WO2011015216A1

WO2011015216A1 - Windenergieanlage

Info

Publication number: WO2011015216A1
Application number: PCT/EP2009/005678
Authority: WO
Inventors: Thomas Korzeniewski
Original assignee: Powerwind Gmbh
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem eine sich etwa in Schwererichtung erstreckende Turmachse (A) aufweisenden Turm (10) und einem eine obere Kopplungsfläche (24) und eine die Turmachse umlaufende untere Kopplungsfläche (22) aufweisenden Grundrahmen (20), der über die untere Kopplungsfläche am oberen Ende des Turms bezüglich der Turmachse drehbar gelagert ist, wobei die obere Kopplungsfläche einen die Turmachse vollständig umlaufenden Bereich mit Abschnitten zum Abstützen einer bezüglich einer quer zur Turmachse, insbesondere etwa in horizontaler Richtung verlaufenden Rotorachse drehbar gelagerten Rotorwelle aufweist, wobei das Verhältnis des kleinsten Abstands der oberen Kopplungsfläche (24) und der dieser abgewandten unteren Kopplungsfläche (22) in einer parallel zur Turmachse verlaufenden Richtung zur kleinsten Abmessung des Grundrahmens in einer senkrecht zur Turmachse verlaufenden Richtung längs einer die Turmachse kreuzenden Radiallinie größer als 1:10, vorzugsweise größer als 1:8, insbesondere größer als 1:7 ist.

Description

Windenergieanlage

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem eine sich etwa in Schwererichtung erstreckende Turmachse aufweisenden Turm und einem eine obere Kopplungsfläche und eine die Turmachse umlaufende untere Kopplungsfläche aufweisenden Grundrahmen, der über die untere Kopplungsfläche am oberen Ende des Turms bezüglich der Turmachse drehbar gelagert ist. Die Windenergieanlage weist einen bzgl. einer quer zur Turmachse (A)₁ insbesondere etwa in horizontaler Richtung verlaufenden Rotorachse drehbar gelagerten Rotor auf.

Bei Windenergieanlagen muss der Rotor entsprechend der vorherrschenden Windrichtung bezüglich der Turmachse verdrehbar gelagert sein, damit die Rotorblätter bei allen Windbedingungen optimal angeströmt werden können. Dazu ist der Rotor herkömmlicher Windenergieanlagen auf einem Grundrahmen gelagert, welcher wiederum bezüglich der Turmachse verdrehbar auf dem Turm bzw. am oberen Turmende gelagert ist. Zur Lagerung des Grundrahmens kommen üblicherweise Gleitlager zum Einsatz, welche einerseits eine Drehbewegung des Grundrahmens mit dem darauf montierten Rotor und ggf. weiteren Anlagenteilen erlauben, andererseits aber auch noch einen Stabilitätserhöhenden und einer zu leichtgängigen Verdrehung des Grundrahmens um die Turmachse entgegenwirkenden Widerstand bilden. Die Drehbewegung wird mit Hilfe von am Grundrahmen befestigten Elektromotoren, an deren Abtriebswelle ein Zahnrad befestigt ist, bewirkt, wobei die Zahnradachse etwa parallel zur Turmachse verläuft und die Zahnräder eine am Turm befestigte und die Turmachse umlaufende Innenverzahnung kämmen.

Insgesamt wird so eine stabile, aber dennoch um die Turmachse drehbare Lagerung des Rotors am oberen Turmende erreicht. Zur Lagerung der sich üblicherweise etwa in horizontaler Richtung erstreckenden Rotorwelle ist am Grundrahmen mindestens ein von der Rotorwelle durchsetztes Rotorlager befestigt, wobei die Rotorwelle auf ihrer dem Rotor abgewandten Seite ggf. über ein Getriebe an einen Generator zur Stromerzeugung gekoppelt ist. Die Lagerung des Rotors am Grundrahmen muss so ausgeführt werden, dass Giermomente o. dgl. Querkräfte nicht in das Getriebe und/oder den Generator eingeleitet werden, weil deren Betriebszuverlässigkeit durch entsprechende Querkräfte beeinträchtigt werden kann. Ferner muss darauf geachtet werden, dass eine symmetrische Krafteinleitung in das Rotorlager und in das eine Drehung des Grundrahmens bezüglich der Turmachse ermöglichende Azimutlager erfolgt, um die Lebensdauer dieser Lager zu verlängern.

