JP2005506488A - 電流バスを有する風力エネルギープラント - Google Patents

電流バスを有する風力エネルギープラント Download PDF

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Abstract

本発明はいくつかのタワーセグメントで形成されたタワー、タワーの頭部に箇所に設置された発電機、タワーの基部に場所に配置されるパワーモジュールおよび、発電機からの電流をパワーモジュールに搬送するための電流搬送手段を備える、交流電流発電機用風力エネルギープラントに関する。組み立てを迅速かつ容易にして風力エネルギープラントを安価にするため、電流搬送手段をタワーセグメントにセグメントの形態で前もって装着する。

Description

【０００１】
この発明は、タワー構成される数個のタワー部品、タワーの頭部に配置される発電機、タワーの基部の箇所に設置される電力モジュールおよびに発電機から電力モジュールに電流を伝える電流搬送手段を有する風力エネルギープラントに関する。
【０００２】
変圧器のごとき電気的ユニット、制御ボックス、追加的な整流器、中間電圧のプラント、低電圧分配器などを含む風力エネルギープラントの電力モジュールは、公知の風力エネルギープラントの場合のごとく、発電機より下方の位置に設置され、一般的には、風力エネルギープラントのタワーの基部に設置される。殆どの場合、このモジュールのために、あるいはこれらのモジュールのいくつかのために、風力エネルギープラント外部の小さい建物が備えられる。タワーの頭部のゴンドラ内に設置された発電機で生じた電気エネルギーをパワーモジュールに搬送するための電流搬送手段は、殆どの場合、ケーブルがタワー内を通過する。これらのケーブルは、タワーが組み立てられた後にタワー内に導入される。これは、別の工事工程でタワーの高さ全体にわたってケーブルを通さなくてはならないのでコストのかかる工事である。更に、この工事期間は、従来のタワーの設置期間とは別である。
【０００３】
この発明は、より容易に建設でき、それ故、安価かつ短期に建設できる風力エネルギープラントを提供するための課題に関する。
【０００４】
この課題は、電流搬送手段がタワーのセグメント内に分割して予め装着されるこの発明によって解決される。
【０００５】
電流搬送手段のセグメントは、その結果、予め作成され、そして好ましくは、個々のタワーのセグメントが組み立てられる前に、そのタワーのセグメント内に装着される。発電機とパワーモジュールとを相互に接続するために、タワーの完成後に、タワー内でケーブルを引っ張るといった労力のいる作業を行う必要性から開放される。この発明による方策によれば、あらゆる種類で技術的に不利になるといったトレードオフを招くことなく、風力エネルギープラントの全体の建設時間が短縮され、組み立てコストが低減される。
【０００６】
この発明に基づく風力エネルギープラントの有利な実施例は、独立請求項で要求される。電流搬送手段のセグメント化は、それぞれの部位にある適切なタワーセグメントに確実に取り付できるので望ましく、特に、直立状態で最上部の部位にあるタワーセグメントに対して有利である。タワーセグメントへのこの取り付けは、好ましくはタワーの起工前に行え、そのため、電流搬送手段のセグメントを含むタワーのセグメントは、予め製作できる。電流搬送手段のセグメントは、タワーに対してただ一つの箇所にて強固に取り付けできるので、タワーセグメントの内壁にてある制限内で可動にすれば、それを、次のタワーセグメントの電流搬送手段の次のセグメントに接続する際に、更に容易にかつ高い信頼性で調節できる。
【０００７】
さらにタワーセグメント内に電流搬送手段のセグメントの取り付けのために、タワーの内壁上に、いずれかのケースに対し、追加的な固定用エレメントを備えることもでき、それを用いて、電流搬送手段のセグメントは、可能な限りに固定するために、タワーの起工の前に、あるいはその後に、しっかりと保持される。
【０００８】
電流搬送手段がケーブルとして設計されるなら、タワーセグメント内のケーブルセクションの長さは、フランジ、またはタワー内壁から保護する部品を用いて接続するために、測長され、それにより、これらの箇所での接続は、なんら問題なく可能である。
【０００９】
もし、電流搬送手段として電流バス(母線)が用いられたなら、タワー内壁から突き出した部分を乗り越えて接続するために、および/または電流バスセグメントに接続するために、好ましくはフレキシブルな接続用バスが提供される。電流バスのセグメントが互いに直接合致しないなら、あるいはもし、電流バスセグメント間でギャップまたは他の妨害(例えばタワーバスセグメント上のフランジ)を乗り越えなくてはないないなら、これらのフレキシブルなバスは、電流接続バスに接続するために、タワー完成後に用いられる。
【００１０】
保守要員が内部空間を通じてタワーを登る時に、彼が電流バスと接触するのを保護するために、および、一方で電気的絶縁を確実にし、他方で電流搬送手段の損傷から保護するために、保護性シート、特にガードプレート(タワー内壁にしっかりと固定され、電流搬送手段が接触しないように保護する)が別の実施例にて備えられる。この保護性シートも、電流搬送手段のごとく、個々のセグメントに分割でき、同様に、タワーセグメント上に前もって装着できる。風力エネルギープラントの建築で時間の短縮および簡略化はこれによって達成される。この発明は、図面を用いて以下、より詳細に示される。
