WO2016083191A1 - Wind turbine tower - Google Patents

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WO2016083191A1
WO2016083191A1 PCT/EP2015/076800 EP2015076800W WO2016083191A1 WO 2016083191 A1 WO2016083191 A1 WO 2016083191A1 EP 2015076800 W EP2015076800 W EP 2015076800W WO 2016083191 A1 WO2016083191 A1 WO 2016083191A1
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tower
guy
rotor
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rotatable
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PCT/EP2015/076800
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Inventor
Horst Bendix
Heinz Schuster
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Horst Bendix
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    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02Structures made of specified materials
    • E04H12/08Structures made of specified materials of metal
    • E04H12/10Truss-like structures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/20Side-supporting means therefor, e.g. using guy ropes or struts
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    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/70Wind energy
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines

Definitions

  • the invention relates to the structure of tall guyed wind turbine towers.
  • This bracing should have a low elongation. It is arranged such that the rotor force in hub height at the intersection of the tower vertical and the guy elements in compressive and tensile force and the tower at the same time within the guy ring on which the braces are arranged, despite the dormant guy system according to the changing wind direction always can turn into the wind.
  • the invention is suitable in a first embodiment for wind turbines (WTG) with a rotatable nacelle on a fixed tower and in a second embodiment for wind turbines with directly mounted rotor on a rotatable tower.
  • Wind turbines are characterized in their present design mainly by fixed towers of different construction, which are mainly connected at hub height via a rotary connection with the nacelle. Upwind (windward side), ie in front of the tower, the complete rotor and behind the rotor in the nacelle of the drive train is arranged.
  • WO 2013/009454 A2 discloses a bracing for a fixed tower of a wind turbine of great height, in which the tethers are connected as far as possible to the tower, wherein an angle of 10 ° relative to the vertical tower axis is not exceeded for the tethers allowed to avoid a collision with the rotor blades in the lower position.
  • the still remaining safety distance between the ends of the rotor blades and the tethers is low and in strong winds there is a risk of collision between the rotor blades and the tethers. But with this orientation, no possibility is yet created to make the towers for greater heights or with less material intensity.
  • the telescopically enlarged tower according to the document WO 2005/028781 A2 receives on the extendable tower section a further bracing, remains comparable to the top section at the usual level of bending stress, as it is only at the lower guyed tower sections this is avoided.
  • the tower for a wind turbine according to DE 10 2010 037 706 A1 is directed to achieve the lowest possible flow resistance of the tower in several structural designs for the tower cross-section, also to reduce the Turmvorstau, so that the use of material is favorably influenced.
  • the overall structure of the tower always remains as a bending-prone tower and offers no new approaches to solutions. If wind turbines in previously used hub heights of up to 130 m were to be braced, wire ropes would be used. Even in the steel core design, these braces stretch by 2 ... 3% through the twisted wires in the strands and the strands in the rope despite the multiple pre-stretching done prior to installation.
  • the publication DE 103 09 825 A1 discloses a wind turbine with a mast provided with wire ropes braces, which is designed to equip the guy additionally with controllable hydraulic damping devices.
  • the description of the invention is directed solely to the damping devices, their integration into the guy system and their control. About details of the guying and their geometric arrangement such. B. their angle to the turret vertical or their connection to the mast are not specified in the description, but it is particularly noted that guyed masts are common in smaller installations. Solutions for bracing wind turbines of higher heights are not specified.
  • the object of the invention is to provide for the use of wind energy inland the towers of wind turbines in the megawatt range, a new tower structure to the prevailing at higher altitudes resources of the wind with economically advantageous scale, i. with low indicators of material usage and costs.
  • This new tower structure includes both the structural design of the tower body and its bracing.
  • the bracing is designed so that the wind and additional forces acting on the rotor are introduced into the foundation without great strain. Due to the selected material type, the special material quality and dimension occur according to the associated modulus of elasticity only minimal strains. Both conditions are achieved by
  • the guy elements are made in their total length of solid, high-strength rolled steel with end pieces forged on both sides and joined to achieve the required overall length as a complete guy from several bracing low elongation.
  • a fixed guy ring is placed between two tower sections.
  • a guy ring is arranged below the intersection of the tower vertical with the hub height, which receives all around the upper ends of the guy elements. This is due to its structural design on the horizontal and on the vertical PTFE (polytetrafluoroethylene)
  • the arrangement of the guy ring in the tower vertical below the hub height does not allow for arbitrarily large angle bracing when using the principle "upwind” (windshield) to avoid collisions of the blade tips in the lowest position in elastic deformation by high wind speeds.
  • the tensioned guy elements are arranged in a bracing angle of 13 °.
  • the elastic modulus of the material of the bracing is independent of their shape and type available.
  • the considerable elongation of the wire rope, depending on the The design of the rope, which can not be eliminated even by repeated pre-stretching, is not to be used for the stable operation of the rotor at high altitude due to the great lengths of the braces present here. Damping devices despite bias in a complex manner would be necessary.
  • Fig. 1 a fixed tower with bracing and guy elements according to the first embodiment to the maximum allowable height of 220 m according to the principle of the leeward rotor assembly (downwind principle) with rotating nacelle hub height-dependent on the rotor diameter used, in the lower of the 2 shows a rotatable tower with bracing and guy elements according to the second embodiment up to a maximum permissible height of 220 m in principle the leeward rotor arrangement (downwind principle) with directly mounted rotor, wherein the lower of the two figures the bracing is shown in plan view,
  • FIG. 3 shows a rotatable tower in the embodiment of FIG. 2, but for very large hub heights and a possible service crane on the tower,
  • 4 shows the guy ring in a fixed embodiment between two tower sections, wherein in the upper figure, the top view in section A - A and in the lower figure, the side view are shown, 5 shows the guy ring in plain bearing design for the guy elements, the side view being shown in the left-hand illustration and the plan view in the right-hand illustration being shown in section,
  • FIG. 6 shows the guy ring in roller bearing design for the guy elements, wherein in the upper figure, the side view and in the lower figure, the plan view are each shown in section, and
  • Fig. 7 shows the formation of the guy elements and their hinged connections with each other in the upper four figures and the connection of the respective upper guy element with the guy ring of the tower according to the second embodiment in the lower illustration.
  • the two exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 for each wind turbine tower essentially have in common a welded truss tower 2, 2 a, a rotor hub 15 equipped with rotor blades 16, a foundation 1 for the tower 2, 2 a bracing provided with six guy elements 4, and foundations 8 for lower attachment of the guy elements 4.
  • Another common feature of both embodiments is the leeward rotor assembly (also referred to in the literature as downwind principle).
  • the truss towers 2, 2a are screwed together from several sections, which are arranged in the tower vertical 2b. So that the rotor 13 can be placed in the wind, a rotary joint 10 or 21 and an azimuth drive is provided in each case.
