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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befeuerung für eine Windenergieanlage, welche zur Gefahrenerkennung für den Flugverkehr gesetzlich vorgeschrieben ist.
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Derzeitige Windenergieanlagen erreichen eine Nabenhöhe von zum Teil deutlich über 120 m. Damit wird eine Gesamthöhe inklusive der Rotorblätter von über 180 m erreicht. Der Trend zu noch höheren Anlagen ist dabei noch nicht beendet. Die daher notwendige Kennzeichnungspflicht für Luftfahrthindemisse sieht vor, dass Windenergieanlagen anlagenhöhenspezifisch durch einen roten umlaufenden Streifen oder weiße/rote Gefahrenfeuer für die Kennzeichnung am Tag und für die Nachtkennzeichnung durch rot blinkende Gefahrenfeuer auf der Gondel oder den Rotorblättern gekennzeichnet werden. Unabhängig von der Anlagenhöhe ist eine Kennzeichnung der Gondel bzw. der Rotorblätter verpflichtend. Eine Kennzeichnung von Onshore-Windenergieanlagen bei Verwendung von Gefahrenfeuer auf dem Gondeldach müssen diese max. 65 m unterhalb der Flügelspitzen positioniert werden oder es ist eine Blattspitzenbefeuerung zu installieren.
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Die Anlagen zur Beleuchtung von Windenergieanlagen unterliegen besonderen Anforderungen. Sie sind Wind und Wetter ausgesetzt und müssen, da sie für den Flugverkehr sicherheitsrelevant sind, so konstruiert sein, dass ein Versagen auszuschließen ist. Auch die Wartungsfreundlichkeit ist ein wichtiger Aspekt bei der Befeuerung einer Windenergieanlage.
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Stand der Technik sind Blattspitzenbefeuerungen, welche aber noch sehr teuer sind und zudem Probleme bei der Integration in das Blatt mit sich bringen (Blitzschutz/Struktur). Sinnvoll sind Gefahrenfeuer, welche direkt auf dem Gondeldach positioniert werden können.
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In
DE 202014006066 U1 wird eine Hindernisbefeuerungseinrichtung einer Windenergieanlage offenbart, welche einen Ballon aufweist, an dem oberhalb eine Hindernisbefeuerung angeordnet ist. Der Ballon ist am Maschinenhaus verankert und mit mehreren Abspannungen am Maschinenhaus, am Boden und am Turm gesichert.
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Eine andere Veröffentlichung (
WO 2010/010043 A2 ) betrifft eine Flughindernisbefeuerungseinrichtung mit einer mittleren Leuchtvorrichtung und zwei seitlichen Leuchtvorrichtungen, welche oben auf der Gondel und an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Gondel angeordnet sind.
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Auf der Gondel einer Windenergieanlage sind außerdem wichtige meteorologische Messeinrichtungen, wie beispielsweise Wettermasten, angeordnet. Diese können fest installiert, schwenkbar oder in die Gondel versenkbar sein. Beispiele hierfür zeigen die Patentveröffentlichungen
EP 2431608 B1 ,
EP 2325481 B1 und
EP 2698535 B1 .
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Hindernisbefeuerung auf der Gondel einer Windenergieanlagen deutlich oberhalb des Maschinenhausdaches zu installieren, um der Anforderung, die Hindernisbefeuerung max. 65 m unterhalb der Flügelspitzen zu positionieren, erfüllt werden kann. Eine weitere Aufgabe ist es, dass die Installation und die Wartung der Hindernisbefeuerung mit einfachen Mitteln ausgeführt werden kann. Auch soll die Konstruktion bereits im Werk vorgefertigt werden können, um sie vor Ort als Ganzes auf dem Gondeldach installieren zu können.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei die Unteransprüche weitere Ausgestaltungen beschreiben.
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Die Lösung beinhaltet einen klappbaren oder fest installierten Mast auf dem Gondeldach, welcher bei der Errichtung oder auch schon im Werk montiert werden kann. Der Mast positioniert die Gefahrenfeuer max. 65 m unterhalb der Rotorblattspitzen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anordnung einer Hindernisbefeuerung für Windenergieanlagen ist auf einem Gondeldach der Windenergieanlage angeordnet. Sie besteht aus einem vertikalen Gittermast, welcher am hinteren Ende des Gondeldachs angeordnet ist. Der Gittermast trägt auf oder an einem oberen Ende die Hindernisbefeuerung. Die Vorrichtung lässt sich durch die Art ihrer Konstruktion mit einfachen Mittel aufstellen bzw. abklappen. Die bewegliche Befestigung auf dem Gondeldach kann optional auch eine feste Einspannung sein, welche das Abklappen des Gittermastes verhindert.
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Eine Ausführungsform besteht darin, dass der Gittermast mit Längs-, Quer- und Diagonal-Streben zweidimensional aufgebaut ist, wobei sich die Längs-Streben vom Gondeldach ausgehend vertikal nach oben erstrecken und die Quer- und Diagonal-Streben zwischen den Längs-Streben angeordnet sind. Die Quer-Streben sind zwischen den Längs-Streben horizontal und gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet. Es können von den Quer-Streben und den Längs-Streben eingeschlossene, gleich große oder unterschiedlich große Felder entstehen. Die Diagonal-Streben sind in den Feldern diagonal angeordnet. Die Anordnung der Quer- und Diagonalstreben kann variieren, da sie sich z.B. nach Anforderungen an die Windmessung (Windschatten), Steifigkeit und die Eigenfrequenzen des Mastes richtet. Die obere Quer-Strebe bildet eine obere Begrenzung der Vorrichtung, auf oder an welcher die Hindernisbefeuerung in Form von wenigstens einem Gefahrenfeuer angeordnet ist.
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Für eine weitere Ausführungsform bestehen das oder die Gefahrenfeuer aus wenigstens einem Leuchtmittel für die Tagbefeuerung und wenigstens einem Leuchtmittel für die Nachtbefeuerung. Aus sicherheitstechnischen Gründen können auch jeweils zwei Leuchtmittel jeder Art angeordnet sein.
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Für eine weitere Ausführungsform wird der Gittermast mittels Abspannungen schwingungsarm in einer vertikalen Position gehalten. Die Abspannungen sind am vorderen Ende des Gondeldachs, am oberen Ende des Gittermasts und am Wettermast befestigt.
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Es können ein oder mehrere Gittermasten angeordnet sein. Weiterhin ist es möglich, dass auf dem oder den Gittermasten meteorologischen Messeinrichtungen angeordnet sind.
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Die Erfindung bietet eine relativ kostengünstige Lösung für die richtige Positionierung und beinhaltet eine recht einfache Konstruktion, welche durch Abspannen ausreichend Festigkeit mit sich bringt.
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Ein weiterer Vorteil ist beispielsweise der Transport der gesamten Gondel mit dem abgeklappten Mast, da die max. Transporthöhe nicht überschritten wird.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigen
- 1 skizzenhafte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anordnung einer Hindernisbefeuerung in einer perspektivischen Darstellung und
- 2 skizzenhafte Darstellung von möglichen Abspannungen für die Vorrichtung zur Anordnung einer Hindernisbefeuerung in einer Seitenansicht.
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Die Gondel einer Windenergieanlage umfasst eine Tragstruktur sowie eine nichttragende Gondelverkleidung. Auf dem Gondeldach 2 befinden sich in der Regel Wettermasten 8, welche mit meteorologischen Messeinrichtungen versehen sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Anordnung einer Hindernisbefeuerung für eine Windenergieanlage, wie sie in den 1 und 2 gezeigt wird, ist auf einem Gondeldach 2 der Windenergieanlage angeordnet. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem eher zweidimensionalen Gittermast 3 mit Längs- 4, Quer- 5 und Diagonal-Streben 6. Der Gittermast 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Stahlrohrkonstruktion. Es ist aber auch möglich, den Gittermast 3 aus leichten Kunststoffprofilen oder GFK/CFK Profilen auszuführen, was allerdings mit höheren Kosten verbunden wäre. Dafür sind zwei vertikale Längs-Streben 4 vom Gondeldach 2 ausgehend, sich vertikal nach oben erstreckend, nahe des hinteren Endes 201 des Gondeldachs 2, aber zur Mitte hin vor den Wettermasten 8 und von diesen ausreichend beabstandet, beweglich befestigt. Die Quer-Streben 5 sind zwischen den Längs-Streben 4 horizontal und gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet, so dass annähernd gleich große oder unterschiedlich große Felder entstehen, welche von den Quer-Streben 5 und den Längs-Streben 4 eingeschlossen sind. Die Diagonal-Streben 6 sind in den Feldern diagonal angeordnet. Dazu können die Diagonal-Streben 6 jeweils in einem Feld und in gleicher oder entgegengesetzter Richtung geführt sein. Es können sich aber auch zwei Diagonal-Streben 6 kreuzen. Die untere Quer-Strebe 5 befindet sich nahe des Gondeldachs 2 und die obere Quer-Strebe 5 bildet eine obere Begrenzung der Vorrichtung 1 zur Hindernisbefeuerung. Auf oder an der oberen Quer-Strebe 5 ist die Hindernisbefeuerung in Form von wenigstens einem Gefahrenfeuer 7 angeordnet. Das oder die Gefahrenfeuer 7 bestehen wenigstens aus zwei Leuchtmitteln in den vorgeschriebenen Farben für eine Tag- und Nachtbefeuerung.
