WO2022083892A1

WO2022083892A1 - Verfahren und ausrüstung zum errichten, ausrüsten und betreiben von binnenwindanlagen grosser höhen und leistung

Info

Publication number: WO2022083892A1
Application number: PCT/EP2021/025413
Authority: WO
Inventors: Horst Bendix
Original assignee: Horst Bendix
Priority date: 2020-10-24
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2022-04-28
Also published as: DE102020006544A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Ausrüstung mit einem Eigenhebezeug zum Errichten des drehbaren Turmes (28) und zum dauerhaften Betreiben und Service eher Binnenwindanlage für große Höhen und Leistung. Sie beinhaltet damit eine Vervollkommnung der beiden Lösungen für eine Binnenwindanlage mit drehbarem Turm nach Patent Nr. DE 102016014799 B4 und einem Antriebssystem für eine solche Binnenwindanlage nach der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 102019008854.9 durch dessen Anwendung. Das Eigenhebezeug steigt nach jeder Montage einer Turmsektion an der Vertikafsäule um eine Sektionshöhe und nimmt nach Einbau der obersten Turmsektion seinen dauerhaften Standplatz ein. Danach erfüllt das Eigenhebezeug die erforderlichen hebezeugtechnischen Aufgaben für die Anlage.

Description

Verfahren und Ausrüstung zum Errichten, Ausrüsten und Betreiben von

Binnenwindanlagen großer Höhen und Leistung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Ausrüstung mit einem Eigenhebezeug zum Errichten des Turmes und zum dauerhaften Betreiben und Service einer Binnenwindanlage für große Höhen und Leistung. Sie beinhaltet damit eine Vervollkommnung der beiden Lösungen für eine Binnenwindanlage mit drehbarem Turm nach Patent Nr. DE 10 2016 014 799 B4 und einem Antriebssystem für eine solche Binnenwindanlage nach der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen

DE 10 2019 008 854.9 durch die Anwendung eines Verfahrens zum Aufbau und den Betrieb einer Binnenwindanlage mittels eines Eigenhebezeuges.

Stand der Technik

Zur besseren Nutzung des in höheren Schichten auftretenden Windes besteht das Ziel der Betreiber von Binnenwindanlagen darin, mit größeren Anlagen in diese Schichten vorzudringen. Herr Prof. Dr. Emeis, Stefan, Leiter der Meteorologieforschung in KIT Karlsruhe hat in seinem Beiträgen darauf hingewiesen, dass die Windenergietechnik die höheren Luftschichten über der Prandtlschicht - also die unteren Schichten der tropossphärischen Winde - nutzen sollte, um Möglichkeiten höherer Energieerträge zu erschließen. Unter der Überschrift „Analytisches Windparkmodell,, werden in einer grafischen Darstellung Ergebnisse von Windmessungen in der Nähe des Pariser Flughafens „Charles Gaulle“ widergegeben, die belegen, dass die größten

Windgeschwindigkeiten in der Höhe von etwa 300 m auftreten. Deshalb besteht das Ziel der Betreiber von Windenergieanlagen darin, diesen Vorteil durch höhere Konstruktionen in diesen Bereich vorzudringen. Inwieweit diese Ergebnisse in Höhen über 300m für das Erschließen durch Nabenhöhen oder durch die Arbeit der Rotorblätter genutzt werden, muss gezielt durch langzeitige Messungen an geplanten Standorten erforscht werden. Während es bei den bisher bekannten demgegenüber kleineren Windenergieanlagen auf Grund ihrer geringeren Größe ausreicht, zu deren Errichtung allgemein zur Verfügung stehende Hebezeuge zu benutzen, sind für die größeren Anlagen nur bedingt dafür ausgelegte Hebezeuge vorhanden. Solche Hebezeuge sind entweder bis zu einer begrenzten maximalen Hubhöhe zur Verfügung stehende Großkrane oder speziell angepasste Hebevorichtungen wie Kletterkrane oder Hubeinrichtungen. Beides verursacht hohe Leihgebühren oder Anschaffungskosten. Für besonders hohe Windenergieanlagen stehen einsetzbaren Großkrane nur bedingt zur Verfügung. Weitere Probleme beim Aufbau von Windenergieanlagen können auch darin bestehen, dass die vorgesehenen Standorte durch die Hebezeuge infolge der landschaftlichen Besonderheiten schwer zu erreichen sind und/oder der Untergrund zur Gewährleistung der notwendigen Standsicherheit aufbereitet werden muss. Ein Kompromiss bei der Montage von Windenergieanlagen großer Höhe besteht im kombinierten Anwenden eines Montagekranes für den Aufbau des Mastes und einer mobilen Kranvorrichtung für das Aufsetzen der Gondel und das Anbringen der Rotoren.

So ist aus der Druckschrift WO 2015/158713 A1 eine mobile Kranvorrichtung zur temporären Montage an einem bestehenden Turmbauwerk einer Windenergieanlage bekannt. Sie ist als Drehkran ausgebildet und besteht aus einem in Arbeitsstellung senkrechten Turm mit einem schwenkbar und wippbar angelenkten Ausleger. Dieser Spezialkran wird in waagerechter Lage auf einem Spezialfahrzeug bis an den Fuß eines Turmbauwerkes einer Windenergieanlage transportiert, dort aufgerichtet, mit dem Turmbauwerk höhenverschiebbar verbunden und mittels einer auf dem Boden stehenden Winde über ein Seil bis an das obere Ende des bereits montierten Turmes gezogen. Dort wird der Kran fixiert und im Weiteren zur Montage der Gondel, der Rotornabe und der Rotorflügel benutzt. Abschließend folgt die Demontage der Kranvorrichtung. Die Kranvorrichtung kann anschließend für weitere Einsatzfälle zur Montage der Gondel, der Rotornabe und der Rotorblätter bei Windenergieanlagen mit vorher aufgestelltem Turm verwendet werden.

Ein ähnliches Verfahren und ein Kran zum Aufbau von Windenergieanlagen bei dem sich ein speziell ausgebildeter Drehkran am senkrechten Turm einer Windenergieanlage mitels eines rutschfesten Laufbandes hinauf bewegt, ist aus der Druckschrift DE 197 41 988 A1 bekannt. Die notwendige Verbindung des Spezialhebezeuges mit dem Turm wird durch Haltearme erzielt, die den Turm umschlingen und mit Rollen ausgerüstet sind. Nach der Montage wird der Kran wieder nach unten bewegt und zusammen mit dem Transportfahrzeug für einen weiteren Einsatz bereitgestellt.

Beide vorstehend beschriebenen bekannten Lösungen werden für die passgenaue Montage der Gondel und der Rotoren eingesetzt. Für die Montage des Turmes und zur Unterstützung der im Laufe des Betriebes der Anlage zwischendurch erforderliche Wartungsarbeiten werden andere Lösungen angewendet.

So ist aus der Druckschrift WO 2016/007241 A1 eine Lösung bekannt, die die Montage sowohl des Turmes als auch der Gondel, des Generators, der Rotornabe und der Rotorblätter einer Windenergieanlage zum Inhalt hat. Der Turm ist zweigeteilt und besteht aus einem unteren senkrecht angeordneten Teilstück, das oben mit einer Drehverbindung versehen ist. Darauf ist ein oberes, aus Segmenten bestehendes Teilstück angeordnet. Es ist von der Senkrechten abweichend geneigt ausgeführt und kann so ständig mittels einer Nachführeinrichtung entgegen der Windrichtung ausgerichtet werden. Das Verfahren zur Montage der Windenergieanlage sieht vor, zunächst das untere Turmteil mit der Drehverbindung und mindestens zwei daran befestigte Segmente des oberen Turmteils in bekannter Weise in waagerechter Lage vorzumontieren. Dieser Turmrumpf wird aufgerichtet und in senkrechter Stellung des unteren Turmteils fixiert. Danach wird an das kurze Turmoberteil ein Kletterkran, bestehend aus einer Säule und einem darauf angeordneten Wippausleger, so befestigt, dass der Kran mit dem Baufortschritt stufenweise nach oben bewegt werden kann. Die Hubbewegung wird durch eine Winde erzeugt, die auf einem bodengestützten Trägerfahrzeug befestigt ist. Von dieser Winde wird ein Drahtseil über den Wippausleger geführt. So werden auf der der Winde gegenüberliegenden Seite zunächst nacheinander alle Turmsegmente angehangen, nach oben gezogen, genau positioniert und miteinander verschraubt. Zum Schluss werden Gondel, Generator, Getriebe, Rotornabe und Rotorblätter nach oben gezogen und dort funktionsgerecht montiert. Abschließend wird der Kletterkran wieder nach unten befördert und steht für die Montage weiterer Binnenwindanlage zur Verfügung. Zum Austausch verschlissener Hauptkomponenten im Maschinenhaus einer Windenergieanlage sowie des Rotors mit all seinen Einzelteilen ist aus der Druckschrift EP 1 101 934 A3 ein bordeigenes Hebezeug vorgesehen. Es ist als Schwenkportalkran ausgebildet und in der Gondel am Maschinenrahmen befestigt. Auf dem Fundament am Fuß der Windenergieanlage ist eine Winde befestigt, von der aus das Tragseil nach oben über die Umlenkrolle des Krans geführt wird. Damit die erforderliche Funktionsfreiheit für den Bordkran gewährleistet ist, kann die Gondel oben geöffnet werden, unten weist sie eine Bodenöffnung auf, durch die die auszuwechselnden Komponenten geführt werden können. Zum Auswechseln der Komponenten auf der gegenüberliegenden Seite des Bordkrans, wie beispielweise die Rotorflügel oder die Rotornabe, braucht das Portal um sein Gelenk nur auf die andere Seite geschwenkt zu werden. Für das Bewegen der Lasten steht genügend Freiraum zur Verfügung. Nach Beendigung der Revisionsarbeiten wird das Kranportal wieder auf dem Maschinenrahmen abgelegt und die Gondel oben geschlossen. Der Bordkran verbleibt dort für seine nächsten Einsätze. Der Aufbau einer solchen Binnenwindanlage und das Aufsetzen des Bordkrans wurde am Anfang mittels eines Fremdhebezeuges vollzogen, an das mit zunehmender Höhe der Anlage immer anspruchsvollere Anforderungen gestellt werden, was zu immer höheren Kosten führt.

Weiterhin ist aus der Druckschrift EP 1 677 007 A2 eine Windenergieanlage bekannt, die mit einem Auslegerkran ausgerüstet wird, der für erforderliche Wartungsarbeiten eingesetzt wird. Dieser Wartungskran wird mit einem nur für diesen Zweck vorgesehenen Hilfshebezeug auf der Gondel montiert. Dazu ist die Gondel oberhalb mit einem Tragrahmen versehen. Dieser Wartungskran verbleibt während der gesamten Betriebszeit auf der Binnenwindanlage und ist jederzeit einsetzbar.

All diese bekannten Lösungen sind entweder nur zum Aufbau oder zum Service einer Binnenwindanlage bis zu einer bestimmten Höhe geeignet.

Das entspricht dem Stand der Technik der Windenergieanlagen, die gegenwärtig weltweit hergestellt werden. Es ist jedoch erforderlich, zum jetzt zu erkennenden Übergang zu höheren Binnenwindanlagen eine besondere Entwicklungsrichtung in den Stand der neuesten Technik einzubeziehen. Aus den Niederlanden ist von der Firma Lagerwey die neue Turmbautechnik mit der neuen Errichtungsweise seit den Jahren 2017/2018 bekannt geworden und wird jetzt vom deutschen Hersteller Enercon realisiert. Der neue Turm wird, wie in den NEWS vom 14.09.2017 „Lagerwey testet neuen Kleterkran“ vorgestellt, aus längs der Turmachse gekanteten und miteinander verschraubten Blechteilen hergestellt, bietet damit große logistische Vorteile, erfordert aber zahlreiche anspruchsvolle Längs- und Querverschraubungen und bleibt trotz der interessanten Statik mit dem auf ca. 11 m erweiterten Turmdurchmesser weiterhin ein biegemomentbelasteter Turm, der zwar große Wanddicken im unteren Bereich meidet, aber mit dem Bemühen, die unteren troposphärischen Winde zu nutzen, mit größeren Antrieben an die Grenzen der Wirtschaftlichkeit stößt. Daran ändert auch die interessante Lösung nichts, die unter der Bezeichnung „Climbing-Crane" vorgestellt wird.

Für größere Nabenhöhen zur Erzielung von Leistungen über 5 MW kommen die Binnenwindanlagen jedoch nicht ohne die Anwendung einer neuen statischen Turmstruktur und tiefer gelegten Antrieben aus.

Aufgabe der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine vorteilhafte Lösung für das Errichten, Ausrüsten und Betreiben von Binnenwindanlagen großer Höhen und Leistung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Eigenhebezeuges, das die Aufgabe des Errichtens des Turmes aus Turmsektionen systemgleicher, turmhöhenabhängiger Anzahl und Abmessungen durchführt, gelöst. Nach dem Errichten des Turmes und der Vervollständigung der Ausrüstung erhält das Eigenhebezeug einen dauerhaften Standort auf der Anlage, um für den ständigen Service, für die Arbeiten während der Generalüberholung und den eventuellen Teiletausch zur Verfügung steht Ausführungsbeispiel

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens und der Anwendung der Ausrüstung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 : eine Binnenwindanlage mit drehbarem Turm auf Nabenhöhe ≥ 200 m mit Antriebssystem im Turmfuß in einer Vorderansicht und links in einer Seitenansicht und darunter die zugehörigen Draufsichten,

Fig. 2 : ein Eigenhebezeug zum Verfahren und als Ausrüstung zur Binnenwindanlage mit drehbarem Turm ≥ 200 m Nabenhöhe und Antriebssystem im Turmfuß,

Fig. 3 : das Eigenhebezeug beim Turmerrichten auf der Kreisringbahn und der ersten aufgesetzten Turmsektion und

Fig. 4 : das Eigenhebezeug auf dem Dauerstandplatz oben zum Aufrüsten, Betreiben und Service auf Lebenszeit der Binnenwindanlage mit drehbarem Turm ≥ 200 m und triebstrangverzweigtem Antrieb im Turmfuß.

Die Binnenwindanlage nach Fig. 1 ist gezielt für den Betrieb mit Nabenhöhen ≥ 200m ausgelegt und dient der Nutzung des Windes in den unteren troposphärischen Schichten. Um an einem beabsichtigten Anlagenstandort zu zuverlässigen Aussagen über den zu erwartenden Energieertrag zu kommen, sind vorher Windmessungen vor Ort über längere Zeiträume in den zur Nabenhöhe 13 gehörenden Höhenabschnitten der eingesetzten Rotoren 10 notwendig.

Der drehbare Turm 26 ist mit dem Ziel, günstige Eigenmassen zu erzielen mit seiner Vertikalsäule 9 und beiden gegengestützten Drucksäulen 8 auf eine Kreisringbahn 1 mit der Drehmite 2 gestellt, womit zwischen den Säulen 8 und 9 ein horizontale Spreizung am Boden und die vertikale Spreizung unter der Nabenhöhe 13 entstehen, die gemeinsam mit dem Radius der Kreisringbahn 1 die entscheidenden Mitel zur Gesamtgestaltung und den Ergebnissen der Dimensionierung und Eigenmasse sind. Der verantwortliche Statiker kann verschiedene Standardgrößen gewalzter Großrohre ermitteln und diese gegenüber dem Auftraggeber zur Anwendung bringen. Zwischen den drei Säulen 8 und 9 drehbaren Turm 26 werden Träger und Steifen 7 vorgesehen, die die dynamischen Kräfte und Windbelastungen übernehmen und fortleiten. In diesen und auf diesen Trägern und Steifen 7 werden für das Errichten des drehbaren Turmes 26 die begehbaren Wege und Handläufe angeordnet, damit die letzten Einpassungen, Verbindungen oder Nähte bei der Finishmontage hergestellt werden.

Bisher ungewohnt ist der Herstellprozess der Turmsektionen 18 bis 21 nach „Industrie 4.0“, wo nach der Materialanlieferung der fertiggewalzten, bereits vorkonservierten Großrohre für die Vertikalsäule 9 und zwei Drucksäulen 8 (in 40- Fuß Containern per Bahn oder auf Tiefladern / Zugmaschinen in Fertigmaßen) und bereits vorgefertigten Stumpfnähten an den Rohrenden bereits am zukünftigen Anlagenstandort angeliefert werden. Die Kleinteile / Wiederholteile werden vom Herstellerbetrieb fertig angeliefert.

In der Nähe des Anlagenstandortes werden vorübergehende Fertigungsabschnitte überdacht ausgeführt, damit die kompletten Turmsektionen 18 bis 21 zur Errichtung des Turmes 26 auf den fertiggestellten Fundamenten 3 der Gleis- oder Kugeldrehverbindungs-Bahnen abgenommen werden und die erste Turmsektion 18 aufgesetzt wird. Die Turmsektionen 18 bis 21 werden komplett ausgerüstet und vorbereitet (Lift, Aufstieg, Elektrik, Beleuchtung, Installation u.a.m.) zum Einbauort gebracht und dort vom Eigenhebezeug 12 zum Turmerrichten übernommen. Das Eigenhebezeug 12 ist in den beiden Zeichnungen nach Fig. 1 jeweils in einer unteren Stellung und der oberen Endstellung dargestellt. Am Beispiel ist jede Turmsektion 18 bis 21 mit einer Bauhöhe von 10 m vorgesehen. Dieses Maß kann individuell anders bemessen werden, um territorialen und logistischen Bedingungen der Endmontage zu entsprechen.

Nach dem Aufsetzen und Ausrüsten aller Turmsektionen 18 bis 21 bis zur Nabenhöhe 13 wird hinter dem Rotor 10 auf der Rotorwelle in Nabenhöhe 13 die Flachriemenscheibe 11 mit dem großen Durchmesser montiert. Die große Flachriemenscheibe 11 wird durch die Begrenzung der Transportmaße aus mehreren Teilen (so zum Beispiel aus 12 ALU - Gussteilen als Scheibensegmente) zusammengefügt und nach exaktem Vorgehen komplettiert und mitels einer Verkleidung 29 abgedeckt. Günstig gestaltet sich die Montage des Flachriemens 30, wenn dieser zu diesem Zeitpunkt angeliefert wurde, nur damit das Auflegen des Flachriemens 30 über die große Flachriemenscheibe 11 am günstigsten erledigt werden kann. Über den drahtseilverstärkten Aufbau des Riemens 30 wird lebenslang zuverlässig elektronisch die Funktion überwacht. Nach dem Errichten des drehbaren Turmes 26 wird das Eigenhebezeug 12 in seine Dauerstandposition gebracht, wo es bis zum Ende der Einsatzdauer der Gesamtanlage im Dienst sein wird.

Nach dem Abschluss der Montage und des Ausrüstens jeder Turmsektion 18 bis 21 hat sich das Eigenhebezeug 12 auf die nächste Höhe (+10 m) zu begeben. Dazu wird nach Fig. 2 ein Steigwerk 22 zwischen jeder Turmsektion 18 bis 21 und seinem unteren Konsol des Eigenhebezeuges 12 benutzt, das aus einem Elektrozug mit angeschlossenem Flaschenzug besteht, der nach jedem fertiggestellten Einbau einer Turmsektion 18 bis 21 aus dessen Höhe in die nächste umgesetzt wird. Nachdem das Konsol 35 des Eigenhebezeuges 12 an der vorhergehenden Turmsektion 18 bis 21 gelöst wurde gleitet das Eigenhebezeug 12 in seinen Führungen an der Vertikalsäule 9 durch Betätigung des Elektrozuges 10 m aufwärts und wird dort am Konsol 35 des Eigenhebezeuges 12 an der nächsten Turmsektion 19 bis 21 in der neue eingenommenen Position wieder befestigt.

Das Eigenhebezeug 12 nach Fig. 2 ist mit seinem untenliegenden Konsol 35 an der oberen Hälfte des 10 m hohen Teiles eines Stückes der Vertikalsäule 9 jeder Turmsektion 18 bis 21 befestigt. Im Grundriss liegt das Eigenhebezeug 12 etwas abgewinkelt neben und durch zwei Führungsschienen sowie durchgängige Passschrauben mit der Vertikalsäule 9 der Turmsektion 18 verbunden. Die Vertikalsäule 9 besitzt den Außendurchmesser 3 m und kann das Konsol 35 mit dem Eigenhebezeug 12 mit seinen Belastungen aus Eigenmasse und Lastmoment in allen Positionen beim Einheben der nächsten Turmsektion 19 bis 21 von der Stelle der Anlieferung auf Tieflader oder Spezialrollwagen übernehmen. Dazu besitzt das Eigenhebezeug 12 in dem Konsol 35 ein großes, leistungsstarkes Hubwerk (mehrlagige Seiltrommel mit eingebautem Getriebe inclusive E-Motor). Die Hubflaschung ist mit schwerer Hakenflasche einsträngig vorgesehen, da durch die endgültige Höhe und Aufgabe des Eigenhebezeuges 12 am Dauerstandplatz insgesamt ca. 500 m Hubseil zu benutzen sind. Für den Dauereinsatz des Eigenhebezeuges 12 auch im Winter wird das Hubseil (wie bei anderen Lieferungen in Kältegebiete) in Ausstatung mit einem Kälteöl versehen. Über dem Konsol 35 in gleicher Höhe wie die Auflagefläche der vorhergehenden Turmsektion 18 bis 21 liegt die Kugeldrehverbindung des Eigenhebezeuges 12, die gestattet, dass das Eigenhebezeug 12 einen Arbeitsbereich von 360° ausführen kann. Auf der Kugeldrehverbindung des Eigenhebezeuges 12 liegt nach Fig. 3 exzentrisch etwas erhöht über der Platform die Lagerung des mehrteiligen Auslegers 17 und der relativ kleine vertikale Drehwerksantrieb. Der Ausleger 17 ist ein Teleskopausleger und wird in der Zeichnung in zwei unterschiedlich geneigten Stellungen mit jeweils drei Teleskopierlängen gezeigt. Rechtsseitig neben dem Ausleger 17 ist über eine Treppe eine ringsum verglaste, mit Sonnenschutzdach versehenen Krankabine 33 angeordnet, sodass der Kranführer bei Anwesenheit (sonst Funkfernbedienung) geschützten Aufenthalt und gute Übersicht hat. Solche Kabinen sind aus dem LKW- Ladekranprogramm bekannt und gelten als Zulieferprodukte. Gleichfalls rechtsseitig an der Vertikalsäule 9 der Turmsektion 19 und am Konsol des Eigenhebezeuges 12 liegt das Steigwerk 22, verbunden durch den dazwischenliegenden Elektrozug.

Die Darstellung mit der Anordnung des Eigenhebezeugs 12 beim Turmerrichten auf der Kreisringbahn 1 und Turmsektion 18 nach Fig. 2 macht deutlich, dass der Ausführende, der die Fundamente 3 und die Kreisringbahn 1 für den Turm 26 errichtet, hohe Verantwortung für die vertikale Lage des Turmes 26 und für die Standfestigkeit des Turms 26 mit den Fundamenten 3 auf dem Boden sowie für den sicheren Stand der Kreisringbahn 1 oder alternativ Kugeldrehverbindung 31 trägt. Denn die Genauigkeit der Vertikalsäule 9 und der Spreizung der Drucksäulen 8 sowie die exakte Lage des Drehpunktes in der Drehmite 2 sind die Voraussetzung für die nachfolgenden Arbeiten des Turmerrichtens ab der Turmsektion 19. Wenn nachgewiesen ist, dass die Turmsektion 18 auf der Kreisringbahn 1 exakt aufliegt, kann der Prozess des Turmerrichtens mit der Turmsektion 19 aufgenommen werden.

Das Eigenhebezeug 12 kann zum Aufsetzen der in den Abmessungen und Eigenmassen größten unteren Turmsektionen 18, wie in der Figur 2 dargestellt, diese Turmsektionen auch geteilt - linkes Teil 23 - rechtes Teil 24 und hinteres Teil 25 - transportieren und einbauen, damit bei Platzschwierigkeiten mit den ersten Turmsektionen 19 und weitere durch deren Abmessungen keine Behinderungen entstehen. Das Eigenhebezeug 12 hat nach jedem Einbau einer Turmsektion als Vorbereitung für die nächste Turmsektion mit dem Steigwerk 22 seine Position auf der neuen Höhe, also um eine Turmsektionshöhe (am hier erläuterten Beispiel um 10m) zu bringen. Dazu verbindet die Einhängung eines oberen Flaschenzuges an der Vertikalsäule 9 der gerade montierten Turmsektion mit dem Seiltrommelgetriebe am unteren Konsol 35 des Elektrozuges und hebt das gesamte Eigenhebezeug 12 in seinen Führungen an den Konsolen während der Flaschenzugbetätigung aufwärts, um die gewünschte Höhe 10 m. Nach der Montage der nächsten Turmsektion in ihre neue Position wird der Flaschenzug des Steigwerkes 22 umgehangen, sodass der neue Steig hub vorbereitet ist.

In den Fig. 2 und 3 wird das Eigenhebezeug 12 als Ausrüstung der Binnenwindanlage zum Turmerrichten in seiner Zusammensetzung und Funktion gezeigt und nachstehend erläutert. Nach dem Aufsetzen der ersten Turmsektion 18 auf die Fundamente 3 der Kreisbahn 1 und der Abnahme kann nach dem Anbau des unteren Konsols 35 des Eigenhebezeuges 12 dessen Montage mit Hilfe der Ausrüstung des Anlagenstandortes erfolgen.

Um eine Nabenhöhe von 250 m zu erreichen, werden somit 25 Turmsektionen 18 bis 21 benötigt. Eine solche Dimensionierung der Turmsektionen 18 bis 21 ist nicht zwingend. Sie kann vom Auftraggeber auch in anderen Abmessungen vereinbart werden.

Ab der zweiten Turmsektion 19 wird diese mit dem Eigenhebezeug 12 aufgesetzt und komplett montiert. Das Eigenhebezeug 12 erhält oberhalb seiner Kugeldrehverbindung mit dem Drehwerksantrieb das Wipp- und Teleskopierwerk zur Betätigung des Auslegers 17. Rechtsseitig ist ein Aufstieg zur Fahrerkabine 33 vorgesehen. Sie ist für die Zeitdauer der Kranarbeiten eingerichtet und für eine Funk- Fernbetätigung ausgerüstet. Unterhalb des Konsols 35 für das Hebezeug 12 an der Vertikalsäule 9 ist das Hubwerk mit der mehrlagigen Seiltrommel einschl. Getriebe und Antrieb für die nach der Nabenhöhe 13 ausgelegten Seillänge (hier fast 550 m Hubseil) und deshalb einsträngige Flaschung. Gleich daneben ist der kleine Elektroflaschenzug für das Steigwerk 22 untergebracht.

An der Lagerung des Auslegers 17 wird bis zur Höhe des zweiten Teleskopteiles des Auslegers 17 eine Blechschürze vorgesehen, damit die ordentliche Seilführung und ein erforderlicher Witerungsschutz gesichert wird. Die Hubflaschung 36 ist einsträngig vorgesehen und muss für große Seillängen mit entsprechender Eigenmasse für die Flaschung ausgebildet und mit einem Kälteöl wegen der Trägheit des Seillaufes im Kältebetrieb versorgt werden.

In FIG. 4 wird der vorgesehene Dauerstandplatz 37 des Eigenhebezeuges 12 auf der obersten Turmsektion 21 dargestellt und erläutert. Die Verknüpfung der Technologie des Turmerrichtens mit der Anforderung, auf dem Dauerstandplatz 37 für die gesamte Zeit des Anlagenbetriebes für die Durchführung hebezeugtechnischer Aufgaben jederzeit einsatzbereit zu sein, ist ein herausragender Vorzug für den Anlagen-Investor. Ansonsten wäre man auf ein Fremdhebezeug entsprechender Bauweise und Leistungsfähigkeit angewiesen und müsste warten, bis ein solches herantransportiert und aufgerüstet wurde. Der ständige Verbleib des Eigenhebezeuges 12 auf der Binnenwindanlage ermöglicht es, deren Lebensdauer auf 30 Jahre und mehr auszulegen. Das ist ein weiterer Vorteil gegenüber den heute in Betrieb befindlichen Windenergieanlagen. Mit der individuellen Konstruktion und Ausrüstung solcher Hebezeuge konnten bereits in der Vergangenheit Einsatzzeiten von bis zu 50 Jahren verwirklicht werden. Für Reparaturkrane bei Tagebaugeräten sowie Anlagen und Ausrüstungen im Verkehrswesen werden solche langlebige Ausrüstungen bereits verwendet. Das Eigenhebezeug 12 für das Rüsten und Betreiben der für die Nutzung des Höhenwindes ausgelegten Binnenwindanlage muss die Technologie des Steigens um das Maß der Bauhöhe einer Turmsektion 18 bis 21 beherrschen. Das Eigenhebezeug auf dem Dauerstandplatz 37 oben nach Fig. 4 ist für den Investor dieser Binnenwindanlage mit drehbarem Turm ≥ 200m und triebstrangverzweigtem Antrieb im Turmfuß ein technisch und wirtschaftlich herausragender Vorteil gegenüber allen bisher üblichen Windenergieanlagen, bei denen zu jeder hebezeugtechnischen Aufgabe viel Zeitverlust für die eigentliche Aufgabe, hohen Energieertrag herbeizuführen, entstand, und sich nunmehr durch Nutzung eines zur Anlage gehörenden Eigenhebezeuges mit Dauerstandplatz 37 für Service, Generalüberholung - Teiletausch und andere Aufgaben der Aufwand nur auf eine Einmalzahlung zu Beginn reduziert.

Bezugszeichen:

1 Kreisringbahn 2 Drehmitte 3 Fundamente

4 Oberirdische Betonballastierung

5 Maschinenplattform / Antrieb

6 Drehmitte des Turmes

7 Träger, Steifen

8 Drucksäulen, gespreizt

9 Vertikalsäule

10 Rotor / Rotorblätter

11 obere Flachriemenscheibe

12 Eigenhebezeug

13 Nabenhöhe

14 Flachriemenführung durch die Vertikalsäule 9

15 Bauhöhe

16 Fundament zur Lagerung des Drehpunktes des Turmes

17 Ausleger

18 untere Turmsektion auf der Kreisringbahn 1

19 Turmsektion 2

20 Turmsektion 3 und weitere, einschließlich der vorletzten Turmsektion

21 obere Turmsektion

22 Steigwerk

23 Turmsektion 1, linkes Drittel

24 Turmsektion 2, rechtes Drittel

25 Turmsektion 3, hinteres Drittel

26 drehbarer Turm

27 Rotornabe

28 Rotoraußendurchmesser 2 9 Verkleidung Riemenscheibe

30 Flachriemen (triebstangenverzweigt, mehrfach)

31 Kugeldrehverbindung

32 Kugellaufbahn

33 Krankabine

34 frei

35 Konsol

36 Hubflaschung

37 Dauerstandplatz des Eigenhebezeuges auf der Binnenwindanlage

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren und Ausrüstung für eine Binnenwindanlage mit drehbarem Turm (26) und triebstrangverzweigtem Antrieb im Turmfuß, bestehend aus systemgleichen Turmsektionen (18 bis 21) in turmhöhenabhängiger Anzahl und Abmessung der Turmsektionen (18 bis 21), dadurch gekennzeichnet, dass das Errichten des Turmes (26) durch ein Eigenhebezeug (12) erfolgt, das nach jeder Montage einer Turmsektion (19 bis 21) um eine Sektionshöhe steigt, und nach Einbau der obersten Turmsektion (21) das Eigenhebezeug (12) seinen dauerhaften Standplatz 37 auf der Anlage einnimmt und alle erforderlichen hebezeugtechnischen Aufgaben erfüllt.