[发明专利]用于风力机的基座

说明书

本发明涉及一种用于风力机的基座，所述基座具有用于支撑风力机塔架的圆形或多边形的支座以及从所述支座径向向外突出的多个肋，其中，所述支座在竖直方向上分成基环部段和转接环部段，所述基环部段分成多个周边部段，并且由预制混凝土元件构成，并且所述转接环部段同样由预制混凝土元件构成。

技术领域

本发明涉及一种用于风力机的基座，该基座具有用于支撑风力机塔架的圆形或多边形的支座以及从该支座径向向外突出的多个肋。

本发明还涉及一种风力涡轮机，其具有包括转子的风力机塔架，其中该风力机塔架被安装在基座上。

背景技术

WO 2004/101898 A2中公开了前述类型的风力机基座。如其中所述，用于生产陆上风能设备的基座的人工和管理工作量很大，并且生产非常耗时。鉴于现代风力涡轮机的尺寸增加，基座承受非常高的载荷并且必须相应地设定尺寸。现代风力涡轮机具有高度高达150m的塔架，并且产生高达6MW的功率。在大多数情况下，风力涡轮机的塔架或桅杆由钢筋混凝土构成，并使用预制混凝土元件构造。风力机塔架也可以替代地由钢结构形成。

迄今为止，用于风能设备的基座基本上通过如下方式产生，即：挖掘基坑，放置粒状下部结构，建造基座元件，执行必要的模板工程和加固工程，并且随后，用现浇混凝土来填充基坑，其中混凝土通过混凝土搅拌运输车作为预拌混凝土被运输到工作现场，并被倒入到基坑中。中央基座元件通常具有中空的圆柱形构型，并且通常是预制的并作为单个单元运输到相应的组装地点。

使用现浇混凝土来产生风力机基座与许多缺点相关联。在施工现场处规划生产活动所需的物流是复杂的，并且与模板和加固结构的建造以及运输和浇注混凝土相关联的施工现场处的操作是耗时且昂贵的。考虑到大型基座可能需要高达1000m³的混凝土的事实，情况尤其是如此。

为了改进构建基座的过程，WO 2004/101898 A2已提出了使用预制混凝土元件来构建基座。这样的混凝土元件在预制设施中生产并被运输到工作现场，在那里它们使用起重机来移动就位，并且随后连接到彼此。因此，可以相当大地减少在工作现场处的构建操作的时间。当连接到彼此时，这些预制混凝土元件形成具有中心基部和分别从该基部径向向外突出的多个肋的基座。每个预制混凝土元件形成这些肋中的一个和支座的相关联的周边部段。该支座的周边部段借助于螺纹法兰连接到彼此。如WO 2004/101898 A2中所述，预制混凝土元件可以用钢来加固。在基座构成后，风力机的塔架或桅杆被建造在该支座上，并借助于锚定螺栓紧固到该支座。

使用预制混凝土元件允许在受控环境中生产这些元件，使得可以改善硬化混凝土的质量。从财务角度来看，预制设施中所使用的模具可以在必须更换它们之前重复使用多次，使得该模具和模板的单位成本相应地低于使用现浇混凝土的生产的单位成本，该现浇混凝土总是需要专门构建的模板。模板当然可以多次使用，但必须从一个地方运输到另一个地方并相应地进行清洁。

风力涡轮机承受必须由基座吸收的特定类型的载荷和应力。风本身以不可预测和可变的方式起作用。另一方面，随着设备变得越来越大，由振动和共振引起的动态载荷分量作用在结构上。此外，由于存在倾覆力矩，具有100米和更高的高度的塔架也向基座传递相当大的偏心载荷。基座的混凝土必须承受在压缩区域中发生的压缩，并且混凝土的加固结构必须吸收基座的相对部分中的膨胀力，这是因为混凝土本身的抗张强度相对较低。由预制钢筋混凝土元件制成的基座具有如下优点，即：混凝土的性能和质量以及生产的质量较高，特别是后续和固化过程的质量较高，使得裂缝形成的风险较低，并且对动态和静态载荷的回弹性较高。

通常，优选将风力机的塔架或桅杆直接安装在基座上。然而，塔架到基座的固定不是标准化的，而是必须适应相应风力机构造的具体情况。因此，风力机在它们的尺寸和塔架的设计上、在塔架的材料（钢或混凝土）以及它们被固定的方式（例如，锚定螺栓或拉线装配）上都有所不同。因此，基座必须与情况相匹配。对于预制混凝土部分的基座，这是不利的，因为这种基座的标准化成批生产是不可能的。