[发明专利]用于风力机的基座

说明书

在用于风力机的基座中，该基座包括用于支撑风力机塔的圆形或者多边形底座以及从该底座径向向外辐射的多个肋部，其中，该底座被划分为多个周向区段，其中，周向区段和肋部的每一个与彼此整体形成或者其每一个被形成为预制混凝土元件，其中，该预制混凝土元件由包括被嵌入到所述预制混凝土元件中的第一加强结构、特别是加强筋的加强混凝土制成，在预制混凝土元件从底座向外辐射的区段中，相邻的预制混凝土元件在周向方向上彼此隔开，并且两个相邻的预制混凝土元件之间的间隙的每一个由桥接板桥接。

技术领域

本发明涉及一种用于风力机的基座，该基座包括用于支撑风力机塔的圆形或者多边形底座以及从底座径向向外辐射的多个肋部，其中，底座被划分成多个周向区段，其中，周向区段和肋部的每一个与彼此整体形成或者其每一个被形成为预制混凝土元件，其中，预制混凝土元件由包括嵌入至预制混凝土元件中的第一加强结构、特别是加强筋的加强混凝土制成。

另外，本发明涉及一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括桅杆和安装在桅杆上的转子，其中，桅杆被安装到基座上。

背景技术

在WO 2004/101898 A2中公开了最初限定的类型的风力机基座。如本文中描述的，岸上风力发电装置的基座的制造需要繁重的人工和管理工作并且非常耗时。考虑到现代风力涡轮机的增加的尺寸，基座经受非常高的负载并且需要被相应地设计尺寸。如今，风力涡轮机具有高达150 m 的高度的塔并且发电高达6 MW。在大多数情况中，风力涡轮机的塔或桅杆由加强混凝土制成并且通过使用预制混凝土元件来建造。

迄今为止，用于风力发电装置的基座基本上通过如下操作来制造：挖出坑道，引入颗粒状底基层，安装基座部件，执行必要的模架和加强工作并且然后用混凝土填充坑道，其中，混凝土借助于预拌混凝土卡车运输至工作地点并且被倾倒到坑道中。基座部件通常具有中空柱形构造并且通常是预制的并且作为整体被运输至相应的组装位置。

通过现场铸造混凝土来制造风力机基座具有多个缺点。其需要复杂的物流来规划现场制造活动，并且其涉及在工作地点处的耗时且昂贵的操作，诸如，建造模架和加强结构以及运输混凝土和铸造混凝土。考虑到对于大型基座可能需要多达1.000 m³的混凝土，则特别如此。

为了改进建造基座的过程，在WO 2004/101898 A2中已经提出了通过使用预制混凝土元件来建造基座。这样的混凝土元件在预制厂中被制造并且被运输至工作地点，在这里，通过使用吊车将其放置就位并且然后使其彼此连接。以此方式，在工作地点处的建造操作的持续时间可以显著地减少。在连接至彼此时，预制混凝土元件形成基座，该基座包括中心底座和从底座径向向外辐射的多个肋部。每个预制混凝土元件形成肋部以及底座的相关联的周向区段中的一个。底座的周向区段通过螺纹凸缘连接至彼此。如在WO 2004/101898A2中描述的，预制混凝土元件可以是钢加强的。在已经建造基座之后，风力机的塔或桅杆安装在底座上并且通过使用锚固螺栓将其固定至底座。

通过使用预制混凝土元件，能够在受控环境中制造这些元件，以便使得给混凝土提供由工厂员工适当地固化和紧密地监测的机会。由于在预制厂中比在施工场地上对材料的质量和工艺有着更大的控制，所以能够提高硬化混凝土的质量。在经济上，在预制厂中使用的模架在其需要被更换之前可以重复使用多次，这允许每个单元的模架的成本低于现场铸造生产的成本。

风力涡轮机经受特定性质的负载和应力，这些负载和应力必须由基座承受。一方面，风本身以不可预测且变化的方式作用。另一方面，由于设施变大，所以动态负载部件由于振动和共振而作用在结构上。另外，由于产生大量倾覆力矩，所以100米及以上的塔高将主要偏心负载转移至基座。如果塔暴露于弯曲力矩，则基座的混凝土必须抵抗在压缩区中产生的压缩并且混凝土的加强结构必须承受在基座的相对部分中的张力，因为混凝土本身具有相对低的抗张强度。

由预制加强混凝土元件制成的基座具有如下优点：混凝土的性能和质量更高，以便使得形成裂纹的风险减小并且抵抗动态和静态负载的能力更好。然而，缺点在于，预制混凝土元件必须不超过特定尺寸以便使得其可以从预制厂被运输至工作地点。