NO331394B1 - Procedure with associated devices for maintenance, repair and replacement of larger or machine components for wind turbines at sea - Google Patents
Procedure with associated devices for maintenance, repair and replacement of larger or machine components for wind turbines at sea Download PDFInfo
- Publication number
- NO331394B1 NO331394B1 NO20100535A NO20100535A NO331394B1 NO 331394 B1 NO331394 B1 NO 331394B1 NO 20100535 A NO20100535 A NO 20100535A NO 20100535 A NO20100535 A NO 20100535A NO 331394 B1 NO331394 B1 NO 331394B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- tower
- nacelle
- foundation
- maintenance
- rotor blade
- Prior art date
Links
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title claims description 14
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000009415 formwork Methods 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 241001503987 Clematis vitalba Species 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og dertil tilhørende anordninger for vedlikehold, reparasjon og utskifting av større eller mindre maskinkomponenter for vindmøller til sjøs. The present invention relates to a method and related devices for maintenance, repair and replacement of larger or smaller machine components for wind turbines at sea.
Levetiden til selve vindmølletårnet er vesentlig lengre enn levetiden til propellerbladene i propellergruppen og de energiproduserende maskinkomponentene i nacellen. Videre må man regne med at den tekniske utviklingen går fremover slik at det blir et praktisk/økonomisk behov for å skifte ut hele eller deler av de energiproduserende komponentene, kanskje flere ganger, under vindmøllens levetid. The lifetime of the wind turbine tower itself is significantly longer than the lifetime of the propeller blades in the propeller group and the energy-producing machine components in the nacelle. Furthermore, it must be expected that technical development will progress so that there will be a practical/economic need to replace all or parts of the energy-producing components, perhaps several times, during the lifetime of the windmill.
Store og dyre løftekraner som i dag er nødvendige ved montering av vindmøller til sjøs kan være meget vanskelig å få tak i på kort varsel, når man virkelig har behov for holde den elektriske energiproduksjonen i gang. Løfteoperasjoner med løftekraner til sjøs og til stor høyde er meget avhengig av lave bølgehøyder og ikke minst små dønninger. I tillegg er det arbeidsmessig meget risikabelt å avsende, ved nedløfting, eller å ta imot kolli, ved oppløfting, av maskinkomponenter, etc. oppe på toppen av et høyt tårn, selv under gunstige vindforhold. Bølger, dønninger og vind gjør at toppen av vindmølletårnet og kran bommen svaier i utakt og gjør slike løfteoperasjoner meget avhengig av nevnte faktorer. Risikoen for at det oppstår ventetid for å få akseptable vind- og sjøforhold er meget stor og dermed kostnadsmessig ufordelaktig. Large and expensive lifting cranes, which are currently necessary when installing wind turbines at sea, can be very difficult to obtain at short notice, when there is a real need to keep the electrical energy production going. Lifting operations with lifting cranes at sea and at great heights are very dependent on low wave heights and not least small swells. In addition, it is very risky in terms of work to send, when lifting down, or to receive parcels, when lifting, of machine components, etc. up on top of a tall tower, even under favorable wind conditions. Waves, swells and wind cause the top of the windmill tower and the crane boom to sway out of sync and make such lifting operations very dependent on the aforementioned factors. The risk that there will be a waiting period to obtain acceptable wind and sea conditions is very large and thus disadvantageous in terms of costs.
Hovedformålet med oppfinnelsen var å komme frem til en arbeidsmessig sikker og lettvint adkomst til den energi produserende nacellen og propellbladene for vedlikehold, The main purpose of the invention was to arrive at a working safe and easy access to the energy-producing nacelle and the propeller blades for maintenance,
reparasjon og utskifting av større eller mindre maskinkomponenter, etc. uten å behøve å klatre opp til en høyde av 70m eller mer, for siden å utføre kontroll og presisjons arbeider i en i vinden svaiende nacelle. For flytende vindmøller blir bevegelsene ennå større enn for fast fundamenterte vindmøller. repair and replacement of major or minor machine components, etc. without having to climb to a height of 70m or more, in order to carry out control and precision work in a nacelle swaying in the wind. For floating wind turbines, the movements are even greater than for wind turbines with fixed foundations.
Et ytterligere formål var å kunne eliminere behovet for bruk av løftekraner for å skifte ut nedslitte/vrakede maskinkomponenter, propellblader, etc. A further purpose was to be able to eliminate the need for the use of lifting cranes to replace worn out/wrecked machine components, propeller blades, etc.