  • the rotary joint 22 is after the 1.
  • an essential difference between the two embodiments is that either only the nacelle 21 is rotatable relative to the tower or the entire tower 2a with its construction relative to the foundation 1 can perform a rotational movement 1 1. This has the consequence that between the fixed bracing according to the second embodiment and the rotatable tower 2a rotational movement compensation must be made possible.
  • the upper attachment of the guy with the tower 2 according to the first embodiment is shown in the drawing of FIG. 4.
  • the guy ring 3e is a rectangular plate with circularly arranged recordings of Tensioning elements 4 fixedly disposed within the framework of the tower 2.
  • the attachment points for the six guy elements 4 are designed such that the tower vertical 2b, the hub height 17 and the lines of action of the guy elements 4 intersect at a common point 14.
  • the rotor force of the wind acts as compressive stress on the tower 2 and as tensile stresses on the guy elements 4.
  • the upper attachment of the bracing with the tower 2a according to the second embodiment is shown in Figs. 2, 3, 5 and 6.
  • the six guy elements 4 lead, as in the first embodiment, each from a fixed foundation 8 obliquely up to a, the tower 2a on the cylindrical part of an intermediate section surrounding Abspannring 3.
  • This guy ring 3 allows the rotation of the entire tower 2a with the rotor 13 relative to the stationary arranged Abspannigan 4.
  • Such a Abspannring 3 may consist of a vertical and a horizontal PTFE bearings 3a, 3b or 6 of FIG. 6 of a rolling bearing 3 c of FIG. 5.
  • Their arrangement on the cylindrical part of an intermediate section can be seen as details from the aforementioned drawings.
  • the common upper landmark point is the intersection 14 of the guy elements 4 and the tower vertical 2b with the hub height17.
  • the guy angle 9 of the guy elements 4 to the tower vertical 2b is 13 ° in the embodiment. With a smaller tightening angle 9, unfavorable static influences / conditions would arise, and a larger tightening angle 9 would lead to the danger of collision with the anchoring elements 4 as a function of the rigidity of the rotor blades 16.
  • a roller slewing connection a circular track with conical wheels, a ball track, a ball pin or even a fluid plate slideway can also be used.
  • the rotor 13 (FIG. 2) is according to the second embodiment in FIG Difference to the first embodiment on the sutechnikturm 2a secured against rotation and takes the rotor hub 15 with the rotor 13 on.
  • At the lower end of the sutechnikturmes 2a is a frame for receiving the machine house 12 with the torque transmission from the rotor 13 to the drive train and the electrical equipment. Since this torque transmission is not the subject of this invention, it will not be described in detail below.
  • a larger wind turbine is also shown according to the second embodiment.
  • the latter is designed for high-altitude wind use, starting at 200 m above the site.
  • the corresponding number of additional guy elements 4 which are adapted in their length, must be integrated.
  • the solid foundations 8 in such case must be adapted in shape and dimension to ensure the lower anchorage.
  • This so-designed wind turbine is also distinguished by the constant provision of a suitable service crane 18, which is indispensable for such an order of magnitude of the hub height 17 and performance both for the structure and for the service to high economic cost for repeated rents and picking up suitable large lifting to avoid.
  • the rotational movement of the nacelle 21 or the tower 2a can be carried out unhindered in fixed guy elements 4.
  • the guy elements 4 should stretch only minimally under load.
  • the use of wire ropes is out of the question.
  • material for the guy elements 4 that is to say also for each individual guy member 4a, rolled steel of the highest strength and in the corresponding dimension and design is provided for both exemplary embodiments.
  • the upper end 6 of the guy element 4 is inserted in the second embodiment according to the lower figure of Fig. 7 from below into the guy ring 3 and blocked over the guy ring 3 by the fitting member 3d.
  • the guy elements 4 are connected in the same way to the non-rotatable guy ring 3e.
  • the individual lengths of the bracing members 4a are connected to the connecting member 5 in either two-pin connection 20 or in one-piece connection 19th together.
  • the increase factor 1, 2 to consider To reduce this influence, the special design of the link in the illustrated form is performed.
  • the length of the bracing members 4a and their connections offer the possibility of transporting a plurality of bracing members 4a stacked for common transport on pallets.
  • all bracing elements are advantageously biased to 30% of their rated operating load.
  • this is done either between two tendons 4a, at the lower fixed point of the foundation 8 or at the upper end of the guy element 4 on Entspannring 3e according to the first embodiment or on Abspannring 3 according to the second embodiment.
  • the recommended tightening angle 9 leads to the exemplary embodiment of the lower fixed points in the foundation 8, which in their entirety are not outside the diameter of the rotor 13.
  • the terrain between these foundations 8 can be cultivated or used except for a driveway and working space for service equipment for the machine house and tower foundation 1 agricultural.
  • the recommended service crane 18, in particular when using high-altitude wind, will also be used for parts replacement (rotor blade after lightning strike), for work from the personnel basket and finally for dismantling after the end of use.

Abstract

The invention relates to the tower structure of wind turbines, which avoids the bending load of the tower from rotor force and hub height in that the point of intersection (14) of the tower verticals (2b), the hub height (17), and the lines of action of the guying elements (4) leads to a pressure load of the tower from the rotor force of the wind and tensile loads in guying elements (4) arranged all around, which are arranged between the foundations (8) and the upper fastening in the guying ring. The novel tower structure leads to significantly less material use.

Description

Windenergieanlagenturm  Wind turbine tower
Die Erfindung betrifft die Struktur von hohen, mit Abspannungen versehenen Windenergieanlagentürmen. Diese Abspannung soll eine geringe Dehnung aufweisen. Sie wird derart angeordnet, dass sich die Rotorkraft in Nabenhöhe im Schnittpunkt der Turmvertikalen und der Abspannelemente in Druck- und Zugkraft aufgliedert und sich der Turm zugleich innerhalb des Abspannringes, an dem die Abspannungen angeordnet sind, trotz des ruhenden Abspannsystems entsprechend der sich ändernden Windrichtung stets in den Wind drehen kann. Die Erfindung eignet sich in einer ersten Ausführung für Windenergieanlagen (WEA) mit drehbarer Gondel auf feststehendem Turm und in einer zweiten Ausführung für Windenergieanlagen mit direkt aufsitzendem Rotor auf drehbarem Turm. The invention relates to the structure of tall guyed wind turbine towers. This bracing should have a low elongation. It is arranged such that the rotor force in hub height at the intersection of the tower vertical and the guy elements in compressive and tensile force and the tower at the same time within the guy ring on which the braces are arranged, despite the dormant guy system according to the changing wind direction always can turn into the wind. The invention is suitable in a first embodiment for wind turbines (WTG) with a rotatable nacelle on a fixed tower and in a second embodiment for wind turbines with directly mounted rotor on a rotatable tower.
