ФУНДАМЕНТ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
METHOD FOR WIND TURBINE OPERATION

Настоящее изобретение касается ветроэнергетической установки и фундамента ветроэнергетической установки.
Прежде чем сооружается башня ветроэнергетической установки, в грунте должен быть предусмотрен соответствующий фундамент. Этот фундамент обычно заливается, например, бетоном на месте. После того как бетон затвердел, на фундаменте может размещаться первый сегмент башни.
На фиг. 2A показано схематичное изображение фундамента ветроэнергетической установки по уровню техники. Отлитый из бетона фундамент 210 имеет прилив 210c или, соответственно, прилитое кольцо 210c, которое имеет отверстие 210b для помещения стягивающего троса 230. При этом прилив 210c находится ниже грунта. В стенках сегментов 102 башни предусмотрено несколько отверстий 102a, через которые могут проводиться соответствующие стягивающие канаты или, соответственно, стягивающие тросы 230. Эти стягивающие тросы 230 используются для того, чтобы стягивать сегменты башни ветроэнергетической установки. На нижнем конце 210d прилива 210c предусмотрена по меньшей мере одна головка 240 для стягивающих тросов. Под приливом 210c может быть предусмотрен подвал или, соответственно, другое помещение 210a, где стягивающие тросы 230 могут предварительно натягиваться посредством головки 240 для стягивающих тросов. В варианте осуществления фиг. 2A показано внутреннее стягивание, т.е. стягивающие тросы проходят внутри стенок башни.
На фиг. 2B показано схематичное изображение фундамента ветроэнергетической установки по уровню техники. Фундамент 210 отливается из бетона и имеет прилив 210c, снабженный по меньшей мере одним отверстием 210b для стягивающего каната или, соответственно, стягивающего троса 230. В противоположность фиг. 2A стягивающей трос 230 проведен не внутри опалубки башни, а внутри башни и вне стенок башни, так что при этом речь идет о башне, стянутой изнутри или, соответственно, стянутой снаружи. Как и на фиг. 2A, прилив имеет нижнюю сторону 210a, где предусмотрена головка 240 для стягивающих тросов для натяжения стягивающего троса или, соответственно, стягивающего каната.
Над бетонным фундаментом 210 может быть по меньшей мере частично предусмотрена земля, гравий 10 или тому подобное.
Чтобы можно было натягивать стягивающие тросы 230 посредством головки для стягивающих тросов, должен быть предусмотрен подвал 210a фундамента, т.е. помещение ниже уровня грунта.
Задачей настоящего изобретения является предусмотреть ветроэнергетическую установку, имеющую улучшенный фундамент или, соответственно, улучшенный фундамент ветроэнергетической установки.
Эта задача решается с помощью ветроэнергетической установки по п. 1 формулы изобретения, а также с помощью фундамента ветроэнергетической установки по п. 4 формулы изобретения.
Таким образом, предусматривается ветроэнергетическая установка, имеющая фундамент и башню, которая размещена на фундаменте. Фундамент имеет фундаментную плиту и фундаментный цоколь на фундаментной плите. На фундаментном цоколе предусматривается соединительный элемент для стягивающих тросов, имеющий несколько отверстий для помещения стягивающих тросов. Стягивающие тросы стянуты с нижней стороны соединительного элемента посредством головки для стягивающих тросов. Фундаментная плита и фундаментный цоколь отлиты из бетона, и фундаментный цоколь может выдаваться за грунт, в то время как фундаментная плита находится ниже грунта.
Величина расстояния между верхней стороной бетонной плиты и нижней стороной соединительного элемента для стягивающих тросов должна выбираться такой, чтобы рабочие имели достаточно места для натяжения стягивающих тросов.
По другому аспекту настоящего изобретения фундаментная плита и фундаментный цоколь отливаются цельно из залитого на месте бетона.
Изобретение касается также фундамента ветроэнергетической установки, включающего в себя фундаментную плиту и фундаментный цоколь на фундаментной плите. На фундаментном цоколе предусмотрен прилив, имеющий несколько отверстий для помещения стягивающих канатов или стягивающих тросов. Стягивающие канаты или стягивающие тросы стягиваются с нижней стороны прилива посредством головки для стягивающих тросов. Фундаментная плита и фундаментный цоколь отлиты из бетона и могут выдаваться за грунт.
Изобретение касается идеи предусмотреть бетонный фундамент, имеющий бетонный цоколь, и предусмотреть прилив для стягивающих тросов на цоколе. При этом цоколь расположен выше фундамента.
Для возведения ветроэнергетической установки или, соответственно, башни ветроэнергетической установки сначала предусматривается фундамент, а затем на фундамент размещаются сегменты башни. Затем сегменты башни и фундамент соединяются стягивающими тросами в одну статическую систему. Сегменты башни, а также фундамент могут изготавливаться и поставляться отдельно. Благодаря предлагаемому изобретением фундаменту можно обойтись без подвала фундамента, а также покрытия фундамента. В соответствии с изобретением фундаменты могут конструироваться более мелкими, так что строительные расходы, выемка грунта и продолжительность сооружения могут значительно снижаться.
