具有相互支撑的杆的风电场的制作方法

文档序号:20012469发布日期:2020-02-22 04:29阅读:191来源:国知局
具有相互支撑的杆的风电场的制作方法



背景技术:

由风力驱动的发电机,也称为风力发电机,位于单个塔上的多个部件中,过去曾多次提出使用,并已在中小规模的试运行中。主要分为两种结构:第一种结构中使用垂直安装的悬臂,它们呈树枝状或星形,这样就可以在“分枝”的末端安装几个螺钉。第二种结构有一个杆结构,螺丝在一个塔上相互重叠。使用时还提供了灵活和弯曲的杆。不时地使用混合形式。

还提出了塔结构,其中一排螺钉一个接一个地彼此相邻地放置,以便从风流中提取更多的能量。还有人建议使用具有垂直轴螺钉的多层结构,以便不是在平面中而是在垂直方向上提取能量。专家说,由于这种结构的高度在某些情况下达到几百米,这种结构方法在结构和运营方面都不具有经济效益。在他们看来,由于多个风力发电机的负载导致这种塔架结构弯曲的极端时刻,这种结构不具有经济效益。他们理由是,显而易见的事实情况是与相邻的风力发电机相比,在这种情况下没有取得任何实质性的优势,特别是由于塔楼的高度,这些结构具有结构问题,没有重大成本无法解决。专家们认为,位于同一平面上的风力发电厂将永远比垂直位置的解决方案有更多的优势。

de202016008087u1标准建议将风电场和水力发电站分组安排为矩阵或船队的形式-概念在描述中给出为同义词。具体来说,对于以前引用的专利文献中关于更有效地使用水力发电的建议,仅在文件中给出了一般性陈述,并建议将单个发电机通过连接到所谓的最小网络。描述中只包含了非常一般的陈述,而且没有描述如何实际实现相互连接的能源设施,而这些设备的成本可能比单独安装的风力或水力发电厂低得多,从而形成一个传统的能源装置组。此外,与先前提案的情况一样,专家再次得到的印象:,需要在电力系统之间增加额外的承重建设和维护,而不需要提交人提供的信息的大小和复杂性,这在经济上是不可能的。

到目前为止所提出的所有建议都汇集了这样一种观点,即,由于强大的力量,特别是在多兆瓦动力装置的影响下,预计会有大量的承载结构,这使得它们不具有经济效益。

如何以三维集群或矩阵的形式构建和运行大型风力发电厂可能是一个创新、有效、最优的解决方案,展示了基于结构和运行过程的相互作用的真正发明。



技术实现要素:

这项发明主要描述了紧凑的多级结构类型,所产生的表面电力的强度,或者换句话说,每单位面积产生的能量的量是传统风力发电厂的几倍。

此外,这项发明还描述了一种防御机制,旨在降低非常薄的载体结构对故障和故障的影响,特别是可能的“多米诺效应”。

该发明还描述了风力发电的管理过程,旨在防止载体结构中出现的风力负荷,以保护载体结构的模式和效率,尽管有广泛的多层次结构参数,通过定向降低峰值压力,防止产生和传播共振。

塔结构之间的空气动力学有利距离以5-6个螺钉直径的形式表示,以减少由来自相邻风力发电机的惯性涡流尾流引起的阴影。根据螺旋桨直径测量数据水平经济上有利的距离和塔结构的最终垂直高度也用螺钉直径测量,并在其基础上计算,塔架结构之间必要的预应力加强元件的长度经济地计算多层塔式结构的解决方案,其中多个风力发电机互相在上方重叠,只要符合发明的描述。如果通常在风力发电机的螺钉直径中指示的相邻塔架结构的距离将增加1.5倍或减少一半,则该最佳解决方案也是有效的。

主要提供的是多层配置,其中一个塔的顶部正好有三个发电机互相在上方重叠。因此,在给定区域中可以产生三倍多的风能,同时还可以为后来描述的高塔建筑实现特别有效的结构最佳指标。

为了保持塔结构主要与三个互相在上方重叠的风力发电机相连,建议在塔架结构的发电机和直接位于塔架结构下方的发电机之间搭建额外加固柱。固定是通过预应力钢筋元件进行的。与us5146096a文件不同的是,塔式结构不是由关节段组装而成的,而是作为实心结构组装,目的是通过非常小的弯曲来实现预期的效果,以下将更详细地描述。

根据发明,预应力钢筋元件分别固定在塔架结构上的顶部和第二风力发电机之间并从相应的塔架结构分支连接到相邻塔架的下部,从而避免构造在传统的张力风力发电塔的建设过程中使用的昂贵且花费很大劳动力的张力地基。塔架结构彼此相邻,并且在它们之间,在每种情况下,预应力钢筋元件的下端连接到相邻塔架的下部点,并且仅在风力发电设备的边缘处需要自由端点。由于预应力钢筋强元件及其地基通常是非常昂贵的结构,本发明提出在仅一个高度范围内拉紧每个塔结构,其主要在塔结构的顶部和第二风力发电机之间进行。在每种情况下,预应力钢筋元件精确地延伸到相邻塔的最低点。本发明主要不考虑在塔结构的不同高度处提供额外的张力。

在塔架之间对角地通过的预应力钢筋元件在两个方向上进行,使得在侧向投影中形成交替的“对角线”支柱。

根据本发明,出于安全原因,预应力钢筋元件保持成两排。

除了预应力钢筋元件之外,本发明还提供水平拉伸,以在对角预应力钢筋元件失效的情况下提供额外的后备保护。这些附加的水平延伸部分主要在上部张力点区域中的塔架结构之间连接到塔架上。首先,这些水平支柱在几个对角线钢筋元件同时失效的情况下才会启动。由于水平支柱的存在,对角线钢筋元件的失效不会导致“多米诺骨牌效应”,其中相邻的塔架结构和连接到它们的风力发电机由于相应的塔架结构的单侧缺乏拉力而变得不稳定,之后一个塔架建设,然后是以下结构。提供这些保险钢筋元件,以便更好地保护结构的适合性,使其免于结构的失效或最终破坏(“多米诺骨牌效应”)。改进的性能使得更容易保护风力发电场免受塔架结构的损坏及其可能的故障。预应力钢筋元件和安全间隔件在塔架结构的壁的水平投影区域中主要沿切向固定,这保证了在塔架结构的壁中的钢筋元件之间的拉伸力载荷的最有利分布。

在本发明的一个类型中,钢筋元件被固定在塔架结构的环形横向扩张段上,例如在平台上。

塔架横截面的环形扩张提供了作用于横向表面上的钢筋元件受力的均匀分布。

在本发明的一个类型中,预应力钢筋元件和/或保险钢筋元件被安装在塔结构的周围,其为环形。

在本发明的另一个类型中,预应力钢筋元件和/或保险钢筋元件在安装在塔架结构的中间或内部之前水平地突出,并且通过装置分布荷载,例如塔架结构的平台或横向延伸。

由于塔架结构的位置和对角钢筋元件交叉在塔架结构之间的横向投影,不需要在大多数部分中建造张力地基,这显着增加了这种构造的效率。图1展示了塔架结构的二十四个示例位置的示意图,并且与通常的七十二个张力地基相比,只有十二个位于张力地基的外侧。由于发电机上方的多层放置,该比率甚至更优化,因为在单独拉伸的风力发电机的情况下,必须建立216个张力地基。

在一个塔架结构上,本发明主要提出了三个风力发电机的运行:它考虑对角钢筋元件只从地面和最后一级风力发电机的塔架结构上的位置安装。本发明显示这样一种钢筋元件固定在塔架结构上的两个上部风力发电机之间的布置,导致作用在两个风力发电机上的风力和由此在塔架结构中产生的弯矩在钢筋元件的支撑反作用期间在应力点处积聚并且相互中和。尽管塔架结构的整体高度较高,但在拉力点处抵消弯矩的总和仅导致塔架结构的轻微偏差。由于塔架结构的末端处的风力发电机与位于其下方的风力发电机之间的张力点的位置以及来自所有三个风力发电机的负载对塔架结构的影响,塔楼结构的变形与微弱的s形曲线相对应。由于这一点,整个塔结构可以很窄。

不需要第一和第二风力发电机之间的附加张力,这将显着降低成本。这种布置减少了附接到塔架结构的钢筋元件的数量。尽管有相当大的整体高度,但最多只需要一个张力平面。如上所述,该张力平面主要位于塔架末端的风力发电机和置于塔架下方的风力发电机之间。

比方说,这项发明的目的是让两个上生成器在它们之间的张力点上保持类似的行为,就像天平的两端在相同的压力下保持平衡。

除上述外,这项发明的目的是让上层三分之二的塔结构影响其下部,并在其安装了风力发电机,使得由塔架上部组成的固定支架位于下部风力发电机和下部塔架的上方。该效果使塔架结构的下部具有额外的稳定性。此外,这种影响减少了塔结构下的弯曲力矩和不断变化的负荷,以及影响塔基座和塔下基座的弯曲力矩,延长了塔结构的使用时间,或使塔的基座和塔结构的地基能够缩小。

根据本发明,塔架结构的下部为钢筋混凝土结构。通常,钢筋混凝土结构是预应力结构。这种设计高度的优点,通常是300米,特别是其弯曲刚度和必要的扭转刚度。

塔结构的上部主要由钢管式塔组成。最好是从钢筋混凝土结构过渡到一个钢结构位于上拉力的区域,理想情况下–就在它的上面。减少轻钢管段在塔顶部结构的整体重量并改进塔结构的频率特征。

依照本发明,在离岸使用的情况下,位于塔架结构的下端的结构基座优先被制成复合钢筋混凝土结构的形式。与重力类型的基础(gbfs=gravitybasedfoundations)相比,这种设计成本更低,并且比钢制整体地基强度更高。最好首先在主要位置安装复合钢管。在这一基本位置上,专门为这段钢管而设的位置被混凝土填满,以达到预期的硬度。用于填充复合物的钢管不一定要复盖钢管的整个长度。

为了保证三台发电机的平稳运行,所有的风力发电机都沿着塔架定位,使它们中的每一个都可以按照风向进行旋转和调节。按照本发明,在修理工作进行的情况下,有故障的发电机可以由此区别于其它风力发电机单独旋转和控制。

按照本发明,沿塔放置的风力发电机装备有围绕塔杆旋转的装置。装置的旋转能力由滑动摩擦轴承提供。

第一部分描述了发明的结构部分,补充了在这项发明中特别是通过安装“总控制器”实现的风力发电站调节过程。控制器通常是调节风力发电机的控制单元。根据螺旋桨旋转频率、螺旋桨叶片安装角度、相对于风的方向、风速和其他参数的位置,控制单元计算最佳运行状态。按规则,一个控制器控制一个风力发电机。这项发明使用了“总控制器”,它不仅由一台发电机控制和调节,而且可以通过这种发电机来控制整个风电场的结构或部分作为一个相互关联。

根据这项发明,总控制器的设计不仅仅是为了提高单独平面或所有平面上风力发电机的效率。该发明的一部分是描述总控制器管理过程的执行和编程能力,这样就可以根据收集到的风量、性能和发电站结构的数据,在不同程度上最大化单个风力发电机的效率。例如,这可以提供使得在给定叶片位置的情况下首先与风接触的风力发电机仅接收一小部分能量,并且在风的方向上位于第三和第三排的风力发电机接收剩余的能量。这一控制过程具有优势,尤其是在大风或风暴中,因为在这种极端天气条件下,不需要关闭整个发电厂。在这种情况下,当第一排的发电机受到风的影响时,通过这个控制过程会有一个更“通行”的模式。

此外,全球监管机构还考虑并控制了整个风力发电厂系统,这些风力发电厂是由相互关联的节点组成的:塔结构,预应力钢筋元件和内置风力发电机,考虑到它们的内部相互作用。在内部相互作用下,例如,由于运行载荷而导致塔架结构的振荡以及由此钢筋元件的所产生的张力和振动。通过使用总控制器的控制过程来调整运行负载,例如,根据早期设定的最佳参数,可以防止、减少和故意消除附加到其上的钢筋元件和塔架结构以及风力涡轮机的非预期振荡,并因此在整个寿命期间显着降低钢筋元件、塔结构和风力发电机的峰值负荷。通过调整风力发电机的运行条件,包括例如部分负载条件,可以防止例如与风暴相关的过大外部负载。

根据本发明,通过控制相互作用的载体结构,使得风力发电机的支撑结构上的峰值负载发生的频率较低,从而防止支撑结构和风力发电机的材料过早磨损。

根据这项发明,同一塔结构的邻近螺钉向反方向旋转。根据本发明,每个相邻塔架结构的风力发电机的螺钉在相同的平面内沿相反方向旋转。

根据本发明,状态传感器使用某些测量点,例如加速度传感器和电压传感器,以便将获得的值传输到总控制器。在处理了来自整个风力发电站的数据后,测量点被转移到总控制器上,显示整个结构的状态——风力发电机运行参数和载体状态参数,计算出输出数据,这带来了许多好处:风力发电机的管理方式与通过单独的控制器组成的独立系统不同,后者适用于传统的风力发电厂。总控制器是由一个由两层组成的整体复杂结构控制的。特别是在多层次的观察中,考虑到这种定位方式的性质和这种特定承载结构的性质:

