kosten für die Leitungen gesenkt. Zudem bleibt das Maschinenhaus von den Leitungen frei, so dass insbesondere eine Beschädigung der Leitungen im Bereich des Triebstrangs von vornherein ausgeschlossen ist. Schließlich kann die Durchgangsöffnung auch einen erleichterten Zugang zum Gehäusemodul vom Turm aus bieten.In one embodiment, the housing module has a passage opening on the side facing the azimuth part. In this case, the section of the azimuth part connected to the housing module can also have a corresponding opening. The passage opening in the housing module allows a passage of electrical lines, in particular of lines to be passed through the interior of the tower down. These lines can thus without a detour over the Maschinenhaus be guided down the shortest path. This minimizes line losses and reduces the cost of the lines. In addition, the nacelle remains free of the lines, so that in particular damage to the lines in the driveline is excluded from the outset. Finally, the through-hole may also provide easier access to the housing module from the tower.

In einer Ausgestaltung weist das Gehäusemodul mindestens eine Trennwand auf, die den Innenraum des Gehäusemoduls in mindestens zwei Bereiche unterteilt. Beispielsweise kann einer der Bereiche den Trafo aufnehmen, ein anderer den Umrichter und zugehörige Schaltschränke. Durch die Trennung können Bereiche mit unterschiedlichen Gefährdungen und Anforderungen von einander abgetrennt werden. Es kann auch eine Abschirmung durch die Trennwände erzielt werden, um die elektromagnetische Verträglichkeit sicherzustellen.In one embodiment, the housing module has at least one partition which divides the interior of the housing module into at least two areas. For example, one of the areas can accommodate the transformer, another the inverter and associated control cabinets. By separating areas with different hazards and requirements can be separated from each other. Shielding by the partitions can also be achieved to ensure electromagnetic compatibility.

In einer Ausgestaltung weist mindestens einer der mindestens zwei Bereiche eine separate Kühleinrichtung auf. Dadurch können die Anforderungen an die Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit für die getrennten Bereiche getrennt von einander erfüllt werden, was einerseits optimale Betriebsbedingungen einzuhalten ermöglicht, andererseits zu einer Effizienzsteigerung bei der Kühlung führen kann.In one embodiment, at least one of the at least two regions has a separate cooling device. As a result, the requirements for the temperature and / or humidity for the separate areas can be met separately, which on the one hand allows to maintain optimal operating conditions, on the other hand can lead to an increase in efficiency in the cooling.

Gemäß einer Ausgestaltung weist das Gehäusemodul auf der dem Turm abgewandten Seite eine Öffnung für eine Kühleinrichtung auf. Dadurch kann beispielsweise eine in die Öffnung eingesetzte Kühleinrichtung unmittelbar Abwärme an die Umgebung abgeben. Die Öffnung kann auch zur Abfuhr von Abluft dienen. Bevorzugt wird die Öffnung für eine Kühleinrichtung für einen Schaltschrank genutzt.According to one embodiment, the housing module on the side facing away from the tower on an opening for a cooling device. As a result, for example, a cooling device inserted into the opening can release waste heat directly to the environment. The opening can also serve for the removal of exhaust air. Preferably, the opening is used for a cooling device for a control cabinet.

In einer Ausgestaltung ist im Boden des Gehäusemoduls eine Kranluke angeordnet. Durch die Krankluke können bei Wartungsarbeiten in dem Gehäusemodul angeordnete Komponenten oder Werkzeuge heruntergelassen oder hinaufgezogen werden. Dies vereinfacht den Austausch der zum Teil sehr schweren Komponenten.In one embodiment, a crane hatch is arranged in the bottom of the housing module. By Krankluke arranged during maintenance work in the housing module components or tools can be lowered or pulled up. This simplifies the replacement of the sometimes very heavy components.

Bevorzugt ist die Kranluke im Boden des Gehäusemoduls unterhalb einer Kranluke des Maschinenhauses angeordnet. Auf diese Weise kann ein in in das Maschinenhaus integrierter oder daran befestigter Bordkran durch das Gehäusemodul hindurch eingesetzt werden. Dann können mit diesem Bordkran sowohl Komponenten in das Maschinenhaus als auch in das Gehäusemodul transportiert werden, oder aus diesen heraus.Preferably, the crane hatch is arranged in the bottom of the housing module below a crane hatch of the machine house. In this way, an on-board crane integrated in or attached to the nacelle can be inserted through the housing module. Then with this on-board crane both components can be transported into the machine house as well as into the housing module, or out of these.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in FIGS.

