DE202009002054U1

DE202009002054U1 - Wetter- und Montageschutzvorrichtung für Rotorblätter

Info

Publication number: DE202009002054U1
Application number: DE202009002054U
Authority: DE
Original assignee: L&L Rotorservice GmbH
Current assignee: BAYWA R.E. ROTOR SERVICE GMBH, DE
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-04-09

Abstract

Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) für Wartungs- und Reparaturarbeiten an einer Windkraftanlage (2), insbesondere an deren Rotorblättern (21), mit
– einer Außenhülle (11),
– einem Skelett (12),
– einem oberen Anschluss (13) und
– einem Halterungssystem (14) zur Befestigung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) an der Windkraftanlage (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wetter- und Montageschutzvorrichtung für Wartungs- und Reparaturarbeiten an einer Windkraftanlage, insbesondere an deren Rotorblättern.
Wetter- und Montageschutzvorrichtungen sind im Stand der Technik beispielsweise aus der Bauwirtschaft bekannt. Hierzu werden Gerüstelemente derart miteinander kombiniert, dass ein selbststehendes Gerüst als Tragkonstruktion ausgebildet wird. Dieses so erstellte Traggerüst wird sodann mit entsprechenden Platten oder Planen belegt, so dass ein vor der Witterung geschützter Raum entsteht.
Weiter sind schlichte Anordnungen bekannt, bei denen Seile über ein Objekt gespannt werden oder von einem Objekt heruntergelassen werden, die im Anschluss daran auf dem Boden befestigt und gespannt werden. Diese gespannten Seile bilden so eine Unterkonstruktion für eine Wetterschutzanordnung, die im Anschluss mit einer Plane belegt wird und so einen Schutzraum für beispielsweise Montagearbeiten oder dergleichen bildet.
Problematisch ist die Anwendung derartiger Wetter- und Montageschutzvorrichtungen im Bereich von Windkraftanlagen. Windkraftanlagen haben auf hohen Türmen aufgesetzte Generatoren. An einer Nabe des Generators sind meist drei Rotorblätter befestigt. Wind lässt die Rotorblätter um die Nabe des Generators rotieren, womit die Bewegungsenergie des Windes im Generator in elektrische Energie gewandelt wird. Im laufenden Betrieb treten immer wieder Beschädigungen der Rotorblätter auf, die vor Ort repariert werden müssen. Hierbei stellt die große Höhe ein unüberwindbares Problem für den Schutz während dieser Montage- und Reparaturarbeiten dar, da ein Schutz vor den Umwelteinflüssen, insbesondere Schnee, Regen und Wind, sowie Kälte bislang nicht möglich ist.
Bei Windkraftanlagen, die auf dem Festland installiert sind, mag es zwar möglich sein, ein Gerüst bis zu den Rotorblättern aufzubauen. Es dürfte jedoch äußerst schwierig und aufwendig sein, dieses Gerüst gegen Windlasten abzusichern und mit einer Plane von außen zu belegen, um so Reparaturen an den Rotorblättern durchzuführen. Der Zeitaufwand und der Kosteneinsatz für derartige Gerüste stehen in keinem Verhältnis mit dem zu erzielenden Nutzen und wird mithin nicht durchgeführt. Bei Offshore-Windkraftanlagen ist der Aufbau von Gerüsten gänzlich unmöglich. Monteure haben außer ihrer speziellen Arbeitskleidung und persönlicher Sicherheitsausrüstung keine weiteren Möglichkeiten sich gegen Regen, Sonneneinstrahlung oder Wind zu schützen.