Aus den genannten Gründen werden die Grundrahmen herkömmlicher Windenergieanlagen als besonders verbindungssteife Gussteile aus Gussstahl oder Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt, wobei die beispielsweise zur Ankopplung der Rotorlager dienende obere Kopplungsfläche etwa hufeisenförmig mit zwei sich etwa parallel zur Rotorwelle erstreckenden Hauptträgern und einem rotorseitigen Verbindungselement ausgeführt ist. Hauptträger und Verbindungselement sind dabei als massive Bauteile ausgeführt, um so die gewünschte Steifigkeit zu erreichen. Die Rotorlager können entweder an dem Verbindungsteil zwischen den Hauptträgern oder zusätzlich versteifend zwischen den Hauptträgern montiert sein.

Trotz der beschriebenen konstruktiven Maßnahmen hat es sich gezeigt, dass es beim Einsatz herkömmlicher Windkraftanlagen oft zu einem unsymmetrischen Verschleiß im Bereich des Azimutlagers und/oder der Rotorlager kommt. Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verschleißarme Energieanlage bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Windenergieanlage gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die obere Kopplungsfläche einen die Turmachse vollständig umlaufenden Bereich mit Abschnitten zum Abstützen einer bezüglich einer quer zur Turmachse, insbesondere etwa in horizontaler Richtung verlaufenden Rotorachse drehbar gelagerten Rotorwelle aufweist, wobei das Verhältnis des kleinsten Abstands der oberen Kopplungsfläche (24) und der dieser abgewandten unteren Kopplungsfläche (22) in einer parallel zur Turmachse verlaufenden Richtung zur kleinsten Abmessung des Grundrahmens in einer senkrecht zur Turmachse verlaufenden Richtung längs einer die Turmachse kreuzenden Radiallinie größer als 1 :10, vorzugsweise größer als 1 :8, insbesondere größer als 1 :7 ist.

Die Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, dass die beobachteten Mängel bekannter Windenergieanlagen in erster Linie auf die trotz der aufwendigen baulichen Ausführung des Grundrahmens immer noch nicht ausreichende Steifigkeit desselben zurückzuführen sind. Die mangelhafte Steifigkeit des Grundrahmens kann bei auftretenden Gierkräften o. dgl. zur unsymmetrischen Krafteinleitung in die Rotorlager und/oder das den Grundrahmen mit dem Turm verbindende Azimutlager führen, wodurch ein übermäßiger Verschleiß verursacht wird. Der Grundrahmen ist üblicherweise im zum Abstützen der Rotorwelle dienenden Bereich am stärksten belastet, da hier die vom Rotor ausgehenden Hauptkräfte und Biegemomente auf den Grundrahmen übertragen werden. Indem erfindungsgemäß die konstruktive Höhe des Grundrahmens im Verhältnis zu seiner konstruktiven Breite derart durchgehend erhöht wird, dass sowohl untere Kopplungsfläche als auch obere Kopplungsfläche unter Einhaltung eines vorgegebenen Mindestabstandes die Turmachse in genau diesem höchstbelasteten Bereich vollständig umlaufen, ergibt sich eine wesentlich verbesserte Gesamtsteifigkeit des Grundrahmens bei auftretenden Kräften quer zur Rotorwelle bei gleichzeitiger lagerschonender, da gleichmäßiger, Einleitung dieser Kräfte in die Turmwand. Dadurch wird die Lebensdauer dieser Lager erheblich verlängert und die Betriebszuverlässigkeit einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage im Vergleich zu herkömmlichen Windenergieanlagen erhöht. Mit anderen Worten bildet der Grundrahmen durch die durchgehend einzuhaltende Mindesthöhe eine Fortführung des Turms in Richtung der Turmachse, was zur Erhöhung der Steifigkeit der Gesamtanlage beiträgt und gleichmäßige Lasteinleitung in die Turmwand ermöglicht. Überraschenderweise hat es sich zusätzlich gezeigt, dass durch erfindungsgemäße Vergrößerung der statischen Höhe des Grundrahmens verbesserte Steifigkeitswerte sogar mit weniger Materialaufwand für den Grundrahmen erreicht werden können, indem Hauptträger und Verbindungselemente des Grundrahmens mit geringeren Materialstärken ausgeführt werden, wenn die Hauptträger nicht nur im Bereich des Verbindungselements, sondern zum Erhalt der geschlossenen oberen Kopplungsfläche auch noch durch eine zusätzliche Strebe miteinander verbunden werden, derart, dass eine von der oberen Kopplungsfläche begrenzte und von der Turmachse durchsetzte Öffnung entsteht.

