DE202021102426U1

DE202021102426U1 - Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff

Info

Publication number: DE202021102426U1
Application number: DE202021102426.7U
Authority: DE
Original assignee: Kmp & Co oHG GmbH
Current assignee: Kmp & Co oHG GmbH
Priority date: 2021-05-05
Filing date: 2021-05-05
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2031-05-06

Abstract

Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff mit einer Längserstreckung und einer entsprechenden Längsachse sowie einem vorderen und einem hinteren Bereich, aufweisend:
- Ladebereiche für Komponenten wenigstens einer Off-Shore-Windenergieanlage, wobei diese umfassen:
- Ladebereich für Rotorblätter;
- Ladebereich für Turmsegmente;
- Ladebereich für Gondel / Maschinenhaus und
- Hebevorrichtung zum Heben von Lasten wenigstens auf das Schiff dadurch gekennzeichnet, dass
- ein entlang der Längsachse des Schiffs auf dem Deck des Schiffs angeordneter Portalkran vorgesehen ist, wobei der Portalkran aufweist:
- zwei entlang der Längsachse ausgerichtete und angeordnete mit dem Schiffsdeck / Schiff verbundene Portalkran-Seiten-Festelemente, die jeweils aus der Mitte versetzt und zueinander beabstandet sind, wobei sich zwischen den Innenseiten in dem Abstand ein Korridor ausbildet;
- auf dem jeweiligen Portalkran-Seiten-Festelement angeordnete und darauf verfahrbare Portalkran-Schiebesektionen, wobei die Portalkran-Schiebesektionen entlang der Längsachse oberhalb der Portalkran-Seiten-Festelemente verfahrbar sind;
- eine diese Portalkran-Schiebesektionen verbindende Portalkran-Querträgerstruktur mit einer daran angeordneten Kranstruktur zum Heben und Senken von Lasten; und
- der Portalkran sich beginnend vom hinteren Bereich entlang der Längserstreckung des Schiffs erstreckt, wobei der Portalkran zum hinteren Bereich eine Auskragung im Bereich der Portalkran-Schiebesektionen aufweist, so dass beim Verfahren der Portalkran-Schiebesektionen über den hinteren Schiffsbereich hinaus ein Aufnehmen von Lasten aus dem Bereich hinter dem Schiff möglich ist, wobei
- der Ladebereich für die Turmsegmente in einem innerhalb durch den Portalkran ausgebildeten Korridor ausgebildet ist, wobei hier innerhalb des Korridors wenigstens zwei Turmsegment-Aufnahmen vorgesehen sind, in denen die Turmsegmente positioniert und für den Seetransport gehalten werden;
- eine Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung zum Anheben der bereits teil-fertig montierten Turmsegmente mit der darauf montierten Gondel / Maschinenhaus vorgesehen ist;
- der Ladebereich für die Rotorblätter an der Außenseite des Portalkrans oder an Deck in einer Stapel- oder Übereinanderstapelvorrichtung vorgesehen ist, wobei hierzu eine Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung vorgesehen ist, die die einzelnen Rotorblätter aufnehmen und einzeln bewegen kann;
- der Ladebereich für die Gondel / Maschinenhaus innerhalb des Korridors an und/oder auf und/oder vor einem obersten aufzunehmenden Turmsegment einer Windenergieanlage ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff mit einer Längserstreckung und einer entsprechenden Längsachse sowie einem vorderen und einem hinteren Bereich, aufweisend Ladebereiche für Komponenten wenigstens einer Off-Shore-Windenergieanlage, wobei diese umfassen Ladebereich für Rotorblätter, Ladebereich für Turmsegmente, Ladebereich für Gondel / Maschinenhaus und Hebevorrichtung zum Heben von Lasten wenigstens auf das Schiff mit einer speziellen Ausgestaltung eines Portalkran und Rotorblattmontagevorri chtung.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Anordnungen und Verfahren bekannt, um Off-Shore-Windenergieanlagen zu erstellen.
Aus der Druckschrift KR 2017 0 109 094 A ist ein Schiff zum Installieren einer Offshore-Struktur bekannt, die ein Schiff umfasst, wobei eine Vielzahl von Arbeitsdecks, die abnehmbar auf dem oberen Teil des Rumpfes montiert sind, und eine Vielzahl von beweglichen Hebevorrichtungen, die sich entlang von Schienen bewegen können, die auf der Vielzahl von Arbeitsdecks vorgesehen sind, um selektiv mindestens eines der Vielzahl von Arbeitsdecks vom Rumpf zu trennen.
Weiter ist aus der Druckschrift EP 2 495 162 B1 ein Transportschiff einer Windkraftanlage an einen Offshore-Standort und Verfahren zu ihrer Aufstellung bekannt.
Die Probleme im Stand der Technik sind im Wesentlichen, dass der Transport auf See gefährlich und anfänglich für hoch aufragende Lasten ist und zudem der Aufbau auf See sehr komplex ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff aufzuzeigen, die es ermöglichen sicherer und einfacher als bisher bekannt, Windenergieanlagen im Off-Shore-Bereich herzustellen und auszusetzen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff gemäß Hauptanspruch.
Das Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff mit einer Längserstreckung und einer entsprechenden Längsachse sowie einem vorderen und einem hinteren Bereich, weist auf:

