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TWI773215B - 使用一塔及自該塔延伸之兩個吊臂以用於豎立風力發電廠的裝置及方法 - Google Patents

使用一塔及自該塔延伸之兩個吊臂以用於豎立風力發電廠的裝置及方法 Download PDF

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TWI773215B
TWI773215B TW110110611A TW110110611A TWI773215B TW I773215 B TWI773215 B TW I773215B TW 110110611 A TW110110611 A TW 110110611A TW 110110611 A TW110110611 A TW 110110611A TW I773215 B TWI773215 B TW I773215B
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崧柯 史梵文森
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新加坡商艾諾丹新加坡顧問有限公司
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Abstract

本發明提供一種用以豎立一風力發電廠(100)之裝置(10)，該風力發電廠包含：一浮動基礎(110)；一塔(120)，其配置於該浮動基礎(110)上；及兩個吊臂(130)，其自該塔(120)延伸，各自具有配置在一吊臂(130)之末端並具有一轉子(140)的一能量轉換單元(150)，其特徵在於，一輔助塔(40)具有連接至一絞車(42)以用於提舉藉助於該等吊臂(130)連接至該風力發電廠(100)之該塔(120)之該等能量轉換單元(150)的一纜線系統(44)。

Description

使用一塔及自該塔延伸之兩個吊臂以用於豎立風力發電廠的裝置及方法
本發明係關於使用一塔及自該塔延伸之兩個吊臂以用於豎立風力發電廠的裝置及方法，兩個吊臂各自具有一具有一轉子並配置在一吊臂之自由端處的能量轉換單元。
配置於浮動基礎上的此風力發電廠原則上自WO 2007/206976 A2已知。此浮動風力發電廠(其總輸出包含複數個已經測試並審批通過的個別系統且因此可以時間及投入量之相對極少支出來實施)使用自EP 3 019 740 B1已知的Y形狀浮動基礎，EP 3 019 740 B1已證實在複數個(未公開)測試中在出現於能量轉換單元上的負載之吸收方面以及在負載情況下整個系統之浮動穩定性方面極有利。
如自DE 10 2016 118 078 A1已知，基礎係自複數個混凝土元件以模組化方式豎立，其中個別混凝土元件可使用自WO 2019/234 488 A2已知的鑄模產生且可使用在此PCT申請案中亦提及之安裝系統來安裝。
在生產自WO 2007/206976 A2已知的風力發電廠之尤其較佳實施例中的一迄今實際上未解決的問題係該廠應藉由運用配置於吊臂上之能量轉換 單元支撐基礎而理想地僅僅得到其穩定性。為了節省材料及因此節省重量，此意謂吊臂較佳以一種方式設計，該方式使得其單獨(換言之，無錨定)將無法吸收能量轉換單元之高重量。
因此，在當前情況下待解決的問題不包括自WO 2007/206976 A2已知之風力發電廠可不如此製造的事實，而是包括自WO 2007/206976 A2已知之風力發電廠的製造方法必須經如何設計以使得可實現特別有利風力發電廠之特別有利結構。
因此，本發明之目標係提供用於豎立在開始時提及之類型之風力發電廠的方法及裝置。
此目標係根據本發明藉由具有如請求項1之特徵的裝置、具有如請求項20之特徵的港及如22之方法達成。附屬請求項中之每一者描述本發明之有利實施例。
根據本發明，因此提議一種用以豎立一風力發電廠之裝置，該風力發電廠具有：一浮動基礎；一塔，其配置於該浮動基礎上；及兩個吊臂，其自該塔延伸，各自具有配置在一吊臂之自由端並具有一轉子的一能量轉換單元，該裝置具有一輔助塔，該輔助塔具有連接至一絞車以用於提舉藉助於該等吊臂連接至風力發電廠之塔之能量轉換單元的一纜線系統。