Windenergieanlagen sind in ihrer gegenwärtigen Gestaltung vorwiegend gekennzeichnet durch feststehende Türme unterschiedlicher Bauweise, die vorwiegend in Nabenhöhe über eine Drehverbindung mit der Gondel verbunden sind. Upwind (luvseitig), also vor dem Turm, ist der komplette Rotor und hinter dem Rotor in der Gondel der Triebstrang angeordnet. Wind turbines are characterized in their present design mainly by fixed towers of different construction, which are mainly connected at hub height via a rotary connection with the nacelle. Upwind (windward side), ie in front of the tower, the complete rotor and behind the rotor in the nacelle of the drive train is arranged.
Die leistungsstärkeren Anlagen führen mit den größeren Rotordurchmessern zu Eigenmassen der zugehörigen Bauteile, die das Realisieren größerer Nabenhöhen an die Grenze der technischen Realisierbarkeit sowohl beim Errichten und Ausrüsten, als auch beim Betreiben und dem Service der Anlagen führen. The more powerful systems lead with the larger rotor diameters to intrinsic masses of the associated components, which lead to the realization of larger hub heights to the limit of technical feasibility in both the construction and equipment, as well as the operation and service of the equipment.
Gegenwärtig gilt als maximale Bauhöhe für Windenergieanlagen in Deutschland b220 m über dem Standort. Modernste Funk-, Mess- und Regelanlagen der Zukunft führen zu neuen Möglichkeiten der Sicherheits- und Informationsdienste und fördern das Streben nach höheren Energieerträgen im Binnenland. Doppelte Nabenhöhen - im Vergleich zum bisherigen Durchschnitt von 120 bis 130 m - werden zu mehrfachen Erträgen und damit auch zu geringerer Anzahl von Standorten führen. Höhere Türme für Windenergieanlagen verlangen eine neue Struktur der Türme. Doppelte Höhe darf nicht zu mehrfachen Eigenmassen und Kosten führen. Mit einem drehbaren Turm und einem Haltering für die verwendeten Druckstreben wird nach der Druckschrift EP 2 065 593 B1 versucht, durch eine Abstützung des Turmes Möglichkeiten zur Herstellung höherer Türme zu schaffen. Auf Grund ihrer massiven Ausbildung werden sie als Beine bezeichnet. Ihr Winkel zur senkrechten Turmachse beträgt 10° bis 30°. Diese so ausgebildeten und angeordneten Beine sind für große Turmhöhen nicht geeignet. Damit der Turm gegenüber der oberen Abstützung der feststehenden Beine gedreht werden kann, ist ein Halte- oder auch Stützring innen mit Rollen versehen, die sich auf einer dazu hergerichteten kreisringförmigen Außenbahn des Turmes bewegen. Oberhalb dieser Halterung und Beine verbleibt das System als biegebeanspruchtes Turmteil mit bisherigen Maßstäben und bietet damit wenige Chancen, neue, größere Dimensionen zu ermöglichen. At present, maximum construction height for wind turbines in Germany is b220 m above the site. State-of-the-art radio, measuring and control systems of the future will lead to new possibilities for security and information services and promote the pursuit of higher energy yields inland. Double hub heights - compared to the previous average of 120 to 130 m - will lead to multiple revenues and thus to a lower number of locations. Higher towers for wind turbines require a new structure of the towers. Double the height must not lead to multiple assets and costs. With a rotatable tower and a retaining ring for the compression struts used is attempted according to the document EP 2 065 593 B1, by a support of the tower To create possibilities for the production of higher towers. Because of their massive education they are called legs. Their angle to the vertical tower axis is 10 ° to 30 °. These trained and arranged legs are not suitable for large tower heights. So that the tower can be rotated relative to the upper support of the fixed legs, a holding or supporting ring is provided inside with rollers that move on a prepared for this purpose annular outer track of the tower. Above this bracket and legs, the system remains as a bending-stressed tower part with previous scales and thus offers few opportunities to allow new, larger dimensions.
In der Druckschrift WO 2013 / 009454 A2 ist eine Abspannung für einen feststehenden Turm einer Windenergieanlage großer Höhe offenbart, bei der die Halteseile möglichst weit oben mit dem Turm verbunden sind, wobei für die Halteseile ein Winkel von 10° gegenüber der vertikalen Turmachse nicht überschritten werden darf, um eine Kollision mit den Rotorblättern in der unteren Stellung zu vermeiden. Der trotzdem verbleibende Sicherheitsabstand zwischen den Enden der Rotorblätter und den Halteseilen ist gering und bei Starkwind besteht die Gefahr einer Kollision zwischen den Rotorblättern und den Halteseilen. Allein mit dieser Orientierung wird noch keine Möglichkeit geschaffen, die Türme für größere Höhen oder mit geringerer Materialintensität herstellen zu können. The document WO 2013/009454 A2 discloses a bracing for a fixed tower of a wind turbine of great height, in which the tethers are connected as far as possible to the tower, wherein an angle of 10 ° relative to the vertical tower axis is not exceeded for the tethers allowed to avoid a collision with the rotor blades in the lower position. The still remaining safety distance between the ends of the rotor blades and the tethers is low and in strong winds there is a risk of collision between the rotor blades and the tethers. But with this orientation, no possibility is yet created to make the towers for greater heights or with less material intensity.
Auch der teleskopartig vergrößerte Turm nach der Druckschrift WO 2005 / 028781 A2 der an der ausfahrbaren Turmsektion eine weitere Abspannung erhält, bleibt mit der obersten Sektion vergleichbar beim üblichen Stand der Biegebeanspruchung, da nur bei den unteren abgespannten Turmsektionen diese vermieden wird. Also, the telescopically enlarged tower according to the document WO 2005/028781 A2 receives on the extendable tower section a further bracing, remains comparable to the top section at the usual level of bending stress, as it is only at the lower guyed tower sections this is avoided.
Der Turm für eine Windenergieanlage nach DE 10 2010 037 706 A1 ist darauf gerichtet, in mehreren konstruktiven Ausführungen für den Turmquerschnitt einen möglichst geringen Strömungswiderstand des Turmes zu erreichen, auch um den Turmvorstau zu reduzieren, damit der Materialeinsatz günstig beeinflusst wird. Die Gesamtstruktur des Turmes bleibt jedoch trotz der Ansätze für verschiedene Lösungen zur Anordnung der Drehvorrichtung des Turmes in unterschiedlichen Höhen stets als biegebeanspruchter Turm erhalten und bietet keine neuen Lösungsansätze. Würden Windenergieanlagen in bisher genutzten Nabenhöhen bis 130 m mit Abspannungen versehen, kämen Drahtseile zur Anwendung. Diese Abspannungen dehnen sich selbst in der Machart mit Stahlseele durch die verdrillten Drähte in den Litzen und den Litzen im Seil trotz des vor dem Einbau vorgenommenen mehrfachen Vorreckens um 2 ... 3 %. The tower for a wind turbine according to DE 10 2010 037 706 A1 is directed to achieve the lowest possible flow resistance of the tower in several structural designs for the tower cross-section, also to reduce the Turmvorstau, so that the use of material is favorably influenced. However, despite the approaches to different solutions for arranging the rotating device of the tower at different heights, the overall structure of the tower always remains as a bending-prone tower and offers no new approaches to solutions. If wind turbines in previously used hub heights of up to 130 m were to be braced, wire ropes would be used. Even in the steel core design, these braces stretch by 2 ... 3% through the twisted wires in the strands and the strands in the rope despite the multiple pre-stretching done prior to installation.