Es zeigen:Show it:

1 eine Windenergieanlage nach der Erfindung in einer vereinfachten Darstellung; 1 a wind turbine according to the invention in a simplified representation;

2 eine vereinfachte Querschnittsdarstellung entlang der in 1 mit A-A bezeichneten Linie; 2 a simplified cross-sectional view along in 1 with AA designated line;

3 eine vereinfachte Darstellung der Gondel der Windenergieanlage aus 1; 3 a simplified representation of the nacelle of the wind turbine 1 ;

4 eine vereinfachte Darstellung des Gehäusemoduls der Windenergieanlage aus 1 in einer Ansicht von der Seite und einer weiteren Ansicht von oben; 4 a simplified representation of the housing module of the wind turbine 1 in a view from the side and another view from above;

5 eine weitere Ausführung eines Gehäusemoduls in einer vereinfachten Darstellung in einer Draufsicht von der Seite und einer weiteren Draufsicht von oben; 5 a further embodiment of a housing module in a simplified representation in a plan view from the side and a further plan view from above;

6 eine Montagevorrichtung zum Anheben und Absenken des Gehäusemoduls in einer vereinfachten, schematischen Darstellung von hinten; 6 a mounting device for raising and lowering the housing module in a simplified, schematic representation from behind;

7 die Montageeinrichtung aus 6 in einer Ansicht von der Seite; 7 the mounting device 6 in a view from the side;

8 das Gehäusemodul aus 4 in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht. 8th the housing module off 4 in a simplified perspective view.