Ebenfalls können oftmals Reparaturen nicht durchgeführt werden, da die Außentemperaturen, insbesondere in Herbst, Winter und Frühjahr, zu niedrig sind. Für Reparaturen an Rotorblättern ist eine Temperatur von +15°C besonders vorteilhaft und gewünscht. Derartige Temperaturen können ohne Einhausung jedoch nicht erreicht werden. Weiter sind einige Reparaturarbeiten feuchtigkeitsempfindlich, so dass diese nur an trockenen Tagen durchgeführt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung aufzuzeigen, die es ermöglicht, ein zu bearbeitendes oder zu reparierendes Rotorblatt zumindest teilweise einzuhausen, so dass Monteure als auch der eingehauste Teil des Rotorblattes vor Regen, Sonneneinstrahlung oder Wind geschützt sind, um Reparaturen durchführen zu können.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
Wenn die Wetter- und Montageschutzvorrichtung für Wartungs- und Reparaturarbeiten an einer Windkraftanlage, insbesondere an deren Rotorblättern, mit einer Außenhülle, einem Skelett, einem oberen Anschluss und einem Halterungssystem zur Befestigung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung an der Windkraftanlage ausgestaltet ist, wird ein umschlossener Raum gebildet, der einen odere mehrere Monteure und zumindest einen Teil des Rotorblattes vor Regen, Sonneneinstrahlung und Wind schützt. Mit Einsatz dieser Einhausung trotzt man widrigen Wetterformen und hat zusätzlich die Möglichkeit den sich bildenden Raum beispielsweise mit Heizaggregaten zu beheizen. Weiter besteht die Möglichkeit die Luftfeuchtigkeit innerhalb dieses sich bildenden Raumes zu beeinflussen. Der Monteur kann beispielsweise nun mittels einer Abseilvorrichtung innerhalb des aufgespannten Raumes an dem Rotorblatt arbeiten, ohne dass der Monteur oder die Reparaturmaterialien, wie Kohlenstofffasern oder Glasfasern, als auch Kunstharze durch Witterungseinflüsse beeinträchtigt werden oder die Reparaturen aufgrund von Regen, Schnee, Sonneneinstrahlung, Verunreinigung oder dergleichen misslingen.
Die Außenhülle besteht aus einem Kunststoff und/oder einem Gewebe. Insbesondere ist es besonders vorteilhaft, wenn die Außenhülle aus einem PVC-beschichteten Polyamidgewebe besteht. Hierdurch wird die Einhausung schwer entflammbar, bleibt aber hochflexibel und regendicht, so dass die Außenhülle stauchbar ist und bei Nichtbedarf und zum Transport auf ein minimales Volumen zusammengelegt werden kann. Die Dauerbelastbarkeit der Außenhülle ist höher, so dass sich die Lebensdauer im harten Einsatz verlängert.
Wenn das Skelett aus mehreren Ringen besteht, wobei die Ringe parallel zueinander über die Höhe der Außenhülle angeordnet und verteilt sind, wird die Außenhülle einfach stabilisiert. Ein Abstand der Ringe zueinander von 20 bis 80 cm ist ausreichend zur Stabilisierung der Außenhülle. Gleichwohl bleibt die Flexibilität der Außenhülle bei Windbelastungen und für deren Transport von einem Einsatzort zum nächsten erhalten. Weiter können die Ringe elliptisch oder bevorzugt rotationssymetrisch ausgebildet sein. Bei elliptischen Ringen besteht der Vorteil, dass die Wetter- und Montageschutzvorrichtung an breitere Rotorblätter angepasst ist.
Dadurch, dass der Durchmesser der Ringe mit der Anordnung über die Höhe variiert, lässt sich der aufzuspannende, umhüllende Raum speziell an die gewünschte Größe anpassen. Beispielsweise kann so ein Kegelstumpf realisiert werden, wobei dieser wahlweise mit der Grundfläche nach unten oder nach oben zeigend ausgestaltet ist. Weiter kann ein Raum aufgespannt werden, dessen obere Hälfte ein Kegelstumpf mit der Grundfläche nach unten und dessen untere Hälfte ein Kugelstumpf mit der Grundfläche nach oben ist. Der Schutz vor Witterung, insbesondere Wind wird hierdurch weiter maximiert. Ein etwaiges Anpassen der Durchmesser der Ringe korreliert mit der Anpassung der Außenhülle, so dass hier feste Umfänge vorgegeben sind.
Alternativ kann die Außenhülle, die an jeder Stelle den gleichen Durchmesser aufweist, auch mittels der Ringe, die in ihrem Umfang variabel einstellbar ausgestaltet sind, entsprechend angepasst werden.
Weiter kann das Skelett aus einer Federspirale bestehen. Hierbei ergibt sich neben der hauptsächlichen elastischen Versteifung in Radialebene ebenso eine elastische Versteifung in Longitudinalrichtung. Gleichfalls ist die Hülle gut zusammenlegbar.
