JP6005758B2 - 風力発電装置の安定化方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部（前置部）で述べたような、風力発電装置の安定化方法に関する。即ち、本発明は、特に、風力発電装置の基礎セクションの風力発電装置の基礎に対する接続を安定化する方法であって、安定化方法は下記の工程を含むものに関する：風力発電装置の基礎の表面の少なくとも一つの部分を、ボーリング手段の配設のために予め準備する工程と、ボーリング手段を用いて、予め準備した表面に、複数の孔を、所定の深さで、好ましくは、基礎セクションのアンカーセグメントに達するまで、設ける工程と、硬化性材料を複数の孔に導入する工程と、複数の孔に導入した硬化性材料が硬化する工程と、風力発電装置の基礎の表面の前記少なくとも一つの部分を、後処理する工程。

独国特許商標庁は、本願が優先権主張した出願に関連する技術として、下記の文献を提示した：WO 2010/084 210 A1, DE 37 33 537 A1およびDE 10 2008 032 184 A1。

上述した種類の方法が、風力発電装置で用いられている。このような安定化方法にとって認識すべきことは、風向および風力が変化することによって、風力発電装置が動的な負荷を受けていることである。複数の風力発電装置の複数のパイロンは、典型的には、基礎セクションとなることができる下層とともに、コンクリート製基礎に導入される。この場合、基礎セクションは、しはしば、基礎コンクリートに囲まれて強化される鋼製又は高強度材料を含んでいる。これによって、固定接続力が得られる。風力発電装置が動的ストレスを受けることによって、例えば、不完全な施工又は基礎材料の不十分な硬化に伴って増大する動的ストレスを受けることによって、風力発電装置の稼働年数が長くなるほど、基礎セクション周りの基礎材料は緩んでいき、その結果、ガタおよびクラックが生じる。最終的には、これによって構造安定性が悪影響を受け、基礎セクションと基礎の間の固定接続力が弱くなっていく。

風力発電装置を基礎上方で完全に分解する必要がない、風力発電装置の基礎安定化方法が知られている。この方法は、DE 10 2009 022 540.4から知られている。この方法の特徴は、風力発電装置全体を一又は複数のリフト手段（例えば、液圧手段）によって、遊び、すなわち、風力発電装置のアンカーセグメントの周りに形成された空所がある上端位置まで持ち上げることである。風力発電装置が上端位置まで持ち上げられて固定された後、遊びがある上端位置にあるアンカーセグメント下方の空所は、注入プロセスによって充填され、充填材の硬化後、複数のリフト手段は取り外される。

WO 2010/084 210 A1 DE 37 33 537 A1 DE 10 2008 032 184 A1 DE 10 2009 022 540.4 DE 20 1010 007 750 U1 DE 37 33 537 A1

上述の方法は、風力発電装置を完全に停止して分解することに比べれば、メンテナンス性の改善を提供している。しかしながら、上述した方法は、メンテナンス時間およびコストに関して、かなりの改善の余地があり、公知の風力発電装置では、数万ユーロ又はそれ以上のオーダのコストがかかる。かくして、本発明の目的は、上述した種類の方法の提供であって、風力発電装置の安定化にかかるコストを低減し、同時に、風力発電装置の停止時間を最小化することである。

本明細書の導入部で述べた分野における方法、即ち、風力発電装置の基礎セクションを前記風力発電装置の基礎に接続する風力発電装置の安定化方法であって、前記安定化方法は、前記風力発電装置の基礎の表面の少なくとも一つの部分を、ボーリング手段の配設のために予め準備する工程と、前記ボーリング手段を用いて前記予め準備した表面に複数の孔を所定の深さで設ける工程、硬化性材料を前記複数の孔に導入する工程および前記複数の孔に導入した前記硬化性材料が硬化する工程を含む安定化処置工程と、を含む方法において、本発明の一視点（第１の視点）は下記の工程を含む：風力発電装置の稼働中、パイロンの変位の測定に基づいて、風力発電装置の安定化処置工程の実行の必要性を早期判定する工程、特に、パイロンの風上及び／又は風下に位置決めされた一又は複数の長さ変化センサによる、パイロンの基礎に対する鉛直方向の変位の測定工程と、風力発電装置の安定化処置の実行の必要性の早期判定を、風力発電装置の稼働中におけるパイロンの基礎に対する鉛直方向の変位に基づいて、実行する早期判定工程。

