EA000588B1 - Выведенная из эксплуатации дымовая труба в качестве башни для ветряной турбины - Google Patents

Выведенная из эксплуатации дымовая труба в качестве башни для ветряной турбины Download PDF

Info

Publication number
EA000588B1
EA000588B1 EA199800791A EA199800791A EA000588B1 EA 000588 B1 EA000588 B1 EA 000588B1 EA 199800791 A EA199800791 A EA 199800791A EA 199800791 A EA199800791 A EA 199800791A EA 000588 B1 EA000588 B1 EA 000588B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
tower
chimney
wind
wind turbine
rotor
Prior art date
Application number
EA199800791A
Other languages
English (en)
Other versions
EA199800791A1 (ru
Inventor
Хорст Бендикс
Original Assignee
Хорст Бендикс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19633433A external-priority patent/DE19633433A1/de
Application filed by Хорст Бендикс filed Critical Хорст Бендикс
Publication of EA199800791A1 publication Critical patent/EA199800791A1/ru
Publication of EA000588B1 publication Critical patent/EA000588B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02Structures made of specified materials
    • E04H12/08Structures made of specified materials of metal
    • E04H12/085Details of flanges for tubular masts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/02Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/34Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/911Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose
    • F05B2240/9111Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose which is a chimney
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

Изобретение относится к применению выведенной из эксплуатации дымовой трубы электростанции или промышленной дымовой трубы из бетона в качестве башни для ветроагрегата большой электрической мощности с ротором с горизонтальной осью ротора, на вершине которой расположены односторонне закрепленные крылья ротора.
Ветроэнергетические установки относятся к альтернативным, не вредным для окружающей среды, обновляемым источникам энергии и применяются в возрастающей степени для выработки электрической энергии. Ветер в качестве источника энергии имеется в распоряжении не непрерывно и с не остающейся постоянной интенсивностью. Известно, что ветроэнергетические установки по этим причинам размещают, прежде всего, в местностях, которые имеют часто и характерно высокие скорости ветра.
Как правило, башню сооружают из бетонной или стальной конструкции или смешанной конструкции, включая соответствующий фундамент, а на верхнем конце башни устанавливают ветроагрегат с поворотным устройством для свободного вращения на 360° (Хау, Ветросиловые установки, издательство Шпрингер, Берлин, 1988, стр. 388, 390). С помощью поворотного устройства через соответствующие измерительные и управляющие устройства автоматически происходит концентричный поворот ветроагрегата в соответствующее направление ветра. Высокие доли затрат на фундамент и башню, а также проблемы транспортировки башни из готовых сборных блоков или их секций к месту установки ограничивают рабочие высоты используемых ветроагрегатов до 20-65 м высоты втулки или, соответственно, оси ротора. Самая большая известная до сих пор номинальная мощность отдельного ветроагрегата порядка 1500 кВт была достигнута в Германии ветросиловой установкой GROWIAN и другими предшествующими установками. Этому выполнению и другим известным выполнениям, однако, присущ недостаток ограниченной высоты башни или слишком высоких капиталовложений для более высоких башен так, что в немногих богатых ветром районах в удаленных от моря местностях имеется мало шансов для сооружения экономически выгодной энергоустановки.
Принципиальные исследования по использованию энергии ветра ветряными мельницами были опубликованы в переиздании работы 1926 г., Бетц Энергия ветра, издательство Экологическая книга, Штауффен, Германия, 1982 г. с изображениями статистических распределений господствующих скоростей ветра, рис. 1; распределения годового количества энергии, рис. 34; изменения скорости ветра в зависимости от высоты измерения, рис. 2; а также теоретическими вычислениями для возможных мощностей ветроэнергетических установок, представленных в виде номограммы для диаметра ветроколеса до 1 00 м, рис. 1 0.
Эта принципиальная работа указывает на то, что энергетически выгодными являются исключительно такие роторы с профилем крыла и горизонтальным положением оси, которые используют в качестве параметра подъемную силу на роторе.
Для больших установок выше 1000 кВт приведены ветроколеса с вертикальной осью, однако, представлены энергетически как невыгодные.
Из DE 31 06 777 A1 известна ветроэлектрическая станция, в которой раскрыты высокие башни, например, дымовая труба со строительной высотой 150 м и диаметром 15 м, вокруг которых на вертикальной оси должны вращаться ветроколеса.
Подобным образом в WO 92/08893 применена находящаяся в эксплуатации производственная дымовая труба или башня. Там используют две плиты, установленные на коротких кронштейнах несущего кольца на вершине дымовой трубы или на стволе дымовой трубы, которые вследствие своего сопротивления ветру вращаются вокруг находящейся в эксплуатации дымовой трубы.
Для обоих случаев справедлив уже установленный автором Бетцем теоретический принцип, что подобные приводимые в действие давлением ветра ветряные мельницы имеют очень низкий коэффициент полезного действия и значительно уступают роторам с другим профилем крыла и горизонтальной осью.
В этих публикациях нет никакого раскрытия того, могут ли факультативно указанные сооружения дымовых труб найти применение без всяких проблем.
