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Turmbauwerk für eine Windenergieanlage

IP.com Disclosure Number: IPCOM000234647D
Publication Date: 2014-Jan-24

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Turmbauwerk für eine Windenergieanlage mit einem Turmschaft, der einen Schaftquerschnitt und eine Längsachse aufweist, sowie mehreren zur Längsachse des Turmschafts geneigten Abspannelementen, durch die der Turmschaft zumindest abschnittsweise abgespannt ist, wobei die Abspannelemente an einem von der Längsachse des Turmschafts radial beabstandeten Lasteinleitungspunkt des Turmschafts befestigt sowie radial außerhalb des Turmaschafts in einem Baugrund verankert sind, wobei jedem Abspannelement eine Radialrichtung zugeordnet ist, die in axialer Draufsicht durch einen Flächenschwerpunkt des Schaftquerschnitts und den Lasteinleitungspunkt des jeweiligen Abspannelements festgelegt ist, und wobei zumindest einige der Abspannelemente ausgehend von dem jeweils zugeordneten Lasteinleitungspunkt mit der zugeordneten Radialrichtung in axialer Draufsicht einen Winkel (α) einschließen, wobei gilt: a) α = 90° oder b) 45°≤ α < 90°, insbesondere 60°≤ α < 90°.

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Philipp Wagner Friedenstraße 29 97638 Mellrichstadt

W 1689 DE


24. Januar 2014

Turmbauwerk für eine Windenergieanlage

  Die Erfindung betrifft ein Turmbauwerk für eine Windenergieanlage, mit einem Turmschaft, der einen Schaftquerschnitt und eine Längsachse aufweist, sowie mehreren zu einer Längsachse des Turmschafts geneigten Abspannelementen, durch die der Turmschaft zumindest abschnittsweise abgespannt ist, wobei die

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Abspannelemente an einem von der Längsachse des Turmschafts radial beab- standeten Lasteinleitungspunkt des Turmschafts befestigt sowie radial außerhalb des Turmschafts in einem Baugrund verankert sind, und wobei jedem Abspann- element eine Radialrichtung zugeordnet ist, die in axialer Draufsicht durch einen Flächenschwerpunkt des Schaftquerschnitts und den Lasteinleitungspunkt des

10 jeweiligen Abspannelements festgelegt ist.

  Im Bereich der Windkrafttechnik werden häufig eingespannte Kragträger als Turmbauwerke für Windenergieanlagen eingesetzt. Zur Aufnahme der nach unten zunehmenden Biegemomente und zur Aufnahme der Torsion um die Längsachse weiten sich diese Turmbauwerke nach unten hin auf und/oder werden durch

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zunehmende Material- bzw. Wandstärken für die auftretende Beanspruchung, insbesondere infolge der Biege- und Torsionsmomente bemessen.

  In jüngerer Vergangenheit wurden für sehr hohe Turmbauwerke bereits ab- gespannte Konstruktionen vorgeschlagen, um die Momentenbeanspruchung im Turmschaft zu reduzieren. Diese Bauweise mit in axialer Draufsicht vom Turm- 20 schaft radial nach außen verlaufenden Abspannelementen ermöglicht es, die Momente im Turmschaft zu reduzieren, sodass das Turmbauwerk insbesondere im

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unteren, bodennahen Bereich erheblich schlanker ausgebildet und somit Material eingespart werden kann.

  Infolge der schlankeren Bauweise sinkt jedoch der Torsionswiderstand des Turmbauwerks, was insbesondere bei ungleichmäßiger Anströmung des Rotors und böigem Wind zu unerwünschten Torsionsschwingungen führt, die insbe-

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sondere mit den Blatteigenfrequenzen 1p und 3p der Rotorblätter und mit Corriolis- kräften der rotierenden Massen in Konflikt kommen können.

  Die Torsionsbeanspruchungen des Turmschafts sind insbesondere bei großen und hohen Windenergieanlagen (installierte Leistung ≥ 2,5 MW, Länge der Rotor- blätter > 50 m, Nabenhöhe > 140 m) beachtlich, sodass über die beabsichtigte

10 Anlagenlaufzeit eine Materialermüdung auftreten kann und das Turmbauwerk letzt- lich aufwendig saniert werden muss.

  Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Turmbauwerks für eine Windenergieanlage, das zum einen eine schlanke, materialsparende Konstruktion und zum andern eine besonders hohe Torsionssteifigkeit aufweist.

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  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein...