DE102009016544A1

DE102009016544A1 - Windenergieanlage mit als Kran ausgebildetem Kopf

Info

Publication number: DE102009016544A1
Application number: DE102009016544A
Authority: DE
Inventors: Frank Richert
Original assignee: WIN 2 VERWALTUNGSGESELLSCHAFT MBH; WIN 2 VERWALTUNGSGMBH
Current assignee: WIN 2 VERWALTUNGSGESELLSCHAFT MBH; WIN 2 VERWALTUNGSGMBH
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2010-10-07

Abstract

Windenergieanlage mit einem Turm (1), einem auf dem Turm (1) um dessen Achse drehbar gelagerten Kopf (2) und einem von dem Kopf (2) getragenen, aus wenigstens einem Rotorblatt (3), einer Rotornabe (4), ggf. Getriebe (5) und einem Generator (6) bestehenden Antriebsstrang (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf mit Kranseilführungsmitteln (8) versehen als ein ein Aufziehen und Absenken des Antriebsstrangs (7) erlaubender Krankopf (2) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Turm, einem auf dem Turm um dessen Achse drehbar gelagerten Kopf und einem von dem Kopf getragenen, aus wenigstens einem Rotorblatt, einer Rotornabe, ggf. Getriebe und einem Generator bestehenden Antriebsstrang ist.
Bei Windenergieanlagen besteht das Problem, das zum Absenken eines auszutauschenden oder am Boden zu reparierenden Antriebsstrangs und zum Aufziehen des Antriebsstrangs als Ganzes oder auch nur eines seiner Elemente ein Kran herbeigeschafft werden muss, dessen Arbeitshöhe der des Antriebsstrangs entspricht.
Der Einsatz eines solchen Krans ist mit erheblichen Kosten verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windenergieanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Absenken und Aufziehen des Antriebsstrangs (einschließlich des Rotors) ohne einen gesondert herbeizuschaffenden Kran möglich wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kopf mit Kranseilführungsmitteln versehen als ein ein Absenken und Aufziehen des Antriebsstrangs erlaubender Krankopf ausgebildet ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe in der Rotornabe angeordnet ist, wobei das Getriebe bevorzugt ein Planetengetriebe ist, dessen Hohlrad in das Gehäuse der Rotornabe eingepasst ist. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt eine besonders kurze Ausbildung des Antriebsstrangs und damit ein relativ kurzes Herausragen des Antriebsstrangs über den Turm hinaus, wodurch die Belastung des Krankopfes reduziert wird, diese Ausbildung ist auch ohne Verwirklichung der Merkmale des Anspruchs 1 denkbar.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich durch einen von an der Außenfläche des Turms angebrachten Schienen Fahrkorb aus. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt das Aufziehen eines Kranseils (oder eines Vorseils) außerhalb des Turms, der in dem Fahrkorb auffahrende Monteur legt dieses dann um die Kranführungselemente.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeichnet sich aus durch Mittel zum Neigen des Antriebsstrangs relativ zu der Horizontalen. Diese Ausbildung erlaubt es, eine Neigung des Antriebsstrangs nur dann einzustellen, wenn die jeweilige Windstärke dies (zur Sicherstellung eines Nichtkollidierens der sich im Wind durchbiegenden Rotorblätter mit dem Turm) erfordert, so dass das bei Neigung des Antriebsstrangs durch das Gewicht der Rotorblätter auf dessen Lager ausgeübte Drehmoment zeitlich minimiert werden kann. Auch dieses Ausführungsbeispiel ist ohne Verwirklichung der Merkmale des Anspruchs 1 möglich.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Schnittansicht durch den oberen Teil einer erfindungsgemäß ausgebildeten Windenergieanlage.
Die Windenergieanlage besteht aus einem Turm 1, einem auf dem Turm um dessen Achse drehbar gelagerten Kopf 2 und einem von dem Kopf 2 getragenen, aus wenigstens einem Rotorblatt 3, vorzugsweise aber zwei oder drei Rotorblättern, einer Rotornabe 4, einem Getriebe 5 und einem Generator bestehenden Antriebsstrang 7. Der kompakt ausgebildete Antriebsstrang 7 ist vollständig außerhalb des Umfangs des Turms 1 angeordnet, sein Außenumfang liegt also außerhalb des Turms oder der gedachten Verlängerung des Turms.
Der Kopf des Turms, in dem der Antriebsstrang 7 gelagert ist, ist als Krankopf 2 ausgebildet, er weist also Kranführungsmittel 8 auf. Der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Fachwerkkonstruktion ausgeführte Kopf wird von einem auf den Turm aufliegenden Azimutlager um die Achse des Turms drehbar gelagert, er weist erste Lagerelemente auf. Der Antriebsstrang 7 weist zweite, mit den ersten Lagerelementen des Krankopf zusammenwirkende zweite Lagerelemente auf.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Lagerelemente als Lagerzapfen ausgebildet sein, die zweiten Lagerelemente als Lagerschalen.
Die – zeichnerisch nur angedeutete – Ausbildung des Getriebes als in die Rotornabe 4 eingesetztes Planentengetriebe führt zu einer sehr kurzen Ausbildung des Antriebsstrangs und damit eine Verkürzung des Abstands des Schwerpunkts des Antriebsstrangs von dem Turm. Diese Ausbildung erlaubt es weiter, einen Getriebedeckel auf der dem Generator entgegen gesetzten Seite des Getriebes vorzusehen, bei dessen Entfernen das Getriebe zum Auswechseln (ggf. auch nur einzelner Zahnräder) zugänglich wird.
Die Figur zeigt weiter, dass an der Außenfläche des Turms 3 Schienen 9 angeordnet sind, die einen Fahrkorb 10 führen. An die Schienen 9 kann auch eine Bühne angesetzt werden, die (bei Drehen des Krankopfes aus der gezeichneten Stellung um 180°) einen Zugang zu den Rotorblattern zu deren Inspektion und Wartung erlaubt.
Zum Absenken des Antriebsstrangs mitsamt dem Rotor wird ein Kranseil mit Hilfe des Fahrkorbs 10 aufgezogen und wird dann von Monteuren über die Kranseilführungsmittel 8 des Krankopfes 2 gelegt und an den Antriebsstrang 7 angeschlagen, vorzugsweise im Bereich der vertikalen Ebene des Schwerpunkts des Antriebsstrangs 7. Sodann wird die untere der Lagerschalen des Antriebsstrangs 7 derart gelöst, dass der Antriebsstrang 7 nach unten abgesenkt werden kann. Dies erfolgt durch Betreiben einer (nicht dargestellten) Seilwinde, die sich an dem Boden befindet, der Antriebsstrang 7 kann so abgelassen werden.
Das Aufziehen des reparierten oder eines ausgetauschten Antriebsstrangs 7 erfolgt entsprechend, die – nicht gezeigte – sich am Boden befindende Seilwinde wird so betrieben, dass der kompakte Antriebsstrang nach oben gezogen wird, bis er in die obere der Lagerschalen des Krankopfs geführt ist, die untere der Lagerschalen wird an die obere angesetzt und mit dieser verriegelt. Die Antriebseinheit ist so an dem Krankopf gelagert.
Der Krankopf weist weiter Mittel 11 zum Neigen des Antriebsstrangs 7 relativ zu dem Kopf 2 auf. Diese Mittel dienen dazu, den Neigungswinkel des Antriebsstrangs 7 zur Horizontalen zu ändern, ein Winkel, der üblicherweise im Bereich von maximal 5° liegt und dazu dient zu verhindern, dass eine Durchbiegung der Rotorblätter dazu führen kann, dass diese an dem Turm anschlagen. Diese nur bei starkem Wind erforderliche Neigung des Antriebsstrangs bringt es mit sich, dass durch das Gewicht der Blätter entstehende Biegemomente auftreten, die die Lager des Antriebsstrangs belasten. Durch das Vorsehen von Mitteln zum Neigen des Antriebsstrangs, also zum Verschwenken des Antriebsstrangs in den durch die Lagerelemente gebildeten Lager, erlaubt es, bei geringem Wind keine Neigung vorzusehen, so dass ein durch das Gewicht der Rotorblätter verursachte Drehmoment nicht auftritt, bei starkem Wind dagegen die jeweils erforderliche Neigung zu bewirken. Diese Ausbildung reduziert die Zeitdauer, während der Antriebsstrang mit einem durch das Gewicht der Rotorblätter verursachtem, auf die Nabe wirkenden Biegemoment beaufschlagt wird, die Lebensdauer der Lager des Antriebsstrangs wird dadurch erhöht.

Claims

Windenergieanlage mit einem Turm (1), einem auf dem Turm (1) um dessen Achse drehbar gelagerten Kopf (2) und einem von dem Kopf (2) getragenen, aus wenigstens einem Rotorblatt (3), einer Rotornabe (4), ggf. Getriebe (5) und einem Generator (6) bestehenden Antriebsstrang (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf mit Kranseilführungsmitteln (8) versehen als ein ein Aufziehen und Absenken des Antriebsstrangs (7) erlaubender Krankopf (2) ausgebildet ist.
Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (5) in der Rotornabe (4) angeordnet ist.
Windenergieanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (5) ein Planetengetriebe ist, dessen Hohlrad in das Gehäuse der Rotornabe (4) eingepasst ist.
Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von an der Außenfläche des Turms (3) angebrachten Schienen (9) geführten Fahrkorb (10).
Windenergieanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel (11) zum Neigen des Antriebsstrangs (7) zur Horizontalen.