Wenn das Skelett vorzugsweise an der Außenseite der Außenhülle angeordnet ist und mit der Außenhülle verbunden ist, entstehen keine störenden Unterbrechungen auf der Innenseite der Außenhülle. Die Ringe können dabei umlaufend um die Außenhülle mit Hilfe von Ösen an der Außenhülle befestigt sein.
Dadurch, dass der obere Anschluss aus einem Kunststoff und/oder einem Gewebe besteht, ist dieser obere Anschlussbereich variabel ausgestaltbar. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der obere Anschluss aus einem PVC-beschichteten Polyamidgewebe besteht. Es wird ein ausreichender Schutz selbst bei Schneefall gewährleistet.
Der obere Anschluss kann mit Hilfe von Dichtbändern so ausgestaltet werden, dass Wasser nicht in den eingehausten Bereich eindringt. Mit Hilfe von Gummilippen oder dergleichen in Kombination mit Zugbändern ist ein derartiger Anschluss möglich. Dies wird insbesondere dadurch möglich, dass der obere Anschluss eine größenvariable Öffnung aufweist, wobei diese Öffnung einen Verstellmechanismus zur schließenden und dichtenden Anpassung des oberen Anschlusses an die Oberfläche eines Rotorblattes aufweist.
Um die Wetter- und Montageschutzvorrichtung an der Windkraftanlage zu befestigen, weist das Halterungssystem längenvariable Tragseile auf, wobei die Tragseile an der Rotornabe, im oder an dem Maschinenhaus und/oder am Übergang angeordnet sind. Diese Tragseile können derart ausgestaltet sein, dass ein Monteur sich zusätzlich zu der Wetter- und Montageschutzvorrichtung an diese Tragseile einhängen kann und sich innerhalb der Einhausung bewegen und frei arbeiten kann.
Dadurch, dass das Halterungssystem Saugnäpfe aufweist, die an dem Rotorblatt befestigt werden, lässt sich alternativ oder zusätzlich zu einer Befestigung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung an der Rotornabe, im oder an dem Maschinenhaus und/oder am Übergang eine Befestigung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung an dem zu bearbeitenden Rotorblatt realisieren. Bedarfsweise kann so die Wetter- und Montageschutzvorrichtung direkt an dem zu bearbeitenden Rotorblatt mit Hilfe von Saugnäpfen gehalten werden. Hierzu werden die Saugnäpfe auf der Oberfläche des Rotorblattes temporär befestigt, um so eine Aufnahme für die Wetter- und Montageschutzvorrichtung zu erstellen. Hierzu haben sich bereits vier Saugnäpfe mit einer jeweiligen Tragkraft von 30 Kg, die aus der Glasindustrie bereits hinlänglich bekannt sind, als ausreichend erwiesen. Die Verbindung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung zu den Saugnäpfen kann über Schäkel, Haken und/oder Gurte hergestellt werden.
Wenn die Wetter- und Montageschutzvorrichtung nach unten offen ausgebildet ist, können Gerätschaften von unten in den Schutzraum eingeführt werden.
Wenn die Wetter- und Montageschutzvorrichtung vorzugsweise im oberen Anschluss Seildurchführungen aufweist, lassen sich zusätzliche Halterungsseile von oben in den Schutzbereich einführen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Absicherung eines Monteurs über ein zusätzliches Seil stattfindet, wobei dieses zusätzliche Seil im oberen Bereich der Windkraftanlage befestigt und verankert ist.
Wenn innerhalb der Außenhülle eine Arbeitsbühne angeordnet ist, kann der Monteur auf einer größeren Standfläche agieren und werken. Die Außenhülle umspannt die Arbeitsbühne hierbei vollständig, so dass keine Witterungseinflüsse auf den Boden der Arbeitsbühne einwirken können. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn die Arbeitsbühne eine eigene Halterung zur Befestigung an der Windkraftanlage, bevorzugt an der Rotornabe, im oder an dem Maschinenhaus bzw. dessen Hauptrahmen, an der Aufnahme des Rotorgetriebes und/oder am Übergang, aufweist. Hierdurch kann die Arbeitsbühne bei Bedarf kurzfristig abgesenkt werden oder zum Boden heruntergefahren werden, um Material oder dergleichen aufzunehmen, ohne dabei die Einhausung absenken zu müssen. Gleichwohl kann die Wetter- und Montageschutzvorrichtung am unteren Rand der Arbeitsbühne dichtschließend ausgebildet sein, so dass ein nahezu allseitig geschlossener Raum entsteht.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
Darin zeigt:
1 eine räumliche Darstellung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung an einer Windkraftanlage,
2 eine räumliche Darstellung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung in halb zusammengefalteten Zustand und
3 eine räumliche Darstellung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung mit einer Arbeitsbühne.
