NO20200232A1 - Foundation for an offshore wind turbine - Google Patents
Foundation for an offshore wind turbine Download PDFInfo
- Publication number
- NO20200232A1 NO20200232A1 NO20200232A NO20200232A NO20200232A1 NO 20200232 A1 NO20200232 A1 NO 20200232A1 NO 20200232 A NO20200232 A NO 20200232A NO 20200232 A NO20200232 A NO 20200232A NO 20200232 A1 NO20200232 A1 NO 20200232A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- foundation
- tower
- wind turbine
- nacelle
- wind
- Prior art date
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 226
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 105
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 46
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 43
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 19
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 17
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002633 protecting effect Effects 0.000 description 2
- BIIBYWQGRFWQKM-JVVROLKMSA-N (2S)-N-[4-(cyclopropylamino)-3,4-dioxo-1-[(3S)-2-oxopyrrolidin-3-yl]butan-2-yl]-2-[[(E)-3-(2,4-dichlorophenyl)prop-2-enoyl]amino]-4,4-dimethylpentanamide Chemical compound CC(C)(C)C[C@@H](C(NC(C[C@H](CCN1)C1=O)C(C(NC1CC1)=O)=O)=O)NC(/C=C/C(C=CC(Cl)=C1)=C1Cl)=O BIIBYWQGRFWQKM-JVVROLKMSA-N 0.000 description 1
- 240000004585 Dactylis glomerata Species 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 101100293261 Mus musculus Naa15 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N flonicamid Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=NC=C1C(=O)NCC#N RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
- B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
- B63B1/107—Semi-submersibles; Small waterline area multiple hull vessels and the like, e.g. SWATH
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
- B63B21/507—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers with mooring turrets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
- F03D80/88—Arrangement of components within nacelles or towers of mechanical components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
- B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
- B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/02—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
- F05B2240/915—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure which is vertically adjustable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/727—Offshore wind turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Foundations (AREA)
Description
FUNDAMENT FOR EN OFFSHORE VINDTURBIN FOUNDATION FOR AN OFFSHORE WIND TURBINE
Beskrivelsen vedrører en oppfinnelse innenfor det tekniske feltet offshore vindenergi. Det beskrives et roterbart fundament for en offshore vindturbin, et apparat for å utvinne energi fra vind som omfatter det roterbare fundamentet, og mer. The description relates to an invention within the technical field of offshore wind energy. It describes a rotatable foundation for an offshore wind turbine, an apparatus for extracting energy from wind that includes the rotatable foundation, and more.
For å redusere forurensning og å begrense global oppvarming, er det ønskelig å utvikle teknologi som kan gjøre fornybar energi mer konkurransedyktig. In order to reduce pollution and limit global warming, it is desirable to develop technology that can make renewable energy more competitive.
Offshore vind er en spesielt interessant ressurs relatert til fornybar energiutvinning. Det ligger et stort potensial i å utnytte havområder og vinden over slike områder til å utvinne elektrisk energi. En utfordring relatert til utvinning av energi fra offshore vind, er kostnaden. For at offshore vind skal kunne være en konkurransedyktig energikilde, er det avgjørende at kostnader relatert til produksjon, installasjon og drift og vedlikehold av offshore vindturbiner reduseres. For å nå dette målet er det viktig med utvikling av ny, kostnadseffektiv teknologi. Offshore wind is a particularly interesting resource related to renewable energy extraction. There is great potential in utilizing ocean areas and the wind over such areas to extract electrical energy. A challenge related to the extraction of energy from offshore wind is the cost. In order for offshore wind to be a competitive energy source, it is crucial that costs related to the production, installation and operation and maintenance of offshore wind turbines are reduced. In order to achieve this goal, it is important to develop new, cost-effective technology.
Det er utviklet et stort antall tekniske løsninger for produksjon av vindenergi offshore. Noen av disse er relatert til bunnfaste fundamenter, mens andre er relatert til flytende fundamenter. De flytende fundamentene er i mange tilfeller fordelaktige, særlig til bruk på store havdyp, typisk over 50 meter. A large number of technical solutions have been developed for the production of wind energy offshore. Some of these are related to fixed foundations, while others are related to floating foundations. The floating foundations are advantageous in many cases, especially for use at great sea depths, typically over 50 metres.
På havet blir en offshore vindturbin og dens fundament utsatt for sterke krefter fra vind, bølger og strøm. Særlig kritiske er vindkreftene. Beregninger har vist at de tiltende kreftene som virker på en vindturbin til havs typisk vil være 15 ganger så sterke i vindens primære retning relativt til en retning 90 grader på denne. For å hindre at en vindturbin tilter for mye under tøffe værforhold til havs, er det viktig at fundamentet er konstruert for å motvirke tilt forårsaket av nevnte krefter, og da særlig tilt i vindretningen. At sea, an offshore wind turbine and its foundation are exposed to strong forces from wind, waves and currents. Wind forces are particularly critical. Calculations have shown that the tilting forces acting on a wind turbine at sea will typically be 15 times as strong in the primary direction of the wind relative to a direction 90 degrees to this. In order to prevent a wind turbine from tilting too much under harsh weather conditions at sea, it is important that the foundation is designed to counteract tilting caused by the aforementioned forces, and particularly tilting in the direction of the wind.
Stabilitet mot tilt er en utfordring og kostnadsdriver ved flytende fundamenter, særlig for flytende fundamenter som skal brukes i områder med potensiale for voldsomme vind- og bølgeforhold. Eksisterende løsninger for å sikre stabilitet i slike områder er gjerne store, tunge og dyre. Et eksempel på en slik løsning er kjent som «Hywind». Stability against tilting is a challenge and cost driver for floating foundations, especially for floating foundations to be used in areas with the potential for violent wind and wave conditions. Existing solutions to ensure stability in such areas are often large, heavy and expensive. An example of such a solution is known as "Hywind".
Havvindløsningen «Hywind» inkluderer et eksempel på et fundament for en offshore vindturbin, hvor fundamentet er en flytende vertikal sparbøye. For å motvirke tiltende krefter når sparbøyen dypt ned i havet i operasjonell stilling, og den er gjerne svært tung. Tyngden skyldes i stor grad sparbøyeløsningens behov for rettende ballast. Dens størrelse gjør den kostbar å fremstille og å frakte til destinasjon til havs, og den gjør at «Hywind» ikke kan brukes i havområder med begrenset dybde. The offshore wind solution "Hywind" includes an example of a foundation for an offshore wind turbine, where the foundation is a floating vertical spar buoy. To counteract tilting forces, the spar buoy reaches deep into the sea in operational position, and it is usually very heavy. The weight is largely due to the spar buoy solution's need for correcting ballast. Its size makes it expensive to manufacture and to transport to its destination at sea, and it means that "Hywind" cannot be used in sea areas with limited depth.
Det beskrives i dette dokumentet flere løsninger relatert til stabilitet for en offshore vindturbin, der hver av løsningene sammen eller hver for seg løser en eller flere utfordringer ved utvinning av energi fra havvind. This document describes several solutions related to stability for an offshore wind turbine, where each of the solutions together or separately solves one or more challenges when extracting energy from offshore wind.
En annen utfordring ved utvinning av offshore vindenergi er relatert til installasjon, demontering og vedlikehold av utstyr. En vindturbin har flere tunge, store deler, plassert på eller ved toppen av et vindturbintårn. Eksempelvis kan en nacelle veie flere hundre tonn, og den skal gjerne installeres over 100 meter over havoverflaten. Løfting av slikt utstyr til eller fra toppen av tårnet er en kompleks og risikofylt oppgave, særlig offshore og særlig når løftet foretas fra et fartøy som i bølgene til havs beveger seg relativt til et flytende vindturbinfundament. Another challenge when extracting offshore wind energy is related to the installation, dismantling and maintenance of equipment. A wind turbine has several heavy, large parts, located on or near the top of a wind turbine tower. For example, a nacelle can weigh several hundred tonnes, and it should preferably be installed over 100 meters above sea level. Lifting such equipment to or from the top of the tower is a complex and risky task, especially offshore and especially when the lifting is carried out from a vessel which in the waves at sea moves relative to a floating wind turbine foundation.
Det beskrives videre i dette dokumentet flere løsninger relatert til produksjon installasjon, demontering og/eller vedlikehold av utstyr. This document further describes several solutions related to production, installation, dismantling and/or maintenance of equipment.
I et første aspekt av beskrivelsen beskrives et ballastelement for å tilføre ballast til et flytende fundament for en vindturbin og for å tilføre rettende kraft på fundamentet ved tilt av fundamentet, hvor ballastelementet er utformet med et hull for å motta et rettende ben tilhørende fundamentet og hvor ballastelementet omfatter tilkoplingsmidler for å bli bevegelig opphengt i en underside av fundamentet. In a first aspect of the disclosure, a ballast element is described for adding ballast to a floating foundation for a wind turbine and for adding righting force to the foundation upon tilting of the foundation, wherein the ballast element is formed with a hole to receive a righting leg associated with the foundation and wherein the ballast element comprises connection means to be movably suspended in an underside of the foundation.
Ballastelementet kan eksempelvis være torusformet eller sylinderformet. Ballastelementet kan typisk være opphengt via eksempelvis kjetting eller en form for vaier. Tilkoplingsmidlene kan omfatte eksempelvis en eller flere kjettinger eller vaiere eller lignende for å henge ballastelementet fra fundamentet. Ettersom ballastelementet er fritt opphengt, og ikke stivt festet til fundamentet, kan det bevege seg relativt til fundamentets struktur, inkludert fundamentets rettende ben. Ved tilt over en bestemt grad, vil bevegelsen av ballastelementet relativt til strukturen kunne være stor nok til at ballastelementet kommer i kontakt med det rettende benet, og i det minste en del av gravitasjonskreftene som virker på ballastelementet vil da kunne virke på det rettende benet slik at den motvirker tilten og dermed virker rettende og stabiliserende på fundamentet. The ballast element can, for example, be torus-shaped or cylindrical. The ballast element can typically be suspended via, for example, chain or some form of cable. The connection means can include, for example, one or more chains or cables or the like to hang the ballast element from the foundation. As the ballast element is freely suspended, and not rigidly fixed to the foundation, it can move relative to the foundation's structure, including the foundation's supporting legs. When tilted above a certain degree, the movement of the ballast element relative to the structure could be large enough for the ballast element to come into contact with the supporting leg, and at least part of the gravitational forces acting on the ballast element would then be able to act on the supporting leg as that it counteracts the tilt and thus has a righting and stabilizing effect on the foundation.
I et andre aspekt av beskrivelsen beskrives et tårn for en vindturbin for et flytende fundament, hvor tårnet har et indre hulrom og en åpning mot hav for å motta vann fra en vannmasse i det indre hulrommet. Vannmassen kan være en del av et hav, og vannmassen kan ha bølger. En slik utforming av tårnet vil kunne redusere oppdrift som følge av vann fortrengt av tårnet når tårnet er i operasjonell stilling og nedre del av tårnet penetrerer en havoverflate, og vil kunne redusere en effekt av bølger på tårnet og dets stabilitet. In another aspect of the description, a tower for a wind turbine for a floating foundation is described, where the tower has an internal cavity and an opening to the sea to receive water from a body of water in the internal cavity. The body of water can be part of an ocean, and the body of water can have waves. Such a design of the tower will be able to reduce buoyancy as a result of water displaced by the tower when the tower is in operational position and the lower part of the tower penetrates a sea surface, and will be able to reduce an effect of waves on the tower and its stability.
Den nedre delen av tårnet kan stå i forbindelse med en overgangsdel tilhørende fundamentet, hvor overgangsdelen er utformet med en åpning mot hav som leder til en åpning til tårnets åpning, for å tillate bevegelse av vann opp gjennom overgangsdelen og til tårnet. Den nedre delen av tårnet kan fungere som et rettende ben/en rettende kjøl (herunder, i denne sammenhengen, kalt kjøl) for fundamentet, eller stå i direkte sammenheng med en vertikal, stabiliserende del tilhørende fundamentet. Den vertikale, stabiliserende delen kan være utformet med en åpning til hav gjennom hele dens lengde, en åpning som kan lede til åpningen i tårnet. Tårnet kan være sveiset eller boltet fast i overgangsdelen. The lower part of the tower may be connected to a transition part belonging to the foundation, where the transition part is designed with an opening towards the sea leading to an opening to the opening of the tower, to allow the movement of water up through the transition part and to the tower. The lower part of the tower can act as a righting leg/a righting keel (herein, in this context, called keel) for the foundation, or stand in direct connection with a vertical, stabilizing part belonging to the foundation. The vertical stabilizing part may be designed with an opening to the sea throughout its length, an opening which may lead to the opening in the tower. The tower can be welded or bolted to the transition part.
En slik åpning til hav kan tillate at bølger fritt kan bevege seg inn til og i hulrommet og innta tilnærmet samme høyde som bølgene på utsiden av hulrommet når fundamentet med tårnet er i operasjonell stilling, slik at bølgebevegelser vil ha mindre innvirkning på fundamentet og redusere deres påvirkning på tårnet. Such an opening to the sea can allow waves to move freely into and into the cavity and assume approximately the same height as the waves on the outside of the cavity when the foundation with the tower is in an operational position, so that wave movements will have less impact on the foundation and reduce their impact on the tower.
Tårnet og/eller den vertikale, stabiliserende delen kan omfatte et ventilasjonsmiddel for å sørge for at luft kan entre hulrommet når mengden vann i hulrommet minker og for å evakuere luft når mengden vann i hulrommet øker. Ventilasjonsmiddel kan også være inkludert som en del av det flytende apparatet for å kjøle ned en generator. The tower and/or the vertical stabilizing part may comprise a ventilation means to ensure that air can enter the cavity when the amount of water in the cavity decreases and to evacuate air when the amount of water in the cavity increases. Venting means may also be included as part of the floating apparatus to cool a generator.
I et tredje aspekt av beskrivelsen beskrives en rotor for en vindturbin, hvor rotoren omfatter et tilkoplingsmiddel for å kople rotoren og derigjennom en øvre del av vindturbinen til ett eller flere strekkstag eller en eller flere vaiere. In a third aspect of the description, a rotor for a wind turbine is described, where the rotor comprises a connection means for connecting the rotor and thereby an upper part of the wind turbine to one or more tie rods or one or more cables.
En ikke-roterende del av rotoren kan konstrueres for å kunne ta krefter for å avlaste et bøyemoment på tårnet. A non-rotating part of the rotor can be designed to take forces to relieve a bending moment on the tower.
I en utførelsesform kan rotoren ha et sentralt hull gjennom rotoren for å bli penetrert av et tilkoplingsmiddel som kan kobles mot en indre struktur i en nacelle eller et tårn som bærer rotoren. Tilkoplingsmiddelet kan benyttes for å knytte en øvre del av en vindturbin til en første ende av et strekkstag som i en andre ende kan festes til et utenforliggende festepunkt, eksempelvis et festepunkt på et ytre parti av et fundament for vindturbinen. Ved hjelp av dette strekkstaget og tilkoplingsmiddelet kan krefter tas opp for å redusere bøyemoment på eksempelvis tårnet eller et vindturbinfundament. Ved å ta opp bøyemoment ved bruk av strekkstag kan eksempelvis overganger mellom en vertikal del av fundamentet og en horisontal del av fundamentet beskyttes mot krefter som potensielt kunne vært kritiske og som kunne ført til brudd. Eksempelvis kan en stiv forbindelse mellom den horisontale, stabiliserende delen og en overgangsdel beskyttes på denne måten. Løsningen kan tillate eksempelvis et høyere vindturbintårn på fundamentet. In one embodiment, the rotor may have a central hole through the rotor to be penetrated by a coupling means which may be coupled to an internal structure in a nacelle or tower carrying the rotor. The connection means can be used to connect an upper part of a wind turbine to a first end of a tension rod which can be attached at a second end to an external attachment point, for example an attachment point on an outer part of a foundation for the wind turbine. With the help of this tie rod and the connection means, forces can be taken up to reduce the bending moment on, for example, the tower or a wind turbine foundation. By taking up bending moment when using tension rods, for example, transitions between a vertical part of the foundation and a horizontal part of the foundation can be protected against forces that could potentially be critical and that could lead to breakage. For example, a rigid connection between the horizontal, stabilizing part and a transitional part can be protected in this way. The solution can allow, for example, a higher wind turbine tower on the foundation.
I en utførelsesform kan rotoren omfatte en svivel roterbart festet til en ytre overflate av rotoren, hvor svivelen omfatter tilkoplingsmiddelet for å knytte rotoren, og derigjennom en øvre del av vindturbinen, til et strekkstag. In one embodiment, the rotor may comprise a swivel rotatably attached to an outer surface of the rotor, where the swivel comprises the connection means for connecting the rotor, and thereby an upper part of the wind turbine, to a tension rod.
I et fjerde aspekt av beskrivelsen beskrives en nacelle for en vindturbin, hvor nacellen omfatter en fremre del og en bakre del, hvor den fremre og den bakre delen frigjørbart kan låses til hverandre for å danne nacellen, hvor den fremre delen av nacellen omfatter et koblingsmiddel for å koble nacellen til en rotor. In a fourth aspect of the disclosure, a nacelle for a wind turbine is described, wherein the nacelle comprises a front portion and a rear portion, wherein the front and rear portions are releasably lockable to each other to form the nacelle, wherein the front portion of the nacelle comprises a coupling means to connect the nacelle to a rotor.
Den bakre eller den fremre delen kan blant annet omfatte en generator. Nacellens fremre og bakre del kan monteres på en underliggende flate som igjen kan være en del at et tårnrør som kan penetreres av et tårn for en vindturbin. Da kan nacellen i sin helhet føres opp og ned langs tårnet på tårnrøret. Tårnrøret festes i tårnet. The rear or front part may include a generator. The nacelle's front and rear parts can be mounted on an underlying surface which in turn can be a part of a tower pipe that can be penetrated by a tower for a wind turbine. Then the entire nacelle can be moved up and down along the tower on the tower tube. The tower pipe is attached to the tower.
Den fremre og/eller den bakre delen kan være tilpasset for å festes til et heisemiddel for å heise delen eller delene til eller mot toppen av vindturbinen. The front and/or the rear part may be adapted to be attached to a hoisting means for hoisting the part or parts to or towards the top of the wind turbine.
Nacellen kan omfatte én eller flere ytterligere deler som frigjørbart kan låses til nacellens fremre og/eller bakre del. Nacellens fremre og bakre del kan frigjørbart låses til hverandre via et tårn for en vindturbin, ved at den fremre og den bakre delen begge kan låses til tårnet og derigjennom låses til hverandre, og/eller nacellens fremre og bakre del kan frigjørbart låses til hverandre. The nacelle may comprise one or more further parts which can be releasably locked to the front and/or rear part of the nacelle. The front and rear parts of the nacelle can be releasably locked to each other via a tower for a wind turbine, in that the front and rear parts can both be locked to the tower and thereby locked to each other, and/or the front and rear parts of the nacelle can be releasably locked to each other.
Nacellen kan være slik utformet at den kan penetreres i sin helhet av et vindmølletårn. The nacelle can be designed in such a way that it can be penetrated in its entirety by a wind turbine tower.
Nacellen kan være utformet med en åpning for å motta vindmølletårnet. Åpningen kan være et i det vesentligste eksempelvis sylinderformet eller kjegleformet hull gjennom nacellen, fra en nedre overflate av nacellen til en øvre overflate av nacellen. The nacelle may be designed with an opening to receive the wind turbine tower. The opening can be a substantially, for example, cylindrical or cone-shaped hole through the nacelle, from a lower surface of the nacelle to an upper surface of the nacelle.
En delbar nacelle kan forenkle operasjoner for installasjon, demontering, vedlikhold og lignende. A divisible nacelle can simplify operations for installation, dismantling, maintenance and the like.
I et femte aspekt av beskrivelsen beskrives et øvre overgangsstykke for en vindturbin, hvor overgangsstykket omfatter en øvre og en nedre nacellebærer, et hengsel og en tiltemekanisme, hvor den øvre og den nedre nacellebæreren er tiltbart festet til hverandre ved hengselet og hvor tiltemekanismen er koplet til den øvre og den nedre nacellebæreren for å tilte de to nacellbærerne relativt til hverandre. In a fifth aspect of the description, an upper transition piece for a wind turbine is described, where the transition piece comprises an upper and a lower nacelle carrier, a hinge and a tilting mechanism, where the upper and the lower nacelle carrier are tiltably attached to each other at the hinge and where the tilting mechanism is connected to the upper and the lower nacelle carrier to tilt the two nacelle carriers relative to each other.
En nacelle kan typisk være festet til et vindturbintårn via det øvre overgangsstykket. Det øvre overgangsstykket kan videre omfatte et lager for å tillate rotasjon av nacellen relativt til vindturbintårnet. Det øvre overgangsstykket kan videre omfatte et rotasjonsmiddel for å rotere nacellen relativt til tårnet. A nacelle can typically be attached to a wind turbine tower via the upper transition piece. The upper transition piece may further comprise a bearing to allow rotation of the nacelle relative to the wind turbine tower. The upper transition piece can further comprise a rotation means for rotating the nacelle relative to the tower.
En eller begge nacellebærerne kan være vertikalt delbare i eksempelvis to deler, eksempelvis slik at hver del kan være formet som en halvmåne. One or both of the nacelle carriers can be vertically divisible into, for example, two parts, for example so that each part can be shaped like a crescent.
Tiltemekanismen kan omfatte eksempelvis en hydraulisk sylinder eller en elektrisk motor for å tilføre en kraft for å tilte den øvre delen relativt til tårnet. The tilting mechanism may comprise, for example, a hydraulic cylinder or an electric motor to supply a force to tilt the upper part relative to the tower.
Den nedre nacellebæreren kan typisk ha en nedre kopling til tårnet, samt en øvre kopling til den øvre nacellebæreren. Den nedre nacellebæreren kan omfatte lageret og være koplet til tårnet via lageret, for å tillate rotasjon av nacellebæreren på tårnet. Videre kan den nedre nacellebæreren være koplet til den øvre nacellebæreren via tiltemekanismen. Den øvre nacellebæreren kan, i tillegg til å ha en nedre kopling til den nedre nacellebæreren, ha en øvre kopling til en nacelle. Koplingen til nacellen kan være en kopling via et lager som tillater rotasjon av nacellen på den øvre nacellebæreren. I en typisk utførelsesform vil den nedre nacellebæreren eller den øvre nacellebæreren omfatte et lager for å tillate rotasjon av nacellebæreren på tårnet eller av nacellen på nacellebæreren, men det er også mulig med en nacellebærer uten et slikt lager og med en nacellebærer med både et lager på den nedre nacellebæreren og et lager på den øvre nacellebæreren. The lower nacelle carrier can typically have a lower connection to the tower, as well as an upper connection to the upper nacelle carrier. The lower nacelle carrier may include the bearing and be connected to the tower via the bearing, to allow rotation of the nacelle carrier on the tower. Furthermore, the lower nacelle carrier can be connected to the upper nacelle carrier via the tilting mechanism. The upper nacelle carrier can, in addition to having a lower connection to the lower nacelle carrier, have an upper connection to a nacelle. The connection to the nacelle can be a connection via a bearing that allows rotation of the nacelle on the upper nacelle carrier. In a typical embodiment, the lower nacelle carrier or the upper nacelle carrier will comprise a bearing to allow rotation of the nacelle carrier on the tower or of the nacelle on the nacelle carrier, but it is also possible with a nacelle carrier without such a bearing and with a nacelle carrier with both a bearing on the lower nacelle carrier and a bearing on the upper nacelle carrier.
Rotasjonsmekanismen kan være en mekanisme for å rotere nacellebæreren relativt til tårnet eller for å rotere nacellen relativt til nacellebæreren. The rotation mechanism can be a mechanism for rotating the nacelle carrier relative to the tower or for rotating the nacelle relative to the nacelle carrier.
I et sjette aspekt av beskrivelsen beskrives en vinkelstabilisator for å stabilisere kraftretningen for en kraft fra en ankerline som virker på et flytende fundament for en vindturbin, hvor vinkelstabilisatoren omfatter en stiv vinkelstabilisatorstruktur og et lodd knyttet til den stive vinkelstabilisatorstrukturen, og hvor vinkelstabilisatoren er innretter å kople ankerlinen til fundamentets ankerpunkt via den stive vinkelstabilisatorstrukturen. In a sixth aspect of the description, an angle stabilizer is described for stabilizing the direction of force of a force from an anchor line acting on a floating foundation for a wind turbine, wherein the angle stabilizer comprises a rigid angle stabilizer structure and a weight connected to the rigid angle stabilizer structure, and wherein the angle stabilizer is arranged to connect the anchor line to the foundation anchor point via the rigid angle stabilizer structure.
Vinkelstabilisatorstrukturen kan omfatte eksempelvis tre stive stenger knyttet til hverandre slik at de former en stiv trekantformet struktur. Vinkelstabilisatoren kan omfatte en forlenger i form av et stivt stag, en kjetting eller en vaier eller lignende som kan være tilkoplet vinkelstabilisatorstrukturen. Loddet kan være koplet til vinkelstabilisatorstrukturen via forlengeren. The angle stabilizer structure can comprise, for example, three rigid rods connected to each other so that they form a rigid triangular structure. The angle stabilizer may comprise an extender in the form of a rigid strut, a chain or a wire or the like which may be connected to the angle stabilizer structure. The solder can be connected to the angle stabilizer structure via the extension.
Flere vinkelstabilisatorer kan være koplet til et fundament. Eksempelvis kan én vinkelstabilisator være koplet til et fundament for hver av tre ankerliner. Et flertall av de flere vinkelstabilisatorenes lodd kan hver være koplet til i det minste ett annet av de flere vinkelstabilisatorenes lodd ved bruk av eksempelvis stag, vaier eller kjetting eller lignende. Several angle stabilizers can be connected to a foundation. For example, one angle stabilizer can be connected to a foundation for each of three anchor lines. A majority of the several angle stabilizers' weights can each be connected to at least one other of the several angle stabilizers' weights using, for example, stays, cables or chains or the like.
Fundamentet kan være festet til et første hjørne av vinkelstabilisatorstrukturen. Loddet er typisk koplet, eksempelvis via et stag eller en vaier, til en nedre del av vinkelstabilisatorstrukturen, og ankerlinen er typisk koplet til et andre hjørne av vinkelstabilisatorstrukturen. Ankerlinen kan ha en typisk hanefot-konfigurasjon, slik at to deler, en av hver sin ankerline kan dele et hjørne i trekanten. Andre konfigurasjoner av vinkelstabilisatorstrukturen er naturligvis mulige, den trenger ikke være formet som en trekant. Andre varianter av tilkopling av eksempelvis ankerline til vinkelstabilisatoren eller vinkelstabilisatoren til fundamentet eller er også mulige. The foundation may be attached to a first corner of the angle stabilizer structure. The plumb line is typically connected, for example via a stay or a wire, to a lower part of the angle stabilizer structure, and the anchor line is typically connected to another corner of the angle stabilizer structure. The anchor line can have a typical cock's foot configuration, so that two parts, one of each anchor line can share a corner of the triangle. Other configurations of the angle stabilizer structure are of course possible, it need not be shaped like a triangle. Other variants of connecting, for example, the anchor line to the angle stabilizer or the angle stabilizer to the foundation or are also possible.
I et sjuende aspekt av beskrivelsen og i et første aspekt ved oppfinnelsen beskrives et flytende fundament for en offshore vindturbin, hvor fundamentet omfatter en overgangsdel for å bære vindturbinen, og en stabiliserende del for å stabilisere overgangsdelen med eller uten vindturbinen, In a seventh aspect of the description and in a first aspect of the invention, a floating foundation for an offshore wind turbine is described, where the foundation comprises a transition part to support the wind turbine, and a stabilizing part to stabilize the transition part with or without the wind turbine,
hvor den stabiliserende delen omfatter en horisontal del og en vertikal del som begge er rettende tilknyttet overgangsdelen, where the stabilizing part comprises a horizontal part and a vertical part, both of which are rightly connected to the transition part,
hvor den vertikale delen omfatter et rettende ben for å rage nedover i en vannmasse i operasjonell stilling, wherein the vertical portion comprises a righting leg for projecting downward into a body of water in an operational position,
hvor den horisontale delen omfatter en rettende arm og i forbindelse med den rettende armen, i en avstand fra overgangsdelen, et ankerfeste, where the horizontal part comprises a righting arm and in connection with the righting arm, at a distance from the transition part, an anchor attachment,
slik at overgangsdelen i operasjonell stilling, når fundamentet er forankret, kan rotere rundt ankerfestet under påvirkning fra naturkrefter, som krefter fra vind, bølger og/eller strøm. so that the transition part in operational position, when the foundation is anchored, can rotate around the anchorage under the influence of natural forces, such as forces from wind, waves and/or current.