- Ladebereiche für Komponenten wenigstens einer Off-Shore-Windenergieanlage, wobei diese umfassen:
- Ladebereich für Rotorblätter;
- Ladebereich für Turmsegmente;
- Ladebereich für Gondel / Maschinenhaus und
- Hebevorrichtung zum Heben von Lasten wenigstens auf das Schiff wobei das Schiff dadurch gekennzeichnet ist, dass
- ein entlang der Längsachse des Schiffs auf dem Deck des Schiffs angeordneter Portalkran vorgesehen ist, wobei der Portalkran aufweist:
- - zwei entlang der Längsachse ausgerichtete und angeordnete mit dem Schiffsdeck / Schiff verbundene Portalkran-Seiten-Festelemente, die jeweils aus der Mitte versetzt und zueinander beabstandet sind, wobei sich zwischen den Innenseiten in dem Abstand ein Korridor ausbildet;
- - auf dem jeweiligen Portalkran-Seiten-Festelement angeordnete und darauf verfahrbare Portalkran-Schiebesektionen, wobei die Portalkran-Schiebesektionen entlang der Längsachse oberhalb der Portalkran-Seiten-Festelemente verfahrbar sind;
- - eine diese Portalkran-Schiebesektionen verbindende Portalkran-Querträgerstruktur mit einer daran angeordneten Kranstruktur zum Heben und Senken von Lasten; und
- - der Portalkran sich beginnend vom hinteren Bereich entlang der Längserstreckung des Schiffs erstreckt, wobei der Portalkran zum hinteren Bereich eine Auskragung im Bereich der Portalkran-Schiebesektionen aufweist, so dass beim Verfahren der Portalkran-Schiebesektionen über den hinteren Schiffsbereich hinaus ein Aufnehmen von Lasten aus dem Bereich hinter dem Schiff möglich ist,

- der Ladebereich für die Turmsegmente in einem innerhalb durch den Portalkran ausgebildeten Korridor ausgebildet ist, wobei hier innerhalb des Korridors wenigstens zwei Turmsegment-Aufnahmen vorgesehen sind, in denen die Turmsegmente positioniert und für den Seetransport gehalten werden;
- eine Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung zum Anheben der bereits teil-fertig montierten Turmsegmente mit der darauf montierten Gondel / Maschinenhaus vorgesehen ist;
- der Ladebereich für die Rotorblätter an der Außenseite des Portalkrans oder an Deck in einer Stapel- oder Übereinanderstapelvorrichtung vorgesehen ist, wobei hierzu eine Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung vorgesehen ist, die die einzelnen Rotorblätter aufnehmen und einzeln bewegen kann;
- der Ladebereich für die Gondel / Maschinenhaus innerhalb des Korridors an und/oder auf und/oder vor einem obersten aufzunehmenden Turmsegment einer Windenergieanlage ist.

Weiter kann die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung in einer bevorzugten Ausführungsvariante aufweisen:

- eine Aufnahme für aufzunehmende Rotorblätter;
- eine Hub- und Entnahme-Einrichtung zum Entnehmen einzelner Rotorblätter aus der Aufnahme
- eine Dreh- und Ausrichtungsanordnung zum Drehen und/oder Verschwenken der Rotorblätter.