Изобретение касается также идеи отлить нижний сегмент башни непосредственно вместе с фундаментом из бетона или, соответственно, залитого на месте бетона, так чтобы фундамент имел фундаментную плиту и на плите цоколь или, соответственно, сегмент, который адаптирован к размещенному на нем фундаменту и расположен выше фундамента или, соответственно, выше грунта. На цоколе или, соответственно, сегменте предусматривается прилив, имеющий несколько отверстий для помещения стягивающего каната или, соответственно, стягивающего троса. Предлагаемый изобретением фундамент может использоваться как для внутреннего стягивания, так и для внешнего стягивания (внутри башни).
В соответствии с изобретением цоколь или, соответственно, сегмент в виде нижнего сегмента башни отливается вместе с фундаментом. Опционально цоколь выдается за грунт или, соответственно, уровень грунта. Это предпочтительно, потому что при этом больше нет необходимости предусматривать подвал фундамента и имеется достаточно места для стягивания стягивающих тросов посредством головки стягивающих тросов.
Другие варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Преимущества и примеры осуществления изобретения поясняются подробнее ниже со ссылкой на чертежи.
фиг. 1: показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением;
фиг. 2A и 2B: показан соответственно схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по уровню техники;
фиг. 3: показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по первому примеру осуществления;
фиг. 4: показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по второму примеру осуществления;
фиг. 5: показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по третьему примеру осуществления;
фиг. 6: показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по четвертому примеру осуществления;
фиг. 7: показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по пятому примеру осуществления;
фиг. 8: показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по шестому примеру осуществления.
На фиг. 1 показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102 и гондолу 104. На гондоле 104 предусмотрено ветроколесо 106, имеющее три лопасти 108 ветроколеса и кок 110. Ветроколесо 106 при эксплуатации приводится ветром во вращательное движение и при этом вращает также ротор или рабочее колесо генератора в гондоле 104. Угол установки лопастей 108 ветроколеса может изменяться с помощью двигателей для установки лопастей у комлевых частей соответствующих лопастей 108 ветроколеса.
На фиг. 3 показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по первому примеру осуществления. Фундамент 210 ветроэнергетической установки имеет фундаментную плиту 211, снабженную фундаментным цоколем или, соответственно, фундаментным сегментом 212. Фундаментный цоколь или, соответственно, фундаментный сегмент 212 выполнен кругообразным и служит для того, чтобы на нем размещался первый сегмент 102a башни. Фундаментный цоколь или, соответственно, фундаментный сегмент 212 выдается за грунт или, соответственно, уровень 10 грунта, в то время как фундаментная плита предусмотрена ниже уровня грунта.
На фундаментном цоколе или, соответственно, фундаментном сегменте 212 предусмотрен соединительный элемент для стягивающих тросов опционально в виде прилива 213, имеющего несколько отверстий 213a, каждое для помещения одного стягивающего троса или, соответственно, одного стягивающего каната 230. На фундаментном цоколе или, соответственно, фундаментном сегменте 212 может размещаться первый сегмент 102a башни ветроэнергетической установки.
Первый пример осуществления показывает внутреннее стягивание сегментов башни ветроэнергетической установки, так как стягивающие канаты или, соответственно, стягивающие тросы 230 проходят внутри стенок башни или, соответственно, сегментов башни.
На фиг. 4 показано схематичное изображение фундамента ветроэнергетической установки по второму примеру осуществления. Фундамент 210 имеет фундаментную плиту 211 (ниже уровня грунта) и фундаментный цоколь или, соответственно, фундаментный сегмент 212 (выше уровня грунта). На фундаментном цоколе или, соответственно, фундаментном сегменте 212 предусмотрен соединительный элемент для стягивающих тросов опционально в виде прилива 214, имеющего несколько отверстий 214a, которые используются для помещения стягивающих тросов или, соответственно, стягивающих канатов. На нижнем конце 214b прилива 214 предусмотрена головка 240 стягивающих тросов для стягивания стягивающих тросов 230.
По второму примеру осуществления показывается внешнее стягивание, так как здесь стягивающие тросы предусмотрены не внутри стенок башни, а вне стенок башни, но внутри башни.
Фундаменты ветроэнергетической установки по первому и второму примерам осуществления отличаются, по существу, исполнением прилива 213, 214, которые соответственно предусмотрены, чтобы обеспечивать возможность стягивания стягивающих тросов или, соответственно, стягивающих канатов. Прилив или, соответственно, соединительный элемент 213, 214 для стягивающих тросов опционально расположен выше грунта 10 или, соответственно, уровня грунта. При этом можно обойтись без подвала фундамента. Прилив 213, 214 по первому или второму примеру осуществления может предусматриваться в виде кольца, которое может распространяться по всему периметру башни.