Fundamentet kan være forankret til en havbunn via en ankerline knyttet til ankerfestet. The foundation can be anchored to the seabed via an anchor line attached to the anchor.
Fundamentet kan være fritt for direkte forankring av overgangsdelen, som kan være forankret bare via den rettende armen og ankerfestet og en ankerline. Fundamentet kan omfatte et anker og en ankerline. Fundamentet kan være forankret via ankerfestet på en slik måte at overgangsdelen kan rotere om ankerfestet ved påvirkning av naturkrefter som bølger, vind og/eller strøm. Vannmassen er en vannmasse for å bære fundamentet, en vannmasse fundamentet kan flyte på. The foundation can be free from direct anchoring of the transition part, which can be anchored only via the righting arm and the anchor attachment and an anchor line. The foundation may include an anchor and an anchor line. The foundation can be anchored via the anchor in such a way that the transition part can rotate around the anchor under the influence of natural forces such as waves, wind and/or current. The body of water is a body of water to support the foundation, a body of water the foundation can float on.
Fundamentet er konstruert for å bli forankret ved ankerfestet, ikke ved overgangsdelen, slik at overgangsdelen i operasjonell stilling, og dermed også en på fundamentet installert vindturbin, kan rotere rundt ankerfestet under påvirkning av naturkrefter som krefter fra bølger, strøm og/eller vind. På den måten kan fundamentet virke selvorienterende og vende seg og vindturbinen i en fordelaktig stilling i forhold til stabilitet og i forhold til effektiv produksjon av energi. Denne fordelaktige stillingen vil typisk være med overgangsdelen i det vesentligste vindmessig nedstrøms ankerfestet. The foundation is designed to be anchored at the anchor, not at the transition part, so that the transition part in operational position, and thus also a wind turbine installed on the foundation, can rotate around the anchor under the influence of natural forces such as forces from waves, current and/or wind. In this way, the foundation can act self-orienting and turn and the wind turbine in an advantageous position in relation to stability and in relation to efficient production of energy. This advantageous position will typically be with the transition section mainly anchored downstream in terms of wind.
Ankerfestet kan være en innretning som omfatter flere deler. Eksempelvis kan ankerfestet omfatte en vertikal struktur, som kan være festet til den rettende armen og i operasjonell stilling være rettet et stykke ned i en vannmasse, og ett eller flere tilkoplingsmidler for å kople en ankerline til ankerfestet. The anchor can be a device comprising several parts. For example, the anchor may comprise a vertical structure, which may be attached to the righting arm and in the operational position be directed some distance down into a body of water, and one or more connecting means for connecting an anchor line to the anchor.
Betegnelsen «rettende» viser til en effekt i forhold til fundamentets stabilitet, typisk en tiltmotvirkende effekt. De rettende delene er gjerne stivt festet til overgangsdelen, direkte eller via andre deler av fundamentet, slik at om en kraft virker på en av delene vil den også virke på og motvirkes av de andre. De rettende delene kan eksempelvis være stivt festet til overgangsdelen, direkte eller via annen rettende struktur, eksempelvis ved å være sveiset eller boltet fast til overgangsdelen, eller en eller flere av de rettende delene kan være tilkoblet overgangsdelen via eksempelvis en hengsel som tillater bevegelse i det minste i ett plan. Den rettende armen kan i den videre teksten omtales som «armen», «den rettende armen» eller, ettersom den er en del av den horisontale delen av fundamentet og/eller fordi den i enkelte utførelsesformer er i det vesentligste horisontal når fundamentet er i operasjonell stilling på stille vann, som «den horisontale armen». Det rettende benet kan i den videre teksten omtales som «benet», «det rettende benet» eller, siden det er en del av den vertikale delen av fundamentet og/eller fordi den i enkelte utførelsesformer er i det vesentligste vertikal når fundamentet er i operasjonell stilling på stille vann, som «det vertikale benet». Fundamentets stabiliserende del omfatter en stiv struktur som omfatter i det minste en del av overgangsdelen, den horisontale delen og den vertikale delen. The term "righting" refers to an effect in relation to the foundation's stability, typically an anti-tilt effect. The righting parts are usually rigidly attached to the transition part, directly or via other parts of the foundation, so that if a force acts on one of the parts, it will also act on and be counteracted by the others. The righting parts can, for example, be rigidly attached to the transition part, directly or via another righting structure, for example by being welded or bolted to the transition part, or one or more of the righting parts can be connected to the transition part via, for example, a hinge that allows movement in it smallest in one plane. The righting arm may in the further text be referred to as "the arm", "the righting arm" or, because it is part of the horizontal part of the foundation and/or because in some embodiments it is essentially horizontal when the foundation is in operational position in still water, like the "horizontal arm". The righting leg can be referred to in the further text as "the leg", "the righting leg" or, since it is part of the vertical part of the foundation and/or because in some embodiments it is essentially vertical when the foundation is in operational position in still water, like the "vertical leg". The stabilizing part of the foundation comprises a rigid structure comprising at least part of the transition part, the horizontal part and the vertical part.
Begrepene «ben» og «arm» skal ikke ses som begrensende på form eller design. Benet og armen kan begge ha en hvilken som helst form som på et vis kan være hensiktsmessig eller fordelaktig. Benet kan stå rett vertikalt ned i vannmassen i operasjonell stilling, eller eksempelvis skrått nedover. Benet kan være splittet i eksempelvis to eller tre eller flere enn tre nedadragende elementer som hver kan være rettet eksempelvis direkte vertikalt nedover eller skrått nedover. De kan eksempelvis rage skrått fra hverandre nedover. Det samme kan armen. The terms "leg" and "arm" should not be seen as limiting shape or design. The leg and the arm may both be of any shape that may be convenient or advantageous in some way. The leg can stand straight vertically down into the body of water in the operational position, or, for example, obliquely downwards. The leg can be split into, for example, two or three or more than three downward-pulling elements, each of which can be directed, for example, directly vertically downwards or obliquely downwards. They can, for example, project diagonally downwards from each other. So can the arm.
I en typisk utførelsesform kan ankerfestet være festet til en første ende av armen, mens overgangsdelen er festet til en andre ende av armen, slik at armen i sin lengderetning strekker seg fra ankerfestet til overgangsdelen. I en alternativ utførelsesform kan armen strekke seg fra overgangsdelen, til ankerfestet, og videre gjennom og forbi ankerfestet. I en ytterligere utførelsesform kan armen strekke seg fra ankerfestet, til overgangsdelen, og videre gjennom og forbi overgansdelen. I en ytterligere utførelsesform kan armen strekke seg gjennom og forbi både overgangsdelen og ankerfestet. Ankerfestet vil i alle utførelsesformer av fundamentet i henhold til det første aspekt ved oppfinnelsen befinne seg i en avstand til overgangsdelen, hvor avstanden kan være eksempelvis over 10 meter, over 20 meter, over 30 meter, over 50 meter, over 70 meter, over 100 meter, eller over 150 meter. In a typical embodiment, the anchor attachment can be attached to a first end of the arm, while the transition part is attached to a second end of the arm, so that the arm extends in its longitudinal direction from the anchor attachment to the transition part. In an alternative embodiment, the arm can extend from the transition part, to the anchor attachment, and further through and past the anchor attachment. In a further embodiment, the arm can extend from the anchor attachment, to the transition part, and further through and past the transition part. In a further embodiment, the arm can extend through and past both the transition part and the anchor attachment. In all embodiments of the foundation according to the first aspect of the invention, the anchorage will be at a distance from the transition part, where the distance can be, for example, more than 10 meters, more than 20 meters, more than 30 meters, more than 50 meters, more than 70 meters, more than 100 meters, or over 150 meters.
Betegnelsene «vertikal»/«i det vesentligste vertikal» og «horisontal»/«i det vesentligste horisontal» viser typisk til en stilling eller form av en gjenstand når fundamentet er i operasjonell stilling under normale forhold i forhold til vind og bølger. The terms "vertical"/"mostly vertical" and "horizontal"/"mostly horizontal" typically refer to a position or shape of an object when the foundation is in an operational position under normal conditions in relation to wind and waves.
Den vertikale delen av fundamentet er en del av fundamentet som i operasjonell stilling i det vesentligste vil være en undervannsdel, i det den i operasjonell stilling vil strekke seg nedover i en vannmasse fra overgangsdelen eller fra den horisontale delen av fundamentet. Den vertikale delen kan virke som en kjøl, og/eller som ballast, for å stabilisere fundamentet mot tilt. Den vertikale delen kan typisk stikke over 20 meter, over 30 meter, over 50 meter, over 70 meter, over 100 meter eller over 150 meter ned i vannmassen fra vannmassens overflate. Den vertikale delens primære hensikt kan typisk være å virke mot sideveis tilt, selv om den også kan virke stabiliserende mot tilt i lengderetning. The vertical part of the foundation is a part of the foundation which in the operational position will essentially be an underwater part, in that in the operational position it will extend downwards into a body of water from the transition part or from the horizontal part of the foundation. The vertical part can act as a keel, and/or as ballast, to stabilize the foundation against tilt. The vertical part can typically extend over 20 metres, over 30 metres, over 50 metres, over 70 metres, over 100 meters or over 150 meters into the body of water from the surface of the body of water. The vertical part's primary purpose can typically be to act against lateral tilt, although it can also have a stabilizing effect against tilt in the longitudinal direction.
Fundamentets lengderetning kan sies å være retningen fra ankerfestet til overgangsdelen og motsatt. Sideveis til kan da eksempelvis være tilt perpendikulært på fundamentets lengderetning. The longitudinal direction of the foundation can be said to be the direction from the anchorage to the transition part and vice versa. Sideways can then, for example, be tilted perpendicular to the longitudinal direction of the foundation.
Den horisontale delen av fundamentet er en del av fundamentet som i operasjonell stilling i det vesentligste vil rage horisontalt fra overgangsdelen. Den kan vende være vinklet noen grader oppover eller nedover i forhold til et horisontalt plan, eksempelvis 5, 10 eller 15 grader oppover eller nedover relativt til det horisontale plan. Den horisontale delen kan primært virke mot tilt i fundamentets lengderetning. The horizontal part of the foundation is a part of the foundation which, in the operational position, will mainly project horizontally from the transition part. It can face or be angled a few degrees upwards or downwards in relation to a horizontal plane, for example 5, 10 or 15 degrees upwards or downwards relative to the horizontal plane. The horizontal part can primarily act against tilting in the foundation's longitudinal direction.
Overgangsdelen er en del av fundamentet som en vindturbin kan stå på og/eller i forbindelse med. Begrepet skal utover nevnte funksjon ikke leses som begrensende for form eller design av delen. Denne overgangsdelen er knyttet til den rettende armen og til det rettende benet. Benet kan være direkte knyttet til overgangsdelen, eller det kan være knyttet til overgangsdelen via eksempelvis armen. Benet kan være festet til den rettende armens fremre del. Benet kan eksempelvis inngå som en del av ankerfestet, slik at fundamentet fritt kan rotere om benet. Denne utførelsesformer av fundamentet har betydelige fordeler ved at det er mindre flate som skal føres gjennom vannet om vinden endrer retning. Dette kan være fordelaktig eksempelvis i forhold til sideveis stabilitet. Benet kan rage direkte nedover, rett nedover, eller skrått nedovr, fra en posisjon hvor det er knyttet til annen stiv struktur tilhørende fundamentet, eksempelvis fra en posisjon på den rettende armen, fra en posisjon på overgangsdelen, eller fra ankerfestet. Benet kan eksempelvis rage nedover fra en posisjon på armen lik eller mindre enn 25% av armens lengde fra overgangsdelen, lik eller mindre enn 50% av armens lengde fra overgangsdelen, lik eller mindre enn 75% av armens lengde fra overgangsdelen, lik eller mindre enn 90% armens lengde fra overgangsdelen, eller mer enn 90% av armens lengde fra overgangsdelen. The transition part is part of the foundation that a wind turbine can stand on and/or in connection with. In addition to the mentioned function, the term should not be read as limiting the form or design of the part. This transitional part is connected to the straightening arm and to the straightening leg. The leg can be directly connected to the transition part, or it can be connected to the transition part via, for example, the arm. The leg may be attached to the front part of the righting arm. The leg can, for example, be included as part of the anchorage, so that the foundation can freely rotate around the leg. This embodiment of the foundation has significant advantages in that there is less surface to be led through the water if the wind changes direction. This can be advantageous, for example, in relation to lateral stability. The leg can project directly downwards, straight downwards, or obliquely downwards, from a position where it is connected to another rigid structure belonging to the foundation, for example from a position on the righting arm, from a position on the transition part, or from the anchor attachment. The leg can, for example, project downwards from a position on the arm equal to or less than 25% of the length of the arm from the transition part, equal to or less than 50% of the length of the arm from the transition part, equal to or less than 75% of the length of the arm from the transition part, equal to or less than 90% of the arm's length from the transition part, or more than 90% of the arm's length from the transition part.
For å stabilisere fundamentet i forhold til sideveis tilt, kan det være en fordel å redusere friksjon som vil oppstå mellom fundamentets struktur og en vannmasse ved rotasjon av fundamentet. Ved å plassere benet ved, i forbindelse med, eller å ha benet som en del av ankerfestet heller enn å ha benet direkte under overgangsdelen vil denne friksjonen reduseres, ettersom en avstand benet må bevege seg gjennom vannmasse ved rotasjon er mindre ved ankerfestet vil være mindre enn ved overgangsdelen. Dermed vil også friksjonen reduseres og stabiliteten bedres. In order to stabilize the foundation in relation to lateral tilt, it can be advantageous to reduce friction that will arise between the structure of the foundation and a body of water when the foundation rotates. By placing the leg at, in connection with, or having the leg as part of the anchor rather than having the leg directly under the transition part, this friction will be reduced, as the distance the leg has to move through the body of water during rotation is less at the anchor will be less than at the transition section. This will also reduce friction and improve stability.
En slik plassering av benet vil videre kunne være gunstig i forhold til en havstrøms påvirkning på overgangsdelens plassering i vannet, og den vil kunne gi en jevnere fordeling av vekt på den rettende armen. Videre vil det kunne være fordelaktig for å unngå kollisjoner med eksempelvis undervannsstrukturer. Such a placement of the leg will also be beneficial in relation to the influence of an ocean current on the position of the transition part in the water, and it will be able to provide a more even distribution of weight on the righting arm. Furthermore, it could be advantageous to avoid collisions with, for example, underwater structures.
Et fundament i henhold til oppfinnelsens første aspekt kan tilby bedre stabilitet for en vindturbin, mot krefter fra vind, bølger og strøm i kombinasjon, relativt til dens vertikale størrelse og dens masse, sammenlignet med kjent teknikk som eksempelvis «Hywind», ved at den er utformet mer hensiktsmessig. A foundation according to the first aspect of the invention can offer better stability for a wind turbine, against forces from wind, waves and current in combination, relative to its vertical size and its mass, compared to known technology such as for example "Hywind", in that it is designed more appropriately.
Den rettende armen kan være stivt festet til ankerfestet og til overgangsdelen, og kan utgjøre en stiv forbindelse mellom ankerfestet og overgangsdelen. The righting arm can be rigidly attached to the anchor attachment and to the transition part, and can form a rigid connection between the anchor attachment and the transition part.
Fundamentet vil typisk være utformet slik at det i operasjonell stilling vil følge med vinden slik at overgangsdelen normalt blir stående i det vesentligste nedstrøms ankerfestet i en vind som virker på fundamentet. Det vil si at dersom det blåser direkte fra nord mot sør, så vil fundamentet typisk rotere med vinden slik at overgangsdelen står sør for ankerfestet. The foundation will typically be designed so that in operational position it will follow the wind so that the transition part will normally remain mostly downstream anchored in a wind acting on the foundation. This means that if the wind blows directly from north to south, the foundation will typically rotate with the wind so that the transition part is south of the anchorage.
Vindkreftene vil da primært virke på vindturbinen i den rettende armens lengderetning. The wind forces will then primarily act on the wind turbine in the longitudinal direction of the righting arm.
Avhengig av ankerfestets og armens lengde, tyngde og utforming vil da armen kunne tilføre fundamentet svært gode stabilitetsegenskaper mot tilt forårsaket av vindkrefter. Ved at fundamentet retter seg med krefter som påvirker det, vil det kunne forhindre sideveis tilt, hvilket vil ha stor innvirkning på dets stabilitet. Havstrømmer og bølger vil også kunne påvirke overgangsdelens posisjon relativt til ankerfestet, men under typiske forhold vil vindretningen typisk ha størst effekt på posisjonen. Depending on the length, weight and design of the anchor and the arm, the arm will then be able to add very good stability properties to the foundation against tilting caused by wind forces. By aligning the foundation with forces affecting it, it will be able to prevent sideways tilt, which will have a major impact on its stability. Ocean currents and waves can also affect the position of the transition part relative to the anchorage, but under typical conditions the direction of the wind will typically have the greatest effect on the position.
Enkelte utførelsesformer av oppfinnelsen kan ha flere enn én rettende arm. I utførelsesformer med flere enn én rettende arm, kan den rettende armen som forbinder ankerfestet med overgangsdelen kalles den primære rettende armen, og øvrige rettende armer kan kalles sekundære rettende armer. I utførelsesformer med én eller flere øvrige rettende armer, vil den eller de typisk ikke stå parallelt med den primære rettende armen. En slik sekundær rettende arm vil da kunne ha en rettende effekt mot tilt som avviker fra lengderetningen til den primære rettende armen. Den rettende armen vil i de fleste utførelsesformer være i det vesentligste horisontal, men kan i noen utførelsesformer eksempelvis være vinklet noe nedover eller oppover, relativt til et horisontalt plan, eksempelvis mellom ankerfestet og overgangsdelen. Certain embodiments of the invention may have more than one righting arm. In embodiments with more than one righting arm, the righting arm connecting the anchorage to the transition part can be called the primary righting arm, and other righting arms can be called secondary righting arms. In embodiments with one or more other righting arms, it or they will typically not be parallel to the primary righting arm. Such a secondary righting arm will then be able to have a righting effect against tilt that deviates from the longitudinal direction of the primary righting arm. In most embodiments, the righting arm will be essentially horizontal, but in some embodiments, for example, can be angled somewhat downwards or upwards, relative to a horizontal plane, for example between the anchor attachment and the transition part.
Fundamentet og en på fundamentet installert vindturbin er videre utsatt for tiltende krefter fra vindturbinens bladers rotasjon og fra bølger, som vil ha en retning som den rettende armen ikke har særlig effekt mot. Det rettende benet vil virke stabiliserende mot disse kreftene. The foundation and a wind turbine installed on the foundation are further exposed to tilting forces from the rotation of the wind turbine's blades and from waves, which will have a direction against which the righting arm has no particular effect. The correcting leg will have a stabilizing effect against these forces.
Den rettende armen som utgjør et bindeledd mellom ankerfestet og overgangsdelen kan være formet som et langstrakt rør. Lengden på armen vil til dels avgjøre tårnets tilt i vindretning når overgangsdelen blir trykket ned som resultat av vindens kraft mot turbinen. Armen vil typisk være fullt submersibel under normal operasjon, eller den kan være semisubmersibel. Ankerfestet kan være festet til en første ende av den rettende armen, og overgangsdelen til en andre ende. The righting arm which forms a connecting link between the anchor attachment and the transition part can be shaped like an elongated tube. The length of the arm will partly determine the tower's tilt in the direction of the wind when the transition part is pressed down as a result of the force of the wind against the turbine. The arm will typically be fully submersible during normal operation, or it may be semi-submersible. The anchor attachment can be attached to a first end of the righting arm, and the transition part to a second end.
Den rettende armen kan ha ett eller flere kamre som selektivt kan fylles med eller tømmes for ballast. I utførelsesformer hvor en rettende arm har flere kamre, kan oppdriftspunktet og/eller tyngdepunktet til fundamentet justeres ved å justere innholdet i kamrene. The righting arm can have one or more chambers that can be selectively filled with or emptied of ballast. In embodiments where a righting arm has several chambers, the buoyancy point and/or center of gravity of the foundation can be adjusted by adjusting the contents of the chambers.
Oppdriftspunktet og/eller tyngdepunktet til fundamentet kan på denne måten, ved justering av innhold i kamrene, justeres horisontalt og/eller vertikalt. Dette kan være fordelaktig for å stabilisere fundamentet i forhold til krefter fra ankerfestet og etter vind- og/eller bølgeforhold. The buoyancy point and/or center of gravity of the foundation can in this way, by adjusting the contents of the chambers, be adjusted horizontally and/or vertically. This can be advantageous for stabilizing the foundation in relation to forces from the anchorage and after wind and/or wave conditions.
Merk at når fundaments stabilitet beskrives, og dets tyngdepunkt og oppdriftspunkt og lignende, kan dette gjelde fundamentet med vindturbin installert på vindturbinens overgangsdel. Note that when the foundation's stability is described, and its center of gravity and buoyancy point and the like, this may apply to the foundation with a wind turbine installed on the transition part of the wind turbine.
Det kan videre være fordelaktig å ha fundamentets oppdriftspunkt så nær en overflate av en vannmasse som mulig. Fundamentet i henhold til det første aspekt av oppfinnelsen tillater at oppdriftspunktet løftes ved hjelp den horisontale delen – ved at den rettende armen kan ha betydelig oppdrift. It can also be advantageous to have the foundation's buoyancy point as close to a surface of a body of water as possible. The foundation according to the first aspect of the invention allows the buoyancy point to be lifted by means of the horizontal part - in that the righting arm can have considerable buoyancy.
Typisk vil vekten i armen, når fundamentet er i operasjonell stilling, balanseres slik at armen er fullt submersibel for å begrense påvirkning av bølgenes kraft, samt ha bedre kontroll på innretningens oppdrift. Avhengig av hva som er ønskelig, kan en eksempelvis endre mengden ballast og/eller plassering av ballast i den rettende armen slik at den eksempelvis har positiv oppdrift i enden festet mot overgangsdelen for å bære i det minste en del av vekten av overgangsdelen, eller i enden mot benet om benet står i motsatt ende av armen i forhold til overgangsdelen. Det er normalt ønskelig med en fordeling av ballast i armen som gjør at nedbøyning av armen unngås for å unngå sterke bøyekrefter på en eller flere deler av armen eller annen struktur stivt festet til armen. Typically, the weight in the arm, when the foundation is in operational position, will be balanced so that the arm is fully submersible to limit the impact of the waves' power, as well as having better control over the device's buoyancy. Depending on what is desired, one can for example change the amount of ballast and/or the placement of ballast in the righting arm so that it has, for example, positive buoyancy at the end attached to the transition part to carry at least part of the weight of the transition part, or in the end towards the leg if the leg is at the opposite end of the arm in relation to the transition part. It is normally desirable to have a distribution of ballast in the arm which means that bending of the arm is avoided in order to avoid strong bending forces on one or more parts of the arm or other structure rigidly attached to the arm.
Ankerfestet kan omfatte en søyle videre beskrevet som et ankertårn. Fundamentet kan være konfigurert slik at i det minste en del av ankertårnet rager over en vannoverflate i operasjonell stilling og slik at den vil kunne trekkes ned i vannet når ankerfestet trekkes nedover av nedadgående krefter påført ankerfestet via en ankerline. På den måten vil fundamentets oppdrift ved ankerfestet kunne økes for å kompensere for nedadgående krefter ved at ankertårnet fortrenger et større volum av vann når det trekkes nedover. The anchor may comprise a column further described as an anchor tower. The foundation can be configured so that at least part of the anchor tower projects above a water surface in the operational position and so that it can be pulled down into the water when the anchor is pulled downwards by downward forces applied to the anchor via an anchor line. In this way, the foundation's buoyancy at the anchorage can be increased to compensate for downward forces by the anchor tower displacing a larger volume of water when it is pulled downwards.
Ankerfestet eller ankertårnet kan innvendig romme noen eller alle deler tilhørende ett eller flere styringssystemer og/eller en eller flere transformatorer for kraftproduksjon og/eller kraftoverføring fra en vindturbin, og/eller en gjennomføring av en kabel for overføring av kraft til land. The mooring or the anchor tower can internally accommodate some or all parts belonging to one or more control systems and/or one or more transformers for power production and/or power transmission from a wind turbine, and/or a passage for a cable for power transmission to land.
Toppen av ankertårnet kan innrettes som en landingsplattform for et helikopter. The top of the anchor tower can be arranged as a landing platform for a helicopter.
Ankertårnet kan være rotasjonsløst festet til ankerfeste, og således ikke en integrert del av den rettende armen. Ankertårnet kan være en forlengelse av det rettende benet. Ankertårnet kan i en utførelsesform være i senter i forhold til ankelinene hvilket vil være fordelaktig i utførelsesformer hvor ankertårnet har en gjennomføring av en kabel å overføre kraft til land. The anchor tower can be rotatably attached to the anchor attachment, and thus not an integral part of the righting arm. The anchor tower can be an extension of the righting leg. In one embodiment, the anchor tower can be in the center in relation to the anchor lines, which will be advantageous in embodiments where the anchor tower has a passage for a cable to transmit power to shore.
Ankerfestet kan omfatte en ankerring. Ankerringen kan være roterbart festet til en vertikalt rettet struktur tilhørende ankerfestet. Den vertikalt rettede strukturen kan være fundamentets rettende ben, ankertårnet, eller en annen vertikalt rettet struktur. Ankerringen kan være formet som en ring. Ankerringen kan være penetrert av eksempelvis den vertikalt rettede strukturen eller en annen del av ankerfestet, eller ankerringen kan penetrere den vertikalt rettede strukturen. Ankerringen kan omfatte ett eller flere tilkoplingsmidler for å kople ankerringen til én eller flere ankerliner. Ankerfestet kan omfatte én eller flere vinkelstabilisatorer for å stabilisere retningen på kraften som virker på ankerfestet fra ankerlinen. Disse én eller flere vinkelstabilisatorene kan være koplet til ankerringen. Ankeret kan være en hvilken som helst type anker for å forankre fundamentet. Ankerlinen kan være en hvilken som helst type ankerline. Fundamentet kan omfatte flere enn ett anker og minst én ankerline til hver av de flere enn ett ankerene. Fundamentet kan i enkelte utførelsesformer omfatte flere enn ett ankerfeste. Ved forankring til havs kan det i mange tilfeller være fordelaktig, og til og med nødvendig, med ankerliner av materiale med lav egenvekt. Slike ankerliner er gjerne dyre, relativt til tyngre alternativer. Utførelsesformer av fundamentet i henhold til oppfinnelsen kan ha ankerliner som er av høyere egenvekt, som eksempelvis en ankerkjetting av stål. En tung ankerline kan være fordelaktig for fundamentet, da tyngden av ankerlinen vil kunne tilføre vekt til ankerfestet, hvilket vil kunne utnyttes for å bidra til stabiliseringen av fundamentet. The anchor may comprise an anchor ring. The anchor ring can be rotatably attached to a vertically oriented structure belonging to the anchor attachment. The vertically oriented structure can be the foundation's righting leg, the anchor tower, or another vertically oriented structure. The anchor ring can be shaped like a ring. The anchor ring can be penetrated by, for example, the vertically oriented structure or another part of the anchor attachment, or the anchor ring can penetrate the vertically oriented structure. The anchor ring may comprise one or more connecting means for connecting the anchor ring to one or more anchor lines. The anchor may comprise one or more angle stabilizers to stabilize the direction of the force acting on the anchor from the anchor line. These one or more angle stabilizers can be connected to the anchor ring. The anchor can be any type of anchor to anchor the foundation. The anchor line can be any type of anchor line. The foundation may comprise more than one anchor and at least one anchor line for each of the more than one anchors. In some embodiments, the foundation may include more than one anchorage. When anchoring at sea, it can in many cases be advantageous, and even necessary, with anchor lines made of material with a low specific weight. Such anchor lines are often expensive, compared to heavier alternatives. Embodiments of the foundation according to the invention can have anchor lines that have a higher specific weight, such as, for example, a steel anchor chain. A heavy anchor line can be beneficial for the foundation, as the weight of the anchor line can add weight to the anchor, which can be used to contribute to the stabilization of the foundation.
Når sterke vindkrefter virker på en vindturbin som står på fundamentet vil de blåse vindturbin og fundament bakover fra ankerfestet. Da vil ankerfestet trekke på ankerlinen, som vil øve en motkraft på ankerfestet. Denne motkraften vil i det minste delvis virke vertikalt, og utøve en kraft nedover i forhold til ankerfestet. Dette vil ha en ytterligere stabiliserende, rettende effekt på fundamentet og vindturbinen. When strong wind forces act on a wind turbine standing on the foundation, they will blow the wind turbine and foundation backwards from the anchorage. The anchor will then pull on the anchor line, which will exert a counter force on the anchor. This counterforce will at least partially act vertically, exerting a force downwards in relation to the anchorage. This will have a further stabilizing, protecting effect on the foundation and the wind turbine.
Etter hvert som ankerfestet trekkes nedover, vil vinkelen fra ankerlinen til ankerfestet kunne endre seg, og dermed også retningen på kraften som øves på fundamentet fra ankerlinen. Ankerfestet kan derfor omfatte en vinkelstabilisator for å holde retningen av kraften øvet på ankerfestet fra ankerlinen mer stabil. Vinkelstabilisatoren kan omfatte en stiv struktur som omfatter et lodd, og som er innrettet for å koples til ankerfestet og til ankerlinen. As the anchor is pulled downwards, the angle from the anchor line to the anchor may change, and thus also the direction of the force exerted on the foundation by the anchor line. The anchor can therefore comprise an angle stabilizer to keep the direction of the force exerted on the anchor from the anchor line more stable. The angle stabilizer may comprise a rigid structure which includes a plumb bob, and which is arranged to be connected to the anchor and to the anchor line.
Det rettende benet er en struktur primært for å stabilisere vindturbinfundamentet mot tilt i andre retninger enn den til enhver tid rådende vindretningen. En hensikt med benet er å ha en rettende effekt mot sideveis belastning. Benet med dets vekt kan videre brukes til å jevne ut belastningene i overgangsdelens lengderetning. Benets plassering i forhold til tårnet og ankerfestet påvirker fordeling av fundamentets oppdrifts- og tyngdepunkt og belastninger eksempelvis fra tyngdekraft på fundamentets struktur. Fundamentet kan med fordel være designet slik at benet er plassert i en fordelaktig posisjon med tanke på oppdriftspunkt, tyngdepunkt og/eller strukturbelastninger. The righting leg is a structure primarily to stabilize the wind turbine foundation against tilting in directions other than the current prevailing wind direction. One purpose of the leg is to have a protective effect against lateral loads. The leg with its weight can further be used to equalize the loads in the longitudinal direction of the transition part. The position of the leg in relation to the tower and anchorage affects the distribution of the foundation's buoyancy and center of gravity and loads, for example from gravity, on the foundation's structure. The foundation can advantageously be designed so that the leg is placed in an advantageous position with regard to buoyancy point, center of gravity and/or structural loads.
For å ivareta sideveis stabilitet kan det være gunstig å tilføre vekt i en nedre del av benet og/eller å forlenge benet nedover. Benet kan være formet med en overflate som sørger for stor dempning mot sideveis tilt. Benet kan være utformet eksempelvis som en søyle, et rør, eller en kjegle, men den kan også med fordel ha en i det vertikale plan flatere utforming. Benet kan fungere og/eller være utformet som en kjøl, eller som en bøye. To ensure lateral stability, it may be beneficial to add weight to a lower part of the leg and/or to extend the leg downwards. The leg can be shaped with a surface that provides great damping against lateral tilt. The leg can be designed, for example, as a column, a tube or a cone, but it can also advantageously have a flatter design in the vertical plane. The leg can function and/or be designed as a keel, or as a buoy.
Benet kan være utformet med ett eller flere kammer som kan fylles med ballastmateriale. Benet kan være uten kammer for å motta ballast, og benets kropp kan i seg selv utgjøre en ballast. The leg can be designed with one or more chambers that can be filled with ballast material. The leg may be without a chamber to receive ballast, and the body of the leg may itself constitute a ballast.
Ettersom det rettende benet ikke er primærstabilisator mot vindkrefter, men mot mindre, sideveis krefter, kan dets masse og/eller lengde begrenses sammenlignet med eksempelvis sparbøyen som brukes i «Hywind»-løsningen. Dette kan være svært fordelaktig eksempelvis i forhold til transport av fundament over havområder med relativt grunt vann og gjør at det flytende fundamentet i henhold til oppfinnelsens første aspekt også kan installeres på havområder med relativt grunt vann. As the protecting leg is not the primary stabilizer against wind forces, but against smaller, lateral forces, its mass and/or length can be limited compared to, for example, the spar buoy used in the "Hywind" solution. This can be very advantageous, for example, in relation to the transport of foundations over sea areas with relatively shallow water and means that the floating foundation according to the first aspect of the invention can also be installed in sea areas with relatively shallow water.
Benet vil i noen utførelsesformer være plassert direkte under en plattform for et vindturbintårn på overgangsdelen, da gjerne, men ikke nødvendigvis, som en vertikal forlengelse av et tårn. Benet kan alternativt plasseres i en horisontal avstand fra plattformen, og i en horisontal avstand fra overgangsdelen, eksempelvis i retning fra eller mot ankerfestet. Benet kan være en del av eller direkte knyttet til tårnet for en vindturbin som skal bæres av vindturbinfundamentet. In some embodiments, the leg will be located directly under a platform for a wind turbine tower on the transition section, preferably, but not necessarily, as a vertical extension of a tower. The leg can alternatively be placed at a horizontal distance from the platform, and at a horizontal distance from the transition part, for example in the direction from or towards the anchorage. The leg may be part of or directly connected to the tower of a wind turbine to be supported by the wind turbine foundation.
Benet kan eksempelvis være utformet som et åpent rør, og tillate vanninntrengning. En åpen bunn kan minimere vannfortrengningen av benet i operasjonell stilling, og dermed redusere en oppdrift fra benet og/eller effekten av benet på fundamentet. Benet kan typisk være stivt festet til overgangsdelen, direkte eller indirekte, eksempelvis via armen. The leg can, for example, be designed as an open tube, allowing water to penetrate. An open bottom can minimize the water displacement of the leg in the operational position, thereby reducing buoyancy from the leg and/or the effect of the leg on the foundation. The leg can typically be rigidly attached to the transition part, directly or indirectly, for example via the arm.
Fundamentet kan ha flere enn ett ben. I en utførelsesform kan eksempelvis ett av flere ben være en nedre del av tårnet for en vindturbin, mens et annet ben er uavhengig av tårnet og stivt festet til en underside av fundamentet i en avstand fra tårnet. Flere ben kan være fordelaktig fordi man da kan oppnå samme eller bedre stabilitet som man kan oppnå med ett ben med flere ben av mindre masse og/eller lengde. The foundation can have more than one leg. In one embodiment, for example, one of several legs can be a lower part of the tower for a wind turbine, while another leg is independent of the tower and rigidly attached to an underside of the foundation at a distance from the tower. More legs can be advantageous because you can then achieve the same or better stability as you can achieve with one leg with more legs of smaller mass and/or length.
Det rettende benet kan være stivt festet til overgangsdelen, enten direkte eller via armen. I utførelsesformer av fundamentet kan benet heves og senkes vertikalt. Et hev- og senkbart ben kan eksempelvis være fordelaktig i tilfeller hvor fundamentet skal taues til havs over områder med havdyp mindre enn benets dybde i operasjonell stilling. The righting leg can be rigidly attached to the transition part, either directly or via the arm. In embodiments of the foundation, the leg can be raised and lowered vertically. A leg that can be raised and lowered can, for example, be advantageous in cases where the foundation is to be towed out to sea over areas with a sea depth less than the depth of the leg in operational position.
Fundamentet kan videre omfatte én eller flere vannbremser. De én eller flere vannbremsene kan være opphengt fra én eller flere nedre deler av fundamentets struktur og kan være fordelaktige ved at de kan bremse vertikal bevegelse av fundamentet. De kan være utformet og opphengt slik at de ved vertikal bevegelse av fundamentet vil skyve på en betydelig vannmasse, hvilket vil sørge for at de påfører fundamentet en kraft mot bevegelsens retning. De kan være utformet slik at de primært bremser ved vertikal bevegelse i en retning, eksempelvis oppover. The foundation can also include one or more water brakes. The one or more water brakes can be suspended from one or more lower parts of the foundation structure and can be advantageous in that they can slow down vertical movement of the foundation. They can be designed and suspended so that during vertical movement of the foundation they will push on a significant mass of water, which will ensure that they apply a force to the foundation against the direction of movement. They can be designed so that they primarily brake during vertical movement in one direction, for example upwards.
Fundamentet kan omfatte et motorisert rotasjonsmiddel for styrt rotasjon av fundamentet. I fordelaktige utførelsesformer kan rotasjonsmiddelet være koblet til et styringsystem slik at fundamentet kan bli rotert tilbake til en utgangsposisjon. Det kan eksempelvis være innstilt på en slik måte at om innretningen har rotert mer en to omdreininger om ankerpunktet vil rotasjonsmiddelet rotere fundamentet to omdreininger tilbake. Dette kan eksempelvis være fordelaktig for å unngå uønsket tvist av en elektrisk kabel mellom innretning og havbunn. The foundation may comprise a motorized rotation means for controlled rotation of the foundation. In advantageous embodiments, the rotation means can be connected to a control system so that the foundation can be rotated back to an initial position. It can, for example, be set in such a way that if the device has rotated more than two revolutions around the anchor point, the rotation means will rotate the foundation two revolutions back. This can, for example, be advantageous in order to avoid unwanted entanglement of an electric cable between the facility and the seabed.
Rotasjonsmiddelet kan eksempelvis omfatte en truster. Rotasjonsmiddelet vil typisk være plassert i forbindelse med fundamentet i en avstand til ankerfestet, mot overgangsdelen. I utførelsesformer kan rotasjonsmiddelet være stivt festet til fundamentets overgangsdel, eller i en utførelse der det kan rotere for å styre kraft retningen. The means of rotation may, for example, include a truster. The rotation means will typically be placed in connection with the foundation at a distance from the anchorage, towards the transition part. In embodiments, the rotation means can be rigidly attached to the transition part of the foundation, or in an embodiment where it can rotate to control the force direction.
Fundamentet kan videre omfatte et ror. Roret kan eksempelvis være festet til det rettende benet, men kan også være festet til overgangsdelen eller til den rettende armen uavhengig av benet. Roret kan være roterbart 360 grader. Roret kan brukes til å påvirke rotasjon av fundamentet, eksempelvis ved at det kan vendes slik at det påvirker rotasjonen mot en havstrømsretning, eksempelvis for å bedre fundamentets stabilitet og/eller for å bedre orienteringen til en vindturbin montert på fundamentet i forhold til en vindretning slik at vindturbinen mer effektivt kan utvinne energi fra vinden. The foundation can further comprise a rudder. The rudder can, for example, be attached to the righting leg, but can also be attached to the transition part or to the righting arm independently of the leg. The rudder can be rotated 360 degrees. The rudder can be used to influence the rotation of the foundation, for example by turning it so that it influences the rotation towards an ocean current direction, for example to improve the stability of the foundation and/or to improve the orientation of a wind turbine mounted on the foundation in relation to a wind direction such that the wind turbine can more efficiently extract energy from the wind.
Fundamentets rettende ben kan være roterbart eller omfatte en roterbar del, og være formet slik at det kan fungere som et ror. I en utførelsesform kan fundamentet ha både et roterbart rettende ben og et ror. I en slik utførelsesform kan eksempelvis det rettende benet være roterbart i en mindre vinkel enn roret, og roret være det primære middelet for å justere en havstrøms påvirkning på posisjonen av fundamentets overgangsdel relativt til ankerfestet, og det rettende benet kan være et sekundært middel for det samme. The righting leg of the foundation can be rotatable or comprise a rotatable part, and be shaped so that it can function as a rudder. In one embodiment, the foundation may have both a rotatable righting leg and a rudder. In such an embodiment, for example, the righting leg can be rotatable at a smaller angle than the rudder, and the rudder can be the primary means of adjusting the influence of an ocean current on the position of the transitional part of the foundation relative to the anchorage, and the righting leg can be a secondary means for that same.
De fleste kjente offshore vindturbiner har en nacelle med påmonterte blader, hvor nacellen kan roteres for å vinkle bladene på en måte som gjør at de utnytter en vind effektiv til å utvinne elektrisk energi – typisk 90 grader på vindretningen. Med et fundament som roterbart, er det ikke like viktig at nacellen er roterbart 360 grader. Det kan da tenkes at nacellen kan være rotasjonsfast til tårnet, eller ha en mindre rotasjonsfrihet, eksempelvis -10 grader, - 20 grader, eller -45 grader. Most known offshore wind turbines have a nacelle with attached blades, where the nacelle can be rotated to angle the blades in a way that makes them use a wind effectively to extract electrical energy – typically 90 degrees to the direction of the wind. With a foundation that is rotatable, it is not as important that the nacelle is rotatable 360 degrees. It is then conceivable that the nacelle could be rotationally fixed to the tower, or have less freedom of rotation, for example -10 degrees, -20 degrees, or -45 degrees.
Det rettende benet kan være plassert ved eller nær ankerfestet. For å stabilisere et fundament i forhold til sideveis tilt, kan det være fordelaktig å minimere friksjon mellom fundamentets struktur og en vannmasse som oppstår ved rotasjon av fundamentet. Denne friksjonen kan reduseres ved å begrense avstanden benet må beveges ved rotasjon av fundamentet. Det kan således være fordelaktig for fundamentets stabilitet om benet plasseres ved eller nær rotasjonssentrum for å begrense nevnte avstand, for å redusere friksjonen. The righting leg can be located at or near the anchorage. To stabilize a foundation in relation to lateral tilt, it can be advantageous to minimize friction between the structure of the foundation and a body of water that occurs when the foundation rotates. This friction can be reduced by limiting the distance the leg must move when rotating the foundation. It can thus be advantageous for the foundation's stability if the leg is placed at or near the center of rotation to limit said distance, to reduce friction.
I et åttende aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende fundament for en vindturbin, hvor fundamentet omfatter: In an eighth aspect of the description, a floating foundation for a wind turbine is described, where the foundation comprises:
- en overgangsdel og et rettende ben, hvor det rettende benet rager nedover i en vannmasse når fundamentet er i operasjonell stilling; - a transition part and a righting leg, where the righting leg projects downwards into a body of water when the foundation is in an operational position;
- en stiv struktur, som omfatter og knytter sammen i det minste en del av overgangsdelen og i det minste en del av det rettende benet; og - a rigid structure, which comprises and connects at least part of the transition part and at least part of the righting leg; and
- et ballastelement utformet med et hull for å motta det rettende benet, - a ballast element designed with a hole to receive the righting leg,
hvor ballastelementet er bevegelig opphengt i den stive strukturen, slik at det rettende benet penetrerer ballastelementet og slik at ballastelementet vil komme i kontakt med og virke rettende på det rettende benet og dermed også virke rettende på fundamentet ved tilt av fundamentet over en bestemt grad. where the ballast element is movably suspended in the rigid structure, so that the righting leg penetrates the ballast element and so that the ballast element will come into contact with and have a righting effect on the righting leg and thus also have a righting effect on the foundation when the foundation is tilted above a certain degree.
Ballastelementet kan være ballastelementet i henhold til det første aspekt av beskrivelsen. The ballast element may be the ballast element according to the first aspect of the description.
Fundamentet i henhold til det åttende aspekt av beskrivelsen kan ha et hvilket som helst av trekkene nevnt i forbindelse med fundamentet i henhold til det sjuende aspekt av beskrivelsen. The foundation according to the eighth aspect of the description may have any of the features mentioned in connection with the foundation according to the seventh aspect of the description.
I et niende aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende fundament for en offshore vindturbin, hvor fundamentet omfatter: In a ninth aspect of the description, a floating foundation for an offshore wind turbine is described, where the foundation includes:
- en overgangsdel for å bære vindturbinen; - a transition part for carrying the wind turbine;
- en første og en andre rettende arm, - a first and a second righting arm,
hvor den første armen og den andre armen er festet til og rager ut fra overgangsdelen, og hvor den første armen omfatter et hengsel og via hengselet er leddet tilknyttet overgangsdelen for å tillate bevegelse av den første armen i det horisontale planet. wherein the first arm and the second arm are attached to and extend from the transition member, and wherein the first arm comprises a hinge and via the hinge the link is connected to the transition member to allow movement of the first arm in the horizontal plane.
Det flytende fundamentet i henhold til beskrivelsens niende aspekt kan ha den første og den andre armen festet til overgangsdelen med en vinkel mellom seg på under 120 grader, på under 110 grader, på under 100 grader, eller, typisk, på om lag 90 grader. Vinkelen mellom de to armene kan være mindre enn 90 grader eller over 120 grader. Bevegelsen av den første armen som hengselen tillater kan være en bevegelse som endrer vinkelen mellom de to armene. Det flytende fundamentet kan ha flere enn to i det vesentligste horisontale, rettende armer. The floating foundation according to the ninth aspect of the disclosure may have the first and second arms attached to the transition portion at an angle between them of less than 120 degrees, of less than 110 degrees, of less than 100 degrees, or, typically, of about 90 degrees. The angle between the two arms can be less than 90 degrees or more than 120 degrees. The movement of the first arm that the hinge allows may be a movement that changes the angle between the two arms. The floating foundation may have more than two essentially horizontal, righting arms.
En ytre del av den første og en ytre del av den andre armen til sistnevnte fundament kan være festet til hverandre med et festemiddel som eksempelvis en wire eller en kjetting eller lignende. An outer part of the first and an outer part of the second arm of the latter foundation can be attached to each other with a fastening means such as a wire or a chain or the like.
En ytre del av den første armen og/eller en ytre del av den andre armen kan hver ha et ankerfeste for å knytte armen til et anker. An outer portion of the first arm and/or an outer portion of the second arm may each have an anchor attachment for connecting the arm to an anchor.
I en typisk utførelsesform kan den første armen være festet til et første anker som ligger på en i det vesentligste motsatt side av den første armen i forhold til den andre armen, via en ankerline som strekker seg fra den første armens ankerfeste til det første ankeret. Den andre armen kan typisk være festet til et andre anker som ligger på en i det vesentligste motsatt side av den andre armen i forhold til den første armen, via en ankerline som strekker seg fra den andre armens ankerfeste til det andre ankeret. In a typical embodiment, the first arm can be attached to a first anchor located on a substantially opposite side of the first arm in relation to the second arm, via an anchor line that extends from the first arm's anchor attachment to the first anchor. The second arm can typically be attached to a second anchor located on a substantially opposite side of the second arm in relation to the first arm, via an anchor line that extends from the second arm's anchor attachment to the second anchor.
Den første armen og den andre armen kan være flytende armer, semisubmersible armer eller fullt submersible armer. The first arm and the second arm may be floating arms, semi-submersible arms or fully submersible arms.
Den første armen kan ha hulrom som selektivt kan holde på ballast eller være tom for ballast. På den måten kan armens oppdrifts- og tyngdepunkt og dermed også fundamentets oppdrifts og tyngdepunkt justeres. Armen kan ha flere hulrom fordel over dens lengdeakse. Den andre armen kan ha slike hulrom. The first arm can have cavities that can selectively hold ballast or be empty of ballast. In this way, the buoyancy and center of gravity of the arm and thus also the buoyancy and center of gravity of the foundation can be adjusted. The arm can have several cavities along its longitudinal axis. The other arm may have such cavities.
Som i forbindelse med tidligere beskrevne aspekt av beskrivelsen, refererer beskrivelser som «i det vesentligste horisontal» og «bevegelse av den første armen i det horisontale plan» til stilling og bevegelse i operasjonell stilling av fundamentet under normale, rolige forhold til sjøs. Dette gjelder også for videre beskrivelse og videre aspekter ved beskrivelsen. As in connection with the previously described aspect of the description, descriptions such as "substantially horizontal" and "movement of the first arm in the horizontal plane" refer to the position and movement in the operational position of the foundation under normal, calm conditions at sea. This also applies to further description and further aspects of the description.
Fundamentet i henhold til beskrivelsens niende aspekt kan være et fundament for å bli forankret på en måte som ikke tillater fundamentet å rotere, eller det kan være et fundament for å bli forankret på en måte som tillater rotasjon. Fundamentet kan være forankret som nevnt over, hvor den første og den andre armen begge er forankret til hvert sitt anker. Det kan alternativt være forankret bare fra den ene armen, slik at fundamentet kan rotere rundt den ene armens ankerfeste. The foundation according to the ninth aspect of the description may be a foundation to be anchored in a manner that does not allow the foundation to rotate, or it may be a foundation to be anchored in a manner that allows rotation. The foundation can be anchored as mentioned above, where the first and the second arm are both anchored to their respective anchors. Alternatively, it can be anchored from one arm only, so that the foundation can rotate around the one arm's anchorage.
Fundamentet i henhold til det niende aspekt kan omfatte et hvilket som helst av trekkene nevnt i forbindelse med fundamentene i henhold til det sjuende og/eller det åttende aspekt av beskrivelsen. The foundation according to the ninth aspect may comprise any of the features mentioned in connection with the foundations according to the seventh and/or the eighth aspect of the description.
Et hvilket som helst av fundamentene i henhold til det sjuende, det åttende eller det niende aspekt av beskrivelsen kan omfatte én eller flere av ballastelementet i henhold til det første aspekt av beskrivelsen eller vinkelstabilisatoren i henhold til det sjette aspekt av beskrivelsen, og/eller et hvilket som helst av trekkene ved et av de øvrige fundamentene. Any of the foundations according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description may comprise one or more of the ballast element according to the first aspect of the description or the angle stabilizer according to the sixth aspect of the description, and/or a any of the features of one of the other foundations.
I et tiende aspekt av beskrivelsen beskrives en vindturbin for et apparat for å utvinne energi fra vind, hvor vindturbinen har en øvre del og en nedre del, hvor den øvre delen er tiltbart festet til den nedre delen ved et hengsel og hvor vindturbinen omfatter en tiltemekanisme for å kunne tilte den øvre delen relativt til den nedre delen, for å kunne holde den øvre delen stabil ved tilt av vindturbinen. In a tenth aspect of the description, a wind turbine is described for an apparatus for extracting energy from wind, where the wind turbine has an upper part and a lower part, where the upper part is tiltably attached to the lower part by a hinge and where the wind turbine comprises a tilting mechanism to be able to tilt the upper part relative to the lower part, to be able to keep the upper part stable when the wind turbine is tilted.
Vindturbinens tårn kan videre omfatte en kontrollenhet knyttet til tiltemekanismen for å automatisk styre sylinderen for å holde den øvre delen korrekt vinklet i forhold til et horisontalt plan. Den øvre delen kan omfatte en nacelle med rotor og blader. Den øvre delen kan videre omfatte en tårnforlengelse – en struktur lignende en øverste del av et typisk tårn for en vindturbin – som nacellen er festet til. Vindturbinens øvre del kan være en del av et tårn for en vindturbin, og den nedre delen kan være et tårn eller en del av et tårn for en vindturbin. The wind turbine's tower may further comprise a control unit linked to the tilting mechanism to automatically control the cylinder to keep the upper part correctly angled in relation to a horizontal plane. The upper part may comprise a nacelle with a rotor and blades. The upper part can further comprise a tower extension – a structure similar to the top part of a typical tower for a wind turbine – to which the nacelle is attached. The upper part of the wind turbine can be part of a tower for a wind turbine, and the lower part can be a tower or part of a tower for a wind turbine.
«Å holde den øvre delen stabil» kan i denne sammenheng bety å bevare en vinkel mellom den øvre delen og et horisontalt plan stabil. Dette kan da skje ved å endre en vinkel mellom den øvre delen og den nedre delen, ved tilt av vindturbinen. Den øvre delen kan også refereres til som en «øvre ende». "Keeping the upper part stable" in this context can mean keeping an angle between the upper part and a horizontal plane stable. This can then happen by changing an angle between the upper part and the lower part, by tilting the wind turbine. The upper part can also be referred to as an "upper end".
En flytende vindturbin vil som nevnt tidligere kunne tilte under påvirkning av sterke krefter fra vind og/eller fra bølger. Slik tilt vil kunne endre stillingen til vindturbinens blader på en måte som gjør at vindturbinens evne til å utvinne energi fra vinden forringes. Ved å ha en tiltbar øvre del kan vindturbinens blader holdes mer stabilt i en stilling som tillater effektiv energiutvinning. En vindturbin med tiltbar øvre del kan være fordelaktig for flere typer flytende fundamenter, men kan være spesielt fordelaktig for et fundament som kan roteres slik som fundamentet i henhold til oppfinnelsens første aspekt eller i henhold til beskrivelsens åttende aspekt. As mentioned earlier, a floating wind turbine will be able to tilt under the influence of strong forces from wind and/or from waves. Such a tilt will be able to change the position of the wind turbine's blades in a way that impairs the wind turbine's ability to extract energy from the wind. By having a tiltable upper part, the wind turbine's blades can be held more stably in a position that allows efficient energy extraction. A wind turbine with a tiltable upper part can be advantageous for several types of floating foundations, but can be particularly advantageous for a foundation that can be rotated such as the foundation according to the first aspect of the invention or according to the eighth aspect of the description.
Vindturbinen kan omfatte et øvre overgangsstykke. Nacellen kan knyttes til tårnet via det øvre overgangsstykket. Det øvre overgangsstykket kan være roterbart festet til tårnet, og/eller nacellen kan være roterbart festet til tårnet, slik at nacellen kan roteres relativt til tårnet om tårnets lengdeakse. The wind turbine may comprise an upper transition piece. The nacelle can be connected to the tower via the upper transition piece. The upper transition piece can be rotatably attached to the tower, and/or the nacelle can be rotatably attached to the tower, so that the nacelle can be rotated relative to the tower about the tower's longitudinal axis.
Det øvre overgangsstykket kan omfatte et tårnrør; en øvre og en nedre nacellebærer, hengselen, tiltemekanismen. The upper transition piece may comprise a tower tube; an upper and a lower nacelle carrier, the hinge, the tilting mechanism.
I et ellevte aspekt av beskrivelsen beskrives en vindturbin for et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor vindturbinen omfatter en løftebom montert på en øvre del av vindturbinens tårn, over en posisjon for en nacelle på tårnet. In an eleventh aspect of the description, a wind turbine is described for a floating device for extracting energy from wind, where the wind turbine comprises a lifting boom mounted on an upper part of the wind turbine's tower, above a position for a nacelle on the tower.
Løftebommen kan omfatte én eller flere trinser, og/eller andre løftemidler, og kan brukes til heving og/eller senkning av en nacelle til eller fra en øvre del av tårnet. Løftebommen kan eksempelvis være plassert øverst på tårnet til vindturbinen. The lifting boom can comprise one or more pulleys and/or other lifting means, and can be used for raising and/or lowering a nacelle to or from an upper part of the tower. The lifting boom can, for example, be located at the top of the tower of the wind turbine.
Vindturbinen kan være en del av et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor apparatet videre kan omfatte et hvilket som helst av de flytende fundamentene i henhold til beskrivelsens sjuende, åttende eller niende aspekt. Vindturbinen kan omfatte én eller flere av tårnet i henhold til det andre aspekt av beskrivelsen, rotoren i henhold til det tredje aspekt av beskrivelsen, nacellen i henhold til det fjerde aspekt av beskrivelsen og/eller overgangsstykket i henhold til det femte aspekt av beskrivelsen. I utførelsesformer der vindturbinen omfatter tårnet i henhold til det andre aspekt av beskrivelsen kan vindturbinens fundament være tilpasset et slikt tårn, ved at fundamentet har en åpning for tårnet mot hav. The wind turbine may be part of a floating device for extracting energy from wind, where the device may further comprise any of the floating foundations according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description. The wind turbine may comprise one or more of the tower according to the second aspect of the description, the rotor according to the third aspect of the description, the nacelle according to the fourth aspect of the description and/or the transition piece according to the fifth aspect of the description. In embodiments where the wind turbine includes the tower according to the second aspect of the description, the foundation of the wind turbine can be adapted to such a tower, in that the foundation has an opening for the tower towards the sea.
Vindturbinen i henhold til det tiende aspekt av beskrivelsen kan omfatte overgangsstykket i henhold til det femte aspekt, nacellen i henhold til det fjerde aspekt, rotoren i henhold til det tredje aspekt eller tårnet i henhold til det andre aspekt av beskrivelsen og/eller et hvilket som helst av trekkene nevn i forbindelse med vindturbinen i henhold til det ellevte aspekt av beskrivelsen. Vindturbinen i henhold til det ellevte aspekt av beskrivelsen kan omfatte overgangsstykket i henhold til det femte aspekt, nacellen i henhold til det fjerde aspekt, rotoren i henhold til det tredje aspekt eller tårnet i henhold til det andre aspekt av beskrivelsen og/eller et hvilket som helst av trekkene nevn i forbindelse med vindturbinen i henhold til det ellevte aspekt av beskrivelsen. The wind turbine according to the tenth aspect of the description may comprise the transition piece according to the fifth aspect, the nacelle according to the fourth aspect, the rotor according to the third aspect or the tower according to the second aspect of the description and/or any preferably of the features mentioned in connection with the wind turbine according to the eleventh aspect of the description. The wind turbine according to the eleventh aspect of the description may comprise the transition piece according to the fifth aspect, the nacelle according to the fourth aspect, the rotor according to the third aspect or the tower according to the second aspect of the description and/or any preferably of the features mentioned in connection with the wind turbine according to the eleventh aspect of the description.
I et andre aspekt av oppfinnelsen og et tolvte aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor apparatet omfatter en vindturbin og fundamentet i henhold til beskrivelsens sjuende aspekt, hvor fundamentet er forankret til en havbunn via en ankerline som forbinder fundamentets ankerfeste med et anker. Det beskrives også et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor apparatet omfatter en vindturbin og fundamentet i henhold til beskrivelsens åttende eller niende aspekt, hvor fundamentet er forankret til en havbunn via en ankerline som forbinder fundamentets ankerfeste med et anker. In a second aspect of the invention and a twelfth aspect of the description, a floating device for extracting energy from wind is described, where the device comprises a wind turbine and the foundation according to the seventh aspect of the description, where the foundation is anchored to a seabed via an anchor line connecting the foundation's anchorage with an anchor. A floating device for extracting energy from wind is also described, where the device comprises a wind turbine and the foundation according to the eighth or ninth aspect of the description, where the foundation is anchored to a seabed via an anchor line that connects the foundation's anchorage with an anchor.
Fundamentet kan være forankret via flere ankerliner, som hver leder til ett eller flere anker. Ankerlinene kan være koplet til en ankerring, som kan være en del av ankerfestet, og som kan være roterbart festet til en vertikalt ragende struktur tilhørende ankerfestet. Ankerringen kan typisk være roterbar i forhold til den vertikale strukturen av ankerfestet. Den vertikale strukturen kan rage oppover, nedover, eller både oppover og nedover i en vannmasse i forhold til den rettende armen, gjerne fra en ytre del av den rettende armen. Den vertikale strukturen kan penetrere vannmassens overflate. Ankerlinene kan være koplet til ankerfestet/ankerringen via vinkelstabilisatorer. Et flertall av ankerliner og ankere kan være fordelaktig for å stabilisere fundamentets posisjon i en vannmasse i operasjonell stilling. The foundation can be anchored via several anchor lines, each leading to one or more anchors. The anchor lines can be connected to an anchor ring, which can be part of the anchor, and which can be rotatably attached to a vertically projecting structure belonging to the anchor. The anchor ring can typically be rotatable in relation to the vertical structure of the anchor attachment. The vertical structure can project upwards, downwards, or both upwards and downwards in a body of water in relation to the righting arm, preferably from an outer part of the righting arm. The vertical structure can penetrate the surface of the body of water. The anchor lines can be connected to the anchor anchor/anchor ring via angle stabilizers. A plurality of anchor lines and anchors may be beneficial in stabilizing the position of the foundation in a body of water in an operational position.
Vindturbinen omfatter et tårn. Tårnet kan ha et hulrom med en åpning for å motta vann, og fundamentet kan ha en åpning for å tillate vann å nå tårnets åpning, slik at vann kan trenge inn i tårnet i situasjoner hvor tårnet penetrerer en overflate av en vannmasse. Åpningen kan omfatte en åpen nedre ende av tårnet. En åpning for å tillate vann å strømme inn i tårnet kan være en fordel for å redusere en oppdrift som følge av vanntrykk og å redusere bølgers vertikale påvirkning på fundament og tårn. The wind turbine comprises a tower. The tower may have a cavity with an opening to receive water, and the foundation may have an opening to allow water to reach the opening of the tower, allowing water to penetrate the tower in situations where the tower penetrates a surface of a body of water. The opening may comprise an open lower end of the tower. An opening to allow water to flow into the tower can be beneficial to reduce buoyancy due to water pressure and to reduce the vertical impact of waves on the foundation and tower.
Tårnet, eller en del av tårnet, kan være formet som et rør, med et indre, aksielt hulrom. En slik form kan redusere massen av tårnet relativt til tårnets omkrets og høyde sett i forhold til et tårn som ikke har et slikt indre hulrom. Redusert masse kan være fordelaktig for å redusere vekten vindturbinfundamentet må bære per meter tårn. En lavere masse av tårnet medfører at behovet for masse i kjølen for å stabilisere fundamentet reduseres. Det indre hulrommet kan være av en hvilken som helst form. Det indre hulrommet kan strekke seg fra en nedre ende av tårnet og i tårnets lengderetning mot tårnets øvre ende. Det indre hulrommet kan strekke seg gjennom hele tårnets lengde, langs en majoritet av tårnets lengde eller langs en minoritet av tårnets lengde. Hulrommet kan strekke seg 70% av tårnets lengde, 30% av tårnets lengde, 50% av tårnets lengde, eller en hvilken som helst prosentandel av tårnets lengde over 0% av tårnets lengde og opp til 100% av tårnets lengde. The tower, or a part of the tower, can be shaped like a tube, with an internal, axial cavity. Such a shape can reduce the mass of the tower relative to the tower's circumference and height compared to a tower that does not have such an internal cavity. Reduced mass can be beneficial in reducing the weight the wind turbine foundation must carry per meter of tower. A lower mass of the tower means that the need for mass in the keel to stabilize the foundation is reduced. The inner cavity can be of any shape. The inner cavity can extend from a lower end of the tower and in the longitudinal direction of the tower towards the upper end of the tower. The internal cavity may extend through the entire length of the tower, along a majority of the length of the tower or along a minority of the length of the tower. The cavity can extend 70% of the tower length, 30% of the tower length, 50% of the tower length, or any percentage of the tower length above 0% of the tower length and up to 100% of the tower length.
Med et tårn som er formet som et rør med åpning i bunn og et indre hulrom, som tillater vanninnstrømming i hulrommet, kan tårnets diameter økes uten betydelig endring av fortrengt væskemengde. Større tårndiameter kan eksempelvis åpne for bruk av en generator med større diameter, hvis generatoren står i tårnet. With a tower that is shaped like a tube with an opening at the bottom and an internal cavity, which allows water to flow into the cavity, the diameter of the tower can be increased without significant change in the amount of liquid displaced. A larger tower diameter can, for example, open up the use of a generator with a larger diameter, if the generator is in the tower.
Fundamentet kan ha en åpning i overgangsdelen hvorigjennom en vindturbins tårn kan flyttes vertikalt. Fremgangsmåten for å stabilisere fundamentet kan omfatte å senke tårnet ned i en vannmasse. Dette vil kunne gi økt stabilitet ved at tårnet kan fungere som en kjøl, ved at tyngdepunktet til tårnet, og fundamentet med tårnet, flyttes nedover, og/eller ved at kreftene en vindturbin på fundamentet kan utsettes for dermed reduseres. The foundation can have an opening in the transition part through which a wind turbine's tower can be moved vertically. The method of stabilizing the foundation may include submerging the tower into a body of water. This could provide increased stability by allowing the tower to function as a keel, by moving the center of gravity of the tower, and the foundation with the tower, downwards, and/or by reducing the forces a wind turbine is exposed to on the foundation.
Apparatet kan ha et heisemiddel for å heise tårnet opp eller ned. Heisemidlene kan eksempelvis omfatte en vinsj som eksempelvis kan stå på fundamentets overgangsdel og en eller flere trinser og vaiere som knytter vinsjen til tårnet. The apparatus may have a hoisting means for hoisting the tower up or down. The lifting means can, for example, comprise a winch which can, for example, stand on the transitional part of the foundation and one or more pulleys and cables which connect the winch to the tower.
Apparatet kan ha låsemidler for å låse tårnet i en stilling, for å hindre uønsket vertikal bevegelse av tårnet relativt til fundamentet. Låsemidlene kan være låsemidler for å låse tårnet i et lite antall forskjellige stillinger, som eksempelvis en øverste stilling, en midtre stilling og en laveste stilling. I enkelte utførelsesformer kan låsemidlene låse tårnet i ytterligere stillinger, som eksempelvis en øvre midtstilling og en lavere midtstilling. The apparatus may have locking means to lock the tower in a position, to prevent unwanted vertical movement of the tower relative to the foundation. The locking means can be locking means for locking the tower in a small number of different positions, such as, for example, a top position, a middle position and a lowest position. In some embodiments, the locking means can lock the tower in additional positions, such as, for example, an upper middle position and a lower middle position.
Apparatet kan ha bremsemidler for å tillate vertikal bevegelse av tårnet og samtidig bremse bevegelsen slik at den ikke blir for hurtig. Slike bremsemidler kan redusere belastning på deler av apparatet, som eksempelvis overgangsdel, nacelle og/eller rotor. The apparatus may have braking means to allow vertical movement of the tower and at the same time slow down the movement so that it does not become too fast. Such braking means can reduce the load on parts of the device, such as, for example, the transition part, nacelle and/or rotor.
Tårnet kan ha ett eller flere indre kammer for å motta ballast for å endre tårnets masse. Tårnet kan være festet til fundamentet på en måte som tillater vertikal bevegelse av tårnet. Den vertikale posisjonen til tårnet kan da justeres ved å justere massen til tårnet, ettersom den vil kunne påvirke hvor langt ned i en vannmasse tårnet vil synke. Tårnet kan eksempelvis omfatte ett eller flere kammer som selektivt kan fylles med eller tømmes for vann eller luft og midler for å fylle eller tømme de ett eller flere kammerene. The tower may have one or more internal chambers to receive ballast to change the mass of the tower. The tower may be attached to the foundation in a manner that allows vertical movement of the tower. The vertical position of the tower can then be adjusted by adjusting the mass of the tower, as it will be able to influence how far into a body of water the tower will sink. The tower may, for example, comprise one or more chambers which can be selectively filled with or emptied of water or air and means for filling or emptying the one or more chambers.
Apparatet kan omfatte et løftemiddel, eksempelvis en vinsj eller en tannstang, for å løfte utstyr eller deler tilhørende vindturbinen til eller mot toppen av vindturbinens tårn og/eller for å løfte utstyr ned fra toppen av tårnet. Løftemiddelet kan være et heisemiddel for å heise eksempelvis en nacelle eller deler til en nacelle til toppen av tårnet. Løftemiddelet kan også brukes til å løfte utstyr ned fra tårnet. The apparatus may comprise a lifting means, for example a winch or a rack, to lift equipment or parts belonging to the wind turbine to or towards the top of the wind turbine's tower and/or to lift equipment down from the top of the tower. The lifting means can be a hoisting means for hoisting, for example, a nacelle or parts of a nacelle to the top of the tower. The lifting device can also be used to lift equipment down from the tower.
Når løfteoperasjoner utføres ved bruk av løftemidler tilhørende fartøy som beveger seg relativt til en vindturbin på et flytende fundament, vil den relative bevegelsen komplisere løfteoperasjonen. En slik relativ bevegelse unngås om løftemidler brukes som tilhører vindturbinen selv. Dermed forenkles løfteoperasjonen. When lifting operations are carried out using lifting means belonging to vessels that move relative to a wind turbine on a floating foundation, the relative movement will complicate the lifting operation. Such a relative movement is avoided if lifting means are used which belong to the wind turbine itself. This simplifies the lifting operation.
Løftemiddelet kan være et løftemiddel for å flytte utstyr, eksempelvis en nacelle, en rotor eller blader, et stykke til eller fra toppen av en nacelle. Eksempelvis kan et fartøy brukes til å løfte en nacelle 30 meter, eller 50 meter, eller 70 meter, eller over 70 meter eller under 30 meter, og løftemiddelet tilhørende vindturbinen brukes til å løfte de resterende meterne til eller fra toppen av et tårnet. Løftemiddelet kan ellers være et løftemiddel for å løfte utstyr fra en overgangsdel tilhørende fundamentet for vindturbinen til toppen av tårnet. The lifting means can be a lifting means for moving equipment, for example a nacelle, a rotor or blades, a distance to or from the top of a nacelle. For example, a vessel can be used to lift a nacelle 30 metres, or 50 metres, or 70 metres, or over 70 meters or under 30 metres, and the lifting means belonging to the wind turbine is used to lift the remaining meters to or from the top of a tower. The lifting means can otherwise be a lifting means for lifting equipment from a transition part belonging to the foundation for the wind turbine to the top of the tower.
Apparatet kan omfatte ett eller flere ytterligere løftemidler for å løfte utstyr fra et fartøy til fundamentets overgangsdel. The apparatus may comprise one or more additional lifting means for lifting equipment from a vessel to the transition part of the foundation.
Tårnet kan være rotasjonsfast festet til fundamentet, typisk til overgangsdelen. Nacellen kan være rotasjonsfast festet til tårnet. Rotasjonsfast festede forbindelser kan være eksempelvis sveisede og/eller boltede forbindelser, og kan være mindre kompliserte og mer robuste enn mer avanserte forbindelser som tillater rotasjon. Slike rotasjonsfaste forbindelser kan benyttes på en vindturbin som står på et roterbart fundament, som fundamentet i henhold til oppfinnelsens første aspekt, som et apparat i henhold til oppfinnelsens andre aspekt, ettersom selve fundamentet da kan orienteres for å stille vindturbinens blader korrekt i forhold til vindretning. The tower can be rotatably fixed to the foundation, typically to the transition part. The nacelle can be rotatably fixed to the tower. Rotationally fixed connections can be, for example, welded and/or bolted connections, and can be less complicated and more robust than more advanced connections that allow rotation. Such rotationally fixed connections can be used on a wind turbine standing on a rotatable foundation, as the foundation according to the first aspect of the invention, as a device according to the second aspect of the invention, as the foundation itself can then be oriented to set the wind turbine's blades correctly in relation to the wind direction .
Med nacellen rotasjonsfast festet til tårnet, kan blant annet vindturbinens generator flyttes fra toppen av tårnet og ned i strukturen. Vindturbinen kan omfatte en generator plassert i overgangsdelen eller i tårnet nær overgangsdelen. «Nær overgangsdelen» kan bety eksempelvis mindre enn 10 meter fra overgangsdelen, vertikalt i tårnet, mindre enn 5 meter fra overgangsdelen, mindre enn 3 meter fra overgangsdelen, eller mindre enn 1 meter fra overgangsdelen. På den måten kan tilgang til generatoren for vedlikehold eller reparasjon være enklere, og vekten fra generatoren vil flyttes fra toppen av tårnet, fra nacellen hvor generatoren normalt finnes, til eller mot en nedre ende av tårnet. Å flytte vekt nedover vil ha en betydelig effekt for stabiliteten av apparatet, og det vil kunne redusere behovet for stabiliserende vekt og/eller lengde av fundamentets vertikale, stabiliserende del og/eller horisontale, stabiliserende del. Å flytte ned generatoren til eller mot overgangsdelen kan være fordelaktig for på den måten å kunne ta i bruk en type generator som krever større plass og/eller er tyngre. Eksempelvis kan det tas i bruk en såkalt «direct drive» generator – en generator med relativt stor diameter sammenlignet med en konvensjonell generator, men som ikke krever girkasse. With the nacelle rotatably attached to the tower, the wind turbine's generator can, among other things, be moved from the top of the tower down into the structure. The wind turbine may comprise a generator located in the transition part or in the tower near the transition part. "Near the transition part" can mean, for example, less than 10 meters from the transition part, vertically in the tower, less than 5 meters from the transition part, less than 3 meters from the transition part, or less than 1 meter from the transition part. That way, access to the generator for maintenance or repair can be easier, and the weight from the generator will be moved from the top of the tower, from the nacelle where the generator is normally located, to or towards a lower end of the tower. Moving weight downwards will have a significant effect on the stability of the apparatus, and it will be able to reduce the need for stabilizing weight and/or length of the foundation's vertical stabilizing part and/or horizontal stabilizing part. Moving the generator down to or towards the transition part can be advantageous in order to be able to use a type of generator that requires more space and/or is heavier. For example, a so-called "direct drive" generator can be used - a generator with a relatively large diameter compared to a conventional generator, but which does not require a gearbox.
Vindturbinen kan ha et nedre overgangsstykke mellom tårnet og overgangsdelen. Tårnet kan være tilkoplet overgangsdelen via det nedre overgangsstykket. I enkelte utførelsesformer kan tårnet være løsbart festet til det nedre overgangsstykket, og det nedre overgangsstykket være løsbart festet til overgangsdelen. Generatoren kan være plassert i det nedre overgangsstykket. The wind turbine can have a lower transition piece between the tower and the transition part. The tower can be connected to the transition part via the lower transition piece. In some embodiments, the tower can be releasably attached to the lower transition piece, and the lower transition piece can be releasably attached to the transition part. The generator can be located in the lower transition piece.
I utførelsesformer av det flytende apparatet kan det flytende apparatet ha et ballastelement som er hengt opp med justerbar dybde. I slike utførelsesformer kan apparatet omfatte løftemidler for å justere dybden til ballastelementet. Dette kan være spesielt fordelaktig i utførelsesformer av apparatet som har et tårn som kan flyttes vertikalt, for å kompensere for endret tyngde- og/eller oppdriftspunkt når tårnet flyttes vertikalt. In embodiments of the floating apparatus, the floating apparatus may have a ballast element suspended at adjustable depth. In such embodiments, the apparatus may comprise lifting means for adjusting the depth of the ballast element. This can be particularly advantageous in embodiments of the apparatus that have a tower that can be moved vertically, to compensate for a changed center of gravity and/or buoyancy when the tower is moved vertically.
I et trettende aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor det flytende apparatet omfatter et flertall av vindturbiner reist fra ett flytende fundament. In a thirteenth aspect of the description, a floating device is described for extracting energy from wind, where the floating device comprises a plurality of wind turbines erected from one floating foundation.
Fundamentet kan være et hvilket som helst fundament for en offshore vindturbin, eksempelvis et hvilket som helst av fundamentene i henhold til det sjuende, det åttende eller det niende aspekt av beskrivelsen. The foundation can be any foundation for an offshore wind turbine, for example any of the foundations according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description.
Hver av de flere vindturbinene kan omfatte eksempelvis et flertall av blader, en nacelle, en rotor og et tårn. Flertallet av vindturbiner kan være to vindturbiner, tre vindturbiner, fire vindturbiner, fem vindturbiner, eller flere enn fem vindturbiner. I alternative utførelsesformer kan eksempelvis to eller flere vindturbiner ha ett felles tårn, men ha hver sin nacelle, rotor og blader. Flere vindturbiner kan være koplet sammen annet enn bare gjennom at de står fra samme fundament. De kan også være knyttet til hverandre ved hjelp av en struktur, som eksempelvis en stang, et stag, en bom, et tårn, eller lignende. Each of the several wind turbines can comprise, for example, a plurality of blades, a nacelle, a rotor and a tower. The majority of wind turbines can be two wind turbines, three wind turbines, four wind turbines, five wind turbines, or more than five wind turbines. In alternative embodiments, for example, two or more wind turbines can have a common tower, but each have its own nacelle, rotor and blades. Several wind turbines can be linked together other than simply through the fact that they stand from the same foundation. They can also be connected to each other by means of a structure, such as a rod, a stay, a boom, a tower, or the like.
I en mulig utførelse kan to eller flere vindturbiner være festet til et horisontalt tårnstag som igjen er festet til et felles vertikalt tårn. Det horisontale tårnstaget kan være avtagbart festet til det vertikale tårnet, slik at det horisontale tårnstaget kan løses fra tårnet og heises ned for eksempelvis vedlikehold eller reparasjon. Alternativt kan det horisontale tårnstaget være fast, ikke avtagbart, festet til tårnet, og tårnet kan være vertikalt bevegelig festet til fundamentet slik at tårnet kan kjøres opp eller ned vertikalt i forhold til fundamentet og således kan senkes for vedlikehold eller reparasjoner av én eller flere av vindturbinene. In one possible embodiment, two or more wind turbines can be attached to a horizontal tower brace which in turn is attached to a common vertical tower. The horizontal tower brace can be removably attached to the vertical tower, so that the horizontal tower brace can be detached from the tower and lifted down for, for example, maintenance or repair. Alternatively, the horizontal tower brace can be fixed, not removable, fixed to the tower, and the tower can be vertically movable fixed to the foundation so that the tower can be driven up or down vertically in relation to the foundation and thus can be lowered for maintenance or repairs of one or more of the wind turbines.
Fundamentene beskrevet over kan være så fordelaktige i forhold til kjent teknikk, at deres bæreevne relativt til størrelse, vekt og horisontale og/eller vertikale utstrekning kan tilrettelegge for å bære større, mer omfattende strukturer enn enkle vindturbiner. The foundations described above can be so advantageous in relation to known technology, that their bearing capacity relative to size, weight and horizontal and/or vertical extent can make it possible to support larger, more extensive structures than simple wind turbines.
En vindturbins størrelse begrenses av at energiutnyttelsen etter hvert, med økende størrelse på vindturbinen, kan bli ineffektiv og få utfordringer knyttet til en såkalt «periferihastighet» på bladene. Da kan det være mer effektivt å utnytte bæreevnen til fundamentene ved å, i stedet for å øke størrelsen på én vindturbin reist på fundamentet, reise flere vindturbiner fra et fundament. I en typisk vindpark vil en kunne få bedre energiutnyttelse av et areal ved å sette flere vindturbiner på samme fundament. A wind turbine's size is limited by the fact that the energy utilization can eventually, with increasing size of the wind turbine, become inefficient and present challenges related to a so-called "peripheral speed" of the blades. Then it can be more efficient to utilize the bearing capacity of the foundations by, instead of increasing the size of one wind turbine erected on the foundation, erecting several wind turbines from a foundation. In a typical wind farm, it will be possible to get better energy utilization of an area by placing several wind turbines on the same foundation.
En eller flere av et flertall av vindturbiner på et felles fundament kan ha et hvilket som helst, eller flere av trekkene nevnt angående vindturbiner tidligere i dette dokumentet. One or more of a plurality of wind turbines on a common foundation may have any one or more of the features mentioned regarding wind turbines earlier in this document.
Med flere vindturbiner på ett fundament kan de konfigureres slik at i det minste to av dem ikke roterer i samme retning, slik at krefter fra vindturbinenes rotasjon i det minste delvis utligner hverandre. With several wind turbines on one foundation, they can be configured so that at least two of them do not rotate in the same direction, so that forces from the rotation of the wind turbines at least partially offset each other.
I et fjortende aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor det flytende apparatet omfatter en vindturbin og et fundament, hvor vindturbinens tårn omfatter et hengsel og er delt i en øvre og en nedre del, hvor tårnets øvre del og tårnets nedre del er festet til hverandre ved hengselet på et vis som tillater øvre del av tårnet å bli tiltet mellom en oppreist stilling og en senket stilling, og hvor tårnet omfatter et låsemiddel for å frigjørbart låse tårnet i den oppreiste stillingen for å hindre uønsket tilting fra den oppreiste stillingen. In a fourteenth aspect of the description, a floating device for extracting energy from wind is described, where the floating device comprises a wind turbine and a foundation, where the tower of the wind turbine comprises a hinge and is divided into an upper and a lower part, where the upper part of the tower and the lower portion of the tower is attached to each other by the hinge in a manner that allows the upper portion of the tower to be tilted between an upright position and a lowered position, and wherein the tower includes a locking means for releasably locking the tower in the upright position to prevent unwanted tilting from the upright position.
I et femtende aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor det flytende apparatet omfatter en vindturbin og et fundament og et hengsel, hvor vindturbinens tårn er hengslet mot fundamentet ved hengselet på et vis som tillater tårnet å bli tiltet mellom en liggende stilling og en reist stilling, og hvor tårnet omfatter et låsemiddel for å frigjørbart låse tårnet i den oppreiste stillingen for å hindre uønsket tilting fra den oppreiste stillingen. In a fifteenth aspect of the description, a floating apparatus for extracting energy from wind is described, wherein the floating apparatus comprises a wind turbine and a foundation and a hinge, wherein the tower of the wind turbine is hinged to the foundation at the hinge in a manner that allows the tower to be tilted between a lying position and an erect position, and wherein the turret comprises a locking means for releasably locking the turret in the upright position to prevent unwanted tilting from the upright position.
I et sekstende aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor det flytende apparatet omfatter et fundament med en overgangsdel, to vindturbintårn og et løftetårn, In a sixteenth aspect of the description, a floating device for extracting energy from wind is described, where the floating device comprises a foundation with a transition part, two wind turbine towers and a lifting tower,
hvor løftetårnet står sentralt plassert på overgangsdelen med ett vindturbintårn på hver side av seg og omfatter et løftemiddel for å løfte tårnene mellom en liggende og en stående posisjon, hvor vindturbintårnene hver omfatter et hengsel som gjør tårnene bevegbare om hengselet mellom nevnte liggende og stående posisjon. where the lifting tower is centrally located on the transition part with one wind turbine tower on each side of it and comprises a lifting means for lifting the towers between a lying and a standing position, where the wind turbine towers each comprise a hinge which makes the towers movable about the hinge between said lying and standing position.
Hengselet kan forbinde vindturbintårnene til en overgangsdel tilhørende fundamentet, eller de kan forbinde en øvre del av vindturbintårnene med en nedre del av vindturbintårnene. Hengselet kan tilrettelegge for at hele eller en del eller deler av vindturbintårnene kan legges ned, eksempelvis slik at de ligger i det vesentligste horisontalt. Vindturbintårnene kan også omfatte låsemidler for å låse vindturbintårnene i en stilling, eksempelvis i en liggende posisjon og/eller i en stående posisjon. The hinge can connect the wind turbine towers to a transition part belonging to the foundation, or they can connect an upper part of the wind turbine towers to a lower part of the wind turbine towers. The hinge can arrange for all or part or parts of the wind turbine towers to be put down, for example so that they lie essentially horizontally. The wind turbine towers can also include locking means for locking the wind turbine towers in a position, for example in a lying position and/or in a standing position.
I en fordelaktig utførelsesform kan løftemiddelet og hengslene være tilpasset slik at tårnene, når de legges ned, legges ned til hver sin side, på symmetrisk vis, slik at det oppnås en likevekt. Tårnene kan eksempelvis legges ned med en i det vesentligste 180 graders vinkel til hverandre og hver med en i det vesentligste 90 graders vinkel til en horisontal del av fundamentet. Alternativt kan tårnene legges ned med en vinkel på mindre enn 180 grader til hverandre og på mindre enn 90 grader til den horisontale delen av fundamentet. In an advantageous embodiment, the lifting means and the hinges can be adapted so that the towers, when lowered, are lowered to each side, symmetrically, so that an equilibrium is achieved. The towers can, for example, be laid down at an essentially 180 degree angle to each other and each at an essentially 90 degree angle to a horizontal part of the foundation. Alternatively, the towers can be laid down at an angle of less than 180 degrees to each other and less than 90 degrees to the horizontal part of the foundation.
En slik symmetrisk løsning vil kunne være fordelaktig for eksempelvis montering og demontering av tårn på flytende konstruksjoner, der det å opprettholde stabilitet kan være avgjørende for en trygg og gjennomførbar operasjon. Such a symmetrical solution could be advantageous for, for example, the assembly and disassembly of towers on floating structures, where maintaining stability can be crucial for a safe and feasible operation.
I et syttende aspekt av beskrivelsen beskrives et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor apparatet omfatter: In a seventeenth aspect of the description, a floating device is described for extracting energy from wind, where the device comprises:
- en vindturbin og et fundament for å bære vindturbinen, hvor vindturbinen omfatter et tårn og fundamentet omfatter en i det vesentligste vertikal, stabiliserende del og en i det vesentligste horisontal, stabiliserende del; og - a wind turbine and a foundation for supporting the wind turbine, where the wind turbine comprises a tower and the foundation comprises a substantially vertical, stabilizing part and a substantially horizontal, stabilizing part; and
- et øvre og et nedre strekkstag og et tilkoplingsmiddel, hvor - an upper and a lower tie rod and a connecting means, where
- tilkoplingsmiddelet er fast festet til en øvre del av tårnet; - the connecting means is firmly attached to an upper part of the tower;
- det øvre strekkstaget strekker seg fra et ytre parti av den horisontale, stabiliserende delen til tilkoplingsmiddelet; og - the upper tension rod extends from an outer part of the horizontal stabilizing part to the connecting means; and
- det nedre strekkstaget strekker seg fra det ytre partiet av den horisontale, stabiliserende delen til en nedre del av den vertikale, stabiliserende delen, - the lower tension rod extends from the outer part of the horizontal stabilizing part to a lower part of the vertical stabilizing part,
slik at strekkstagene kan ta opp bøyemoment for å redusere potensielt destruktive krefter som virker på deler av strukturen til det flytende apparatet. so that the tie rods can absorb bending moment to reduce potentially destructive forces acting on parts of the structure of the floating apparatus.
Et hvilket som helst av de flytende apparatene, i henhold til oppfinnelsens tolvte, trettende, fjortende, femtende, sekstende eller syttende aspekt av oppfinnelsen, kan omfatte én eller flere av ballastelementet i henhold til det første aspekt av beskrivelsen, tårnet i henhold til det andre aspekt av beskrivelsen, rotoren i henhold til det tredje aspekt av beskrivelsen, nacellen i henhold til det fjerde aspekt av beskrivelsen, overgangsstykket i henhold til det femte aspekt av beskrivelsen, vinkelstabilisatoren i henhold til det sjette aspekt av beskrivelsen, et hvilket som helst av fundamentene i henhold til det sjuende, åttende eller niende aspekt av beskrivelsen, en hvilket som helst av vindturbinene i henhold til det tiende eller ellevte aspekt av beskrivelsen, og/eller et hvilket som helst av trekkene nevnt i forbindelse med et av de øvrige flytende apparatene. Any of the floating devices according to the twelfth, thirteenth, fourteenth, fifteenth, sixteenth or seventeenth aspects of the invention may comprise one or more of the ballast element according to the first aspect of the description, the tower according to the second aspect of the disclosure, the rotor according to the third aspect of the disclosure, the nacelle according to the fourth aspect of the disclosure, the transition piece according to the fifth aspect of the disclosure, the angle stabilizer according to the sixth aspect of the disclosure, any of the foundations according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description, any of the wind turbines according to the tenth or eleventh aspect of the description, and/or any of the features mentioned in connection with one of the other floating devices.
I et attende aspekt av beskrivelsen og et tredje aspekt av oppfinnelsen beskrives en fremgangsmåte for å stabilisere et fundament for en vindturbin, hvor fremgangsmåten omfatter stegene: In an eighteenth aspect of the description and a third aspect of the invention, a method is described for stabilizing a foundation for a wind turbine, where the method comprises the steps:
- å tilveiebringe et fundament med en overgangsdel, et ankerfeste og en rettende arm, hvor overgangsdelen og ankerfestet er stivt forbundet til hverandre via den rettende armen; - to provide a foundation with a transition part, an anchor attachment and a righting arm, where the transition part and the anchor attachment are rigidly connected to each other via the righting arm;
- å forankre fundamentet via ankerfestet på en slik måte at overgangsdelen kan rotere om ankerfestet for å orientere seg i en fordelaktig stilling; og - to anchor the foundation via the anchor in such a way that the transition part can rotate about the anchor to orient itself in an advantageous position; and
- å la fundamentet orientere seg, som et resultat av påvirkning av naturkrefter, til fundamentets overgangsdel står i det vesentligste nedstrøms ankerfestet i en vind som virker på fundamentet, slik at den rettende armen stabiliserer overgangsdelen mot naturkrefter i vindens retning. - allowing the foundation to orient itself, as a result of the influence of natural forces, until the transition part of the foundation is essentially anchored downstream in a wind acting on the foundation, so that the righting arm stabilizes the transition part against natural forces in the direction of the wind.
Fundamentet kan eksempelvis være et hvilket som helst av fundamentene i henhold til det sjuende, åttende eller niende aspekt av beskrivelsen. The foundation may for example be any of the foundations according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description.
Fremgangsmåten for å stabilisere fundamentet kan videre omfatte å i det minste delvis styre orienteringen av fundamentet for å mer nøyaktig plassere overgangsdelen i ønsket posisjon relativt til ankerfestet. Rotasjonen kan eksempelvis styres ved hjelp av et ror eller ved hjelp av et rotasjonsmiddel som eksempelvis en propell. Det kan være svært fordelaktig å i det minste delvis styre orienteringen for å nøyaktig plassere overgangsdelen i ønsket posisjon, da en mer nøyaktig plassering av overgangsdelen i forhold til ankerfestet vil kunne påvirke den stabiliserende effekten armen vil kunne ha mot kreftene påført fundament og turbin fra vind og bølger. The method of stabilizing the foundation can further include at least partially controlling the orientation of the foundation in order to more accurately place the transition part in the desired position relative to the anchorage. The rotation can, for example, be controlled with the help of a rudder or with the help of a means of rotation such as a propeller. It can be very advantageous to at least partially control the orientation in order to precisely place the transition part in the desired position, as a more accurate placement of the transition part in relation to the anchorage will affect the stabilizing effect the arm will have against the forces applied to the foundation and turbine from wind and waves.
I et nittende aspekt av beskrivelsen beskrives en fremgangsmåte for å stabilisere et flytende fundament for en vindturbin, hvor vindturbinen omfatter en stiv struktur som omfatter et rettende ben, hvor metoden omfatter stegene: In a nineteenth aspect of the description, a method is described for stabilizing a floating foundation for a wind turbine, where the wind turbine comprises a rigid structure comprising a righting leg, where the method comprises the steps:
- å tilveiebringe et ballastelement i henhold til beskrivelsens første aspekt; og - providing a ballast element according to the first aspect of the description; and
- å henge ballastelementet fra en underside av den stive strukturen tilhørende fundamentet, med fundamentets ben gjennom ballastelements hull, på et vis som tillater bevegelse av ballastelementet relativt til den stive strukturen og som gjør at ballastelementet vil komme i kontakt med og øve en stabiliserende kraft på strukturen ved tilt av fundamentet over en viss grad. - to hang the ballast element from an underside of the rigid structure belonging to the foundation, with the legs of the foundation through the holes of the ballast element, in a way that allows movement of the ballast element relative to the rigid structure and which means that the ballast element will come into contact with and exert a stabilizing force on the structure by tilting the foundation above a certain degree.
Fundamentets ben kan være en forlengelse av et tårn for en vindturbin som står på fundamentet. Fundamentet kan eksempelvis være et hvilket som helst av fundamentene i henhold til det sjuende, åttende eller niende aspekt av beskrivelsen. The legs of the foundation can be an extension of a tower for a wind turbine standing on the foundation. The foundation may for example be any of the foundations according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsens tredje aspekt kan omfatte steget: The method according to the third aspect of the invention may comprise the step:
- å henge ballastelementet i henhold til beskrivelsens første aspekt i en underside fundamentet, med fundamentets ben gjennom ballastelements hull, på et vis som tillater bevegelse av ballastelementet relativt til den stive strukturen og som gjør at ballastelementet vil komme i kontakt med og øve en stabiliserende kraft på strukturen ved tilt av fundamentet over en viss grad. - to hang the ballast element according to the first aspect of the description in an underside of the foundation, with the legs of the foundation through the holes of the ballast element, in a way that allows movement of the ballast element relative to the rigid structure and which means that the ballast element will come into contact with and exert a stabilizing force on the structure by tilting the foundation above a certain degree.
I et tjuende aspekt av beskrivelsen beskrives en fremgangsmåte for å redusere bøyekrefter på en forbindelse mellom en vertikal del og en horisontal del av et flytende fundament for en vindturbin, hvor fremgangsmåten omfatter steget: In a twentieth aspect of the description, a method is described for reducing bending forces on a connection between a vertical part and a horizontal part of a floating foundation for a wind turbine, where the method comprises the step:
- å strekke et strekkstag mellom et ytre parti av fundamentet og et tilkoplingsmiddel som står i kontakt med et øvre parti av et tårn for en vindturbin som står på det flytende fundamentet og/eller å strekke et strekkstag mellom et ytre parti av fundamentet og et nedre parti av en vertikal del av fundamentet. - to stretch a tension member between an outer part of the foundation and a connection means that is in contact with an upper part of a tower for a wind turbine standing on the floating foundation and/or to stretch a tension member between an outer part of the foundation and a lower part of a vertical part of the foundation.
Det ytre partiet kan være et i det vesentligste horisontalt ytre parti, eksempelvis et ytre parti av den horisontale delen av fundamentet. The outer part can be an essentially horizontal outer part, for example an outer part of the horizontal part of the foundation.
Tilkoplingsmiddelet kan være eksempelvis en stang som strekker seg fra tårnet, eller fra en rotasjonsfast del av rotoren, eller som rager gjennom et sentralt hull i rotoren, eller en svivel på en ytre, roterbar overflate av rotoren. The connecting means can be, for example, a rod that extends from the tower, or from a rotationally fixed part of the rotor, or that projects through a central hole in the rotor, or a swivel on an outer, rotatable surface of the rotor.
Fundamentet kan være eksempelvis et hvilket som helst av fundamentene i henhold til det sjuende, åttende eller niende aspekt av beskrivelsen. The foundation can be, for example, any of the foundations according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description.
I et tjueførste aspekt av beskrivelsen beskrives en fremgangsmåte for å installere en nacelle på et tårn for en vindturbin, hvor fremgangsmåten omfatter stegene: In a twenty-first aspect of the disclosure, a method of installing a nacelle on a tower for a wind turbine is described, the method comprising the steps of:
- å tilveiebringe en nacelle i henhold til beskrivelsens fjerde aspekt; - providing a nacelle according to the fourth aspect of the description;
- å løfte nacellens fremre og bakre del til en installasjonsposisjon for nacellen på tårnet; - å frigjørbart låse nacellens fremre del til nacellens bakre del etter løfting til installeringsposisjon, for å kombinere de to delene. - lifting the nacelle's front and rear parts to an installation position for the nacelle on the tower; - to releasably lock the front part of the nacelle to the rear part of the nacelle after lifting to the installation position, to combine the two parts.
I enkelte utførelsesformer av nacellen kan den bli komplett ved å kombinere den fremre og den bakre delen. I andre utførelsesformer kan nacellen ha ytterligere deler som må kobles til den fremre og/eller den bakre delen for å gjøre den komplett. In some embodiments of the nacelle, it can be completed by combining the front and rear parts. In other embodiments, the nacelle may have additional parts that need to be connected to the front and/or rear part to make it complete.
Fremgangsmåten kan omfatte å løfte én eller flere ytterligere deler tilhørende nacellen til installeringsposisjon på tårnet. Fremgangsmåten kan videre omfatte å frigjørbart låse én eller flere ytterligere deler til nacellens frem og/eller bakre del, for å kombinere delene for å danne en komplett nacelle. The method may include lifting one or more additional parts associated with the nacelle into installation position on the tower. The method may further comprise releasably locking one or more further parts to the nacelle's front and/or rear part, to combine the parts to form a complete nacelle.
I et tjueandre aspekt av beskrivelsen beskrives en fremgangsmåte for å avinstallere en nacelle i henhold til beskrivelsens fjerde aspekt fra et tårn tilhørende en vindturbin, hvor fremgangsmåten omfatter stegene: In a twenty-second aspect of the description, a method is described for uninstalling a nacelle according to the fourth aspect of the description from a tower belonging to a wind turbine, the method comprising the steps:
- å frigjøre en frigjøbar låsing mellom en fremre og en bakre del av nacellen, og å frigjøre nacellens deler fra tårnet; - to release a releasable locking between a front and a rear part of the nacelle, and to release the parts of the nacelle from the tower;
- å løfte nacellens fremre og bakre del ut fra tårnet. - to lift the front and rear parts of the nacelle out of the tower.
Fremgangsmåten kan omfatte å frigjøre nacellens ytterligere deler og å løfte nacellens ytterligere deler ned fra tårnet. The method may comprise releasing the additional parts of the nacelle and lifting the additional parts of the nacelle down from the tower.
Løftingen kan bli utført eksempelvis ved bruk av løftemidler tilhørende tårnet eller tilhørende et fundament som tårnet er reist på eller tilhørende et fartøy. Fundamentet kan eksempelvis være et hvilket som helst av fundamentene i henhold til oppfinnelsens sjuende, åttende eller niende aspekt. Nacellen kan være eksempelvis nacellen i henhold til beskrivelsens fjerde aspekt. The lifting can be carried out, for example, using lifting means belonging to the tower or belonging to a foundation on which the tower is erected or belonging to a vessel. The foundation can, for example, be any of the foundations according to the invention's seventh, eighth or ninth aspect. The nacelle can be, for example, the nacelle according to the fourth aspect of the description.
Et vindturbintårn kan omfatte et guidemiddel for å guide nacelledelene ved løfting av nacelledelene. Eksempelvis kan tårnet omfatte et tårnrør med en indre diameter større enn tårnets ytre diameter, som nacellens deler kan festes til, som kan guide delene under løft. A wind turbine tower may comprise a guide means for guiding the nacelle parts when lifting the nacelle parts. For example, the tower may comprise a tower tube with an inner diameter greater than the outer diameter of the tower, to which the parts of the nacelle can be attached, which can guide the parts during lifting.
Stegene som omfatter å løfte nacellens deler kan omfatte å guide nacellens deler ved hjelp av guidemiddelet under løfting av nacellens deler. The steps comprising lifting the parts of the nacelle may comprise guiding the parts of the nacelle by means of the guide means during lifting of the parts of the nacelle.
Guidemiddelet kan omfatte et tårnrør. The guide means may comprise a tower tube.
Fremgangsmåten for å installere nacellen kan omfatte ett eller flere av stegene: The procedure for installing the nacelle may include one or more of the following steps:
- å kople nacellens fremre del til tårnrøret; - to connect the front part of the nacelle to the tower tube;
- å kople nacellens bakre del til tårnrøret; - to connect the rear part of the nacelle to the tower tube;
- å heise tårnrøret til nacelleposisjonen; - to hoist the tower tube to the nacelle position;
- å frakople nacellens fremre del fra tårnrøret og installere nacellens fremre del til tårnet; - å frakople nacellens bakre del fra tårnrøret og installere nacellens bakre del til tårnet; og/eller - disconnecting the front part of the nacelle from the tower tube and installing the front part of the nacelle to the tower; - disconnecting the rear part of the nacelle from the tower tube and installing the rear part of the nacelle to the tower; and or
- å fjerne tårnrøret fra tårnet. - to remove the tower pipe from the tower.
Fremgangsmåten for å avinstallere nacellen kan omfatte ett eller flere av stegene: The procedure for uninstalling the nacelle may include one or more of the following steps:
- å heise et tårnrør opp til eller mot nacellen på tårnet; - to hoist a tower pipe up to or towards the nacelle of the tower;
- å avinstallere nacellens freme del fra tårnet; - to uninstall the forward part of the nacelle from the tower;
- å avinstallere nacellens bakre del fra tårnet; - to uninstall the rear part of the nacelle from the tower;
- å kople nacellens fremre del til tårnrøret; - to connect the front part of the nacelle to the tower tube;
- å kople nacellens bakre del til tårnrøret; - to connect the rear part of the nacelle to the tower tube;
- å heise ned tårnrøret; - to hoist down the tower pipe;
- å frakople nacellens fremre del fra tårnrøret og løfte nacellens fremre del bort fra tårnet; - å frakople nacellens bakre del fra tårnrøret og løfte nacellens bakre del bort fra tårnet; - å fjerne tårnrøret fra tårnet. - disconnecting the front part of the nacelle from the tower tube and lifting the front part of the nacelle away from the tower; - disconnecting the rear part of the nacelle from the tower tube and lifting the rear part of the nacelle away from the tower; - to remove the tower pipe from the tower.
I en utførelsesform av fremgangsmåten kan nacellens fremre og bakre del bli skrudd fast i ett og samme tårnrør. Den fremre delen av nacellen kan bli festet til en fremre del av tårnrøret, og den bakre delen av nacellen kan bli festet til en bakre del av tårnrøret. Tårnrøret kan være fast men bevegelig festet til tårnet, eller det kan være avtagbart festet til tårnet. Tårnrøret kan eksempelvis koples fra og fjernes fra tårnet etter installasjon av nacellen til toppen av tårnet, eller det kan koples fra tårnet etter at nacellen er senket og fjernet fra tårnet ved demontering av nacellen fra tårnet. Tårnet kan omfatte tårnrøret. In one embodiment of the method, the front and rear parts of the nacelle can be screwed into one and the same tower tube. The front part of the nacelle can be attached to a front part of the tower tube, and the rear part of the nacelle can be attached to a rear part of the tower tube. The tower pipe can be fixed but movable attached to the tower, or it can be removably attached to the tower. The tower pipe can, for example, be disconnected and removed from the tower after installation of the nacelle to the top of the tower, or it can be disconnected from the tower after the nacelle has been lowered and removed from the tower by dismantling the nacelle from the tower. The tower may include the tower pipe.
Nacellens fremre del kan være koblet til nacellens bakre del gjennom en del av tårnet. The front part of the nacelle can be connected to the rear part of the nacelle through a part of the tower.
Eksempelvis kan en drivlinje gå fra rotoren festet til nacellens fremre del til en generator i nacellens bakre del. Tårnet kan ha et hull hvorigjennom en del av drivlinjen kan knytte nacellens fremre del til nacellens bakre del For example, a drive line can go from the rotor attached to the front part of the nacelle to a generator in the rear part of the nacelle. The tower can have a hole through which part of the driveline can connect the front part of the nacelle to the rear part of the nacelle
Heiseinnretningen for å heise nacellen opp og ned kan typisk være en vinsj med vaier eller en tannstang i tårnets lengderetning, men er ikke begrenset til å være en av de to nevnte eksemplene. The hoisting device for hoisting the nacelle up and down can typically be a winch with cables or a toothed rack in the longitudinal direction of the tower, but is not limited to being one of the two examples mentioned.
I en utførelsesform kan tårnet ha flere tårnrør, og hver del av nacellen kan være koblet mot et eget tårnrør. For å unngå at tårnrør kan rotere utilsiktet om tårnets akse under heiseopperasjonen kan tårnet ha en ledeskinne langs tårnets lengderetning, som eksempelvis tårnrøret kan være koplet til. In one embodiment, the tower can have several tower tubes, and each part of the nacelle can be connected to a separate tower tube. To avoid that the tower pipe can rotate unintentionally about the tower's axis during the lifting operation, the tower can have a guide rail along the length of the tower, to which, for example, the tower pipe can be connected.
I utførelsesformer hvor vindturbinen har en roterbar nacelle kan tårnet typisk ha to tårnrør utenpå hverandre, innrettet slik at de mekanisk kan roteres i forhold til hverandre, der det innerste tårnrøret er festet til tårnet og det ytterste er festet mot en nacelle eller en del av en nacelle. In embodiments where the wind turbine has a rotatable nacelle, the tower can typically have two tower tubes outside of each other, arranged so that they can be mechanically rotated in relation to each other, where the innermost tower tube is attached to the tower and the outermost is attached to a nacelle or part of a nacelle.
Et tårnrør kan normalt være plassert eksempelvis over en posisjon for en nacelle på tårnet, under en posisjon for en nacelle. Et tårn kan ha et tårnrør over og et tårnrør under en nacelles posisjon på tårnet. Nacellens posisjon kan være en posisjon for installering av en nacelle som ikke er installert på tårnet, eller en posisjon hvor en nacelle er installert på tårnet. A tower pipe can normally be placed, for example, above a position for a nacelle on the tower, below a position for a nacelle. A tower can have a tower tube above and a tower tube below a nacelle's position on the tower. The nacelle's position can be a position for installing a nacelle that is not installed on the tower, or a position where a nacelle is installed on the tower.
Tårnet kan ha en horisontal åpning for å kople en nacelledel til en annen nacelledel, eksempelvis en fremre del av nacellen til en bakre del av nacellen. The tower can have a horizontal opening to connect a nacelle part to another nacelle part, for example a front part of the nacelle to a rear part of the nacelle.
I utførelsesformer av oppfinnelsen kan nacellen løftes opp over tårnet og senkes ned på tårnet, slik at tårnet penetrerer nacellen. Nacellen kan da være festet til et tårnrør, og da kan tårnrøret senkes over tårnet, slik at tårnet penetrerer tårnrøret. Nacellen og/eller tårnrører kan ha en traktlignende form, som kan utnyttes for å guide nacellen og/eller tårnrøret ned over tårnet. Dette kan eksempelvis være en aktuell løsning i utførelsesformer hvor tårnet kan senkes ned, hvor tårnet har begrenset høyde, eller hvor tilstrekkelig dimensjonert løfteutstyr til å heise nacellen og/eller tårnrøret over et høyt tårn er tilgjengelig. In embodiments of the invention, the nacelle can be lifted up above the tower and lowered onto the tower, so that the tower penetrates the nacelle. The nacelle can then be attached to a tower pipe, and then the tower pipe can be lowered over the tower, so that the tower penetrates the tower pipe. The nacelle and/or tower tubes can have a funnel-like shape, which can be used to guide the nacelle and/or tower tube down over the tower. This can, for example, be a relevant solution in embodiments where the tower can be lowered, where the tower has a limited height, or where sufficiently dimensioned lifting equipment to hoist the nacelle and/or tower tube over a tall tower is available.
Dersom et fundament for et flytende apparat for å utvinne energi fra vind omfatter løftemidlene kan dette ytterligere forenkle operasjonene. Utfordringer knyttet til slike operasjoner når utført på en typisk nacelle er nacellens betydelige vekt og relative bevegelser mellom en vindturbins tårn og fartøy med løftemidler. If a foundation for a floating device for extracting energy from wind includes the lifting means, this can further simplify the operations. Challenges associated with such operations when carried out on a typical nacelle are the nacelle's considerable weight and relative movements between a wind turbine's tower and vessels with lifting means.
I et tjuetredje aspekt beskrives et flytende apparat for å utvinne energi fra vind, hvor apparatet omfatter et fundament og to vindturbiner, hvor de to vindturbinene og deres tilhørende tårn er reist fra apparatets fundament og koplet sammen med hverandre ved i det minste ett strekkstag. In a twenty-third aspect, a floating apparatus for extracting energy from wind is described, wherein the apparatus comprises a foundation and two wind turbines, wherein the two wind turbines and their associated towers are raised from the foundation of the apparatus and connected to each other by at least one tension rod.
De to vindturbinene kan omfatte en første vindturbin og en andre vindturbin. Strekkstaget kan knytte en øvre del av den første vindturbinens tårn med en nedre del av den andre vindturbinens tårn. Flere strekkstag kan forbinde de to vindturbinenes tårn. Eksempelvis kan et første strekkstag knytte en øvre del av den første vindturbinens tårn til en øvre del av den andre vindturbinens tårn, et andre strekkstag knytte en øvre del av den første vindturbinens tårn til en nedre del av den andre vindturbinens tårn, og et tredje strekkstag knytte en nedre del av den første vindturbinens tårn til en øvre del av den andre vindturbinens tårn. The two wind turbines may comprise a first wind turbine and a second wind turbine. The tension rod can connect an upper part of the first wind turbine's tower with a lower part of the second wind turbine's tower. Several tie rods can connect the two wind turbine towers. For example, a first tension rod can connect an upper part of the first wind turbine's tower to an upper part of the second wind turbine's tower, a second tension rod can connect an upper part of the first wind turbine's tower to a lower part of the second wind turbine's tower, and a third tension rod connecting a lower part of the first wind turbine's tower to an upper part of the second wind turbine's tower.
De to tårnene kan hver omfatte et hengsel ved hvilke hengsler tårnene kan skifte mellom en reist og en liggende stilling. Tårnene kan være innrettet slik at de kan legges/reises symmetrisk i forhold til hverandre og en horisontal akse som går parallelt med en horisontal del av apparatets fundament. The two towers can each comprise a hinge by which hinges the towers can change between an upright and a lying position. The towers can be arranged so that they can be placed/erected symmetrically in relation to each other and a horizontal axis that runs parallel to a horizontal part of the device's foundation.
Apparatets fundament kan være et hvilket som helst fundament i henhold til beskrivelsens sjuende, åttende eller niende aspekt, eller en annen type fundament. Apparatets vindturbinen kan være knyttet til hverandre og/eller til en seksjon, typisk en ytre seksjon, av en horisontal del av fundamentet ved en flerhet av strekkstag for å ta opp bøyemoment. The foundation of the apparatus may be any foundation according to the seventh, eighth or ninth aspect of the description, or another type of foundation. The device's wind turbine can be connected to each other and/or to a section, typically an outer section, of a horizontal part of the foundation by a plurality of tension rods to take up bending moment.
De to vindturbinenes tårn kan stå skrått oppover fra fundamentet i reist stilling, slik at tårnene rager fra hverandre fra tårnenes bunn mot tårnenes topp. Dette vil tillate at tårnene står nær hverandre på fundamentet, mens det er god plass til at vindturbinenes blader kan rotere uten å fare for å kollidere ved tårnenes øvre ende. The towers of the two wind turbines can be tilted upwards from the foundation in the raised position, so that the towers protrude from each other from the bottom of the towers towards the top of the towers. This will allow the towers to stand close to each other on the foundation, while there is plenty of room for the wind turbine blades to rotate without the risk of colliding at the top end of the towers.
Tårnene kan være festet til hverandre og med fundamentet via en solid støttestruktur for å ta opp bøyemoment. Apparatet kan ha både en slik støttestruktur og tidligere nevnte strekkstag. The towers can be attached to each other and to the foundation via a solid support structure to absorb bending moment. The device can have both such a support structure and previously mentioned tension rods.
Et hvilket som helst av apparatene for å utvinne energi fra vind, kan omfatte et kontrollsystem. Kontrollsystemet kan eksempelvis være tilpasset for styring av rotorbrems, av vinkel på rotorblader, av motstand i generator, av rotasjon av fundament, og/eller av rotasjon av nacelle og/eller rotor. Kontrollsystemet kan omfatte én eller flere sensorer, eksempelvis for å hente informasjon om vindhastighet, vindretning, bølgehøyde, havstrømstyrke og havstrømretning, rotorbladenes pitch, rotorens rotasjonshastighet, vindturbinens posisjon og/eller vindturbinens stilling. Informasjonen kan brukes i forbindelse med kontrollsystemets styring, og/eller informasjonen kan samles og sendes til en mottaker for annen bruk som eksempelvis for å samle metrologisk data og/eller data til bruk eksempelvis for videreutvikling av design av apparater for utvinning av energi fra vind. Any of the apparatus for extracting energy from wind may include a control system. The control system can, for example, be adapted to control the rotor brake, the angle of the rotor blades, the resistance in the generator, the rotation of the foundation, and/or the rotation of the nacelle and/or rotor. The control system may include one or more sensors, for example to retrieve information about wind speed, wind direction, wave height, ocean current strength and ocean current direction, the pitch of the rotor blades, the rotor's rotation speed, the position of the wind turbine and/or the position of the wind turbine. The information can be used in connection with the control system's management, and/or the information can be collected and sent to a recipient for other use, such as for example to collect metrological data and/or data for use, for example for further development of the design of devices for extracting energy from wind.
Et slikt kontrollsystem kan være spesielt fordelaktig for apparater med flere vindturbiner, blant annet av årsaker relatert til stabilitet. Det flytende apparatet, med roterbart fundament, kan rotere som følge av naturkrefter, som inkluderer vind, havstrøm og bølger, i en retning som normalt vil legge overgangsdelen og vindturbinen nedstrøms ankerfestet i forhold til vindens retning. Such a control system can be particularly advantageous for devices with several wind turbines, among other things for reasons related to stability. The floating device, with a rotatable foundation, can rotate as a result of natural forces, which include wind, ocean currents and waves, in a direction that would normally place the transition part and the wind turbine downstream of the anchor in relation to the direction of the wind.
På et apparat som har et roterbart fundament og to eller flere vindturbiner kan apparatets vindturbiner påvirkes av en vind slik at apparatet dreier i det horisontale planet til det er likevekt mellom kraften vinden påfører vindturbinene i forhold til ankerinnfestningen. Kraften fra vinden på vindturbinene kan også føre til en nedgående kraft. Varierende kraft på vindturbinene fra vinden vil kunne føre til ulike nedadgående krefter påført apparatet og dets fundament fra de to eller flere vindturbinene. Denne ulikheten vil igjen kunne føre til sideveis tilt av apparatet og dets fundament. On a device that has a rotatable foundation and two or more wind turbines, the device's wind turbines can be affected by a wind so that the device rotates in the horizontal plane until there is equilibrium between the force the wind exerts on the wind turbines in relation to the anchor attachment. The force from the wind on the wind turbines can also lead to a downward force. Varying force on the wind turbines from the wind could lead to different downward forces applied to the device and its foundation from the two or more wind turbines. This inequality will in turn lead to sideways tilting of the appliance and its foundation.
Kontrollsystemet kan omfatte sensorer for å innhente informasjon fra flere vindturbiner. The control system may include sensors to obtain information from several wind turbines.
Kontrollsystemet kan videre omfatte et program for å bruke informasjon relatert til eksempelvis krefter som påvirker apparatet, apparatets stilling, apparatets posisjon, rotorbladenes pitch og rotorens rotasjonshastighet for å beregne apparatets stabilitet og om styring må utføres for å bedre stabiliteten. Styringen kan omfatte økt eller redusert bremsing av en rotor, endret motstand i en generator, endret pitch av rotorblader, rotasjon av en nacelle, rotasjon av en rotor, rotasjon av et vindturbintårn, eller rotasjon av fundamentet, eller annet. The control system can further include a program to use information related to, for example, forces affecting the device, the position of the device, the position of the device, the pitch of the rotor blades and the rotor's rotation speed to calculate the stability of the device and whether control must be performed to improve stability. The control may include increased or decreased braking of a rotor, changed resistance in a generator, changed pitch of rotor blades, rotation of a nacelle, rotation of a rotor, rotation of a wind turbine tower, or rotation of the foundation, or other.
Kontrollsystemet kan også brukes til å styre fundamentet for å bedre eller optimalisere apparatets energiproduksjon i forhold til rådende naturkrefter, inkludert krefter fra vind, havstrøm og bølger. The control system can also be used to control the foundation to improve or optimize the device's energy production in relation to prevailing natural forces, including forces from wind, ocean currents and waves.
Et slikt kontrollsystem kan bidra til apparatets stabilitet slik at fundamentets dimensjoner kan begrenses. Eksempelvis kan lengden og/eller tyngden av fundamentets vertikale del reduseres for et apparat med et slikt kontrollsystem relativt til et apparat uten et slikt kontrollsystem. Such a control system can contribute to the stability of the device so that the dimensions of the foundation can be limited. For example, the length and/or weight of the foundation's vertical part can be reduced for a device with such a control system relative to a device without such a control system.
Et hvilket som helst av de flytende apparatene for å utvinne energi fra vind i henhold til beskrivelsens tolvte til syttende aspekt og beskrivelsens tjuetredje aspekt kan omfatte et hvilket som helst trekk ved en del for et flytende apparat for å utvinne energi fra vind nevnt i forbindelse med fremgangsmåtene. En hvilken som helst av vindturbinene i henhold til beskrivelsens tiende eller ellevte aspekt kan omfatte et hvilket som helst av trekkene nevnt i forbindelse med deler for en vindturbin nevnt i forbindelse med fremgangsmåtene. Et hvilket som helst av fundamentene i henhold til beskrivelsens sjuende til niende aspekt kan omfatte et hvilket som helst av trekkene for et fundament nevnt i forbindelse med fremgangsmåtene. Any of the floating apparatus for extracting energy from wind according to the twelfth to seventeenth aspects of the specification and the twenty-third aspect of the specification may comprise any feature of a part for a floating apparatus for extracting energy from wind mentioned in connection with the procedures. Any of the wind turbines according to the tenth or eleventh aspects of the description may comprise any of the features mentioned in connection with parts for a wind turbine mentioned in connection with the methods. Any of the foundations according to the seventh to ninth aspects of the description may comprise any of the features of a foundation mentioned in connection with the methods.
Begrepet «tilte» går igjen i dokumentet. Dette begrepet viser til en endring av stilling for et objekt relativt til en akse eller et plan eller et annet objekt. Eksempelvis er tilt av fundamentet beskrevet. I den forbindelse viser «tilt» typisk til en endret vinkel av en vertikal del av fundamentet relativt til et horisontalt plan, eksempelvis et horisontalt plan gitt av en havoverflate ved stille hav.. En «tiltbar» øvre ende av et vindturbintårn er en øvre ende hvis stilling/vinkel kan endres relativt til en annen del av vindturbintårnet. The term "tilt" appears again in the document. This term refers to a change of position for an object relative to an axis or a plane or another object. For example, the tilt of the foundation is described. In this connection, "tilt" typically refers to a changed angle of a vertical part of the foundation relative to a horizontal plane, for example a horizontal plane given by a sea surface at calm seas.. A "tiltable" upper end of a wind turbine tower is an upper end whose position/angle can be changed relative to another part of the wind turbine tower.
Når det beskrives strekkstag mellom en øvre del av en vindturbin og en del av et fundament, kan dette strekkstaget være festet til et tilkoplingsmiddel på en fremside av vindturbinens rotor og vindturbinens blader, det som kan refereres til som oppstrøms bladene i vinden når vinden virker rett på vindturbinens blader. Andre strekkstag, eksempelvis strekkstag som knytter sammen to tårn, kan være festet til tårnene nedstrøms bladene. When describing a tension rod between an upper part of a wind turbine and a part of a foundation, this tension rod can be attached to a connecting means on a face of the wind turbine rotor and the wind turbine blades, what can be referred to as the upstream blades in the wind when the wind is acting straight on the wind turbine blades. Other tie rods, for example tie rods connecting two towers, can be attached to the towers downstream of the blades.
Et «strekkstag» kan være en vaier, en kjetting, en fiberstropp, eller en annen type line eller en form for stang som er egnet for å forbinde og ta opp krefter fra eksempelvis et tårn og en horisontal del av et fundament for en vindturbin eller to vindturbintårn. A "tensioning rod" can be a cable, a chain, a fiber strap, or another type of line or a form of rod that is suitable for connecting and absorbing forces from, for example, a tower and a horizontal part of a foundation for a wind turbine or two wind turbine towers.
I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: In the following, examples of preferred embodiments are described which are illustrated in the accompanying drawings, where:
Fig.1 illustrerer et tverrsnitt av et flytende apparat for utvinning av vindenergi, med fundamentet i henhold til det første aspekt ved oppfinnelsen, og med en vindturbin stående på fundamentet; Fig.1 illustrates a cross-section of a floating device for extracting wind energy, with the foundation according to the first aspect of the invention, and with a wind turbine standing on the foundation;
Fig.2 viser alternativ utførelsesform av apparatet med to vindturbiner sett forfra; Fig.2 shows an alternative embodiment of the device with two wind turbines seen from the front;
Fig.3 viser alternativ utførelsesform av apparatet med to vindturbiner sett ovenfra; Fig.3 shows an alternative embodiment of the device with two wind turbines seen from above;
Fig.4 viser alternativ utførelsesform av apparatet med én vindturbin sett ovenfra; Fig.4 shows an alternative embodiment of the device with one wind turbine seen from above;
Fig.5 viser alternativ utførelsesform av apparatet med en vindturbin sett forfra; Fig.5 shows an alternative embodiment of the device with a wind turbine seen from the front;
Fig.6 viser et tverrsnitt av en alternativ utførelsesform av apparatet med en naturlig oppdeling av fundament overgangsstykke og tårn; Fig.6 shows a cross-section of an alternative embodiment of the device with a natural division of foundation transition piece and tower;
Fig.7 viser et tverrsnitt av en ytterligere alternativ utførelsesform av fundamentet og vindturbinen, hvor vindturbinen har en delbar nacelle og apparatet omfatter løftemidler for å løfte nacellens deler mot eller fra toppen av tårnet; Fig.7 shows a cross-section of a further alternative embodiment of the foundation and the wind turbine, where the wind turbine has a divisible nacelle and the apparatus comprises lifting means for lifting the parts of the nacelle towards or from the top of the tower;
Fig 8 viser et tverrsnitt av en utførelsesform av et øvre overgangstykke; Fig 8 shows a cross-section of an embodiment of an upper transition piece;
Fig 9 viser en delbar nacelle som er påmontert et øvre overgangstykke som er penetrert av tårnet; Fig 9 shows a separable nacelle which is mounted on an upper transition piece which is penetrated by the tower;
Fig 10 viser en delbar nacelle som er påmontert et øvre overgangstykke, hvor nacellen er festet til en heisbom plassert i øvre del av tårnet; Fig 10 shows a divisible nacelle which is mounted on an upper transition piece, where the nacelle is attached to a lift boom located in the upper part of the tower;
Fig.11 viser øvre overgangstykke i en nedre posisjon, hvor nacellens fremre og bakre del er løsnet fra øvre overgangstykke og vist heist bort fra tårnet; Fig.11 shows the upper transition piece in a lower position, where the nacelle's front and rear parts are detached from the upper transition piece and shown lifted away from the tower;
Fig.12 viser et snitt av ytterligere alternativ utførelsesform av apparatet, hvor det vises et hev/ senk tårn i øvre posisjon, med fritthengende ballast avhengt i fundamentet; Fig.12 shows a section of a further alternative embodiment of the device, where a raise/lower tower is shown in the upper position, with free-hanging ballast suspended in the foundation;
Fig.13 viser et snitt av ytterligere alternativ utførelsesform av apparatet, hvor det vises et hev/ senk tårn i nedre posisjon, med fritthengende ballast avhengt i fundamentet; Fig.13 shows a section of a further alternative embodiment of the device, where a raise/lower tower is shown in the lower position, with free-hanging ballast suspended in the foundation;
Fig.14 viser et snitt av ytterligere alternativ utførelsesform av apparatet, hvor det vises et hev/ senk tårn i øvre posisjon, hvor nacellen er tiltet oppover for å kompensere for innretningens tilt; Fig.14 shows a section of a further alternative embodiment of the device, where a raise/lower tower is shown in the upper position, where the nacelle is tilted upwards to compensate for the device's tilt;
Fig.15 viser et alternativt fundament for et flytende apparat for utvinning av vindenergi sett ovenfra, hvor fundamentet har et flertall av rettende armer, hvorav to er leddet mot overgangsdelen og hvor armene er tilknyttet hvert sitt anker; Fig.15 shows an alternative foundation for a floating device for extracting wind energy seen from above, where the foundation has a plurality of righting arms, two of which are linked to the transition part and where the arms are each connected to an anchor;
Fig.16 viser et alternativt fundament for et flytende apparat for utvinning av vindenergi sett ovenfra, hvor fundamentet har tre armer tilknyttet en overgangsdel, hvorav én av armene er ikke-leddet forbundet til overgangsdel, hvor apparatet er forankret via et ankerfeste på en ytre del av den ikke-leddede armen; Fig.16 shows an alternative foundation for a floating device for extracting wind energy seen from above, where the foundation has three arms connected to a transition part, of which one of the arms is non-articulately connected to the transition part, where the device is anchored via an anchor attachment on an outer part of the non-articulated arm;
Fig.17 viser et alternativt fundament for et flytende apparat for utvinning av vindenergi sett ovenfra, hvor apparatet har tre vindturbiner og tre armer; Fig.17 shows an alternative foundation for a floating device for extracting wind energy seen from above, where the device has three wind turbines and three arms;
Fig.18 viser et snitt av et ankerfeste tilhørende et fundament for et flytende apparat for utvinning av vindenergi, hvor ankerfestet omfatter vinkelstabilisatorer; Fig.18 shows a section of an anchor fitting belonging to a foundation for a floating device for extracting wind energy, where the anchor fitting comprises angle stabilizers;
Fig.19 viser en alternativ utførelsesform av et apparat med to vindturbiner sett forfra, hvor apparatet har et heistårn i midten og hvor vindturbintårnene har hver sitt hengsel og hvor en øvre del av vindturbintårnene er tiltet til en nedre posisjon om hengselet; Fig.19 shows an alternative embodiment of an apparatus with two wind turbines seen from the front, where the apparatus has a lift tower in the middle and where the wind turbine towers each have their own hinge and where an upper part of the wind turbine towers is tilted to a lower position around the hinge;
Fig.20 viser utførelsesformen vist i figur 19 sett forfra, her med hvert av tårnene reist til en øvre posisjon om hengselet; Fig. 20 shows the embodiment shown in Fig. 19 seen from the front, here with each of the towers raised to an upper position about the hinge;
Fig.21 viser en alternativ utførelsesform av apparatet med to vindturbiner sett forfra, hvor apparatet har et heistårn i midten som i en forlengelse også omfatter et vertikalt ben, hvor øvre del av to vindturbintårn er hengslet mot heistårnet og er tiltet til en nedre posisjon om hengselet; Fig.21 shows an alternative embodiment of the device with two wind turbines seen from the front, where the device has a lift tower in the middle which in an extension also includes a vertical leg, where the upper part of two wind turbine towers is hinged against the lift tower and is tilted to a lower position about the hinge;
Fig.22 viser utførelsesformen av apparatet vist i figur 21 sett forfra, her med reist heistårn og reiste vindturbiner; Fig. 22 shows the embodiment of the apparatus shown in Fig. 21 seen from the front, here with erected lift tower and erected wind turbines;
Fig.23 viser utførelsesformen av apparatet vist i figur 21 og figur 22 sett forfra, med et heistårn i midten som i en forlengelse også omfatter et vertikalt ben senket til operasjonell stilling, hvor begge vindturbintårnene er reist til en øvre posisjon om hengsel; Fig.23 shows the embodiment of the apparatus shown in figure 21 and figure 22 seen from the front, with a lift tower in the middle which in an extension also includes a vertical leg lowered to the operational position, where both wind turbine towers are raised to an upper position on a hinge;
Fig.24 viser en alternativ utførelsesform av apparatet med to vindturbiner sett forfra, med et heistårn i midten som i en forlengelse også omfatter et vertikalt ben, hvor tårnet står i nedre stilling påmontert horisontale tårnstag som nacellene er festet på; Fig.24 shows an alternative embodiment of the device with two wind turbines seen from the front, with a lift tower in the middle which in an extension also includes a vertical leg, where the tower stands in the lower position mounted on horizontal tower stays on which the nacelles are attached;
Fig.25 viser utførelsesformen vist i figur 24 sett forfra, hvor heistårnet står i øvre stilling påmontert horisontale tårnstag som nacellene er festet på; Fig. 25 shows the embodiment shown in figure 24 seen from the front, where the lift tower is in the upper position mounted on horizontal tower struts to which the nacelles are attached;
Fig.26 viser en alternativ utførelsesform av apparatet med to vindturbiner sett forfra, med et heistårn i midten som i en forlengelse også omfatter et vertikalt ben, hvor øvre del av tårnet er tilkoblet en heisemekanisme, som her vist har senket horisontale tårnstag som nacellene er montert på til en nedre stilling; og Fig.26 shows an alternative embodiment of the device with two wind turbines seen from the front, with a lift tower in the middle which, in an extension, also includes a vertical leg, where the upper part of the tower is connected to a lift mechanism, which here is shown to have lowered horizontal tower stays that are the nacelles mounted on to a lower position; and
Fig.27 viser alternativ utførelsesform av apparatet med fire vindturbiner sett forfra, i en operasjonell stilling. Fig.27 shows an alternative embodiment of the device with four wind turbines seen from the front, in an operational position.
Merk at figurene er ment å illustrere oppfinnelsen(e) beskrevet i dokumentet, ikke nødvendigvis å nøyaktig gjengi de illustrerte gjenstandenes detaljer. Figurene er ikke tegnet i skala. Note that the figures are intended to illustrate the invention(s) described in the document, not necessarily to accurately reproduce the details of the illustrated items. The figures are not drawn to scale.
Figur 1 viser en utførelsesform av fundamentet 1 i henhold til oppfinnelsens første aspekt, i operasjonell stilling i et hav 900 med en havoverflate 901, hvor fundamentet 1 har et ankerfeste 11, en overgangsdel 12, et vertikalt, rettende ben 13 og en horisontal, rettende arm 14 som forbinder ankerfestet 11 med overgangsdelen 12. Figure 1 shows an embodiment of the foundation 1 according to the first aspect of the invention, in operational position in a sea 900 with a sea surface 901, where the foundation 1 has an anchor attachment 11, a transition part 12, a vertical, righting leg 13 and a horizontal, righting arm 14 which connects the anchor attachment 11 with the transition part 12.
Benet 13 og armen 14 er i utførelsesformen sylinderformede, og begge har et flertall av kammer 16 som selektivt kan fylles med vann 162 eller annen ballast tyngre enn vann, eller med luft 161 eller annet stoff lettere enn vann, for å justere på fundamentets tyngde og/eller oppdriftspunkt. Normalt vil kamrenes 16 innhold være av en slik masse at armen 14 er tilstrekkelig tung til å ligge under havoverflaten, men i enkelte tilfeller kan det være aktuelt å endre innholdet i kamrene 16 slik at armen 14 kan være semisubmersibel. The leg 13 and the arm 14 are in the embodiment cylindrical, and both have a plurality of chambers 16 which can be selectively filled with water 162 or other ballast heavier than water, or with air 161 or other substance lighter than water, to adjust the foundation's weight and /or buoyancy point. Normally, the contents of the chambers 16 will be of such a mass that the arm 14 is sufficiently heavy to lie below the sea surface, but in some cases it may be relevant to change the contents of the chambers 16 so that the arm 14 can be semi-submersible.
I utførelsesformen på figur 1 er benet 13 forbundet med armen 14 i en første ende av armen 14, mens overgangsdelen 12 er forbundet med armen 14 i en andre, motsatt ende av armen 14. In the embodiment in Figure 1, the leg 13 is connected to the arm 14 at a first end of the arm 14, while the transition part 12 is connected to the arm 14 at a second, opposite end of the arm 14.
På overgangsdelen 12 står det en vindturbin 2. Vindturbinen har et tårn 21, en nacelle 22, en rotor 23 og blader 24. Sammen med fundamentet 1 utgjør vindturbinen 2 et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind. On the transition part 12 there is a wind turbine 2. The wind turbine has a tower 21, a nacelle 22, a rotor 23 and blades 24. Together with the foundation 1, the wind turbine 2 forms a floating device 100 for extracting energy from wind.
Den horisontale, rettende armen 14 er her vist med luft 161 i tre kammer 16 nærmest overgangsdelen 12, og ett kammer nærmest benet 13 for å ta opp en betydelig del av vekten av overgangsdelen 12 og benet 13. Videre har den horisontale, rettende armen 14 vann 162 luft i de resterende øvrige kamrene 16. Antallet kammer 16 og fordelingen av luft 161 og vann 162 i dem er kun vist for å illustrere at det er mulig å ha en selektiv fordeling av vekt og oppdrift i kamrene 16, den er ikke nødvendigvis representativ for hvordan fordelingen vil se ut i en stabil operasjonell utførelsesform. The horizontal righting arm 14 is shown here with air 161 in three chambers 16 closest to the transition part 12, and one chamber closest to the leg 13 to take up a significant part of the weight of the transition part 12 and the leg 13. Furthermore, the horizontal righting arm 14 has water 162 air in the remaining other chambers 16. The number of chambers 16 and the distribution of air 161 and water 162 in them is only shown to illustrate that it is possible to have a selective distribution of weight and buoyancy in the chambers 16, it is not necessarily representative of how the distribution will look in a stable operational embodiment.
Det vertikale, rettende benet 13 har i den viste utførelsesformen en laveste seksjon 15 med et materiale av svært høy egenvekt. In the embodiment shown, the vertical, straightening leg 13 has a lowest section 15 with a material of very high specific gravity.
Fundamentet 1 er forankret ved hjelp av anker 3 som er knyttet til fundamentets 1 ankerfeste 11 via ankerliner 31. Ankerfestet 11 inkluderer et ankertårn 70 som rager opp fra armen 14 og over havoverflaten 901. Dette ankertårnet 70 vil kunne motvirke krefter påført fundamentet 1 fra en ankerline 31 ved at ankertårnet 70, ved å trekkes nedover, vil fortrenge vann og dermed sørge for økt oppdrift. The foundation 1 is anchored by means of anchor 3 which is connected to the foundation's 1 anchorage 11 via anchor lines 31. The anchorage 11 includes an anchor tower 70 which projects up from the arm 14 and above the sea surface 901. This anchor tower 70 will be able to counteract forces applied to the foundation 1 from a anchor line 31 in that the anchor tower 70, by being pulled down, will displace water and thus ensure increased buoyancy.
Ved at fundamentet 1 er forankret i ankerfestet 11 med en horisontal avstand til og stivt forbundet med overgangsdelen 12, kan overgangsdelen 12 rotere rundt ankerfestet 11. Fundamentet 1 er bygget og ankret slik at den vil være naturlig roterende som følge av krefter fra vind, strøm og/eller bølger. Utførelsesformen av fundamentet 1 inkluderer en motorisert propell 17, som kan brukes til å styrt rotasjon av fundamentet 1. Propellen 17 kan eksempelvis brukes for å rotere fundamentet tilbake til en utgangsposisjon om fundamentet eksempelvis har rotert mer enn 1 omdreining fra utgangsposisjonen. Dette kan være fordelaktig eksempelvis for å unngå tvist av eventuelle kabler og/eller liner og/eller lignende koplet til apparatet 100. I de fleste tilfeller vil fundamentet 1 naturlig rotere seg slik at hovedvindretningen vil være lik retningen fra ankerfestet 11 til overgangsdelen 12, slik at overgangsdelen 12 blir stående i det vesentligste nedstrøms for ankerfestet 11 i en vind som virker på fundamentet. Derfor monteres vindturbinene 2 slik som vist på figur 1, med vindturbinens front med rotor 23 og blader 24 vendt mot ankerfestet 11, slik at bladene 24 får stå i det vesentligste i en optimal stilling, 90 grader på vindretningen. As the foundation 1 is anchored in the anchor 11 with a horizontal distance to and rigidly connected to the transition part 12, the transition part 12 can rotate around the anchor 11. The foundation 1 is built and anchored so that it will naturally rotate as a result of forces from wind, current and/or waves. The embodiment of the foundation 1 includes a motorized propeller 17, which can be used to control the rotation of the foundation 1. The propeller 17 can, for example, be used to rotate the foundation back to an initial position if the foundation has, for example, rotated more than 1 revolution from the initial position. This can be advantageous, for example, to avoid tangles of any cables and/or lines and/or the like connected to the device 100. In most cases, the foundation 1 will naturally rotate so that the main wind direction will be equal to the direction from the anchorage 11 to the transition part 12, as that the transitional part 12 remains essentially downstream of the anchorage 11 in a wind acting on the foundation. Therefore, the wind turbines 2 are mounted as shown in Figure 1, with the front of the wind turbine with rotor 23 and blades 24 facing the anchor 11, so that the blades 24 are essentially in an optimal position, 90 degrees to the wind direction.
For å redusere et bøyemoment mellom den rettende armen 14 og tårnet 21 inkluderer apparatet 100 videre et første strekkstag 43 som strekker seg fra armens første ende, ved ankertårnet 70, til et frontparti av nacellen 22 ved rotoren 23. For å redusere et bøyemoment mellom den rettende armen 14 og det rettende benet 13 inkluderer apparatet 100 videre et andre strekkstag 44 som strekker seg fra en nedre del av det rettende benet 13 til den rettende armen 14 nær overgangsdelen 12. To reduce a bending moment between the righting arm 14 and the tower 21, the apparatus 100 further includes a first tension rod 43 which extends from the first end of the arm, at the anchor tower 70, to a front portion of the nacelle 22 at the rotor 23. To reduce a bending moment between the the straightening arm 14 and the straightening leg 13, the apparatus 100 further includes a second tension rod 44 which extends from a lower part of the straightening leg 13 to the straightening arm 14 near the transition part 12.
Overgangsdelen 12 til fundamentet 1 har i utførelsesformen en vertikal overgangsdelseksjon 121 og en horisontal overgangsdelseksjon 122. Vindturbinen 2 står på den vertikale seksjonen 121 og den horisontale, rettende armen 14 er stivt festet til den horisontale seksjonen 122. Ved tøffe forhold, eksempelvis ved høye bølger og sterk vind, vil fundamentet 1 kunne påføres sterke bøyemomenter og/eller skjærkrefter mellom den vertikale delen 121 og den horisontale delen 122. Derfor er fundamentet 1 også utstyrt med et konstruksjonselement 123 for å ta opp slike krefter. In the embodiment, the transition part 12 to the foundation 1 has a vertical transition part section 121 and a horizontal transition part section 122. The wind turbine 2 stands on the vertical section 121 and the horizontal, righting arm 14 is rigidly attached to the horizontal section 122. In harsh conditions, for example with high waves and strong wind, the foundation 1 will be able to be subjected to strong bending moments and/or shear forces between the vertical part 121 and the horizontal part 122. Therefore, the foundation 1 is also equipped with a construction element 123 to absorb such forces.
I utførelsesformen har overgangsdelen 12 videre en åpen nedre ende 125. Den åpne løsningen tillater vann å bevege seg i den nedre enden 125, hvilket reduserer oppdriften direkte under vindturbinen 2, og vil være stabiliserende, særlig vertikalt, da bølger på grunn av utformingen vil ha mindre effekt på vindturbinens 2 vertikale posisjon da bølgene fritt kan strømme inn i overgangsdel 12 og tårn 21. In the embodiment, the transition part 12 further has an open lower end 125. The open solution allows water to move in the lower end 125, which reduces the buoyancy directly under the wind turbine 2, and will be stabilizing, especially vertically, as waves due to the design will have less effect on the vertical position of the wind turbine 2 as the waves can freely flow into the transition part 12 and tower 21.
Figur 2 viser en utførelse av et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind sett forfra i operasjonell posisjon, med fundamentet 1 med to vindturbiner 2. Hver vindturbin 2 har et tårn 21 som er leddet i en øvre tårndel 211 og en nedre tårndel 212. De to øvre tårndelene 21 er forbundet med vaier 73 og de to nedre tårndelene med et stag 74. Fundamentet har et vertikalt, rettende ben 13 og en horisontal, rettende arm 14 som begge er knyttet til en overgangsdel 12. Figure 2 shows an embodiment of a floating device 100 for extracting energy from wind seen from the front in operational position, with the foundation 1 with two wind turbines 2. Each wind turbine 2 has a tower 21 which is articulated in an upper tower part 211 and a lower tower part 212 The two upper tower parts 21 are connected by cables 73 and the two lower tower parts by a stay 74. The foundation has a vertical, straightening leg 13 and a horizontal, straightening arm 14, both of which are connected to a transition part 12.
