WO2010079150A2 - Verfahren zum vertikalen bewegen von lasten entlang einer windenergieanlage - Google Patents

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WO2010079150A2
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wind turbine
stop device
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Markus Becker
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Kenersys Gmbh
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    • 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
    • F03D80/50—Maintenance or repair
    • 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
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    • F05B2240/916—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure with provision for hoisting onto the structure
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    • Y02E10/70—Wind energy
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • the invention relates to a method for the vertical movement of loads along a wind turbine with the features of the preamble of claim 1. It further relates to a crane for vertically moving loads along a wind turbine, as referred to in the preamble of claim 5 and finally also a system for the vertical movement of loads along a wind turbine with the features of the preamble of claim 6.
  • Wind turbines are tall buildings, where large
  • nacelle Parts of the essential components at the top of the tower in the so-called nacelle, which is also referred to as a nacelle, are arranged. Not only for erecting the wind turbine itself, therefore, it is necessary to lift individual components and components of the system with cranes, even during operation must, for example. for an exchange of components lowered the component to be replaced from the height of the nacelle and lifted a new component.
  • rotor blades, gear parts or the whole gearbox other parts of the drive train, the generator or the like.
  • Disched from the airy height of the nacelle and appropriate replacement components are lifted back into the nacelle.
  • Such just mentioned components easily reach individual weights in the range of tonnes, in some cases up to more than 50 t, in the case of large modern wind energy plants (especially those with more than 1 MW output).
  • the crane described therein is arranged in a rest position within the nacelle and has a pivotable arm, which is arranged and arranged so that covered with the crane substantially all crucial areas of the nacelle and the attachments and can be achieved.
  • this crane With this crane, rotor blades, the hub or even the entire rotor can be reached and discharged or lifted up to the nacelle, as well as in the rear area of the nacelle components of the generator, the transmission or the drive train.
  • this crane is well suited, he makes in particular the requirement and the purchase of useful lives of a mobile crane or the provision of a mobile crane by the plant operator itself superfluous.
  • this system also has considerable and not negligible disadvantages and difficulties.
  • this object is achieved with respect to the method by a method for vertically moving loads along a tower and a arranged at the upper end of the nacelle wind turbine by means of attachable in the region of the nacelle crane with the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in claims 2 to 4.
  • a further aspect of the solution of this object consists in a crane having the features of claim 5.
  • a system for vertically moving loads along a wind turbine with the features of claim 6 is the solution of a further aspect of the object of the invention.
  • Advantageous developments of such a system are specified in claims 7 to 10.
  • the essential approach of the invention is that a crane is temporarily mounted on the wind turbine for the execution of the work to be performed, in particular for the lifting or lowering of loads along the vertical in the field of wind turbine.
  • This crane has at least one crane arm, which is firmly connected to a crane winch.
  • On the crane winch a crane rope is wound up and unwound, at the free end of a stop device is arranged.
  • this crane is brought to the wind turbine, and the crane cable is lowered by the crane winch and transported upwards with the stop device on the wind turbine.
  • a fastening device for example a corresponding eyelet, to which the stop device is fastened at the end of the crane cable can be.
  • the crane winch is actuated, so that the crane cable winds up on this.
  • the crane winch of the crane is designed to be able to carry at any rate the weight of the crane so that the crane pulls itself in this way even upwards in the direction of the nacelle of the wind turbine.
  • the stopper can be solved by the fastening device and the crane is available for the work to be performed. For example, loads in the area of the nacelle can be struck against the stop device and lowered by operating the crane winch on the crane in the vertical direction. In the same sense loads from the area of the foot of the wind turbine can be raised by means of the crane by hitting the stop device and winding the crane rope on the crane winch.
  • the stopper device can in turn be fixed to the fastening device, and then the crane arm can be released from the nacelle.
  • the crane with its crane arm in front in the reverse direction as in the assembly again drained from the wind turbine until it arrives at the bottom or on a designated tray.
  • the stop device is released from the fastening device and also drained, the crane rope can be wound up again on the crane winch.
  • the dismantled crane can now be used for another use on another wind energy plant.
  • the crane arm only has to be sufficiently long to provide sufficient deflection in the area of the nacelle itself, typically being only a few meters in length (up to 10 to 15 m). exhibit.
  • Such a crane is significantly lighter compared to a ground-based mobile crane and can be more easily deployed over unpaved land to a shore-mounted wind turbine.
  • no elaborate support and protection must be made because the crane arm is beaten in use on the nacelle and this is anchored securely on the foundation of the tower with the ground.
  • a smaller winch is often installed in the interior of the wind turbine, which is used for moving smaller loads (for example, heavier-duty tools, smaller components).
  • a winch can be used to pull up the stop device and thus the crane cable at the wind energy plant in the first step of the method according to the invention.
  • the crane arm In order to releasably secure the crane arm to the nacelle, it has a corresponding abutment device or a plurality of such devices.
  • connections for the crane may also be provided, eg hydraulic connections for moving the crane arm or the like.