この視点の特徴および好ましい実施形態等は、同時に、本発明の後述する第2および第3視点の有利な展開的実施形態である。

本発明は、公知のような方法によれば、風力発電装置の基礎に対する損傷が既に進行すると、風力発電装置を持ち上げ工程を含む安定化処理が不回避である、という知見に基づいている。安定化処理の必要性の認識が遅れるには、多数の様々な理由があり、通常は、風力発電所の基礎の上部領域が充填されることによって、損傷およびクラックが全く検出できなかったり、検出が遅れたりするからである。本発明は、風力発電装置の稼働中に、早期判定のために、パイロンの変位の測定を行うことに依拠する。好ましくは、この視点で、早期判定工程は、パイロンの風上及び／又は風下に配置又は装着された一又は複数の長さ変化センサ（移動計測器）を用いて、風力発電装置の基礎に対する鉛直方向のパイロンの変位を測定する工程を含む。パイロンの変位、特に鉛直方向パイロンの変位は、風力発電装置の基礎セクションと風力発電装置の基礎の間で、パイロンの変位動向を示す重要指標である。このような鉛直方向のパイロンの変位は、クラックが外部に出現していないときでも、又は、おそらくクラックが他の要素によって隠されているときでも、既に発生している。風力発電装置の安定化の必要性は、しかしながら、複雑さと高コストが回避できないリフト手段を用いた風力発電装置の固定によっても、判定することができる。しかしながら、本発明の早期判定処置によれば、風力発電装置の安定化のために要する時間とコストの両方を減少させ、リフト手段の使用に係るコストも、もはや必要なくなる。本早期判定処置は、低コストで短時間に達成することができる。

以下、有利な実施形態等を、特に従属項および以下の詳細な説明で明らかにする。
（形態１）（第１の視点）
特に風力発電装置のパイロンの基礎セクションを前記風力発電装置の基礎に接続する、風力発電装置の安定化方法であって、
前記安定化方法は、
前記風力発電装置の基礎の表面の少なくとも一つの部分を、ボーリング手段の配設のために予め準備する工程と、
前記ボーリング手段を用いて、前記予め準備した表面に、複数の孔を、所定の深さで、好ましくは、前記基礎セクションのアンカーセグメントに達するまで、設ける工程、硬化性材料を前記複数の孔に導入する工程、および前記複数の孔に導入した前記硬化性材料が硬化する工程を含む安定化処置工程と、
風力発電装置の安定化処置工程の実行の必要性の早期判定を、前記風力発電装置の稼働中におけるパイロンの変位測定に基づいて、実行する早期判定工程と、
を含む、ことを特徴とする風力発電装置の安定化方法。
（形態２）
前記早期判定工程は、前記パイロンの風上及び／又は風下に位置決めされた一又は複数の長さ変化センサによる、前記パイロンの前記基礎に対する鉛直方向の変位の測定工程を含む、ことが好ましい。
（形態３）
前記早期判定工程は、
前記風力発電装置を停止する工程と、
一又は複数の長さ変化センサ又は前記長さ変化センサを校正する工程と、
前記風力発電装置を稼働させる工程と、
前記パイロンの変位測定を開始する工程と、
一又は複数の長さ変化センサ又は前記長さ変化センサの出力値の変動が所定値未満、好ましくは1mm未満、特に好ましくは零である場合、直ちに、測定した前記パイロンの変位を記録する工程と、
を含む、ことが好ましい。
（形態４）
前記早期判定工程は、記録された前記パイロンの変位が3mm未満、好ましくは1mm未満である場合、安定化処置の必要性がないと判定する工程を含む、ことが好ましい。
（形態５）
前記長さ変化センサの弾性歪を差し引くことによって、測定されたパイロンの変位を補償し、補償したパイロンの変位を記録する、ことが好ましい。
（形態６）
パイロンの変位測定は、前記風力発電装置の前記パイロンの壁に装着される一又は複数の測定センサ、好ましくは磁気的支持要素により、特に好ましくはその内部にある磁気的支持要素により、装着される一又は複数の測定センサを用いて、実行される、ことが好ましい。
（形態７）
前記風力発電装置を駆動する風速を測定する工程と、
風速が7.5 m/s以上、好ましくは10m/s以上である場合、前記早期判定工程を実行する、ことが好ましい。
（形態８）
前記パイロンの変位測定中、風力発電装置のナセル位置を監視する工程と、
前記ナセル位置の変化が検出され、変化が好ましくは5度以上である場合、前記パイロンの変位測定を停止する工程と、
一又は複数の長さ変化センサ又は前記長さ変化センサを、前記ナセル位置の変化に応じて、風上及び／又は風下に付け替える工程と、
前記パイロンの変位測定を再度開始する工程と、
を含む、ことが好ましい。
（形態９）
前記パイロンの変位測定は三回実行され、
前記パイロンの三つの変位測定値の平均を求める工程を含む、ことが好ましい。
（形態１０）
前記安定化方法は、
前記パイロンの外側および内側において（前記表面の外周部および内周部）前記風力発電装置の基礎の前記表面の外周部と内周部を予め準備する工程と、及び／又は
前記安定化処置工程において、前記基礎を、例えばシーリング層又は被覆層の除去によって、露出させる工程と、及び／又は
前記安定化処置工程において、前記パイロンの基礎セクションの前記基礎に接続される領域（壁の領域）すなわち前記基礎に隣接する領域を、保護フィルムによって覆う工程と、
を含む、ことが好ましい。
（形態１１、第２の視点）
複数の前記孔を設ける工程は、
10個から40個の前記孔を、好ましくは20個の前記孔を、前記風力発電装置の前記パイロンの外側の環状周辺領域に沿って配置する工程と、
10個から30個の前記孔を、好ましくは20個の前記孔を、前記風力発電装置の前記パイロンの内側の環状周辺領域に沿って配置する工程と、
を含む、ことが好ましい。
（形態１２）
前記基礎に設けられた各前記孔を内視鏡検査する工程と、
前記孔が、風力発電装置のアンカーセグメントまで到達したかどうか判定する工程と、
前記孔から、ゴミ、特に水及び／又は粉末が除かれたかどうか判定する工程と、
を含む、ことが好ましい。
（形態１３）
ゴミ検出時、前記孔を、液体洗浄又は気体洗浄により、クリーニングする工程と、
前記孔が前記風力発電装置の前記アンカーセグメントに到達していない場合、前記孔を深くする工程と、
前記内視鏡による検査工程を繰り返す工程と、
を一若しくは複数、又は全部含む、ことが好ましい。
（形態１４、第３の視点）
前記硬化性材料として、低粘度なエポキシ樹脂が複数の前記孔に導入され、
前記エポキシ樹脂は、好ましくは、高耐圧性と高レベルの引張強度を有する、及び／又は、耐湿性を有する、ことが好ましい。
（形態１５）
前記エポキシ樹脂は、二以上の成分が混合されて形成される、ことが好ましい。
（形態１６）
前記風力発電装置の前記基礎の前記表面の前記少なくとも一つの部分を、後処理する工程は、前記基礎の露出領域を樹脂改良型セメント結合モルタルで充填することによる、その基礎の表面の再プロファイル形成工程を含む、ことが好ましい。

一又は複数の長さ変化センサは、早期判定工程を実行する度に取り付けて、パイロンおよび基礎に接続してもよく、或いは、一度だけ装着されて、それらの測定位置に永続して配置してもよい。

本発明の有利な実施形態によれば、早期判定工程は、風力発電装置を停止する工程と、一又は複数の長さ変化センサを校正する工程と、風力発電装置を稼働させる工程と、パイロンの動き（変位）測定を開始する工程と、一又は複数の長さ変化センサの出力値の変動が所定値未満、好ましくは1mm未満、特に好ましくは零である場合、直ちに、測定したパイロンの動き（変位）を記録する工程と、を含む。