Die 1 gibt einen Überblick über den Aufbau einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage. Die Windenergieanlage hat einen Rotor 10 mit Rotorblättern 12, die in der Figur nur teilweise dargestellt sind. Der Rotor weist eine Rotorwelle 14 auf, die in einem Maschinenhaus 16 gelagert ist. Das Maschinenhaus 16 weist einen Maschinenträger 18 auf, der aus einem stabilen Stahlrahmen besteht. Der Maschinenträger 18 trägt neben dem Lager 20 der Rotorwelle 14 auch ein Getriebe 22 mit einer von der Rotorwelle 14 angetriebenen Antriebswelle. Eine Abtriebswelle 24 ist mit einem Generator 26 verbunden, der die vom Rotor 10 aufgenommene mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Von dem Turm 40 der Windenergieanlage ist in der Figur nur der obere Abschnitt dargestellt. An dessen oberem Ende ist der Azimut-Teil 28 der Windenergieanlage angeordnet. Das Maschinenhaus 16 befindet sich oberhalb des Azimut-Teils 28 und ist fest mit dem drehbaren Teil des Azimut-Teils 28 verbunden. Das Gehäusemodul 30 hat an seiner Oberseite einen ersten, annähernd horizontal verlaufenden Befestigungsabschnitt 32, der als Schraubenflansch ausgeführt ist und mit dem Maschinenhaus 16, genauer mit dem Maschinenträger 18, verschraubt ist. Über einen zweiten, im wesentlichen vertikal verlaufenden Befestigungsabschnitt 34 an der Vorderseite des Gehäusemoduls 30 ist das Gehäusemodul 30 mit dem Azimut-Teil 28 verschraubt. Es befindet sich daher zwischen dem Azimut-Teil 28 und dem Maschinenhaus 16, wobei es die Verbindung zwischen dem Azimut-Teil 28 und dem Maschinenhaus 16 verstärkt und insbesondere den hinteren Teil des Maschinenhauses 16 stützt. Das Gehäusemodul 30 trägt zur Versteifung der Gondel bei. Das hintere Ende des Gehäusemoduls 30 schließt mit dem hinteren Ende des Maschinenhauses 16 etwa bündig ab. Das Gehäusemodul 30 fügt sich daher auch optisch gut ein, so dass die Gondel der Windenergieanlage besonders kompakt wirkt. Die Befestigungsabschnitte 32, 34 weisen jeweils eine Vielzahl von Bohrungen auf, durch die Schrauben 36 hindurchgeführt sind. Die Schrauben greifen in komplementäre Bohrungen im Maschinenhaus 16 bzw. Maschinenträger 18 und im Azimut-Teil 28 ein. Die komplementären Bohrungen können als Gewindebohrungen ausgeführt sein, die mit Außengewinden der Schrauben zusammenwirken, oder als Durchgangsbohrungen, durch die die Schrauben hindurchgeführt und mit einer Mutter fixiert sind.The 1 gives an overview of the structure of a wind turbine according to the invention. The wind turbine has a rotor 10 with rotor blades 12 , which are only partially shown in the figure. The rotor has a rotor shaft 14 on that in a machine house 16 is stored. The machine house 16 has a machine carrier 18 on, which consists of a sturdy steel frame. The machine carrier 18 carries next to the camp 20 the rotor shaft 14 also a gearbox 22 with one of the rotor shaft 14 driven drive shaft. An output shaft 24 is with a generator 26 connected to the rotor 10 absorbed mechanical energy converts into electrical energy. From the tower 40 the wind turbine is shown in the figure, only the upper section. At its upper end is the azimuth part 28 arranged the wind turbine. The machine house 16 is located above the azimuth part 28 and is fixed to the rotatable part of the azimuth part 28 connected. The housing module 30 has at its top a first, approximately horizontally extending attachment portion 32 , which is designed as a screw flange and with the machine house 16 , more precisely with the machine carrier 18 , is screwed. Via a second, substantially vertically extending attachment portion 34 at the front of the housing module 30 is the housing module 30 with the azimuth part 28 screwed. It is therefore located between the azimuth part 28 and the machine house 16 where is the connection between the azimuth part 28 and the machine house 16 reinforced and especially the rear part of the machine house 16 supports. The housing module 30 contributes to the stiffening of the gondola. The rear end of the housing module 30 closes with the rear end of the machine house 16 about flush. The housing module 30 therefore also blends in optically well, so that the nacelle of the wind turbine is particularly compact. The attachment sections 32 . 34 each have a variety of holes, through the screws 36 passed through. The screws engage in complementary holes in the machine house 16 or machine carrier 18 and in the azimuth part 28 one. The complementary bores can be designed as threaded bores, which interact with external threads of the screws, or as through holes, through which the screws are passed and fixed with a nut.

In der Querschnittsdarstellung der 2 entlang der Linie A-A in 1 erkennt man die Außenwand des Gehäusemoduls 30 und andeutungsweise dessen zweite Befestigungsabschnitte 34, die mit einem mit der Gondel drehenden Abschnitt des Azimut-Teils 28 verschraubt sind. Ebenfalls erkennbar ist das obere Ende des Turms 40. Eine Durchgangsöffnung 38 in der vorderen, dem Azimut-Teil 28 zugewandten Seite des Gehäusemoduls 30 erlaubt ein Hindurchführen von elektrischen Leitungen in den mit einer komplementären Öffnung versehenen Azimut-Teil 28 und weiter in den Turm 40 hinein. Dabei ist die Durchgangsöffnung 38 groß genug, um gleichzeitig einen Zugang zu dem Gehäusemodul 30 vom Turm aus zu ermöglichen.In the cross-sectional representation of 2 along the line AA in 1 you can see the outer wall of the housing module 30 and hinted its second mounting portions 34 that with a gondola rotating section of the azimuth part 28 are bolted. Also recognizable is the upper end of the tower 40 , A passage opening 38 in the front, the azimuth part 28 facing side of the housing module 30 allows passage of electrical lines in the complementary opening provided with the azimuth part 28 and further into the tower 40 into it. In this case, the passage opening 38 big enough to simultaneously access the chassis module 30 to allow from the tower.

