DE102008029984A1

DE102008029984A1 - Montage- und Wartungsplattform für Offshore- Wind- und Wasserenergieanlagen

Info

Publication number: DE102008029984A1
Application number: DE102008029984A
Authority: DE
Inventors: Walter Schopf
Original assignee: Schopf Walter Dipl-Ing
Current assignee: Schopf Walter Dipl-Ing
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2009-12-31

Abstract

Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Montage- und Wartungsplattform für Offshore-, Wind- und Wasserenergieanlagen insbesondere an tiefen und vom Land entfernten Standorten. Eine erfindungsgemäße schwimmende Version mit einem bordeigenen, die zu betreuenden Wind- und Wasserkraftmaschinen erreichenden Kran ist an einem am Meeresboden verankerten Führungssystem entlang einer Reihe oder zwischen den Reihen von Wind- oder bzw. und Wasserkraftanlagen geführt. Eine weitere erfindungsgemäße Version mit bordeigenem Kran besteht aus einer im Zentrum mehrerer Wind- oder Wasserenergieanlagen im Meeresboden aufsitzende pilzartige Montageplattform, ebenfalls mit Ausgestaltungen zur Bewirkung ihres schwimmenden Antransportes und zum eigenmächtigen Absenken ihrer Fußpartie auf vorbereiteten Fundamenten. Eine besonders tiefen Standorten zugedachte Plattformausbildung ist als seilabgestütztes pilzförmiges Monopil ausgeführt. Eine andere erfindungsgemäße Arbeitsplattform besitzt eine als Tripod ausgebildete Standbasis, die vormontiert selbstschwimmend angefahren werden kann, deren Ständer weitgehend ohne fremde Hebegerätschaften mittels eigener Einrichtungen auf ihre Fundamente positioniert wird und deren Plateau ebenso eigenmächtig in die Betriebsstellung gehoben wird.

Description

Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Montage und Wartungsplattform für Offshore-Wind- und Wasserenergieanlagen mit den im Oberbegriff des Haupt- und Nebenanspruches beschriebenen Merkmalen.
Eine übergeordnete Zielsetzung ist die Schaffung von Einrichtungen zum(r) erleichterten Bau, Inspektion und Wartung solcher Energieanlagen, die für die zukünftige Versorgung mit emissionsfreier nachhaltiger Energie unerlässlich sind.
Stand der Technik
Dem weiteren Ausbau bereits in ihrer Entwicklung ausgereifter Windenergieanlagen an Land sind bereits durch Umweltschutz- und Wirtschaftlichkeitsaspekte natürliche und gesellschaftspolitische Grenzen gesetzt. Bereits zunehmend in Planung und im Bau begriffene Offshore-Windenergie-Anlagen (Offshore-WEA) sind neben ihrer bevorzugten Akzeptanz, aber vor allem wegen der höheren Windgeschwindigkeit auf See, die mit dritter Potenz die Leistung der Windkraftmaschinen beeinflusst, weitgehend als zukünftiger Lieferant regenerativer Energie prädestiniert. Zumindest werden sie – nach allgemeinem Erkenntnisstand – einen großen Anteil am Energiemix der nahen Zukunft liefern müssen.
Gleiches gilt für die Erschließung der bisher weniger genutzten Strömungsenergie des Meeres, die ein großes Energiepotential birgt. Solche Energiegewinnungsanlagen in Form von bekannten windkraftähnlichen Turbinen unter Wasser können vorteilhaft in Windenergieprojekte einbezogen werden, in dem sie an Standbasen von Windkraftanlagen positioniert werden. Für die Betreuung solcher Wasserkraftanlagen ist vorliegender Erfindungsgegenstand auch zugedacht.
Dem relativ leichten Erschließen des Wattenmeeres zur Windkraftnutzung sind wegen seines sensiblen Ökosystems und auf Grund bestehender Akzeptanzprobleme Grenzen gesetzt. Offshore-WEA auf hoher See bergen allerdings auch ihre spezifischen Probleme. So stellen auch ihre Gründungen an besonders lukrativen Standorten in großen Wassertiefen große Herausforderungen. Vor allem sind anschließende bzw. spätere Wartungs- und Reparaturaktionen auf rauher See sehr aufwendig und problematisch. Dies besonders wegen der erforderlichen Inanspruchnahme spezieller Kranschiffe, deren Präsenz bereits im derzeitigen Stadium der Offshore-Erschließung zu Engpässen führt, die auch – wie in Fachkreisen befürchtet – weiterhin bestehen werden. Verschärft wird dies durch ein erforderliches Abstimmen ihrer Einsätze auf die jeweils herrschenden Wetterverhältnisse auf See, was einen wirtschaftlichen Einsatz solcher Spezialeinrichtungen erschwert und verteuert.
Aufgabe und Zielsetzung vorliegender Erfindung ist es, autark zu betreibende Einrichtungen und Ausführungen von Offshore-Wind- und Wasser-Energieanlagen zu schaffen, die eine(n) leicht zu bewerkstellenden Antransport, Montage, spätere Inspektionen, Wartungs-. und Reparaturaktionen ermöglichen.
Damit sollen auch Voraussetzungen zur leichteren Realisierung internationaler und nationaler Vorgaben zur Minderung der Treibhausgasemissionen und zur Erschließung regenerativer Energien geschaffen werden, wie sie z. B. im Kyoto-Ziel, der Energieeinspeisesparverordnung (EnEV) und im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgeschrieben sind. Der Erfindungsgegenstand verspricht auch ein erleichtertes Erfüllen der Auflagen der anstehenden Novelle zum EEG.
Des Weiteren werden im Rahmen der Schaffung oben genannter Einrichtungen Lösungen zur Gewinnung von Wasserstoff für die relevante zukünftige Wasserstoff-Energieversorgung aus bzw. mittels regenerativer Energien angestrebt. Neben der generellen Wasserstoffgewinnung mittels regenerativer Energie ist in vorliegenden erfindungsgemäßen Anlagen eine optimale Nutzung bzw. Verwertung anfallender Windenergie bei temporär beschränkter Aufnahmekapazität des einzuspeisenden Stromnetzes eingebunden, in dem momentan überschüssige gewonnene Energie auf diese Weise gespeichert wird.
Ebenso kann die gewonnene regenerative Energie zur Gewinnung an Bord des rar werdenden Trinkwassers eingesetzt werden.
Die Lösung wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt- und Nebenanspruches, sowie den darauf bezogenen Unteransprüchen bewirkt.
Weitere vorteilhafte Lösungen und damit bewirkbare Vorteile gehen aus den Beschreibungen der Ausführungsbeispiele hervor.
Weitere nutzbare Vorteile birgt die erfindungsgemäße Montage- und Wartungsplattform dadurch, dass sie auf Grund ihrer zwangsläufig relativ großen horizontalen Erstreckung Raum für verfahrenstechnische Einrichtungen zur Erzeugung von Wasserstoff oder auch zur Trinkwasseraufbereitung und Tankeinrichtungen bietet.
Als nützliche Symbiose mit der erfindungsgemäßen Wartungs- und Montageplattform wird für Zubringer- und Tankschiffe eine auf Hochseebedingungen abgestimmte, der Plattform zugeordnete Verankerungseinrichtung nach Patentoffenlegungsschrift DE 10 2008 029 983.9 empfohlen.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird in Ausführungsbeispielen durch nachstehend beschriebene Zeichnungen verdeutlicht. Diese schematischen Darstellungen zeigen in:
1 die Draufsicht einer nach Anspruch 1 erfindungsgemäßen zwischen zwei Reihen von Türmen von Windkraftanlagen an einem Führungssystem geführte schwimmenden Montage- und Wartungsplattform;
2 die Seitenansicht der schwimmfähigen Montage- und Wartungsplattform nach 1 mit Darstellung ihrer Führungseinrichtung und ihrer Anbindung;
3 die Draufsicht von einem diese Montage- und Wartungsplattform tragenden Schwimmkörper;
4 eine Seitenansicht dieser Montage- und Wartungsplattform mit ausgefahrener Kraneinrichtung und eine ihr zugeordnete kombinierte Wind- und Wasserkraftanlage;
5 eine nach Anspruch 2 erfindungsgemäße seilabgestützte Arbeitsplattform mit mehreren ihr weitgehend konzentrisch zugeordneten seilabgestützten, am Meeresboden als Wind- und Wasserkraftmaschinenträger aufsitzenden Monopilen.
6 die Draufsicht von 5;
7 eine erfindungsgemäße als Monopil ausgeführte, an Land vorgefertigte, im Meeresboden fundamentierte Plattform mit daran angeordneten Einrichtungen zur Bewirkung ihres schwimmenden Transportes und zur Absenkung ihrer Fußseite und Positionierung auf ein dafür vorbereitetes Fundament am Meeresboden;
8 eine der Plattform der 7 zugeordnetes Monopil als Trägerbasis für Wind- und Wasserkraftmaschinen, mit gleichen Ausführungs- und Handhabungsmerkmalen;
9 in der Seitenansicht eine erfindungsgemäße als Tripod ausgeführte, auf See eigenmächtig positionierbare Plattform.
10 die Draufsicht von 9
11 eine von mehrere auf im Meeresboden aufsitzenden Ständer getragene, für den schwimmenden Antransport ausgebildete Plattform, wobei die Ständer in Plattformdurchbrüchen vertikal angeordnet und geführt sind, mit Hubeinrichtungen zum Anheben der Ständer nach oben für den schwimmenden Transport und zum Absenken zum Positionieren auf See, sowie zum Anheben der Plattform selbst.
12 die Draufsicht zu 11
Beschreibungen zu den Ausführungsbeispielen.
Zu 1 bis 4
Die von Schwimmkörpern 2 getragene Plattform 1 ist auf ihrer Unterseite (über der Wasseroberfläche) an einer zwischen in Reihen positionierten am Meeresboden 11 sitzenden Trägerbasen 12 von Wind 6- und Wasserkraftmaschinen 14 an einer Führungseinrichtung 5 längsverschiebbar gefesselt. Führungseinrichtung 5 erstreckt sich über den Längsbereich der zu betreuenden Wind- und Wasserkraftanlagen und ist über Ständer 9 und Fundament 10 im Meeresboden 11 fundamentiert. Die plattformtragenden Schwimmkörper 2 sind über in Hubzylinder 17 hineinragende, Kolben 16 der Schwimmkörperständer 15 mit der Plattform 1 verbunden. Die seitlichen Zylinderräume 17a und 17b stehen mit dem hydraulischen Schaltelement 18 in Verbindung, welches eine Schaltstrategie derart aufweist dass a) in einer Passivstellung die Druckräume 17a und 17b abgesperrt sind, sodass der vertikale Abstand zwischen Plattform 1 und Schwimmkörper 2 fixiert ist, b) in ein oder zwei alternativen Schaltstellungen die Druckräume 17a und 17b über die vom Motor 20 angetriebene Pumpe 19 verbunden sind. Wie nachstehend noch näher abgehandelt, werden damit schwingungsdämpfende und bzw. oder Niveau der Plattform regulierende Aktionen bewirkt. Die Schwimmkörper 2 sind so ausgebildet, dass der Hauptanteil ihrer Verdrängervolumina in tiefere Wasserregionen mit geringen vertikalen Strömungen verlagert ist. Außerdem weisen sie zur Verminderung ihres Strömungswiderstandes und somit der Horizontalbelastungen des Führungssystems 5, 8, 9, 10 in der horizontalen Ebene eine strömungswiderstandsgünstige, tropfenförmige Kontur etwa gemäß 3 auf.
Die Führungseinrichtung besteht aus einer auf einem Ständer 9 mit seinem Fundament 10 angeordneten Schiene 5 mit einem Profil, das eine formschlüssige Anbindung der Plattform ermöglicht. Die Verbindung zur schwimmenden Plattform 1 bewirkt eine in vertikaler Richtung gelenkig an der Plattform angeordneten Strebe 7, an deren Ende Rollkörper 8 den mittleren Steg der Schiene 5 umschließen. Mindestens ein Paar der Rollkörper 8 sind als Treibräder konzipiert und mit einer Antriebseinrichtung ausgestattet, die ein Verschieben der Plattform bewirken. Für eine feste Positionierung der Plattform sind zweckentsprechende Klemmgesperre (zwischen Pos. 5 und 7) vorgesehen oder selbsthemmende Antriebseinrichtungen, wobei dann vorzugsweise an den Treibrädern Verzahnungen angeordnet sind oder diese selbst als Zahnräder ausgebildet sind, die mit einer an Schiene 5 angeordneten Verzahnung einen sicheren Formschluss bewirken. Das an Deck angeordnete, vorzugsweise den gesamten Umfang der Plattform erschließende als Kranbahn ausgebildete Schienenpaar 3a, 3b weist eine Profilform auf, dass in vertikaler Richtung eine formschlüssige Fixierung der Fahrwerksräder 21a vorliegt. Der Kran 22 als Hilfseinrichtung zur Erledigung jedmöglicher Montage-, Wartungs- oder Reparaturaktionen an den anliegenden Wind-(6) und Wasserkraftmaschinen 12 ist neben der Verschiebemöglichkeit der Plattform 1 selbst auf Deck mittels seines Fahrwerkes 21 selbstfahrend ausgeführt. Er besteht im Wesentlichen aus den auf dem Fahrwerk 21 drehbar aufsitzenden Turmkransockel 22a auf dem über ein Schwenkgelenk 22b eine erste Turmkranpartie 22c gehalten wird, in der teleskopartig verschiebbar eine mittlere Turmpartie 22d steckt bzw. im aktiven Fall daraus ausgefahren wird, in der eine obere Turmkranpartie 22e steckt, die wiederum über ein schwenkbares Turmgelenkstück 22f einen darin verschiebbaren Kranauslegerarm 22g birgt. Zum Einfahren des Auslegerarmes 22g in die obere Turmpartie 22e ist diese auf einer Seite offen ausgebildet. In nicht aktiven Betriebsphasen des (dafür umgelegten) Krans ist er zum Schutze vor der aggressiven Meeresatmosphäre durch ein aufklappbares Gehäuse 4 geschützt. Sein aktiver Betriebszustand wird in 4 veranschaulicht. Ein auf der Kranbahn 3 aktiver Transport- und Arbeitswagen 24 der ebenfalls im Gehäuse 4 deponiert sein kann, ist mit einer Seilwinde 25 ausgestattet, die bei hoher Beanspruchung des Krans als Abstützhilfe, aber auch zur Schwingungsdämpfung bzw. -Kompensation (Korrektur schwingungsbedingter Abstandsänderungen zwischen Kranarm 22g und Windkraftmaschine 6) vorteilhaft eingesetzt wird. Mehrfach auf diese Weise angeordnete Winden ermöglichen auch Schwingungsdämpfungs- und Positionskorrekturen in anderen Koordinaten, wobei Schwenkbewegungen des Turmkranes um eine nicht dargestellte, rechtwinklig zum Gelenk 22b angeordnete Schwenkachse erfolgen.
Zur Bedienung unterhalb des Meeresspiegels 26 angeordnete Wasserkraftmaschinen 14 weist die Plattform auf ihrer Unterseite krau- bzw. aufzugähnliche Einrichtungen auf. Hierfür ist innerhalb der Plattform in einem von einer unterseitigen Klappe 26 zu öffnender Raum 27 eine abschwenk- und ausfahrbare Arbeitsbühne 28 angeordnet.
Im Plattforminneren 1a sind Betriebs- und Mannschaftsräume, Lagerräume, sowie verfahrenstechnische Einrichtungen mit Tank- und Speicheranlagen untergebracht. Als besonders nützlich bieten sich Einrichtungen zur Gewinnung des zukunftsrelevanten Wasserstoffs mittels der Elektrolyse an. Zur Versorgung der Plattform und Abwicklung eines Personal- und Materialtransportes zu- und von der Plattform weist diese Offshore-Wind- und Wasserenergieanlage an einem Ende Andockbasen 29 für Schiffe auf. Um die Gefahr strömungsverursachte Kollisionen auszuschließen bzw. zumindest zu mindern, sind diese Basen und die Windkraftmaschinentürme 13 so positioniert, dass sie von der meist herrschenden Wind- und Wasserströmungsrichtung nicht gegen die Anlage gedrückt werden. Für den Warentransfer zwischen angedocktem Schiff und der herangefahrenen Plattform ist auch eine angepasste parallele Kontur der angrenzenden Plattformseite an die Seitenflanke des angedockten Schiffes vorteilhaft.
Zu 5 und 6
Vorliegende Variante einer erfindungsgemäßen Montage- und Wartungsplattform ist hauptsächlich dem Einsatz in tiefen Meeresstandorten zugedacht, wo herkömmliche Fundamentgründungen sowohl wegen ihrer erschwerten Erstellung als auch wegen des bei ihrer großen Höhenerstreckung einwirkenden großen Staudruckes problematisch sind. Da der heutige Stand der Bohr- und Rammtechnik relativ wirtschaftliche Verfahren zur Anbringung pfahlartiger Gründungen bietet, wird hier eine entsprechende Gründungsbasis für die Montage- und Wartungsplattform und die zugeordneten Trägerbasen der Wind- und Wasserkraftmaschinen vorgeschlagen und behandelt. Dabei kommt bzw. kommen eine für den Antransport schwimmmfähig und monopilhaft ausgebildete Montage- und Wartungsplattform sowie gleichartig ausgebildete Trägerbasen der Wind- und Wasserkraftmaschinen zum Einsatz. Diese stützen sich am Meeresboden auf pfahlgegründeten Fundamenten auf und werden durch Seilabspannungen stabilisiert, wobei das Seilwerk ebenso an Pfahlgründungen verankert ist.
Im Zentrum mehrerer Türme von Windenergieanlagen 47a–47d an denen im Unterwasserbereich auch Wasserkraftmaschinen mit el. Generatoren angeordnet sind, befinden sich die im Meeresboden 30 sitzenden Pfahlgründungen 31 die eine Fundamentplatte 32 tragen bzw. mit ihr verbunden sind, auf der über eine gelenkig ausgebildete untere Basis 33 der Ständerfuß 34 aufsitzt. Der Ständer ist in seiner oberen Partie 35 pilzartig erweitert, wobei ihre obere Partie 36 das Arbeitsplateau bildet, das auch als Hubschrauberlandeplatz ausgebildet und genutzt ist. Der innere horizontal strukturierte Hohlraum 37 ist zur Nutzung als Betriebs-, Maschinen-Lager- und Mannschaftsräume vorgesehen. Auch kann die Anordnung verfahrens-technischer Einrichtung an Bord, z. B. zur Gewinnung von Wasserstoff mittels Elektrolyse sehr zweckmäßig sein.
Das Innere der Ständerpartie 34 weist einen Schacht 38 auf, in dem in nicht aktiven diesbezüglich aktiven Betriebsphasen der Plattform Elemente 39 eines Turmkranes teleskopartig ineinander deponiert sind, der zu Montage,- Wartungs und für Reparaturarbeiten an den Wind- und Wasserkraftanlagen 45, 46 bestimmt ist. Diese Kranelemente werden im Bedarfsfalle mittels der Seilwinde 40 von innen ausgehend aus dem Schacht 38 gehoben, wobei eine Arretierungseinrichtung 41 zum vertikalen fixieren der einzelnen Elemente 39 beim Zusammenbau, als auch für eine Endfixierung dienlich ist. Für eine Anbindung des Kranseilwerkes an die einzelnen Kranelemente 39 weisen diese Verbindungseinrichtungen 42 auf. Zu ihrer Zugänglichkeit sind die Kranelemente auf der Kranseite 39a offen bzw. u-förmig ausgebildet. In der schematischen Darstellung sind zweckmäßige Gänge im Ständer 34 für arbeitendes Personal natürlich nicht dargestellt, ebenso sind Windeneinrichtungen des Turmkranes nicht angezeigt. Die oberen Kranelemente, im eingefahrenen Zustand die inneren, sind so ausgebildet und untereinander befestigt, dass der Kran im ausgefahrenem Zustand alle der Plattform zugeordneten Windkraftmaschinen erreicht.
Ein wesentliches Erfindungsmerkmal dieser Arbeitsplattform besteht darin, dass sie mit dichten Innenräumen 37, 38 zum Zwecke eines eigenmächtig schwimmenden Transportes als schwimmfähiger Körper ausgebildet ist. Für die Absenkung vor Ort ist es vorteilhaft, im Fußbereich (nicht dargestellte) Hohlräume anzuordnen, die beim „Setzen” der Plattform geflutet werden, so, dass bei verbleibender auftriebbehafteter oberer Partie sie bereits in eine betriebsnahe Stellung gebracht werden kann. Endsprechend dosierbar ausgeführte Flutungseinrichtungen erleichtern auch das endgültige vertikale Setzen der Plattform. Ihre vertikale Stabilisierung bewirken die an Pfahlgründungen 43a–43e am Meeresboden verbundene Seilwerke 44a–44e.
Die Plattform umschließenden, die Windkraftmachinen 45 und Wasserkraftmaschinen 46 tragenden Monoeile 47 sitzen gelenkig auf von Pfahlgründungen 48 getragenen Grundplatten 49 auf. Die Monoeile 47 sind ebenso über Seilwerke 50a–50h mit den im Meeresboden 30 sitzenden Verankerungsbasen 43a–e verbunden. Des weiteren sind sie über Seilwerke 51a–e mit der Plattform verbunden. Durch den Seilverbund der Monoeile mit der Plattform wird ein größeres Auseinander- oder Zusammendriften zwischen Kranarm und der betreuten Windkraftmaschine beim nicht ganz vermeidbaren Schwingen seilverspannter Objekte vermieden bzw. gemindert.
Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Monoeile 47 besteht darin, dass es zum Zwecke eines günstigen weniger sperrigen schwimmenden Transportes ein arretierbares Gelenk 54 aufweist. Des weiteren besitzt es im unteren Bereich ein oder mehrere mittels Ventile 53a, b flutbare Hohlräume 52, wodurch zum leichteren Positionieren an seinem Standort seine untere Partie abgesenkt werden kann. Zur Sicherstellung sicherer Lande- und Startbedingungen für Hubschrauber und zum Andocken von Versorgungs- bzw. Zulieferer- und Arbeitschiffen wird eine einseitig offene Anordnungsweise der Türme der Windkraftanlagen 45 und eine einseitig verlängerte Plattformausbildung vorgeschlagen. Im Meeresboden separat fundamentierte, vor der Plattform positionierte Andockeinrichtungen 55 für Versorgungsschiffe oder Gastanker, die an Bord der Plattform mittels Elektrolyse gewonnenen Wasserstoff übernehmen sichern die Energieanlage vor Kollisionen. Unter diesem Aspekt ist ihre An- und Zuordnung zur gesamten Offshore-Energieanlage so auszurichten, dass die für Hubschrauber und Schiffe zugängliche Partie leeseitig der am häufigsten vorkommenden Wind- und Wasserströmungsrichtung liegt.
Da bei solchen Konzeptionen zwangsläufig die Windkraftmaschinen relativ eng aneinander positioniert sind, ist es geboten, Vorkehrungen gegen störende gegenseitige Strömungsbeeinflussungen oder gar Flügelkollisionen zu treffen. Vorgeschlagen wird hierfür, dass im Triebstrang der der Plattform zugeordneten Windkraftmaschinen Sensoren zur Erkennung ihrer Drehwinkelstellung angeordnet sind. Ihre Istwerte werden an eine alle Windkraftmaschinen steuernden Rechen-Regel- und Steuereinrichtung gesendet. Diese werden von ihr nach einem vorbestimmten Modus in einer Weise verarbeitet, so, dass strömungsungünstige oder gar kollisionsgefährdende Drehwinkelstellungen der Flügel benachbarter Windkraftmaschinen erkannt und durch Leistungsregelung der betroffenen Windkraftmaschinen ihre Drehwinkelzuordnung korrigiert werden. Ferner obliegt ihr auch bei stillgesetzten Windkraftmaschinen eine Einregulierung und Fixierung des Rotors in eine diesbezüglich unkritische Drehwinkelstellung.
Einbezogen ist auch die Erfassung azimutstellungsabhängiger Gondelstellungen, die besonders beim Windrichtungswechsel, also Azimutstellungsänderungen, kritisch sein kann. Hierzu werden die (meist obligatorisch vorhandenen) Sensoren zur Erfassung der Azimutstellung der Gondel der Windkraftmaschine mit herangezogen, in dem ihre Istwertmeldungen im Zusammenhang mit der Drehwinkelstellung des Rotors von der computergesteuerten Rechen-Regel- und Steuereinrichtung dementsprechend bzw. gleichermaßen verarbeitet werden. Dabei können auch beim Durchfahren diesbezüglich kritischer Azimut – Gondelstellungen betroffene Windkraftmaschinen stillgesetzt und drehwinkelstellungsorientiert fixiert werden.
Zu 7
Bei dieser erfindungsgemäßen Plattformkonzeption die ebenfalls tiefen Meeresstandorten zugedacht ist, liegt der Schwerpunkt der Aufgabenstellung in der Schaffung wirtschaftlicher und praktikabler Transport und Montageabläufe. Zur Ausbildung und Erstellung des Fundamentes wird der fortgeschrittene Stand der Offshore-Bohr- und Rammtechnik ausgenutzt.
Als Standbasis der Plattform, die sich im Wesentlichen aus der Fußpartie 60, dem Ständer 61 in dem sich ein Kranschacht 62 mit ausfahrbaren Turmkranelementen 63 befindet und dem oben ausgebildeten Plateau 64 zusammensetzt, dienen im Meeresboden 65 eingebrachte Pfahlgründungen 66 mit den sie umschließenden Fundamentblöcken 67. Sie üben zusätzlich die Funktion eines Schwerkraftfundaments aus. Die Fußpartie 60 des Ständers weist reichlich bemessene nach oben sich erweiternde Aussparungen auf, in die die obere Endpartie der Pfähle 66 ragen. Dieser Raum ist mit einem ausgehärteten Medium 68 ausgefüllt und stellt auf diese Weise eine kippsichere Verbindung zwischen Fundamentbasis 66/67 und dem Plattformfuß 60 sicher. Vorteilhaft ist eine schräge, nach außen geführte Einbringung (Rammung) steifer Pfähle 66, die dadurch einen gewissen Formschluß zum Meeresboden bewirken. Die Blöcke 67 üben zusätzlich die Funktion eines Schwerkraftfundamentes aus. Aushub und Verfüllung dieser Fundamentblöcke erfolgt vorteilhafterweise mit Hilfe eines Kesson.
Wirtschaftlich für die Einbringung und Fundamentierung ist die gleichartige Ausgestaltung der Standbasis der die erfindungsgemäße Montage- und Wartungsplattform umschließenden Türme 79 der zu betreuenden Wind- und Wasserkraftmaschinen.
Für den schwimmenden Transport der Plattform von der Fertigungsstätte an Land zum Standort auf See und als Hilfseinrichtung zur Absenkung und Aufsetzen ihrer Fußpartie sind zusätzlich zu ihrem Auftrieb bewirkende Hohlräume 6la, 64b, 62c erfindungsgemäße Schwimmkörper an ihr angeordnet. Dafür werden ringförmige den Ständer 61 umschließende Luftkissen 69, 70, 71 vorgeschlagen. (Die dargestellte Anordnungsweise dieser tragenden Elemente an der bereits stehenden Plattform dient der Veranschaulichung ihrer Handhabungen und Funktionen und entspricht nicht ihren momentanen Wirkungen. Auch sind andere Anordnungsweisen nicht ausgeschlossen).
Das obere Luftkissen 69 ist bezüglich seines Tragvermögens so ausgebildet, dass es mit den kopfseitigen Hohlräumen 64a, 62, 66b der Plattform die kopfseitig tragende Basis der horizontal schwimmfähigen Plattform bildet. Ein in seiner Positionierung variierbares mittleres Luftkissen 70 bildet mit einem unteren Schwimmkörper 71 und den Hohlraum 61b des Ständers die fußseitige tragende Basis beim schwimmenden Transport. Das mittlere Luftkissen 70 ist mittels einer Fesseleinrichtung 72 und 73 über Seilwerke 74,75 mittels einer Seilwinde 76 am Ständer 61 entlang verschiebbar angeordnet. Zum Absenken der Fußpartieseite am vorbestimmten Standort wird das mittlere Luftkissen 70 mittels des Seilwerk 74 durch Winde 76 zur Kopfpartie hin geliftet, wobei durch ein „dosiertes” Positionieren (Pos. II) eine Schräglage der Plattform bewirkt werden kann. In seiner obersten Stellung- je nach Verteilung der Auftriebspartien – kann evtl. schon eine vertikale Plattformstellung erreicht wird. Durch Entlüften des unteren Luftkissens 71 – somit durch Vermindern oder gänzliches Beseitigen seines Auftriebes wird eine senkrechte, aber noch schwimmende Stellung der Plattform sichergestellt. Die vertikale Position des obersten Luftkissens und des nun daran anliegenden mittleren Luftkissens ist so abgestimmt, dass die Plattform schwimmend zum Einfädeln der aus dem Fundamentblock 67 hervorstehenden Pfähle 66 dirigiert werden kann. Durch Entlüften der nun oberen Luftkissen 69 und 70 III wird die Plattform auf ihre Standbasis 67 abgesenkt. Zum leichteren Verschieben des mittleren Luftkissens 70, aber auch zu seinem axialen Fixieren besitzt es eine manschettenartige flache Luftkammer 70a die durch besondere Druckbeaufschlagung oder Entspannung ein Verschieben oder Fixieren ermöglicht bzw. bewirkt. Zweckmäßigerweise ist zum Schutze des Luftkissens gegen Schürfverletzungen beim Verschieben die ständerseitige Außenfläche des inneren Kissenteils 70a zweckentsprechend verstärkt bzw. beschichtet. Zum Anlegen und Entfernen der Kissen sind diese geteilt ausgeführt. Die Luftkissen sind – zumindest beim Positionieren der Plattform – über Druckluftleitungen 77a, b, c, d mit einer Druckregel- und Versorgungseinrichtung auf einem Beiboot verbunden. Seilwinde 76 ist vorzugsweise fernbedienbar ausgeführt.
zu 8
Diesen die Montage- und Wartungsplattform gemäß 7 umschließende Monoeile mit gleichgearteter Fundamentierung sind ebenso Luftkissen als tragende Schwimmkörper für den Transport zugedacht. Als Trägerbasis für Seilwinden zum Längsverschieben dieser Luftkissen beim Absenken und Positionieren weist das Monopil 78 über der Wasseroberfläche eine den Turm umschließende Windenkammer 80 auf. Diese ist auch für den späteren Betrieb als Betriebsraum oder bzw. und als Turmeinstieg ausgebildet. Die Verteilung und Verschiebungen der auftriebbehafteten Luftkissen erfolgt wie unter 7 beschrieben.
Zu 9 und 10
Die Fundmentausbildung, bestehend aus Pfahlgründung 66 und Fundamentblock 67 für die Ständer 82 der als Tripod ausgebildeten Montage- und Watungsplattform entspricht der unter 7 beschriebenen. Ihr selbstschwimmender Antransport und ihr Setzen erfolgt ebenfalls in gleicher Weise. Die Ständer weisen an ihrem oberen Ende eine Befestigungsbasis 83 für das Plateau 86 auf. Für die Phase ihres schwimmenden Transports und ihres Setzens ist an ihm eine auftriebbehaftete Windenkammer 84 mit Windeneinrichtungen 85 angeordnet. Diese sind sowohl für das Verschieben der als Träger dienende Luftkissens als auch zum Hochheben des Plateaus 96 in seine Betriebsstellung bestimmt.
Im schwimmfähig ausgebildeten Plateau 86 befindet sich weitgehend in der Mitte ein Krangehäuseschacht 87 mit Führungsbahnen und Hebeeinrichtung 92 für das Krangehäuse 88, in dem sich teleskopartig ausziehbare Elemente 89 eines Turmkranes befinden. Für den Transport wird dieser Schacht zur Vermeidung eines nicht immer akzeptablen Tiefganges weitgehend nach oben gefahren. Am Plateaurand sind Befestigungselemente für die Anbindung an die Ständer 82 vorbereitet. Sie bestehen beispielsweise aus einem Bügel 90 mit einer darin verschiebbaren Traverse 91, die mit der Befestigungsbasis 83 an Turm 82 nach endgültiger Höhenzuordnung von Plateau und Ständer verschweißt wird, ebenso die Traverse mit dem Plateau.
Der Auf- und Zusammenbau der schwimmend angelieferten Komponenten dieser Montage- und Wartungsplattform erfolgt vorteilhafter – und vorzugsweise in der Folge, dass zuerst in der unter 7 beschriebenen Weise zwei Ständer 82 mit den Windenkammern 84 gesetzt werden, als nächstes das Plateau an die ersten beiden Ständer herangefahren wird, dann der das Plateau umschließende dritte Ständer gestellt wird, wobei bereits der Bordkran 89 Hilfsdienste leisten kann. Zum Abschluss erfolgt das Heben des Plateaus in seine Betriebsstellung.
Die Windenkammern 48 können je nach Konzeption als Betriebsräume an Bord belassen oder mittels des Bordkranes entfernt werden.
Zu 11 und 12:
Die im Meeresboden 65 aus einer Pfahlgründung 66 und einem Fundamentblock 67 bestehenden separat und vor der Plattformmontage vorbereiteten Fundamente entsprechen weitgehend denen wie unter 7 und 8 unter gleicher Positionsnummer beschrieben.
Die schwimmfähig ausgebildete, auf der Meeresoberfläche 95 angefahrene Plattform 96 führt in Durchbrüchen 97 und 98 steckend ihre Ständer 99, 100a und 100b mit. Diese sind verschiebbar in Plateau 96 sitzenden Fixierungseinrichtungen 101, 102 geführt und werden zu diesen in der vertikalen Richtung mittels zwei alternativ daran angebrachte Einrichtungen fixiert und verschoben:

a) an dem zentral zu den Wind- und Wasserkraftmaschineständern 82a–82e angeordneten Ständer 99 befindet sich eine Triebstockverzahnung 103 in die ein achsfestes Zahnrad 104 eingreift, welches gleichermaßen als Schneckenrad ausgebildet ist, das mit einer auf der Welle eines Motors 106 sitzenden Schnecke 105 in Eingriff steht.
b) die Ständer 100a und 100b werden mittels Zugmittel 107 und 108 die um die Seiltrommel einer Seilwinde 110 gewunden sind vertikal fixiert oder verschoben. In der Darstellung mit nach oben ausgefahrenem Ständer 101, die dem Transportzustand entspricht, ist unteres Zugelement 109 das aktive, nach dem Positionieren und Befestigen der Ständer am Meeresboden wird zum Anheben des Plateaus über die Wasseroberfläche Zugelement 108 aktiviert.

Zum horizontalen Positionieren der Plattform mit ihren Ständern wird ein Verankern an benachbarten Fundamenten der Wind- und Wasserkraftmaschinentürme empfohlen. Störende Auswirkungen nie gänzlich vermeidbarer Schaukelungen der Plattform werden für das Setzen und Befestigen der Ständer dadurch umgangen, in dem den Fixiereinrichtungen 102, 103 den jeweils nacheinander zu setzenden Ständern in der Plattform relativ große Bewegungsfreiräume 111, 112 eingeräumt werden. Nach Setzen der Ständer wird die Plattform 96 auf ihr Betriebsniveau mittels der Hubeinrichtung 104/105/106/107 oder alternaiv 108/109/110 angehoben.
Der zentrale Ständer 99 weist im Inneren einen Schacht 113 für teleskopartig deponierte Kranelemente 115 auf, die im Bedarfsfalle zu einem Turmkran ausgefahren werden. Hierfür kann ein innerhalb angeordneter teleskopartiger Hydraulikzylinder 115, der nacheinander in die Kranelemente eingreift und nach einer vertikalen Arretierung derselben zurückfährt, vorteilhaft sein.
Die Plattform weist in einem vergrößerten Zwischenraum zwischen zwei Türmen 118a, 118c eine über den Teilkreis der Rundpartie der Plattform hinausgehende Verlängerung 96a auf, die zur Nutzung als Hubschrauberlandeplatz, Arbeitsfläche u. dgl. vorgesehen ist und in der auch – eines Stabilitätsausgleichs wegen – die exzentrisch zum Turmteilkreis 119 gesetzten Ständer 101, 102 positioniert sind. Neben dieser Plattformpartie sind im Meeresboden fundamentierte Andockbasen 121 für Versorgungs- und Transportschiffe angeordnet. Diese Plattformseite ist aus Sicherheitsgründen auf der lee-Seite der häufigsten und intensivsten Windströmung angelegt.
Die Montage der Turmgondeln 120 – angefahren mit einem Schiff – erfolgt bereits mit dem bordeigenen Kran 113 der Plattform, der ebenso alle Hubaktionen bei anfallenden Wartungs- bzw. Reparaturarbeiten übernimmt.

01: Schwimmende Plattform
02: Schwimmkörper
02a: Eintauchtiefe von 02
02b: horiz. Querschnitt von 02
03: Kranbahn
04: Kran- u. Wagendepot
05: Führungsschiene
06: Windkraftanlage
07: Plattformfesselstrebe
08: Führungs- u. Treibrolle
09: Ständer (von 5)
10: Fundament (von 8, 9)
11: Meeresboden
12: Wasserkraftmaschine
13: Turm (von 6 und 13)
14: Fundament (von 13)
15: Schwimmkörperständer
16: Kolben
17: Hubzylinder
18: hydraulisches Schaltelement
19: Hydraulikpumpe
20: Pumpenmotor
21: Kranfahrwerk
22: Turmkran
22a: Turmkransockel
22b: Schwenkgelenk
22c: äußere unterste Turmpartie
22d: mittlere Turmpartie
22e: obere Turmpartie
22f: schwenkbares Turmendstück
22g: oberes Schwenkgelenk
22h: Kranauslegerarm
23: Arbeitswagen
25: Seilwinde
26: unterseitige Klappe
27: Arbeitsraum
28: Arbeitsbühne
29: Schiffsandockeinrichtung
30: Meeresboden
31: Pfahlgründung
32: Fundamentplatte
33: Schwenkgelenk
34: Ständerfuß
35: obere erweiterte Partie
36: Plateau
36a: Klapptür
37: Innenraum
38: Kranschacht
39: Kranelemente
40: Seilwinde
41: Arretierungseinrichtung
42: Befestigungselemente
43: pfahlgegründete-Verankerungsbasis
44a–e: Seilwerk (zwischen 35–43)
45: Windkraftmaschine
46: Wasserkraftmaschine
47a, b, c, d, e: Monopil (Träger von 44, 46)
48: Pfahlgründung
49: Fundamentplatte
50a–h: Seilwerk (zwischen 43–47)
51a–d: Seilwerk (zwischen 47–35)
52: flutbarer Hohlraum
53a, b: Flutungsventil
54: Klapp- und Arretierungseinrichtung
55: Andockeinrichtung
56: Meeresoberfläche
60: Plattform-Fußpartie
61: Ständer
61a, b: Hohlräume in 61
62: Kranschacht (in 61)
63: ausfahrbare Turmkranelemente
64: obere Plattformpartie
64a: Hohlraum von 64
64b: Klappe (in 64)
65: Meeresboden
66: Pfahlgründung
67: Aussparung in Ständerfußpartie
68: Verfüllung
69: oberes Luftkissen
70: mittleres Luftkissen
70a: manschettenartige Luftkammer
71: unteres Luftkissen
72, 73: Fesseleinrichtung
74, 75: Seilwerk
76: Seilwinde
77a, b, c, d: Druckluftleitungen
78: Monopilfuß
79: Monopilständer
80: Windenkammer
82: Tripodständer
82a: Ständerfuß
83: Befestigungselement
84: Windenkammer
85: Windeneinrichtung
86: Plateau
87: Krangehäuseschacht
88: Krangehäuse
89: Kranelemente
90: Bügel
91: Traverse
92: Hubeinrichtung
95: Meeresoberfläche
96: Plateau
97, 98: Durchbruch in 96
99: zentraler Ständer
99a: Fußpartie von 99
100, 101: Ständer
102, 103: Fixier- u. Führungseinrichtung
104: Triebstockverzahnung
105: Zahn- und Schneckenrad
106: Schnecke
107: Motor
108, 109: Zugelement
110: Seilwinde
111: vertikaler Freiraum
112: horizontaler Freiraum
113: Kranschacht
114: Kranelemente
115: Hydraulikzylinder
116: Turm
116a: Fußpartie von 116
117: Wasserkraftmaschine
118a, b, c, d, e: Windkraftmaschine
119: Teilkreis der Türme
120: Andockeinrichtung
121: Turmgondel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102008029983 A [0013]

Claims

Montage- und Wartungsplattform für Offshore-Wind- und Wasserenergieanlagen bestehend aus einer schwimmenden, der Montage, Wartung und Reparatur dienenden Hilfseinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer von einzelnen Schwimmkörpern (2) getragenen Plattenstruktur (1) besteht, die an einem im Meeresboden (11) gegründeten oder verankerten Führungssystem (5) an ihm entlang schwimmend verschiebbar angeordnet ist, wobei das Führungssystem entlang einer Reihe als Trägerbasis von Wind- oder Wasserkraftmaschinen (6, 14) dienenden Türmen (12) oder zwischen zwei solchen Turmreihen angeordnet ist, ihre tragenden Schwimmkörper (2) eine strömungswiderstandsgünstige Struktur besitzen und um ihre Befestigungsachse drehbar angeordnet sind, in einer Weise, dass sie sich selbsttätig in eine strömungswiderstandsarme Position zur jeweiligen Meeresströmungsrichtung stellen, sowie auch höhenverstellbar angeordnet sind, auf ihrem oberen Deck mindestens eine kranähnliche Hebeeinrichtung (22) angeordnet ist die alle Partien der von Plattform zu betreuenden benachbarten Wind- und Wasserkraftanlagen erreicht, sie an Bord Betriebsräume z. B. Werkstätten und Lagerräume (1a), verfahrenstechnische Einrichtungen mit Tanks oder sonstigen Speicheranlagen, sowie Mannschaftsräume aufweist, ihr Deck als Hubschrauberlandeplatz ausgebildet ist.
Montage- und Wartungsplattform für Offshore-Wind- und Wasserenergieanlagen bestehend aus einer am Meeresboden aufsitzenden, der Montage, Wartung und Reparatur von Offshore-Wind- und Wasserenergieanlagen dienenden Hilfseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Zentrum mehrerer weitgehend kreisförmig positionierter Türme (47) von Wind-(45) und Wasserkraftmaschinen (46) angeordnet ist, sie mindestens eine kranähnliche Hebeeinrichtung (39) aufweist in einer Ausführungsweise, dass alle Partien benachbarter Wind- und Wasserkraftanlagen (6, 14) von ihr erreicht werden, sie für ihren Transport schwimmfähig ausgebildet ist, sie Betriebsräume, Werkstätten, Lager- und Mannschaftsräume (37) sowie verfahrenstechnische Einrichtungen mit Tanks oder sonstigen Speicheranlagen aufweist und ihr Oberdeck (46) als Hubschrauberlandeplatz ausgebildet ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihre sie tragenden Schwimmkörper (2) in der Anströmebene eine Kontur geringen Strömungswiderstandes aufweisen und drehbar gelagert sind, so, dass sie selbsttätig sich in eine strömungswiderstandsgünstigste Position einstellen, ihr Verdrängervolumen so verteilt ist, dass mindestens 2/3 (2a) ihres Gesamtvolumens (im normalen Betrieb und bei normalem Seegang) unter der Wasseroberfläche liegen und die mittlere horizontale Querschnittsfläche (2b) höchstens 1/3 der maximalen Querschnittsfläche seiner seiner vertikalen Erstreckung beträgt.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Enden der Befestigungselemente (15) der sie tragenden Schwimmkörper (2) in einem in einen Hubzylinder (17) sitzenden Hydraulikkolben (16) übergehen, wobei beidseitige Kolbenräume (17a, 17b) über ein hydraulisches Schaltelement (18) mit einer von einem Motor (20) angetriebene Hydraulikpumpe (19) verbunden sind welches eine derartige Schaltstrategie aufweist, dass alternativ die Kolbenräume abgesperrt, miteinander oder mit der Pumpe verbunden werden können.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie an Deck eine weitgehend über ihren Umfang führende gleisförmige Kranbahn (3) aufweist mit einem darauf sitzenden Kranfahrwerk (21), wobei Gleis und Fahrwerk eine kipp- bzw. abhebesichere Ausgestaltung und Zuordnung (3a, 3b, 21a) aufweisen, der an Bord befindliche Kran als ein zusammenschiebbarer, auf dem Fahrwerk (21) umlegbar angeordneter Turmkran (22a–22g) ausgebildet ist, die Kranbahn (3a, 3b) mindestens ein weiteres Fahrwerk belegt, auf mindestens einem Fahrwerk (24) eine mit dem ausgefahrenen Kran als Stützhilfe fungierbare Seilwinde (25) angeordnet ist, mindestens ein Fahrwerk für einen Transportwagen ausgebildet ist, über einen Bereich des Gleises (3) ein aufklappbares Kran- und Wagendepot (4) angeordnet ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Führungssystem aus einer auf im Meeresboden (11) fundamentierten Ständern (9) fest angeordneten Schiene (5) besteht die von an einer Strebe (7) der schwimmende Plattform (1) befestigte Laufräder (8) umschlossen wird, wobei die Laufräder (8) von einer selbsthemmenden Antriebseinrichtung angetrieben werden und vorzugsweise über eine Verzahnung mit der Führungsschiene (5) in einer formschlüssigen Rollverbindung stehen.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1 und beliebiger weiterer Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Führungssystem (5) endlos, vorzugsweise kreis- oder ellipsenförmig in der horizontalen Ebene ausgebildet ist, wobei auf einer oder auf beiden Seiten des Führungssystems (5), im Einzugsbereich des bordeigenen Kranes (22) die Türme (12) der Wind-(6) oder bzw. und Wasserkraftmaschinen (14) positioniert sind.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1 und beliebiger weiterer vorstehender Asprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an einer Basis des beliebig ausgeführten Führungssystems eine Andockeinrichtung (29) für Versorgungs- und Transportschiffe angeordnet ist, wobei diese Andockeinrichtung und die Struktur der gesamten Wind- und Wasserenergieanlage mit der Montage- und Wartungsplattform (1) so angelegt ist, dass die Andockeinrichtung weitgehend auf der lee-Seite der wind- und wasserströmungsbeaufschlagten Anlage sich befindet.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1 und beliebiger vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass an Bord eine Regel- und Steuerungseinrichtung mit einem vorbestimmten Funktionsalgorithmus angeordnet ist, wobei ihr Sensoren- und Aktore in einer Ausführungs- und Funktionsweise zugeordnet sind, so dass schwingungsbedingte Distanzänderungen zwischen der Kranendpartie (22i) und dem fest verankerten zu betreuenden Turm (12) bzw. deren Windkraftmaschine (6) ausgeglichen oder zumindest gemindert werden, wobei die Höhenverstelleinrichtung (16–20) der die Plattform (1) tragenden Schwimmkörper (2) herangezogen wird, hinzu der Turmkran (22) auf seiner Sitzbasis in horizontalen Ebene in zwei Richtungen steuerbare Schwenkeinrichtungen (22a, b) aufweist, der Kranarm (22g) des Turmkrans in seiner Neigung und in seiner transversalen Position verstell- und ausgeführt ist und dessen Verstellorgane in die Schwingungsdämpfungsregelstrategie einbezogen sind, mehrere dieser Merkmale zugleich zum Einsatz kommen,
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine als Monopil ausgebildete Standbasis aufweist deren untere Ständerpartie (33) gelenkig auf einem Fundament (32) am Meeresboden (30) aufsitzt, ihr Korpus in der nach oben führenden Erstreckung im Bereich der Wasseroberfläche (56) pilzförmig in ein Plateau (36) übergeht. sie von mehreren im Meeresboden verankerten Seilwerken (44a, b, c, d, e), (51a, b, c, d,)) in der horizontalen Ebene stabilisiert wird, sie weitgehend in ihrem Zentrum einen vertikal erstreckenden Schacht (38) aufweist in dem teleskopartig ein- und ausfahrbare Elemente (39) eines Turmkranes deponiert sind, sie für ihren Transport schwimmfähig ausgebildet ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, das die ihr zugeordneten Trägereinrichtungen (47a–47d) der zu betreuenden Wind- und Wasserkraftmaschinen (45, 46) ebenso als seilabgespannte Monoeile ausgebildet sind und auf gleichgearteten Standbasen (48, 49) aufsitzen, ihre Meeresbodenverankerungen (42a–43e) des abzustützenden Seilwerks (44a–44e) gleichermaßen der Turm- und Plattformabstützung dienen.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem im Meeresboden (65) fundamentierten Monopil (60, 61) mit einem über der Wasseroberfläche (92) angeordneten Plateau (64) besteht, sie weitgehend in ihrem Zentrum einen vertikalen Schacht (62) aufweist in dem teleskopartig ausfahrbare Elemente (63) eines Turmkranes deponiert sind, sie schwimmfähig ausgebildet ist, wobei ihre Ständerbasis (61) für den Antransport und ihre Positionierung am Standort mit auftriebbehafteten Schwimmkörpern (69, 70, 71) umgeben ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmkörper aus Luftkissen (69, 70, 71) bestehen, wobei an jedem Ständerende mindestens ein Luftkissen (69 und 70, 71) angeordnet ist, mindestes ein für den schwimmenden Antransport unten angeordnetes Luftkissen (70) von einer in der Längserstreckung des Ständers verschiebbaren Fesseleinrichtung (72, 73) fixiert wird, diese Fesseleinrichtung mittels einer Kran- der Seilwindeneinrichtung (76) am Ständer (61) entlang verschoben und beliebig positioniert (I, II, III,) werden kann, innerhalb dieses bzw. der verschiebbaren Luftkissen (70) ein manschettenartiges getrennt befüllbares Luftkissen (70a) angeordnet ist das zu seiner Befüllung oder Entleerung zugängige bzw. bedienbare Armaturen (77a, b, c, d) aufweist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2, 12 und 13 dadurch gekennzeichnet, dass die auftriebbewirkenden Verdrängervolumina des Monopils (61a, b, 62, 64a, c) und der Luftkissen (69, 70, 71) so in ihrer Lage und Größe zu ihrem Eigengewicht abgestimmt sind, dass das Monopil bzw. der Ständer von seiner schwimmenden Lage durch Verlagerung und Reduzierung der Verdrängervolumina der Schwimmkörper (69, 70, 7a, 71) in seine vertikale Betriebsstellung geschwenkt und auf seine Standbasis (67, 68) gesenkt werden kann
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Tripot ausgebildet aus im Meeresboden (65) fundamentierten Ständern (82) und einem von ihnen getragenen dazwischen angeordneten Plateau (86) besteht, der Plateaukorpus (86) schwimmfähig ausgebildet ist und in seiner Mitte einen vertikalen Schacht (87) aufweist in dem vertikal verschiebbar ein Krangehäuse (88) sitzt in dem teleskopartig ausfahrbare Elemente (89) eines Turmkranes deponiert sind, Ständer (82) und Plateaukorpus (86) Einrichtungen (83, 84, 85) zum Anheben des Plateaukorpus (86) in seine Betriebsstellung und zu festen Verbinden beider Plattformkomponenten (82,86) aufweisen.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer (82) an ihrem oberen Ende eine Windenkammer (84) mit zweckentsprechenden Seilwinden (85) zum Anheben der Plattform (86) tragen, sowie zum Verschieben von zum Transport und Montage angebrachten Schwimmkörpern gemäß Anspruch 15, die Windenkammern (84) gleichermaßen (für den schwimmenden Transport) als Auftrieb behaftete tragende Elemente ausgebildet sind, diese Windenkammern (84) so zweckentsprechend ausgebildet sind, dass sie nach Montage der Plattform als Betriebsräume Einsatz finden, unterhalb der Windenkammer (84) am Ständer (82), sowie am Plattformdeck Befestigungseinrichtungen (83, 90, 91) zum gegenseitigem Verbinden angebracht sind.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2, 15 und 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtungen aus einer an der Plattform (86) anliegenden horizontal verschiebbaren, durch einen Bügel (90) gehaltenen Traverse (91) besteht, wobei jeweils auf der Ober- und Unterseite der Plattform (86) zwei solche Verbindungselemente (91) schräg zueinander angeordnet sind, die nach endgültiger Höhenpositionierung der Plattform (96) mit dem Ständer und der Plattform verbunden (vorzugsweise verschweißt) werden.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem von mehreren am Meeresboden fundamentierten Ständern (99, 100, 101) getragenen schwimmfähigen Plateaukorpus (96) besteht, die Ständer (99, 100, 101) in vertikalen Durchbrüchen (97, 98) des Plateaukorpus (96) für den Transport und ihrer Montage verschieb- und arretierbar angeordnet sind, ein Ständer (99) im Zentrum ihrer zu betreuenden peripheren Wind- und Wasserenergieanlagen (116) im Inneren einen Schacht (113) aufweist mit einem teleskopartig ausfahrbaren Turmkran (116), Ständer (99, 100, 101) und Plateaukorpus (96) Einrichtungen (104, 105, 106, 107, 108, 109, 110) zum Absenken der Ständer (vom schwimmenden Plattformkorpus ausgehend) und Aufsetzen auf ihre vorbestimmten Fundamente (87) am Meeresboden (65) und zum Anheben des Plateaukorpus (96) in seine Betriebsstellung oberhalb der Wasseroberfläche aufweisen.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer (99, 100, 101) in einer (bis zum entgültigen Montageabschluß) in einer in geringen Grenzen horizontal und vertikal zur Plattformdeckpartie (96) beweglichen Fixiereinrichtung (102, 103 geführt sind, indem zwischen den Ständern (96, 101, 102) und den Rändern der Durchbrüche (97, 98) ein angemessener Freiraum (112) eingeräumt ist in einem Ausmaß, dass schwingungsbedingte Abstandsänderungen zwischen dem Rand des Durchbruches (98) im Plateaudeck und der abgesetzten und zu verankernden Ständer (99, 101, 102) nicht zu für die Montage störende oder gar schädliche Kollisionen führen,
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung für die Ständer (99, 100, 101) gleichermaßen als Hubeinrichtung für die Deckpartie (96) ausgebildet ist wobei diese Hubeinrichtung aus einer Getriebeeinrichtung, alternativ aus einer aus Seilzügen bestehenden Einrichtung besteht.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung des Ständers (99) aus einer an ihm angeordneten eine Triebstockverzahnung (104) besteht in die ein Zahnrad (105a) eingreift, welches verdrehfest ein Schneckenrad (105b) trägt das wiederum mit einer auf der Welle eines Motors (107) sitzenden Schnecke (106) im Einriff steht, wobei die Antriebseinheit (105; 106, 107) an der Führungs- und Fixiereinrichtung (103) angeordnet ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung der Ständer (101, 102) aus einer Seilzug-Hubeinrichtung besteht, wobei an seiner Führungs- und Fixiereinrichtung (102) eine Seilwinde (110) angeordnet ist, von der aus ein Seiltrum (108) des ein- oder mehrfach die Seiltrommel umschließendes Seils auf der einen Seite mit dem oberen, das andere Seiltrum (109) mit dem unteren Ende des Ständers (100, 101) verbunden ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtungen nach dem Setzen ihrer Ständer (99, 101, 102) und Anheben ihrer Deckpartie (96) fest mit der Deckpartie (96) verbunden werden, dies durch Verschweißen erfolgt, alternativ mittels einer lösbaren Verbindungsweise bewirkt wird, wobei diesen die Ständer (99, 101, 102) ebenfalls in einer lösbaren Verbindungsweise mit ihrem Fundament (67) am Meeresboden verbunden sind.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform-Fußpartien (60, 82a, 99a) und die Fußpartien (78, 116a) ihnen zugeordneten Türme (79, 116) der Wind- und Wasserkraftmaschinen ein oder mehrere sich nach oben erweiternde Freiräume (68, 83) aufweisen in die Armierungen (66a) der Fundamentpfahlgründungen (66) ragen, diese Freiräume nach Aufsetzen des Monopils mit einer erhärtenden Masse (68, 83) z. B. Beton, verfüllt werden, so, dass die aufsitzenden Ständer-Fußpartien mit ihren Fundamenten einen festen Verbund bilden.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und beliebiger vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu ihren Kranschacht (38, 62, 88, 113) die Türme (47, 79, 83, 116) der von ihr zu betreuenden Wind- und Wasserkraftmaschinen (45, 118, 46, 117) in einer weitgehend koaxialen Anordnungsweise an- bzw. zugeordnet sind, eine Zone größeren Turmabstandes (z. B. zwischen 118a und 118e) eingerichtet ist, im Bereich des vergrößerten Turmabstandes die Plattformoberfläche eine über ihre weitgehend symmetrische horizontale Oberflächenform hinausgehende Erstreckung aufweist, wobei die Oberfläche dieser Erstreckung als Hubschrauberlandeplatz ausgebildet ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und beliebiger vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines turmfreien Raumes bzw. auf der Seite der erweiterten Plattform eine in Meeresboden gegründete Andock-(55, 120) bzw. Verankerungseinrichtung für Versorgungs- und Transportschiffe angeordnet ist. ihre einseitige Erweiterung mit der ihr zugeordneten Andock- und Verankerungseinrichtung auf der lee-Seite (bezogern auf die zu erwartende häufigste und intensivste Wind- und Wasserströmungsrichtung) der Energieanlage angeordnet ist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 2 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Bord eine Regel- und Steuerungseinrichtung mit einem vorbestimmten Funktionsalgorithmus angeordnet ist mit ihr zugeordneten Sensoren- und Aktoren, in einer Ausführungs- und Funktionsweise, dass meereswellen- und windbedingte Schwingungen an der zu ihrer Montage provisorisch verankerten schwimmenden Deckpartie (96) mit zum Teil noch hochgefahrenen Ständern (101, 102) oder im Begriff des Absenkens befindlicher einzelner Ständer gedampft bzw. vermindert werden, hierzu die Höherverstellbarkeit der Ständer ausgenutzt wird in dem durch gesteuertes vertikales Verschieben der einzelnen Ständer a) das eintauchende Volumen und somit sein partieller Traganteil variiert wird, b) seine vertikalbeschleunigungsabhängige Massenwirkung bei sich verändernden Bewegungsabläufen punktuell auf das schwimmende System einwirkt.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1, 2 und beliebiger vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie an Bord Elektrolyse-Einrichtungen zur Erzeugung von Wasserstoff mittels des aus der Wind- und Wasserenergie gewonnenen elektrischen Stromes verfahrenstechnische Einrichtungen zur Verflüssigung von Wasserstoff, sowie Einrichtungen zu seiner Speicherung und zur Übergabe an Transportschiffe aufweist.
Montage- und Wartungsplattform nach Anspruch 1, 2 und beliebiger vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoren der der Plattform zugeordneten Windkraftmaschinen Synchronmaschinen sind und ihren Strom in ein Netz einheitlicher Frequenz speisen, wobei die Generatoren oder andere Basen des verdrehfest verbundenen Antriebsstranges Sensoren zur Erkennung der Drehwinkelstellung der einzelnen Rotore der Windkraftmaschinen aufweisen, eine den Windkraftanlagen zugeordnete computergesteuerte Rechen-Regel- und Steuereinrichtung elektronische Bauelemente mit Funktionsweisen derart aufweist, dass sie nach einem vorbestimmten Modus, gestützt auf die Istwertmeldungen der Sensoren – kollisionsgefährdete Drehwinkelstellung der Flügel benachbarter Windkraftmaschinen erkennt, – über ihre Leistungsregelkreise die Generatorleistungen der betroffenen Windkraftmaschinen so getaktet dosiert, dass die Drehwinkelzuordnung eng benachbarter Windkraftmaschinen erforderlichenfalls korrigiert und neu synchronisiert wird um eine kollisionskritische oder eine für die gegenseitige Strömungsbeeinflussung schädliche Flügelstellung einander zu vermeiden, – eine gefährdungs- und störungsarme Einregulierung und Fixierung der Flügeldrehwinkelstellung an einzelnen stehenden Windkraftmaschinen bewirkt wird. – azimutstellungsabhängige kollisionsgefährdende Drehwinkelstellung der Flügel benachbarter Windkraftmaschinen erkennt, – über ihre die Azimutstellung der Windkraftmaschinen bestimmenden Steuerkreise den Azimut-Verstellantrieb der Gondel in einer Weise steuert, dass die Flügelzuordnung eng benachbarter Windkraftmaschinen keine kollisionskritische Konstellation einnehmen, – zum Durchfahren diesbezüglich kritischer Azimut-Konstellationen betroffene Windkraftmaschinen stillgesetzt und drehwinkelstellungsorientiert fixiert werden.