1 zeigt eine räumliche Darstellung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 an einer Windkraftanlage 2.
Die Windkraftanlage 2 weist in diesem Anwendungs- und Ausführungsbeispiel zwei Rotorblätter 21 auf. Weiter weist die Windkraftanlage 2 ein Maschinenhaus 22, eine Rotornabe 23, einen Übergang 24 zwischen Rotornabe 23 und Maschinenhaus 22 und einen Turm 25 auf.
Die Windkraftanlage 2 ist ausser Betrieb. Das zu bearbeitende Rotorblatt 21 ist nach unten in eine Wartungsposition gedreht.
Die Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 wurde mit Hilfe einer Seilanordnung, die hier nicht weiter dargestellt ist, nach oben gezogen. Die Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 umschließt nun teilweise das zu bearbeitende Rotorblatt 21 der Windkraftanlage 2.
Die Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 weist eine Außenhülle 11, ein Skelett 12, einen oberen Anschluss 13 und ein Halterungssystem 14 auf.
Die Außenhülle 11 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem PVC-beschichteten Polyamidgewebe. Dieses PVC-beschichtete Polyamidgewebe ist besonders schwer entflammbar und insbesondere stauchbar. Gleichzeitig ist es hochflexibel, Wasser- und winddicht ausgebildet.
Das Skelett 12 der Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einzelnen horizontal angeordneten rotationssymetrischen Ringen, die horizontal auf der Außenseite der Außenhülle 11 umlaufend angeordnet sind. Die Verbindung zwischen dem Skelett 12, nämlich den Ringen, zu der Außenhülle 11 wird über Ösen realisiert. Diese Ösen sind hier nicht weiter dargestellt, befinden sich jedoch auf der Außenseite der Außenhülle 11 und umfassen die Ringe des Skelettes 12, derart, dass die Ringe die Aussenhülle entsprechend der Ringform halten.
Weiter weist die Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 an der Oberseite den oberen Anschluss 13 auf, der hier ebenfalls aus einem PVC-beschichteten Polyamidgewebe besteht. Dieser obere Anschluss 13 ist um das Rotorblatt 21 dicht schließend angeordnet, so dass keine Feuchtigkeit, wie insbesondere Regen oder Schnee in den Arbeitsbereich innerhalb der Außenhülle eindringen kann. Dichtlippen und Gummis verhindern das Herunterlaufen von Wasser an dem Rotorblatt 21. Der obere Anschluss 13 besteht aus einem durchgängigen Material, so dass es keine Möglichkeit gibt, dass Wasser oder dgl. Durch den oberen Anschluss 13 in den Innenraum eindringt. Die Mitte des oberen Anschlusses 13 ist als Loch ausgebildet, so dass die Wetter- und Montageschutzvorrichung 1 einfach von unten über das Rotorblatt 21 nach oben gezogen werden kann. An der gewünschten Position wird das Loch dann verjüngt. Dieses Verjüngen und Anpassen an die Form des Rotorblattes 21 kann durch Zugseile erfolgen, die das Loch in dem oberen Anschluss 13 verkleinern und gegen das Rotorblatt 21 abdichten. Zusätzlich kann der Übergangsbereich abgeklebt werden.
Das Halterungssystem 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel am Übergang 24 der Windkraftanlage 2 angeordnet. Dies sind in diesem Ausführungsbeispiel Seile, die über die Nabe der Windkraftanlage gesichert sind. Das Halterungssystem 14 sichert die Wetter- und Montageschutzvorrichung 1 gegen Herabfallen und/oder gegen Herunterrutschen am Rotorblatt 21.
Ein Monteur kann sich nun mit Hilfe von Seilen, die beispielsweise am Halterungssystem 14 angeordnet sind, in den Arbeitsbereich hinaufziehen lassen und sich innerhalb der Einhausung bewegen und nötige Wartungs- und Reparaturarbeiten vornehmen. Hierbei ist er nicht der direkten Beeinflussung durch die Witterung ausgesetzt. Bedarfsweise kann der Innenraum mit einer Warmluftheizung erwärmt werden.