Anhand der 3 soll der Aufbau des Azimut-Teils 28 sowie die Anordnung der elektrischen Betriebsmittel im Gehäusemodul 30 näher erläutert werden. Die Ansicht ähnelt derjenigen der 1, wobei im oberen Teil der 3 die wesentlichen Triebstrangelemente Rotorwelle 14, Getriebe 22 und Generator 26 dargestellt sind, die auf dem Maschinenträger 18 angeordnet sind. In dem Gehäusemodul 30 sind ein Transformator 42 und ein Umrichter 44 angeordnet. Der Umrichter ist über drei elektrische Leitungen 46 mit dem Generator und über drei weitere Leitungen 48 mit dem Transformator 42 verbunden. Weitere elektrische Leitungen 50 führen vorn Transformator 42 durch eine nicht im einzelnen dargestellte Durchgangsöffnung im Gehäusemodul 30 hindurch in den Azimut-Teil 28 hinein und von dort in den Turm 40, von dem in der Figur nur der Turmkopf 52 sichtbar ist. Der Azimut-Teil 28 umfasst einen fest mit dem Turmkopf 52 verbundenen Teil 54 und einen drehbaren, fest mit dem Maschinenhaus verbundenen Teil 56. Der mit dem Maschinenhaus verbundene Teil 56 ist im wesentlichen zylindrisch und über ein nicht im einzelnen dargestelltes Lager drehbar an dem mit dem Turmkopf 52 verbundenen Teil 54 gelagert. Er befindet sich unterhalb des Maschinenhauses 16 und ist über einen Flansch 58 mit dem Maschinenträger 18 verschraubt. Der zylindrische Teil 56 weist eine nicht dargestellte, gegenüber der Durchgangsöffnung in der vorderen Seite des Gehäusemoduls angeordnete Öffnung auf, durch welche die elektrischen Leitungen 50 hindurchgeführt sind. Zwei elektrische Azimut-Antriebe 60 sind an dem zylindrischen Teil 56 befestigt und wirken über eine Verzahnung auf den feststehenden Teil 54 des Azimut-Teils 28 ein, um eine Verdrehung der Gondel zur Windrichtungsnachführung zu bewerkstelligen. Um die Gondel gegebenenfalls festzusetzen, gibt es einen Bremsmechanismus 64, der ebenfalls am zylindrischen Teil 56 befestigt ist und auf den feststehenden Teil 54 einwirkt. Ein Befestigungselement 66 ist fest mit dem zylindrischen Teil 56 des Azimut-Teils 28 verbunden und erstreckt sich zu dem Gehäusemodul 30, WO es mit dem zweiten Befestigungsabschnitt 34 verschraubt ist. Der mit dem zweiten Befestigungsabschnitt 34 verschraubte Abschnitt 68 des Befestigungselements 66 ragt in radialer Richtung so weit nach außen, dass sich alle Funktionselemente des Azimut-Teils 28 innerhalb davon befinden.Based on 3 should the construction of the azimuth part 28 and the arrangement of the electrical equipment in the housing module 30 be explained in more detail. The view is similar to that of 1 , where in the upper part of the 3 the main drive train elements rotor shaft 14 , Transmission 22 and generator 26 are shown on the machine frame 18 are arranged. In the housing module 30 are a transformer 42 and an inverter 44 arranged. The inverter is over three electrical lines 46 with the generator and over three more lines 48 with the transformer 42 connected. Other electrical lines 50 lead forward transformer 42 by a passage opening not shown in detail in the housing module 30 through into the azimuth part 28 into and from there into the tower 40 , of which in the figure only the tower head 52 is visible. The azimuth part 28 includes one fixed to the tower head 52 connected part 54 and a rotatable part fixed to the nacelle 56 , The part connected to the machine house 56 is substantially cylindrical and rotatable about a not shown in detail bearing on the with the tower head 52 connected part 54 stored. It is located below the engine house 16 and is over a flange 58 with the machine carrier 18 screwed. The cylindrical part 56 has an opening, not shown, arranged opposite the passage opening in the front side of the housing module through which the electrical lines 50 passed through. Two electric azimuth drives 60 are on the cylindrical part 56 attached and act on a toothing on the fixed part 54 of the azimuth part 28 to accomplish a twist of the nacelle for Windrichtungsnachführung. If necessary, to fix the nacelle, there is a brake mechanism 64 also on the cylindrical part 56 is attached and on the fixed part 54 acts. A fastener 66 is fixed to the cylindrical part 56 of the azimuth part 28 connected and extends to the housing module 30 WHERE it is with the second attachment section 34 is screwed. The with the second attachment portion 34 screwed section 68 of the fastener 66 protrudes in the radial direction so far outward that all the functional elements of the azimuth part 28 located within it.