早期判定工程は、さらに好ましくは、記録されたパイロンの動き（変位）が3mm以下、好ましくは1mm以下である場合、安定化処置の測定の必要性がないと判定する工程を含む。そのようなパイロンの動き（変位）が検出された場合、基礎と基礎セクション間の結合ロック力が既に明らかな悪影響を受けていると判定されるが、風力発電装置の全体の安定性（耐久性）は、さらに保安的な支援処置を行わなくても、依然として稼働を継続できるほど十分である。

本発明の好ましい方法は、一（又は複数の）長さ変化センサの弾性歪を差し引くことによって、測定されたパイロンの動き（変位）を補償する工程と、補償されたパイロンの動き（変位）を記録する工程と、を含む。パイロン壁の伸びに現れる弾性歪の大きさは、調査された風力発電装置の各形式に依存し、特にまた、パイロン径、壁厚および基礎内の基礎との結合深さ(パイロンが基礎にアンカーされた深さ)に依存している。

パイロンの動き（変位）のさらに好ましい測定は、パイロンの動き（変位）測定は、風力発電装置のパイロンの壁に装着される、好ましくは磁石装着具により装着される、好ましくは風力発電装置の外壁又は基礎からそれに接触されるよう導入される一又は複数の測定センサ（Messuhr）も用いて実行される。これは、測定者がパイロン内部で生じる危険にさらされるべきではないので有利である。また、測定が人手によらず実行できる場合、例えば、予め永続的に装着されている測定手段があり、遠隔操作ができるような場合には、風力発電装置の内部領域への装着も好ましい。この場合、早期判定を、外乱の影響が減少した状態で実行できる。

さらに好ましい方法は、風力発電装置を駆動する風速を測定する工程と、風速が7.5 m/s以上、好ましくは10m/s以上である場合、早期判定工程を実行する工程と、を含む。測定の信頼性、特に、特にパイロンの動き（変位）に基づく情報の信頼性は、風速7.5m/s以上、好ましくは10m/s以上で、驚くほどよいことがわかった。

さらに好ましくは、本発明の方法は、パイロンの動き（変位）測定中、風力発電装置のナセル位置を監視する工程と、ナセル位置が検出され、変化が好ましくは5度以上である場合、パイロンの動き（変位）測定を停止する工程と、一又は複数の長さ変化センサを、ナセル位置に応じて、風上及び／又は風下に付け替える工程と、パイロンの動き（変位）測定を再度開始する工程と、を含む。鉛直方向パイロンの動き（変位）から得られる情報を可及的に最大化するため、この測定時に遵守すべきことは、測定処理中の条件を、パイロンと基礎に固定的に接続される長さ変化センサのため、一定にすることである。ナセル位置が変化すると、風は別の側、すなわち、パイロン壁の別の側から吹き、これによって、新たな風上又は風下側では、センサが（その前に）予め装着されていた場所よりも、動き（変位）がより大きくなる。現代の風力発電装置は、風向決定用のセンサシステムと、様々な風向にナセル位置を適応させる制御システムと、を有している。好ましくは、一又は複数の長さ変化センサの位置決めは、制御システム又はナセル位置の視覚表示及び／又は風向およびそれに適合するものに応じて、実行される。

好ましくは、パイロンの動き（変位）の測定工程は三回実行され、三つのパイロンの動き（変位）測定値を平均する工程を含む。しかし、測定は、三回より多く実行することもでき、三回の繰り返し測定によって、合理的な時間内で高い信頼性の情報が得られる点に留意すべきである。

本発明の好ましい実施形態は、風力発電装置の基礎の表面の外周部分と内周部分を予め準備する工程と、及び／又は、基礎を、例えばシーリング層又は被覆層の除去によって、露出させる工程と、及び／又は、前記パイロンの壁の領域すなわち基礎に隣接する領域を、保護フィルムによって覆う工程と、を含む。

前記目的を達成する本発明の第2視点に係る上記のような方法において、前記目的は次の如く達成される。即ち、複数の前記孔を設ける工程は、10個から40個の孔を、好ましくは20個の孔を、風力発電装置のパイロンの外側の環状周辺領域に沿って配置する工程と、10個から30個の孔を、好ましくは20個の孔を、風力発電装置のパイロン内側の環状周辺領域に沿って配置する工程と、を含む。

