DE202015002655U1 - Founding structure for the foundation of a wind energy plant - Google Patents
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Abstract
Gründungsstruktur (30) zur Gründung einer Windenergieanlage (10) im oder am Untergrund (2), welche ein Hohlprofil aufweist und an dessen Innenwandung (32) mindestens eine Auflagestruktur (50) angeordnet ist, die dazu geeignet ist, dass eine Tragstruktur (40) für die Windenergieanlage (10) auf ihr aufliegt.Foundation structure (30) for establishing a wind turbine (10) in or on the substrate (2), which has a hollow profile and at the inner wall (32) at least one support structure (50) is arranged, which is suitable for a support structure (40) for the wind turbine (10) rests on it.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gründungsstruktur zur Gründung einer Windenergieanlage im oder am Untergrund. Die Erfindung betrifft ferner eine Windenergieanlage, eine Gründung für eine Windenergieanlage und eine Tragstruktur für eine Windenergieanlage.The invention relates to a foundation structure for establishing a wind turbine in or on the ground. The invention further relates to a wind turbine, a foundation for a wind turbine and a support structure for a wind turbine.
Die Errichtung einer Windenergieanlage erfolgt in der Praxis in mehreren Stufen. Zunächst wird eine Gründungsstruktur, also eine Art Fundament, am oder im Untergrund befestigt. Beispielsweise werden Gründungspfähle mit Hilfe einer Schablone in den Meeresboden gerammt.The erection of a wind turbine takes place in practice in several stages. First, a foundation structure, so a kind of foundation, attached to or in the underground. For example, foundation piles are rammed into the seabed using a template.
Anschließend werden Tragstrukturen in, an oder auf der Gründungsstruktur angeordnet und befestigt. Bekannt sind als Tragstruktur für Offshore-Windenergieanlagen beispielsweise sogenannte Jacket-Strukturen, die aus einem Gitterturm mit mehreren Füßen bestehen.Subsequently, supporting structures are arranged and fixed in, on or on the foundation structure. Known as support structure for offshore wind turbines, for example, so-called jacket structures that consist of a lattice tower with multiple feet.
Auf diese Tragstruktur wird dann der Turm oder ein unterstes Turmsegment einer Windenergieanlage aufgesetzt, oder auch ein Übergangsstück, ein so genanntes ”Transition Piece”. Dieses kann zylindrisch oder konisch ausgebildet sein, wobei es im letzteren Fall einen Übergang zwischen dem größeren Durchmesser der Gründungsstruktur und dem kleineren Durchmesser des untersten Teils des Turms herstellt.On this support structure then the tower or a lower tower segment of a wind turbine is placed, or even a transition piece, a so-called "transition piece". This may be cylindrical or conical, whereby in the latter case it makes a transition between the larger diameter of the foundation structure and the smaller diameter of the lowest part of the tower.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Gründungsstruktur für eine Windenergieanlage zur Verfügung zu stellen, mit der eine dauerhaft sichere und einfache Aufstellung von Windenergieanlagen möglich ist.It is an object of the invention to provide a foundation structure for a wind turbine, with which a permanently safe and simple installation of wind turbines is possible.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Gründungsstruktur zur Gründung einer Windenergieanlage im oder am Untergrund bereitgestellt, welche ein Hohlprofil aufweist und an dessen Innenwandung mindestens eine Auflagestruktur angeordnet ist, die dazu geeignet ist, dass eine Tragstruktur für die Windenergieanlage auf ihr aufliegt.According to one aspect of the invention, a foundation structure for establishing a wind power plant is provided in or on the ground, which has a hollow profile and on the inner wall at least one support structure is arranged, which is adapted to that a support structure for the wind turbine rests on her.
Tragstruktur und/oder Gründungsstruktur weist bzw. weisen vorteilhafter Weise einen kreisrunden Querschnitt auf. Es können aber auch mehreckige oder ovale Querschnitte verwendet werden. Die beiden Strukturen können auch unterschiedliche Querschnittsgeometrien aufweisen.Support structure and / or foundation structure has or have advantageously a circular cross-section. But it can also be used polygonal or oval cross-sections. The two structures can also have different cross-sectional geometries.
Vorteilhaft kann die Auflagestruktur zusammen mit der Gründungsstruktur im oder am Untergrund befestigt werden. Die erfindungsgemäße Auflagestruktur, die an der Innenwandung des Hohlprofils der Gründungsstruktur angeordnet ist, ist so kompakt ausgestaltet, dass sie die extremen Beschleunigungen beim Rammen der Gründungsstruktur in den Meeresboden gut ertragen kann.Advantageously, the support structure can be fixed together with the foundation structure in or on the ground. The support structure according to the invention, which is arranged on the inner wall of the hollow profile of the foundation structure, is designed so compact that it can withstand the extreme accelerations during ramming of the foundation structure into the seabed well.