4 zeigt das Gehäusemodul 30 aus 3 in zwei weiteren Ansichten, im oberen Teil der Figur von der Seite und im unteren Teil der Figur von oben. Zwei Trennwände 70, 72 teilen den Innenraum des Gehäusemoduls 30 in drei Teilbereiche: Im vorderen Teil befindet sich der Transformator 42, der quer angeordnet ist und auf zwei Querstreben 74 ruht. Zur Kühlung des Transformators befindet sich in den seitlichen Wänden des Gehäusemoduls 30 jeweils ein Lüfter 76. Im mittleren, zwischen den beiden Trennwänden 70, 72 befindlichen Bereich des Gehäusemoduls 30 ist ein Schaltschrank 78 mit dem Rücken zur vorderen Trennwand 70 angeordnet. Der Schaltschrank 78 nimmt nahezu die gesamte Breite und Höhe des Innenraums ein. Entlang der hinteren Trennwand 72 befindet sich ebenfalls im mittleren Teilbereich des Gehäusemoduls 30 der Umrichter 44. Der mittlere Bereich des Innenraums weist in der einen Seitenwand ebenfalls einen Lüfter 80 auf und gegenüberliegend eine Lufteintrittsöffnung 82. Zur Kühlung des Umrichters ist im hinteren Bereich des Gehäusemoduls 30, also vorn Umrichter aus jenseits der hinteren Trennwand 72, eine Kühleinrichtung vorgesehen. Diese umfasst einen in eine Öffnung in der hinteren Außenwand des Gehäusemoduls 30 eingesetzten Kühler 84, der Wärme unmittelbar an die Umgebungsluft abgeben kann. Zum Wärmeaustausch mit dem Umrichter 44 ist der Kühler 84 über einen Flüssigkeitskreislauf 86 mit einer Pumpe 88 angebunden. Oberhalb der beiden Trennwände 70, 72 ist jeweils ein Querträger 90 angeordnet, der die beiden seitlichen Außenwände des Gehäusemoduls 30 miteinander verbindet. In der Figur erkennt man weiterhin die bereits erläuterten Einzelheiten des Azimut-Teils 28 und der Befestigung des Gehäusemoduls am Maschinenträger 18. Diese Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der 3, auf die diesbezüglich verwiesen wird. 4 shows the housing module 30 out 3 in two other views, in the upper part of the figure from the side and in the lower part of the figure from above. Two partitions 70 . 72 divide the interior of the housing module 30 in three sections: In the front part is the transformer 42 which is arranged transversely and on two transverse struts 74 rests. To cool the transformer is located in the side walls of the housing module 30 one fan each 76 , In the middle, between the two partitions 70 . 72 located area of the housing module 30 is a control cabinet 78 with your back to the front bulkhead 70 arranged. The control cabinet 78 occupies almost the entire width and height of the interior. Along the rear partition 72 is also located in the middle part of the housing module 30 the inverter 44 , The central region of the interior also has a fan in one side wall 80 on and opposite an air inlet opening 82 , For cooling the inverter is in the rear of the housing module 30 , ie front inverter from beyond the rear bulkhead 72 , Provided a cooling device. This includes an opening in the rear outer wall of the housing module 30 used cooler 84 , which can deliver heat directly to the ambient air. For heat exchange with the inverter 44 is the cooler 84 over a fluid circuit 86 with a pump 88 tethered. Above the two partitions 70 . 72 is each a cross member 90 arranged, the two lateral outer walls of the housing module 30 connects with each other. In the figure, one can still see the already explained details of the azimuth part 28 and the attachment of the housing module to the machine frame 18 , These components are provided with the same reference numerals as in the 3 to which reference is made in this regard.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gehäusemoduls ist in der 5 in zwei Ansichten, von der Seite und von oben, dargestellt. Es werden für sich entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei der Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels. Der Aufbau des Gehäusemoduls ähnelt dem des ersten Ausführungsbeispiels, lediglich die Aufteilung des Innenraums und die Anordnung der elektrischen Betriebsmittel ist teilweise abweichend gelöst. Dabei ist wiederum ein vorderer Teilbereich des Innenraums des Gehäusemoduls 30 von einer Trennwand 70 abgetrennt. Es gibt auch einen Querträger 90 oberhalb der Trennwand 70. Im vorderen Teilbereich ist der Transformator 42 angeordnet. Die Befestigung des Gehäusemoduls 30 am Maschinenträger 18 gleicht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel befindet sich jedoch hinter der Trennwand 70 nur ein nicht weiter unterteilter Teilbereich des Innenraums des Gehäusemoduls 30, in dem ein Schaltschrank 78 und der Umrichter 44 in Längsrichtung entlang der seitlichen Außenwände des Gehäusemoduls 30 angeordnet sind. In der hinteren Außenwand des Gehäusemoduls 30 befindet sich eine Öffnung 92 zur Aufnahme einer nicht im einzelnen dargestellten Kühleinrichtung 84. Die beschriebene Anordnung der elektrischen Betriebsmittel im hinteren Teilbereich des Gehäusemoduls 30 lässt einen mittleren Teil des Bodens des Gehäusemoduls 30 frei. In diesem freien Bereich ist eine im Beispiel quadratische Kranluke 94 angeordnet. Die Kranluke 94 ist unterhalb einer zweiten Kranluke 96 im Boden des Maschinenhauses positioniert. Dadurch kann der Bordkran der Windenergieanlage, dessen Kranhaken 98 eingezeichnet ist, durch die beiden Kranluken und das Gehäusemodul 30 hindurch eingesetzt werden.A second embodiment of a housing module is in the 5 in two views, from the side and from above. The same reference numerals are used for corresponding parts as in the explanation of the first embodiment. The structure of the housing module is similar to that of the first embodiment, only the division of the interior and the arrangement of the electrical equipment is partially resolved differently. In this case, in turn, a front portion of the interior of the housing module 30 from a partition 70 separated. There is also a crossbeam 90 above the partition 70 , In the front part is the transformer 42 arranged. The attachment of the housing module 30 on the machine carrier 18 is similar to that of the first embodiment. In contrast to the first embodiment, however, is located behind the partition 70 only a not further subdivided portion of the interior of the housing module 30 in which a control cabinet 78 and the inverter 44 in the longitudinal direction along the lateral outer walls of the housing module 30 are arranged. In the rear outer wall of the housing module 30 there is an opening 92 for receiving a cooling device not shown in detail 84 , The described arrangement of the electrical equipment in the rear portion of the housing module 30 leaves a middle part of the bottom of the housing module 30 free. In this free area is in the example square crane hatch 94 arranged. The crane hatch 94 is below a second crane hatch 96 positioned in the bottom of the machine house. This allows the on-board crane of the wind turbine, the crane hook 98 is drawn through the two crane hatches and the housing module 30 be used through.