Es kann weiter ein Ladebereich für ein Fundament vorgesehen sein und das Schiff als Halbtaucherschiff oder Dockschiff ausgebildet sein, so dass bspw. oder auch in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante schwimmende Windenergieanlagen off-Shore aufgebaut und ausgebracht / installiert werden können.
Weiter kann ein Zusammenbau der herzustellenden Windenergieanlage durch den Portalkran und die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung realisierbar sein.
Das erfindungsgemäße Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Verfahren für eine Off-Shore-Windenergieanlage mit einem erfindungsgemäßen Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff umfasst die Schritte:

a) Beladen des Schiffs wenigstens mit den Windenergieanlagenkomponenten Rotorblätter, Turmsegmente, Gondel / Maschinenhaus mittels Portalkran des Schiffs;
b) während des Beladens Positionieren der Turmsegmente in einem Korridor innerhalb eines Portalkrans mit Turmsegment-Sicherungen, wobei die Turmsegmente der Reihenfolge nach zur Verwendung positioniert werden, also Positionieren des obersten Turmsegments am dichtesten zum Montagebereich der Windenergieanlage, gefolgt von den in Reihenfolge darunterliegenden Turmsegmenten;
c) während des Beladens Positionieren der Rotorblätter außerhalb seitlich des Portalkrans in einer Rotorblatt-Halterungs-Montageanordnung;
d) während des Beladens Positionieren / Befestigen der Gondel / Maschinenhaus in der Nähe mit zeitversetztem Befestigen oder direkt auf dem für die Windenergieanlage obersten Turmsegment;
e) Positionieren des Schiffs am oder in der Nähe des Aufstellungsortes der Windenergieanlage;
f) Befestigen der Rotorblätter an der auf dem obersten Turmsegment befestigten Gondel / Maschinenhaus durch Heranführen jedes einzelnen Rotorblattes und Positionieren des Rotorblattes unter bedarfsweiser Drehung der Nabe der Gondel / Maschinenhaus, so dass die Rotorblätter von schräg unten seitlich in die in der Nabe vorgesehenen Aufnahmen eingebracht werden;
g) Anheben des so montierten Abschnitts aus oberem Turmsegment, Gondel / Maschinenhaus und den daran angeordneten Rotorblättern durch Turm-Hebemittel
h) wiederholtes Heranführen des jeweilig nächsten Turmsegments mittels Portalkran und Positionieren unterhalb des jeweils montierten Abschnitts aus Turmsegment(en), Gondel / Maschinenhaus und den daran angeordneten Rotorblättern sowie bedarfsweises Hochfahren des bisher hergestellten Abschnitts für ein weiteres Turmsegment bis zur vollmontierten Windenergieanlage umfassend die vorgesehenen Turmsegmente, Gondel / Maschinenhaus und den daran angeordneten Rotorblättern;
i) Verschieben oder Versetzen der vollmontierten Windenergieanlage auf das Fundament und Absetzen der Windenergieanlage auf einem Fundament.

Weiter kann das Verfahren bevorzugt ergänzend ausgebildet sein, dass:

- das Fundament ein Schwimmfundament ist, das Schwimmfundament im Schritt a) mitgeladen wird und die voll montierte Windenergieanlage auf einem auf Deck des Schiffs vorgehaltenen Schwimmfundament montiert wird und
- das Schwimmfundament mit der darauf angeordneten vollmontierten Windenergieanlage durch:
- Absenken des als Halbtaucher-Schiff oder als Dock-Schiff ausgebildeten Schiffs sowie durch Herunterzeihen mittels Schleppern oder
- durch Ausbringen / Versetzen mittels Kran oder
- Herausschieben mittels des Portalkrans zu Wasser gelassen wird und am Verwendungsort platziert wird.

Weiter kann alternativ das Verfahren ausgebildet sein, dass:

- das Fundament ein im Meeresboden eingebrachtes oder auf dem Meeresboden aufgestelltes Fundament ist und
- im Schiff eine öffenbare Absetzvorrichtungsöffnung im Bereich unterhalb der vollmontierten Windenergieanlage vorgesehen ist, die entsprechend geöffnet wird, wobei das Schiff sich an das Fundament für die abzusetzende Windenergieanlage positioniert und die vollmontierte Windenergieanlage auf dem Fundament absetzt oder
- die vollmontierte Windenergieanlage auf dem Fundament mittels Krans aufgesetzt wird.