В DE-PS 830 180 раскрыта закрепленная растяжками башня, на которой имеются ветроагрегаты, установленные на башне на кронштейнах и имеющие ротационную степень свободы вокруг башни. Когда ожидается сильный ветер или ураган, кронштейны с ветроагрегатами должны быть опущены и при необходимости использованные тросы также использованы в качестве натяжных тросов башни, чтобы таким образом избежать, чтобы ураган прогнул мачту или в башне возникли резонансные колебания. Башня является системой, состоящей, очевидно, из стальных деталей, с раздвинутыми опорами.
Из DE-PS 742 242 известна решетчатая башня с тремя ротационно вращающимися вокруг этой решетчатой башни каркасами, на которых расположено множество идентичных ветроагрегатов одинаковой мощности. Система является очень сложной в строительстве, что касается как вида башни, так и несущих каркасов для ветроагрегатов малой мощности.
Дальнейшие относящиеся к теме литературные источники приведены ниже. Их содержание рассматривается в качестве уровня тех3 ники и делается содержанием раскрытия настоящего изобретения:
• Федеральное министерство экономики. Сильнее использовать обновляемые источники энергии, Бонн, ФРГ, май 95, 3-е издание.
• Фирменные публикации
ENERCON, Аурих, 26605;
• Tacke, Техника ветра, Зальцберген, 48499;
• Micon, Panders-Denmark, 8900 Дания.
• Журнал ФРГ Sonnenenergie & Waermetechnik, 1/96, с. 22-27 и с. 5.
• Раузер, Увеличение выхода мощности ветроэлектрических станций, Херренгут, БаденБаден, ФРГ, 1983.
• Ряд публикаций ISET, Кассель 95 NMEP zum Breitentest 250 MW Wind, годовая оценка 1994.
• Измерения ветра на большой высоте. Институт метеорологии и климатологии при университете в Ганновере, ФРГ, 1996.
• Отчеты немецкой метеослужбы, ведомственное издание, Оффенбах, ФРГ, год выпуска 1983 и последующие годы выпуска (до 89).
• Федеральное министерство по исследованиям, исследовательский отчет Т85-146 Измерения ветрового поля на различных высотах ... и • отчет Г. Тетцлафа Измерения ветра на большой высоте, Эггенштайн и Леопольдсхафен, ФРГ, 1986.
• Фриц Мюллер, Динамические расчеты массивных дымовых труб, Главный союз немецкой строительной промышленности, 1977.
• Общество содействия ветроэнергетике, зарег. общество, Каталог по ветроэнергетике, издательство Вулкан, Эссен, ФРГ, 1989.
Исходя из этого, в основе изобретения лежит задача создания ветроэнергетических установок, экономично работающих также в удаленной от моря местности, и предложения соответствующих решений.
Задача изобретения решается признаками пп. 1 , 2 и 1 4 формулы изобретения. Дальнейшие формы развития изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Исходным пунктом для изобретения являются теоретические основы об увеличивающихся скоростях ветра на высотах больших, чем достигаемые известными ветроэнергетическими установками. Под высотой имеется в виду расстояние между землей или фундаментом и осью ротора или втулкой, которая в основном ориентирована горизонтально, при необходимости с небольшим наклоном, чтобы достичь достаточно большого удаления крыльев относительно башни.
Ветроэнергетические установки достигают тогда надежнее и быстрее заметной рентабельности по сравнению с обычными на рынке ценами на энергию, чем выше является годовой выход энергии и чем ниже необходимые капиталовложения на их сооружение. Годовой выход энергии является в решающей степени зависимым от средней скорости ветра, появляющейся или имеющейся в месте нахождения. Мощность Р вычисляется по следующей формуле:
Р = С х V3 х А, где С - постоянная в зависимости от плотности воздуха, кг/м3;
V - мгновенная скорость ветра, м/с;
А - покрываемая крылом ротора площадь, которая полностью обдувается ветром, m2.
Отсюда следует, что скорость ветра входит в возможный выход энергии своей третьей степенью. Средняя скорость ветра в нижних атмосферных областях увеличивается с ростом высоты вплоть до определенной степени. По сравнению с обычно применяемыми метеослужбой высотами измерения скорость ветра на высоте 100 м составляет величину, большую на 50%, за счет чего теоретически получается от трех- до пятикратного выхода энергии по сравнению с ветроколесами на высоте земли. При увеличении высоты от до сих пор обычных высот башен порядка 50 м до 150 м выход энергии может увеличиться в целом в зависимости от скорости ветра до 1,7-2,2-кратного. Уже со сравнимыми значениями ветроагрегата с высотой втулки 70 м, т.е. с высотой оси ротора над землей, с ветроагрегатами при высоте втулки 110 м получается прирост годового выхода энергии 50%. Затраты на капиталовложения для всех необходимых деталей установки и инфраструктурного оборудования решающим образом возрастает с увеличивающейся высотой втулки ветроагрегата. Экономически приемлемые, технически реализуемые высоты втулок поэтому ограничены так, что для больших агрегатов в настоящее время достигаются высоты башни максимально 65-70 м.
Большие высоты могут быть достигнуты только, если удается достичь высоты втулки без экстремального роста затрат на строительство с соответственно стройными и грациозными, однако одновременно достаточно стабильными сооружениями. В качестве особенно подходящих зарекомендовали себя при этом согласно изобретения имеющиеся, однако, выведенные из эксплуатации промышленные дымовые трубы и дымовые трубы электростанций из бетона, в частности, из железобетона, которые в настоящее время имеются в распоряжении в большом количестве, поскольку многие тепловые электростанции на каменном угле, теплоцентрали и другие работающие на угле промышленные установки выводятся из эксплуатации или переоборудуются на другие виды топлива. Изменение использования таких больше не требующихся дымовых труб из железобетона является экономически рентабельным и приносит с собой необходимое создание высоты ветроагрегата, чтобы оправдать значительные капиталовложения. Особенно выгодным в этой связи является то, что электростанции, как правило, были снабжены установками по выработке энергии и распределительными установками и поэтому в значительной мере подчиненные трансформаторные установки и капиталовложения на передачу энергии уже имеются.
В благоприятных случаях затраты на капиталовложения уменьшаются для ветроэнергетической установки, которая работает на высоте более 100 м, более чем на 25% всех затрат на установку. К этим затратам на капиталовложения относится, как известно, не только сооружение башни, но и также подъездные пути и возможность подключения энерговырабатывающего предприятия к токораспределительной инфраструктуре региона.
При этом имеются в виду дымовые трубы, которые достигают высоты между 100 и 300 м, при диаметре основания 25 м и диаметре на вершине дымовой трубы порядка 2-7 м.
При ближайшем рассмотрении, являются ли применимыми также другие дымовые трубы, которые не сооружены из железобетонных конструкций, было установлено, что в случае мощных ветроэлектрических установок с мощностями между 600 и 1500 кВт, в сооружение вносятся такие высокие статические нагрузки, включая давление ветра, в частности, однако, динамические нагрузки за счет колебаний, что дымовые трубы другого вида конструкции не являются подходящими.
Для исключения перегрузки сооружения вначале следует определить степень возможной статической и динамической нагрузки за счет одного отдельного ветроагрегата или нескольких агрегатов, и тогда дымовую трубу разобрать до вычисленной или, соответственно, оставшейся степени высоты, прежде чем монтировать агрегат с возможно высокой высотой втулки.
По этим причинам в основном используемыми являются только высокие дымовые трубы из железобетона. Укороченные таким образом дымовые трубы не могут, как правило, снабжаться на своей вершине ветроагрегатом обычного вида, так как крылья ротора попадают в коллизию с краем дымовой трубы. В частности, следует учитывать, что крылья ротора должны иметь свободное пространство между крыльями и внешним краем башни. Если это свободное пространство относительно башни или дымовой трубы не обеспечено, на крыльях ротора могут возникать при каждом прохождении мимо дымовой трубы аэродинамические ударные нагрузки, которые ведут к поломке крыльев ротора и другим повреждениям, включая повреждения от колебаний в дымовой трубе.
По этим причинам для подлежащих расположению на вершине дымовой трубы ветроэнергетических установок следует, прежде всего, обеспечить, чтобы частично демонтированная дымовая труба, которая часто в такой укороченной конструктивной высоте еще имеет диаметр 6 м, должна быть снабжена сначала бетонной или стальной конструкцией в качестве цоколя для ветроагрегата, который, с одной стороны, позволяет вращение крыла ротора сбоку от края дымовой трубы, с другой стороны, также поворот на 360° всего ветроагрегата вокруг оси дымовой трубы, чтобы можно было устанавливать крылья ротора в любое направление ветра или приводить в определенное положение для монтажных работ. Чтобы обеспечить это свободное пространство для крыльев ротора, поэтому на частично демонтированной дымовой трубе применяют стальную башню с соответствующей длине крыльев ротора высотой, что опять-таки приводит к большим высотам втулки и позволяет крыльям ротора вращаться над вершиной дымовой трубы, или согласно изобретения используют другие альтернативы для обеспечения свободного пространства между крыльями ротора и краем дымовой трубы.
Другой альтернативой является установка ротора возможно близко к краю дымовой трубы так, что крылья ротора могут проходить мимо нее. Для этого варианта существует возможность обеспечить необходимую эксцентричность относительно оси дымовой трубы за счет эксцентричного промежуточного кольца с согласованным поворотным соединением, как это в принципе известно из уровня техники. Вторая возможность состоит в том, чтобы расположить на вершине дымовой трубы промежуточное кольцо, которое по типу солнечного колеса планетарной передачи также позволяет эксцентричное положение оси ветроагрегата относительно оси башни. Ветроагрегат может тогда в зависимости от направления ветра вращаться на вершине дымовой трубы на кольцевой траектории. Другая возможность состоит в том, чтобы смонтировать на вершине дымовой трубы кольцо и расположить на нем тележку или горизонтально вращаемую консоль, на которой ветроагрегат опять-таки может поворачиваться эксцентрично относительно оси дымовой трубы.
Если укороченные дымовые трубы достигают меньшего диаметра, чем упомянутые 6 м, может быть альтернативно предусмотрено снабжать ветроагрегат удлиненной осью ротора так, что достигается необходимая степень удаления для крыльев ротора относительно края дымовой трубы.
Независимо от расположения ветроагрегата на вершине дымовой трубы, однако, и дымовые трубы с высотой 300 м, которые после частичного демонтажа имеют высоту порядка 250 м, могут использоваться еще иначе, за счет того, что на боковую стенку дымовой трубы устанавливают несущую конструкцию, на которой ветроагрегат может свободно вращаться вокруг ствола дымовой трубы как на суппорном кольце.
По статическим причинам является целесообразным располагать эти ветроагрегаты в виде параллельных ветроагрегатов на противоположных сторонах ствола дымовой трубы. При этом согласно изобретению могут быть выбраны несущие конструкции, которые имеют только вертикальную опору, если они дают соответствующую защиту от опрокидывающего момента для высокомощных ветроагрегатов в 10-60 т или еще более тяжелых. В альтернативной конструкции кроме подобного несущего кольца или подобной несущей конструкции для опоры веса ветроагрегата, которая служит одновременно в качестве ходовой дорожки для ветроагрегата, может быть предусмотрено, что ветроагрегат дополнительно предохраняется тягой, которая расположена кольцеобразно вокруг ствола дымовой трубы выше ветроагрегата. В отдельных случаях, когда господствуют особые статические или динамические краевые условия, согласно изобретения может быть также целесообразным, проводить эти тяги от ветроагрегата до противоположной стороны дымовой трубы, чтобы взаимно компенсировать силы натяжения или давления или соответствующие колебания.
В случае очень высоких башен и применении высокомощных ветроагрегатов на подобных, охватывающих дымовую трубу несущих устройствах может быть расположено даже множество ветроагрегатов. При этом это зависит соответственно от статических или динамических краевых условий, а также от аэродинамической целесообразности, в каком количестве и на какой высоте является технически и экономически целесообразным размещать ветроагрегаты, например, попарно или попеременно попарно и отдельные ветроагрегаты друг под другом на стволе башни.
Важнейшим критерием является, чтобы можно было ступенчато размещать на дымовой трубе возможно большие площади ротора на возможно большой высоте.
Некоторые примеры выполнения изобретения представлены схематически на чертежах. При этом показано:
на фиг. 1 - ветроэнергетическая установка на частично демонтированной согласно изобретению дымовой трубе и на закрепленной на ней верхней цилиндрической стальной башне с креплением между двумя частями башни по варианту 1 в общем виде;
на фиг. 2 - средняя часть соответствующей изобретению ветроэнергетической установки с частично демонтированной дымовой трубой и с закрепленной на ней верхней конической стальной башней с креплением между двумя частями башни по варианту 2 в виде сбоку;
на фиг. 3 - соединительная часть двухзвенной башни ветроэнергетической установки с установленной в верхний конец бетонной дымовой трубы части башни из стальной трубы по варианту 3 с передачей вертикальных и горизонтальных сил через кольца или консоли на расстоянии больше диаметра части башни из стальной трубы в сечении;
на фиг. 4, 5 - ветроэнергетическая установка с окружным несущим кольцом для ветроагрегата на дымовой трубе;
на фиг. 6, 7 - ветроэнергетическая установка с несущим кольцом или, соответственно, эксцентриком на дымовой трубе;
на фиг. 8-10 - множественный ветроагрегат в оптимальном расположении на дымовой трубе.
В последующем идентичные или одинаково действующие детали снабжены одинаковыми ссылочными позициями.
Фиг. 1 показывает верхний конец пересчитанной и иначе использованной железобетонной дымовой трубы, которая изменена таким образом, что на нее может быть установлена верхняя стальная башня. Ветроэнергетическая установка состоит таким образом из нижней, покоящейся на фундаменте 22 дымовой трубы 1 и закрепленной на ней верхней стальной башни 6. Для этого завершение башни 3 на верхнем конце дымовой трубы 1 согласно варианту 1 или 2 (фиг. 2) снабжено приемной (установочной) частью 4 или закраиной 5, которые со своей стороны находятся в состоянии принять цилиндрическую или, соответственно, коническую часть 6, 7 несущей ветроагрегат башни. Ветроагрегат 2 со своими крыльями ротора 9 и поворотным механизмом 1 0 выполняет свою нормальную функцию без отрицательного воздействия за счет нижней части дымовой трубы 1 , поскольку крылья ротора вращаются сбоку башни или с соответствующей высотой оси ротора 20 над краем дымовой трубы.
В завершении башни 3 кроме специфических условий для приемной части 4 или закраины 5 встроены также внутренний проход для подъема и прокладка линий и снаружи размещено необходимое защитное ограждение 11 рабочей платформы.
Фиг. 2 представляет собой соответствующее изобретению решение по варианту 2, когда приемная часть не встраивается непосредственно в ствол дымовой трубы 1 , а привинчивается в виде специальной детали с вычисленными, соответствующими статическим и динамическим силам и размерам формами выполнения, как на башне 1 , так и принимает через интегрированную болтовую закраину 5 верхнюю башню из стальной трубы 7.
Фиг. 3 представляет собой соответствующее изобретению решение по варианту 3, согласно которому часть башни из стальной трубы 1 6 в ее длине, которая значительно больше, чем диаметр основания части башни из стальной трубы, вставляется в башню 1 сверху. Ее собственная масса и вертикальные составляющие из ветровых нагрузок на размещенное на внутреннем диаметре башни 1 кольцо или множество консолей 13 и горизонтальные силы дополни9 тельно через опорное кольцо 12 или множество опорных консолей опираются на верхнем конце башни 1.
Фиг. 4 поясняет соответствующее изобретению решение, как ветроагрегат 2 установлен с возможностью поворота вокруг башни 1 снаружи на несущем кольце 1 4, в то время как имеющиеся опрокидывающие силы - если несущее кольцо 14 не является передающим опрокидывающий момент подпертым устройством - принимаются тягами 24 к крепежной конструкции 23 на соответствующей высоте через несущее кольцо 14. Вся конструкция при этом выполнена так, что необходимые для работ по техническому обслуживанию вспомогательные конструкции, как подъемные лестницы 25 или не представленные на чертеже лифты, рабочие платформы и подъемники, которые, чтобы не мешать работе ветроэнергетической установки, проложены внутри бетонной дымовой трубы, или соответственно используют имеющиеся снаружи лестницы.
Фиг. 5 раскрывает соответствующее изобретению решение, если имеющиеся опрокидывающие силы при соответствующих размерах башни 1 вводятся более выгодно на противоположной ветроагрегату стороне башни посредством удлиненной тяги 24.
Фиг. 6 показывает, как располагается ветроагрегат 2 для обеспечения достаточного удаления крыльев 21 между внешним краем башни 1 и крыльями ротора 9 через эксцентричный держатель 8 между вертикальной осью вращения 1 9 ветроагрегата 2 и концентричным поворотным механизмом 10 на дымовой трубе 1.
Фиг. 7 представляет, как ветроагрегат 2 с большой производительностью за счет своих размеров и массы, а также для обеспечения достаточного удаления крыльев 21, в частности, при очень больших размерах башни, например, с диаметром 5 м, устанавливается на новой вершине дымовой трубы через центральное направляющее и несущее кольцо 1 4 на промежуточной раме 1 7 с концентрично расположенными направляющими роликами 1 8 и средним стопорным болтом 1 5 на верхнем краю башни 1 . Одно из колец или роликов могут приводиться в движение, чтобы приводить ветроагрегат 2 при необходимости в подветренное положение или положение для монтажных работ.
Фиг. 8 показывает четыре ветроагрегата 2 друг над другом. Три нижних расположены на несущих кольцах 14, которые изображены как окружающие дымовую трубу 1 крепления, аналогично устройствам на фиг. 6, 7, однако, только как воспринимающая опрокидывающий момент опорная конструкция, без тяги 24 и крепежной конструкции 23. Верхний ветроагрегат 2 может быть расположен противоположно тому, как представлено на фиг. 6, 7 или также быть заменен выполнением согласно фиг. 1-3.
Фиг. 9 показывает параллельное расположение размещенных по двое на одном несущем кольце 1 4 ветроагрегатов, в то время как фиг. 1 0 показывает попеременно попарно расположенные ветроагрегаты 2 с лежащими между ними отдельными ветроагрегатами. Это расположение или смешанная форма соответствующих расположений, согласно фиг. 1 -1 0, следует предусматривать в случаях, которые результируются из определенных статических или динамических необходимостей.
Если колебательно-технический анализ или анализ несущей способности показывает, что, например, нагрузка с ветроагрегатами класса 1500 кВт с диаметром окружности ротора 65 м при весах до порядка 1 00 т запрещает устройство, согласно фиг. 9, можно прибегнуть к устройству, согласно фиг. 8 или 10. За счет каскадирования агрегатов, согласно фиг. 1 0 с учетом аэродинамических условий расстояния для отдельных агрегатов, расположенных между параллельными агрегатами, тогда можно выиграть дополнительную высоту с богатыми ветром регионами. При этих расположениях на фиг. 8-10 исходят из высоты дымовой трубы 300 м с высотами несущих колец или креплений агрегатов на высотах, например, 300, 220, 140 и 60 м.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Применение выведенной из эксплуатации дымовой трубы электростанции или промышленной дымовой трубы (1) из железобетона в качестве башни для ветроагрегата (2) большой электрической мощности с ротором с расположенной в основном горизонтально осью ротора (20), на одном конце которой расположены односторонне закрепленные крылья ротора (9), после укорочения до определенной на основе статических и динамических условий степени и установки крепления, на котором ветроагрегат эксцентрично поворачивают относительно и с ротационной степенью свободы вокруг вертикальной оси дымовой трубы в соответственно оптимальное направление ветра.
  2. 2. Применение выведенной из эксплуатации дымовой трубы электростанции или промышленной дымовой трубы (1) из железобетона в качестве башни для ветроагрегата (2) (конвертера) большой электрической мощности с ротором с расположенной в основном горизонтально осью ротора (20), на одном конце которой расположены односторонне закрепленные крылья ротора (9), после укорочения до определенной на основе статических и динамических условий степени и центрального насаживания стального цоколя (6, 7, 1 2, 16) для установки ветроагрегата так, что крылья ротора могут проходить мимо дымовой трубы на определенном расстоянии.
  3. 3. Применение по п.2, отличающееся тем, что стальной цоколь состоит из завершения башни со средствами для приема крепления для ветроагрегата (2).
  4. 4. Применение по п.2 или 3, отличающееся тем, что в качестве средств для приема крепления (6 или 7) предусмотрен выполненный с соответствующим армированием и с залитой болтовой закраиной (5) бетонный ствол, включая внутренний центральный проход.
  5. 5. Применение по пп.2, 3 или 4, отличающееся тем, что в качестве средств для приема крепления предусмотрены равномерно распределенные по периметру специально выполненные отверстия с гильзами для приема высокопрочных болтов с резьбой для крепления многочастной комбинированной несущей части, включая болтовую закраину (5).
  6. 6. Применение по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что крепление выполнено в виде цилиндрически или конически сформованной стальной башни (6 или 7), основание которой заанкеровано на вершине дымовой трубы (1).
  7. 7. Применение по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что стальная башня с длиной, которая больше, чем ее диаметр, вставлена в укороченную дымовую трубу (1) и закреплена на дымовой трубе (1) посредством одной или нескольких консолей (13), улавливающего горизонтальные силы опорного кольца (12) и снабжена средствами для восприятия вертикальных сил.
  8. 8. Применение по п. 1, отличающееся тем, что крепление для ветроагрегата (2) содержит несущие кольца (14) с конструкцией, на которых прикрепленные к ним ветроагрегаты (2) снаружи концентрически движутся вокруг башни и перемещаются в соответствующее положение относительно ветра.
  9. 9. Применение по пп.1, 7 или 8, отличающееся тем, что крепежная конструкция ветроагрегата (2) имеет крепежное кольцо (23), которое на противоположной ветроагрегату (2) стороне захватывается тягой (24) снаружи вокруг башни.
  10. 10. Применение по любому из пп.1, 7-9, отличающееся тем, что необходимые для множественного расположения ветроагрегатов (2) несущие конструкции, включая несущее (14) и крепежное (23) кольца, по своим размерам выполнены больше внешнего диаметра башни настолько, чтобы вспомогательные конструкции, как подъемная лестница (25), лифт, рабочие платформы или подъемники, могли быть расположены внутри этой несущей конструкции и колец.
  11. 11. Применение по п.1 или 7, отличающееся тем, что несущее кольцо (14) выполнено только в виде воспринимающей опрокидывающий момент поддерживающей конструкции.
  12. 1 2. Применение по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что множество ветроагрегатов (2) расположено на башне друг над другом и/или рядом друг с другом.
  13. 1 3. Применение по любому из пп. 1 , 7-1 2, отличающееся тем, что размещенный на верхнем конце башни ветроагрегат (2) имеет эксцентричную несущую конструкцию (8) или промежуточную раму (13) между осью вращения (19) ветроагрегата (2) и концентрично сидящим на башне поворотным механизмом (10) с направляющим и опорным кольцом (1 2).
  14. 1 4. Применение выведенной из эксплуатации дымовой трубы электростанции или промышленной дымовой трубы в частично демонтированном состоянии в качестве башни для ветроагрегата, содержащее один новый или все новые признаки или комбинацию раскрытых признаков.
EA199800791A 1996-04-12 1997-04-10 Выведенная из эксплуатации дымовая труба в качестве башни для ветряной турбины EA000588B1 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19614538 1996-04-12
DE19623376 1996-06-12
DE19633433A DE19633433A1 (de) 1996-08-20 1996-08-20 Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie
PCT/EP1997/001788 WO1997039240A1 (de) 1996-04-12 1997-04-10 Stillgelegter schornstein als turm für eine windturbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA199800791A1 EA199800791A1 (ru) 1999-04-29
EA000588B1 true EA000588B1 (ru) 1999-12-29

Family

ID=27216134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA199800791A EA000588B1 (ru) 1996-04-12 1997-04-10 Выведенная из эксплуатации дымовая труба в качестве башни для ветряной турбины

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6157088A (ru)
EP (1) EP0891487B1 (ru)
AT (1) ATE243810T1 (ru)
AU (1) AU726876B2 (ru)
BG (2) BG484Y1 (ru)
CZ (1) CZ319098A3 (ru)
DE (3) DE29710502U1 (ru)
EA (1) EA000588B1 (ru)
HR (1) HRP970203A2 (ru)
PL (1) PL329623A1 (ru)
SK (1) SK141498A3 (ru)
TR (1) TR199802051T2 (ru)
WO (1) WO1997039240A1 (ru)
YU (1) YU44498A (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611701C2 (ru) * 2012-10-22 2017-02-28 Воббен Пропертиз Гмбх Ветроэнергетическая станция и башня ветроэнергетической станции
RU2705530C1 (ru) * 2016-04-08 2019-11-07 Воббен Пропертиз Гмбх Соединительное тело, кольцевой сегмент башни ветроэнергетической установки и способ соединения двух кольцевых сегментов башни ветроэнергетической установки

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19816483C2 (de) * 1998-04-14 2003-12-11 Aloys Wobben Windenergieanlage
DE19853790A1 (de) * 1998-11-21 2000-05-31 Wilhelm Groppel Windkraftanlage
DE19856500B4 (de) * 1998-12-08 2005-12-08 Franz Mitsch Schwingungstilger
US6749393B2 (en) 2001-08-13 2004-06-15 Yevgeniya Sosonkina Wind power plant
CA2357095C (en) 2001-09-06 2010-03-16 Mitch Gingras Wind turbine structure
DE10152557C1 (de) * 2001-10-24 2003-06-18 Aloys Wobben Windenergieanlage mit Stromschienen
DE10339438C5 (de) * 2003-08-25 2011-09-15 Repower Systems Ag Turm für eine Windenergieanlage
US7498683B2 (en) * 2004-09-01 2009-03-03 Wilhelm Landwehr Device for converting flow energy into electrical energy
ES2317716B1 (es) 2005-06-03 2010-02-11 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Torre para aerogeneradores.
EP1854999A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-14 Mass Metropolitan International AG Wind turbine and wind power installation
WO2009056898A1 (es) 2007-11-02 2009-05-07 Alejandro Cortina-Cordero Torre de concreto postensado para generadores eolicos
CN101855416B (zh) * 2007-10-09 2013-07-31 杰弗里·O·威利斯 塔结构及其组装方法
US20090107567A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Crary Peter B Combination water tower and electrical wind turbine generator
US20090167023A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Jacob Johannes Nies Forward leaning tower top section
DE102008018790A1 (de) * 2008-04-15 2009-10-22 Wobben, Aloys Windenergieanlage mit Stromschienen
FR2935762B1 (fr) * 2008-09-09 2013-02-15 Suez Environnement Eolienne
ES2415205T3 (es) 2009-05-21 2013-07-24 Alstom Wind Sl Conexión compuesta para una estructura de torre de un aerogenerador
US8061964B2 (en) 2009-09-05 2011-11-22 Michael Zuteck Hybrid multi-element tapered rotating tower
DE102009051425A1 (de) * 2009-10-30 2011-05-05 Voith Patent Gmbh Strömungskraftwerk und Verfahren für dessen Erstellung
US8302365B2 (en) 2010-02-25 2012-11-06 Gee Anthony F Partially self-erecting wind turbine tower
US20110236216A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Konopacki Jeffrey M Wind turbine mounting system for non-turbine purpose built structures
CA2819586C (en) * 2010-12-10 2014-09-16 Corporation Mc2 Recherches Internationales Turbine assembly, and kit with components for assembling the same
US8209913B2 (en) * 2011-02-01 2012-07-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Tubular structure and wind turbine generator
EP2846040B1 (en) * 2013-09-06 2018-03-21 youWINenergy GmbH Tower assembly for a wind turbine installation
KR101458786B1 (ko) * 2014-02-20 2014-11-07 두산중공업 주식회사 풍력발전단지, 풍력발전단지의 배치구조, 풍력발전단지의 제어방법 및 풍력발전 유닛.
US9394880B2 (en) 2014-07-11 2016-07-19 Michael Zuteck Tall wind turbine tower erection with climbing crane
CN104895743B (zh) * 2015-06-05 2017-06-16 东北电力大学 叠式立体风力发电机
EP3502353B1 (en) * 2017-12-22 2021-04-21 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Foundation building system for an offshore wind turbine and method for installation of an offshore wind turbine
EP3749854B1 (en) * 2018-02-07 2024-04-10 Vestas Wind Systems A/S Retrofitted wind turbine installation and a method of retrofitting a wind turbine installation with a replacement wind turbine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR427979A (fr) * 1911-03-31 1911-08-19 Henri Hoflack Moteur à vent
DE2507518A1 (de) * 1975-02-21 1976-08-26 Rudolf Eckert Stahlbetontuerme ueber die erdwirbelzone hinausragend, zur gleichzeitigen nutzung fuer mehrere zwecke
WO1992008893A1 (en) * 1990-11-10 1992-05-29 Steven John Peace Wind turbine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE742242C (de) * 1939-10-26 1943-11-26 Licht Und Kraft Ag Elektrisches Windkraftwerk
DE830180C (de) * 1950-06-15 1952-01-31 Erwin Schiedt Dr Ing Windkraftwerk
DK151489C (da) * 1977-02-04 1988-06-13 Ottosen G O Aerodynamisk stroemningsaendrer for den til en vindkraftmaskine hoerende baerende konstruktion
US4184084A (en) * 1978-02-24 1980-01-15 Robert Crehore Wind driven gas generator
DE3106777A1 (de) * 1981-02-24 1982-09-02 Arthur 5090 Leverkusen Beinhofer Windkraftwerk
US4447738A (en) * 1981-12-30 1984-05-08 Allison Johnny H Wind power electrical generator system
DE9101481U1 (de) * 1991-02-09 1991-06-06 Martens, Jörn, 27711 Osterholz-Scharmbeck Halterung zur Befestigung kleiner Windkraftanlagen, vorzugsweise Windturbinen, auf Bäumen, Pfählen usw., zu deren Nutzung als tragende Strukturen für z.B. Windparks
US5155375A (en) * 1991-09-19 1992-10-13 U.S. Windpower, Inc. Speed control system for a variable speed wind turbine
DE9208893U1 (de) * 1992-07-03 1992-09-10 Schirling, Klaus, 8941 Egg Backe für Spannvorrichtungen
DE4236092A1 (de) * 1992-10-26 1994-04-28 Histeel S A Windenergieturm
DE4432800A1 (de) * 1994-08-31 1996-03-07 Hochtief Ag Hoch Tiefbauten Windkraftanlage
US5694774A (en) * 1996-02-29 1997-12-09 Drucker; Ernest R. Solar energy powerplant

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR427979A (fr) * 1911-03-31 1911-08-19 Henri Hoflack Moteur à vent
DE2507518A1 (de) * 1975-02-21 1976-08-26 Rudolf Eckert Stahlbetontuerme ueber die erdwirbelzone hinausragend, zur gleichzeitigen nutzung fuer mehrere zwecke
WO1992008893A1 (en) * 1990-11-10 1992-05-29 Steven John Peace Wind turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611701C2 (ru) * 2012-10-22 2017-02-28 Воббен Пропертиз Гмбх Ветроэнергетическая станция и башня ветроэнергетической станции
RU2705530C1 (ru) * 2016-04-08 2019-11-07 Воббен Пропертиз Гмбх Соединительное тело, кольцевой сегмент башни ветроэнергетической установки и способ соединения двух кольцевых сегментов башни ветроэнергетической установки

Also Published As

Publication number Publication date
ATE243810T1 (de) 2003-07-15
WO1997039240A1 (de) 1997-10-23
CZ319098A3 (cs) 1999-02-17
HRP970203A2 (en) 1998-02-28
EA199800791A1 (ru) 1999-04-29
US6157088A (en) 2000-12-05
TR199802051T2 (xx) 1999-02-22
SK141498A3 (en) 1999-02-11
PL329623A1 (en) 1999-03-29
DE19780307D2 (de) 1999-09-23
DE59710346D1 (de) 2003-07-31
BG484Y1 (bg) 2001-09-28
YU44498A (sh) 1999-09-27
DE29710502U1 (de) 1997-09-04
EP0891487A1 (de) 1999-01-20
EP0891487B1 (de) 2003-06-25
AU726876B2 (en) 2000-11-23
BG102802A (en) 1999-04-30
AU2695497A (en) 1997-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA000588B1 (ru) Выведенная из эксплуатации дымовая труба в качестве башни для ветряной турбины
DK2570555T3 (en) A tower base section of a wind turbine, a wind turbine and a system for mounting a tower
KR100656806B1 (ko) 풍력 발전 터빈
US8464990B2 (en) Pole mounted rotation platform and wind power generator
EP3394427B1 (en) Methods for mounting or dismounting a wind turbine component of a multirotor wind turbine
JP6921086B2 (ja) マルチローター風力タービンの風力タービンコンポーネントを据付け又は撤去する方法
US20170114564A1 (en) Method and means for mounting wind turbines upon a column
US10358787B2 (en) Wind turbine
US20180066633A1 (en) Method and means for mounting wind turbines upon a column
RU2529990C1 (ru) Поливиндротор модифицированный
US20230246584A1 (en) Photovoltaic facility and method
CN104747379B (zh) 一种水平旋转式风力发电机装置
RU40769U1 (ru) Автономная ветроэнергетическая установка
WO2015092443A1 (en) Support mast for a vertical axis wind turbine
GB2413367A (en) Wind turbine
US20100180414A1 (en) Internal hinge vertical axis wind turbine erection method
MXPA98008417A (en) Closed fireplace used as tower for vie turbine
JP2022153212A (ja) 複数風車搭載風力発電塔
Ragheb Structural towers
RU2513863C1 (ru) Виндротор с наклоняемым турбинно-генераторным блоком
KR20100011714U (ko) 관성유도 풍력 발전기
EA042446B1 (ru) Ветроэлектростанция
KR20120101890A (ko) 풍력발전기의 타워 지지장치
CN113864121A (zh) 矩阵风力发电系统
GB2508502A (en) Modular wind turbine system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): MD

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ RU