該裝置經特定建構用於同步提舉藉助於吊臂連接至風力發電廠之塔之能量轉換單元。詳言之，裝置具有鄰近於輔助塔配置且適應浮動基礎的滑道，以使得成品可經容易地遞送。
較佳地提供一種用於豎立一風力發電廠之裝置，該風力發電廠具有：一浮動基礎；一塔，其配置於該浮動基礎上；及兩個吊臂，其自該塔延伸， 各自具有配置在一吊臂之自由端並具有一轉子的一能量轉換單元，其發電廠具有用於固持浮動基礎之第一浮筒，各自用於固持能量轉換單元的兩個第二浮筒(該第二浮筒配置於第一浮筒之相對側)，及居中於第二浮筒配置並具有連接至絞車以用於提舉藉助於吊臂自第二浮筒連接至能量轉換單元的風力發電廠之塔之纜線系統的一輔助塔。
不管實施方式是否具有或不具有滑道或浮筒，連接至絞車的輔助塔之纜線系統較佳地以一種方式設計，該方式使得支撐於塔上(特定言之，以鉸接方式連接至塔)的吊臂同時提舉相同量以使得作用於輔助塔上的吊臂及能量轉換單元之靜重力矩歸因於吊臂之同步提舉而彼此抵消。由於幾乎不存在彎矩，而僅僅壓縮力作用於輔助塔上，因此輔助塔可以相對極少材料支出製造。若複數個絞車被使用，則其必須彼此協調用於吊臂之同步提舉。
若浮筒經提供，則其較佳經設計為由混凝土及/或鋼鐵製成並經建構為用於固持待使用裝置豎立的浮動風力發電廠之組件的水位相關載體的浮動平台，第一浮筒經特定設計為水下使用的，第一浮筒功能上經設計為簡單浮動塢。為此目的，第一浮筒較佳地具有可藉助於至少一個泵灌滿及清空之複數個腔室且藉此判定第一浮筒之浮性。特定言之，提供用於微調第一浮筒之控制，該控制在浮動風力發電廠之生產過程期間在水平方向上穩定第一浮筒。
第一浮筒更佳由彼此連接的複數個浮筒元件形成，該等浮筒元件根據要求適於待藉助於裝置豎立的風力發電廠之浮動基礎的形狀。因此，第一浮筒較佳地具有用於輸送組成浮動基礎之基礎模組的至少一個傳送路徑。特定言之，存在朝向呈星形形狀之中心連接部會聚的三個傳送路徑，在開始時提及的風力發電廠之已知Y形狀浮動基礎可運用該等路徑以一簡單方式裝配。
第一浮筒之端面及第二浮筒之端面較佳彼此對準，提供將第一浮筒連接至第二浮筒之連接元件。根據另一較佳實施方式，此等連接構件經設計為 間隔件，該等間隔件影響浮筒之間的預定間隔且尤其較佳以鉸接方式連接至第一浮筒及第二浮筒兩者。最佳地，形成於浮筒與間隔件之間的接合部具有單一自由度且經建構以可圍繞經配置浮筒之平面中的軸線旋轉，以使得第二浮筒相對於第一浮筒在高度方面而非水平地移動係可能的。
若提供浮筒，則輔助塔較佳地配置於第一浮筒上以使得當第一浮筒降低時其亦降低。絞車較佳地配置於塔中或藉由第一浮筒形成的輔助塔之基礎中。
根據替代實施方式，裝置可具有形成於第一浮筒中的凹槽，該第一浮筒至少部分包圍輔助塔，該第一浮筒沿著輔助塔之縱向軸線以可位移方式配置。出於此原因，有必要將輔助塔設在港池之底部上。
在任何情況下，若裝置設計成具有浮筒，則輔助塔不僅相對於第二浮筒居中配置，而且尤其較佳居中配置於第二浮筒之間。
在任何情況下，裝置必須以一種方式設計，該方式使得自輔助塔引導至配置於輔助塔兩側之吊臂的纜線對準，以使得作用於輔助塔上的彎矩可大部分減少。換言之，裝置將以一種方式來設計並關於待豎立之風力發電廠配置，該方式使得經提供於吊臂上(或能量轉換單元上)用於將吊臂連接至纜線系統及輔助塔的附接點經配置於虛直線上。
另外，提供經配置於輔助塔中並與絞車連通的滑車組，其尤其較佳具有沿著輔助塔之縱向軸線以可位移方式建構並連接至纜線系統以用於提舉藉助於吊臂連接至風力發電廠之塔之能量轉換單元的區塊。最佳地，以可位移方式建構之區塊藉助於吊車以可位移方式建構，以使得在提舉程序已進行之後區塊可經提舉回至其起始位置中。
最終，輔助塔較佳地經設計為具有起重機吊臂的起重機，組成風力發電廠之組件可藉由該起重機吊臂輸送至使用位置。起重機吊臂較佳地經建 構以可圍繞輔助塔旋轉，若裝置經設計成具有浮筒，則第一浮筒配置於起重機吊臂之樞轉範圍中。