Enda et formål var å unngå arbeidsoperasjoner med bruk av eksternt personell som fjellklatrere eller lignende spesialister som henger i tau, rundt de på stor høyde installerte propellbladene, for vedlikehold og reparasjon av disse. Another purpose was to avoid work operations with the use of external personnel such as mountain climbers or similar specialists who hang from ropes, around the propeller blades installed at high altitude, for maintenance and repair of these.
De spesielle trekk ved oppfinnelsen er som definert i de tilknyttede patentkrav. The special features of the invention are as defined in the associated patent claims.
Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart under beskrivelsen av tegningene. The invention will be explained in more detail during the description of the drawings.
Figur 1 viser en vindmølle som er fundamentert på eller i sjøbunnen (16). Fundamentet Figure 1 shows a windmill that is founded on or in the seabed (16). The foundation
(1) bygges av egnede materialer som betong eller stål eller en kombinasjon av betong og stål. Figur 2 viser en vindmølle hvor fundamentet (1) flyter i vannet og er forankret i sjøbunnen med forankringskjettinger/kabler (15). Flyte fundamentet (1) bygges av egnede materialer som stål eller betong eller en kombinasjon av stål og betong. Figur 3 viser en konstruksjon (8) som siden skal brukes for å utføre vedlikehold og/eller reparasjonsarbeider på propellgruppens rotorblad (17) under tørre og vindfrie arbeidsforhold. Den er da slept frem til vindmøllen av/på en båt (7). Konstruksjonen (8) forankres til vindmøllen i sin overkant for siden å rettes opp slik at et rotorblad (17) kan bli senket ned i det. Figur 3 viser at et av rotorbladene (17) er satt i vertikal posisjon for dette. Figur 4 viser stålkonstruksjonen (8) rettet opp og forankret (9) til fundamentkonstruksjonen (1) i sin underkant. Vindmøllens øvre deler, tårn (3) og undre del (13) med nacelle (4) og rotorblad (17), er senket ned og hvor nacellen (4) er kommet i nivå med adkomstplattformen (14) og båten/lektere (19) og eller (11). Figur 5 viser at rotorbladet (17) er løsnet fra nacellen (4) og opphengt i adkomst-/arbeidsplattformen (14) i overkant av fundamentet (1). Nacellen (4) med øvrige rotorblad kan dermed løftes eller sliskes over på en lekter (11) for inntransport til landbasert verksted for vedlikehold/reparasjon eller for å bli skiftet ut med helt ny nacelle (4). Figur 1 viser en vindmølle som er fundamentert på sjøbunnen. Fundamentkonstruksjonen (1) kan være bygd av betong eller stål eller en kombinasjon av betong og stål, hvor midtkjernen er utformet som et stort rør (6). Den innvendige overflaten av røret (6) er utformet med en overflatestruktur som gjør at røret (6) kan fungere som den utvendige delen av en meget stor løfte- og/senkesylinder. Vindmølletårnets undre del (13) er utformet som et stempel men har en opplagsavsats hvor man har montert demonterbare seksjoner (2) som en krans rundt stempelet (13). De demonterbare seksjonene (2) har sine egne opplag på oversiden av øvre del av fundamentkonstruksjonen (1). Denne kransen av seksjoner (2) overfører den vertikale belastningen fra vindmølletårnet (3) og (13), nacellen (4) med propellgruppen (17) til fundamentkonstruksjonen (1). (1) is built from suitable materials such as concrete or steel or a combination of concrete and steel. Figure 2 shows a windmill where the foundation (1) floats in the water and is anchored to the seabed with anchoring chains/cables (15). The floating foundation (1) is built from suitable materials such as steel or concrete or a combination of steel and concrete. Figure 3 shows a structure (8) which will later be used to carry out maintenance and/or repair work on the propeller group's rotor blade (17) under dry and windless working conditions. It is then towed to the windmill by/on a boat (7). The construction (8) is anchored to the windmill at its upper edge so that the side can be straightened so that a rotor blade (17) can be lowered into it. Figure 3 shows that one of the rotor blades (17) is set in a vertical position for this. Figure 4 shows the steel structure (8) aligned and anchored (9) to the foundation structure (1) at its lower edge. The upper parts of the windmill, tower (3) and lower part (13) with nacelle (4) and rotor blade (17), have been lowered and where the nacelle (4) has come level with the access platform (14) and the boat/barges (19) and or (11). Figure 5 shows that the rotor blade (17) has been detached from the nacelle (4) and suspended in the access/work platform (14) above the foundation (1). The nacelle (4) with other rotor blades can thus be lifted or slid onto a barge (11) for transport to a land-based workshop for maintenance/repair or to be replaced with a completely new nacelle (4). Figure 1 shows a wind turbine that is founded on the seabed. The foundation structure (1) can be built of concrete or steel or a combination of concrete and steel, where the central core is designed as a large tube (6). The inner surface of the tube (6) is designed with a surface structure that enables the tube (6) to function as the outer part of a very large lifting and/or lowering cylinder. The lower part of the windmill tower (13) is designed like a piston but has a support ledge where removable sections (2) have been mounted as a wreath around the piston (13). The demountable sections (2) have their own supports on the upper side of the upper part of the foundation structure (1). This wreath of sections (2) transfers the vertical load from the wind turbine tower (3) and (13), the nacelle (4) with the propeller group (17) to the foundation structure (1).
Fundamentkonstruksjonen (1) overfører i sin tur belastningen til sjøbunnen. Mellom vindmølletårnets undre del (13) og røret (6), inne i fundamentkonstruksjonen (1), er det anordnet to kranser (5A) og (5B) for overføring av det belastningsmomentet som horisontallastene fra vind, eksentriske belastninger fra tårnet (3), nacellen (4) og propellgruppen (17), etc, til fundamentkonstruksjonen (1) under vindmøllens normale driftstid. I forbindelse med at man ønsker å senke ned nacellen (4), fjerner man det hydrauliske trykket på de to kransene med jekker (5A) og (5B). Belastningsmomentet tas da over av to kranser av glideanordninger (18A) og (18B) som sitter mellom vindmølletårnets undre del (13) og røret (6). Glideanordningene (18A) og (18B) glider imot den indre overflaten av røret (6). Figur 2 viser en vindmølle som flyter i sjøen og som er forankret (15) i sjøbunnen. Den flytende fundamentkonstruksjonen (1) bygges av egnede materialer som betong eller stål eller en kombinasjon av betong og stål. For øvrig er alle andre løsninger og anordninger identisk med beskrivelsen ifølge figur 1. Figur 3 viser stålkonstruksjon (8) som siden skal brukes for å kunne utføre vedlikehold og/eller reparasjonsarbeider på propellgruppens rotorblad (17) under tørre og vindfrie arbeidsforhold. Den er slept/fraktet frem til vindmøllen av/på en båt/lekter (11). Konstruksjonen (8) forankres til vindmøllen i sin overkant for siden å rettes opp slik at rotorbladet (17) kan bli senket ned i konstruksjonen (8). Et av The foundation structure (1) in turn transfers the load to the seabed. Between the lower part of the wind turbine tower (13) and the pipe (6), inside the foundation structure (1), there are arranged two flanges (5A) and (5B) for transferring the load moment such as the horizontal loads from wind, eccentric loads from the tower (3), the nacelle (4) and the propeller group (17), etc., to the foundation structure (1) during the wind turbine's normal operating hours. In connection with wanting to lower the nacelle (4), the hydraulic pressure is removed on the two flanges with jacks (5A) and (5B). The load moment is then taken over by two rings of sliding devices (18A) and (18B) which sit between the lower part of the wind turbine tower (13) and the pipe (6). The sliding devices (18A) and (18B) slide against the inner surface of the tube (6). Figure 2 shows a windmill that floats in the sea and is anchored (15) to the seabed. The floating foundation structure (1) is built from suitable materials such as concrete or steel or a combination of concrete and steel. Otherwise, all other solutions and devices are identical to the description according to Figure 1. Figure 3 shows the steel structure (8) which will later be used to carry out maintenance and/or repair work on the propeller group's rotor blade (17) under dry and windless working conditions. It is towed/transported to the windmill by/on a boat/barge (11). The construction (8) is anchored to the windmill at its upper edge so that the side can be straightened so that the rotor blade (17) can be lowered into the construction (8). One of
rotorbladene (17) blir derfor plassert vertikalt innen nedsenkningen. the rotor blades (17) are therefore placed vertically within the immersion.
Figur 4 viser vindmøllens øvre deler, tårn (3) og (13) med nacelle (4) og rotorblad (17) nedsenket og hvor nacellen (4) er kommet i dekksnivå til de benyttede adkomst- og/eller vedlikeholdsbåtene (19). Det vertikale rotorbladet (17) er tredd ned i konstruksjonen (8) for kontroll og vedlikehold, under tørre og vindfrie arbeidsforhold. Figur 5 viser at rotorbladet (17) er løsnet ifra nacellen (4) og opphengt i konstruksjonen (8). Nacellen (4) kan da sliskes (12) over til en fraktelekter (11), uten bruk av noe kranarrangement, for inntransport til havn for totalt vedlikehold eller alternativt, bli utskiftet med en ny nacelle (4). Figure 4 shows the upper parts of the windmill, towers (3) and (13) with the nacelle (4) and rotor blade (17) submerged and where the nacelle (4) has reached the deck level of the access and/or maintenance boats (19) used. The vertical rotor blade (17) is threaded into the structure (8) for inspection and maintenance, under dry and windless working conditions. Figure 5 shows that the rotor blade (17) has been detached from the nacelle (4) and suspended in the structure (8). The nacelle (4) can then be slid (12) over to a freight barge (11), without the use of any crane arrangement, for transport into port for total maintenance or, alternatively, be replaced with a new nacelle (4).
Den helt vanlige dimensjonen av tårnkonstruksjonene (3) som brukes i dag til sjøs, er så stor, at selv ved et vanntrykk motsvarende det man har i springen i et vanlig bolighus, er i stand til ta over, senke ned eller løfte belastninger på 500-800 tonn. Nevnte løftekraft er adskillig mer enn hva, selve vindmølletårnet (3) og (13) med nacelle (4) og propellgruppe (17), veier i dag. Når nødvendige reparasjoner/vedlikehold eller utskifting av maskinkomponenter er gjort, reverseres hele nedsenkingsoperasjonen og vindmølletårnet (3) og (13) med nacelle (4) og rotorblad (17) kan løftes opp tilbake på plass for videre produksjon av elektrisk vindenergi. The very common size of the tower constructions (3) used today at sea is so large that, even with a water pressure equivalent to that of a tap in a normal residential building, it is capable of taking over, lowering or lifting loads of 500 -800 tonnes. Said lifting power is considerably more than what the actual wind turbine tower (3) and (13) with nacelle (4) and propeller group (17) weighs today. When the necessary repairs/maintenance or replacement of machine components have been done, the entire submersion operation is reversed and the wind turbine tower (3) and (13) with nacelle (4) and rotor blade (17) can be lifted back into place for further production of electrical wind energy.
Ved foreliggende oppfinnelse har man kommet frem til en fremgangsmåte med anordninger for å kunne vedlikeholde, reparere eller skifte ut større eller mindre maskinkomponenter i den energi produserende nacellen (4) samt av propellerbladene, til vindmøller installert til sjøs nede på samme nivå som adkomstbåten (19) eller lekteren (11). With the present invention, a method has been arrived at with devices to be able to maintain, repair or replace larger or smaller machine components in the energy-producing nacelle (4) as well as the propeller blades, for wind turbines installed at sea down at the same level as the access boat (19 ) or the barge (11).
Fremgangsmåten og anordningene kan benyttes både for vindmøller som er installert på fundament som står på sjøbunnen eller for flytende vindmølle installasjoner. I tillegg kan den komplette nacellen (4), hvor man har frigjort det nedad stikkende propellbladet (17) fra nacellen(4) og hengt propellbladet (17) opp i fundament konstruksjonen (1), enkelt forflytte/sliske nacellen (4) over på en lekter (ll)eller lignende uten bruk av noen form av løftekran. Nacellen (4) kan da transporteres til havn for en komplett renovering eller for å bli skiftet ut med en helt ny nacelle (4). Nacellen (4) kan så bli transportert tilbake til feltet for montering på det nedsenkede vindmølletårnet (3) og (13), få koblet på det ventende rotorbladet (17) og deretter bli løftet opp til sin produksjons nivå. The method and devices can be used both for wind turbines that are installed on foundations that stand on the seabed or for floating wind turbine installations. In addition, the complete nacelle (4), where the downwardly protruding propeller blade (17) has been freed from the nacelle (4) and the propeller blade (17) suspended in the foundation structure (1), can easily be moved/slide the nacelle (4) onto a barge (ll) or similar without the use of any form of lifting crane. The nacelle (4) can then be transported to port for a complete renovation or to be replaced with a completely new nacelle (4). The nacelle (4) can then be transported back to the field for assembly on the submerged wind turbine tower (3) and (13), be connected to the waiting rotor blade (17) and then be lifted up to its production level.
