DE10222472A1

DE10222472A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Höhenpositionierung

Info

Publication number: DE10222472A1
Application number: DE10222472A
Authority: DE
Inventors: Klaus Flores
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-12-11

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Höhenpositionierung mindestens einer Servicekabine einer Serviceeinrichtung im Bereich einer Offshore-Windkraftanlage. Die Servicekabine ist entlang einer Führungseinrichtung der Windkraftanlage bewegbar. Für die Durchführung der Höhenpositionierung ist mindestens ein Antrieb verwendet. Der Antrieb ist im Bereich der Serviceeinrichtung angeordnet und kann mit einer Trageinrichtung im Bereich der Windkraftanlage gekoppelt werden. Der Antrieb kann gemeinsam mit der Serviceeinrichtung zur Windkraftanlage hin und wieder von der Windkraftanlage wegtransportiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Höhenpositionierung mindestens einer Servicekabine einer Serviceeinrichtung im Bereich einer Offshore- Windkraftanlage, bei dem die Servicekabine entlang einer Führungseinrichtung der Windkraftanlage bewegt wird und bei dem die Höhenpositionierung von mindestens einem Antrieb durchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Höhenpositionierung mindestens einer Servicekabine einer Serviceeinrichtung im Bereich einer Offshore- Windkraftanlage, die eine im Bereich der Windkraftanlage angeordnete Führungseinrichtung für die Servicekabine aufweist und bei der zur Durchführung der Positionierbewegungen mindestens ein Antrieb vorgesehen ist.

Offshore-Windkraftanlagen werden im Bereich der offenen See eingesetzt und weisen ein Fundament in einer Seewassertiefe zwischen 30 m und 70 m auf. Oberhalb der Wasseroberfläche erheben sich die Masten der Windkraftanlage auf eine Höhe im Bereich von 50 m bis 100 m. Auf dem Mast sitzt das Generatorgehäuse mit dem Rotor.

Gemäß einer überwiegenden Ausführungsform werden Offshore- Windkraftanlagen unbemannt betrieben und lediglich zu Reparatur- oder Servicezwecken ist ein Zutritt von Personen erforderlich.

Zu einem Transport der Personen auf ein Höhenniveau des Generatorraumes können in die Konstruktion der Windkraftanlage integrierte Aufzüge oder auf dem Höhenniveau des Generatorraumes angeordnete Hubschrauberplattformen verwendet werden. Ein Anfliegen der Windkraftanlagen mit Hilfe von Hubschraubern ist aber nur bei relativ guten Witterungsbedingungen möglich, die Verwendung von Aufzügen bereitet Probleme, da die zugehörigen technischen Teile den rauhen Seewetterbedingungen ausgesetzt sind, so daß ein hohes Ausfallrisiko besteht. Darüber hinaus verursachen sowohl die Anbringung von Hubschrauberlandeplattformen als auch der Einbau integrierter Aufzugsanlagen erhebliche Kosten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß mit vergleichsweise geringem Aufwand, hoher technischer Zuverlässigkeit sowie bei Einhaltung hoher Sicherheitsanforderungen die Höhenpositionierung der Serviceeinrichtung durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein im Bereich der Serviceeinrichtung angeordneter Antrieb mit einer Trageinrichtung im Bereich der Windkraftanlage gekoppelt wird und daß der Antrieb gemeinsam mit der Serviceeinrichtung zur Windkraftanlage hin- und wieder von der Windkraftanlage wegtransportiert wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß ein Zugang zur windkraftanlage mit geringen Kosten und hoher Zuverlässigkeit unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antrieb im Bereich der Serviceeinrichtung angeordnet ist und daß die Serviceeinrichtung an die Führungseinrichtung ankoppelbar sowie abkoppelbar ausgebildet und in einem abgekoppelten Zustand gemeinsam mit dem Antrieb relativ zur Windkraftanlage freibeweglich ausgebildet ist.

Durch die Anordnung des Antriebes im Bereich der Serviceeinrichtung ist es möglich, die Serviceeinrichtung gemeinsam mit einem gesicherten und funktionsbereiten Antrieb bedarfsabhängig zur Windkraftanlage zu transportieren und hier zum Einsatz zu bringen. Die Windkraftanlage selbst braucht nur mit geeigneten Führungs- und Halterungseinrichtungen ausgestattet zu werden, ein eigener Antrieb und weitere zugeordnete Aggregate brauchen jedoch im Bereich der Windkraftanlage nicht installiert zu werden.

Bei einer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können somit bei erhöhter Zuverlässigkeit erhebliche Kosten eingespart werden, da die fahrbare Serviceeinrichtung mit Antrieb nacheinander zu einer Vielzahl von Windkraftanlagen transportiert werden kann.

Ein einfacher und flexibler Transport der Serviceeinrichtung wird insbesondere dadurch unterstützt, die Servicekabine von einer als Boot ausgebildeten Serviceeinrichtung transportiert wird.

Eine hohe mechanische Stabilität wird dadurch unterstützt, daß die Servicekabine gemeinsam mit dem Boot höhenpositioniert wird.

Darüber hinaus ist auch daran gedacht, daß eine containerartige Servicekabine von einem Rumpf des Bootes getrennt und ohne den Rumpf höhenpositioniert wird.

Ein unmittelbarer Zugriff auf den Antrieb wird dadurch erleichtert, daß der Antrieb gemeinsam mit der Serviceeinrichtung höhenpositioniert wird.

Eine weitere Verringerung des entlang des Mastes zu positionierenden Gewichtes kann dadurch erreicht werden, daß ein im Bereich des Rumpfes des Bootes angeordneter Antrieb zur Durchführung der Höhenpositionierung mit der Servicekabine gekoppelt wird.

Zur Erleichterung der erforderlichen Kopplungsvorgänge für die Durchführung der Höhenpositionierung wird vorgeschlagen, daß das Boot in einem ersten Verfahrensschritt von Hubbewegungen, die durch einen Seegang hervorgerufen werden, entkoppelt wird.

Eine einfache gerätetechnische Realisierung für eine Vermeidung einer Beeinträchtigung des Kopplungsvorganges durch einwirkenden Seegang kann dadurch erreicht werden, daß das Boot in einem ersten Verfahrensschritt aus einem Hubbereich des Seegangs herausgehoben wird.

Eine belastungsfähige und zugleich robuste Ausführungsform wird dadurch bereitgestellt, daß die Führungseinrichtung einen in Führungsschienen eingreifenden Schlitten aufweist.

Eine weitere Variante besteht darin, daß für eine erste Anhebung des Bootes eine Rampe verwendet ist. Dies ist insbesondere bei einer Ausbildung des Bootes als Luftkissen-Boot zweckmäßig.

Zur Vermeidung separater Hubvorrichtungen für ein erstes Anheben des Bootes aus dem Wellengang heraus wird vorgeschlagen, daß für das Boot im Bereich der Windkraftanlage eine gegenüber dem Seegang absperrbare Schleuse angeordnet ist.

Eine vorgebbare Bewegung in einer Bewegungsrichtung wird dadurch unterstützt, daß für die Durchführung einer Hubbewegung eine selbsthemmende Winde verwendet ist.

Erhöhte Sicherheitseigenschaften können dadurch bereitgestellt werden, daß die Serviceeinrichtung mit einem Notbremssystem gekoppelt ist.

Für den Fall eines Defektes im Bereich des Antriebes ist vorgesehen, daß die Serviceeinrichtung mit einem Notabstiegssystem gekoppelt ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Offshore- Windkraftanlage mit Führungseinrichtung für eine im Bereich eines Bootes angeordnete Serviceeinrichtung,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines bis auf ein Höhenniveau unterhalb eines Generatorgehäuses angehobenen Bootes,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer schlittenartigen Hubeinrichtung,
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer rampenartigen Einrichtung für ein Luftkissen-Boot.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 weist die Vorrichtung zur Höhenpositionierung einer bootartigen Serviceeinrichtung (1) eine entlang eines Mastes (2) einer Windkraftanlage (3) angeordnete Führungseinrichtung (4) auf. Die Führungseinrichtung (4) besteht im wesentlichen aus Führungsschienen (5) sowie einem in die Führungsschienen (5) eingreifenden Schlitten (6).
Die Windkraftanlage (3) weist zusätzlich zum Mast (2) ein Generatorgehäuse (7) mit Generatorraum (9) sowie einen Propeller (8) auf. Die Serviceeinrichtung (1) ist als ein mit einer Servicekabine (18) versehenes Boot (10) ausgebildet.
Fig. 2 veranschaulicht ein auf das Höhenniveau des Generatorraumes (9) angehobenes Boot (10) mit Servicekabine (18). Zur Erleichterung einer Fixierung des Bootes in der Endlage und zur Erleichterung eines Umsteigens von der Serviceeinrichtung (1) in den Generatorraum (9) oder ggf. vorhandene Aufenthaltsräume sowie zur Vereinfachung einer Wiederbesteigung der Serviceeinrichtung (1), ist im Bereich des Aufenthaltsraumes eine Andockeinrichtung (11) positioniert.
Fig. 3 zeigt das Boot (10) mit Servicekabine (18) in einem Zustand, in dem bereits ein erster Kontakt mit einer Einhängevorrichtung (12) des Schlittens (6) hergestellt wurde. Der Schlitten (6) greift mit Rollen (13) in die Führungsschienen (5) ein. Eine Positionierung des Schlittens (6) kann unter Verwendung eines Seiles (14), insbesondere eines Drahtseiles, erfolgen. Ebenfalls ist aber auch an die Verwendung von ineinander eingreifenden Verzahnungen gedacht. Hierzu kann der Schlitten (6) beispielsweise mit Zahnrädern ausgerüstet sein, die in ein ortsfest installiertes Zahnstangenprofil oder eine Kette eingreifen.
Für ein erstes Herausheben des Bootes (10) aus dem Seegang ist es beispielsweise möglich, den Schlitten (6) mit einer Vorrichtung zu versehen, die Schlittenbewegungen nach oben zuläßt und nach unten blockiert. Nach Herstellung einer belastungsfähigen Verbindung zwischen dem Boot (10) und dem Schlitten (6) würde der Schlitten (6) hierdurch bei einer Durchführung von Hubbewegungen des Bootes (10) aus dem Wasser bis zu einer maximalen Seegangshöhe herausgehoben werden. In dieser Positionierung könnten die weiteren Arbeiten durchgeführt werden, um ein Anheben des Bootes (10) bis auf das oberste Höhenniveau zu unterstützen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist für ein Luftkissen-Boot (10) eine Rampe (15) vorgesehen, auf die das Boot (10) hochfahren kann.
Zur Durchführung der Höhenpositionierung der Serviceeinrichtung (1) sind unterschiedliche Varianten denkbar. In den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen wird die als Boot (10) ausgebildete Serviceeinrichtung (1) entlang des Mastes (2) positioniert. Denkbar ist es aber auch, die Servicekabine (18) containerartig von einem Rumpf des Bootes (10) trennbar auszubilden und den Rumpf des Bootes (10) nicht mit anzuheben. Hierdurch werden geringere Hubkräfte benötigt. Denkbar ist es bei derartigen Ausführungsformen, den erforderlichen Antrieb im Bereich der positionierbaren Servicekabine (18) anzuordnen, insbesondere ist aber daran gedacht, den Antrieb aufgrund der weiteren hieraus resultierenden Gewichtsverminderung der zu positionierenden Einheit im Bereich des Rumpfes des Bootes (10) zu belassen. Eine Bedienung würde dann entweder von einer im Bereich des Bootes (10) verbleibenden Person oder über eine Fernbedienung erfolgen.

Claims

1. Verfahren zur Höhenpositionierung mindestens einer Servicekabine einer Serviceeinrichtung im Bereich einer Offshore-Windkraftanlage, bei dem die Servicekabine entlang einer Führungseinrichtung der Windkraftanlage bewegt wird und bei dem die Höhenpositionierung von mindestens einem Antrieb durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bereich der Serviceeinrichtung (1) angeordneter Antrieb mit einer Trageinrichtung im Bereich der Windkraftanlage (3) gekoppelt wird und daß der Antrieb gemeinsam mit der Serviceeinrichtung (1) zur Windkraftanlage (3) hin- und wieder von der Windkraftanlage (3) wegtransportiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Servicekabine (18) von einer als Boot (10) ausgebildeten Serviceeinrichtung (1) transportiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Servicekabine (18) gemeinsam mit dem Boot (10) höhenpositioniert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine containerartige Servicekabine (18) von einem Rumpf des Bootes (10) getrennt und ohne den Rumpf höhenpositioniert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb gemeinsam mit der Serviceeinrichtung (1) höhenpositioniert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bereich des Rumpfes des Bootes (10) angeordneter Antrieb zur Durchführung der Höhenpositionierung mit der Servicekabine (18) gekoppelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Boot (10) in einem ersten Verfahrensschritt von Hubbewegungen, die durch einen Seegang hervorgerufen werden, entkoppelt wird.

8. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Boot (10) in einem ersten Verfahrensschritt aus einem Hubbereich des Seegangs herausgehoben wird.

9. Vorrichtung zur Höhenpositionierung mindestens einer Servicekabine einer Serviceeinrichtung im Bereich einer Offshore-Windkraftanlage, die eine im Bereich der Windkraftanlage angeordnete Führungseinrichtung für die Servicekabine aufweist und bei der zur Durchführung der Positionierbewegungen mindestens ein Antrieb vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb im Bereich der Serviceeinrichtung (1) angeordnet ist und daß die Serviceeinrichtung (1) an die Führungseinrichtung (4) ankoppelbar sowie abkoppelbar ausgebildet und in einem abgekoppelten Zustand gemeinsam mit dem Antrieb relativ zur Windkraftanlage (3) freibeweglich ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Servicekabine (18) im Bereich einer als Boot (10) ausgebildeten Serviceeinrichtung angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Boot (10) an die Führungseinrichtung (4) ankoppelbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Servicekabine (18) von einem Rumpf des Bootes (10) trennbar und separat an die Führungseinrichtung (4) ankoppelbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb im Bereich der vom Rumpf des Bootes (10) trennbaren Servicekabine (18) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb im Bereich des Rumpfes des Bootes (10) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (4) einen in Führungsschienen (5) eingreifenden Schlitten (6) aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß für das Boot (10) eine Hubeinrichtung für ein Anheben auf ein erstes oberhalb eines Wellenganges liegendes Höhenniveau verwendet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für eine erste Anhebung des Bootes (10) eine Rampe (15) verwendet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß für das Boot (10) im Bereich der Windkraftanlage (3) eine gegenüber dem Seegang absperrbare Schleuse angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung einer Hubbewegung eine selbsthemmende Winde verwendet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Serviceeinrichtung (1) mit einem Notbremssystem gekoppelt ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Serviceeinrichtung (1) mit einem Notabstiegssystem gekoppelt ist.