一方面,考虑到热力学方面,总控制器监测风力发电机的空间位置。同时,基于风力发电机的数量计算最佳风场的最佳效率。同时,在总控制器的控制过程中,特别地,还考虑了这种热力学效应,这是三维风场的特征。其中之一尤其是螺钉后面的风能的特定重组,其在上部、中部和下部风力发电机的区域中不同。

另一个新角色是整个空间结构的状态,即承载结构。在这里,最重要的是结构的完整性,这是在总控制器的控制过程中考虑到的,目的是影响整个综合发电厂。

发电厂的整体结构由压缩梁和受拉构件组成。这种结构的基本特征是力的进一步传递和分配,特别是防止振荡。这是该结构的一个非常特殊的特性。风力发电机是结构的节点,产生非常强的振动,并将其传递到整个结构中。因此,风力发电机的负荷和振动不再只影响一个单独的塔结构或钢筋元件,而是传递给整个结构。负载加起来,振荡幅度增大而没有主动影响。这不可避免地导致结构元件的大尺寸,这可能抵消有效结构的预期优点。因此,通过总控制器的控制过程的特殊任务是防止由载体结构内的负载的进一步传递引起的峰值负载,以及防止振荡幅度的增加及其进一步扩展到载体结构。借助于全局控制器的控制过程尤其是提供主动抑制任务,其中例如,相应的命令信号将被传输到个体,部分或全部的风力发电机校正它们的运行条件。通过调整运行条件和/或通过总发电机控制过程主动激活阻尼元件来减小峰值负载,降低支撑结构元件的负载以及疲劳应力,由此它们可以更窄并且具有更有效的尺寸。

通过总控制器进行的管理过程,目标是通过对风力发电机的定向控制,特别是其固有频率的动态,有利地降低风电场内的负荷、峰值负荷和疲劳应力,这受到风力发电机的各种运行模式因素的影响:风力发电厂的宏观结构受到来自p和3p螺钉的螺旋驱动频率侧的多个振荡脉冲,以及来自结构元件本身的多个振荡脉冲,例如,由塔的自然振荡产生的脉冲,由预应力钢筋元件振动引起的脉冲或由风影响的钢筋元件振动产生的脉冲。这项发明的目的是将结构元件和螺旋桨叶片的状态参数以及收集到的风力传感器的旋转频率数据转移到总控制器上。根据本发明,总控制器以该方式编程,即在一个阶段中,风力发电机发送命令信号,用于设定峰值负载和谐振电平尽可能低或不存在的旋转和功率速度。这可以通过例如所有风力发电机的旋转频率的不均匀分布来实现。借助总控制器,也可能让风力发电机的旋转频率进行混乱或在某种程度上混乱的控制。另外,这也可以通过可移动或固定结构元件的主动阻尼元件来提供。可以通过总控制器的控制过程激活这些阻尼元件。这些主动阻尼措施还可以通过具有被动阻尼作用的结构措施,以及通过被动阻尼元件来支持。

根据本发明,总控制器还可以配备不相关或部分连接的子单元,遵循分层或网络结构。根据本发明,最好由多级控制系统控制风力电站。根据本发明,控制系统包括一个或多个总控制器和本地控制器。因此,所需的总计算能力通过不同的计算方式,通过多种架构将需要的总计算能力分散到多个风力发电机上,并由一个或多个总控制器传输给本地控制器,该控制器分别负责一个单独的风力发电机或一小组风力发电机。本地控制器接管控制的部分。

根据本发明,每个风力发电机还可以部分或完全控制单元,该控制单元可以控制相应的风力发电机,尤其是当主要控制器或主要控制器发生故障或关闭或者不产生用于正常运行的命令脉冲时。以这种方式,即使在主控制器不工作或处于待机模式时,也确保了风力发电机的安全运行或进一步运行。此方法还提供备用安全性。

根据本发明,位于彼此上方的单独的风力发电机可以被关闭,以进行维护或修理工作。升降装置可以在任何风力发电机的区域中固定和运行。

根据本发明,钢筋元件在每个方向上布置成两排,以便在它们失效时提高安全水平。另外在交叉点处,它们配备有连接元件,以通过缩短钢筋元件的长度来降低对钢筋元件易于振动的敏感性。钢筋元件可另外配备被动或主动阻尼装置。

根据本发明,附加的连接元件可以安装在钢筋元件之间,钢筋元件和塔架之间或钢筋元件和地面之间的其他分支点处,以便进一步缩短钢筋元件易于振动的长度。安装附加连接元件允许抑制钢筋元件的振动或摆动,并改善钢筋元件振动的耗散和被动阻尼。

根据本发明,放置在风力发电机和塔架结构之间的阻尼元件可以进一步减少塔架结构和发电机之间可能的峰值载荷和振荡脉冲。这种阻尼元件可以是例如对风力发电机和塔架结构之间连接元件的结构性附加物。它们可以允许例如滑轨或扭转相对运动。

根据本发明,塔架结构之间的钢筋元件可另外配备有锁定装置,例如松散拉伸的带子。这在钢筋元件失效的情况下是必须的,可以保持它们的固定位置并防止它们落入风力发电机设计的旋转部分或由于它们的回弹或推动而损坏其它结构元件。

根据本发明,塔架的部分或全部结构可由混凝土制成。最好通过滑动模板技术制造塔架。在不同的高度,塔可以具有不同的直径。在不同的高度,塔可以具有不同的墙壁厚度。同样在不同的高度,塔可以由各种类型的混凝土制成。在塔架的各个高度上,借助于安装在其中的拉伸元件,可以施加各种程度的预张力。塔架结构的不同高度可以应用不同的加固。这些许可能被单独使用,或在任何理想的组合中使用,主要用于结构上消除振动。为了监控结构的状态,它可以在不同的高度上配备测量探针。这些测量探头可以安装在混凝土横截面上。

在海上风电场建设情况下,具有很高、很重且稳定的塔结构的支撑结构的整体构造根据本发明具有特别的优点,即在海底建造塔只需要经济型整体地基。在常规风力发电厂非离岸安装的情况下,只能在中等深度使用。在较大深度处的大弯矩和大波浪作用不允许以经济有效的方式使用整体地基。根据本发明,通过将重塔与高法向力和间隔件组合在一起,可以在很大的水深处使用具有成本效益的整体地基,因为根据本发明,塔架结构的倾覆力矩在载荷下也只有很小的量。

根据本发明,从风力发电厂的中心延伸(从上方观察)的钢筋元件沿其边缘向外引导并通过锚固定固定风力发电厂,可以沿发散方向通过。特别是在离岸风力发电站安装方式为防止船舶碰撞漂流物损坏最外部钢筋元件的情况下,从水面到海底的方向,由于在一个点上缺乏必须的张力,因此整个承载结构无法工作。

根据本发明,所有上述措施可以任意组合。

具体实施方式

参考示意图,在所需实施的以下描述中提供了本发明的附加特征和优点。示意图显示:

图片1a从上方显示了风力发电站,1b从侧面显示了风力发电站。图1象征性地描绘了发电厂内的塔结构,图2象征性地示出了图1b、图5、图6和图7中在塔架结构1之间的预应力钢筋元件(14)和保险钢筋元件(16)。图4以定性的方式描述了风力发电机(g)的螺旋桨叶片的端部到达的所有方向(俯视)的最大作用半径。10.6/s中描述了该文献中描述的风力发电厂内的对称六边形单元。塔的最小推荐距离是螺钉dd直径的6倍(参见图1b)。在所示的10.6/s单元中,最好总共使用十八个发电机。与位于同一平面并配备六个风力发电机的传统风力发电厂相比,产量增加了三倍。根据这项发明,已经在本示意图中表明,这种布局的效率远远高于普通风力发电厂。只需要十二个外部张力地基和二十四个塔,即可在一个小区域内运行七十二个风力发电机,因此租金很低,并且风电场运行所需的基础设施措施较少。

由于位于边缘(如上所示)14.0的连接到张力地基6的钢筋元件被制成单独的,最好是双重钢筋元件,并且在边缘处没有保险钢筋元件16,如图1b所示,在塔架结构1之间,张力地基6可分成两个相邻的张力地基6‘和6“。这种分离防止了两个14'和14”双向外钢筋元件中的一个失效,从而导致整个结构失效。在离岸建造的情况下,海床也可以是基础结构。

在图1b中,在侧视图中示意性地示出了多层风力发电站的一部分。在每种情况下,风力发电机g1-g3安装在彼此上方的塔架结构1上,优选地在五到六个螺订20直径的距离dd处。十字18在桨盘20的中心,示出了发电机的位置。多层风力发电站通过横向定位的钢筋元件拉伸。它建立在地基8上,并通过张力地基6沿边缘固定到结构b的基部。在离岸建造的情况下,地基8也可以是海上风电场的特殊地基结构。保险钢筋元件16是拉伸元件,与对角钢筋元件14相比,其具有较低的有效载荷并且主要用于确保整个风力发电厂的安全性的目标。它们在对角钢筋元件14失效的情况下承担载荷并且防止塔架1的侧翻,涉及对角线钢筋元件14的失效。

图2-4示意性地示出了塔结构1的各种可能位置和位于钢筋元件14和保险钢筋元件16之间的轨迹2,在塔1和图像2之间示出了具有根据主风向h的取向的六边形布置。据此,单元10.6中的位置是不对称的。图像3示出了风场,其中2个钢筋元件14和保险钢筋元件16的轨迹从塔架结构1沿六个方向通过。10.3单元的形成,当从上方观察时,由于所有钢筋元件的轨迹,形成三角形结构。这种布置进一步增强了防止钢筋元件失效的后备保护。图4示意性地示出了相同的原理,但是用于支柱的矩形布置。

在图5a和5b中,通过单独的塔1的示例来说明本发明的原理:借助于钢筋元件14的塔架结构1的张力12在两个风力发电机g2和g3之间进行。根据本发明,不需要在下部风力发电机g1上施加张力。虚线3定性地描述了由于侧风w的影响而导致的塔结构1的变形。通过将塔架结构1固定在锚固点12处,塔架结构1的横向变形32减小,并且一个位于另一个之上的发电机g1-g3其原始位置x1-x3仅略微偏离x1'-x3'。尽管总高度h很大,但由于风荷载w延伸到塔架1的风力发电机g2和g3的横向剪切力f2和f3由于塔架1在锚固件12的上部位置处具有参考反作用力f12,因此产生多方向力矩m,这确保了塔架顶部从位置x3到位置x3'的最大偏差a的最小量,这是可能的。尽管相当高,但偏差a约为整个塔架结构1的高度h的千分之一。例如,高度为450米的塔架结构的全侧风荷载偏离仅50厘米。这种非常小的偏差a对于位于非常高的高度h的风力发电机g的均匀和安全运行非常有利。这一事实与专家的观点相矛盾,即在风力发电站的非常高的总高度上风力发电机,互相重叠在上方,不能实现安全和经济的运行。钢筋元件14在相邻塔架的区域中与塔架结构f的基部连接。因此,张力地基6仅在风力发电站的外边缘上是必需的(见图1-4和6),或者可以安装叉形张力地基6和6'(见图1a)

在图像5c中,重复地证明多向弯矩相互抵消的原理。由发电机g1-g3的区域中的风w引起的从侧面作用的侧向力f1-f3被传递到塔架结构1。由于在张紧点12处的支撑反作用力,力的部分f12被传递到钢筋元件14,并且在塔架f的基部区域中以参考反作用的形式的剩余力f14和f16被传递到地基8。由此产生的力通过所涉及的钢筋元件14传递到塔架f的基部区域,或者传递到参考点34,或者在相邻塔架结构的地基结构(未示出)上或在外部地基6(参见图1b)上的离岸结构。因此,所有的力都安全地从建筑物b的地下消散。保险钢筋元件16仅在两个相邻的塔架1之间传递不明显的作用力。保险钢筋元件16主要用于钢筋元件14完全失效的情况,并且必须保持塔架1的位置参与钢筋元件的失效并防止进一步的损坏。在图像5b质量方面的曲线图,示意性地表示塔结构内的力矩动态。

在图像6侧视图中的片段上,示意性地表示载荷传递和振荡的原理。通过安装在钢筋元件16的方向上的主动和/或被动阻尼元件(以弹簧56的形式示意性地示出),尤其可以减小钢筋元件14和保险钢筋元件16的振动。另外,在钢筋元件的横向轨迹上,可以安装附加的主动和/或被动阻尼元件54或58。在钢筋元件14的交叉区域中,提供连接52,其旨在防止钢筋元件14的振动和谐波振荡。通过附加的连接元件71和72可以连接钢筋元件14和保险元件16,塔架1和底座b.因此,将自由振荡长度s,例如钢筋元件14,分成长度为s',s“和s”'的段。这降低了钢筋元件14对激发的灵敏度。保险元件50象征性地示出了例如可以另外安装的吊索,使得在钢筋元件14或保险钢筋元件16失效的情况下,可以防止由于激活的钢筋元件的下落而造成的损坏。

图像7a详细示出了塔架1的示意性截面,其中优选地保持成两排的钢筋元件14和/或保险元件切向地连接到其厚度中。在图像110中,示意性地表示塔壳。在图像130中,示意性地表示塔壳的横截面。使用传感器60监测钢筋元件的振动动态。示意性描绘的传感器68设计监测该区段中塔架结构1的振荡加速度。所有数据都通过数据电缆62和64传输,并由主导处理设备-本地和总控制器(不在图像中)发送以供进一步处理。作为一个方案,可以使用具有无线电模块的传感器。另外,图像7a示出了所有钢筋元件14和保险元件16出于安全原因以两排制造。

图像7b还示出了塔架1的示意图,钢筋元件14和/或保险钢筋元件沿着壳体110的外侧沿着两排切线连接到塔架1。为此,塔架1可以配备有延伸部,例如,以平台120的形式。依照本发明,图7a和图7b的组合方案是允许的。

通过图8中的图表,示意性地表示总控制器80的原理。首先,以圆形符号表示的g1s、g2s、g3s传感器被传输到相应的风力发电机g1、g2、g3(也表示为图形符号)的各个控制器82.1、82.2和82.3,风力发电机g1、g2、g3的状态参数i1、i2、i3。作为额外选项,传感器传输到本地控制器82.l参数i1'、i2'、i3'。单独的控制器82.1、82.2和82.3收集并处理输入数据i1、i2、i3,从而分别管理风力发电机g1、g2、g3。本地控制器82.l共同收集和处理输入数据i1'、i2'、i3'(并且如果存在来自其他风力发电机的其他传感器的数据)并且共同控制风力发电机g1、g2、g3(并且如果存在额外的风力发电机)。另外,该数据中的一些或全部被传送到一个或多个总控制器80。这些数据的组合是关于gen发电机的数据。另外,str还从结构和结构组件传输到总控制器80。为此,传感器84作为主要加速度传感器,收集关于发电机区域中的过程的数据,并且加速度传感器或电压传感器的附加传感器60和68主要监测钢筋元件14和保险钢筋元件16的状态。在数字60处,象征性地描绘了钢筋元件14和16的加速度传感器和/或电压传感器,并且在数字68处,象征性地表示塔架结构1的加速度传感器和/或电压传感器。这些数据还被发送到一个或多个总控制器80。之后,基于gen数据和str数据,一个或多个总控制器80连续地计算最有利的最佳运行模式,例如,当某些发电机以一定的转数运行时,并且其他发电机以不同的转数运行。因此,通过由一个或多个总控制器80进行的控制过程,在每个时刻,风力电站可以尽可能平稳地运行,并且一个或多个总控制器80防止由于不利的运行条件引起的共振或峰值负载,导致所有空间结构共振和负载。根据本发明,后者具有重要意义,因为风力发电厂的位置和载体在整个系统中传播振动,在此需要不断地监视和调整整个系统,以便最大程度地抑制和防止这些振动及其扩散,这使我们能够保持最大的使用寿命并降低装置的磨损程度。

图8没有说明str数据也可以直接传递给本地控制器82.l或单个控制器82.1、82.2、82.3。

在图9中,示意性地表示发电机g和塔架结构1之间的阻尼元件的可能布置,以便断开然后抑制塔架1和发电机g的振荡。为此,最好使用轴承元件90和92,它们位于发电机g和连接元件94和96之间,与之形成与塔架的连接。本发明考虑到,发电机g可以固定在连接元件94上,悬挂在连接元件96上或由连接元件94和96固定(可以横向固定),根据本发明,发电机g改进了从发电机g向塔架结构1传递力的过程。

阻尼元件90和92以及连接元件94和96可以任意组合。连接器94和96也可以由发电机覆盖或封闭。轴承元件90和92可以例如沿滑动类型移动。连接元件94被固定围绕塔架旋转。连接元件96被固定围绕塔架旋转。阻尼元件90和92以及连接元件94和96可以是风力发电机引擎安装框架的一部分。

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