Die 6 und 7 zeigen eine für den Austausch des Gehäusemoduls 30 geeignete Hebevorrichtung, die zwei Montageträger 108, eine Platte 102 und Montageträger und Platte verbindende Ketten 104 umfasst. Das Gehäusemodul wird dabei auf den quer zur Gondel ausgerichteten Montageträgern 108, die mit am Boden des Gehäusemoduls befindlichen Querstreben 110 verbunden sind, angeordnet. Über Ketten 104 können die Montageträger 108 mit dem Gehäusemodul 30 abgesenkt bzw. angehoben werden.The 6 and 7 show one for the replacement of the housing module 30 suitable lifting device, the two mounting bracket 108 , a plate 102 and mounting bracket and plate connecting chains 104 includes. The housing module is placed on the transverse to the nacelle mounting supports 108 , which are located at the bottom of the housing module cross struts 110 are connected, arranged. About chains 104 can the mounting bracket 108 with the housing module 30 lowered or raised.

Im einzelnen nicht dargestellt ist die Erstmontage der am Boden vormontierten Gondel, die das Maschinenhaus 16, das Gehäusemodul 30 und den Azimut-Teil 28 einschliesst. Die Montage erfolgt über entsprechende Anschlagpunkte im Maschinenhaus, wobei die Gondel mit Hilfe eines Krans auf den Turm der Windenergieanlage gehoben und dort montiert wird.Not shown in detail is the initial assembly of the pre-assembled on the ground nacelle, which is the nacelle 16 , the housing module 30 and the azimuth part 28 includes. The assembly takes place via corresponding attachment points in the machine house, wherein the nacelle is lifted by means of a crane on the tower of the wind turbine and mounted there.

In der perspektivischen Ansicht der 8 ist ein weiteres Gehäusemodul 30 gezeigt, das im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 4 gleicht. Es werden wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei der Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels. Gut erkennbar ist der zweite Befestigungsabschnitt 34 am vorderen Ende des Gehäusemoduls 30, die in den nicht dargestellten Azimut-Teil führende Durchgangsöffnung 38 in der vorderen Außenwand des Gehäusemoduls 30 und die Unterteilung des Innenraums des Gehäusemoduls in drei Teilbereiche anhand der Trennwände 70, 72, die Öffnung in der hinteren Außenwand des Gehäusemoduls zur Aufnahme eines Kühlers, sowie die beiden der Versteifung des Gehäusemoduls 30 dienenden Querstreben 90.In the perspective view of 8th is another housing module 30 shown, which is essentially the first embodiment of 4 like. Again, the same reference numerals are used as in the explanation of the first embodiment. Well recognizable is the second attachment section 34 at the front end of the housing module 30 leading into the azimuth part, not shown, leading through hole 38 in the front outer wall of the housing module 30 and the subdivision of the interior of the housing module into three sections based on the partitions 70 . 72 , the opening in the rear outer wall of the housing module for receiving a radiator, as well as the two of the stiffening of the housing module 30 serving cross struts 90 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19962453 C1 [0004]
DE 10013442 C1 [0005]
DE 10119429 A1 [0006]
DE 10119428 A1 [0006]

Claims

Wind turbine with a rotor ( 10 ), the at least one rotor blade ( 12 ), a tower ( 40 ) and one on the tower ( 40 ), the nacelle being a nacelle ( 16 ), in which the drive train of the wind turbine is arranged, a housing module ( 30 ), are arranged in the electrical equipment of the wind turbine and with the engine house ( 16 ) and an azimuth part ( 28 ) connected to the tower ( 40 ) and with the machine house ( 16 ) and an azimuth adjustment of the machine house ( 16 ) opposite the tower ( 40 ), characterized in that the housing module ( 30 ) a first, with the nacelle ( 16 ) connected attachment portion ( 32 ) and a second, with the azimuth part ( 28 ) connected attachment portion ( 34 ) having.

Wind energy plant according to claim 1, characterized in that in the housing module ( 30 ) a transformer ( 42 ) and / or an inverter ( 44 ) and / or a cooling device ( 84 ) and / or a control cabinet ( 78 ) are arranged.

Wind energy plant according to claim 2, characterized in that the transformer ( 42 ) in the front part of the housing module ( 30 ) and the inverter ( 44 ) in the rear part of the housing module ( 30 ) is arranged.

Wind energy plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first attachment portion ( 32 ) at the top of the housing module ( 30 ) is arranged.

Wind energy plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second attachment portion ( 34 ) at the front of the housing module ( 30 ) is arranged.

Wind energy plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing module ( 30 ) at the azimuth part ( 28 ) facing side an opening ( 38 ) having.

Wind energy plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the housing module ( 30 ) at least one partition wall ( 70 . 72 ), which the interior of the housing module ( 30 ) divided into at least two areas.

Wind energy plant according to claim 7, characterized in that at least one of the at least two areas has a separate cooling device-.

Wind energy plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that the housing module ( 30 ) on the tower ( 40 ) facing away from an opening ( 92 ) for a cooling device ( 84 ) having.

Wind energy plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the bottom of the housing module ( 30 ) a crane hatch ( 94 ) is arranged.

Wind energy plant according to claim 10, characterized in that the crane hatch ( 94 ) in the bottom of the housing module ( 30 ) below a crane hatch ( 96 ) of the machine house ( 16 ) is arranged.