Es ist keine zusätzliche Struktur, beispielsweise in Form eines „Pile Stopper Rings”, erforderlich, die an der Tragstruktur selbst befestigt werden muss. Somit wird zum einen eine konstruktiv relativ aufwändige Struktur eingespart, zum anderen aber auch die Stahlmenge der Tragstruktur und damit auch das zu hebende Gewicht reduziert. Ein weiterer Vorteil ist ein kompakter ausgestaltbarer Übergang zwischen der fachwerkartigen Tragstruktur und ihrer in die Gründungsstruktur einzuführenden Bereiche, sodass ein Abstand zwischen der Unterkante der Tragstruktur und der Gründungsstruktur verringert und dadurch Biegemomente reduziert werden können, was sich sehr vorteilhaft auf die Fatigue-Bemessung der Gesamtstruktur auswirkt.There is no additional structure, for example in the form of a "Pile Stopper Ring" required, which must be attached to the support structure itself. Thus, on the one hand saves a structurally relatively complex structure, on the other hand, but also reduces the amount of steel of the support structure and thus the weight to be lifted. A further advantage is a compact, expandable transition between the framework-like support structure and its areas to be introduced into the foundation structure, so that a distance between the lower edge of the support structure and the foundation structure can be reduced, thereby reducing bending moments, which is very advantageous for the fatigue design of the overall structure effect.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Tragstruktur nicht zentral in der Gründungsstruktur angeordnet sein muss, sondern auch eine exzentrische Anordnung eine erfindungsgemäße Gründungsstruktur ermöglicht.A further advantage is that the support structure does not have to be arranged centrally in the foundation structure, but also an eccentric arrangement enables a foundation structure according to the invention.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Tragstruktur unmittelbar auf der Auflagestruktur auf. So wird vorteilhaft erreicht, dass die Struktur konstruktiv sehr einfach ausgeführt werden kann.In a preferred embodiment, the support structure rests directly on the support structure. Thus, it is advantageously achieved that the structure can be designed very simply.
In einer Ausführungsform weist die Auflagestruktur mindestens drei Streben auf, die im Wesentlichen vertikal an der Innenwandung des Hohlprofils angeordnet sind. In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform weist die Auflagestruktur mindestens drei Ringsegmente auf, die im Wesentlichen horizontal an der Innenwandung des Hohlprofils angeordnet sind.In one embodiment, the support structure has at least three struts, which are arranged substantially vertically on the inner wall of the hollow profile. In a likewise preferred embodiment, the support structure has at least three ring segments, which are arranged substantially horizontally on the inner wall of the hollow profile.
In einer Ausführungsform ist die Auflagestruktur ein Ring, der im Wesentlichen horizontal an der Innenwandung des Hohlprofils angeordnet ist. Der Vorteil eines Rings ist, dass die Last der auf ihm aufliegenden Tragstruktur gleichmäßig über den gesamten Umfang abgetragen werden kann.In one embodiment, the support structure is a ring which is arranged substantially horizontally on the inner wall of the hollow profile. The advantage of a ring is that the load of the supporting structure resting on it can be removed evenly over the entire circumference.
Bei einer Ausführungsform liegt die Tragstruktur mittelbar auf der Auflagestruktur auf.In one embodiment, the support structure rests indirectly on the support structure.
In einer Ausführungsform weist die Gründungsstruktur vorteilhafterweise ferner eine Verbindungsstruktur auf, welche die Tragstruktur mit der Auflagestruktur verbindet und die Last der Tragstruktur in die Gründungsstruktur ableitet.In one embodiment, the foundation structure advantageously further comprises a connection structure connecting the support structure to the support structure and discharging the load of the support structure into the foundation structure.
In einer Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur wenigstens teilweise elastisch. Vorzugsweise ist die Verbindungsstruktur selbst teilweise elastisch oder weist zusätzliches elastische Lagermaterial auf. Dies bietet den Vorteil, dass die Verbindung von Metall auf Metall gedämpft wird und es so nicht zu erhöhten Spannungen kommt.In one embodiment, the connection structure is at least partially elastic. Preferably, the connection structure itself is partially elastic or has additional elastic bearing material. This offers the advantage that the Connection of metal to metal is damped and it does not come to increased voltages.
Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Verbindungsstruktur ringförmig ist. Dies bietet den Vorteil, dass die Tragstruktur gleichmäßig über den gesamten Umfang abgestützt ist.Further preferred is an embodiment in which the connection structure is annular. This offers the advantage that the support structure is supported evenly over the entire circumference.