本発明の第2視点における特徴および実施形態は、同時に、本発明の上記第1視点および後述する第3視点の有利な展開的実施形態である。驚くべきことは、注入のため基礎表面から下方に導入される孔の個数が、安定性に重大な影響を与えることである。隣接する注入孔の間隔が広すぎると、孔間で水平方向に延在する基礎の損傷、クラック又はギャップが孔まで到達せず、後に充填されなかったり、不適切に充填材が充填されたりする。隣接する注入孔の間隔が狭すぎると、過大な加工量および加工時間が、孔配置に必要となってしまう。よって、風力発電装置の径に応じて、上述した孔の個数を決定することが好ましい。また特に有利には、パイロンの外部からおよび内部からも、基礎内部を下方へボーリングする。なぜなら、それによって、注入口の等分布が提供され、同時に、(基礎断面で)内側で延在する基礎の損傷、クラック又はギャップと、外側に延在するそれらの両方が、注入材によって充填されるため明らかにできるからである。

好ましくは、その方法は下記の工程を含む：
基礎に設けられた各孔を内視鏡検査する工程と、
孔が、風力発電装置のアンカーセグメントまで到達したかどうか判定する工程と、
孔から、ゴミ、特に水及び／又は粉末が除かれたかどうか判定する工程。

その方法のさらに有利な実施形態は、下記の一又は複数或いは全部の工程を含む：
ゴミ検出時、孔を、液体洗浄又は気体洗浄により、クリーニングする工程と、
孔が風力発電装置のアンカーセグメントに到達していない場合、孔を深くする工程と、及び／又は
前記内視鏡による検査工程を繰り返す工程。

この視点において、内視鏡検査工程は、二重の機能を発揮し、一方では、注入孔が、風力発電装置のアンカーセグメントに到達しているかどうか検出する。他方では、注入孔および発生されたキャビティから、十分に水分や泥が除去され、さらなる処理過程で、硬化と結合力に対する信頼性を減じることなく、注入材が導入できるかどうか、判定することができる。

本発明の第3視点において、この発明は、その目的を達成するため、低粘度エポキシ樹脂が、硬化性材料として複数の孔に導入される。好ましくは、エポキシ樹脂として、高耐圧性及び／又は高レベルの引張強度及び／又は耐湿性を有するものが導入される。本発明の第3視点における特徴および実施形態は、同時に、本発明の上記第1および第2視点の有利な展開的実施形態である。

この場合、低粘度特性とは、混合粘度400mPa・s、好ましくは350mPa・s以下、特に好ましくは100mPa・s以下の範囲のものを意味している。

この場合、混合粘度とは、混合されたエポキシ樹脂の粘度を意味し、非硬化状態で好ましくは18〜25^oCの粘度である。

この場合、高耐圧性とは、硬化状態での耐圧性を意味し、好ましくは、7日後、少なくとも4^oCで35N/mm²級以上、さらに好ましくは45N/mm²以上、特に好ましくは70N/mm²以上の範囲である。高耐圧性は、例えば “DIN EN 196 T1”又は“ASTM D-695”に準拠して決定することができる。

この場合、高引張強度とは、硬化状態での引張強度を意味するものとして使用され、好ましくは、7日後で35N/mm²以上、特に好ましくは45N/mm²以上の範囲である。引張強度は、例えば、“DIN 53455”又はASTM D-638”に準拠して決定される。

この場合、耐湿性は、水分吸収に耐える特性を意味している。好ましくは、7日後の水分吸収は、24時間超の水常時接触で、2%以下、好ましくは0.3%以下である。水分吸収は、例えば“ASTM D-570”に準拠して決定される。吸収特性の監視は、硬化期間中に行うことが重要である。エポキシ樹脂は硬化すると直ぐに防水性と推定できる。

本発明の一実施形態では、好ましくは、エポキシ樹脂が、二又はそれ以上の成分から混合される。

好ましくは、本発明の一方法において、風力発電装置の基礎の表面の少なくとも一部に対する後工程は、その基礎の露出領域を樹脂改良型セメント結合モルタルで充填することによる、その基礎の表面の再プロファイル形成工程を含んでいる。そのようなモルタルも、PCCモルタル(Polymer Cement Concrete)として知られている。PCCモルタルのようなモルタルの特に有利な点は、動的負荷下であっても、その機能が失われずに、硬化することである。好ましくは、樹脂改良型セメント結合モルタルは、45N/mm²以上の範囲の耐圧力を有し（例えば“EN 12190”で規定される）、及び／又は、20kN/mm²(Gpa)以上の範囲の弾性率（例えば“EN 13412”で規定される）を有する。そのようなモルタルは、“Class R4”（DIN EN 1504-3準拠）又は“耐性Class M3”(“DafStb-Richtlinie Schutz und Instandsetzung"(ドイツ協議会による構造用コンクリートの保護およびメンテナンスに関するガイドライン)準拠)から選択することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の様々な視点を考慮した一例に関する、好ましい実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。

本発明の方法のフローチャートの第1部分を示す。 本発明の方法のフローチャートの第2部分を示す。

本方法はステップ1から開始される。すなわち、風力発電装置は、最初、ステップ3のように停止状態である。ステップ5で、一又は複数の長さ変化センサが、風力発電装置のパイロン壁又はその基礎に適宜取り付けられ、それぞれ他の部品に接続される。一又は複数の長さ変化センサも、ステップ5で先ず校正される。風速は、ステップ7で決定される。場合によっては（不図示）、風速は、風力発電装置がまだ稼働中であるときに決定され、そして、ステップ9で計測される風速が7.5m/s以上、好ましくは10m/s以上であれば、風力発電装置はステップ3で停止される。風速が7.5m/s未満、好ましくは10m/s未満であれば、風速の決定は、ステップ7に続く。

風速が十分に高く且つ風力発電装置が停止していれば、風力発電装置の稼働開始と、長さ変化センサによるパイロンの鉛直方向動き（変位）の測定とが、ステップ11で実行される。同時又は実質的に同時に、ナセル位置の動き（変位）の監視又は測定がステップ15で開始される。次のステップで、システムは、ナセル角度ないし位置に変化が発生しているかどうか、監視する。変化がある場合、測定は停止され、新たなナセル位置のために、ステップ5から11に戻る。このため、取り付けられた長さ変化センサは、可及的に、取り外されるべきであり、そして、風上側又は風下側に再装着されるべきである。ガイド機構を、このため、すなわち、センサの素早い旋回および再位置決めのため、任意的に設けてもよい。

このため、測定処理の全期間中、実質的に一定又は一定のナセル角度が、ステップ13で検出される。測定は、ステップ17で規則的に終了される。ステップ19は、建設時に特有な、弾性的な原因による鉛直方向動き（変位）成分を差し引くことによる、実際のパイロン鉛直方向動き（変位）の補償計算を含んでいる。

ステップ21で、ステップ11から19による(任意的)補償測定結果が記憶され、好ましくは、電気的データ保持装置に記憶される。

ステップ21で記憶された結果が、3mm以上、特に好ましくは1mm以上のパイロン鉛直方向動き（変位）を示していると、ステップ101による安定化用の測定の実行が開始される(後述する図2参照)。ステップ21で記憶された結果が、3mm未満、特に好ましくは1mm未満のパイロン鉛直方向動き（変位）を示していると、ステップ27は、安定化の必要がないことを報知し、方法はステップ27で終了する。

安定化方法を図2に模式的に図示する。まず、安定化は、ステップ101で開始される。ステップ103は、風力発電装置の基礎の表面の少なくとも一部を、ボーリング手段の配置用に、予め準備することを示している。ステップ105で、ボーリング手段を用いて、複数の孔が、予め準備された表面に、所定の深さに達するまで、好ましくは、風力発電装置の基礎セクションのアンカーセグメントまで、設けられる。遅くともステップ105の開始までに、風力発電装置は停止されるべきである。ステップ106,108,110および112における複数の孔の形成工程に続いて、任意に内視鏡検査工程を実行してもよい。内視鏡検査工程は、ステップ105bとして破線で示され、ステップ106における、基礎に形成された各孔の内視鏡検査、好ましくは光学的内視鏡の挿入による検査を含んでいる。この場合、内視鏡は重複機能を発揮する;ステップ108aで、孔が所定の孔深さ、特に風力発電装置の基礎セクションのアンカーセグメントまで到達していないと判定すると、ステップ110では、再度、ボーリング手段を用いて、例えば所定間隔で、孔を深くする。