  • the crane arm is designed and dimensioned with advantage and the abutment device on the nacelle positioned so that with the crane mounted on the nacelle by pivoting the crane arm all essential main components can be reached, in particular the area of the rotor, as well as the rear rear area of the nacelle.
  • the crane according to the invention if this two parallel, connected via a connecting web crane arms, which are arranged in a U-shape and correspond in their distance from one another approximately to the width of the nacelle, so that they both sides of the nacelle on each Fixing point can be set with a corresponding fastening device.
  • FIG. 1 schematically in a representation of the side of a
  • Wind turbine with a crane according to the invention in a representation in various steps of the method according to the invention
  • FIG. 2 in an enlarged schematic representation of the area of the foot of the wind turbine with the remote there crane;
  • Fig. 3 is an enlarged view of the area of the nacelle of the wind turbine with crane arranged thereon in different pivot positions;
  • Fig. 4 is a view of the nacelle of the wind turbine from behind with the crane in different pivot positions.
  • Fig. 1 is first in an overall view from the side of a
  • Wind turbine 1 which in the usual way a tower 2, one at the upper end of the tower 2 opposite this rotatably arranged nacelle 3 (also referred to as nacelle) and a rotor 4 with rotor blades 5 has.
  • Such a crane 6 is formed as a single component, which can be releasably fixed to the nacelle 3 of the wind turbine 1.
  • the crane 6 is shown in more detail in the enlarged view in Fig. 2 in a position at the foot of the tower 2.
  • it has a crane arm 7, to which a crane winch 8 is attached.
  • a crane rope 9 On the crane winch 8 up or from this unwindable is a crane rope 9, at the free end of a stop device is arranged, for. a crane hook, a shekel or the like.
  • the special feature of the crane 7 is that this is designed with its crane winch 8 so that he can certainly move his own weight in the vertical direction, so it can lift.
  • the crane 6 For use for mounting or dismounting and lowering or lifting of elements of the wind turbine 1, in particular those in the nacelle 3, the crane 6 according to the invention is temporarily arranged and fixed to the gondola 3 according to the inventive method.
  • the crane 6 is first moved into the area of the foot of the wind turbine 1, and the crane cable 9 is lowered by the crane winch 8 and vertically with the provided with the stopper free end the wind turbine 1 up to the nacelle 3.
  • the stop device is fixed to a fastening device 10 (see Fig. 3), and the crane winch 8 of the crane 6 is operated to wind the crane cable 9.
  • the crane pulls 6 with his crane arm 7 and the crane winch 8 on the Crane 9 alike itself upwards along the tower 2 to the nacelle 3.
  • the crane 6 arrives there first in a position in which it comes to rest with a abutment portion 11 of the crane arm 7 to an abutment means 12 on the nacelle 3.
  • This abutment device 12 may for example consist of reinforced strut elements with openings arranged thereon, on which the crane 6 can now be fixed with its abutment section 11, for example by means of bolts or the like.
  • the stop device can be solved at the end of the crane cable 9 of the fastening device 10 and the crane 6 can be pivoted with his crane arm 7 and used in the desired position.
  • this is indicated in two possible positions, a position pivoted to the left in the figure in the region of the rotor, from which individual rotor components or the rotor can be lowered altogether with the crane 6 or replacement components can be lifted, and one in the rear region the nacelle 3 located in the figure to the right pivoted position, out of the example the generator can be drained or a new generator can be lifted or parts of the drive train.
  • These two positions are shown in Fig. 3 again in more detail as well as an intermediate position during pivoting and the position that occupies the crane 6 during attachment to the nacelle 3 with vertically oriented and downwardly pointing crane winch. 8
  • the crane 6 has a two-part crane arm 7, which is substantially U-shaped with a connection in the area of the winch 8.
  • a two-part crane arm 7, which is substantially U-shaped with a connection in the area of the winch 8.
  • further connecting and reinforcing struts between the two parallel legs of the crane arm 7, which may also be referred to as independent crane arms 7, extend.
  • the crane 6 is disassembled in reverse sequence and lowered to the foot of the tower 2 of the wind turbine 1.
  • the stop device at the end the crane cable 9 again fastened to the fastening device 10 on the nacelle 3 of the wind turbine 1 and the crane cable 9 is biased so far that it holds the crane arm 7 with the winch 8.
  • the crane arm 7 is released from the attachment device 12 and by lowering the crane cable 9 from the crane winch 8, the crane 6 is lowered all along the tower 2 of the wind turbine 1 again until it reaches the bottom.
  • the stop device is released at the end of the crane cable 9 of the fastening device 10 to the nacelle 3 and lowered this element again and the crane cable 9 wound on the crane hoist 8.
  • the crane 6 is thus available for further use at another wind energy plant.
  • the crane 6 and in particular its crane winch 8 are designed so that they carry the large loads of the individual components of the wind turbine and can raise and lower, so this certainly have a carrying capacity in the range of several tons, up to 50t.
  • the on-board winch will regularly only have a capacity of 250 kg to 500 kg, which is sufficient to lift the stop device and the crane cable 9, but not the heavy loads to be moved here of the moving components of the wind turbine 1.

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Abstract

Ein Verfahren zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer einen Turm und eine an dessen oberen Ende angeordnete Gondel aufweisenden Windenergieanlage mittels eines im Bereich des Maschinenhauses befestigbaren, wenigstens einen Kranarm und eine mit dem Kranarm verbundene Kranwinde mit einem an seinem freien Ende mit einer Anschlagvorrichtung versehenen Kranseil aufweisenden Krans soll so gestaltet werden, dass es ohne den Einsatz herkömmlicher Mobilkräne eine schnelle und kostengünstige Montage bzw. Demontage der Windenergieanlage bzw. Teilkomponenten derselben ermöglicht. Hierzu wird für das Verfahren vorgeschlagen, dass i) in einem ersten Schritt das Kranseil des im Bereich des Fußes der Windenergieanlage abgelegten Krans von der Kranwinde abgelassen und die Anschlagvorrichtung an der Windenergieanlage zu der Gondel empor transportiert und dort an einer Befestigungseinrichtung festgemacht wird, ii) in einem zweiten Schritt das Kranseil auf die Kranwinde aufgewickelt und der Kran so an der Windenergieanlage bis zu der Gondel emporgezogen wird, iii) in einem dritten Schritt der Kran mit seinem wenigstens einen Kranarm an der Gondel lösbar befestigt wird, iv) in einem vierten Schritt die Anschlagvorrichtung von der Befestigungseinrichtung gelöst, die Anschlagvorrichtung durch Auf- oder Abwickeln des Kranseils zu der Last verbracht, die Last an der Anschlagvorrichtung angeschlagen und durch Auf- oder Abwickeln des Kranseils auf die oder von der Kranwinde in vertikaler Richtung bewegt wird. Ferner werden mit der Erfindung auch noch ein entsprechender Kran sowie ein System zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang der Windenergieanlage angegeben.

Description

Beschreibung
[0001] Verfahren zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer
Windenergieanlage Technisches Gebiet
[0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer Windenergieanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Sie betrifft ferner einen Kran zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer Windenergieanlage, wie er im Oberbegriff des Anspruches 5 bezeichnet ist und schließlich auch ein System zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer Windenergieanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 6.
Stand der Technik
[0003] Windenergieanlagen sind hoch errichtete Bauwerke, bei denen große
Teile der wesentlichen Komponenten am oberen Ende des Turmes in der sogenannten Gondel, die auch als Maschinenhaus bezeichnet wird, angeordnet sind. Nicht nur zum Errichten der Windenergieanlage selbst ist es daher erforderlich, einzelne Bestandteile und Komponenten der Anlage mit Kränen emporzuheben, auch während des Betriebes müssen z.B. für einen Austausch von Komponenten die zu ersetzende Komponente aus der Höhe der Gondel herabgelassen und eine neue Komponente emporgehoben werden. So müssen im Betrieb von Windenergieanlagen erfahrungsgemäß während der Lebensdauer in unregelmäßigen Abständen beispielsweise Rotorblätter, Getriebeteile oder das Getriebe insgesamt, weitere Teile des Triebstranges, der Generator oder dgl. aus der luftigen Höhe der Gondel abgelassen und entsprechende Ersatzkomponenten wieder in die Gondel gehoben werden. Solch eben genannte Komponenten erreichen bei großen modernen Windenergieanlagen (insbesondere solchen mit mehr als 1 MW Leistung) ohne weiteres Einzelgewichte im Bereich von Tonnen, teilweise bis zu mehr als 50 t.
[0004] Bei heute bestehenden Systemen werden hierfür in der Regel mobile Kransysteme verwendet, die dabei regelmäßig von vergleichbarer Größenordnung sind wie die ursprünglich zum Errichten der Anlagen verwendeten Kräne. Sie müssen bei den großen Nabenhöhen moderner Windenergieanlagen 80 m bis neuerdings sogar 160 m hoch reichen und entsprechende Kranausleger bzw. Kranarme bereitstellen. Grundsätzlich reichen die heute verfügbaren größten Mobilkräne gerade noch aus, um dies zu bewerkstelligen. Allerdings sind solche Mobilkräne kostspielig in der Anschaffung und im Betrieb, so dass für geliehene Kranzeiten sehr hohe Gebühren zu entrichten sind. Die insoweit anfallenden reinen Betriebskosten für den Austausch der Komponente können häufig die Kosten der Komponente selbst übersteigen. Hinzu kommt, dass entsprechende Großkräne nicht unbeschränkt verfügbar sind und sich so bei einem erforderlichen Austausch eine lange Wartezeit ergeben kann, innerhalb derer die Windenergieanlage still steht. Auch durch diese Ausfallzeiten entstehen Kosten in Form von entgangenen Einspeisevergütungen für den in der Ausfallzeit nicht produzierten Strom.
[0005] Hinzu kommt, dass an den typischerweise ländlich gelegenen
Aufstellungsorten der Windenergieanlagen es häufig nicht ohne weiteres möglich ist, einen mobilen Kran für den Betrieb eben und sicher abgestützt aufzustellen, so dass auch hier ein hohes Maß an Aufwand betrieben werden muss mit dem Ergebnis weiterer Kosten.
[0006] Es ist in diesem Zusammenhang auch bereits eine Möglichkeit beschrieben worden, zur Vermeidung dieser Probleme die Windenergieanlage mit einem festen Bordkran auszustatten, der innerhalb der Gondel angeordnet ist und bei Bedarf ausgeschwenkt und in Betrieb genommen werden kann. Eine entsprechende Windkraftanlage mit einem bewegbaren Bordkran ist in der EP 1 101 934 A2 beschrieben.
[0007] Der dort beschriebene Kran ist in einer Ruheposition innerhalb der Gondel angeordnet und hat einen verschwenkbaren Arm, der so angeordnet und eingerichtet ist, dass mit dem Kran im wesentlichen alle entscheidenden Bereiche der Gondel und der Anbauteile überdeckt und erreicht werden können. So können mit diesem Kran beispielsweise Rotorblätter, die Nabe oder gar der ganze Rotor erreicht und abgelassen bzw. zu der Gondel emporgehoben werden, wie auch im Heckbereich der Gondel Komponenten des Generators, des Getriebes oder des Triebstranges. [0008] Hinsichtlich seiner Flexibilität ist dieser Kran gut geeignet, er macht insbesondere die Anforderung und den Zukauf von Nutzungszeiten eines Mobilkranes bzw. das Vorhalten eines Mobilkranes durch den Anlagenbetreiber selbst überflüssig. Allerdings birgt dieses System auch beachtliche und nicht zu vernachlässigende Nachteile und Schwierigkeiten. So muss jede Windenergieanlage mit einem solchen Kran ausgerüstet werden, was zu deutlich höheren Gestehungskosten der Windenergieanlage selbst führt. Kräne, die die oben aufgezeigten Lasten bewegen können, müssen entsprechend leistungsfähige Windenantriebe aufweisen, die in der Beschaffung kostspielig sind. Darüber hinaus muss der Kranarm entsprechend stabil gestaltet sein mit den einhergehenden hohen Materialkosten. Ferner nimmt der permanent innerhalb der Gondel angeordnete Kran dort wertvollen Bauraum ein, der bei der Auslegung der Gondel entweder mit einzuplanen ist, was zu einer größeren und damit kostspieligeren Gondel führt oder aber die Einrichtung mit Komponenten innerhalb der Gondel einschränkt und damit die Möglichkeit einer maximalen Raumausnutzung.
[0009] Ein weiteres System, bei dem innerhalb der Gondel lediglich Umlenkrollen vorzusehen sind, ist aus der DE 102 24 439 A1 bekannt. Dort wird eine Winde am Fuß der Windenergieanlage platziert und ein Seil von dort in die Gondel der Windenergieanlage und innerhalb der Gondel über Umlenkrollen bis zu einer Nabenöffnung geführt. Mit diesem System kann dann mit Hilfe der am Fuß der Windenergieanlage aufgestellten Winde ein von der Nabe gelöstes Rotorblatt abgelassen bzw. ein neues Rotorblatt an dem Seil angeschlagen und emporgehoben werden. Dieses System ist speziell für den Wechsel eines Rotorblattes konzipiert und hinsichtlich des Wirkortes des so gebildeten Vertikaltransportsystems nicht ausreichen flexibel. Es lassen sich insbesondere nicht weitere Elemente der Windkraftanlage mit dieser Konstruktion aus der Gondel ablassen bzw. in diese befördern, z.B. der Generator, Teile desselben oder Teile des Triebstranges.
Darstellung der Erfindung
[0010] Es ist entsprechend Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches ohne den Einsatz herkömmlicher Mobilkräne eine schnelle und kostengünstige Montage bzw. Demontage der Windenergieanlage bzw. Teilkomponenten derselben ermöglicht. Ferner sollen mit der Erfindung auch noch ein entsprechender Kran sowie ein System zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang der Windenergieanlage angegeben werden.
[0011] Bei der Erfindung wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens gelöst durch ein Verfahren zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer einen Turm und eine an dessen oberem Ende angeordnete Gondel aufweisenden Windenergieanlage mittels eines im Bereich des Maschinenhauses befestigbaren Krans mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben. Ein weiterer Aspekt der Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Kran mit den Merkmalen des Patentanspruches 5. Schließlich ist ein System zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer Windenergieanlage mit den Merkmalen des Anspruches 6 die Lösung eines weiteren Aspektes der Aufgabe der Erfindung. Vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen Systems sind in den Ansprüchen 7 bis 10 angegeben.
[0012] Der wesentliche Ansatz der Erfindung besteht darin, dass ein Kran vorübergehend an der Windenergieanlage montiert wird für die Ausführung der durchzuführenden Arbeiten, insbesondere für das Anheben bzw. Ablassen von Lasten entlang der Vertikalen im Bereich der Windenergieanlage. Dieser Kran weist wenigstens einen Kranarm auf, der mit einer Kranwinde fest verbunden ist. Auf der Kranwinde ist ein Kranseil auf- und abwickelbar aufgewickelt, an dessen freien Ende eine Anschlagvorrichtung angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird dieser Kran zu der Windenergieanlage verbracht, und das Kranseil wird von der Kranwinde abgelassen und mit der Anschlagvorrichtung an der Windenergieanlage nach oben transportiert. Im Bereich der Gondel befindet sich eine Befestigungseinrichtung, z.B. eine entsprechende Öse, an der die Anschlageinrichtung am Ende des Kranseils festgemacht werden kann. Nun wird in einem nächsten Schritt die Kranwinde betätigt, so dass sich das Kranseil auf dieses aufwickelt. Die Kranwinde des Kranes ist ausgelegt, um jedenfalls das Eigengewicht des Kranes tragen zu können, so dass der Kran sich auf diese Weise gleichermaßen selbst nach oben in Richtung der Gondel der Windenergieanlage zieht. Ist der Kran in einer vorbestimmten oberen Position angelangt, wird er in einem weiteren Schritt mit seinem Kranarm an der Gondel lösbar befestigt. Nun kann die Anschlagvorrichtung von der Befestigungseinrichtung gelöst werden und der Kran steht für die durchzuführende Arbeit zur Verfügung. Es können beispielsweise Lasten im Bereich der Gondel an der Anschlagvorrichtung angeschlagen und durch Betätigen der Kranwinde an dem Kran in vertikaler Richtung abgelassen werden. In gleichem Sinne können Lasten aus dem Bereich des Fußes der Windenergieanlage mittels des Kranes durch Anschlagen an der Anschlagvorrichtung und Aufwickeln des Kranseiles auf die Kranwinde angehoben werden.
[0013] Sind die mit dem Kran durchzuführenden Arbeiten abgeschlossen, kann die Anschlagvorrichtung wiederum an der Befestigungseinrichtung festgelegt, und anschließend kann der Kranarm von der Gondel gelöst werden. Durch Ablassen des Kranseiles von der Winde wird der Kran mit seinem Kranarm voran in umgekehrter Richtung wie bei der Montage wieder von der Windenergieanlage abgelassen, bis er am Boden bzw. auf einer vorgesehenen Ablage anlangt. Anschließend wird die Anschlagvorrichtung von der Befestigungseinrichtung gelöst und ebenfalls abgelassen, wobei das Kranseil wieder auf die Kranwinde aufgewickelt werden kann. Der so demontierte Kran kann nun für einen weiteren Einsatz an einer anderen Windenergieanlage verwendet werden.
[0014] Es dürfte ohne weiteres einleuchten, dass ein solcher Kran von den
Abmessungen her deutlich geringer gehalten werden kann als ein mobiler Kran, der mit seinem Kranarm die gesamte Höhe bis zur Gondel der Windenergieanlage überwinden muss. Für den erfindungsgemäßen Kran muss der Kranarm lediglich ausreichend lang sein, um im Bereich der Gondel selbst für eine ausreichende Umlenkung zu sorgen, er wird dabei typischerweise eine Länge von nur wenigen Metern (bis zu 10 bis 15 m) aufweisen. Ein solcher Kran ist verglichen mit einem vom Boden aus arbeitenden Mobilkran deutlich leichter und kann einfacher auch über unbefestigte Zuwegungen zu einer an Land errichteten Windenergieanlage verbracht werden. Darüber hinaus muss anders als bei einem solchen Mobilkran hier keine aufwendige Abstützung und Absicherung vorgenommen werden, da der Kranarm im Einsatz an der Gondel festgeschlagen und diese über das Fundament des Turmes sicher mit dem Erdboden verankert ist. Der Einsatz eines solchen Kranes im Umfang eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist damit deutlich kostengünstiger als der bisher regelmäßig verwendete Einsatz von Mobilkränen. Schließlich haben große Mobilkräne oft lange Dispositionszeiten, was zu längeren Stillstandszeiten einer zu wartenden oder zu reparierenden Windenergieanlage führen kann mit den damit verbundenen Ertragsausfällen bzw. Kosten.
[0015] Häufig ist im Inneren der Windenergieanlage jedenfalls eine kleinere Winde montiert, die für das Bewegen von geringeren Lasten (beispielsweise schwerlastigeren Werkzeugen, kleineren Komponenten) verwendet wird. In besonders einfacher Weise kann eine solche Winde Verwendung finden, um im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die Anschlagvorrichtung und damit das Kranseil an der Windenergieanlage emporzuziehen.
[0016] Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn während des Emporhebens des Kranes an sich dafür Sorge getragen wird, dass dieser (also der Kranarm mit der daran befindlichen Winde) im sicheren Abstand von dem Turm bleibt, also nicht gegen diesen schlägt. Dies kann z.B. durch Anordnen eines Hilfs- bzw. Führungsseils bewerkstelligt werden, an welchem der Kran bei seinem Vertikaltransport geführt wird, aber auch in anderer beliebiger weise. Ein solches Führungsseil kann mit seinem einen Ende auf ähnliche Weise in Richtung der Gondel transportiert werden, wie die Anschlagvorrichtung des Krans. Das Spannen eines entsprechenden Führungsseils würde in dem Ablauf des Verfahrens vor dem in Anspruch 1 mit i gekennzeichneten ersten Schritt erfolgen, oder aber zwischen dem ersten und zweiten Schritt (Schritt i und Schritt ii in Anspruch 1). [0017] Um den Kranarm an der Gondel lösbar zu befestigen weist diese eine entsprechende Anlagereinrichtung bzw. mehrere solcher Einrichtungen auf. Dies können z.B. entsprechende verstärkte Öffnungen zum Anschlagen eines Bolzens sein oder dgl. Darüber hinaus können auch Anschlüsse für den Kran vorgesehen sein, z.B. Hydraulikanschlüsse zum Bewegen des Kranarmes oder dgl. Der Kranarm ist dabei mit Vorteil so ausgelegt und bemessen und die Anlagereinrichtung an der Gondel so positioniert, dass mit dem an der Gondel montierten Kran durch Verschwenken des Kranarmes alle wesentlichen Hauptkomponenten erreichbar sind, insbesondere der Bereich des Rotors, wie auch der hintere Heckbereich der Gondel.
[0018] Besonders stabil ist der erfindungsgemäße Kran, wenn dieser zwei parallele, über einen Verbindungssteg verbundene Kranarme aufweist, die U-förmig angeordnet sind und in ihrem Abstand zueinander in etwa der Breite der Gondel entsprechen, so dass sie beidseits der Gondel jeweils an einem Befestigungspunkt mit einer entsprechenden Befestigungseinrichtung festgelegt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0019] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
[0020] Fig. 1 schematisch in einer Darstellung von der Seite eine
Windenergieanlage mit einem erfindungsgemäßen Kran, in einer Darstellung in verschiedenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens;
[0021] Fig. 2 in vergrößerter schematischer Darstellung den Bereich des Fußes der Windenergieanlage mit dem dort abgesetzten Kran;
[0022] Fig. 3 in vergrößerter Darstellung schematisch den Bereich der Gondel der Windenergieanlage mit daran angeordnetem Kran in verschiedenen Schwenkpositionen; und
[0023] Fig. 4 eine Ansicht der Gondel der Windenergieanlage von hinten mit dem Kran in verschiedenen Schwenkpositionen.
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung [0024] In den Figuren ist in schematischen und keinesfalls maßstabsgerechten Prinzipdarstellungen die vorliegende Erfindung bildlich dargestellt, und sie wird unter Bezugnahme auf die Figuren nachfolgend näher erläutert.
[0025] In Fig. 1 ist zunächst in einer Gesamtansicht von der Seite eine
Windenergieanlage 1 gezeigt, die in üblicher Weise einen Turm 2, eine am oberen Ende des Turmes 2 gegenüber diesem verdrehbar angeordnete Gondel 3 (auch als Maschinenhaus bezeichnet) sowie einen Rotor 4 mit Rotorblättern 5 aufweist.
[0026] Um entlang der Vertikalrichtung dieser Windenergieanlage 1 Lasten zu bewegen, wird ein neuartiges Verfahren, und es wird ein besonderer Kran hierfür vorgeschlagen. Ein solcher Kran 6 ist als einzelne Komponente ausgebildet, die lösbar an der Gondel 3 der Windenergieanlage 1 festgelegt werden kann. Der Kran 6 ist in der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 in einer Position am Fuße des Turmes 2 genauer dargestellt. Er weist jedenfalls einen Kranarm 7 auf, an dem eine Kranwinde 8 angelagert ist. Auf die Kranwinde 8 auf- bzw. von dieser abgewickelbar ist ein Kranseil 9, an dessem freien Ende eine Anschlagvorrichtung angeordnet ist, z.B. ein Kranhaken, ein Schekel oder dgl.
[0027] Das Besondere an dem Kran 7 ist, dass dieser mit seiner Kranwinde 8 so ausgelegt ist, dass er jedenfalls sein eigenes Gewicht in vertikaler Richtung bewegen, also emporheben kann.
