DK1381775T4 - Vindturbineeffektmodul monteret på tårnfundamentet - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til opstilling af et vindenergianlæg og selve udformningen af vi ndenergian lægget

Hidtil har man i forbindelse med opstilling af vindenergianlæg først fremstillet et fundament, derpå opstillet vindenergianlæggets tårn og så udrustet maskinhuset i tårnets top og anbragt rotoren med rotorbladene. Derefter installeres de elektriske effektmoduler såsom transformator, afbryderskabe, eventuelle vekselrettere, mellemspændingsanlæg, lavspændingsfordeling osv. Dette sker næsten altid i en separat lille bygning uden for vindenergianlægget. I DE 198 16 483.1 er det også allerede blevet foreslået at anbringe transformatoren inde i tårnet, således at der ikke længere er behov for et selvstændigt transformerhus med eget fundament.

Det er formålet med opfindelsen at udvikle en fremgangsmåde, ved hjælp af hvilken opstillingen af vindenergianlæg kan blive endnu billigere, men frem for alt også hurtigere.

Dette formål nås med en fremgangsmåde med kendetegnene ifølge krav 1 og med et vindenergianlæg med kendetegnene ifølge krav 2. Fordelagtige videreudviklinger er beskrevet i underkravene.

Ifølge opfindelsen foreslås det, til forskel fra den hidtidige konstruktion af vindenergianlæg, efter opbygning af vindenergianlæggets fundament at anbringe de vigtigste effektmoduler, dvs. transformator, afbryderskabe osv., på fundamentet og først derefter at opstille tårnet, således at alle effektmoduler efter tårnets opstilling er beskyttet i tårnfundamentets område hhv. i den nedre del af tårnet og hviler sikkert på tårnfundamentet.

Effektmodulerne er så vidt muligt præfabrikerede og monteret på bæreindretninger, således at effektmodulerne kan opstilles på tårnfundamentet ved hjælp af en kran, som alligevel skal bruges til opstillingen af et vindenergianlæg, og at hele driftsklargøringen, herunder trækning af kabler, og hele driftsforberedelsen af vindenergianlægget ved indstilling af de enkelte styremoduler, udrustning af afbryderskabene etc. kan foregå i et beskyttet rum, og at der kan begyndes med disse aktiviteter, når tårnet er opstillet.

Effektmodulernes bæreindretninger har støttefødder, som så igen hviler på præpositionerede plader på tårnfundamentet. Disse plader bliver allerede i forbindelse med fundamentets opbygning indsat foran nogle bestemte positioner og fikseret i fundamentet, således at der også senere på meget enkel vis kan foretages opstilling af effektmoduleme.

Endelig er det også en stor fordel, at der til de kabler, der fører ud af vindenergianlægget, altså især strømoverførselskabler, styringskabler etc. er tilvejebragt føringsrørstværstivere i vindenergianlæggets fundament, og at disse føringsrørstværstivere er fikseret i på forhånd fastlagte positioner. Med henblik herpå fastholdes tværstiverne ved hjælp af holdearme, der så igen er fastgjort i dele af fundamentet eller i den nedre sektion af et tårn. Ved hjælp af disse føringsrørstværstivere kan kabeltilførselsområdet forudbestemmes nøjagtigt og frem for alt også placeres på en sådan måde, at de kabler, der kommer fra effektmodulet og går ned i fundamentet, kan benytte den korteste og mest gunstige kabelvej.

Foranstaltningerne ifølge opfindelsen letter altså også allerede ved opbygningen af fundamentet hele vindenergianlæggets elektriske indretning gennem præfabrikation af enkelte moduler såsom føringsrørstværstivere, effektmodulbæreindretninger etc.

Med foranstaltningerne ifølge opfindelsen kan den samlede opstillingstid forvindenergianlægget forkortes betydeligt. Endvidere kan omkostningerne til den samlede vindenergianlægsopstilling ved hjælp af opfindelsen nedbringes, uden at det medfører nogen som helst tekniske ulemper.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret ved hjælp af et på tegningen vist eksempel.

Figur 1 viser, set fra oven, et på forhånd opbygget fundament (uden betonopfyldning) med en stålarmering 1 og 2, og et føringsrør 3, som via en afstivning 4 fastholdes i forhold til en nederste tårnsektion, der grænser op til armeringen. Endvidere ses bæreplader 5, som er anbragt til holdearme 6 i den nederste tårnsektion (som senere, når vindenergianlægget er opstillet, ikke mere vil kunne ses). Føringsrøret 3 tjener siden hen til optagelse af kabler, fx strømkabler, via hvilke vindenergianlæggets samlede elektriske energi føres til nettet via jord kabler. Hertil er der ofte tilvejebragt ikke blot et enkelt, men flere rør.

Figur 2 viser fundamentsektionen efter påfyldning af beton. Det ses i denne forbindelse, at føringsrørene forbliver i deres på forhånd fikserede position, og at bærepladerne også er fastbetoneret, i hvilken forbindelse det ved støbningen skal påses, at bærepladerne ligger solidt på konstruktionsbetonen og på den måde sikrer aflastning på en større flade. Betonen når op til bærepladernes overkant og er omhyggeligt ført op til pladens rand.

Efter hærdning af betonen kan holdearmene til fastholdelse af bærepladerne ligesom tværstiverne til fiksering afføringsrørene afmonteres og genanvendes til opstilling af andre anlæg.

Efter at betonen er afhærdet, sættes tårnet med henblik på den videre opstilling af vindenergianlægget ikke - som det hidtil har været sædvanligt - på det nederste fundament til tårnsektionen, men derimod opstilles der først et effektmodul 7 på bærepladerne 5 (figur 2, 3 og 4).

Et sådant effektmodul 7 er på figur 3 vist i en todelt udførelse, hvor effektmodulet også kan bestå af flere dele.

Effektmodulet 7's to dele er i det viste eksempel anbragt oven over hinanden, og hele effektmodulet består af to oven over hinanden placerede bæreindretninger 8, som så igen optager vigtige dele af effektmodulerne, nemlig fx transformatoren, vekselretteren, afbryderskabe, mellemspændingsanlæg etc.

De oven over hinanden placerede bæreindretninger 8 er opbygget som en ramme og passer nøjagtigt ovenpå hinanden, således at der også er sikret en pålidelige fastgørelse i forhold til hinanden.

De enkelte bæreindretninger har bl.a. fire indbyrdes forbundne vertikale stivere - der mellem sig udspænder et rektangel. Disse stivere er skruet sammen med hinanden på under- og oversiden.

Efter opstilling af det elektriske effektmodul på fundamentet, rejses tårnet 9 (figur 4), idet det føres ned over effektmodulet. Med henblik herpå er effektmodulets ydre dimensioner, hvad bredde og længde angår, mindre end tårnets indvendige diameter i det nedre tårnområde/fundamentområde.

Efter rejsning af tårnet udstyres vindenergianlæggets tårn som sædvanligt med maskinhuset, rotoren monteres, og til idrifttagelsen etableres der passende elektriske forbindelser mellem generatoren og effektmodulet 7, og der foretages også tilslutning af effektmodulet (transformatorens udgang) til strømforsyningsnettet. Når de ovenfor beskrevne føringsrør hhv. de til kabelføringen tilvejebragte indretninger på forhånd er fikseret i en bestemt ovenfor beskrevet position, kan forbindelsen mellem effektmodulet og nettet også etableres yderst hurtigt og billigt, samtidig med at kabellængderne alt i alt er minimale, fordi føringsrørene er anbragt dér, hvor de kommer præcist til anlæg mod de tilsvarende dele af effektmodulet.

Det er også en fordel ved vindenergianlægget ifølge opfindelsen, at adgangen til vindenergianlægget ikke mere nødvendigvis foregår via en sædvanlig dør i det faste fundamentområde, men derimod gennem en dør (indgang), der er positioneret således, at den fører ind til området oven over effektmodulets høj- eller mellemspændingsførende dele. Til dette formål kan der på tårnets yderside være anbragt en passende stige eller trappe. Denne placering af adgangsdøren har den fordel, at personale, der tit skal ind i anlægget, ikke hele tiden skal bevæge sig forbi effektmodulets høj- og mellemspændingsførende dele, medens anlægget er i drift. På denne måde sikres det også, at der ikke på uforudset vis eller ved et uheld befinder sig nogen i umiddelbar nærhed af effektmodulet under vindenergianlæggets drift og derved kommer i berøring med spændings- eller strømførende dele, hvilket kunne føre til en større ulykke. På området omkring adgangsdøren til tårnet er der da tilvejebragt en passende mellemplatform, som det personale, der betræder tårnet, kan gå på for så inde i tårnet at stige videre op i vindenergianlægget eller for at foretage indstillinger af forskellige styreindretninger eller eventuelt aflæse måledata.

