PL210835B1 - Elektrownia wiatrowa i sposób montażu i demontażu jej części składowych - Google Patents

Description

Wynalazek ten dotyczy elektrowni wiatrowej i sposobu montażu i demontażu części składowych elektrowni wiatrowej.

Elektrownie wiatrowe są od dawna znane. Znaczne wymiary i ciężary nowoczesnych elektrowni wiatrowych oznaczają, że z jednej strony części składowe muszą być transportowane oddzielnie na miejsce budowy. Tu te części składowe są następnie montowane razem. W związku z tym czasami trzeba podnosić ciężary 50 ton lub więcej.

Z drugiej strony ciężary muszą być również podnoszone na znaczną wysokość ponad 100 metrów. Wprawdzie znane są wciągarki w elektrowniach wiatrowych, a zwłaszcza w ich gondolach, ale wciągarki takie są zwykle umieszczone w tylnej części gondoli elektrowni wiatrowej.

Ponadto z publikacji WO 96/10130 znane jest urządzenie do podnoszenia ładunków na elektrowni wiatrowej. W tym znanym urządzeniu do podnoszenia ładunków wciągarka jest umieszczona na ramie maszyny. Lina pociągowa przechodzi z wciągarki poprzez przechylny mechanizm łączący. Takie urządzenie podnoszące ciężary może być stosowane na dowolnej elektrowni wiatrowej. W związku z tym wielkość urządzenia podnoszącego ciężary, stosowanego na dowolnej elektrowni wiatrowej, jest zależna od wymaganego udźwigu i dlatego zwiększa się wraz z wymiarami elektrowni wiatrowej lub z ciężarem jej części składowych.

Alternatywnie możliwe są operacje podnoszenia przy użyciu odpowiednio dużych żurawi o odpowiednim udźwigu, co pociąga za sobą większe skomplikowanie i koszty. Ponieważ koszty związane z działaniem takiego żurawia, żeby wymienić jego demontaż, eksploatację i ponowny montaż , są znaczne, żuraw zwykle pozostaje na terenie elektrowni wiatrowej, aż zaawansowanie jej montażu osiągnie taki stopień, że żuraw nie będzie już tam potrzebny. Dopiero wtedy żuraw przewożony jest na następny plac budowy. W związku z tym odległość pomiędzy takimi placami budowy stanowi dodatkowy problem do rozwiązania niezależnie od tego czy żuraw jest przemieszczany tylko o kilkaset metrów, czy o kilkaset kilometrów.

Należy zauważyć, że wymiana części składowych elektrowni wiatrowych, takich jak np. łopaty wirnika, również wymaga żurawia, który trzeba przetransportować, co znowu wiąże się z tymi kosztami.

Dlatego celem przedmiotowego wynalazku jest opracowanie takiej elektrowni wiatrowej i sposobu montażu i demontażu jej części składowych, aby do tych czynności żuraw był w mniejszym stopniu zaangażowany.

Elektrownia wiatrowa, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że ma co najmniej jeden krążek zmiany kierunku i co najmniej jedno przejście liny w obszarze wierzchołka masztu do przeprowadzenia przez nie wyciągowej liny z wyciągarki, przy czym wyciągarka jest zamontowana na zewnątrz masztu, przy podstawie elektrowni wiatrowej na pojeździe.

Korzystnie jest, gdy elektrownia ma przejście liny w gondoli do przeprowadzenia przez nie wyciągowej liny z wyciągarki przy podstawie elektrowni wiatrowej. Do fundamentu nieruchomo dołączone jest korzystnie urządzenie mocujące dla dodatkowej wyciągarki. Najkorzystniej elektrownia zawiera drugie przejście liny, które jest usytuowane powyżej wierzchołka masztu i za pomocą którego części składowe elektrowni wiatrowej można podnosić lub opuszczać wewnątrz masztu. Wyciągarka jest korzystnie umieszczona przy podstawie elektrowni wiatrowej wewnątrz masztu elektrowni wiatrowej.

Sposób montażu/demontażu części składowych elektrowni wiatrowej, według wynalazku, zawiera następujące etapy:

- transportowanie wycią garki zamontowanej na pojeź dzie transportowym do podstawy elektrowni wiatrowej,

- ukł adanie wycią gowej liny od wycią garki przez co najmniej jedno przejś cie liny do co najmniej jednego krążka zmiany kierunku w obszarze wierzchołka masztu i ponadto do części składowej, która ma być montowana/demontowana,

- dołączanie wycią gowej liny do części skł adowej oraz

- zwalnianie i opuszczanie lub podnoszenie i mocowanie części skł adowej.

Wyciągarkę korzystnie umieszcza się przy podstawie elektrowni wiatrowej.

Wynalazek oparty jest zatem na spostrzeżeniu, że przynajmniej niektóre części składowe elektrowni wiatrowej mogą być montowane lub wymieniane nawet bez pomocy żurawia, jeżeli dostępne jest odpowiednie urządzenie podnoszące. Rozwiązanie według wynalazku pozwala na uniknięcie drogich i skomplikowanych) dodatkowych instalacji na elektrowni wiatrowej. Niemniej uniwersalne urządzenie podnoszące jest szybko dostępne małym kosztem.

PL 210 835 B1

Dzięki temu wciągarka, która istnieje już w tylnej części gondoli, może być również wykorzystywana w przednim obszarze gondoli bez konieczności zmieniania usytuowania wciągarki wewnątrz gondoli.

W korzystnym rozwinię ciu wynalazku opracowano przejś cie liniowe w gondoli do przepuszczania przez nie liny wyciągowej z wciągarki przy podstawie elektrowni wiatrowej. W ten sposób możliwe jest stosowanie wystarczająco silnej wciągarki, która ma linę wyciągową o wystarczającym udźwigu, by podnosić i opuszczać ciężkie części składowe, tak że nawet takie części składowe mogą być montowane lub wymieniane bez użycia żurawia. Całkowicie wystarczy przetransportować wyciągarkę do elektrowni wiatrowej, wciągnąć jej linę wyciągową w gondolę, gdy wyciągarka jest umieszczona w elektrowni wiatrowej, aby ułożyć linę wyciągową na usytuowanym tam krążku lub krążkach zmiany kierunku oraz przeprowadzić odpowiednie procedury montażu/demontażu. W związku z tym koszt związany z przetransportowaniem wciągarki jest oczywiście znacznie niższy niż koszt związany z transportem wystarczają co silnego, a zwł aszcza wystarczająco duż ego ż urawia.

W szczególnie korzystnym przykładzie realizacji wynalazku zastosowano urządzenie do przytrzymywania dodatkowej wciągarki, które jest trwale dołączone do fundamentu. Zapewniono również niezawodne mocowanie takiej wyciągarki w prosty sposób tak, że wciągarka ta może być odpowiednio szybko wykorzystywana po przetransportowaniu jej na miejsce przeznaczenia.

Przedmiot wynalazku opisany będzie bardziej szczegółowo na podstawie rysunku, na którym:

Figura 1 przedstawia elektrownię wiatrową z wciągarką umieszczoną przy podstawie masztu.

Figura 2 przedstawia uproszczony przekrój gondoli z pierwszym przykładem realizacji wynalazku, a

Figura 3 przedstawia uproszczony przekrój gondoli z drugim przykładem realizacji wynalazku.

Na fig. 1 maszt 10 elektrowni wiatrowej jest zamontowany na fundamencie 12. Przy wierzchołku masztu 10 umieszczona jest gondola 14, do której przymocowana jest pierwsza łopata 16 wirnika.

Przy podstawie masztu 10 na fundamencie 12 zamontowana jest również wyciągarka 18. Lina wyciągowa 20 przebiega od wyciągarki 18 z tyłu masztu 10 (aby to pokazać, przednia strona i tylna strona masztu 10 są tymi stronami, przy których usytuowane są odpowiednie części gondoli 14) do gondoli 14, przechodzi przez gondolę i wychodzi z powrotem z gondoli przez otwór montażowy przewidziany dla drugiej łopaty 17 wirnika i biegnie dalej do dołu do łopaty 17 wirnika, która jest przymocowana do tej liny wyciągowej i która jest podciągana do góry lub opuszczana do dołu do ziemi za pomocą wyciągarki. Przy drugiej łopacie 17 wirnika usytuowana jest strzałka 21, która symbolizuje użycie prowadzącej liny 21. Zastosowanie prowadzącej liny 21 umożliwia prowadzenie łopaty 17 wirnika w odpowiedni sposób tak, że nie może ona w sposób niezamierzony uderzyć w maszt 10. Ponadto dzięki prowadzącej linie 21, przy opuszczaniu, łopata 17 wirnika nie jest skierowana swą końcówką do ziemi i nie ulegnie uszkodzeniu, ale może być odciągana w kierunku zaznaczonym strzałką i przez to doprowadzona do położenia poziomego.

Figura 2 przedstawia uproszczony przekrój gondoli 14. Pokazano tu górną część masztu 10. Na tej górnej części masztu 10 umieszczona jest główna podpora 26, która wspiera podporę 28 ze stojanem 30. Ta główna podpora 26 wspiera również łożysko 32 wału. Na czopie 32 zawieszenia obrotowego wału zamontowany jest obrotowo wirnik posiadający łopaty 16, 17 oraz wirnikowy człon generatora.

Po stronie głównej podpory 26, oddalonej od podpory 28 stojana 30 umieszczona jest wyciągarka 22, która jest już standardowym wyposażeniem w większości elektrowni wiatrowych. Umieszczone są tam również mocujące pręty 25, przy czym na końcach tych mocujących prętów 25, które są oddalone od głównej podpory 26, umieszczony jest pierwszy krążek 24 zmiany kierunku. Drugi krążek 34 zmiany kierunku jest usytuowany wewnątrz czopu 32 zawieszenia obrotowego wału.

Na rysunku przedstawiono również wyciągową linę 20, która wchodzi w gondolę 14 od tylnej strony. W takim przypadku przejście dla tej wyciągowej liny 20 może również być zamykanym otworem, który w każdym przypadku jest usytuowany poniżej wciągarki 22 w dnie gondoli 14.

Po wejściu w gondolę 14 wyciągowa lina 20 przechodzi po pierwszym krążku 24 zmiany kierunku przez drugie przejście 36 liny (pierwsze przejście liny jest otworem w dnie gondoli 14), przez trzecie przejście 37 liny do krążka 34 zmiany kierunku i dalej do czwartego przejścia 38 liny w czopie 32 zawieszenia obrotowego wału, np. do łopaty 17 wirnika, która ma zostać przemieszczona.

Podciąganie wyciągowej liny 20 lub opuszczanie jej pomiędzy gondolą 14 a wyciągarką 18 znajdującą się na fundamencie 12 masztu 10 może być wspomagane przez wyciągarkę 22.

PL 210 835 B1

Figura 3 przedstawia drugi przykład realizacji wynalazku. Części składowe na tym rysunku mają takie same oznaczenia jak na fig. 2. Istotna różnica w stosunku do pierwszego przykładu realizacji wynalazku, pokazanego na fig. 2, polega na tym, że lina wyciągarki 22, która zwykle jest zastosowana w elektrowni wiatrowej, jest tu wykorzystywana jako wyciągowa lina 20. Udźwig tej wyciągarki jest wprawdzie ograniczony, niemniej możliwe jest podnoszenie części o stosunkowo niewielkim ciężarze np. przez otwór na łopatę wirnika do przedniej części gondoli 14. Należy tu wspomnieć przykładowo o silniku regulacji skoku łopaty wirnika. W przeciwnym razie silnik ten trzeba byłoby podnieść do tylnej części gondoli 14 i stąd przetransportować do części przedniej, co jest procedurą skomplikowaną. Oczywiście obowiązuje tu założenie, że otwór na łopatę wirnika jest otwarty, a nie jest zamknięty przez łopatę wirnika.

Jak pokazano na rysunku, lina biegnie dalej od wyciągarki 22 po pierwszym krążku 24 zmiany kierunku, przez drugie przejście 36 liny, trzecie przejście 37, po drugim krążku 34 zmiany kierunku i poprzez czwarte przejście 38 liny.

Poza przedstawionym i opisanym przykładem należy również zwrócić uwagę na inną możliwość, której nie przedstawiono. W tym przypadku prowadnica liny lub krążek zmiany kierunku może być umieszczony nad wierzchołkiem masztu tak, że lina może być następnie poprowadzona do wnętrza masztu lub wyciągnięta na zewnątrz. W ten sposób mogą być również w razie potrzeby podnoszone lub opuszczane za pomocą liny ciężary wewnątrz masztu, zwłaszcza w obszarze podstawy masztu, np. szafki rozdzielcze, transformatory itd., co jest korzystne, jeżeli części takie muszą być przemieszczane z obszaru podstawy masztu, co zwykle odbywa się poprzez boczne drzwi w maszcie, które jednak nie zawsze są na poziomie części składowej, która ma zostać wymieniona.

Zamiast zwykłego krążka zmiany kierunku liny możliwe jest również stosowanie dowolnego innego rodzaju prowadnicy linowej, w której lina może być prowadzona do wnętrza masztu poprzez główną podporę 26.

Inny wariant może również polegać na tym, że sama wyciągarka 18 nie jest umieszczona na zewnątrz masztu, ale wewnątrz masztu w obszarze jego podstawy. Lina wyciągowa jest wtedy zawsze usytuowana w stanie zabezpieczonym wewnątrz elektrowni, a podnoszenie lub opuszczanie ładunku jest możliwe w wielu miejscach, z jednej strony w obszarze z tyłu gondoli (za pomocą krążka 24 zmiany kierunku), w drugim miejscu w obszarze piasty (za pomocą krążka 34), przy czym możliwe jest również opuszczanie części składowych i wewnątrz masztu.

Możliwe jest również zastosowanie dalszego krążka zmiany kierunku (w taki sam sposób jak w przypadku krążka 34), który jest usytuowany w obszarze końca 40 piasty tak, że lina może być wyprowadzona z piasty elektrowni wiatrowej poza łopaty wirnika. W ten sposób ciężary można podnosić z ziemi do obszaru piasty wirnika, dokładniej również poza łopaty wirnika. Jeżeli ciężarem takim jest przykładowo pomost roboczy, wówczas pracownicy mogą być przemieszczani do góry i do dołu tuż przy łopatach wirnika na zewnątrz, aby skontrolować łopaty wirnika i w razie potrzeby przeprowadzić czyszczenie i procedury serwisowe.

Należy zauważyć, że tam, gdzie potrzeba, można zastosować dalsze prowadnice linowe lub krążki zmiany kierunku wewnątrz głównej podpory, masztu, gondoli lub piasty, czego nie trzeba tu szczegółowo opisywać.

Jeżeli wykorzystuje się wyciągarkę usytuowaną przy podstawie elektrowni wiatrowej, wówczas nie musi być ona mocowana do fundamentu elektrowni wiatrowej, ale może być również zamontowana w stanie otwartym na pojeździe transportowym i może być przymocowana do niego tak, że możliwe jest bardzo elastyczne wykorzystywanie takiej wyciągarki. Możliwe jest również mocowanie wyciągarki do konstrukcji ramy wsporczej, tak że zawsze zapewniana jest przez wyciągarkę odpowiednia duża przeciwwaga.

Claims (7)

1. Elektrownia wiatrowa, znamienna tym, że ma co najmniej jeden krążek (24, 34) zmiany kierunku i co najmniej jedno przejście (35, 36, 37, 38) liny w obszarze wierzchołka masztu do przeprowadzenia przez nie wyciągowej liny (20) z wyciągarki (18, 22), przy czym wyciągarka jest zamontowana na zewnątrz masztu przy podstawie elektrowni wiatrowej na pojeździe.

2. Elektrownia według zastrz. 1, znamienna tym, że ma przejście (35) liny w gondoli (14) do przeprowadzenia przez nie wyciągowej liny (20) z wyciągarki (18) przy podstawie elektrowni wiatrowej.

PL 210 835 B1

3. Elektrownia według zastrz. 2, znamienna tym, że ma urządzenie mocujące nieruchomo dołączone do fundamentu (12) dla dodatkowej wyciągarki (18).

4. Elektrownia według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera drugie przejście liny, które jest usytuowane powyżej wierzchołka masztu i za pomocą którego części składowe elektrowni wiatrowej można podnosić lub opuszczać wewnątrz masztu.

5. Elektrownia według zastrz. 1 albo 4, znamienna tym, że wyciągarka jest umieszczona przy podstawie elektrowni wiatrowej wewnątrz masztu elektrowni wiatrowej.

6. Sposób montażu/demontażu części składowych elektrowni wiatrowej, znamienny tym, że zawiera następujące etapy:

- transportowanie wyciągarki zamontowanej na pojeździe transportowym do podstawy elektrowni wiatrowej,

- układanie wyciągowej liny (20) od wyciągarki (18, 22) przez co najmniej jedno przejście (35, 36, 37, 38) liny (20) do co najmniej jednego krążka (24, 34) zmiany kierunku w obszarze wierzchołka masztu i ponadto do części składowej (17), która ma być montowana/demontowana,

- dołączanie wyciągowej liny (20) do części składowej (17) oraz

- zwalnianie i opuszczanie lub podnoszenie i mocowanie części składowej (17).

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że wyciągarkę (18) umieszcza się przy podstawie elektrowni wiatrowej.