Es ist bevorzugt, dass die ringförmige Verbindungsstruktur auf der von der Auflagestruktur abgewandten Seite durch eine Stützstruktur gestützt wird, wobei die Stützstruktur mit der Innenwandung der Gründungsstruktur fest verbunden ist. In einer weiteren Ausführungsform kann auch die Ring-Auflagestruktur breiter ausgeführt sein und mittels Streben gestützt werden, sodass auf eine Stützstruktur verzichtet werden kann.It is preferred that the annular connection structure is supported on the side facing away from the support structure by a support structure, wherein the support structure is fixedly connected to the inner wall of the foundation structure. In a further embodiment, the ring support structure can be made wider and supported by struts, so that can be dispensed with a support structure.
In einer Ausführungsform weist die Verbindungsstruktur mindestens zwei Tragseile auf. Vorzugsweise sind Tragseile flexible Strukturen, weiterhin bevorzugt Seile oder Membrane.In one embodiment, the connecting structure has at least two supporting cables. Preferably, supporting cables are flexible structures, furthermore preferably ropes or membranes.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verläuft ein Tragseil unterhalb des unteren Endes der Tragstruktur zwischen einander gegenüberliegenden Punkten.In a particularly preferred embodiment, a support cable extends below the lower end of the support structure between points located opposite one another.
Weiterhin bevorzugt ist eine Befestigung der mindestens zwei Tragseile mit ihren jeweiligen Enden an den einander gegenüberliegenden Punkten an einem Seilaufnahme-Ring.Further preferred is an attachment of the at least two support cables with their respective ends at the points opposite each other on a cable receiving ring.
Vorteilhafterweise ist der Seilaufnahme-Ring über die mindestens zwei Tragseile oder über eine andere Haltestruktur mit der Tragstruktur verbunden. Dies hat den Vorteil, dass die Tragstruktur zusammen mit der sie tragenden Konstruktion aus Tragseilen, Seilaufnahme-Ring und Haltestruktur bei der Errichtung in einem Schritt in die Gründungsstruktur auf die Ring-Auflagestruktur abgesenkt werden kann. Besonders vorteilhaft ist die direkte Verwendung der vorhandenen Tragseile zur Verbindung mit der Tragstruktur, um so weitere benötigte Komponenten in Form von Haltestrukturen einzusparen. Haltestrukturen bieten den Vorteil, dass starrere Strukturen als die flexiblen Tragseile verwendet werden können, um so das Ausrichten zu erleichtern. Als Haltestruktur können vorzugsweise Seile, Kabel, Ketten oder Stangen eingesetzt werden. An der Tragstruktur sind vorzugsweise Anschlagpunkte vorgesehen, an denen die Tragseile oder Haltestrukturen befestigt werden können. Es werden mindestens drei Haltestrukturen zur Abstützung des Seilaufnahme-Rings an der Tragstruktur verwendet.Advantageously, the cable receiving ring is connected to the support structure via the at least two support cables or via another support structure. This has the advantage that the support structure can be lowered together with the supporting structure of supporting cables, rope receiving ring and support structure in the establishment in one step in the foundation structure on the ring-bearing structure. Particularly advantageous is the direct use of the existing support cables for connection to the support structure, so as to save further required components in the form of support structures. Support structures offer the advantage that more rigid structures than the flexible support cables can be used to facilitate alignment. Ropes, cables, chains or rods may preferably be used as the support structure. Attachment points are preferably provided on the support structure to which the support cables or support structures can be fastened. At least three support structures are used to support the rope-receiving ring on the support structure.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Konstruktion aus Tragseilen und Seilaufnahme-Ring auch in einem separaten Schritt in die Gründungsstruktur abgesenkt werden, bevor dann in einem weiteren Schritt die Tragstruktur auf ihr angeordnet wird. In einer weiteren Ausführungsform können auch konische Querschnitte für den Seilaufnahme-Ring und/oder die Ring-Auflagestruktur gewählt werden, um ein korrektes Positionieren während der Errichtung zu erleichtern.In an alternative embodiment, the construction of supporting cables and cable receiving ring can also be lowered into the foundation structure in a separate step, before the support structure is then placed on it in a further step. In a further embodiment, conical cross-sections may also be chosen for the cable-receiving ring and / or the ring-supporting structure to facilitate correct positioning during erection.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein durch das Hohlprofil gebildeter Zwischenraum zwischen Gründungsstruktur und Tragstruktur mit einer Vergussmasse verfüllt oder verfüllbar. Vorteilhafterweise werden so die Lasten, die auf die Windenergieanlage wirken, über die Tragstruktur in die Gründungsstruktur über die gesamte Lebensdauer abgetragen.In a particularly preferred embodiment, a gap formed by the hollow profile between the foundation structure and the support structure is filled or fills with a potting compound. Advantageously, the loads acting on the wind turbine are thus removed via the support structure into the foundation structure over the entire service life.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Windenergieanlage mit einer erfindungsgemäßen Gründungsstruktur zur Gründung einer Windenergieanlage bereit gestellt.In a further aspect of the invention, a wind energy plant with a foundation structure according to the invention for the foundation of a wind energy plant is provided.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Gründung für eine Windenergieanlage im oder am Untergrund mit einer erfindungsgemäßen Gründungsstruktur bereit gestellt.In a further aspect of the invention, a foundation for a wind turbine in or on the ground is provided with a foundation structure according to the invention.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Tragstruktur für eine Windenergieanlage bereit gestellt, die mittels einer erfindungsgemäßen Gründungsstruktur im oder am Untergrund gegründet ist.In a further aspect of the invention, a support structure for a wind energy plant is provided, which is founded by means of a foundation structure according to the invention in or on the ground.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Tragstruktur für eine Windenergieanlage eine fachwerkartige Jacket-Struktur mit mindestens drei Füßen auf.In a preferred embodiment, the support structure for a wind turbine on a truss-like jacket structure with at least three feet.