Bei Masten von größeren Höhen müssen daher Maßnahmen getroffen werden, die diese großen Seildehnungen kompensieren oder weitgehend vermeiden. For masts of greater heights, therefore, measures must be taken to compensate for these large rope expansions or largely avoided.
So ist aus der Druckschrift DE 103 09 825 A1 eine Windenergieanlage mit einem mit aus Drahtseilen bestehenden Abspannungen versehenen Mast bekannt, die darauf ausgerichtet ist, die Abspannung zusätzlich mit steuerbaren hydraulischen Dämpfungseinrichtungen auszurüsten. Die Beschreibung der Erfindung ist allein auf die Dämpfungseinrichtungen, ihre Einbindung in das Abspannsystem und ihre Steuerung ausgerichtet. Über Einzelheiten der Abspannungen und ihre geometrische Anordnung wie z. B. ihr Abspannwinkel zur Turmvertikalen oder ihre Verbindung mit dem Mast werden in der Beschreibung keine Angaben gemacht, jedoch wird besonders darauf hingewiesen, dass abgespannte Masten bei kleineren Anlagen verbreitet sind. Lösungen zur Abspannung von Windenergieanlagen größerer Höhen sind nicht angegeben. Thus, the publication DE 103 09 825 A1 discloses a wind turbine with a mast provided with wire ropes braces, which is designed to equip the guy additionally with controllable hydraulic damping devices. The description of the invention is directed solely to the damping devices, their integration into the guy system and their control. About details of the guying and their geometric arrangement such. B. their angle to the turret vertical or their connection to the mast are not specified in the description, but it is particularly noted that guyed masts are common in smaller installations. Solutions for bracing wind turbines of higher heights are not specified.
Aufgabe der Erfindung ist es, für die Nutzung der Windenergie im Binnenland den Türmen von Windenergieanlagen im Megawattbereich eine neue Turmstruktur zu geben, um die in größeren Höhen herrschenden Ressourcen des Windes mit wirtschaftlich vorteilhaftem Maßstab, d.h. mit niedrigen Kennziffern des Materialeinsatzes und der Kosten zu nutzen. Diese neue Turmstruktur beinhaltet sowohl die konstruktive Ausbildung des Turmkörpers als auch dessen Abspannung. Die Abspannung wird so ausgelegt, dass die auf den Rotor einwirkenden Wind- und Zusatzkräfte ohne große Dehnung in das Fundament eingeleitet werden. Durch die ausgewählte Werkstoffart, die besondere Werkstoffgüte und -abmessung treten gemäß dem zugehörigen E-Modul nur minimale Dehnungen auf. Beide Bedingungen werden erreicht, indem The object of the invention is to provide for the use of wind energy inland the towers of wind turbines in the megawatt range, a new tower structure to the prevailing at higher altitudes resources of the wind with economically advantageous scale, i. with low indicators of material usage and costs. This new tower structure includes both the structural design of the tower body and its bracing. The bracing is designed so that the wind and additional forces acting on the rotor are introduced into the foundation without great strain. Due to the selected material type, the special material quality and dimension occur according to the associated modulus of elasticity only minimal strains. Both conditions are achieved by
- die an bisherigen Türmen aus der Windkraft entstehende Biegebeanspruchung des Turmes als Produkt aus Rotorkraft und Nabenhöhe gezielt in ein Kräftepaar aus Druckbeanspruchung und Zugbeanspruchung sowohl an feststehenden Türmen mit drehbarer Gondel in Nabenhöhe als auch bei voller Gewährleistung der Drehbarkeit des Turmes einschließlich seines Rotors aufgeteilt wird und- The bending stress of the tower arising on previous towers from the wind power as a product of rotor force and hub height targeted in a couple of forces is divided from compressive stress and tensile stress both on fixed towers with rotating nacelle at hub height and with full warranty of rotation of the tower including its rotor and
- die Abspannelemente in ihrer Gesamtlänge aus massivem, hochfestem Walzstahl mit beidseitig geschmiedeten Endstücken hergestellt und zum Erreichen der erforderlichen Gesamtlänge als komplettes Abspannelement aus mehreren Abspanngliedern geringer Dehnung gefügt werden. - The guy elements are made in their total length of solid, high-strength rolled steel with end pieces forged on both sides and joined to achieve the required overall length as a complete guy from several bracing low elongation.
Damit werden zwei Ausführungsformen der Windenergieanlage geschaffen:  This creates two embodiments of the wind energy plant:
- Der abgespannte feststehende Turm mit der drehbaren Gondel in Nabenhöhe, bei dem die Abspannungen fest mit dem Turm verbunden sind, und  - The guyed fixed tower with the rotating nacelle hub, in which the braces are firmly connected to the tower, and
- der gegenüber dem Fundament und in der Nabenhöhe fest mit dem Rotor verbundene drehbare Turm, bei dem die Abspannungen über einen Abspannring die Drehbarkeit des Turmes ermöglichen.  - The opposite the foundation and in the hub height fixed to the rotor rotatable tower, in which allow the bracing via a guying ring, the rotation of the tower.
Für die Ausführungsform des feststehenden Turmes mit drehbarer Gondel in Nabenhöhe wird ein feststehender Abspannring zwischen zwei Turmsektionen angebracht. For the embodiment of the fixed tower with rotating nacelle hub, a fixed guy ring is placed between two tower sections.
In der Ausführungsform des drehbaren Turmes wird unterhalb des Schnittpunktes der Turmvertikalen mit der Nabenhöhe ein Abspannring angeordnet, der ringsum die oberen Enden der Abspannelemente aufnimmt. Dieser wird durch seine konstruktive Ausführung auf dem horizontalen und an dem vertikalen PTFE (Polytetrafluoräthylen)In the embodiment of the rotatable tower, a guy ring is arranged below the intersection of the tower vertical with the hub height, which receives all around the upper ends of the guy elements. This is due to its structural design on the horizontal and on the vertical PTFE (polytetrafluoroethylene)
- Gleitlager des Ringes, oder nach Wahl als wälzgelagerte Drehverbindung, trotz feststehender Abspannelemente die Drehbewegung des Turmes in den Wind gestatten. - Sliding bearing of the ring, or at choice as a roller bearing slewing bearing, despite fixed Abspannelemente allow the rotation of the tower in the wind.