詳言之，輔助塔具有一起重機吊臂，可沿著起重機吊臂移動並裝備有吊車的滑車經提供於該起重機吊臂上，該起重機吊臂尤其較佳經建構以可圍繞輔助塔之縱向軸線旋轉360°。輔助塔因此一方面用來輸送形成風力發電廠之組件的負載至地面上，或在一些情況下，將該等負載輸送至大陸與較佳提供之浮筒之間。另一方面，輔助塔裝備有具有絞車之纜線系統，需要該纜線系統來提舉藉助於吊臂連接至風力發電廠之塔的能量轉換單元(在一些情況下自第二浮筒)。較佳實施例確保待豎立之風力發電廠的待生產之浮動基礎之每一位置可藉由可在起重機吊臂上移動的居中安裝之輔助塔的滑車到達而對任何其他輸送構件沒有需求。
此外，亦根據本發明提議具有一碼頭及浮動附接至該碼頭之裝置的港。在本發明之情況下，港應理解為其中船可停靠的海岸上或河堤上的區域。此港特定地由至少一個港池及至少一個碼頭(換言之，藉由壁強化的堤)組成，在碼頭壁前方的堤足夠深使得船可停泊在碼頭處。若此歸因於本地條件證明係有利的，則港亦可具有閘墩或藉由閘墩部分包圍。在任何情況下，港將以一種方式建構，該方式使得碼頭可對於裝置能自由到達且藉助於根據本發明之裝置完成的風力發電廠可藉助於至少一個拖船拖曳出港並達至其安裝的位置。
港特定地沿著直線碼頭在水邊延伸，碼頭之長度稍微大於待製造的風力發電廠之單一轉子的轉子直徑兩倍。其中單一轉子直徑為200m，碼頭因此將具有超過大致500m之長度的直線設計。港之水深度將以一種方式設定尺寸，該方式使得待生產的風力發電廠可被拖曳出港且有利地至少8至10m，潮汐漲落範圍在合適時必須考慮。
根據本發明之裝置可在港本身中或在鄰近於埠之塢中製造，以個 別部件形式拖曳至港中並在此處安裝。
若當港經設計成具有浮筒時，其具有配置於碼頭上並與配置於第一浮筒上之傳送路徑連通的第二傳送路徑，則港具有有利設計。此允許基礎元件待自港直接輸送至第一浮筒而不需要任何其他輔助。
根據本發明設計之用於豎立風力發電廠的方法在第一步驟中提供運用配置於浮動基礎上之塔創建該浮動基礎，該風力發電廠具有一浮動基礎、配置於該浮動基礎上之一塔及自該塔延伸的兩個吊臂，兩個吊臂各自具有經配置於吊臂之自由端處並具有轉子的能量轉換單元。配置於塔上之至少一個支撐件接著經建構以收納吊臂中之每一者的一個末端，該等吊臂中之每一者在一些情況下可預裝配有能量轉換單元。支撐件(其可暫時安裝在塔上並在其使用之後拆卸或經設計為塔之整體部分)下文亦稱為塔連接器並經特別設計為以鉸接方式將塔連接至吊臂的接合部。接著，吊臂之一端置放於支撐件上且吊臂之另一端定位於塔底座之高度處。當吊臂與充當支座之至少一個支撐件同時樞轉直至到達預定高度為止時，安裝在塔底座之高度處的吊臂中之每一者的另一端經提舉用於豎立發電廠，接著樞轉吊臂之一個末端固定於塔上(亦即牢固地與其連接)，其中錨定裝置係藉助於樞轉吊臂之其他末端之間或能量轉換單元之間的至少一個拉纜線而形成。
吊臂較佳以一種方式來提舉，該方式使得吊臂在每一情況下同步地提舉相同量。歸因於吊臂之經同步提舉，吊臂及能量轉換單元作用於輔助塔上之靜重力矩彼此抵消，以使得輔助塔不一定必須經設計為特別巨大，此係因為幾乎不存在彎矩，而僅僅壓縮力作用於輔助塔上。
若能量轉換單元之轉子開始未安裝在吊臂上，則較佳地其條件是在吊臂已樞轉並緊固至塔且彼此錨定之後轉子附接至能量轉換單元。
基本上，取決於使用的葉片之數目，用於安裝轉子之以下選項出 現：若浮動風力發電廠將裝備有兩個兩葉片轉子，則在提舉吊臂之前將轉子安裝於能量轉換單元上係有利的，兩葉片轉子以一種方式配置，該方式使得轉子之葉片水平地延伸。替代地，兩葉片轉子亦可在吊臂已提舉之後附接至能量轉換單元。
另一方面，若提供三葉片轉子，則轉子與其三葉片較佳經安裝處於水平面中，作為一單元被共同提舉，樞轉90°並附接至已被提舉之能量轉換單元。替代地，經預裝配有三個葉片中之僅兩個的轉子亦可在提舉吊臂之前附接至能量轉換單元，在每一情況下在提舉吊臂之後附接第三葉片。
根據本發明設計的裝置中之一者尤其較佳用於進行本發明之方法。
10:裝置
20:第一浮筒
20a:第一浮筒元件
20b:第二浮筒元件
22:腔室
23:機房/腔室
24:泵
26:傳送路徑
28:吊車
30:第二浮筒
40:輔助塔
41:Scruton螺旋
42:絞車
44:纜線系統
45:托架
46:滑車組
48:起重機吊臂
49:滑車
50:間隔件元件
110:浮動基礎
112:基礎模組
114:浮動主體
115:直升機降落平台
120:塔
122:支撐件
130:吊臂
140:轉子
150:能量轉換單元
160:拉纜線
200:港
210:碼頭
300:拖船
下文參看展示於附圖中之尤其較佳實施方式更詳細地解釋本發明，其中：[圖1]展示在用於豎立具有連接至塔之兩個吊臂的尤其較佳設計浮動風力發電廠的第一生產步驟期間之尤其較佳設計之港，具有轉子之能量轉換單元配置在塔之每一末端上；[圖2]展示在其中基礎差不多完全完成的第二生產步驟期間的先前說明之港。[圖3]展示在浮動主體附接至浮動基礎時在第三生產步驟期間的先前所描述之港；[圖4]展示在將浮動主體連接至基礎之後在第四生產步驟期間的先前所描述之港；[圖5]展示在準備用於連接兩個吊臂至塔中在第五生產步驟期間 的先前所描述之港；[圖6]展示其中吊臂連接至塔之在第六生產步驟期間的先前所描述之港；[圖7]展示在豎立所必需的至輔助纜線之吊臂的連接之後在第七生產步驟期間的先前所描述之港；[圖8]展示在將拉纜線(其經提供用於錨定吊臂)彼此連接之後在第八生產步驟期間的先前所描述之港；[圖9]展示在提舉能量轉換單元期間在第九生產步驟期間的先前所描述之港；[圖10]展示在完全提舉能量轉換單元情況下在第十生產步驟期間的先前所描述之港；[圖11]展示在完成浮動風力發電廠後的先前所描述之港，其中第一浮筒降低；[圖12]展示被拖曳出港的完成之浮動風力發電廠；[圖13]為用於豎立上文展示有連接至塔之兩個吊臂的浮動風力發電廠的尤其較佳組態之裝置之部分截面圖，在該塔之每一末端處，配置具有轉子之能量轉換單元；且[圖14]展示根據另一實施方式之在尤其較佳設計浮動風力發電廠完成後同時系統被拖曳出埠的尤其較佳設計之港。
圖1展示在用於豎立具有連接至塔之兩個吊臂的尤其較佳設計浮動風力發電廠的第一生產步驟期間之尤其較佳設計之港，具有轉子之能量轉換單元配置在塔之每一末端上。
尤其較佳設計之港200較佳地具有鋪設表面，該鋪設表面經特定設計以使得可在其上面駕駛並經建構以用於儲存待製造的風力發電廠之組件。舉例而言，可提供包括通道標記之道路，其調節交通流量，但亦可提供可用於管理港或以防止風力發電廠組件受環境影響方式儲存風力發電廠組件的建築物(圖中未示)。港200沿著直線碼頭210在水邊延伸，碼頭之長度稍微大於待製造的風力發電廠之個別轉子的轉子直徑兩倍。其中單一轉子直徑為200m，碼頭210因此將具有超過大致500m之長度的直線設計。港200之水深度將以一種方式設定尺寸，該方式使得藉助於裝置完成的風力發電廠可在港200中降低並被拖曳出港200。港200之水深度(考慮上面配置完成之風力發電廠的第一浮筒之高度及浮動風力發電廠之吃水)因此有利地為至少10至15m，港200中之潮汐波動亦必須視需要考慮。
在碼頭210的前方及基本上平行於港200之碼頭壁延伸，存在用於豎立一風力發電廠的尤其較佳設計裝置10，該風力發電廠具有一浮動基礎、配置於該浮動基礎上的一塔及自該塔延伸的兩個吊臂，兩個吊臂各自具有經配置於吊臂之自由端上並具有轉子之能量轉換單元。在以下內容中藉由個別較佳生產步驟之解釋使待憑藉裝置豎立的風力發電廠之特定結構清晰。
在任何情況下用於此目的之裝置10具有：一第一浮筒20，其用於固持風力發電廠之浮動基礎；兩個第二浮筒，各自用於固持風力發電廠之能量轉換單元且各自配置於第一浮筒20之相對側；及一輔助塔40，其關於第二浮筒30在中心配置。詳言之，輔助塔40配置於所展示實例中之第一浮筒20上且經特定設計為起重機。為此目的，輔助塔40具有一起重機吊臂48，可沿著該起重機吊臂48移動並裝備有吊車的滑車49經提供於該起重機吊臂48上，該起重機吊臂48尤其較佳經建構以可圍繞輔助塔40之縱向軸線旋轉360°。一方面，輔助塔40因此用來在大陸與浮筒20、30之間輸送形成風力發電廠的組件之負載。另一方面，輔助塔(如 下文將展示)裝備有具有絞車之纜線系統，需要該纜線系統來自第二浮筒提舉藉助於吊臂連接至風力發電廠之塔的能量轉換單元。
輔助塔40居中配置於第一浮筒20上並與第二浮筒30配置於一平面中。詳言之，輔助塔40配置在垂直於碼頭210延伸的第二浮筒元件20b之縱向軸線中。此外，為穩定輔助塔40，Scruton螺旋41至少在部分中提供且減少由圍繞輔助塔40流動之風所引起的塔40之振盪。此對於塔40配置於第一浮筒20上的所說明情況特別有利。
第一浮筒20較佳地具有兩部件設計且基本上遵循待生產用於風力發電廠之浮動基礎之形狀。詳言之，第一浮筒元件20a平行於碼頭210延伸且第二浮筒元件20b垂直於碼頭210延伸，其中第一浮筒元件20a及第二浮筒元件20b(在其製造之後，其亦可在經建構用於豎立風力發電廠的港中實施，且其相對於彼此定位)彼此以一種方式連接，該方式使得此等元件之間的相對移動被防止。
第一浮筒20(更精確地第一浮筒元件20a)憑藉兩個間隔件元件50在自碼頭210垂直地延伸的其兩側中之每一者連接至第二浮筒30中之一者。間隔件元件50係以鉸接方式連接至第一浮筒20及第二浮筒30兩者，接合部具有一自由度且各自經建構以可圍繞自碼頭210垂直延伸之軸線旋轉。此允許第二浮筒30相對於第一浮筒20在高度方面(亦即，在垂直方向上)而非在其相對水平位置中的行動性，例如以適於波浪。此確保面向碼頭210的第一浮筒20及第二浮筒30之側面始終對準且可與碼頭210端接。
第一浮筒20(其經建構以用於固持在生產之後完成的風力發電廠之唯一目的)具有以星形形狀朝向中心連接部會聚的三個傳送路徑26，且三個傳送路徑已證實在風力發電廠之浮動基礎之製造中係有利的。為此目的，形成浮動基礎的個別基礎模組112係在經建構用於此目的之工廠中製造且被輸送至港200。經建構為一起重機之輔助塔40提舉基礎模組112至經建構於第一浮筒20上 之傳送路徑26上，在第一浮筒上個別基礎模組112可經推送至其在滾子輸送器上的預期位置。出於此目的(如在圖1中所展示)，可使用裝備有吊車(載機、跨載機、橡膠輪胎台架(RTG)起重機等)28之滑車。
若待製造的風力發電廠之個別組件係在第一生產步驟中提供，則風力發電廠之浮動基礎在任何情況下必須首先在第二生產步驟中生產。圖2展示在其中基礎110差不多完全完成的第二生產步驟期間的先前說明之港200。基礎110展示由個別基礎元件112製成之特性Y形狀結構，在連接浮動基礎110之個別臂的其中心連接部上，待豎立的風力發電廠之塔120已經憑藉經設計為起重機之輔助塔40而配置。
接著，在圖3中展示之第三生產步驟中，浮動主體114附接至浮動基礎110。為了能夠以一簡單方式實現此，第一浮筒20幾乎完全配置於起重機吊臂48之樞轉範圍內，以使得浮動基礎110之每一位置可藉由以可位移方式建構於起重機吊臂48上的滑車49到達。經設計為輔助塔40的起重機之起重機吊臂48配置於超過浮動基礎110之高度的一高度處，包括配置於浮動基礎110上之浮動本體114及配置於浮動基礎110上的塔120，可旋轉建構於輔助塔40上的起重機吊臂48可因此在豎立之此階段圍繞輔助塔40之軸線無阻旋轉。
此亦適用於在將浮動主體114連接至浮動基礎110之後的圖4中展示的第四生產步驟。除了待附接至配置於浮動基礎110之長臂上之浮動本體114的直升機降落平台115之外，可見待豎立的風力發電廠的塔120之自由端已準備收納吊臂。詳言之，可見在經設計為用於船之降落閘墩的平台上方的塔120之自由端裝備有支撐件122(下文稱為塔連接器)，其經設計為用於待連接至塔120之吊臂之末端的安裝件。詳言之，支撐件122經設計為接合部，以使得吊臂可以鉸接方式連接至塔120。
作為所展示序列之替代方案，亦可以想到浮動基礎110經製造於 不同位置處，經推至水中並經拖曳至所展示之港200。詳言之，可以想像浮動基礎110經製造於第一浮筒20上，在已完成浮動基礎110之後該第一浮筒僅僅連接至第二浮筒30。
待藉由塔120承載的兩個吊臂130(如圖5中展示，在準備用於藉助於塔連接器122將兩個吊臂130連接至塔120之第五生產步驟期間，及在圖6中展示，在第六生產步驟期間，吊臂130藉助於以一種方式置放的塔連接器122連接至塔120，該方式使得憑藉經設計為起重機之輔助塔40，相關吊臂130之一端係在塔120之自由端上或在該自由端處，且在相關吊臂130之另一端上已經預先安裝能量轉換單元150)各自安裝在兩個第二浮筒30中之一者上。將第一浮筒20連接至第二浮筒30之間隔件50(其接合部防止浮筒20、30相對彼此水平位移)確保兩個吊臂130牢固地安裝在兩個第二浮筒30及待豎立的風力發電廠之塔120上。
兩個吊臂130藉助於塔連接器122在其一端處鉸接至塔120或塔120上，以使得其可圍繞基本上水平軸線樞轉且以此方式可升高至多所要程度。為此目的，如圖7中所展示，容納於輔助塔40中之纜線系統44藉助於偏轉滾子(圖中未示)在輔助塔40之上側經導引出輔助塔40且在連接至吊臂130的能量轉換單元150之區中連接至吊臂130。同時，兩個轉子140(其較佳經設計為兩葉片轉子)經提供於預裝配狀態中，且如圖8展示，安裝在能量轉換單元150上。
詳言之，圖8展示配置於纜線系統44上之托架45的詳細視圖(A)，該托架可滑動地安裝在纜線系統44上且在假設纜線系統44上之相對固定位置時該托架可與纜線系統一起牢固地連接至彼處。在托架45上，拉纜線160經提供於輔助塔40之兩側以用於提供於吊臂130之兩個能量轉換單元150之間的錨定，拉纜線(如下文展示)在吊臂130經提舉於輔助塔40之區中且彼此連接時結合在一起。
在其他拉纜線160(拉纜線160需要用於錨定風力發電廠之組件且 將不僅將能量轉換單元50彼此連接而且以穩定方式連接至浮動基礎110之該等臂中之兩者)作為預備措施亦連接至此等組件之後，吊臂130以及附接至其之包括轉子140能量轉換單元150在圍繞在塔120上或藉由塔120形成之軸線樞轉時自第二浮筒30提舉。
替代地，如上文所提及，亦有可能提舉吊臂130而轉子140不附接至其。然而，出於此原因，在吊臂130已升高之後，轉子140將必須藉助於一另外起重機(圖中未示)提舉並附接至能量轉換單元150。
圖9展示經提舉稍微高於水平的吊臂130。先前，纜線系統44上之托架45在塔45之方向上拉動更近並固定於纜線系統44上(參見詳細視圖(A))，以使得當吊臂130被提舉時托架45經進一步拉動在一起並鄰近於彼此而出現(如在圖10中展示)。自配置於輔助塔40上的工作平台(其自詳細視圖(A)可見)，在能量轉換單元150之區中附接的拉纜線160的末端彼此連接，以使得能量轉換單元150藉由塔120支撐並藉由拉纜線160相互支撐。其他拉纜線160亦經預拉至特定量，以使得風力發電廠100之錨定接納預定預拉總量。詳言之，拉纜線160經預拉至此以下程度，在待假定的每一負載情況中，拉纜線160中無一者經緩解至其將完全損耗其預拉的此程度。出於清晰之原因未展示為用於設定拉纜線160之預拉的此目的所需要之張緊及測量裝置。
在完成浮動風力發電廠100且必要時檢查個別組件後，到達圖10中展示的狀態，其中根據先前步驟完成的浮動風力發電廠100現在完全承載於第一浮筒20上。
為遞送浮動風力發電廠100，第一浮筒20經灌滿以使得第一浮筒20及浮動風力發電廠100共同降低直至如圖11中所展示之浮動風力發電廠100在而沒有第一浮筒20支撐情況下獨立浮動為止。浮動風力發電廠100接著可如圖12展示藉助於拖船300拖曳出港200並拖曳至安裝部位。
第二浮筒30(其以鉸接方式連接至第一浮筒20)保持在水表面上並使灌滿之第一浮筒20穩定於兩側。歸因於第二浮筒30至第一浮筒20的剛性連接，第二浮筒30在第一浮筒20之方向上水平地偏移。在第一浮筒20已清空之後，其再出現在水表面處，第二浮筒30沿著碼頭210經移位至其起始位置。
圖13展示用於豎立上文展示有連接至塔120之兩個吊臂130的浮動風力發電廠100的尤其較佳組態之裝置10之部分截面圖，在該塔之每一末端處，配置具有轉子140之能量轉換單元150。裝置10具有用於固持浮動風力發電廠100(或在其全部生產之後浮動風力發電廠100)之浮動基礎110的第一浮筒20，在第一浮筒之每一側配置第二浮筒30，第二浮筒經建構以用於(暫時)固持風力發電廠100之連接至吊臂130的能量轉換單元150。
如上所解釋，第一浮筒20可由兩個浮筒元件20a、20b形成。第二浮筒30配置於第一浮筒20之每一側且憑藉兩個間隔件元件50連接至第一浮筒20。間隔件元件50係以鉸接方式連接至第一浮筒20及第二浮筒30兩者，接合部具有自由度且各自經建構以可圍繞水平延伸軸線旋轉。此允許第二浮筒30相對於第一浮筒20在高度方面(亦即，在垂直方向上)而非在其相對水平位置中的行動性，例如以適於波浪。此確保第一浮筒20及第二浮筒30之端面始終對準。
第一浮筒20經特定設計具有複數個腔室22，該複數個腔室可藉助於至少一個泵24以水灌滿以用於產生所要浮性或亦藉助於泵24清空。泵24較佳地(如詳細視圖(A)展示)配置於經建構以永久乾燥的特別設計腔室23中。