内視鏡検査は、再度、ステップ106で実行される。ステップ108bで、形成された孔から、水及び／又はゴミが十分に除去されていないと判定すると、ステップ112で、孔の再度のクリーニングが、液体洗浄及び／又は気体洗浄によって、実行される。そして、ステップ106の内視鏡検査工程が繰り返される。ステップ108a,108bは、ステップ110および112が好ましくは連続して実行中に、同時に実行することができる。

複数の孔を基礎に形成した後、或いは、ステップ105bの内視鏡検査後、ステップ107で注入材が複数の孔に充填される。開始は、好ましくは、注入パッカーを用いて実行される。好ましくは、高耐圧性で高引張強度を有する低粘度エポキシ樹脂が、注入材として用いられる。このため、当業者は、例えば、MC DUR 1264 FF（MC-Bauchemie製）、又は、SIKADUR 35 HI-MOD-LV（Sika Construction製）、或いは、WEBAC 4170（WEBAC Chemie製）を用いることができる。当業者にとって容易にできることは、上述の基準に基づいて、場合によっては予備試験を実行することによって、適切なエポキシ樹脂を選択し、所定の各製造指示に対応することである。それぞれ定められた混合比率、温度と撹拌速度を考慮しながら、そのようなエポキシ樹脂は、二つ以上の成分を撹拌することによって作成され、注入パッカーを用いて注入される。

ステップ109で、注入材が、形成された他の注入開口の一つから又は露出ギャップから、放出されたか判定する。否定された場合、ステップ107が継続され又はステップ107に戻る。注入材が放出されている場合、ステップ111で、a)注入材が導入された箇所と、b)注入材が放出される箇所を記録する。そして、ステップ113で、注入材の注入を次に継続し、すなわち、好ましくは、隣の孔に注入する。この方法は、ステップ107,109 および111で同様に形成された各孔に対して実行してもよい。このようにして、導入された注入材の基礎の表面下方への拡がり方が記録され、充填すべき注入材の使用量と注入材の拡がる経路について結論が導かれる。

ステップ115で、形成された全ての孔に注入材が導入されたことが確認されると、ステップ117で、全ての孔が完全に充填されたか、又は、注入材の追加圧入が必要であるか、チェックする。注入材の追加圧入が必要であれば、ステップ107から117が繰り返される。このようにして、注入材の完全な圧入が保障される。

注入材の硬化が、ステップ119で実行される。ステップ121で、風力発電装置の基礎の表面の少なくとも一部分、特に複数の孔の形成のため露出している一部分の後加工又は後準備が実行される。基礎の露出領域が、樹脂改良セメント結合モルタルによって、或いは、さらに他の材料、例えば架橋剤が添加されて、充填されることによって、ステップ114で、基礎の表面の再形成が好ましくは実行される。次に、モルタル又は充填された材料の硬化がステップ116で実行され、風力発電装置の稼働がステップ118で実行される。本発明による、樹脂改良型セメント結合モルタルによって、これらの両方が同時に実行される。モルタルは、動的負荷下においても、正常に硬化することができるからである。最後に、この方法はステップ120で終了する。

Claims (15)