Die Anordnung des Abspannringes in der Turmvertikalen unterhalb der Nabenhöhe lässt bei Anwendung des Prinzips "upwind" (Luvläufer) zur Vermeidung von Kollisionen der Blattspitzen in unterster Stellung bei elastischen Verformungen durch hohe Windgeschwindigkeiten keine beliebig großen Abspannwinkel zu. Die zugbeanspruchten Abspannelemente werden in einem Abspannwinkel von 13° angeordnet.  The arrangement of the guy ring in the tower vertical below the hub height does not allow for arbitrarily large angle bracing when using the principle "upwind" (windshield) to avoid collisions of the blade tips in the lowest position in elastic deformation by high wind speeds. The tensioned guy elements are arranged in a bracing angle of 13 °.
Der Elastizitätsmodul des Werkstoffes der Abspannungen ist unabhängig von deren Form und Art vorhanden. Die erhebliche Dehnung des Drahtseiles, abhängig von der Machart des Seiles, die auch durch mehrmaliges Vorrecken nicht beseitigt werden kann, ist durch die großen Längen der hier vorhandenen Abspannungen für die stabile Arbeitsweise des Rotors in großer Höhe nicht zu gebrauchen. Dämpfungseinrichtungen trotz Vorspannung in aufwendiger Weise würden notwendig. The elastic modulus of the material of the bracing is independent of their shape and type available. The considerable elongation of the wire rope, depending on the The design of the rope, which can not be eliminated even by repeated pre-stretching, is not to be used for the stable operation of the rotor at high altitude due to the great lengths of the braces present here. Damping devices despite bias in a complex manner would be necessary.
In der erfindungsgemäßen Ausführung der Abspannelemente und -Verbindungen als massive hochfeste Zugelemente treten zusätzliche Längungen nicht auf. Durch die Wandlung der bisher üblichen Biegebeanspruchung des Turmes in eine Druckbeanspruchung des Turmes aus der Rotorkraft des Windes und in eine Zugbeanspruchung der Abspannelemente wird trotz der Steigerung der Nabenhöhe eine bedeutende Verringerung des Materialeinsatzes und damit der Kosten für den Turm erreicht. In the embodiment of the guy elements and connections according to the invention as solid high-tensile tension elements, additional elongations do not occur. By converting the previously common bending stress of the tower in a compressive stress of the tower from the rotor force of the wind and in a tensile stress of the guying a significant reduction in the use of material and thus the cost of the tower is achieved despite the increase in the hub height.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen: Further details and advantages of the subject invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings, in which two preferred embodiments are shown. Show it:
Fig. 1 einen feststehenden Turm mit Abspannung und Abspannelementen nach dem ersten Ausführungsbeispiel bis zur zulässigen maximalen Bauhöhe von 220 m nach dem Prinzip der leeseitigen Rotoranordnung (downwind-Prinzip) mit drehbarer Gondel in Nabenhöhe -abhängig vom eingesetzten Rotordurchmesser-, wobei in der unteren der beiden Abbildungen die Abspannung in der Draufsicht dargestellt ist, Fig. 2 einen drehbaren Turm mit Abspannung und Abspannelementen nach dem zweiten Ausführungsbeispiel bis zu einer zulässigen maximalen Bauhöhe von 220 m im Prinzip der leeseitigen Rotoranordnung (downwind-Prinzip) mit direkt aufgesetztem Rotor, wobei in der unteren der beiden Abbildungen die Abspannung in der Draufsicht dargestellt ist, Fig. 1 a fixed tower with bracing and guy elements according to the first embodiment to the maximum allowable height of 220 m according to the principle of the leeward rotor assembly (downwind principle) with rotating nacelle hub height-dependent on the rotor diameter used, in the lower of the 2 shows a rotatable tower with bracing and guy elements according to the second embodiment up to a maximum permissible height of 220 m in principle the leeward rotor arrangement (downwind principle) with directly mounted rotor, wherein the lower of the two figures the bracing is shown in plan view,
Fig. 3 einen drehbaren Turm in der Ausführung nach Fig. 2, jedoch für sehr große Nabenhöhen und einem möglichen Servicekran auf dem Turm,  3 shows a rotatable tower in the embodiment of FIG. 2, but for very large hub heights and a possible service crane on the tower,
Fig. 4 den Abspannring in feststehender Ausführung zwischen zwei Turmsektionen, wobei in der oberen Abbildung die Draufsicht im Schnitt A - A und in der unteren Abbildung die Seitenansicht dargestellt sind, Fig. 5 den Abspannring in Gleitlagerausführung für die Abspannelemente, wobei in der linken Abbildung die Seitenansicht und in der rechten Abbildung die Draufsicht jeweils im Schnitt dargestellt sind, 4 shows the guy ring in a fixed embodiment between two tower sections, wherein in the upper figure, the top view in section A - A and in the lower figure, the side view are shown, 5 shows the guy ring in plain bearing design for the guy elements, the side view being shown in the left-hand illustration and the plan view in the right-hand illustration being shown in section,
Fig. 6 den Abspannring in Wälzlagerausführung für die Abspannelemente, wobei in der oberen Abbildung die Seitenansicht und in der unteren Abbildung die Draufsicht jeweils im Schnitt dargestellt sind, und  6 shows the guy ring in roller bearing design for the guy elements, wherein in the upper figure, the side view and in the lower figure, the plan view are each shown in section, and
Fig. 7 die Ausbildung der Abspannelemente und ihre gelenkigen Verbindungen miteinander in den oberen vier Abbildungen sowie die Verbindung des jeweils oberen Abspannelementes mit dem Abspannring des Turmes nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in der unteren Abbildung.  Fig. 7 shows the formation of the guy elements and their hinged connections with each other in the upper four figures and the connection of the respective upper guy element with the guy ring of the tower according to the second embodiment in the lower illustration.