Weiter kann in einer Variante zum Absetzen eine Verbindung zwischen Schiff und Fundament hergestellt werden.
Ergänzend kann insbesondere der Aufbau der Windenergieanlage von oben nach unten erfolgen und erst nach vollständiger Herstellung der Windenergieanlage die auf einem Fundament abgesetzt / positioniert wird. Es erfolgt quasi eine Montage der Windenergieanlage in der Luft.
Insgesamt ergeben sich die folgenden Vorteile:

- ein Selbstbeladen mittels des Portalkrans ist sowohl am Kai als auch auf See von einem Anlieferungsschiff möglich;
- es erfolgt ein Lagern der großen notwendigen Komponenten innerhalb des Portalkrans;
- der Aufbau erfolgt von oben nach unten mit Hilfe des hier vorgestellten Stack-Verfahrens;
- ein Verschieben der voll montierten Anlage auf ein Fundament ist realisiert;
- ergänzend kann bei Ausbildung des Schiffs als Halbtaucher ein Schwimm-Fundament mit montiert werden;
- der gesamte Aufbau ist ohne relative Bewegungen der Komponenten, der Hebezeuge und des Schiffs zueinander möglich;
- es können beliebige Schiffe verwendet werden, auf die eine entsprechende Konstruktion aufgebaut wird;
- insbesondere schwimmende Off-Shore-Windenergieanlagen können mittels des hier vorgestellten Verfahrens und Schiffs ausgebracht und installiert werden;
- auch bei geringer Wassertiefe in Versorgungshäfen und bei Brücken ist eine Umsetzung möglich;
- keine störenden Pendelbewegungen, insbesondere bei der Montage der Gondel auf dem obersten Turmsegment und der Rotorblätter an der Nabe.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Abbildungen in der Abbildungsbeschreibung beschrieben, wobei dieses Ausführungsbeispiel die Erfindung erläutern soll und nicht zwingend beschränkend zu werten ist:

An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, dass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen dargestellt sind. Die Bezugszeichen sind in den ersten Darstellungen bezeichnet und dargestellt und in den folgenden Abbildungen zur besseren Veranschaulichung nicht weiter ausgeführt.

