DE4432800A1 - Windkraftanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage, bestehend aus einem zumindest eine Windturbine tragenden Turmschaft und einem auf einem Fundament befestigten Stützkörper für den Turmschaft, wobei die Windturbine relativ zum Stützkörper um die vertikale Achse des Turmschaftes drehbar ist. - Die Drehbarkeit der Windturbine bzw. Windturbinen ist erforder­ lich, um diese stets in die Hauptwindrichtung drehen zu können, damit wirtschaftliche Arbeitsweise gegeben ist.

Bei bekannten Windkraftanlagen der eingangs genannten Art (vgl. Lueger, Lexikon der Energietechnik und Kraftmaschinen L-Z, Band 7, Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart, 1965, Seite 574) ist der Turmschaft fest mit dem Stützkörper und Fundament verbunden, d. h. wird die Windturbine am Turm gedreht. Das ist insbesondere bei Anordnung mehrerer Tur­ binen an ein und demselben Turm sehr aufwendig und war­ tungsintensiv.

Bei anderen Windkraftanlagen, bei denen sowohl die Wind­ turbinen am Turmschaft als auch der Turmschaft fest mit dem Stützkörper verbunden ist, hat man auch schon zwischen dem Stützkörper und dem Fundament eine Wasserlagerung vorge­ sehen, um die Windkraftanlage als Ganzes gegenüber dem Fundament verdrehen zu können (vgl. Veröffentlichung der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes "Der Windpark auf dem Turm", April 1994). Auch das ist verhält­ nismäßig aufwendig, da erhebliche Massen beim Drehen bewegt werden müssen und die Wasserlagerung für Reparaturzwecke so ohne weiteres nicht zugänglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windkraft­ anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei guter Zugänglichkeit der Drehlagerung möglichst geringe Massen beim Drehen bewegt werden müssen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Turmschaft auf dem Stützkörper drehbar gelagert und mit seinem unterem Ende im Bereich des Fundamentes horizon­ tal gehalten ist.

Bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage ist also die Windturbine bzw. sind die Windturbinen im Normalbetrieb fest mit dem Turmschaft verbunden, während der Stützkörper mit dem Fundament vereinigt ist. Folglich ist die zu drehende Masse verringert, da nur der Turmschaft mit den Windturbinen gedreht werden muß. Hierdurch ergeben sich geringere Herstellkosten und ein geringerer Verschleiß.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfin­ dung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Stützkörper als Kegelschale, ein anderes Flächentragwerk oder eine aufgelöste Konstruktion ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist der Turmschaft mit einem äußeren Auflagerkragen auf dem oberen Ende des Stützkörpers aufgelagert. Dabei können der Turmschaft und der Stütz­ körper mit ausrichtbaren und auswechselbaren horizontalen und vertikalen Auflager- bzw. Lagerflächen versehen sein. Es besteht aber ohne weiteres auch die Möglichkeit, diese Lagerflächen konisch auszubilden. Der Turmschaft selbst läuft nach unten durch und wird nach einer bevorzugten Ausführungsform im Fundamentbereich in einem Lager vertikal verschieblich gehalten, so daß sich der untere Bereich des Turmschaftes in horizontaler Richtung nicht bewegen kann. Die Lager zwischen Turmschaft und Stützkörper bzw. Funda­ ment sind vorzugsweise als ausrichtbare und auswechselbare Gleitlager ausgebildet. Vorzugsweise sind die Gleitlager mit Lagerflächen aus Polytetrafluoräthylen versehen, um die Reibung möglichst gering zu halten. Um die Auflagerflächen zwischen Turmschaft und Stützkörper inspizieren und gege­ benenfalls auswechseln zu können, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der Turmschaft mit Hilfe von am Stützkörper ansetzbaren, vorzugsweise mobilen Pressen anhebbar ist. Der Turmschaft kann mit Hilfe eines im Fuß- oder Kopfbereich des Stützkörpers vorgesehenen, elektrisch antreibbaren Drehkranzes um die vertikale Achse gedreht werden. Dies ist insoweit besonders vorteilhaft, als die Wartung der Dreheinrichtung in Bodennähe erfolgt, so daß nicht jedesmal der Turm bestiegen werden muß.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 teilweise im Längsschnitt eine Seitenansicht einer Windkraftanlage und

Fig. 2 den im Längsschnitt gezeigten Teil des Gegenstandes der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Die in den Figuren dargestellte Windkraftanlage besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Turmschaft 1 und einem auf einem Fundament 2 befestigten Stützkörper 3 für den Turmschaft 1. Der Turmschaft 1 trägt mehrere gleich­ wirkende Windturbinen 4 an Auslegerarmen 5, deren äußere Enden abgespannt sind. Die Windturbinen 4 sind jedenfalls relativ zum Stützkörper 3 um die vertikale Achse des Turm­ schaftes 1 drehbar.

Im einzelnen ist hierzu der Turmschaft 1 auf dem Stütz­ körper 3 drehbar gelagert und mit seinem unteren Ende im Bereich des Fundamentes 2 horizontal gehalten; verwiesen wird hierzu insbesondere auf die Fig. 2. Der Stützkörper 3 ist als Kegelschale ausgebildet und ebenso wie das Funda­ ment 2 aus bewehrtem Beton gefertigt. Auch der Turmschaft 1 ist in bewehrtem Beton ausgeführt. Für die Auflagerung weist der Turmschaft 1 im Bereich des oberen Endes des Stützkörpers 3 einen äußeren Auflagerkragen 6 auf, mit dem er auf dem oberen Ende des Stützkörpers 3 aufgelagert ist. Hierzu sind der Turmschaft 1 und der Stützkörper 3 mit horizontalen und vertikalen Auflager- bzw. Lagerflächen 7 bzw. 8 versehen. Diese beiden Lagerflächen 7, 8 könnten aber auch in konischen Auflagerflächen vereinigt sein. Der untere Bereich des Turmschaftes 1 ist in einem Lager 9 vertikal verschieblich gehalten. Jedenfalls sind alle Lager zwischen Turmschaft 1 und Stützkörper 3 bzw. Fundament 2 als Gleitlager mit Lagerflächen 7, 8, 10 aus Polytetra­ fluoräthylen ausgebildet. Das Anheben des Turmschaftes 1 gegenüber dem Stützkörper 3 wird mit Hilfe von im einzelnen nicht dargestellten mobilen Pressen durchgeführt, die zwischen Turmschaft 1 und Stützkörper 3 ansetzbar sind. In der Fig. 2 ist noch angedeutet, daß der Turmschaft 1 mit Hilfe eines im Fußbereich des Stützkörpers 3 vorgesehenen, elektrisch antreibbaren Drehkranzes 11 drehbar ist.

Claims (9)

1. Windkraftanlage, bestehend aus einem zumindest eine Windturbine tragenden Turmschaft und einem auf einem Fun­ dament befestigten Stützkörper für den Turmschaft, wobei die Windturbine relativ zum Stützkörper um die vertikale Achse des Turmschaftes drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Turmschaft (1) auf dem Stützkörper (3) drehbar gelagert und mit seinem unteren Ende im Bereich des Fundamentes (2) horizontal gehalten ist.

2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (3) als Schale, vorzugsweise als Kegel­ schale, als Flächentragwerk oder Stabwerk ausgebildet ist.

3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Turmschaft (1) mit einem äußeren Auf­ lagerkragen (6) auf dem Stützkörper (3) aufgelagert ist.

4. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Turmschaft (1) und der Stützkörper (3) mit konischen Auflagerflächen versehen sind.

5. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Turmschaft (1) in einem Lager (9) vertikal verschieblich gehalten ist.

6. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (-, 9) zwischen Turmschaft (1) und Stützkörper (3) sowie Fundament (2) als auswechselbare Gleitlager ausgebildet sind.

7. Windkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlager mit Lagerflächen (7, 8, 10) aus Poly­ tetrafluoräthylen versehen sind.

8. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Turmschaft (1) mit Hilfe von am Stützkörper (3) ansetzbaren Pressen anhebbar ist.

9. Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Turmschaft (1) mit Hilfe eines im Fuß- oder Kopfbereich des Stützkörpers (3) vorgesehenen, elektrisch antreibbaren Drehkranzes (11) drehbar ist.