Aus statischen Gründen hat es sich weiter als hilfreich erwiesen, wenn das Verhältnis der statischen Höhe des Grundrahmens (kleinster Abstand zwischen der oberen Kopplungsfläche und der dieser abgewandten unteren Kopplungsfläche in einer parallel zur Turmachse verlaufenden Richtung) zur größten Abmessung des Grundrahmens in einer senkrecht zur Turmachse verlaufenden Richtung größer als 1 :15, vorzugsweise größer als 1 :10, insbesondere größer als 1 :8 ist.

Wie vorstehend in Zusammenhang mit herkömmlichen Windenergieanlagen bereits erläutert, dient die obere Kopplungsfläche zum Befestigen mindestens eines, von einer die Rotorachse bestimmenden Rotorwelle durchsetzten Rotorlagers. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Rotorlager an der oberen Kopplungsfläche des Grundrahmens befestigt, von denen jedes von der Rotorwelle durchsetzt ist. Dadurch können die Lager auf einander entgegengesetzten Seiten der Turmachse angebracht sein. Aus statischen Gründen hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Lager etwa oberhalb der die Turmachse umlaufenden Turmwand angeordnet sind, weil so die über die Lager auf den Turm zu übertragenden Kräfte direkt in den Turm eingeleitet werden können.

Eine bezüglich quer zur Turmachse einwirkenden Querkräften besonders stabile Befestigung an dem Grundrahmen kann erreicht werden, wenn mindestens ein Rotorlager in einer sich in Richtung auf die untere Kopplungsfläche erstreckenden Einbuchtung in der oberen Kopplungsfläche aufgenommen ist, wobei die obere Kopplungsfläche vorzugsweise beidseits der Einbuchtung im wesentlichen ebene Befestigungsbereiche zum Befestigen (flanschartiger) Befestigungsabschnitte des Rotorlagers aufweisen kann. Dabei ist im Rahmen der Erfindung jedoch darauf zu achten, dass auch im Bereich der Einbuchtung das Verhältnis der statischen Höhe des Grundrahmens zu der kleinsten Abmessung desselben in einer senkrecht zur Turmachse verlaufenden Richtung längs einer die Turmachse kreuzenden Radiallinie größer als 1 :10 ist.

Eine weitere Erhöhung der Steifigkeit des Grundrahmens im Sinne einer Fortführung des Turms ist erreichbar, wenn der Grundrahmen mindestens eine sich zwischen den Kopplungsflächen erstreckende durchgehende Seitenwand aufweist. Dabei kann sich die durchgehende Seitenwand in einer senkrecht zur Turmachse verlaufenden Richtung zwischen den Rotorlagern erstrecken.

Üblicherweise werden Trägeranordnungen für weitere Anlagenteile, wie etwa Generator, Getriebe o. dgl. an den Grundrahmen angeschlossen. Versorgungsleitungen für diese zusätzlichen Anlagenteile werden üblicherweise durch den Turm geführt. Dazu hat es sich als besonders hilfreich erwiesen, wenn zumindest im Bereich des dem Rotor abgewandten Rotorlagers zwischen der oberen Kopplungsfläche und der unteren Kopplungsfläche mindestens eine die Durchführung von Anlagenteilen, wie etwa Schläuchen, Leitungen o. dgl. in den Turm ermöglichende Ausnehmung vorgesehen ist. Ähnlich wie bei herkömmlichen Windenergieanlagen kann die obere Kopplungsfläche etwa hufeisenförmig ausgeführt sein, wobei zum Erhalt der durchgehenden statischen Höhe des Grundrahmens jedoch mindestens eine zur Vollendung der die Turmachse umlaufenden Kopplungsfläche die Hufeisenschenkel verbindende Querstrebe vorgesehen ist. Ansonsten können die Hauptträger des Grundrahmens ähnlich wie bei herkömmlichen Grundrahmen in einer parallel zur Rotorwelle verlaufenden Richtung eine etwa quadratische Schnittfläche aufweisen, wobei die Seitenlänge der die Schnittfläche bestimmenden Quadrate mindestens ein Zehntel der kleinsten Breite des Grundrahmens in einer sich senkrecht zur Turmachse verlaufenden Richtung betragen, um so die gewünschte Stabilität und Steifigkeit zu erhalten.

Ähnlich wie bei herkömmlichen Windenergieanlagen kann auch der Grundrahmen erfindungsgemäßer Windenergieanlagen einen vorzugsweise auf der dem Rotor abgewandten Seite der Querstrebe angeordneten Endbereich zum Stützen eines an die Rotorwelle koppelbaren Getriebes und/oder Generators aufweisen. Zum Ankoppeln eines Generatorträgers oder anderer Anlagenkomponenten kann der Grundrahmen erfindungsgemäßer Windenergieanlagen auf seiner dem Rotor abgewandten Seite mindestens eine vorzugsweise etwa senkrecht zur Rotorwelle verlaufende Befestigungsfläche zum Befestigen einer zum Abstützen eines Generators ausgelegten Trägeranordnung aufweisen.

Ähnlich wie bei herkömmlichen Windenergieanlagen kann auch der Grundrahmen erfindungsgemäßer Windenergieanlagen einteilig gegossen ausgeführt sein. Vorzugsweise besteht er zumindest teilweise aus Gussstahl oder Gusseisen mit Kugelgraphit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die seitliche Wand des Grundrahmens zum Zweck der Versteifung um weitere Wandbereiche ergänzt, so dass zwischen oberer und unterer Kopplungsfläche des Grundrahmens verlaufende Horizontalschnittebenen entstehen, in denen die Turmachse von einer aus einer Vorderwand, Seitenwänden und einer Zwischenwand gebildeten Turmwandfortführung über einen Umfangswinkel von 300° oder mehr, insbesondere 330° oder mehr, besonders bevorzugt vollständig umlaufen wird, wobei die dem Abstützen der Rotorwelle dienenden Abschnitte der oberen Kopplungsfläche jeweils etwa in vertikaler Richtung oberhalb der Turmwandfortführung liegen. Der zur Abstützung des rotorseitigen Lagers dienende Abschnitt liegt dabei etwa über der Vorderwand, der der Abstützung eines zweiten Rotorlagers oder einer ersten Getriebestufe dienende Abschnitt liegt etwa über der Zwischenwand. Im bereits beschriebenen höchstbelasteten Bereichs des Grundrahmens, der der Ankopplung der Rotorwelle und damit der Übertragung der vom Rotor ausgehenden Kräfte auf den Grundrahmen dient, wird somit eine weitere Versteifung des Grundrahmens bei auftretenden Querkräften durch die etwa senkrecht zu den Kopplungsflächen verlaufende Turmwandfortführung erreicht. Zusätzlich erfolgt eine lagerschonende, gleichmäßige Krafteinleitung in die Turmwand, wodurch die Lebenszeit der Lager verlängert und die Betriebszuverlässigkeit der Windenergieanlage erhöht wird. Die Turmwand wird auch durch diese Maßnahme praktisch nach oben fortgeführt.

Die Gewährleistung eines verformungssteifen Übergangs von der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Struktur des Turms auf den üblicherweise aus zwei parallelen Hauptträgern bestehenden Grundrahmen stellt bei der Grundrahmenentwicklung eine große Herausforderung dar. Indem in einer horizontal zwischen oberer und unterer Kopplungsfläche des Grundrahmens verlaufenden Schnittebene der aus Vorderwand und Seitenwänden bestehende Teil der Turmwandfortführung etwa hufeisenförmige Struktur hat, wobei die Seitenwände die Hufeisenschenkel bilden, und die Zwischenwand sich zwischen den Hufeisenschenkeln auf der der Vorderwand abgewandten Seite der Turmachse erstreckt und die Form eines Kreisbogensegmentes mit etwa der Turmachse als Mittelpunkt und etwa der Turmwandkrümmung als Krümmungsradius hat, wird die Turmstruktur nach oben fortgeführt und ein verformungssteiferer Übergang geschaffen.

Während sich Vorderwand und Seitenwände vorzugsweise durchgehend zwischen den Kopplungsflächen erstrecken, weist die Zwischenwand in einer bevorzugten Ausführungsform eine sich in Richtung auf die untere Kopplungsfläche erstreckende Einbuchtung auf, die der Durchführung von Leitungen und/oder Schläuchen dienen kann und/oder durch die der nötige Raum für ein auf der oberen Kopplungsfläche abgestütztes Getriebe geschaffen wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Grundrahmen sowohl durch die durchgehende statische Mindesthöhe als auch durch die Turmwandfortsetzung versteift.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hinsichtlich aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht näher herausgestellten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Grundrahmens der in Fig. 1 dargestellten Windenergieanlage,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Grundrahmens gemäß Fig. 2 von hinten und unten und

Fig. 4 Darstellungen, aus denen die Krafteinleitung in die Lager erfindungsgemäßer Windenergieanlagen hervorgeht.

Die Windenergieanlage gemäß Fig. 1 umfasst einen Turm 10, an dessen oberem Ende ein Grundrahmen 20 bezüglich der Turmachse drehbar gelagert ist. Auf dem Grundrahmen 20 ist eine an ihrem vorderen Ende eine Rotornabe 52 tragende Rotorwelle bezüglich einer etwa in horizontaler Richtung verlaufenden Rotorachse drehbar gelagert. Dazu durchsetzt die Rotorwelle 50 zwei am Grundrahmen 20 befestigte Rotorlager 40, die auf einander entgegengesetzten Seiten der Turmachse jeweils oberhalb der Turmwand auf dem Grundrahmen 20 montiert sind. Auf dem der Rotornabe 52 abgewandten Endbereich des Grundrahmens ist ein Getriebe 60 abgestützt. Durch diese Anordnung der Rotorlager 40 erfolgt eine unmittelbare Krafteinleitung der von der Rotorwelle 50 auf die Rotorlager 40 übertragenen Kräfte in die Turmwand.

Gemäß Fig. 2 weist der Grundrahmen 20 eine zum Ankoppeln des eine Drehung des Grundrahmens bezüglich der Turmachse ermöglichenden Azimutlagers ausgelegte untere Kopplungsfläche 22 auf, welche die bei A angedeutete Turmachse umläuft. Die der unteren Kopplungsfläche 22 entgegengesetzte obere Kopplungsfläche 24 zum Ankoppeln der Rotorlager 40 ist ebenfalls so ausgeführt, dass sie die Turmachse A vollständig umläuft. Dabei ist im Bereich der rotorseitigen Stirnfläche des Grundrahmens 20 eine Einbuchtung 130 zum Aufnehmen eines ersten Rotorlagers und im Bereich einer sich etwa parallel zur Rotorwelle erstreckende Hauptträger 122 des Grundrahmens miteinander verbindenden Querstrebe 124 eine Einbuchtung 128 zum Aufnehmen des anderen Rotorlagers ausgeführt. Die statische Höhe des Grundrahmens 20 beträgt auch im Bereich der Einbuchtungen 128 und 130 mehr als ein Zehntel der kleinsten Abmessung des Grundrahmens in einer sich senkrecht zur Turmachse erstreckenden Richtung längs einer entsprechenden die Turmachse kreuzenden Radiallinie.

In etwa parallel zur Rotorwelle verlaufenden Bereichen und im Bereich der rotorseitigen Stirnfläche sind die obere Kopplungsfläche 24 und die untere Kopplungsfläche 22 über durchgehende Seitenwände 26 und eine durchgehende Vorderwand 141 miteinander verbunden. Eine die Turmwand annähernd vollständig umlaufende Turmwandfortführung wird durch Vorderwand 141 , Seitenwände 26 und eine auf der dem Rotor abgewandten Seite der Turmachse befindliche Zwischenwand 140 gebildet. Die Zwischenwand 140 befindet sich etwa oberhalb der Turmwand und etwa unterhalb der Querstrebe 122 und weist in einer senkrecht zur Turmachse verlaufenden Schnittebene einen Krümmungsradius auf, der etwa dem Krümmungsradius der Turmwand entspricht. Zusätzlich weist die Zwischenwand eine sich in Richtung auf die untere Kopplungsfläche erstreckende Einbuchtung 129 auf, durch die der für die Abstützung eines Getriebes auf der oberen Kopplungsfläche notwendige Raum geschaffen wird. Im Bereich der Querstrebe 124 ist zur Bildung der die Turmachse A umlaufenden unteren Kopplungsfläche 22 auch noch eine untere Querstrebe 126 vorgesehen. Dabei ist zwischen unterer Querstrebe 126 und oberer Querstrebe 124 eine Ausnehmung freigelassen, welche die Durchführung von Leitungen oder Kabeln in den Turm erlaubt. Wie besonders in Fig. 3 erkennbar, sind zusätzliche Aussteifungen 132 im Bereich der unteren Querstrebe 126 vorgesehen, um so die Gesamtsteifigkeit des Grundrahmens 20 zu erhöhen. Auf ihren dem Rotor abgewandten Seiten weisen die Hauptträger 122 etwa senkrecht zur Rotorachse verlaufende Stirnflächen mit quadratischem Querschnitt auf, wobei die statische Höhe des Grundrahmens durch die Kantenlänge dieser Stirnfläche bestimmt ist. Es ist weiter erkennbar, dass die maximalen Abmessungen des Grundrahmens bezüglich die Turmachse A schneidender Radiallinien weniger als 150% des Turmdurchmessers betragen. Dadurch wird das Auftreten eine Verformung im Bereich des Azimutlagers zwischen Grundrahmen und oberem Turmrand begünstigender Hebelkräfte verhindert.

In Fig. 4a ist die Krafteinleitung in die Rotorlager 40 für den Fall dargestellt, in dem keine erfindungsgemäße Aussteifung des Grundrahmens durch den oberen Querträger 124 erfolgt. Dabei werden durch die in Fig. 4a eingezeichneten Doppelpfeile die auf die einzelnen Lagerelemente (Lagerwalzen) einwirkenden Kräfte angedeutet. Erkennbar ist, dass eine deutlich asymmetrische Lasteinleitung erfolgt. Fig. 4b zeigt die Krafteinleitung bei Einsatz erfindungsgemäßer Grundrahmen mit einer die obere Begrenzungsfläche 24 des Grundrahmens 20 ergänzenden Querstrebe 124. Deutlich erkennbar ist die symmetrische Krafteinleitung, welche sich günstig auf den Verschleiß der Lagerteile auswirkt. Schließlich ist in Fig. 4c auch noch die Krafteinleitung im Bereich des Azimutlagers gezeigt. Auch hier ist eine symmetrische Krafteinleitung erkennbar, die zu einem besonders geringen Verschleiß führt.

Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiele begrenzt. Denkbar sind u. a. auch Ausführungen, bei denen die Rotorwelle über nur ein Rotorlager am Grundrahmen gelagert ist. Ferner können die Versteifungen im Bereich des dem Rotor abgewandten Endes des Grundrahmens auch durch anders ausgeführte fachwerkähnliche Konstruktionen erreicht werden.

Claims

A n s p r ü c h e :

1. Windenergieanlage mit einem eine sich etwa in Schwererichtung erstreckende Turmachse (A) aufweisenden Turm (10) und einem eine obere Kopplungsfläche und eine die Turmachse umlaufende untere Kopplungsfläche aufweisenden Grundrahmen, der über die untere Kopplungsfläche am oberen Ende des Turms bezüglich der Turmachse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Kopplungsfläche einen die Turmachse vollständig umlaufenden Bereich mit Abschnitten zum Abstützen einer bezüglich einer quer zur Turmachse, insbesondere etwa in horizontaler Richtung verlaufenden Rotorachse drehbar gelagerten Rotorwelle aufweist, wobei das Verhältnis des kleinsten Abstands der oberen Kopplungsfläche (24) und der dieser abgewandten unteren Kopplungsfläche (22) in einer parallel zur Turmachse verlaufenden Richtung zur kleinsten Abmessung des Grundrahmens in einer senkrecht zur Turmachse verlaufenden Richtung längs einer die Turmachse kreuzenden Radiallinie größer als 1 :10, vorzugsweise größer als 1 :8, insbesondere größer als 1 :7 ist.

2. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der oberen Kopplungsfläche (24) ein von einer die Rotorachse bestimmenden Rotorwelle durchsetztes Rotorlager (40) befestigt ist.

3. Windenergieanlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei an der oberen Kopplungsfläche (24) befestigte und jeweils von der Rotorwelle durchsetzte Rotorlager (40) die auf einander entgegengesetzten Seiten der Turmachse (A) vorzugsweise etwa oberhalb der die Turmachse (A) umlaufenden Turmwand angeordnet sind.

4. Windenergieanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rotorlager (40) in einer sich in Richtung auf die untere Kopplungsfläche erstreckenden Einbuchtung (128, 130) aufgenommen ist, wobei die obere Kopplungsfläche (24) vorzugsweise beidseits der Einbuchtung (128, 130) im wesentlichen ebene Befestigungsbereiche zum Befestigen von Befestigungsabschnitten der Rotorlager (40) aufweist.

5. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen mindestens eine sich zwischen den Kopplungsflächen erstreckende durchgehende Seitenwand (26) aufweist.

6. Windenergieanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (26) sich in einer senkrecht zur Turmachse (A) verlaufenden Richtung zwischen den Rotorlagern (40) erstreckt.

7. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich des dem Rotor abgewandten Rotorlagers (40) zwischen der oberen Kopplungsfläche (24) und der unteren Kopplungsfläche (22) mindestens eine die Durchführung von Anlagenteilen, wie etwa Schläuchen, Leitungen o. dgl. in den Turm (10) ermöglichende Ausnehmung vorgesehen ist.

8. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Kopplungsfläche (24) etwa hufeisenförmig mit mindestens einer zur Vollendung der die Turmachse (A) umlaufenden Kopplungsfläche die Hufeneisenschenkel (122) verbindenden Querstrebe (124) ausgeführt ist.

9. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Rotor abgewandter, vorzugsweise auf der dem Rotor abgewandten Seite der Querstrebe (124) angeordneter Endbereich des Grundrahmens (20) zum Abstützen eines an die Rotorwelle koppelbaren Getriebes und/oder Generators ausgelegt ist.

10. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen auf seiner dem Rotor abgewandten Seite mindestens eine vorzugsweise senkrecht zur Rotorwelle verlaufende Befestigungsfläche (123) zum Befestigen einer zum Abstützen eines Generators ausgelegten Trägeranordnung aufweist.

11. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen einteilig gegossen ist, vorzugsweise zumindest teilweise aus Gussstahl oder Gusseisen mit Kugelgraphit besteht.

12. Windenergieanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem eine sich etwa in Schwererichtung erstreckende Turmachse (A) aufweisenden Turm (10) und einem eine obere Kopplungsfläche (24) mit Abschnitten zum Abstützen einer bezüglich einer quer zur Turmachse verlaufenden Rotorachse drehbar gelagerten Rotorwelle und eine die Turmachse umlaufende untere Kopplungsfläche (22) aufweisenden Grundrahmen, der über die untere Kopplungsfläche am oberen Ende des Turms bezüglich der Turmachse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es zwischen oberer und unterer Kopplungsfläche des Grundrahmens verlaufende Horizontalschnittebenen gibt, in denen die Turmachse von einer aus einer Vorderwand (141), Seitenwänden (26) und einer Zwischenwand (140) gebildeten Turmwandfortführung über einen Umfangswinkel von 300° oder mehr, insbesondere 330° oder mehr, besonders bevorzugt vollständig umlaufen wird, wobei die dem Abstützen der Rotorwelle dienenden Abschnitte der oberen Kopplungsfläche jeweils etwa in vertikaler Richtung oberhalb der Turmwandfortführung liegen.

13. Windenergieanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der horizontal zwischen oberer und unterer Kopplungsfläche des Grundrahmens verlaufenden Schnittebenen der aus Vorderwand und Seitenwänden bestehende Teil der Turmwandfortführung etwa hufeisenförmige Struktur hat, wobei die Seitenwände die Hufeisenschenkel bilden, und die Zwischenwand sich zwischen den Hufeisenschenkeln auf der der Vorderwand abgewandten Seite der Turmachse erstreckt und die Form eines Kreisbogensegmentes mit etwa der Turmachse als Mittelpunkt und etwa der Turmwandkrümmung als Krümmungsradius hat.

14. Windenergieanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand und die Seitenwände sich durchgehend zwischen den Kopplungsflächen erstrecken, die Zwischenwand eine sich in Richtung auf die untere Kopplungsfläche erstreckende Einbuchtung (129) aufweist.