In ist eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels in einer Draufsicht von oben dargestellt. Weiter zeigt zeigt eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels in einer Seitenansicht. In ist eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels in einer Heckansicht gezeigt.
Das erfindungsgemäße Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff dient insbesondere der Fertigung von Off-Shore-Windenergieanlagen am oder in der Nähe des Aufstellungsortes einer herzustellenden Off-Shore-Windenergieanlage.
Die , und zeigen den generellen Aufbau des erfindungsgemäßen Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiffs. Das Schiff hat einen Schiffsrumpf 1 und ein Deck, wobei dort mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Funktionen, wie insbesondere Lagerung und Zusammenbau, vorgesehen sind. Es ist ein Bereich im hinteren Bereich des Schiffs mit einer Rumpf-Deckverlängerung für Rotorblätter in einem Stapel 2 vorgesehen, in dem Rotorblätter für die herzustellende Windenergieanlage vorgehalten bzw. gelagert werden. Weiter ist ein großer Deckbereich im vorderen Teil des Schiffs des Schiffs für ein Windenergieanlagenfundament bzw. Schwimmfundament, also ein schwimmendes Offshore-Windenergieanlagenfundament 3, insbesondere aus einer Gitterkonstruktion oder dgl. bestehend, vorgesehen, auf dem der in der Regel in Segmenten vorgehaltene Turm der Windenergieanlage befestigt werden kann. Weiter sind Turmsegment-Aufnahmen in Form von Seebefestigungsschienen 4 vorgesehen, die Turmsegmente 8 halten können.
Eine Schiffs-Auftriebsanordnung 5 ist weiter an dem Schiffsrumpf 1 angeordnet, der in einer speziellen Ausgestaltung dem Heben und Absenken sowie dem Stabilisieren des Schiffs als Halbtaucherschiff oder Dockschiff dient. Weiter sind ergänzend bevorzugt Schleppboote 6 auf dem Deck vorgesehen, um einerseits etwaige Navigiermanöver zu ermöglichen oder aber auch um eine vollständig auf einem Schwimmfundament 3 fertig hergestellte Windenergieanlage vom Deck zu ziehen.
Auf dem Schiff ist eine Windenergieanlagen-Gondel und Nabe der Windenergieanlage 9 aufgeladen, die zum Anwendungsort auf See transportiert wird. Weiter ist eine Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung vorgesehen, wobei die Rotorblätter 10 in einer Aufnahme für aufzunehmende Rotorblätter bzw. einem Rotorblattrahmen 11 auf dem Schiff gelagert werden, wobei dies in der Regel drei Rotorblätter sind.
Es ist weiter ein Portalkran als Kernelement der Erfindung vorgesehen, der entlang der Längsachse des Schiffs auf dem Deck des Schiffs angeordnet ist. Der Portalkran verfügt über zwei entlang der Längsachse ausgerichtete und angeordnete mit dem Schiffsdeck / Schiff verbundene Portalkran-Seiten-Festelemente 13, die jeweils aus der Mitte versetzt und zueinander beabstandet sind, wobei sich zwischen den Innenseiten in dem Abstand ein Korridor ausbildet und auf dem jeweiligen Portalkran-Seiten-Festelement 13 angeordnete und darauf verfahrbare Portalkran-Schiebesektionen 12, wobei die Portalkran-Schiebesektionen 12 entlang der Längsachse oberhalb der Portalkran-Seiten-Festelemente 13 verfahrbar sind. Eine diese Portalkran-Schiebesektionen 12 verbindende Portalkran-Querträgerstruktur 14 mit einer daran angeordneten Kranstruktur 15 dient zum Heben und Senken von Lasten. Der Portalkran erstreckt sich beginnend vom hinteren Bereich entlang der Längserstreckung des Schiffs, wobei der Portalkran zum hinteren Bereich eine Auskragung im Bereich der Portalkran-Schiebesektionen 12 aufweist, so dass beim Verfahren der Portalkran-Schiebesektionen12 über den hinteren Schiffsbereich hinaus ein Aufnehmen von Lasten aus dem Bereich hinter dem Schiff möglich ist. Der Portalkran kann Elemente umsetzen und dient der Fertigung der Off-Shore-Windenergieanlage an Ort und Stelle.
Weiter ist eine die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung vorgesehen, die eine Aufnahme für aufzunehmende Rotorblätter, eine Hub- und Entnahme-Einrichtung zum Entnehmen einzelner Rotorblätter aus der Aufnahme, eine Dreh- und Ausrichtungsanordnung zum Drehen und/oder Verschwenken der Rotorblätter aufweist. Dies kann auch als Windenergieanlagen-Rotorblatt Lage- und Hebe- und Führungsanordnung ausgestaltet sein, wobei diese in dieser Ausführungsvariante ein Gestänge 16 in einem Führungsschienensystem 17 aufweist. Das Gestänge 16 weist einen oberen Teil 18 und einen Hydraulikzylinder 19 auf, mittels deren Hilfe die Rotorblätter entsprechend positioniert werden können, um an die Nabe der Gondel der Off-Shore-Windenergieanlage angefügt zu werden.
Weiter ist eine Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung 20 in Form einer in dessen Höhe verfahrbaren Plattform zum Anheben der bereits fertig montierten Turmsegmente mit der darauf montierten Gondel / Maschinenhaus vorgesehen, die mit einem Antrieb 21 versehen ist.
zeigt eine schematische Darstellung des Offshore-Windenergieanlagen-Herstellungsschiffs in einer isometrischen Ansicht, wobei das Schiff entsprechend mit den benötigten Elementen einer herzustellenden Windenergieanlage bestückt ist.
Die bis zeigen den Portalkran mit den Details in vier Detailansichten. Es sind die Details und die einzelnen Elemente des Portalkrans gut zu erkennen.
In den bis ist nochmals der Portalkran mit den Details in vier Detailansichten gezeigt, wobei hier der Portalkran mit den oberen Schiebeabschnitten, den Portalkran-Schiebesektionen, in achterlicher Position gezeigt ist. Es ist auch gut die Auskragung im Bereich der Portalkran-Schiebesektionen zu erkennen, wobei eine entsprechend vorgesehene Krananordnung umfassend eine Katze entsprechend weit über das hintere Ende des Schiffs bewegt werden kann. Zudem kann der obere Teil des Portalkrans wie hier gezeigt nach hinten verschoben werden.
Weiter ist hier eine Rotorblattleiter-Baugruppe und eine Turmhubwerk-Baugruppe dargestellt, die an der oberen Gleitsektion des Portalkrans angeordnet sind und sich ebenfalls nach achtern mit bewegen. Der Zweck der nach achtern gleitenden Bewegung des oberen Schiebeabschnittes des Portalkrans ist es, bei Beladung des Schiffs über eine Kaikante bzw. über ein Anlieferschiff greifen zu können, da so positioniert die vorgesehene Laufkatze des Portalkrans Turmabschnitte von der Kaikante bzw. einem anliefernden Schiff heben und die Bauteile entsprechend verstauen kann.
Die bis zeigen den Portalkran mit dessen oberen Schiebeabschnitten in einer vorderen Position, wobei diese Vorwärtsschiebebewegung es ermöglicht, die Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung bzw. auch Turmaufzugseinheit über dem Fundament positionieren zu können. Zusätzlich kann diese Position dazu genutzt werden, um die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung bzw. auch Rotorblatt-Hubturm-Baugruppe bei der Montage des Rotorsterns näher an die Gondel zu bringen, also um die Rotorblätter mit Hilfe der Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung an der Nabe zu befestigen, wobei die Rotorblätter einzeln entsprechend gedreht und herangefahren werden.
Weiter ist in den bis das Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung bzw. auch Rotorblatthubgerüst mit dessen oberen Leiterabschnitt in ausgefahrener Position dargestellt. Der obere Leiterabschnitt wird mit Hilfe von Hydraulikzylindern oder ähnlich funktionierenden Hilfseinrichtungen aufgerichtet und in Position gehalten. Der Zweck der Leiter des Rotorblatthubgestells als Teil der Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung ist es, ein Führungssystem für das Anheben der Rotorblätter über die Führungsschienen der Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung zu schaffen.
Die bis demonstrieren die Funktionsweise der Rotorblatthebeleiter. Die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung kann sich in Z-Richtung entlang der Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnungs-Führungsschienen bewegen. Der Zweck der Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung ist es, die Rotorblätter zu ergreifen und in Z-Richtung anzuheben. Die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung kann um 30 Grad gedreht werden, um das Blatt in einem gegebenen Winkel auf die Nabe zu montieren. Der obere Leiterteil kann über die Hydraulikzylinder ebenfalls in eine schräge Position eingefahren werden. Dies bringt das Rotorblatt näher an die Mittellinie des Schiffes sowie an die Nabe des Maschinenhauses. Schließlich kann der obere Schiebeabschnitt des Portalkrans nach vorne gleiten, um das Blatt in Längsrichtung in Kontakt mit der Nabe der Windenergieanlage zu bringen.
In den bis ist die Funktion der Portalkran-Katze, als Teil des Portalkrans, gezeigt. Die Portalkran-Laufkatze hat die Aufgabe, die Turmteile und/oder die Gondel anzuheben und in Längsrichtung innerhalb des Portalkrankorridors zu transportieren.
und zeigen eine Schnittansicht des Portalkrans. Die Portalkran-Laufkatze fährt in Längsrichtung innerhalb des Portalkrans, um die Turmsektionen innerhalb der Turmsegment-Aufnahmen bzw. auch Turmbefestigungsgitter zu positionieren
Weiter ist in den bis ein Beladevorgang an einem Kai oder einem Lieferschiff für die Komponenten dargestellt. Beginnend am Kai befindet sich die Laufkatze in der hintersten Position und bringt das Hebezeug am obersten Turmabschnitt an.
Die bis zeigen den Beladevorgang, wobei die Laufkatze mit dem angehobenen Turmabschnitt in Längsrichtung fährt, um diesen innerhalb des Portalkrankorridors auf dem entsprechenden Turmsegment-Aufnahmen bzw. Seesicherungsgitter zu positionieren. Dieser Vorgang wiederholt sich für alle Turmteile sowie für das Anheben der Gondel und das Aufsetzen auf das oberste Turmteil. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gondel bereits beim Beladen des Schiffs auf dem obersten Turmsegment aufgesetzt und befestigt wird.
zeigt eine Detailansicht aus der vorderen Position der Laufkatze beim Positionieren eines Turmabschnitts im entsprechenden Turmsegment-Aufnahmen bzw. Seeveran kerungsgitter.
zeigt eine Detailansicht aus der vorderen Position der Laufkatze beim Positionieren der Gondel auf dem obersten Turmabschnitt innerhalb des Portalkrankorridors.
Die bis zeigen wie eine Plattform der Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung bzw. Turmhebevorrichtung das oberste Turmteil an seiner Basis ergreift. Die Plattform wird in z-Richtung so angehoben, dass die Basis des Turms höher ist als die vertikale Höhe des zweiten, obersten Turmabschnitts. Das Anheben der Plattform erfolgt bspw. über einen Zahnstangenmechanismus oder einen anderen geeigneten Mechanismus. Die Plattform wird mit Unterlegkeilen oder einem anderen geeigneten Mechanismus in der oberen Portalkonstruktion arretiert.
zeigt eine Detailansicht der Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung bzw. der Turm-Hebebühne, die den obersten Turmabschnitt in den oberen Schiebebereich des Portalkrans anhebt.
zeigt eine Detailansicht aus der vorderen Position des zweiten, obersten Turmabschnitts, der im Portalkrankorridor gleitet, um unter dem angehobenen obersten Turmabschnitt positioniert zu werden. Das Sicherungsgitter bzw. die Turmsegment-Aufnahmen für die Turmsektionen ist so konstruiert, dass das letzte, also das vorderste Gitter bzw. die Turmsegment-Aufnahme in den Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung / Turmaufzugsschacht hinein- und herausgeschoben werden kann. Dadurch kann der nächste Turmabschnitt unter dem Turmabschnitt positioniert werden, der darüber liegen muss.
Die bis zeigen den weiteren Montageschritt der Off-Shore-Windenergieanlage. Sobald der oberste Turmabschnitt und der zweitoberste Turmabschnitt verbunden sind, wird die Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung bzw. die Aufzugsplattform von der Basis des obersten Turmabschnitts gelöst und senkt sich, um an der Basis des zweitobersten Turmabschnitts zu greifen. Der Hebevorgang wird wiederholt, um den dritten Turmabschnitt zu positionieren und zu verbinden. Die Gondel befindet sich nun in einer Höhe, in der die Blätter angebracht werden können, wobei dies bereits schon vorher in Abhängigkeit der Höhe der einzelnen Turmsegmente erfolgen kann. Die Gondel muss um 90 Grad gedreht werden, so dass sie nach Backbord zeigt. Das obere Leiterteil der Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung bzw. der Blatthebeleiter wird so ausgefahren, dass es sich in einer vertikalen Position befindet und über Hydraulikzylinder oder einen anderen geeigneten Hebemechanismus aufrecht gehalten wird. Die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung bzw. das Blattgestell wird entlang der Blattgestell-Führungsschienen abgesenkt, um das erste Blattteil zu greifen.
Der weitere Schritt der Rotorblatt-Montage wird in den bis gezeigt. Die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung hebt das Rotorblatt aus der Rotorblatt-Stapel- bzw. -übereinanderstapelvorrichtung und fährt in vertikaler Richtung in den oberen Leiterabschnitt. Die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung bzw. das Blattgestell dreht sich um 30 Grad, so dass das Rotorblatt schräg eingebaut werden kann. Der obere Schiebeabschnitt des Portalkrans fährt in Längsrichtung, um die Rotorblattwurzel in eine Linie mit der Nabe zu bringen. Die Hydraulikzylinder des oberen Leiterteils fahren teilweise zurück, um das obere Leiterteil zusammen mit dem angebrachten Blattgestell und dem Blatt zu bringen. Dadurch wird die Blattwurzel näher an die Mittellinie der Nabe gebracht, wodurch das Blatt auf der Nabe der Gondel installiert werden kann.
zeigt wie alle drei Rotorblätter in einem Winkel von 30 Grad installiert werden. Die Gondel wird um 90 Grad nach hinten gedreht, so dass sie zum Vorderteil des Schiffes zeigt Weiter ist in gezeigt, dass die Baugruppe aus Rotorstern, Gondel und den oberen drei Turmabschnitten mit der Hebevorrichtung wie zuvor beschrieben angehoben wird, so dass der vierte und letzte Turmabschnitt darunter positioniert und mit den anderen Turmabschnitten verbunden wird.
Weiter wird in gezeigt, wie der fertig montierte Turm mit den hier exemplarisch ausgeführten vier Turmsegmenten, der Gondel und dem Rotorstern mit der Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung bzw. der Hebeplattform in den oberen Schiebebereich des Portalkrans gehoben wird.
Als nächstes wird, wie in gezeigt, die obere Schiebeeinheit des Portalkrans zum Bug des Schiffes gefahren, wodurch die Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung bzw. die Hubplattform und die Basis des Turms über dem Fundament positioniert werden. Die innere Geometrie des Portalkrans ist so gestaltet, dass die Innenwand des Portalkrans auf beiden Seiten der Fundamentsäule und einige Meter unter der Oberkante der Fundamentsäule verläuft. Die Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung bzw. die Aufzugsplattform senkt sich entlang der inneren Portalwände ab, um den Turm auf dem Fundament zu positionieren.
Zum Abschluss wird, wie in dargestellt, dank der hier verwendeten Hufeisengeometrie der Hebebühne der Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung der Turm von der Hebebühne gelöst, so dass der obere Schiebebereich des Portalkrans in seine neutrale Position zurückgefahren werden kann. Das hier ausgebildete Halbtaucherschiff wird auf eine Tiefe getaucht, die ausreicht, um die schwimmende Windenergieanlage mit Hilfe der Hilfsschlepper vom Schiff zu ziehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 20170109094 A [0003]
EP 2495162 B1 [0004]