[0028] Für einen Einsatz zum Montieren oder Demontieren und Ablassen oder Anheben von Elementen der Windenergieanlage 1 , insbesondere solchen im Bereich der Gondel 3, wird der erfindungsgemäße Kran 6 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren temporär an der Gondel 3 angeordnet und festgelegt. Hierzu wird der Kran 6 zunächst in den Bereich des Fußes der Windenergieanlage 1 verbracht, und das Kranseil 9 wird von der Kranwinde 8 abgelassen und mit dem mit der Anschlagvorrichtung versehenen freien Ende vertikal die Windenergieanlage 1 nach oben zur Gondel 3 verbracht. Dort wird die Anschlagvorrichtung an einer Befestigungseinrichtung 10 (vgl. Fig. 3) festgelegt, und die Kranwinde 8 des Krans 6 wird betätigt, um das Kranseil 9 aufzuwickeln. Dabei zieht sich der Kran 6 mit seinem Kranarm 7 und der Kranwinde 8 an dem Kranseil 9 gleichermaßen selbst nach oben entlang des Turmes 2 bis zur Gondel 3. Der Kran 6 kommt dort in einer Position zunächst an, in welcher er mit einem Anlagerabschnitt 11 des Kranarms 7 zu forderst an einer Anlagereinrichtung 12 an der Gondel 3 zu liegen kommt. Diese Anlagereinrichtung 12 kann beispielsweise durch verstärkte Strebenelemente mit daran angeordneten Öffnungen bestehen, an denen der Kran 6 nun mit seinem Anlageabschnitt 11 z.B. durch Schraubbolzen oder dgl. festgelegt werden kann.
[0029] Ist der Kran 6 mit seinem wenigstens einen Arm 7 in dieser Position festgelegt, so kann die Anschlagvorrichtung am Ende des Kranseils 9 von der Befestigungseinrichtung 10 gelöst und der Kran 6 kann mit seinem Kranarm 7 verschwenkt und in gewünschter Position eingesetzt werden. In Fig. 1 ist dies in zwei möglichen Positionen angedeutet, einer in der Figur nach links geschwenkten Position im Bereich des Rotors, aus der heraus einzelne Rotorkomponenten oder der Rotor insgesamt mit dem Kran 6 abgelassen bzw. Austauschkomponenten angehoben werden können, und einer im Heckbereich der Gondel 3 befindlichen in der Figur nach rechts geschwenkt dargestellten Position, aus der heraus z.B. der Generator abgelassen bzw. ein neuer Generator angehoben werden kann oder Teile des Triebstranges. Diese beiden Positionen sind in Fig. 3 noch einmal in genauerer Darstellung gezeigt wie auch eine Zwischenposition während des Schwenkens sowie die Position, die der Kran 6 während der Befestigung an der Gondel 3 einnimmt mit in vertikaler Ausrichtung und nach unten weisender Kranwinde 8.
[0030] In Fig. 4 ist schließlich zu erkennen, dass der Kran 6 einen zweigeteilten Kranarm 7 aufweist, der im Wesentlichen U-förmig ist mit einer Verbindung im Bereich der Winde 8. Selbstverständlich können (hier nicht dargestellt) weitere Verbindungs- und Versteifungsstreben zwischen den beiden parallel verlaufenden Schenkeln des Kranarmes 7, die auch als unabhängige Kranarme 7 bezeichnet werden können, verlaufen.
[0031] Am Ende seines Einsatzes wird der Kran 6 in umgekehrter Arbeitsabfolge wieder demontiert und zum Fuß des Turmes 2 der Windenergieanlage 1 herabgelassen. Hierzu wird zunächst die Anschlagvorrichtung am Ende des Kranseils 9 wieder an der Befestigungseinrichtung 10 an der Gondel 3 der Windenergieanlage 1 festgemacht und das Kranseil 9 so weit vorgespannt, dass es den Kranarm 7 mit der Winde 8 hält. Dann wird der Kranarm 7 von der Anlagereinrichtung 12 gelöst und durch Ablassen des Kranseils 9 von der Kranwinde 8 wird der Kran 6 insgesamt entlang des Turmes 2 der Windenergieanlage 1 wieder herabgelassen, bis er den Grund erreicht. Schließlich wird die Anschlagvorrichtung am Ende des Kranseils 9 von der Befestigungseinrichtung 10 an der Gondel 3 gelöst und auch dieses Element wieder herabgelassen und das Kranseil 9 auf die Kranwinde 8 aufgewickelt. Der Kran 6 steht damit für einen weiteren Einsatz an einer anderen Windenergieanlage zur Verfügung.
[0032] Zum Verbringen der Anschlagvorrichtung am Ende des Kranseils 9 zur Befestigungseinrichtung 10 an der Gondel 3 bzw. von dieser wieder zum Grund kann z.B. eine im Bereich der Gondel 3 der Windenergieanlage 1 angeordnete, kleiner dimensionierte Bordwinde verwendet werden.
[0033] Der Kran 6 und insbesondere dessen Kranwinde 8 sind dabei so ausgelegt, dass sie die großen Lasten der Einzelkomponenten der Windenergieanlage tragen bzw. heben und absenken können, weisen hierfür also durchaus eine Tragkapazität im Bereich von mehreren Tonnen, bis zu 50t auf. Im Unterschied dazu wird die Bordwinde regelmäßig nur eine Kapazität von 250 kg bis 500 kg haben, die zwar ausreicht, die Anschlagvorrichtung und das Kranseil 9 zu heben, jedoch nicht die hier zu handhabenden schweren Lasten der zu bewegenden Komponenten der Windenergieanlage 1.