【００１１】
図１に概略的に示した、この発明に基づく風力エネルギープラント１は、基部３を有するタワー２、タワーの頭部にて回転可能に位置するゴンドラ４、および、タワーの基礎の領域、例えば別個の建物内に設置されたパワーモジュール７を有する。いくつかのローターブレード５を有するローター(水平軸に関して回転)および発電機６はゴンドラ４内に設置される。ローターブレード５に作用した風力がローターを回転させ、発電機６を駆動して電気的エネルギーを発生する。
【００１２】
発電機６で生じたエネルギーを、電流を処理するためのトランスまたは追加的な整流器のような多数の電気的ユニットを有する、パワーモジュール７へ搬送するために、固定用エレメント１０を用いてタワー２の側壁の内部空間８内に電流バス、好ましくは２本の電流バスを備える。これらのバスは電気的に導体で、ケーブル１１を通じて発電機に接続され、また、接続用ライン１２(好ましくは基部３および地下を通じて設置)を介してパワーモジュール７に接続される。
【００１３】
電流バス９は硬質であり、好ましくは電流バスセグメントからなり、例として図２により詳細に示している。好ましくはタワー２が構成される二つのタワーセグメント２１および２２は、そこに示される。このようなタワーセグメント２１および２２は、例えば、鉄製であり、コンクリートであってもよい。
【００１４】
これらの二つのタワーセグメント２１および２２は、あらかじめ製作され、風力エネルギープラントの場所にて、タワー内に組み込まれる。組み立て時間を減じ、および作業を簡略化して、風力エネルギープラントの全体コストを低減するために、電流バスセグメント９１および９２は、タワー２の起工前に、好ましくは個々のタワーセグメント２１および２２の適した位置に強固に取り付けておく。好ましくは、電流バスセグメント９１および９２の取り付けは、固定用エレメント１０を用いて、対応するタワーセグメント２１および２２の上部の箇所のみに対して行い、電流バスセグメント９１および９２の残りの部分は、ある程度、可動にされ、次のバスセグメントとの接続を容易にする。タワー２と電流バス９１および９２との間で相対的に可動としたこの構成により、例えば膨張係数の差の結果も相殺できる。しかし、電流バスセグメント９１および９２の全長にわたってガイドする他の固定用エレメント１４を備えることもできる。このために、固定用エレメント１４内の電流バスセグメント９１および９２のための開口の断面を、電流バスセグメント９１および９２自身の断面よりも大きくする。固定用エレメント１４内での電流バスセグメント９１および９２の相対的な移動は、そのようにして可能にされ、同時に、電流バス９１および９２は、それらの移動許容内でガイドされ、拘束される。
【００１５】
電流バスセグメント９１および９２を、タワーセグメント２１および２２の底部と上部に位置するフランジ２１１および２１２のような、内部空間に突出している接続用部品にて接続するために、絶縁されたフレキシブルな接続用バス１３が用いられる。その接続用バス１３の形状は、二つの電流バスセグメント９１おび９２に取り付けられる時に手によって変形できる。例えば温度変化に起因する材質の膨張および収縮もこれらの接続用バス１３により相殺できる。
【００１６】
図３は、２本の平行な電流バスセグメント９１１および９１２の斜視図を示す。これらは、ねじ１５により固定用エレメント１４に強固にねじ固定される。この場合、電流バスセグメント９１１および９１２を固定用エレメント１４から絶縁するために、絶縁手段が備えられる。これとは別に、当然、固定用エレメント１４自体が絶縁材で形成されてもよい。その固定用エレメント１４自体はタワーセグメントの内壁に強固にねじ止めされる。
【００１７】
風力エネルギープラントの運転時に電流バス９１１６および９１２との接触を保護するため、保護プレート１６が別途備えられる。これは、電流バスセグメント９１１および９１２のように、タワー２の起工前に個々のタワーセグメント内へ前もって組み込みできる。例えば硬質ゴムからなるガイドレール１７を用いて、この保護性絶縁体は一方で固定され、他方で、タワーセグメントから絶縁される。しかしながら、保護プレート１６を固定するために、ここでは図示しないが、さらにべつの手段が備えられてもよい。
【００１８】
更に、保護性絶縁体として備えられたこれらの保護プレート１６内に、および／またはその上に電気的なソケットなどのような他のデバイスを位置させることも可能であり、その結果、これらも簡単な方法で前もって組み込むことができる。また、これらのデバイスを保護性絶縁体１６内へ組み込むことは、特に、タワー内壁上に露出物の設置を回避でき、たとえば、タワー建築中にまたは建設後に対象物の設置時の危険発生を減じる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に基づく風力エネルギープラントを示す図
【図２】二つのタワーセグメントからなる風力エネルギープラントの断面図
【図３】この発明に基づいて備えられた電流バスの斜視図
【符号の説明】
【００２０】
１ 風力エネルギープラント
２ タワー
３ 基部
４ ゴンドラ
５ ローターブレード
６ 発電機
７ パワーモジュール
９ 電流バス
１０ 固定用エレメント
１１ ケーブル
１２ 接続用ライン
２１ タワーセグメント
２２ タワーセグメント
９１ 電流バスセグメント
９２ 電流バスセグメント