Figur 3 viser en utførelsesform av et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind 1 sett ovenfra i operasjonell posisjon, hvor apparatet 100 har to vindturbiner 2 reist fra et fundament 1. De to vindturbinene 2 har hvert sitt tårn 21. Tårnene 21 er forbundet via en vaier 73. Fundamentet 1 har en rettende, horisontal arm 14, og et ankerpunkt 11 tilknyttet en første ende av armen 14 og en overgangsdel 12 for å bære vindturbinene 2 tilknyttet en andre, motsatt ende av armen 14. Apparatet 100 har videre ett strekkstag 43 strukket fra hver vindturbins 2 rotor 23 til ankerpunktet 11. Figure 3 shows an embodiment of a floating device 100 for extracting energy from wind 1 seen from above in operational position, where the device 100 has two wind turbines 2 raised from a foundation 1. The two wind turbines 2 each have their own tower 21. The towers 21 are connected via a wire 73. The foundation 1 has a straightening, horizontal arm 14, and an anchor point 11 connected to a first end of the arm 14 and a transition part 12 for carrying the wind turbines 2 connected to a second, opposite end of the arm 14. The apparatus 100 further has a tension rod 43 stretched from each wind turbine's 2 rotor 23 to the anchor point 11.
Figur 4 viser en utførelsesform av det flytende apparatet 100 sett ovenfra i operasjonell posisjon, hvor apparatet omfatter en vindturbin 2 og et fundament 1, hvor vindturbinen 2 er reist på en overgangsdel 12 tilhørende fundamentet 1. Også dette apparatet 100 har et strekkstag 43 strukket mellom et ankerfeste 11 tilhørende fundamentet 1 og vindturbinens 2 rotor 23 for å ta opp bøyekrefter. Figure 4 shows an embodiment of the floating device 100 seen from above in operational position, where the device comprises a wind turbine 2 and a foundation 1, where the wind turbine 2 is erected on a transition part 12 belonging to the foundation 1. This device 100 also has a tension rod 43 stretched between an anchor attachment 11 belonging to the foundation 1 and the rotor 23 of the wind turbine 2 to take up bending forces.
Figur 5 viser en utførelse av apparatet 100 forfra i operasjonell posisjon, hvor apparatet har en vindturbin 2 reist på et fundament 1 en vindturbin 2. Apparatet omfatter videre et ballastelement 45 som er bevegelig opphengt i fundamentet 1, for å stabilisere fundamentet 1. Ballastelementet 45 har et senterhull som er penetrert av et vertikalt, rettende ben 13 tilhørende fundamentet 1. Ved tilt av fundamentet 1 vil ballastelementet 45 komme i kontakt med det rettende benet 13 og påføre det rettende benet 13 en kraft som vil virke rettende på fundamentet 1. Figure 5 shows an embodiment of the apparatus 100 from the front in operational position, where the apparatus has a wind turbine 2 erected on a foundation 1 a wind turbine 2. The apparatus further comprises a ballast element 45 which is movably suspended in the foundation 1, in order to stabilize the foundation 1. The ballast element 45 has a center hole that is penetrated by a vertical, righting leg 13 belonging to the foundation 1. When the foundation 1 is tilted, the ballast element 45 will come into contact with the righting leg 13 and apply a force to the righting leg 13 that will have a righting effect on the foundation 1.
Figur 6 illustrerer et nedre overgangsstykke 75 som huser en generator 25 for å forbinde et tårn 21 med en overgangsdel 12. På figuren er det illustrert at det nedre overgangsstykket 75 er en separat del i forhold til tårnet 21 og overgangsdelen 12. Generatoren 25 kan vendes, slik at den står på høykant i det nedre overgangsstykket 76 for å hentes ut av det nedre overgangsstykket 75, eksempelvis for reparasjon eller for å bytte generator 25. Nedre overganstykke 75 kan festes til overgangsdelen 12 og til tårnet 21, eksempelvis ved at det sveises eller boltes fast. Figure 6 illustrates a lower transition piece 75 which houses a generator 25 to connect a tower 21 with a transition part 12. In the figure it is illustrated that the lower transition piece 75 is a separate part in relation to the tower 21 and the transition part 12. The generator 25 can be turned , so that it stands on its edge in the lower transition piece 76 to be taken out of the lower transition piece 75, for example for repair or to replace the generator 25. The lower transition piece 75 can be attached to the transition part 12 and to the tower 21, for example by welding or bolted on.
Figur 6 viser videre en utførelsesform hvor vindturbinens nacelle 22 er permanent rotasjonsfast festet til tårnet 21, ved at den, i denne utførelsesformen, er boltet fast. I andre utførelsesformer kan nacellen 22 eksempelvis være sveiset fast. Nacellen 22 kan i alternative utførelsesformer være bevegelig festet til tårnet 21 men med begrenset bevegelighet. En rotasjonsfast, forbindelse øker potensielt den strukturelle styrken til forbindelsen mellom tårnet 21 og nacellen 22 sett i forhold til typiske ikke-rotasjonsfaste forbindelser. Figure 6 further shows an embodiment where the wind turbine's nacelle 22 is permanently rotatably attached to the tower 21, in that, in this embodiment, it is bolted firmly. In other embodiments, the nacelle 22 can, for example, be welded. In alternative embodiments, the nacelle 22 can be movably attached to the tower 21 but with limited mobility. A rotationally fixed connection potentially increases the structural strength of the connection between the tower 21 and the nacelle 22 compared to typical non-rotationally fixed connections.
Vindturbinen 2 har et vinkelgir 230, samt en drivlinje 26 som går fra rotoren 23 til generatoren 25 for å overføre rotasjonskrefter til generatoren 25 for utvinning av elektrisk energi. Nacellen 22 er videre vist penetrert av tårnet 21, med vinkelgir 230 plassert i et hulrom i tårnet 21 med en aksel inn til rotoren 23. The wind turbine 2 has a bevel gear 230, as well as a drive line 26 which runs from the rotor 23 to the generator 25 to transfer rotational forces to the generator 25 for the extraction of electrical energy. The nacelle 22 is further shown penetrated by the tower 21, with bevel gear 230 placed in a cavity in the tower 21 with a shaft into the rotor 23.
Den rotasjonsfaste forbindelsen mellom tårnet 21 og nacellen 22 tillater at generatoren 25 plasseres i nedre overgangsstykke 75 i en avstand fra nacellen 22. I denne utførelsesformen er generatoren 25 fordelaktig plassert helt nede ved fundamentets 1 overgangsdel 12. En slik plassering gjør at generatoren 25 er lettere tilgjengelig for vedlikehold og/eller reparasjon. En annen svært betydelig fordel ved at generatoren 25 flyttes ned i nedre overgangsstykke 75, under tårn 21 er at en kan utnytte overgansdelens 21 diameter. Videre, ved at vekten av generatoren 25 flyttes nærmere havoverflaten vil de potensielle tiltekreftene som må tas hensyn til med tanke på fundamentets stabilitet reduseres betydelig. Dermed kan fundamentet 1 ha tilstrekkelig stabilitet med kortere og/eller lettere horisontal, rettende armen 14 og/eller vertikalt, rettende ben 13, sett i forhold til et fundament for et apparat 100 med generatoren 25 plassert i vindturbinens 2 nacelle. The rotationally fixed connection between the tower 21 and the nacelle 22 allows the generator 25 to be placed in the lower transition piece 75 at a distance from the nacelle 22. In this embodiment, the generator 25 is advantageously placed at the very bottom of the foundation 1 transition part 12. Such a placement means that the generator 25 is lighter available for maintenance and/or repair. Another very significant advantage of the generator 25 being moved down into the lower transition piece 75, below the tower 21 is that the diameter of the transition part 21 can be utilized. Furthermore, by moving the weight of the generator 25 closer to the sea surface, the potential tilting forces that must be taken into account with regard to the foundation's stability will be significantly reduced. Thus, the foundation 1 can have sufficient stability with a shorter and/or lighter horizontal, righting arm 14 and/or vertical, righting leg 13, seen in relation to a foundation for an apparatus 100 with the generator 25 located in the nacelle of the wind turbine 2.
Fundamentet 1 vist på figur 6 har videre en ballasttank 141 plassert på en motsatt side av overgangsdelen 12 i forhold til fundamentets 1 ankerfeste 11, som selektivt kan fylles eller tømmes for ballast, hvor ballasten eksempelvis kan være sjøvann. Denne ballasttanken 141 kan typisk være fylt med vann under normale forhold, men tømmes for vann for å sørge for oppdrift på baksiden av vindturbinen 2 ved sterk vind for å motvirke tilt. The foundation 1 shown in Figure 6 also has a ballast tank 141 located on an opposite side of the transition part 12 in relation to the foundation 1 anchorage 11, which can be selectively filled or emptied of ballast, where the ballast can for example be seawater. This ballast tank 141 can typically be filled with water under normal conditions, but is emptied of water to provide buoyancy on the back of the wind turbine 2 in strong winds to counteract tilting.
Figur 7 viser videre en alternativ utførelsesform av apparatet 100, og av fundamentet 1 og vindturbinen 2, der nacellen 22 er senket til en nedre stilling. I denne utførelsesformen har vindturbinen en delbar nacelle 22 som er penetrert av tårn 21. Nacellen 22 har en fremre del 221 og en bakre del 222 som er påmontert en øvre nacellebærer 92. Apparatet 100 omfatter løftemidler 27 som inkluderer en vinsj med trinser og vaiere, som kan brukes til å utføre løft av nacellens 22 deler 221, 222. Figure 7 further shows an alternative embodiment of the device 100, and of the foundation 1 and the wind turbine 2, where the nacelle 22 is lowered to a lower position. In this embodiment, the wind turbine has a divisible nacelle 22 which is penetrated by tower 21. The nacelle 22 has a front part 221 and a rear part 222 which is mounted on an upper nacelle carrier 92. The apparatus 100 comprises lifting means 27 which include a winch with pulleys and cables, which can be used to lift the nacelle's 22 parts 221, 222.
Figur 7 viser videre at vinkelgir 230 er i bakre nacelledel 222 og frikoblet fra drivaksel 261. Fremre nacelledel 221 og bakre nacelledel 222 kan da løses fra øvre nacellebærer 92. Figure 7 further shows that bevel gear 230 is in rear nacelle part 222 and disconnected from drive shaft 261. Front nacelle part 221 and rear nacelle part 222 can then be detached from upper nacelle carrier 92.
Figur 8a viser et øvre overgangsstykke 90. Overgangsstykket omfatter et tårnrør 91 som kan plasseres omkring en del av et tårn 21 for å bære en nacelle 22 på tårnet 21.Tårnrøret 91 er her vist med en utadgående kon for å forenkle plassering av tårnrøret 91 rundt tårnet 21. Tårnrøret 91 kan festes til tårnet 21 for å bære en last av nacellen 22. Tårnrøret omfatter en øvre nacellebærer 92 og en nedre nacellebærer 93, samt en tiltemekanisme 80 som her inkluderer en hydraulisk sylinder 81 og et hengsel 82 for å tillate tilting av den øvre nacellebæreren 92 relativt til den nedre nacellebæreren 93, samt et øvre rotasjonsmiddel 96 og et øvre lager 94 for å rotere øvre nacellebærer 92 relativt til nedre nacellebærer 93, og et nedre rotasjonsmiddel 97 og et nedre lager 95 for å rotere nedre nacellebærer 93 på tårnrøret 91 og relativt til tårnet 21. Ved å ha både det øvre rotasjonsmiddelet 96 og det nedre rotasjonsmiddelet 97 har tårnrøret en redundant rotasjonsmekanisme. Figure 8a shows an upper transition piece 90. The transition piece comprises a tower pipe 91 which can be placed around part of a tower 21 to carry a nacelle 22 on the tower 21. The tower pipe 91 is shown here with an outward cone to simplify placement of the tower pipe 91 around the tower 21. The tower tube 91 can be attached to the tower 21 to carry a load of the nacelle 22. The tower tube comprises an upper nacelle carrier 92 and a lower nacelle carrier 93, as well as a tilting mechanism 80 which here includes a hydraulic cylinder 81 and a hinge 82 to allow tilting of the upper nacelle carrier 92 relative to the lower nacelle carrier 93, as well as an upper rotation means 96 and an upper bearing 94 to rotate the upper nacelle carrier 92 relative to the lower nacelle carrier 93, and a lower rotation means 97 and a lower bearing 95 to rotate the lower nacelle carrier 93 on the tower tube 91 and relative to the tower 21. By having both the upper rotation means 96 and the lower rotation means 97, the tower tube has a redundant rotation mechanism.
Figur 8b viser en annen utførelsesform av et øvre overgangsstykke 90, hvor det øvre overgangsstykket omfatter et tårnrør 91 som kan plasseres omkring en del av et tårn 21. Tårnrøret 91 kan festes til et tårn for en vindturbin, og kan bære lasten av en nacelle 22. Tårnrøret 91 omfatter en øvre nacellebærer 92, samt et øvre lager 94 for å rotere øvre nacellebæreren 92 om tårnrøret 91 ved hjelp av et øvre rotasjonsmiddel 96. Figure 8b shows another embodiment of an upper transition piece 90, where the upper transition piece comprises a tower pipe 91 which can be placed around part of a tower 21. The tower pipe 91 can be attached to a tower for a wind turbine, and can carry the load of a nacelle 22 The tower tube 91 comprises an upper nacelle carrier 92, as well as an upper bearing 94 to rotate the upper nacelle carrier 92 about the tower tube 91 by means of an upper rotation means 96.
Figur 9 viser en utførelsesform av en delbar nacelle 22 i sin øvre stilling påmontert et øvre overgangsstykke 90, som er penetrert av et tårn 21. Nacellens 22 bakre del 222 og fremre del 221 er fast montert på en øvre nacellebærer 92 tilhørende overgangsstykket 90, og tårnrøret 91 er fast montert til tårn 21. Tårnet 21 omfatter et løftemiddel 27, montert på en øvre ende av tårnet 21. Figur 9 viser videre en rotor 23 festet til nacellens 22 fremre del 221, og en stiv innfestningsstruktur 231 mekanisk festet til en stasjonær del av rotoren 23. Figure 9 shows an embodiment of a divisible nacelle 22 in its upper position mounted on an upper transition piece 90, which is penetrated by a tower 21. The rear part 222 and front part 221 of the nacelle 22 are fixedly mounted on an upper nacelle carrier 92 belonging to the transition piece 90, and the tower tube 91 is fixedly mounted to tower 21. The tower 21 comprises a lifting means 27, mounted on an upper end of the tower 21. Figure 9 further shows a rotor 23 attached to the front part 221 of the nacelle 22, and a rigid attachment structure 231 mechanically attached to a stationary part of the rotor 23.
Innfestningsstrukturen 231 forbinder et strekkstag til rotorens stasjonære del og derigjennom til nacellen 22 og den øvre delen av tårnet 21. Strekkstag 43 er videre festet til innretning 251 som er designet for å ta vindkrefter som virker mot nacellen 22. The attachment structure 231 connects a tension rod to the stationary part of the rotor and through it to the nacelle 22 and the upper part of the tower 21. Tension rod 43 is further attached to device 251 which is designed to absorb wind forces acting against the nacelle 22.
Figur 10 illustrerer en nacelle 22 i en midtre stilling påmontert et øvre overgangsstykke 90 som er penetrert av et tårn 21. Overgangsstykket 90 omfatter et tårnrør 91 og en øvre nacellebærer 92. Nacellen 22 er fast montert på nacellebæreren 92. Tårnrøret 91 er løsnet fra tårnet 21 og kan således føres opp og ned. Tårnet 21 omfatter et løftemiddel 27 som omfatter trinser og en heiseline. Heislinen 27 er festet til nacellen 22 og bærer vekten av nacellen 22. Denne alternative utførelsen viser det som gjerne kalles en «direct drivekonfigurasjon» der generatoren 25 utgjør hovedvekten. Figur 10 viser videre en innfestingsstruktur 231 som er mekanisk festet til tårnet 21, og et strekkstag 43 festet til innfestningsstrukturen 231. Strekkstaget 43 er her vist hvilende mot en stasjonær del av en rotor 23 tilhørende nacellen 22. Innfestningsstrukturen 231 er festet til strekkstag 43 som er designet for å ta vindkrefter som virker mot nacellen 22. Figure 10 illustrates a nacelle 22 in a middle position mounted on an upper transition piece 90 which is penetrated by a tower 21. The transition piece 90 comprises a tower tube 91 and an upper nacelle carrier 92. The nacelle 22 is firmly mounted on the nacelle carrier 92. The tower tube 91 is detached from the tower 21 and can thus be moved up and down. The tower 21 comprises a lifting means 27 which comprises pulleys and a hoisting cable. The hoist line 27 is attached to the nacelle 22 and carries the weight of the nacelle 22. This alternative embodiment shows what is often called a "direct drive configuration" where the generator 25 constitutes the main weight. Figure 10 further shows an attachment structure 231 which is mechanically attached to the tower 21, and a tension rod 43 attached to the attachment structure 231. The tension rod 43 is shown here resting against a stationary part of a rotor 23 belonging to the nacelle 22. The attachment structure 231 is attached to tension rod 43 which is designed to take wind forces acting against the nacelle 22.
Figur 11 viser et tårnrør 91 med en nacelle 22 i en nedre stilling, hvor tårnrøret 91 er penetrert av et tårn 21. Tårnrøret 91 hviler mot en nedre del av tårnet 21. Nacellen 22 har en fremre del 221 og en bakre del 222 som på figuren er løsnet fra øvre nacellebærer 92 og som henger i hver sin heiseline 26. Figur 11 viser videre en rotor 23 med en roterende del 232 og en svivel 233 festet til roterbart festet til rotorens 23 roterende del 232 slik at svivelen 233 kan rotere relativt til rotorens 23 roterende del 232. Svivelen 233 fungerer som en innfestningsstruktur 231 for å knytte et strekkstag 43 til tårnet 21 via nacellen 22 via rotoren 23. Figure 11 shows a tower pipe 91 with a nacelle 22 in a lower position, where the tower pipe 91 is penetrated by a tower 21. The tower pipe 91 rests against a lower part of the tower 21. The nacelle 22 has a front part 221 and a rear part 222 as in figure is detached from the upper nacelle carrier 92 and which hangs in each of its hoist lines 26. Figure 11 further shows a rotor 23 with a rotating part 232 and a swivel 233 attached to rotatably attached to the rotating part 232 of the rotor 23 so that the swivel 233 can rotate relative to the rotating part 232 of the rotor 23. The swivel 233 functions as an attachment structure 231 to connect a tension rod 43 to the tower 21 via the nacelle 22 via the rotor 23.
Figur 12 viser videre en alternativ utførelsesform av fundamentet 1 og vindturbinen 2. I denne utførelsesformen har overgangsdelen 12 en åpning for å tillate vertikal bevegelse av vindturbinen 2, som tillater at tårnet 21 senkes ned i en vannmasse 900. Fundamentet 1 har et ballastelement 45 som er bevegelig opphengt i vaier fra fundamentets 1 overgangsdel 12. Ballastelementet 45 er ikke stivt festet til fundamentet 1, men er penetrert av et rettende ben 13 tilhørende fundamentet 1. Ballastelementet 45 vil derfor virke rettende på fundamentet 1 ved at det vil øve en kraft på fundaments 1 rettende ben 13, som i denne utførelsesformen er en forlengelse av tårnet 21, ved tilt av fundamentet 1. Figure 12 further shows an alternative embodiment of the foundation 1 and the wind turbine 2. In this embodiment, the transition part 12 has an opening to allow vertical movement of the wind turbine 2, which allows the tower 21 to be lowered into a body of water 900. The foundation 1 has a ballast element 45 which is movably suspended by cables from the transition part 12 of the foundation 1. The ballast element 45 is not rigidly attached to the foundation 1, but is penetrated by a righting leg 13 belonging to the foundation 1. The ballast element 45 will therefore have a righting effect on the foundation 1 in that it will exert a force of foundation 1's righting leg 13, which in this embodiment is an extension of the tower 21, when foundation 1 is tilted.
En nedre del av tårnet 21 kan da, når nedsenket, fungere som et andre, rettende, vertikalt ben 13. Tårnet 21 har også et trykktett kammer 126 som selektivt kan fylles med eksempelvis luft eller vann. A lower part of the tower 21 can then, when submerged, function as a second, righting, vertical leg 13. The tower 21 also has a pressure-tight chamber 126 which can be selectively filled with, for example, air or water.
Fundamentet har også et løftemiddel 27 ved en vinsj for å flytte vindturbinen 2 vertikalt, og en låsering 41 for å låse tårnet 21 i en vertikal posisjon. The foundation also has a lifting means 27 by a winch to move the wind turbine 2 vertically, and a locking ring 41 to lock the tower 21 in a vertical position.
Vindturbinen 2 har i denne utførelsesformen en nacelle 22 som kan deles i en fremre del 221 og en bakre del 222, med en generator 25 i nacellens 22 bakre del 222. Vindturbinen 2 har videre en drivlinje 26 som strekker seg fra rotoren 23, gjennom nacellens 22 fremre del 221 og tårnet 21 og til generatoren 25. Nacellens fremre del 221 og nacellens bakre del 222 har hver sin kopling 223 for å kople nacelledelen 221, 222 til tårnet 21. In this embodiment, the wind turbine 2 has a nacelle 22 which can be divided into a front part 221 and a rear part 222, with a generator 25 in the rear part 222 of the nacelle 22. The wind turbine 2 also has a drive line 26 that extends from the rotor 23, through the nacelle 22 front part 221 and the tower 21 and to the generator 25. The front part 221 of the nacelle and the rear part 222 of the nacelle each have a connection 223 to connect the nacelle part 221, 222 to the tower 21.
Drivlinjen har tre deler: en fremre drivlinjedel 261 i den fremre nacelledelen 221, en midtre drivlinjedel 262 i tårnet 21, og en bakre drivlinjedel 263 i den bakre nacelledelen 222. Disse tre drivlinjedelene 261, 262, 263 koples sammen når den fremre nacelledelen 221 og den bakre nacelledelen 222 koples til tårnet 21. The driveline has three parts: a front driveline part 261 in the forward nacelle part 221, a middle driveline part 262 in the tower 21, and a rear driveline part 263 in the rear nacelle part 222. These three driveline parts 261, 262, 263 are connected together when the front nacelle part 221 and the rear nacelle part 222 is connected to the tower 21.
Om nacellen 22 skal senkes til et lavere nivå må midtre drivlinjedel 262 kobles fra fremre drivlinjedel 261 og bakre drivlinjedel 263. Da kan nacellen 22 senkse til overgangsdelen 12. If the nacelle 22 is to be lowered to a lower level, the middle driveline part 262 must be disconnected from the front driveline part 261 and the rear driveline part 263. Then the nacelle 22 can be lowered to the transition part 12.
Vindturbinen 2 kan senkes eksempelvis for demontering eller montering av utstyr, eller for vedlikehold av utstyr, som nacelle 22, rotor 23 eller annet, eller den kan senkes for å bedre stabiliteten, ved å flytte tårnet 21 lenger ned. Ettersom nedre del av tårnet 21 fungerer som fundamentets 1 rettende ben 13, vil senking av tårnet føre til en forlengelse, ned i vannmassen, av det rettende benet 13. The wind turbine 2 can be lowered, for example, for disassembly or assembly of equipment, or for maintenance of equipment, such as nacelle 22, rotor 23 or other, or it can be lowered to improve stability, by moving the tower 21 further down. As the lower part of the tower 21 functions as the foundation 1's righting leg 13, lowering the tower will lead to an extension, down into the body of water, of the righting leg 13.
Figur 13 viser samme utførelsesform av vindturbin 2 og fundament 1 som figur 12, men med vindturbinen 2 senket betydelig slik at det befinner seg i en lavere stilling. Tårnet 21 på figur 13, som er i en lavere stilling enn den vist i figur 12, med en større del av tårnet 21 nedsenket i vann, holder vann i en større andel av kammeret 126 enn tårnet 21 vist i figur 12. Vindturbinen 2 kan senkes eksempelvis for demontering eller montering av utstyr, eller for vedlikehold av utstyr, som nacelle 22, rotor 23 eller annet, eller den kan senkes for å bedre stabiliteten. Figure 13 shows the same embodiment of wind turbine 2 and foundation 1 as Figure 12, but with the wind turbine 2 lowered significantly so that it is in a lower position. The tower 21 in Figure 13, which is in a lower position than that shown in Figure 12, with a larger part of the tower 21 submerged in water, holds water in a larger proportion of the chamber 126 than the tower 21 shown in Figure 12. The wind turbine 2 can is lowered, for example, for dismantling or installing equipment, or for maintenance of equipment, such as nacelle 22, rotor 23 or other, or it can be lowered to improve stability.
Figur 14 viser en alternativ utførelsesform av apparatet 100, med et fundament 1 en vindturbin 2. Vindturbinen har en penetrerbar nacelle 22, som er penetrert av vindturbinens tårn 21. Nacellen 22 er videre tiltbart montert på tårnet 21, slik at nacellen 22 og dermed også blader påmontert nacellen 22 kan holdes mer stabilt vertikalt ved tilt av fundamentet 1 og slik at nacellen 22 eksempelvis kan tiltes for å skape større avstand mellom bladene 24 og tårnet 21 ved sterk vind. Figure 14 shows an alternative embodiment of the device 100, with a foundation 1 and a wind turbine 2. The wind turbine has a penetrable nacelle 22, which is penetrated by the wind turbine's tower 21. The nacelle 22 is further tiltably mounted on the tower 21, so that the nacelle 22 and thus also blades mounted on the nacelle 22 can be held more stably vertically by tilting the foundation 1 and so that the nacelle 22 can, for example, be tilted to create a greater distance between the blades 24 and the tower 21 in strong winds.
Videre har fundamentet 1 i denne utførelseformen et ankerfeste 11, et første strekkstag 43 som strekker seg fra fundamentets 1 ankerfeste 11 til et frontparti av nacellen 22 og et andre strekkstag 44 som strekker seg fra fundamentets 1 ankerfeste 11 til et ballastelement 45 som henger i vaier fra fundamentets 1 overgangsdel 12. Ballastelementet 45 er ikke stivt festet til fundamentet 1, men vil virke rettende på fundamentet ved at det vil øve en kraft på fundaments 1 rettende ben 13, som i denne utførelsesformen er en forlengelse av tårnet 21, ved tilt av fundamentet 1. Furthermore, the foundation 1 in this embodiment has an anchor attachment 11, a first tension member 43 that extends from the foundation 1 anchor attachment 11 to a front part of the nacelle 22 and a second tension member 44 that extends from the foundation 1 anchor attachment 11 to a ballast element 45 that hangs in cables from the transition part 12 of the foundation 1. The ballast element 45 is not rigidly attached to the foundation 1, but will have a righting effect on the foundation in that it will exert a force on the righting leg 13 of the foundation 1, which in this embodiment is an extension of the tower 21, by tilting the foundation 1.
Figur 15 viser en alternativ utførelsesform av apparatet 100, inkludert en alternativ utførelsesform av et fundament 1, hvor fundamentet 1 ikke har et rettende ben, men i stedet har en første i det vesentligste horisontal rettende arm 51, en andre i det vesentligste horisontal rettende arm 52 og en tredje i det vesentligste horisontal rettende arm 53. Den andre armen 52 og den tredje armen 53 er hver koplet til en overgangsdel 12 via hvert sitt hengsel 54. Hengselet 54 tillater noe bevegelse av de nevnte armene 52, 53 relativt til den første armen 51 og relativt til fundamentets 1 overgangsdelen 12 i det horisontale planet. Overgangsdelen 12 bærer en vindturbin 2. Figure 15 shows an alternative embodiment of the apparatus 100, including an alternative embodiment of a foundation 1, where the foundation 1 does not have a righting leg, but instead has a first substantially horizontal righting arm 51, a second essentially horizontal righting arm 52 and a third essentially horizontal straightening arm 53. The second arm 52 and the third arm 53 are each connected to a transition part 12 via each hinge 54. The hinge 54 allows some movement of the aforementioned arms 52, 53 relative to the first the arm 51 and relative to the foundation 1 the transition part 12 in the horizontal plane. The transition part 12 carries a wind turbine 2.
Merk at når det beskrives «bevegelse i det horisontale planet» så gjelder det når fundamentet ligger flatt, i normalstilling, på stille vann. Ved tilt av fundamentet 1 vil planet tiltes tilsvarende. Note that when "movement in the horizontal plane" is described, it applies when the foundation lies flat, in its normal position, on still water. When foundation 1 is tilted, the plane will be tilted accordingly.
Hver av de i det vesentligste horisontale, rettende armene 51, 52, 53 er påmontert et ankertårn 70 i forbindelse med ankerfeste 11, og er forankret via ankerfestet 11 og en ankerline 31 knyttet til et anker 3. Armene 51, 52, 53 er videre forbundet til hverandre via trosser 55. Trossene 55 begrenser bevegelse av armene 51, 52, 53 relativt til hverandre. I kombinasjon med hengslene gjør trossene at armene kan bevege seg noe, men at bevegelsen er begrenset. Det kan tenkes alternative utførelsesformer uten trosser, med eller uten andre bevegelsesbegrensende midler, som eksempelvis fjærbaserte bevegelsesbegrensende midler. Each of the essentially horizontal, righting arms 51, 52, 53 is mounted on an anchor tower 70 in connection with the anchor attachment 11, and is anchored via the anchor attachment 11 and an anchor line 31 connected to an anchor 3. The arms 51, 52, 53 are further connected to each other via ropes 55. The ropes 55 limit movement of the arms 51, 52, 53 relative to each other. In combination with the hinges, the ropes mean that the arms can move somewhat, but that the movement is limited. Alternative embodiments without ropes, with or without other movement-limiting means, such as spring-based movement-limiting means, are conceivable.
Figur 16 viser et alternativt fundament 1 med en første horisontal rettende arm 51, en andre horisontal rettende arm 52 og tredje horisontal rettende arm 53. Den andre armen 52 og den tredje armen 53 er hver koplet til en overgangsdel 12 med hvert sitt hengsel 54. Hengselet 54 tillater noe bevegelse av de nevnte armene 52, 53 relativt til overgangsdelen 12 i det horisontale planet. Rettende arm 51 er stivt festet til overgangsdelen 12 som bærer en vindturbin 2. Figure 16 shows an alternative foundation 1 with a first horizontal straightening arm 51, a second horizontal straightening arm 52 and a third horizontal straightening arm 53. The second arm 52 and the third arm 53 are each connected to a transition part 12 with each its own hinge 54. The hinge 54 allows some movement of the aforementioned arms 52, 53 relative to the transition part 12 in the horizontal plane. The straightening arm 51 is rigidly attached to the transition part 12 which carries a wind turbine 2.
Den første armen 51 har et ankerfeste 11 og er forankret via ankerfestet 11 og en ankerline 31 knyttet til et anker 3 slik at fundamentet 1 kan rotere om ankerfeste 11 på rettede arm 51. Armene 51, 52, 53 har hver en første ende og en andre ende. Armene er, ved sine andre ender, forbundet til hverandre via trosser 55, og er forbundet til fundamentet 1 ved sine første ender. Trossene 55 begrenser bevegelse av armene 51, 52, 53 relativt til hverandre. The first arm 51 has an anchor attachment 11 and is anchored via the anchor attachment 11 and an anchor line 31 connected to an anchor 3 so that the foundation 1 can rotate about the anchor attachment 11 on a straight arm 51. The arms 51, 52, 53 each have a first end and a other end. The arms are, at their other ends, connected to each other via cables 55, and are connected to the foundation 1 at their first ends. The chains 55 limit movement of the arms 51, 52, 53 relative to each other.
Figur 17 viser en alternativ utførelsesform av apparatet 100, som inkluderer et alternativt fundament 1 og tre vindturbiner 2. Fundamentet 1 har ikke et rettende ben, men har en første i det vesentligste horisontal rettende arm 51, en andre i det vesentligste horisontal rettende arm 52 og en tredje i det vesentligste horisontal rettende arm 53. Den andre og den tredje armen 52, 53 er hver koplet til den første rettende arm 51 via hvert sitt hengsel 54. Hengselet 54 tillater noe bevegelse av den andre armen 52 og den tredje armen 53 relativt til den første rettende arm 51 i det horisontale planet. Hver av de horisontalt rettende armene 51,52,53 er koblet mot en overgangsdel 12. Figure 17 shows an alternative embodiment of the apparatus 100, which includes an alternative foundation 1 and three wind turbines 2. The foundation 1 does not have a righting leg, but has a first essentially horizontal righting arm 51, a second essentially horizontal righting arm 52 and a third, essentially horizontal righting arm 53. The second and third arms 52, 53 are each connected to the first righting arm 51 via their own hinge 54. The hinge 54 allows some movement of the second arm 52 and the third arm 53 relative to the first righting arm 51 in the horizontal plane. Each of the horizontally straightening arms 51,52,53 is connected to a transition part 12.
Den første rettende armen 51 har en første ende og en motsatt andre ende, hvor den første enden har et ankerfeste 11 og den andre enden er koplet til fundamentets 1 overgangsdel 12. Fundamentet 1 er forankret via ankerfestet 11, knyttet til en ankerline 31 knyttet til anker 3. På den måten kan fundamentet 1 rotere om ankerfestet 11. The first righting arm 51 has a first end and an opposite second end, where the first end has an anchor attachment 11 and the other end is connected to the transition part 12 of the foundation 1. The foundation 1 is anchored via the anchor attachment 11, connected to an anchor line 31 connected to anchor 3. In this way, the foundation 1 can rotate about the anchor attachment 11.
Den andre armen 52 og den tredje armen 53 er koplet til den første armen 51 og til overgangsdelen 12 ved bruk av trosser. Trossene 55 begrenser bevegelse av armene 51, 52, 53 relativt til hverandre. The second arm 52 and the third arm 53 are connected to the first arm 51 and to the transition part 12 using cables. The chains 55 limit movement of the arms 51, 52, 53 relative to each other.
Én av vindturbinene 2 er reist på fundamentets 1 overgangsdel, én er reist på en ytre del av den andre armen 52, og én er reist på en ytre del av den tredje armen 53. Hver av den andre armen 52 og den tredje armen 53 har en overgangsdel 12 for å bære sine respektive vindturbiner 2. One of the wind turbines 2 is erected on the transition part of the foundation 1, one is erected on an outer part of the second arm 52, and one is erected on an outer part of the third arm 53. Each of the second arm 52 and the third arm 53 has a transition part 12 to carry their respective wind turbines 2.
Figur 18 viser en utførelsesform av et ankerfeste 11 tilhørende et fundament 1 for et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind. Ankerfestet 11 inkluderer en vinkelstabilisator 32 som har til hensikt å stabilisere en angrepsvinkel B fra ankelinen 31 mot det flytende apparatet 100, en ankerring 34 og en ankerfestesøyle 35. Vinkelstabilisator 32 består av et øvre ankerpunkt 36, et nedre ankerpunkt 37, en stiv, rettende stabilisatorarm 38 og et lodd 33. Øvre ankerpunkt 36 er koblet mot ankerringen 34. Ankerringen 34 er roterbart festet til ankerfestesøylen 35 som igjen er festet til en rettende arm 14 tilhørende fundamentet 1. Det kan være fordelaktig med et flertall anker 3 med tilhørende ankerliner 31 påkoblet vinkelstabilisator 32, for å stabilisere retning på kraft fra anker line 31 på ankerfestet 11 og for å holde fundamentets 1 posisjon stabil. På figur 18 er det vist to anker 3, men det kan være fordelaktig med flere enn to, eksempelvis tre eller fire eller fem anker 3. Angrepsvinkel B kan designes fra 0 til 180 grader, og vil typisk være prosjektspesifikk basert på blant annet dybdeforhold. Typisk vinkel B under normale forhold vil være innenfor intervallet 20 til 45 grader Figure 18 shows an embodiment of an anchor attachment 11 belonging to a foundation 1 for a floating device 100 to extract energy from wind. The anchor 11 includes an angle stabilizer 32 which is intended to stabilize an angle of attack B from the anchor line 31 towards the floating apparatus 100, an anchor ring 34 and an anchor post 35. Angle stabilizer 32 consists of an upper anchor point 36, a lower anchor point 37, a rigid, righting stabilizer arm 38 and a plumb bob 33. Upper anchor point 36 is connected to the anchor ring 34. The anchor ring 34 is rotatably attached to the anchor fixing column 35 which is in turn attached to a righting arm 14 belonging to the foundation 1. It can be advantageous to have a plurality of anchors 3 with associated anchor lines 31 connected angle stabilizer 32, to stabilize the direction of force from the anchor line 31 on the anchor attachment 11 and to keep the position of the foundation 1 stable. Figure 18 shows two anchors 3, but it may be advantageous to have more than two, for example three or four or five anchors 3. Angle of attack B can be designed from 0 to 180 degrees, and will typically be project-specific based on, among other things, the depth ratio. Typical angle B under normal conditions will be within the range of 20 to 45 degrees
Vinkelstabilisatorene 32 omfatter en stiv struktur 39. I den viste utførelsesformen er den stive strukturen 39 formet som en rettvinklet trekant. Et første hjørne av den stive strukturen 39 er koplet til ankerringen 34, et andre hjørne av den stive strukturen 39 er koplet til et lodd 33, og et tredje hjørne av den stive struktur 39 er koplet til en ankerline 31. Loddene 33 er igjen koplet til hverandre. Loddene 33 er koplet til hverandre og til vinkestabilisatorens stive struktur 39 via stive, stabiliserende stag 38. Alternativt kan loddene 33 være koplet til hverandre og/eller til den stive strukturen 39 via eksempelvis vaier eller kjetting. The angle stabilizers 32 comprise a rigid structure 39. In the embodiment shown, the rigid structure 39 is shaped like a right-angled triangle. A first corner of the rigid structure 39 is connected to the anchor ring 34, a second corner of the rigid structure 39 is connected to a plumb line 33, and a third corner of the rigid structure 39 is connected to an anchor line 31. The plumb lines 33 are again connected to each other. The solders 33 are connected to each other and to the rigid structure 39 of the yaw stabilizer via rigid, stabilizing struts 38. Alternatively, the solders 33 can be connected to each other and/or to the rigid structure 39 via, for example, cables or chains.
Figur 19 viser en utførelsesform av et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind hvor to vindturbiner 2 er plassert på ett fundament 1. Vindturbinene 2 har hver et tårn 21 med en øvre del 211 og en nedre del 212 som er hengslet sammen ved et hengsel 72. Nedre del av nedre tårn 21 er festet til overgangsdel 12. Tårnene er festet til hverandre, ved toppen av deres nedre del 212, ved en avstiver 78. Apparatet 100 har videre et heisetårn 79 som er midlertidig festet mot overgangsdel 12 og mot de to nedre tårnene 21. Heisetårn 79 står i utførelsesformen fordelaktig i senter mellom de to tårnene og vinkelrett på hengsler 72. Heisetårnet 79 har en heiseanordning 77, som kan trekke i to heisliner 76. Heislinene strekker seg fra heisanordningen 77, over hver sin øvre trinse og videre til hvert sitt tårn 21, ved deres øvre del 211, hvor de er festet. I delingen mellom øvre del 211 og nedre del 212 av tårnene 21 er det en flens på hver side (ikke vist). Når heisanordning 77 trekker i de to heislinene 76 vil de to øvre tårndelene 211 bli tiltet parallelt om hver sin hengsel 72 mot en øvre operasjonell posisjon. Hengslene 72 vil posisjonere de to flensene i en posisjon der de er optimalt innrettet for å bli skrudd eller sveist sammen når tårnene 21 har nådd sin operasjonelle, reiste posisjon. Heisanordningen 77 kan trekke individuelt i de to heislinene 76 for å ivareta stabilitet. Figure 19 shows an embodiment of a floating device 100 for extracting energy from wind where two wind turbines 2 are placed on one foundation 1. The wind turbines 2 each have a tower 21 with an upper part 211 and a lower part 212 which are hinged together by a hinge 72. The lower part of the lower tower 21 is attached to the transition part 12. The towers are attached to each other, at the top of their lower part 212, by a brace 78. The apparatus 100 also has a lifting tower 79 which is temporarily attached to the transition part 12 and to the two lower towers 21. Hoist tower 79 is advantageously in the embodiment in the center between the two towers and perpendicular to hinges 72. Hoist tower 79 has a hoist device 77, which can pull in two hoist lines 76. The hoist lines extend from hoist device 77, over each upper pulley and on to each tower 21, at their upper part 211, where they are fixed. In the division between the upper part 211 and the lower part 212 of the towers 21 there is a flange on each side (not shown). When the lift device 77 pulls the two lift lines 76, the two upper tower parts 211 will be tilted parallel about each hinge 72 towards an upper operational position. The hinges 72 will position the two flanges in a position where they are optimally arranged to be screwed or welded together when the towers 21 have reached their operational, erected position. The lift device 77 can pull individually on the two lift lines 76 to ensure stability.
Figur 20 viser det samme som figur 19 men nå med de to tårnene 21 reist til en øvre stilling hvor den øvre tårndelen 211 og den nedre tårndelen 212 kan monteres sammen, og en kan feste de to tårnene sammen med vaier 73. Heisetårn 79 vil typisk bli fjernet, når tårnene 21 er reist til operasjonell stilling. Figure 20 shows the same as Figure 19 but now with the two towers 21 raised to an upper position where the upper tower part 211 and the lower tower part 212 can be assembled together, and one can fasten the two towers together with cables 73. Lift tower 79 will typically be removed when the towers 21 have been raised to the operational position.
Figur 21, 22 og 23 viser en utførelsesform av et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind hvor to vindturbiner 2 er plassert på et fundament 1 som omfatter blant annet et ballastelement 45 som kan heves og senkes. Ballastelementet 45 er vist i en øvre stilling, avhengt i overgangsdel 12 på figurene 21 og 22. Det samme apparatet 100 vises også på figur 23. Apparatet 100 har to vindturbintårn 21, og et sentralt, bærende tårn 215. Det sentrale tårnet 215 kan heves og senkes vertikalt. En nedre del av det sentrale tårnet 215 fungerer som et vertikalt, rettende ben 13 for fundamentet 1. Fundamentet 1 inkluderer en overgangsdel 12 for å bære vindturbinene. Overgangsdelen 12 har en åpning som det sentrale tårnet 215 penetrerer. Det sentrale tårnet 215 penetrerer også ballastelementet 45, som i likhet med overgangsdelen har en åpning for slik penetrering. På figur 23 er det sentrale tårnet 215 senket til en lav operasjonell posisjon i likhet med ballast 45. Figures 21, 22 and 23 show an embodiment of a floating device 100 for extracting energy from wind where two wind turbines 2 are placed on a foundation 1 which includes, among other things, a ballast element 45 which can be raised and lowered. The ballast element 45 is shown in an upper position, suspended in the transition part 12 in Figures 21 and 22. The same apparatus 100 is also shown in Figure 23. The apparatus 100 has two wind turbine towers 21, and a central, supporting tower 215. The central tower 215 can be raised and lowered vertically. A lower part of the central tower 215 acts as a vertical, righting leg 13 for the foundation 1. The foundation 1 includes a transition part 12 for supporting the wind turbines. The transition part 12 has an opening through which the central tower 215 penetrates. The central tower 215 also penetrates the ballast element 45, which, like the transition part, has an opening for such penetration. In Figure 23, the central tower 215 is lowered to a low operational position similar to ballast 45.
Apparatets 100 to vindturbintårn 21 er hengslet tilknyttet det sentrale tårnet 215, og kan ved hengslene 72 legges ned eller reises ved hjelp av løftemidler som inkluderer løftevaiere 28 tilknyttet en øvre del av det sentrale tårnet 215 og en øvre del av hvert av de to vindturbintårnene 21. The two wind turbine towers 21 of the apparatus 100 are hinged to the central tower 215, and can be lowered or raised at the hinges 72 using lifting means which include lifting cables 28 connected to an upper part of the central tower 215 and an upper part of each of the two wind turbine towers 21 .
Figur 23 viser apparatet 100 i en operasjonell stilling, hvor det sentrale tårnet 212 i likhet med ballastelementet 45 er senket til en lav posisjon. Heving og senkning av det sentrale tårnet 215 gjøres ved å flytte vann ut av eller inn i ett eller flere kammer i det sentrale tårnet 215, primært i en nedre del av det sentrale tårnet 215, ved bruk av egnede midler for formålet. Dette kan eksempelvis være midler som inkluderer en pumpe (ikke vist). I reist posisjon kan vindturbintårnene 21 knyttes til hverandre ved bruk av en eller et flertall av løftevaiere 28 eller eksempelvis ved bruk av stag. Figure 23 shows the apparatus 100 in an operational position, where the central tower 212, like the ballast element 45, is lowered to a low position. Raising and lowering the central tower 215 is done by moving water out of or into one or more chambers in the central tower 215, primarily in a lower part of the central tower 215, using suitable means for the purpose. This can, for example, be means that include a pump (not shown). In the raised position, the wind turbine towers 21 can be connected to each other using one or a plurality of lifting cables 28 or, for example, using struts.
Figurene 24 og 25 viser to alternative utførelsesformer av et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind hvor to vindturbiner 2 er plassert på ett fundament 1. De to vindturbinene er forbundet med hverandre og med et felles, sentralt tårn 215, via hvert sitt horisontale tårnstag 213 og en tilknytningsenhet 214. Figur 25 viser apparatet 100 i operasjonell stilling, mens figur 24 viser apparatet 100 med nedsenkede vindturbiner 2. Heving og senkning av det sentrale tårnet 215 kan typisk gjøres ved å henholdsvis å evakuere vann fra og fylle vann i ben 13, for på den måten endre oppdriften i det sentrale tårnet 215. De to tårnstagene 213 er i en ytre del koplet til en øvre del av det sentrale tårnet 215, og, på figur 25, til en overgangsdel 12 tilhørende fundamentet 1. Figures 24 and 25 show two alternative embodiments of a floating device 100 for extracting energy from wind where two wind turbines 2 are placed on one foundation 1. The two wind turbines are connected to each other and to a common, central tower 215, via each horizontal tower strut 213 and a connection unit 214. Figure 25 shows the device 100 in operational position, while Figure 24 shows the device 100 with submerged wind turbines 2. Raising and lowering the central tower 215 can typically be done by respectively evacuating water from and filling water in legs 13, in order to thereby change the buoyancy in the central tower 215. The two tower struts 213 are in an outer part connected to an upper part of the central tower 215, and, in figure 25, to a transition part 12 belonging to the foundation 1.
Figur 26 viser en alternativ utførelsesformer av et flytende apparat 100 for å utvinne energi fra vind hvor to vindturbiner 2 er plassert på ett fundament 1. De to vindturbinene er forbundet med hverandre og med et felles, sentralt tårn 215, via hvert sitt horisontale tårnstag 213 og en tilknytningsenhet 214. Apparatet har en heiseinnretning/et løftemiddel 77 som er koblet mot to vaire 76 som, via to trinser i toppen av sentralt tårn 214, er festet til hver sin vindturbin 2 ved vindturbinenes nacelle (ikke vist). Heiseinnretningen 77 vil kunne heve og senke horisontale tårnstag 213 fra en nedre service stilling til en øvre operasjonell stilling. Figure 26 shows an alternative embodiment of a floating device 100 for extracting energy from wind where two wind turbines 2 are placed on one foundation 1. The two wind turbines are connected to each other and to a common, central tower 215, each via its own horizontal tower strut 213 and a connection unit 214. The device has a hoist device/a lifting means 77 which is connected to two cables 76 which, via two pulleys at the top of the central tower 214, are attached to each wind turbine 2 at the nacelle of the wind turbines (not shown). The lifting device 77 will be able to raise and lower horizontal tower struts 213 from a lower service position to an upper operational position.
Figur 27 viser ytterligere utførelsesformer av flytende apparat 100 for utvinning av energi fra vind i en av flere mulig konfigurasjoner hvor flere enn to vindturbiner 2 er plassert på ett fundament 1. Figure 27 shows further embodiments of floating device 100 for extracting energy from wind in one of several possible configurations where more than two wind turbines 2 are placed on one foundation 1.
Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformene illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de følgende kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende. It should be noted that all of the above embodiments illustrate the invention, but do not limit it, and those skilled in the art will be able to devise many alternative embodiments without departing from the scope of the following claims. In the requirements, reference numbers in parentheses should not be seen as limiting.
Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer. The use of the verb "to comprise" and its various forms does not exclude the presence of elements or steps not mentioned in the claims. The indefinite articles "an", "ei" or "et" before an element do not exclude the presence of several such elements.
Det faktumet at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekkene ikke med fordel kan brukes. The fact that certain features are listed in different mutually dependent claims does not indicate that a combination of these features cannot be advantageously used.
Claims (80)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20200232A NO20200232A1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Foundation for an offshore wind turbine |
PCT/NO2021/050051 WO2021173002A1 (en) | 2020-02-26 | 2021-02-26 | Rotateable foundation for an offshore wind turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20200232A NO20200232A1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Foundation for an offshore wind turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20200232A1 true NO20200232A1 (en) | 2021-08-27 |
Family
ID=77490232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20200232A NO20200232A1 (en) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Foundation for an offshore wind turbine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO20200232A1 (en) |
WO (1) | WO2021173002A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4311936A1 (en) * | 2022-07-29 | 2024-01-31 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Damping arrangement |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO347215B1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-07-10 | Niels Christian Olsen | Floating foundation for wind turbine generators and a method for instalment |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3107252A1 (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-09 | Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen | Floating wind-power installation |
US20040076518A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-04-22 | Drake Devon Glen | Tilt stabilized / ballast controlled wind turbine |
EP1683965A2 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-26 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Horizontal axis wind turbine |
US20090087311A1 (en) * | 2007-09-29 | 2009-04-02 | Gavin Raymond Wyborn | Vertically Adjustable Horizontal Axis Type Wind Turbine And Method Of Construction Thereof |
WO2009048830A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-16 | Larry Alan Viterna | Floating wind turbine system |
KR20100057550A (en) * | 2010-04-22 | 2010-05-31 | 대우조선해양 주식회사 | Floating windmill and method for installing the same |
WO2013083358A1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | Winddiver | A floating wind turbine plant |
US20130164134A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Leonid Goldstein | Limited Yaw Wind Turbine |
FR2984968A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-28 | IFP Energies Nouvelles | Device for controlling e.g. inclination angle of rotation plane of blades of wind mill for offshore oil rig, has rotary ring whose upper and lower elements form non-zero angle with main rotation axis of mast |
CN104806457A (en) * | 2015-04-02 | 2015-07-29 | 丁健威 | Submerged offshore wind power generation device |
EP2927489A1 (en) * | 2012-11-30 | 2015-10-07 | MHI Vestas Offshore Wind A/S | Floating-body type wind power generation device and method for transporting components of same |
CN207598435U (en) * | 2017-12-18 | 2018-07-10 | 新疆金风科技股份有限公司 | For the hinge arrangement and wind power generating set of wind power generating set |
US20180320665A1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Senvion Gmbh | Enclosure for a nacelle of a wind turbine |
US20180347224A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-12-06 | Gerald L. Barber | Transitioning Wind Turbine |
EP3604800A1 (en) * | 2017-03-22 | 2020-02-05 | University Public Corporation Osaka | Floating vertical axis wind turbine system |
WO2020180194A1 (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Blue-Wind As | Floating windmill installation comprising a tower and means for raising and lowering the tower |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9592889B2 (en) * | 2013-04-30 | 2017-03-14 | Acs Servicios, Communicaciones Y Energia S.L. | Submersible active support structure for turbine towers and substations or similar elements, in offshore facilities |
PT3653486T (en) * | 2014-05-27 | 2022-01-26 | Sea Wind Towers Sl | Floating structure and method of installing same |
-
2020
- 2020-02-26 NO NO20200232A patent/NO20200232A1/en unknown
-
2021
- 2021-02-26 WO PCT/NO2021/050051 patent/WO2021173002A1/en active Application Filing
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3107252A1 (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-09 | Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen | Floating wind-power installation |
US20040076518A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-04-22 | Drake Devon Glen | Tilt stabilized / ballast controlled wind turbine |
EP1683965A2 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-26 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Horizontal axis wind turbine |
US20090087311A1 (en) * | 2007-09-29 | 2009-04-02 | Gavin Raymond Wyborn | Vertically Adjustable Horizontal Axis Type Wind Turbine And Method Of Construction Thereof |
WO2009048830A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-16 | Larry Alan Viterna | Floating wind turbine system |
KR20100057550A (en) * | 2010-04-22 | 2010-05-31 | 대우조선해양 주식회사 | Floating windmill and method for installing the same |
WO2013083358A1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | Winddiver | A floating wind turbine plant |
FR2984968A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-28 | IFP Energies Nouvelles | Device for controlling e.g. inclination angle of rotation plane of blades of wind mill for offshore oil rig, has rotary ring whose upper and lower elements form non-zero angle with main rotation axis of mast |
US20130164134A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Leonid Goldstein | Limited Yaw Wind Turbine |
EP2927489A1 (en) * | 2012-11-30 | 2015-10-07 | MHI Vestas Offshore Wind A/S | Floating-body type wind power generation device and method for transporting components of same |
CN104806457A (en) * | 2015-04-02 | 2015-07-29 | 丁健威 | Submerged offshore wind power generation device |
EP3604800A1 (en) * | 2017-03-22 | 2020-02-05 | University Public Corporation Osaka | Floating vertical axis wind turbine system |
US20180320665A1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Senvion Gmbh | Enclosure for a nacelle of a wind turbine |
US20180347224A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-12-06 | Gerald L. Barber | Transitioning Wind Turbine |
CN207598435U (en) * | 2017-12-18 | 2018-07-10 | 新疆金风科技股份有限公司 | For the hinge arrangement and wind power generating set of wind power generating set |
WO2020180194A1 (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | Blue-Wind As | Floating windmill installation comprising a tower and means for raising and lowering the tower |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4311936A1 (en) * | 2022-07-29 | 2024-01-31 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Damping arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021173002A1 (en) | 2021-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106164482B (en) | Floating type down-wind turbines including floating foundation and the method for installing such wind turbine | |
EP3430259B1 (en) | A floating wind turbine and a method for the installation of such floating wind turbine | |
JP6113735B2 (en) | Floating wind turbine | |
CN105980704B (en) | Floating wind power station | |
JP2020524240A (en) | Floating structure of offshore wind turbine | |
EP2783975B1 (en) | Floating offshore structures | |
NO330281B1 (en) | Device and method of liquid wind turbine | |
US12043346B2 (en) | Wind power plant | |
US10151294B2 (en) | Buoyant housing device enabling large-scale power extraction from fluid current | |
NO20200232A1 (en) | Foundation for an offshore wind turbine | |
NO325903B1 (en) | Downwind wind turbines and a method for operating a downwind wind turbines | |
SE546025C2 (en) | Semi-submersible wind power platform | |
NO20092435L (en) | Wind turbine, as well as installation, intervention or shutdown procedures | |
WO2021256939A1 (en) | Floating windmill construction | |
NO345559B1 (en) | OFFSHORE POWER GENERATION SYSTEM | |
NO347956B1 (en) | Windmill construction, as well as a method for installing a floating part of a windmill construction to a fixed foundation | |
NO20221397A1 (en) | Floating wind turbine construction | |
NO346706B1 (en) | Floating wind turbine construction | |
NO336632B1 (en) | Device and method for transport and installation of floating wind turbines | |
WO2023140736A1 (en) | Windmill construction and method for installation of same | |
WO2023059203A1 (en) | Floating foundation for wind turbine generators | |
SE1200211A1 (en) | Liquid wind turbines | |
NO330856B1 (en) | Liquid wind turbines | |
NO20121039A1 (en) | Handling loads in offshore environments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: ACAPO AS, POSTBOKS 1880 NORDNES, 5817 BERGEN |