For bunnfundamenterte vindmøller på grunt vann hvor det ikke er høyde nok for kunne senke ned den øvre tårndelen (3) i fundamentet, anordnes stempelenheten (13) av flere del stempelenheter (13) som går inne i hverandre slik at nacellen (4) likevel kan senkes ned til nivået for adkomstbåtene (12). For wind turbines with bottom foundations in shallow water where there is not enough height to be able to lower the upper tower part (3) into the foundation, the piston unit (13) is made up of several parts of piston units (13) that go inside each other so that the nacelle (4) can nevertheless is lowered to the level of the access boats (12).
Fremgangsmåten og dertil tilhørende anordninger, ifølge oppfinnelsen, kan også benyttes i forbindelse med varslet ekstrem vær ved å senke nacellen (4), sammen med tårndelene (3) og (13) og propellgruppen (17), ned til en lavere og sikrere nivå for å redusere/eliminere eventuelle skader på vindmølle konstruksjonen, nacellen (4) eller propellgruppen (17). The method and associated devices, according to the invention, can also be used in connection with predicted extreme weather by lowering the nacelle (4), together with the tower parts (3) and (13) and the propeller group (17), down to a lower and safer level for to reduce/eliminate any damage to the wind turbine structure, the nacelle (4) or the propeller group (17).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20100535A NO331394B1 (en) | 2010-04-14 | 2010-04-14 | Procedure with associated devices for maintenance, repair and replacement of larger or machine components for wind turbines at sea |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20100535A NO331394B1 (en) | 2010-04-14 | 2010-04-14 | Procedure with associated devices for maintenance, repair and replacement of larger or machine components for wind turbines at sea |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20100535A1 NO20100535A1 (en) | 2011-10-17 |
NO331394B1 true NO331394B1 (en) | 2011-12-12 |
Family
ID=44970874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20100535A NO331394B1 (en) | 2010-04-14 | 2010-04-14 | Procedure with associated devices for maintenance, repair and replacement of larger or machine components for wind turbines at sea |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO331394B1 (en) |
-
2010
- 2010-04-14 NO NO20100535A patent/NO331394B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20100535A1 (en) | 2011-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6894016B2 (en) | Floating structure of offshore wind turbine | |
JP5745688B2 (en) | Floating wind power generation facility with energy storage equipment | |
US7234409B2 (en) | Vessel for transporting wind turbines, methods of moving a wind turbine, and a wind turbine for an off-shore wind farm | |
DK2129906T3 (en) | Method for replacing a gondola, incl. an offshore wind power installation rotor, and the submersible vehicle to perform the method. | |
US8864419B2 (en) | Foundation support system for an offshore wind energy convertor, corresponding to an offshore wind power generating facility | |
US9347425B2 (en) | Offshore floating barge to support sustainable power generation | |
US9004819B2 (en) | Installation method and recovery method for offshore wind turbine | |
DK201170319A (en) | A self-propelled semi-submersible offshore wind farm installation vessel with a large crane | |
EP1101935B1 (en) | Method and vessel for installation of off-shore windmills | |
NO322435B1 (en) | Device for transporting objects to water | |
CN109441735B (en) | Marine multifunctional construction ship | |
JP2015511283A (en) | Offshore wind farm (OWP) positioned stationary and methods and means for its assembly, transportation, installation and service | |
WO2010059489A1 (en) | Stationary positioned offshore windpower plant (owp) and methods and means for its assembly, transportation, installation and servicing | |
US20220227465A1 (en) | Method for the Maintenance of Wind Turbine Towers by means of Auxiliary Floating Systems | |
NO326937B1 (en) | Device and method of marine yarn structure | |
JP2007263077A (en) | Marine wind power generating equipment | |
US11203398B2 (en) | Buoy and installation method for the buoy | |
KR20140109248A (en) | A vessel and a method for installing or repairing an offshore structure | |
NO20150133A1 (en) | Liquid wind turbines | |
CN113047253A (en) | Multifunctional self-elevating offshore wind power construction platform | |
NO20190637A1 (en) | Floating wind turbine platform | |
CN113089713A (en) | Overwater prefabricating device and method suitable for offshore wind power barrel type foundation | |
CN111942533A (en) | Three-upright-column offshore wind power generation platform system | |
JP2022524341A (en) | Floating wind turbine equipment | |
NO336693B1 (en) | Flow turbine and power generation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |