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Senkrechte MW Windkraftanlage fuer den Offshore-Einsatz

IP.com Disclosure Number: IPCOM000031391D
Original Publication Date: 2004-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Oct-25
Document File: 2 page(s) / 162K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Derzeit werden Windkraftanlagen in horizontaler bzw. leicht geneigter Wellenlage eingesetzt. Hierbei besteht die Anlage im Allgemeinen aus einer Rotornabe mit Rotorblaettern und einer Aufnahme der Rotorblattsteuerung (Stall- oder Pitch-Regelung), einem Wellenstrang mit Lagerung, einem Generator und gegebenenfalls einem zwischengeschalteten Getriebe. Diese Bauteile sind hintereinander bzw. teilweise auch miteinander integriert angeordnet. Teilweise befinden sich die Umrichter- und Steuerungstechnik der Anlage ebenfalls in der Gondel. Merkmal der Idee ist die Anordnung des Generators in senkrechter Lage (siehe Abb. 1). Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, erfolgt dies ohne zwischengeschaltetes Getriebe, wobei im Vergleich zur horizontalen Lage des Generators Baugruppen entfallen und dadurch die Turmkopfmasse reduziert wird. Das Generatorgehaeuse wird als Tragstruktur des Turms ausgebildet und leitet die statischen und dynamischen Belastungen direkt in den Turm ab. Damit ist das Statorgehaeuse ein Teil der Turmstruktur. Eine Gondelhaube bzw. Turmabdeckung ist aufgrund einer senkrechten Anordnung nicht erforderlich. Der Laeufer kann als Aussenlaeufer oder auch als Innenlaeufer ausgefuehrt werden. Die Lagerung des Laeufers erfolgt durch ein an der oberen Seite des Gehaeuses (NDE- (Non Drive End) Seite) angeordnetes Trag- und Fuehrungslager (vorzugsweise fettgeschmiertes Waelzlager) und zur Stabilisierung des Luftspaltes durch ein weiteres am unteren Ende des Gehaeuses (DE- (Drive End) Seite) bzw. am Turm positioniertes wartungsfreies Fuehrungslager (vorzugsweise wartungsfreies Magnetlager). Durch den Einsatz modernster Lagerungs- und Montagetechniken koennen die Lager demontiert werden, ohne dass der Generator komplett vom Turm demontiert werden muss. Die Fluegel sind parallel zur Generatorachse aussen am Umfang des Laeufers befestigt (siehe auch: Savonious Rotor, Darrieus Rotor). Dadurch kann eine aufwaendige Stall- oder Pitch-Regelung entfallen. Die geringe Umfangsgeschwindigkeit der Fluegel fuehrt zu einer Verringerung der Geraeuschentwicklung an den Fluegelspitzen. Die erforderliche Fluegelflaeche wird durch eine senkrechte Anordnung der Fluegel zur Generatormitte projektiert. Durch die horizontale Lage der Fluegel entfaellt die aufwaendige Windnachfuehrung. Zudem wird der Schattenwurf vermieden. Durch geeignete konstruktive Massnahmen erhaelt der Laeufer die erforderliche Schwungmasse, um bei ungleichmaessigem Wind (z.B. Boeen) eine gleichmaessige Betriebsdrehzahl des Generators zu gewaehrleisten. Eine erforderliche Bremseinrichtung wird an dem Statorgehaeuse montiert und wirkt direkt auf den rotierenden Laeufer bzw. Rotor. Die Turmkopfhoehe kann hierbei erheblich reduziert werden, da im Gegensatz zu handelsueblichen horizontalen Windkraftanlagen bei senkrechten Anlagen nicht der Radius der rotierenden Fluegel turmhoehenbestimmend ist.

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S

Senkrechte MW Windkraftanlage fuer den Offshore-Einsatz

Idee: Guenter Zwarg, DE-Berlin; Christian Schiller, DE-Berlin; Dr. Karsten Brach, DE-Berlin;

Manfred Krueger-Gotzmann, DE-Berlin

Derzeit werden Windkraftanlagen in horizontaler bzw. leicht geneigter Wellenlage eingesetzt. Hierbei besteht die Anlage im Allgemeinen aus einer Rotornabe mit Rotorblaettern und einer Aufnahme der Rotorblattsteuerung (Stall- oder Pitch-Regelung), einem Wellenstrang mit Lagerung, einem Generator und gegebenenfalls einem zwischengeschalteten Getriebe. Diese Bauteile sind hintereinander bzw. teilweise auch miteinander integriert angeordnet. Teilweise befinden sich die Umrichter- und Steuerungstechnik der Anlage ebenfalls in der Gondel.

Merkmal der Idee ist die Anordnung des Generators in senkrechter Lage (siehe Abb. 1). Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, erfolgt dies ohne zwischengeschaltetes Getriebe, wobei im Vergleich zur horizontalen Lage des Generators Baugruppen entfallen und dadurch die Turmkopfmasse reduziert wird. Das Generatorgehaeuse wird als Tragstruktur des Turms ausgebildet und leitet die statischen und dynamischen Belastungen direkt in den Turm ab. Damit ist das Statorgehaeuse ein Teil der Turmstruktur. Eine Gondelhaube bzw. Turmabdeckung ist aufgrund einer senkrechten Anordnung nicht erforderlich. Der Laeufer kann als Aussenlaeufer oder auch als Innenlaeufer ausgefuehrt werden. Die Lagerung des Laeufers erfolgt durch ein an der oberen Seite des Gehaeuses (NDE- (Non Drive End) Seite) angeordnetes Trag- und Fuehrungslager (vorzugsweise fettgeschmiertes Waelzlager) und zur Stabilisierung des Luftspaltes durch ein weiteres am unteren Ende des Gehaeuses (DE- (Drive End) Seite) bzw. am Turm positioniertes wartungsfreies Fuehrungslager (vorzugsweise wartungsfreies Magnetlager). Durch den Einsatz modernster Lagerungs- und Montagetechniken koennen die Lager...