Claims (7)

  1. いくつかのタワーセグメントで形成されるタワーを備え、タワーの頭部に箇所に設置された発電機、タワーの基部の場所に配置されるパワーモジュールおよび、発電機からの電流をパワーモジュールに搬送するための電流搬送手段を備える風力エネルギープラントにおいて、
    前記電流搬送手段はセグメント化した形態でタワーセグメント内に前もって装着される風力エネルギープラント。
  2. 前記電流搬送手段は、固定用エレメントでタワーセグメントに固定される請求項１記載の風力エネルギープラント。
  3. 前記電流搬送手段は、接触しないように、カバー、特にカバープレートにより保護される請求項１〜２のいずれかに記載の風力エネルギープラント。
  4. 前記電流搬送手段のセグメントは、対応するパワーセグメントの一つの位置にて、強固に固定され、好ましくは、直立状態で最上部の位置に固定される請求項１〜３のいずれかに記載の風力エネルギープラント。
  5. 前記電流搬送手段が、ケーブルとして構築される請求項１〜４のいずれかに記載の風力エネルギープラント。
  6. 前記電流搬送手段が、バスとして構築される請求項１〜４のいずれかに記載の風力エネルギープラント。
  7. タワー内壁から突出した部分を乗り越えるために、および／または電流バスセグメントに接続するために、フレキシブルな接続用バスを備える請求項６に記載の風力エネルギープラント。
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