Vorliegend beschrieben ist auch ein Verfahren zur Errichtung einer Windenergieanlage mit den Schritten
- – Gründen einer Gründungsstruktur im oder am Untergrund,
- – Positionieren einer Tragstruktur auf einer Auflagestruktur, die an einer Innenwandung eines Hohlprofils der Gründungsstruktur angeordnet ist,
- – Verfüllen eines durch das Hohlprofil gebildeten Zwischenraums zwischen Gründungsstruktur und Tragstruktur mit einer Vergussmasse und
- – Positionieren und Befestigen einer Windenergieanlage auf der Tragstruktur.
- - foundation of a foundation structure in or on the ground,
- Positioning a support structure on a support structure, which is arranged on an inner wall of a hollow profile of the foundation structure,
- - Backfilling a gap formed by the hollow profile between the foundation structure and support structure with a potting compound and
- - Positioning and fixing a wind turbine on the support structure.
Die Windenergieanlage weist vorzugsweise auch ein Übergangsstück auf.The wind energy plant preferably also has a transition piece.
Ebenfalls beschrieben ist ein Verfahren zum Herstellen einer Gründungsstruktur zur Gründung einer Windenergieanlage im oder am Untergrund, mit den schritten
- – Vorsehen einer Gründungsstruktur mit Hohlprofil und
- – Vorsehen einer Auflagestruktur an einer Innenwand des Hohlprofils, wobei die Auflagestruktur dazu geeignet ist, dass eine Tragstruktur für die Windenergieanlage auf ihr aufliegt.
- - Providing a foundation structure with hollow profile and
- - Providing a support structure on an inner wall of the hollow profile, wherein the support structure is adapted to that a supporting structure for the wind turbine rests on it.
Vorstehend beschriebene Aspekte und Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, um erfindungsgemäße Vorteile zu erreichen.Aspects and embodiments described above may be combined to achieve advantages of the invention.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings. Show it:
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass jeweils auf die vorstehende Beschreibung des Elementes und/oder Teils verwiesen wird.In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made in each case to the above description of the element and / or part.
In
In
In
In einer alternativen Ausführungsform kann die Konstruktion aus Tragseilen
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere” oder „vorzugsweise” gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features. In the context of the invention, features which are identified by "particular" or "preferably" are to be understood as optional features.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Untergrundunderground
- 44
- Meersea
- 66
- Wasseroberflächewater surface
- 1010
- WindenergieanlageWind turbine
- 1212
- Rotorblattrotor blade
- 1414
- Maschinenhauspower house
- 1616
- Turmtower
- 1818
- ÜbergangsstückTransition piece
- 3030
- Gründungsstrukturfoundation structure
- 4040
- Tragstruktursupporting structure
- 5050
- Auflagestruktursupport structure
- 50a50a
- Strebestrut
- 50b50b
- Ringring
- 5656
- Stützstruktursupport structure
- 6060
- Verbindungsstrukturconnecting structure
- 60a60a
- elastisches Lagermaterialelastic bearing material
- 60b60b
- ringförmige Verbindungsstrukturannular connection structure
- 60c60c
- Tragseilsupporting cable
- 7272
- Seilaufnahme-RingCable seat ring
- 7474
- Haltestrukturholding structure
- 9090
- Zwischenraumgap
Claims (19)
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DE202015002655.9U DE202015002655U1 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Founding structure for the foundation of a wind energy plant |
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DE202015002655.9U DE202015002655U1 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Founding structure for the foundation of a wind energy plant |
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DE202015002655.9U Expired - Lifetime DE202015002655U1 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Founding structure for the foundation of a wind energy plant |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020128325A1 (en) | 2020-10-28 | 2022-04-28 | Rwe Renewables Gmbh | Wind Turbine Foundation Structure |
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2015
- 2015-04-09 DE DE202015002655.9U patent/DE202015002655U1/en not_active Expired - Lifetime
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