Die beiden Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 für jeweils einen Windenergieanlagenturm haben im Wesentlichen gemeinsam einen geschweißten Fachwerkturm 2, 2a, eine mit Rotorblättern 16 bestückte Rotornabe 15, ein Fundament 1 für den Turm 2, 2a eine mit sechs Abspannelementen 4 versehene Abspannung und Fundamente 8 zur unteren Befestigung der Abspannelemente 4. Eine weitere Gemeinsamkeit beider Ausführungsbeispiele besteht in der leeseitigen Rotoranordnung (In der Fachliteratur auch als downwind-Prinzip bezeichnet). Die Fachwerktürme 2, 2a werden aus mehreren Sektionen zusammengeschraubt, die in der Turmvertikalen 2b angeordnet sind. Damit der Rotor 13 in den Wind gestellt werden kann, ist jeweils eine Drehverbindung 10 oder 21 und ein Azimutantrieb vorgesehen. Die Drehverbindung 22 ist nach dem 1 . Ausführungsbeispiel zwischen der oberen Sektion des Turms 2 und der Gondel 21 und nach dem zweiten Ausführungsbeispiel auf dem Fundament 1 zur Aufnahme des unteren Segments des Turms 2a angeordnet. Somit besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen beiden Ausführungsbeispielen darin, dass entweder nur die Gondel 21 gegenüber dem Turm drehbar ist oder der gesamte Turm 2a mit seinem Aufbau gegenüber dem Fundament 1 eine Drehbewegung 1 1 ausführen kann. Dies hat zur Folge, dass zwischen der feststehenden Abspannung nach dem 2. Ausführungsbeispiel und dem drehbaren Turm 2a ein Drehbewegungsausgleich ermöglicht werden muss. The two exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 for each wind turbine tower essentially have in common a welded truss tower 2, 2 a, a rotor hub 15 equipped with rotor blades 16, a foundation 1 for the tower 2, 2 a bracing provided with six guy elements 4, and foundations 8 for lower attachment of the guy elements 4. Another common feature of both embodiments is the leeward rotor assembly (also referred to in the literature as downwind principle). The truss towers 2, 2a are screwed together from several sections, which are arranged in the tower vertical 2b. So that the rotor 13 can be placed in the wind, a rotary joint 10 or 21 and an azimuth drive is provided in each case. The rotary joint 22 is after the 1. Embodiment between the upper section of the tower 2 and the nacelle 21 and according to the second embodiment on the foundation 1 for receiving the lower segment of the tower 2a arranged. Thus, an essential difference between the two embodiments is that either only the nacelle 21 is rotatable relative to the tower or the entire tower 2a with its construction relative to the foundation 1 can perform a rotational movement 1 1. This has the consequence that between the fixed bracing according to the second embodiment and the rotatable tower 2a rotational movement compensation must be made possible.
Die obere Befestigung der Abspannung mit dem Turm 2 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung nach Fig. 4 dargestellt. Der Abspannring 3e ist als rechteckige Platte mit kreisförmig angeordneten Aufnahmen der Abspannelemente 4 fest innerhalb des Gerüstes des Turms 2 angeordnet. Die Befestigungspunkte für die sechs Abspannelemente 4 sind so ausgelegt, dass sich die Turmvertikale 2b, die Nabenhöhe 17 und die Wirkungslinien der Abspannelemente 4 in einem gemeinsamen Punkt 14 schneiden. Dadurch wirkt die Rotorkraft des Windes als Druckbeanspruchung auf den Turm 2 und als Zugbeanspruchungen auf die Abspannelemente 4. The upper attachment of the guy with the tower 2 according to the first embodiment is shown in the drawing of FIG. 4. The guy ring 3e is a rectangular plate with circularly arranged recordings of Tensioning elements 4 fixedly disposed within the framework of the tower 2. The attachment points for the six guy elements 4 are designed such that the tower vertical 2b, the hub height 17 and the lines of action of the guy elements 4 intersect at a common point 14. As a result, the rotor force of the wind acts as compressive stress on the tower 2 and as tensile stresses on the guy elements 4.
An Stelle der Drehverbindung Die obere Befestigung der Abspannung mit dem Turm 2a nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 2, 3, 5 und 6 dargestellt. Die sechs Abspannelemente 4 führen wie beim ersten Ausführungsbeispiel jeweils von einem festen Fundament 8 schräg nach oben zu einem, den Turm 2a am zylindrischen Teil einer Zwischensektion umschließenden Abspannring 3. Dieser Abspannring 3 gestattet die Drehbarkeit des gesamten Turms 2a mit dem Rotor 13 gegenüber den stationär angeordneten Abspannelementen 4. Ein solcher Abspannring 3 kann nach Fig. 5 aus einem vertikalen und einem horizontalen PTFE- Lager 3a, 3b oder nach Fig. 6 aus einem Wälzlager 3 c bestehen. Ihre Anordnung am zylindrischen Teil einer Zwischensektion ist als Einzelheiten aus den vorgenannten Zeichnungen ersichtlich. Die unteren Orientierungspunkte für die Ausrichtung der Abspannelemente 4 unter Berücksichtigung eines bestimmten Abspannwinkels 9 zur Turmvertikalen 2b sind die festen Fundamente 8. Der gemeinsame obere Orientierungspunkt ist der Schnittpunkt 14 der Abspannelemente 4 und der Turmvertikalen 2b mit der Nabenhöhe17. Der Abspannwinkel 9 der Abspannelemente 4 zur Turmvertikalen 2b beträgt im Ausführungsbeispiel 13°. Mit einem kleineren Abspannwinkel 9 würden ungünstige statische Einflüsse/Verhältnisse entstehen, und ein größerer Abspannwinkel 9 würde in Abhängigkeit von der Steifigkeit der Rotorblätter 16 zur Gefahr der Kollision mit den Abspannelementen 4 führen. In place of the rotary joint The upper attachment of the bracing with the tower 2a according to the second embodiment is shown in Figs. 2, 3, 5 and 6. The six guy elements 4 lead, as in the first embodiment, each from a fixed foundation 8 obliquely up to a, the tower 2a on the cylindrical part of an intermediate section surrounding Abspannring 3. This guy ring 3 allows the rotation of the entire tower 2a with the rotor 13 relative to the stationary arranged Abspannelementen 4. Such a Abspannring 3 may consist of a vertical and a horizontal PTFE bearings 3a, 3b or 6 of FIG. 6 of a rolling bearing 3 c of FIG. 5. Their arrangement on the cylindrical part of an intermediate section can be seen as details from the aforementioned drawings. The lower orientation points for the orientation of the guy elements 4, taking into account a certain bracing angle 9 to the tower vertical 2b, the solid foundations 8. The common upper landmark point is the intersection 14 of the guy elements 4 and the tower vertical 2b with the hub height17. The guy angle 9 of the guy elements 4 to the tower vertical 2b is 13 ° in the embodiment. With a smaller tightening angle 9, unfavorable static influences / conditions would arise, and a larger tightening angle 9 would lead to the danger of collision with the anchoring elements 4 as a function of the rigidity of the rotor blades 16.
10, auf der sich der Turm 2a auf dem Fundament 1 abstützt, kann auch eine Rollendrehverbindung, eine Kreisringbahn mit konischen Rädern, eine Kugellaufbahn, ein Kugelzapfen oder auch eine Fluidteller - Gleitbahn verwendet werden. Zur Erzeugung der Drehbewegung des gesamten Turms 2a mit dem Rotor 13 gegenüber dem Fundament 1 werden die dafür bekannten Azimutantriebe verwendet. Der Rotor 13 (Fig. 2) ist nach dem zweiten Ausführungsbeispiel im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel auf dem Fachwerkturm 2a verdrehsicher befestigt und nimmt die Rotornabe 15 mit dem Rotor 13 auf. Am unteren Ende des Fachwerkturmes 2a befindet sich ein Rahmen zur Aufnahme des Maschinenhauses 12 mit der Drehmomentenübertragung vom Rotor 13 zum Triebstrang und der Elektroausrüstung. Da diese Drehmomentenübertragung nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, wird sie im Folgenden nicht näher beschrieben. 10, on which the tower 2a is supported on the foundation 1, a roller slewing connection, a circular track with conical wheels, a ball track, a ball pin or even a fluid plate slideway can also be used. To generate the rotational movement of the entire tower 2a with the rotor 13 with respect to the foundation 1, the known azimuth drives are used. The rotor 13 (FIG. 2) is according to the second embodiment in FIG Difference to the first embodiment on the Fachwerkturm 2a secured against rotation and takes the rotor hub 15 with the rotor 13 on. At the lower end of the Fachwerkturmes 2a is a frame for receiving the machine house 12 with the torque transmission from the rotor 13 to the drive train and the electrical equipment. Since this torque transmission is not the subject of this invention, it will not be described in detail below.
In Fig. 3 ist ebenfalls nach dem zweiten Ausführungsbeispiel eine größere Windenergieanlage dargestellt. Letztere ist auf eine Höhenwindnutzung ausgerichtet, die bei 200 m über dem Standort beginnt. In Fig. 3, a larger wind turbine is also shown according to the second embodiment. The latter is designed for high-altitude wind use, starting at 200 m above the site.
Wenn aus besonderen Gründen des Standortes oder des Klimas das Erfordernis besteht, in entsprechender Höhe des Turmes 2a einen zweiten Abspannring 3 anzuordnen, dann ist die entsprechende Anzahl weiterer, in der Länge entsprechend angepasster Abspannelemente 4 zu integrieren. Die festen Fundamente 8 sind in solchem Fall in der Form und Abmessung anzupassen, um die untere Verankerung zu gewährleisten. Diese so ausgelegte Windenergieanlage unterscheidet sich auch durch die ständige Bereitstellung eines geeigneten Servicekranes 18, der bei einer solchen Größenordnung der Nabenhöhe 17 und Leistung sowohl für den Aufbau als auch für den Service unverzichtbar ist, um hohen wirtschaftlichen Aufwand für mehrmaliges Mieten und Heranholen von geeignetem Großhebezeug zu vermeiden. Bei beiden Ausführungsbeispielen kann bei feststehenden Abspannelementen 4 die Drehbewegung der Gondel 21 oder des Turmes 2a ungehindert erfolgen. Die Abspannelemente 4 sollen sich unter Belastung nur minimal dehnen. Deshalb kommt der Einsatz von Drahtseilen nicht in Frage. Als Material für die Abspannelemente 4, also auch für jedes einzelne Abspannglied 4a, wird für beide Ausführungsbeispiele Walzstahl in höchster Festigkeit und in entsprechender Dimension und Gestaltung vorgesehen. Das obere Ende 6 des Abspannelementes 4 wird beim zweiten Ausführungsbeispiel nach der unteren Abbildung von Fig. 7 von unten in den Abspannring 3 eingeführt und über dem Abspannring 3 durch das Passglied 3d blockiert. Nach dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Abspannelemente 4 in gleicher Weise mit dem nicht drehbaren Abspannring 3e verbunden. Die einzelnen Längen der Abspannglieder 4a werden mit dem Verbindungsglied 5 in wahlweise zweischnittiger Verbindung 20 oder in einschnittiger Verbindung 19 zusammengefügt. Bei der üblichen Gestaltung einer einschnittigen Verbindung ist nach DIN 18800-1 ; 2008-1 1 der Erhöhungsfaktor 1 ,2 zu berücksichtigen. Zur Verringerung dieser Einflussgröße wird die spezielle Gestaltung des Verbindungsgliedes in der dargestellten Form ausgeführt. If, for special reasons of the location or the climate, there is a need to arrange a second guy ring 3 at a corresponding height of the tower 2a, then the corresponding number of additional guy elements 4, which are adapted in their length, must be integrated. The solid foundations 8 in such case must be adapted in shape and dimension to ensure the lower anchorage. This so-designed wind turbine is also distinguished by the constant provision of a suitable service crane 18, which is indispensable for such an order of magnitude of the hub height 17 and performance both for the structure and for the service to high economic cost for repeated rents and picking up suitable large lifting to avoid. In both embodiments, the rotational movement of the nacelle 21 or the tower 2a can be carried out unhindered in fixed guy elements 4. The guy elements 4 should stretch only minimally under load. Therefore, the use of wire ropes is out of the question. As material for the guy elements 4, that is to say also for each individual guy member 4a, rolled steel of the highest strength and in the corresponding dimension and design is provided for both exemplary embodiments. The upper end 6 of the guy element 4 is inserted in the second embodiment according to the lower figure of Fig. 7 from below into the guy ring 3 and blocked over the guy ring 3 by the fitting member 3d. According to the first embodiment, the guy elements 4 are connected in the same way to the non-rotatable guy ring 3e. The individual lengths of the bracing members 4a are connected to the connecting member 5 in either two-pin connection 20 or in one-piece connection 19th together. In the usual design of a one-off connection according to DIN 18800-1; 2008-1 1 the increase factor 1, 2 to consider. To reduce this influence, the special design of the link in the illustrated form is performed.
Die Länge der Abspannglieder 4a und ihre Verbindungen bieten die Möglichkeit, mehrere Abspannglieder 4a zum gemeinsamen Transport auf Paletten gestapelt zu transportieren. Zur Stabilisierung der vertikalen Stellung des Turmes 2 oder 2a nach der Montage - noch nicht im Betriebszustand - werden alle Abspannelemente zweckmäßigerweise auf 30% ihrer Nennbetriebsbelastung vorgespannt. Je nach Wahl einer der bewährten Spannmethoden und -geräte erfolgt dies entweder zwischen zwei Spanngliedern 4a, am unteren Festpunkt des Fundamentes 8 oder am oberen Ende des Abspannelementes 4 am Abspannring 3e nach dem ersten Ausführungsbeispiel oder am Abspannring 3 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel . Der empfohlene Abspannwinkel 9 führt am Ausführungsbeispiel zu den unteren Festpunkten im Fundament 8, die in ihrer Gesamtheit ringsum nicht außerhalb des Durchmessers des Rotors 13 liegen. Das Gelände zwischen diesen Fundamenten 8 kann bis auf eine Zufahrt und Arbeitsraum für Servicegeräte zum Maschinenhaus und Turmfundament 1 landwirtschaftlich bebaut oder genutzt werden. Der empfohlene Servicekran 18, insbesondere bei Höhenwindnutzung, wird auch zum Teiletausch (Rotorblatt nach Blitzschlag), zu Arbeiten vom Personalkorb aus und schließlich zum Rückbau nach Einsatzende dienen. The length of the bracing members 4a and their connections offer the possibility of transporting a plurality of bracing members 4a stacked for common transport on pallets. To stabilize the vertical position of the tower 2 or 2a after assembly - not yet in operation - all bracing elements are advantageously biased to 30% of their rated operating load. Depending on the choice of one of the proven clamping methods and equipment, this is done either between two tendons 4a, at the lower fixed point of the foundation 8 or at the upper end of the guy element 4 on Entspannring 3e according to the first embodiment or on Abspannring 3 according to the second embodiment. The recommended tightening angle 9 leads to the exemplary embodiment of the lower fixed points in the foundation 8, which in their entirety are not outside the diameter of the rotor 13. The terrain between these foundations 8 can be cultivated or used except for a driveway and working space for service equipment for the machine house and tower foundation 1 agricultural. The recommended service crane 18, in particular when using high-altitude wind, will also be used for parts replacement (rotor blade after lightning strike), for work from the personnel basket and finally for dismantling after the end of use.
Bezugszeichen: Reference numerals:
1 Turmfundament  1 tower foundation
2 feststehender geschweißter Fachwerk-, Blech-, oder Hybridturm 2a drehbarer geschweißter Fachwerk-, Blech-, oder Hybridturm 2b Turmvertikale  2 fixed welded truss, sheet metal, or hybrid tower 2a rotatable welded truss, sheet metal, or hybrid tower 2b tower vertical
3 Abspannring mit feststehenden Abspannelementen 4 3a vertikales PTFE-Lager  3 guy ring with fixed guy elements 4 3a vertical PTFE bearing
3b horizontales PTFE-Lager  3b horizontal PTFE bearing
3c Wälzlager  3c rolling bearings
3d Passglied  3d fitting link
3e mit dem Turm 2 fest verbundener nicht drehbarer Abspannring 4 3e fixed to the tower 2 non-rotatable guy ring. 4
Abspannelement anchoring element
4a Abspannglied  4a bracing member
5 Verbindungsglied zwischen zwei Abspanngliedern 4a 5 connecting member between two bracing members 4a
6 oberes Ende des Abspannelementes 4 6 upper end of the guy element 4
8 Fundamente für die Abspannelemente  8 foundations for the guy elements
9 Abspannwinkel zur Vertikalen 2b  9 Tension angle to the vertical 2b
10 Drehverbindung zwischen Fundament 1 und Turm 2a 10 Rotary connection between foundation 1 and tower 2a
1 1 Drehbewegung des Turms 2a 1 1 Rotational movement of the tower 2a
12 Maschinenhaus  12 engine house
13 Rotor am Turmkopf ( downwind)  13 rotor at the tower head (downwind)
14 Schnittpunkt Nabenhöhe - Turmvertikale 2b - Abspannwinkel 9 14 Intersection hub height - Tower vertical 2b - Tension angle 9
15 Rotornabe 15 rotor hub
16 Rotorblatt  16 rotor blade
17 Nabenhöhe  17 hub height
18 Servicekran  18 service crane
19 einschnittige Verbindung der Abspannglieder 4a  19 one-sided connection of the bracing members 4a
20 zweischnittige Verbindung der Abspannglieder 4a 20 two-section connection of the bracing members 4a
21 drehbare Gondel 21 revolving gondola
22 Drehverbindung zwischen Gondel 21 und Turm 2  22 Slewing connection between gondola 21 and tower 2

Claims

Patentansprüche claims
1 . Windenergieanlagenturm in geschweißter Stahlblech-, Fachwerk-, oder vorgespannter Hybridbauweise, der entweder fest mit dem Fundament (1 ) verbunden und an seinem oberen Ende die Gondel (21 ) mit dem Rotor 13 azimut drehbar ist oder der komplett azimut drehbar auf dem Fundament (1 ) angeordnet ist, und in beiden Ausführungen durch mehrere, vorzugsweise sechs Abspannelemente (4), im Boden verankert ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Turmvertikale (2b), die Nabenhöhe (17) und die Wirkungslinien der Abspannelemente (4) in einem gemeinsamen Punkt (14) schneiden und damit aus der Rotorkraft des Windes auf den Turm (2, 2a) Druckbeanspruchung und auf die Abspannelemente (4) Zugbeanspruchungen entstehen und die Abspannelemente (4) in ihrer notwendigen Gesamtlänge zur Minimierung ihrer Dehnung unter zunehmender Belastung aus massivem, hochfestem Walzstahl und beidseitig geschmiedeten Endstücken hergestellt werden, diese Endstücke mit ein- oder zweischnittigen Verbindungen (19, 20) durch Bolzen bis zum Erreichen der erforderlichen Gesamtlänge als komplettes Abspannelement (4) aus mehreren Abspanngliedern (4a) gefügt werden. 1 . Wind turbine tower in welded sheet steel, trussed or prestressed hybrid construction, which is either firmly connected to the foundation (1) and at its upper end the nacelle (21) with the rotor 13 is rotatable azimuth or completely rotatable on the azimuth on the foundation (1 ) is arranged, and anchored in both embodiments by a plurality, preferably six guy elements (4), in the ground, characterized in that the tower vertical (2b), the hub height (17) and the lines of action of the guy elements (4) in a common Point (14) cut and thus from the rotor force of the wind on the tower (2, 2a) compressive stress and on the guy elements (4) tensile stresses and the Entspannelemente (4) in their total length necessary to minimize their elongation under increasing load of solid, made of high-strength rolled steel and double-forged end pieces, these end pieces having one or two-point connections (19, 20) be added by bolts to reach the required total length as a complete guy element (4) of several bracing members (4a).
2. Windenergieanlagenturm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abspannringe (3, 3e) am Umfang gleichmäßig verteilte Befestigungen für die oberen Enden der Abspannelemente (6) aufweisen und in der Ausführung mit dem Turm (2) der Abspannring (3e) fest mit dem Turm (2) verbunden und in der Ausführung mit dem azimut drehbaren Turm (2a) der Abspannring (3) an dem Turm (2a) horizontal drehbar und in der Höhe fixiert ist. 2. Wind turbine tower according to claim 1, characterized in that the guy rings (3, 3e) on the circumference evenly distributed fasteners for the upper ends of the guy elements (6) and in the version with the tower (2) of the guy ring (3e) firmly connected to the tower (2) and in the embodiment with the azimuth rotatable tower (2a) of the guy ring (3) on the tower (2a) is horizontally rotatable and fixed in height.
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