1. 風力発電装置のパイロンの基礎セクションを前記風力発電装置の基礎に接続する風力発電装置の安定化方法であって、
   前記安定化方法は、
   前記風力発電装置の基礎の表面の少なくとも一つの部分を、ボーリング手段の配設のために予め準備する工程、
   前記ボーリング手段を用いて、前記予め準備した表面に、複数の孔を、所定の深さで、設ける工程と、硬化性材料を前記複数の孔に導入する工程、および前記複数の孔に導入した前記硬化性材料が硬化する工程を含む安定化処置工程と、
   パイロンの風上及び／又は風下に位置決めされた一又は複数の長さ変化センサによる、前記パイロンの前記基礎に対する鉛直方向の変位の測定工程と、
   風力発電装置の前記安定化処置工程を実行する必要性の早期判定を、前記風力発電装置の稼働中における前記パイロンの前記基礎に対する鉛直方向の変位に基づいて実行する早期判定工程と、
   を含む、ことを特徴とする風力発電装置の安定化方法。
2. 前記早期判定工程は、
   前記風力発電装置を停止する工程と、
   一又は複数の前記長さ変化センサを校正する工程と、
   前記風力発電装置を稼働させる工程と、
   前記パイロンの変位測定を開始する工程と、
   一又は複数の前記長さ変化センサの出力値の変動が所定値未満である場合、直ちに、測定した前記パイロンの変位を記録する工程と、
   を含む、
   請求項１記載の方法。
3. 前記早期判定工程は、記録された前記パイロンの変位が3mm未満である場合、安定化処置の必要性がないと判定する工程を含む、
   請求項２記載の方法。
4. 前記長さ変化センサの弾性歪を差し引くことによって、測定されたパイロンの変位を補償し、補償したパイロンの変位を記録する、
   請求項２又は３記載の方法。
5. パイロンの変位測定は、前記風力発電装置の前記パイロンの壁に装着される一又は複数の測定センサを用いて、実行される、
   請求項１〜４のいずれか一記載の方法。
6. 前記風力発電装置を駆動する風速を測定する工程と、
   風速が7.5 m/s以上である場合、前記早期判定工程を実行する、
   請求項１〜５のいずれか一記載の方法。
7. 前記パイロンの変位測定中、風力発電装置のナセル位置を監視する工程と、
   前記ナセル位置の変化が検出され、変化が所定値以上である場合、前記パイロンの変位測定を停止する工程と、
   一又は複数の前記長さ変化センサを、前記ナセル位置の変化に応じて、風上及び／又は風下に付け替える工程と、
   前記パイロンの変位測定を再度開始する工程と、
   を含む、
   請求項１〜６のいずれか一記載の方法。
8. 前記パイロンの変位測定は三回実行され、
   前記パイロンの三つの変位測定値の平均を求める工程を含む、
   請求項１〜７のいずれか一記載の方法。
9. 前記安定化方法は、
   前記パイロンの外側および内側において前記風力発電装置の基礎の前記表面を前記ボーリング手段の配設のために予め準備する工程と、及び／又は
   前記安定化処置工程において、前記基礎を、露出させる工程と、及び／又は
   前記安定化処置工程において、前記パイロンの基礎セクションの前記基礎に接続される領域すなわち前記基礎に隣接する領域を、保護フィルムによって覆う工程と、
   を含む、請求項１〜８のいずれか一記載の方法。
10. 複数の前記孔を設ける工程は、
    10個から40個の前記孔を、前記風力発電装置の前記パイロンの外側の環状周辺領域に沿って配置する工程と、
    10個から30個の前記孔を、前記風力発電装置の前記パイロンの内側の環状周辺領域に沿って配置する工程と、
    を含む、
    請求項１〜９のいずれか一記載の方法。
11. 前記基礎に設けられた各前記孔を内視鏡検査する工程と、
    前記孔が、風力発電装置のアンカーセグメントまで到達したかどうか判定する工程と、
    前記孔から、ゴミ、特に水及び／又は粉末が除かれたかどうか判定する工程と、
    を含む、
    請求項１〜１０のいずれか一記載の方法。
12. ゴミ検出時、前記孔を、液体洗浄又は気体洗浄により、クリーニングする工程と、
    前記孔が前記風力発電装置の前記アンカーセグメントに到達していない場合、前記孔を深くする工程と、
    前記内視鏡による検査工程を繰り返す工程と、
    を一若しくは複数、又は全部含む、
    請求項１１記載の方法。
13. 前記硬化性材料として、低粘度なエポキシ樹脂が複数の前記孔に導入される、
    請求項１〜１２のいずれか一記載の方法。
14. 前記エポキシ樹脂は、二以上の成分が混合されて形成される、
    請求項１３記載の方法。
15. 前記風力発電装置の前記基礎の前記表面の前記少なくとも一つの部分を後処理する工程を含み、前記後処理する工程は、前記基礎の露出領域を樹脂改良型セメント結合モルタルで充填することによる、その基礎の表面の再プロファイル形成工程を含む、
    請求項１〜１４のいずれか一記載の方法。

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