[0034] Aus der vorstehenden Beschreibung ist noch einmal deutlich geworden, welchen enormen Vorteil die Erfindung mit sich bringt hinsichtlich einer Vereinfachung des Verbringens von Lasten in vertikaler Richtung entlang einer Windenergieanlage bei kurz zu haltenden Wartezeiten und dennoch vergleichsweise geringen Einsatzkosten.
[0035] Bezuαszeichenliste
[0036] 1 Windenergieanlage
[0037] 2 Turm
[0038] 3 Gondel [0039] 4 Rotor
[0040] 5 Rotorblatt
[0041] 6 Kran
[0042] 7 Kranarm
[0043] 8 Kranwinde
[0044] 9 Kranseil
[0045] 10 Befestigungseinrichtung
[0046] 11 Anlagerabschnitt
[0047] 12 Anlagereinrichtung

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer einen Turm und eine an dessen oberen Ende angeordnete Gondel aufweisenden Windenergieanlage mittels eines im Bereich des Maschinenhauses befestigbaren, wenigstens einen Kranarm und eine mit dem Kranarm verbundene Kranwinde mit einem an seinem freien Ende mit einer Anschlagvorrichtung versehenen Kranseil aufweisenden Krans, dadurch gekennzeichnet, dass i) in einem ersten Schritt das Kranseil des im Bereich des Fußes der Windenergieanlage abgelegten Krans von der Kranwinde abgelassen und die Anschlagvorrichtung an der Windenergieanlage zu der Gondel empor transportiert und dort an einer Befestigungseinrichtung festgemacht wird, ii) in einem zweiten Schritt das Kranseil auf die Kranwinde aufgewickelt und der Kran so an der Windenergieanlage bis zu der Gondel emporgezogen wird, iii) in einem dritten Schritt der Kran mit seinem wenigstens einen Kranarm an der Gondel lösbar befestigt wird, iv) in einem vierten Schritt die Anschlagvorrichtung von der Befestigungseinrichtung gelöst, die Anschlagvorrichtung durch Auf- oder Abwickeln des Kranseils zu der Last verbracht, die Last an der Anschlagvorrichtung angeschlagen und durch Auf- oder Abwickeln des Kranseils auf die oder von der Kranwinde in vertikaler Richtung bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für das Verbringen der Anschlagvorrichtung zu der Gondel eine in oder an der Gondel angeordnete Gondelwinde oder ein über wenigstens eine Umlenkvorrichtung in der Gondel laufendes Lastseil einer an anderer Stelle angeordneten Hilfswinde verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bewegen der letzten zu bewegenden Last und Lösen derselben von der Anschlagvorrichtung die Anschlagvorrichtung erneut an der Befestigungseinrichtung festgelegt wird, der wenigstens eine Kranarm von der Gondel gelöst wird, der Kran durch Ablassen des Kranseils von der Kranwinde von der Gondel abgelassen wird und die Anschlagvorrichtung von der Befestigungseinrichtung gelöst und von der Gondel zum Boden zurücktransportiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kran während seiner Vertikalbewegung entlang der Windenergieanlage von dem Turm abgehalten, insbesondere geführt wird.
5. Kran zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer einen Turm (2) und eine an dessen oberen Ende angeordnete Gondel (3) aufweisenden Windenergieanlage (1) mit wenigstens einem Kranarm (7), einer mit dem Kranarm (7) verbundenen Kranwinde (8), einem auf der Kranwinde (8) auflaufenden Kranseil (9) mit einer an dessen Ende befindlichen Anschlagvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kranwinde (8) in ihrem Antrieb ausgelegt ist, eine Last von der Größe des Gewichtes des Kranes (6) zu heben und dass an dem wenigstens einen Kranarm (7) Einrichtungen (11) zum lösbaren Verbinden mit der Gondel (3) vorgesehen sind.
6. System zum vertikalen Bewegen von Lasten entlang einer einen Turm (2) und eine an dessen oberen Ende angeordnete Gondel (3) aufweisenden Windenergieanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Kran (6) nach Anspruch 5 sowie an der Gondel (3) der Windenergieanlage (1) Mittel (12) zum lösbaren Befestigen des wenigstens einen Kranarmes (7) sowie eine Befestigungseinrichtung (10) zum Festlegen des Anschlagmittels aufweist.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine in der Gondel (3) angeordnete Gondelwinde oder eine Hilfswinde mit einem über wenigstens eine an der Gondel (3) angeordnete Umlenkvorrichtung verlaufenden Lastseil aufweist.
8. System nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner Mittel zum Abhalten des Kranes (6) vom Turm (2) während einer vertikalen Bewegung des Kranes (6) entlang des Turmes (2) aufweist.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abhalten des Kranes (6) vom Turm (2) Führungsmittel sind.
10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kranarm (7) und die Mittel (12) zum lösbaren Befestigen desselben an der Gondel (3) so bemessen und angeordnet sind, dass der an der Gondel (3) befestigte Kran (6) zum Erreichen aller wesentlichen in der Gondel (3) angeordneten Hauptkomponenten der Windenergieanlage (1) verschwenkt werden kann.
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