Опционально расстояние между верхним концом 211a фундаментной плиты и нижним концом 213b, 214b прилива 213, 214 может составлять по меньшей мере один метр. Опционально высота прилива 213, 214 может составлять по меньшей мере один метр.
Соединительный элемент для стягивающих тросов может быть опционально выполнен в виде прилива 214 и может отливаться вместе с фундаментной плитой 211 и цоколем 212.
По третьему-шестому примерам осуществления изобретения фундаментный цоколь или, соответственно, фундаментный сегмент не отливается из бетона вместе с остальным фундаментом, а выполняется в виде стальной секции основания башни.
На фиг. 5 показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по третьему примеру осуществления. В бетонном фундаменте 11 предусматриваются несколько сегментных анкеров 270 и резьбовых прутков 290, которые выдаются за фундамент 11. На фундаменте 11 может быть предусмотрен стык 280 (напр., стык твердого бетона), на котором предусмотрен фундаментный сегмент 260, напр., в виде окружного стального адаптера. Стальной адаптер 260 имеет нижний конец 261, верхний конец 263, а также боковую или, соответственно, цилиндрическую поверхность 262. В верхнем конце 263 предусмотрено несколько отверстий 267. Отверстия 267 служат для помещения стягивающих тросов или, соответственно, стягивающих канатов 230. Сегменты башни 102 ветроэнергетической установки имеют внутри несколько отверстий, через которые могут проводиться стягивающие тросы или, соответственно, стягивающие канаты 230. Стягивающие тросы или, соответственно, стягивающие канаты могу стягиваться посредством головки 240 стягивающих тросов, которая предусмотрена с нижней стороны верхнего конца 263 стального адаптера 260.
По третьему примеру осуществления показывается внутреннее стягивание башни ветроэнергетической установки.
На фиг. 6 показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по четвертому примеру осуществления. Фундамент по четвертому примеру осуществления, по существу, соответствует фундаменту по третьему примеру осуществления, при этом верхний конец 265 выполнен длиннее. Верхний конец 265 имеет несколько отверстий 265a, которые предусмотрены для помещения стягивающих тросов или, соответственно, стягивающих каналов 230. Для стягивания стягивающих тросов или, соответственно, стягивающих канатов под нижним концом 265 предусмотрена головка 240 стягивающих тросов.
Таким образом, по четвертому примеру осуществления предусматривается внешнее стягивание сегментов башни, при этом стягивающие тросы или, соответственно, стягивающие канаты 230 находятся внутри башни.
По третьему и четвертому примерам осуществления стальной адаптер 260 может заполняться массой 264 «Пагель», что является предпочтительным с точки зрения придания адаптеру жесткости, как только масса затвердела.
По третьему и четвертому примерам осуществления сегментный анкер 270 может быть выполнен в виде анкерного кольца.
По пятому и шестому примерам осуществления предусматривается фундаментная секция, которая частично заанкерена в фундаменте. Верхний конец фундаментной секции имеет несколько сверлений для помещения стягивающих тросов или, соответственно, стягивающих канатов, которые затем стягиваются посредством головки стягивающих канатов.
На фиг. 7 показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по пятому примеру осуществления. Фундаментная секция 260 имеет нижний конец 261 и верхний конец 263, а также боковую или, соответственно, цилиндрическую поверхность 262. Нижний конец 261 фундаментной секции по меньшей мере частично размещен в бетонном фундаменте 11. Верхний конец 263 имеет несколько отверстий 263a. На верхнем конце 263 может размещаться нижний сегмент башни 102 ветроэнергетической установки. В стенках сегмента башни предусмотрено несколько отверстий 102a. Через отверстия 102a и отверстия 263a могут вводиться стягивающие тросы, которые затем могут стягиваться посредством головки 240 стягивающих тросов.
По пятому примеру осуществления предусмотрено внутреннее стягивание.
Фундаментная секция 260 может иметь щит 264 для придания жесткости. Фундаментная секция 260 может быть изготовлена из металла.
На фиг. 8 показан схематичный вид сечения фундамента ветроэнергетической установки по шестому примеру осуществления. Фундамент по шестому примеру осуществления соответствует фундаменту по пятому примеру осуществления, при этом верхний конец секции башни выполнен длиннее, так что участок верхнего конца 265 вдается в башню и там имеет несколько отверстий 265a, через которые могут проводиться стягивающие тросы или, соответственно, стягивающие канаты 230, чтобы они затем могли стягиваться с помощью головки 240 стягивающих тросов.
Фундаментная секция 260 может иметь щит 264 для придания жесткости.
Таким образом, по шестому примеру осуществления предусмотрено внешнее стягивание, при этом стягивающие тросы проходят внутри башни.