Ved et vindenergianlæg af typen ifølge opfindelsen er der tale om en type, der oftest har en nominel effekt på over 100 kW, fortrinsvis en nominel effekt i området fra 500 kW, 1 MW, 1,5 MW eller betydeligt mere. Mellemplatformen er fortrinsvis forsynet med en plade, der kan låses, og via hvilken personalet kan stige ned i effektmodulets nedre område. Ved låsning af klappen er effektmodulets nedre del sikret yderligere mod uautoriserede indgreb. Tårnets indvendige diameter i fundamentområdet kan i denne forbindelse være på flere meter, således at det samlede grundareal dér fx udgør 100m2 eller mere, og der derfor også er et tilstrækkeligt stort areal til placering af effektmodulerne. Hvor der i nærværende ansøgning anvendes begrebet "effektmodul", skal der herved forstås den mellem- hhv. højspændingsførende del af vindenergianlægget. Der er her især tale om aggregater såsom transformator eller vekselretter eller nødafbryder samt mellemspændingsafbryderskabet eller lavspændingsfordeleren.

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til opstilling af et vindenergianlæg med et tårn (9), som hviler på et fundament, samt mindst ét elektrisk effektmodul (7), som i det væsentlige består af en transformator og eventuelt en vekselretter og/eller en anden elektrisk indretning til styring af vindenergianlægget og til gennemledning af den elektriske effekt, som stilles til rådighed af vindenergianlæggets generator og indføres i et net, ved hvilken effektmodulet (7) sættes på tårnfundamentet, inden tårnet rejses, hvor effektmodulet har en bæreindretning, der optager effektmodulets elektriske indretninger, og effektmodulet sættes på tårnfundamentet ved hjælp en kran, der anvendes til opstilling af vindenergianlægget, og effektmodulets bæreindretning har støttefødder, som hviler på plader, der allerede i forbindelse med fundamentets opbygning indsættes i bestemte positioner og fikseres i fundamentet, og effektmodulets bredde og/eller længde er mindre end diameteren på vindenergianlæggets tårn i fundamentområdet.

2. Vindenergianlæg bestående af et tårn, som hviler på et fundament, og et effektmodul, idet effektmodulet har en transformator, ved hjælp af hvilken den elektriske energi, der stilles til rådighed af vindenergianlæggets generator, transformeres til en mellem- og/eller højspænding, og effektmodulet omfatter en indretning, ved hjælp af hvilken den elektriske energi, der stilles til rådighed af vindenergianlæggets generator, styres og ledes, hvor effektmodulet har en bæreindretning, der er påsat vindenergianlæggets fundament, og bæreindretningen optager effektmodulets elektriske indretninger, og effektmodulets bredde og/eller længde er mindre end diameteren på vindenergianlæggets tårn i fundamentområdet, kendetegnet ved, at vindenergianlæggets tårn har en adgang, der er udformet som dør, og at døren er positioneret således, at den udmunder i området over de mellem- hhv. højspændingsførende dele af effektmodulet, og effektmodulets bæreindretning har støttefødder, som hviler på plader, der allerede i forbindelse med fundamentets opbygning er indsat i bestemte positioner og fikseret i fundamentet og, at der i tårnet i området ved tårnets adgangsdør er tilvejebragt en mellemplatform.

3. Vindenergianlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at effektmodulet er udformet i to dele, hvor de to dele er stillet oven på hinanden, og at bæreindretningerne i overgangsområdet mellem den første og den anden del er udformet således, at de passer oven på hinanden og er fastgjort til hinanden.

4. Indretning ifølge ét af kravene 2 eller 3, kendetegnet ved, at effektmodulet består af en transformator og en vekselretter og mindst ét afbryderskab til optagelse af elektriske styreindretninger til vindenergianlæggene.

5. Vindenergianlæg ifølge ét af de foregående krav, kendetegnet ved, at der i vindenergianlæggets fundament er anbragt føringsrør (3) til optagelse af kabler, og at føringsrørene er fikseret ved hjælp af tværstiverne inden størkning af fundamentet.