Nach vollendeter Tätigkeit lässt sich die Wetter- und Montageschutzvorrichung 1 mittels des Halterungssystems 14 ganz einfach abseilen und am Boden zusammenlegen.
2 zeigt eine räumliche Darstellung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 in einem halb zusammengefalteten Zustand.
Die Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 ist aus der Position in 1 von dem Rotorblatt 21 hinunter gelassen worden und steht mit seiner Unterseite auf dem Erdboden auf. Nunmehr legen sich die einzelnen Ringe, die zum Skelett 13 gehören direkt aufeinander. Die Außenhülle faltet sich hierbei auf.
Drei Ringe liegen bereits auf dem Boden auf. Die zwei oberen Ringe werden sich bei weiterem Herunterlassen ebenfalls auf den Boden niederlegen, so dass sich eine kompakte transportable Einheit bildet, die relativ flach ist und die Grundfläche der Ringe aufweist. Insbesondere für den temporären Einsatz vor Ort ist diese Ausgestaltung besonders geeignet, da sie strapazierfähig ist und gleichzeitig leicht zu transportieren.
3 zeigt eine räumliche Darstellung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 mit einer Arbeitsbühne 3 innerhalb der Aussenhülle 11.
Die Arbeitsbühne 3 ist an dem Halterungssystem 14 der Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 angesetzt, so dass an der Windkraftanlage nur die Wetter- und Montageschutzvorrichtung 1 befestigt sein muss.
Die Arbeitsbühne 3 gibt dem Monteur die Möglichkeit relativ frei an dem eingehausten Rotorblatt 21 zu arbeiten. Die Ausgestaltung der Arbeitsbühne 3 ist hierbei frei wählbar.

1: Wetter- und Montageschutzvorrichtung
11: Außenhülle
12: Skelett
13: Oberer Anschluss
14: Halterungssystem
2: Windkraftanlage
21: Rotorblatt
22: Maschinenhaus
23: Rotornabe
24: Übergang
25: Turm
3: Arbeitsbühne

Claims

Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) für Wartungs- und Reparaturarbeiten an einer Windkraftanlage (2), insbesondere an deren Rotorblättern (21), mit – einer Außenhülle (11), – einem Skelett (12), – einem oberen Anschluss (13) und – einem Halterungssystem (14) zur Befestigung der Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) an der Windkraftanlage (2).
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülle (11) aus einem Kunststoff und/oder einem Gewebe besteht.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülle (11) aus einem PVC-beschichteten Polyamidgewebe besteht.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (12) aus mehreren Ringen besteht, wobei die Ringe parallel zueinander über die Höhe (H) der Außenhülle (11) angeordnet und verteilt sind.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe elliptisch oder bevorzugt rotationssymetrisch sind.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Ringe mit der Anordnung über die Höhe (H) variiert.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (12) aus einer Federspirale besteht.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett vorzugsweise an der Außenseite der Außenhülle (11) angeordnet ist und mit der Außenhülle (11) verbunden ist.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Anschluss (13) aus einem Kunststoff und/oder einem Gewebe besteht.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Anschluss (13) aus einem PVC-beschichteten Polyamidgewebe besteht.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Anschluss (13) eine größenvariable Öffnung aufweist, wobei diese Öffnung einen Verstellmechanismus zur schließenden und dichtenden Anpassung des oberen Anschlusses (13) an die Oberfläche eines Rotorblattes (21) aufweist.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungssystem (14) längenvariable Tragseile aufweist, wobei die Tragseile an der Rotornabe (23), im oder an dem Maschinenhaus (22) und/oder am Übergang (24) angeordnet sind.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungssystem (14) über Saugnäpfe an dem Rotorblatt befestigt ist.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach unten offen ausgebildet ist.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) vorzugsweise im oberen Anschluss (13) Seildurchführungen aufweist.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Außenhülle (11) eine Arbeitsbühne (3) angeordnet ist.
Wetter- und Montageschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbühne (3) eine eigene Halterung zur Befestigung an der Windkraftanlage (2), bevorzugt an der Rotornabe (23), im oder an dem Maschinenhaus (22) und/oder am Übergang (24), aufweist.