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Um den Gittermast 3 in einer senkrechten Position zu halten, sind Abspannungen 9, insbesondre durch Abspannseile vorgesehen. Die Figuren zeigen auch eine skizzenhafte Darstellung von möglichen Abspannungen 9 für die Vorrichtung 1 zur Anordnung der Hindernisbefeuerung. So ist eine beispielhafte Abspannung 9 vorgesehen, welche am vorderen Ende 202 des Gondeldachs 2, am oberen Ende des Gittermasts 3, beispielsweise über der vorletzten oberen Quer-Strebe 5, und weitergeführt am Wettermast 8 befestigt ist. Die Abspannung 9 wird auch für die normalen Betriebslasten und Umgebungsbedingungen benötigt, wie. z.B. Windlasten, so dass der Gittermast 3 unter diesen Bedingungen am Schwingen weitestgehend gehindert wird.
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Der Gittermast 3 mit dem Gefahrenfeuer 7 kann auf das Gondeldach 2 abgeklappt werden. Zum Abklappen des Gittermastes 3 wird zuerst das Abspannseil der vorderen Abspannung 9 mittels Seilspanner etwas gelockert, sodass der Gittermast 3 etwas nach hinten klappt; nachfolgend wird eine Seilwinde am Wettermast befestigt, um den Mast (Gewicht ca. 400 bis 500 kg) gezielt und sicher abzulassen. Das Abklappen bietet den Vorteil, dass Wartungsarbeiten an der Vorrichtung 1 einfacher und geschützter ausgeführt werden können.
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Die Vorrichtung 1 besteht in der Regel aus einem Gittermast 3 mit einem doppelten Rahmen, auch wenn nur ein Gefahrenfeuer 7 installiert wird, da das Abklappen so gerichteter erfolgen kann und die Gesamtkonstruktion besser ausgesteift werden kann. Aber es ist auch möglich, einen mittleren Mast mit einer definierten Abklapprichtung vorzusehen. Diese wird dann so ausgesteift, dass er sowohl Betriebslasten und Windlasten standhält.
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Zusätzlich bietet die Vorrichtung 1 die Möglichkeit, andere Sensoren wie z.B. für Wind auch in einer günstigeren Position anzuordnen.
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Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Vorrichtung 1 zur Anordnung einer Hindernisbefeuerung für Windenergieanlagen um ein Ausführungsbeispiel handelt, kann es in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen des Gittermasts 3 mit den Abspannungen 901 in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen, insbesondere wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Anordnung einer Hindernisbefeuerung
- 2
- Gondeldach
- 201
- hintere Ende des Gondeldachs 2
- 202
- vordere Ende des Gondeldachs 2
- 3
- Gittermast
- 4
- Längs-Streben
- 5
- Quer-Streben
- 6
- Diagonal-Streben
- 7
- Gefahrenfeuer
- 8
- Wettermast
- 9
- Abspannungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014006066 U1 [0005]
- WO 2010/010043 A2 [0006]
- EP 2431608 B1 [0007]
- EP 2325481 B1 [0007]
- EP 2698535 B1 [0007]