在第一浮筒20的表面上，呈星形形狀配置的三個傳送路徑26經提供用於輸送形成浮動基礎110之基礎模組112。此等傳送路徑26經特定設計為滾子輸送器或為具有可在其上移動並固持基礎模組112的滑車之軌道系統。
在第一浮筒20上，存在經配置於第二浮筒30之中心的輔助塔40，該輔助塔在輔助塔40之基礎中(亦即在第一浮筒20中)具有用於在輔助塔40內導 引以用於自第二浮筒30提舉能量轉換單元150的纜線系統44的絞車42，該等能量轉換單元藉助於吊臂130連接至風力發電廠100之塔120。絞車42以及泵24經配置在形成為經配置於第一浮筒20中之機房23的空間中，該空間可自輔助塔40或自第一浮筒20之表面到達且組合機械組件及電氣組件。機房23不同於腔室22，原因在於機房23並不灌滿且將儘可能保持乾燥。替代地，絞車42及泵24以及其他機械及電氣組件亦可配置於塔40本身中。
與絞車42連通之滑車組46經提供於輔助塔40中。滑車組46具有經建構以可沿著輔助塔40之縱向軸線移位且連接至用於提舉藉助於吊臂130連接至風力發電廠100之塔120之能量轉換單元150的纜線系統44的區塊。詳言之，以可位移方式建構之區塊藉助於吊車(圖中未示)以可位移方式建構。此設計允許力自絞車42充分傳輸至纜線系統44以用於提舉吊臂130，其中並不是纜線系統44本身而是纜線儲存於絞車42上並在縮短的滑車組46中導引，其中纜線系統44(其連接於滑車組46之區塊的一側及吊臂130之另一側)可拉伸至輔助塔40中。
輔助塔40亦經設計為具有起重機吊臂48的起重機，起重機吊臂48經建構以可圍繞輔助塔40旋轉。提供於起重機吊臂48上的係可沿著起重機吊臂48移動並具有用於提舉待製造之風力發電廠100的組件之吊車的滑車49。詳言之，在輔助塔40之一側的起重機吊臂48之長度經設定尺寸使得第一浮筒20配置於起重機吊臂48之樞轉範圍中。因此，風力發電廠100之所有組件可憑藉起重機置放於浮筒20、30上所需要位置。
第二浮筒30可裝備有適於藉由第二浮筒30固持的風力發電廠100之能量轉換單元150之外部形狀的擱置平台。
最終，圖14展示尤其較佳經建構港200之替代實施例，其基本上具有前述實施方式之性質，但與此相反，在無浮筒情況下完成。出於此原因，其條件是輔助塔40配置於港區域200上(換言之，大陸上)。因此，在輔助塔40與碼 頭210之間，將提供一區域(其較佳地具有滑道)，待豎立的浮動風力發電廠100在該區域上，該浮動風力發電廠可經豎立並經推至水中。為此目的，碼頭210之壁(如可容易自圖14看見)在輔助塔40之區中降低。
10:裝置
20:第一浮筒
20a:第一浮筒元件
20b:第二浮筒元件
26:傳送路徑
28:吊車
30:第二浮筒
40:輔助塔
41:Scruton螺旋
48:起重機吊臂
49:滑車
50:間隔件元件
112:基礎模組
200:港
210:碼頭

Claims (26)

  1. 一種用以豎立一風力發電廠(100)之裝置(10)，該風力發電廠包含：一浮動基礎(110)；一塔(120)，其配置於該浮動基礎(110)上；及兩個吊臂(130)，其自該塔(120)延伸，各自具有配置在一吊臂(130)之自由端並具有一轉子(140)的一能量轉換單元(150)，其特徵在於一輔助塔(40)，其包含連接至一絞車(42)以用於提舉藉助於該等吊臂(130)連接至該風力發電廠(100)之該塔(120)之該等能量轉換單元(150)的一纜線系統(44)。
  2. 如請求項1之裝置(10)，其中一滑道鄰近於該輔助塔(40)配置並固持該浮動基礎(110)。
  3. 如請求項1之裝置(10)，其中一第一浮筒(20)用於固持該浮動基礎(110)，兩個第二浮筒(30)各自用於固持一能量轉換單元(150)，該等第二浮筒(30)配置於該第一浮筒(20)之相對側，且該輔助塔(40)相對於該等第二浮筒(30)居中配置。
  4. 如請求項3之裝置(10)，其中間隔件(50)將該第一浮筒(20)連接至該第二浮筒(30)。
  5. 如請求項4之裝置(10)，其中該等間隔件(50)以一鉸接方式連接至該第一浮筒(20)及該第二浮筒(30)兩者。
  6. 如請求項4及5中任一項之裝置(10)，其中形成於該等浮筒(20、30)與該間隔件(50)之間的接合部具有一自由度且經建構以可圍繞配置於該等浮筒(20、30)的平面中之一軸線旋轉。
  7. 如請求項3至5中任一項之裝置(10)，其中該第一浮筒(20)由複數個互連浮筒元件(20a、20b)形成。
  8. 如請求項3至5中任一項之裝置(10)，其中該第一浮筒(20)具有複數個腔室(22)，至少一個泵(24)經提供用於灌滿及排空該等腔室(22)中之至少一者。
  9. 如請求項3至5中任一項之裝置(10)，其中該第一浮筒(20)具有用於輸送形成該浮動基礎(110)之基礎模組(112)的至少一個傳送路徑(26)。
  10. 如請求項9之裝置(10)，其中三個星形的傳送路徑(26)朝向一中心連接部匯聚。
  11. 如請求項3至5中任一項之裝置(10)，其中該第一浮筒(20)具有至少部分環繞該輔助塔(40)之一凹槽，該第一浮筒(20)以可位移方式沿著該輔助塔(40)之該縱向軸線配置。
  12. 如請求項3至5中任一項之裝置(10)，其中該輔助塔(40)配置於該第一浮筒(20)上。
  13. 如請求項12之裝置(10)，其中該絞車(42)配置於藉由該第一浮筒(20)形成的該輔助塔(40)之該基礎中。
  14. 如請求項1至4中任一項之裝置(10)，其中一滑車組(46)配置在該輔助塔(40)中並與該絞車(42)連通。
  15. 如請求項14之裝置(10)，其中該滑車組(46)具有沿著該輔助塔(40)之該縱向軸線以可位移方式建構並連接至該纜線系統(44)以用於提舉藉助於該等吊臂(130)連接至該風力發電廠(100)之該塔(120)之該等能量轉換單元(150)的一區塊。
  16. 如請求項15之裝置(10)，其中該以可位移方式建構之區塊藉助於一吊車以可位移方式而建構。
  17. 如請求項1至4中任一項之裝置(10)，其中該輔助塔(40)經設計為具有一起重機吊臂(48)之一起重機。
  18. 如請求項17之裝置(10)，其中該起重機吊臂(48)經建構以可圍繞該輔助塔(40)旋轉。
  19. 如請求項3至5中任一項之裝置(10)，其中該第一浮筒(20)經配置於該起重機吊臂(48)的樞轉範圍中。
  20. 一種港(200)，其具有一碼頭(210)及如請求項1至19中任一項之以一浮動方式附接至該碼頭(210)的裝置(10)。
  21. 如請求項20之港(200)，其包含如請求項9之裝置(10)，其中一第二傳送路徑配置於該碼頭(210)上並與配置於該第一浮筒(20)上之該傳送路徑(26)連通。
  22. 一種用以豎立一風力發電廠(100)之方法，該風力發電廠具有：一浮動基礎(110)；一塔(120)，其配置於該浮動基礎(110)上；及兩個吊臂(130)，其自該塔(120)延伸，各自具有配置在一吊臂(130)之自由端的一能量轉換單元(150)，其特徵為以下步驟：生產一浮動基礎(110)，其中一塔(120)配置於其上；設置配置於該塔(120)上之至少一個支撐件(122)用於容納可連接至一能量轉換單元(150)的該等吊臂(130)中之每一者的一個末端；配置該等吊臂(130)中之每一者的一個末端於該支撐件(122)上及將其他吊臂(130)中之每一者的該一個末端配置於塔底座之高度處；當該等吊臂(130)與充當一支座之該至少一個支撐件(122)同時樞轉時，提舉安裝於該塔底座之該高度處的該等吊臂(130)中之每一者的另一端直至到達一預定高度為止；固定該等樞轉吊臂(130)之一末端於該塔(120)上；及在該等樞轉吊臂(130)之其他末端之間或在該等能量轉換單元(150)之間 藉助於至少一個拉纜線(160)形成一錨定。
  23. 如請求項22之方法，其中其包含另一步驟：附接一轉子(140)至該等能量轉換單元(150)中之每一者。
  24. 如請求項23之方法，其中該等轉子(140)至該等能量轉換單元(150)的該附接發生在該等吊臂(130)提舉之前。
  25. 如請求項22至24中任一項之方法，其中該等吊臂(130)同時提舉相同量。
  26. 如請求項22至24中任一項之方法，其中該支撐件(122)經設計為一接合部。
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