Claims

Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff mit einer Längserstreckung und einer entsprechenden Längsachse sowie einem vorderen und einem hinteren Bereich, aufweisend: - Ladebereiche für Komponenten wenigstens einer Off-Shore-Windenergieanlage, wobei diese umfassen: - Ladebereich für Rotorblätter; - Ladebereich für Turmsegmente; - Ladebereich für Gondel / Maschinenhaus und - Hebevorrichtung zum Heben von Lasten wenigstens auf das Schiff dadurch gekennzeichnet, dass - ein entlang der Längsachse des Schiffs auf dem Deck des Schiffs angeordneter Portalkran vorgesehen ist, wobei der Portalkran aufweist: - zwei entlang der Längsachse ausgerichtete und angeordnete mit dem Schiffsdeck / Schiff verbundene Portalkran-Seiten-Festelemente, die jeweils aus der Mitte versetzt und zueinander beabstandet sind, wobei sich zwischen den Innenseiten in dem Abstand ein Korridor ausbildet; - auf dem jeweiligen Portalkran-Seiten-Festelement angeordnete und darauf verfahrbare Portalkran-Schiebesektionen, wobei die Portalkran-Schiebesektionen entlang der Längsachse oberhalb der Portalkran-Seiten-Festelemente verfahrbar sind; - eine diese Portalkran-Schiebesektionen verbindende Portalkran-Querträgerstruktur mit einer daran angeordneten Kranstruktur zum Heben und Senken von Lasten; und - der Portalkran sich beginnend vom hinteren Bereich entlang der Längserstreckung des Schiffs erstreckt, wobei der Portalkran zum hinteren Bereich eine Auskragung im Bereich der Portalkran-Schiebesektionen aufweist, so dass beim Verfahren der Portalkran-Schiebesektionen über den hinteren Schiffsbereich hinaus ein Aufnehmen von Lasten aus dem Bereich hinter dem Schiff möglich ist, wobei - der Ladebereich für die Turmsegmente in einem innerhalb durch den Portalkran ausgebildeten Korridor ausgebildet ist, wobei hier innerhalb des Korridors wenigstens zwei Turmsegment-Aufnahmen vorgesehen sind, in denen die Turmsegmente positioniert und für den Seetransport gehalten werden; - eine Turmsegment-Anlagen-Hebevorrichtung zum Anheben der bereits teil-fertig montierten Turmsegmente mit der darauf montierten Gondel / Maschinenhaus vorgesehen ist; - der Ladebereich für die Rotorblätter an der Außenseite des Portalkrans oder an Deck in einer Stapel- oder Übereinanderstapelvorrichtung vorgesehen ist, wobei hierzu eine Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung vorgesehen ist, die die einzelnen Rotorblätter aufnehmen und einzeln bewegen kann; - der Ladebereich für die Gondel / Maschinenhaus innerhalb des Korridors an und/oder auf und/oder vor einem obersten aufzunehmenden Turmsegment einer Windenergieanlage ist.
Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung aufweist: - eine Aufnahme für aufzunehmende Rotorblätter; - eine Hub- und Entnahme-Einrichtung zum Entnehmen einzelner Rotorblätter aus der Aufnahme - eine Dreh- und Ausrichtungsanordnung zum Drehen und/oder Verschwenken der Rotorblätter.
Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladebereich für ein Fundament vorgesehen ist und das Schiff als Halbtaucherschiff oder Dockschiff ausgebildet ist.
Off-Shore-Windenergieanlagen-Aufbau-Schiff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusammenbau der herzustellenden Windenergieanlage durch den Portalkran und die Rotorblatt-Aufnahme-Hub-Dreh-Anordnung realisierbar ist.