用于制造风力涡轮机的方法、风力涡轮机的塔架和风力涡轮机与流程

1.本发明涉及用于制造风力涡轮机的方法、风力涡轮机的塔架和风力涡轮机。


背景技术：

2.在风力涡轮机中，使用发电机将风的动能转换成电能。发电机被设置在风力涡轮机的塔架的顶部处的机舱中。电能从发电机通过高电压线缆被引导到过渡件中的开关装置（switch gear）。
3.风力涡轮机通常通过将风力涡轮机的塔架竖立在过渡件上来组装，该过渡件被连接到风力涡轮机的地基，例如单桩。包括高电压线缆的塔架被运输到集风场地并且在那被竖立在过渡件上。在运输期间高电压线缆被存储在塔架中。其包括塔架本身的长度和过渡件内的电连接所必须的附加（自由）长度。附加长度取决于在塔架的下端和过渡件中的开关装置之间的距离。随着过渡件的高度保持增加，例如“超延伸过渡件”能够具有40米或更大的高度，通常在塔架的下端和过渡件中的开关装置之间的距离也在增加。因此，在将塔架竖立在过渡件上之前，需要在塔架中存储过渡件内的电连接所需的高电压线缆的增加的附加长度。


技术实现要素：

4.本发明的一个目标是提供用于制造风力涡轮机的改进的方法、风力涡轮机的改进的塔架和改进的风力涡轮机。
5.因此，提出了一种用于制造风力涡轮机的方法。风力涡轮机包括被构造成将风力涡轮机的发电机与风力涡轮机的开关装置连接的高电压线缆。该方法包括以下步骤：a）在风力涡轮机的塔架内部将高电压线缆从塔架的上部部分引导到塔架的下部部分，以及b）在塔架的下部部分处使得高电压线缆再次向上返回。
6.在塔架的下部部分处使得高电压线缆再次向上返回简化了高电压线缆的附加长度在塔架内部的存储。高电压线缆的附加长度是与开关装置连接所必要的长度。开关装置例如被设置在风力涡轮机的过渡件内。过渡件例如被安装在风力涡轮机的地基的顶部上。
7.此外，在塔架的下部部分处使得高电压线缆再次向上返回允许更好地朝向开关装置降低高电压线缆的附加长度。例如，其允许以受控方式向开关装置降低高电压线缆。
8.通过具有使得在塔架的下部部分处的高电压线缆再次向上返回的步骤，高电压线缆的更长的附加长度能够被存储在塔架内，例如在通过自升式船舶运输到集风场地期间。例如，大于2米、大于5米、大于10米和/或大于20米的高电压线缆的附加长度能够被存储在塔架内。因此，能够制造在塔架的下端和开关装置之间具有更大距离的风力涡轮机。具体地，能够制造具有更大过渡件的风力涡轮机。例如，能够制造具有大约40米的高度的“超延伸过渡件”的风力涡轮机。
9.风力涡轮机是将风的动能转换成电能的设备。风力涡轮机例如包括：转子，其具有一个或更多个叶片；包括发电机的机舱；以及塔架，该塔架在其顶端处保持机舱。风力涡轮机的塔架可以经由过渡件被连接到风力涡轮机的地基，诸如海床中的单桩。
10.高电压线缆将由风力涡轮机生成的电能传输到开关装置。高电压线缆具体地以一个连续（单件）长度连接发电机和开关装置。高电压线缆例如具有每米10 kg或更大的重量。高电压线缆例如传输具有例如66 kv的电压范围的电能。
11.方法包括在风力涡轮机的塔架内部将高电压线缆从塔架的上部部分引导到塔架的下部部分的步骤a）。具体地，高电压线缆的第一部分从塔架的上部部分被引导到塔架的下部部分。塔架的上部部分可以例如是塔架的最上方平台。塔架的下部部分可以例如是塔架的最下方平台或者在塔架的最下方平台之下的部分。将高电压线缆从塔架的上部部分引导到塔架的下部部分可以例如包括将线缆固定到塔架内部的风力涡轮机的部分，诸如梯子、壁部分或平台部分。
12.方法包括在塔架的下部部分处使得高电压线缆再次向上返回的步骤b）。具体地，高电压线缆的第二部分被返回，以致其从塔架的下部部分被再次向上引导。高电压线缆的第二部分具有的长度等于或大于在塔架的下端（具体地塔架的下部部分）和开关装置之间的距离。
13.根据实施例，高电压线缆在塔架的下部部分处再次向上返回以致其形成u形状。
14.具体地，从塔架的上部部分被引导到塔架的下部部分的高电压线缆的第一部分与u形状的第一腿连续，并且u形状的第二腿与再次向上返回的高电压线缆的第二部分连续。
15.具有高电压线缆的u形状简化了朝向开关装置降低高电压线缆。
16.根据实施例，高电压线缆在塔架的下部部分处再次向上返回达至少2米、优选地至少5米、更优选地至少10米且甚至更优选地至少20米。
17.根据进一步实施例，高电压线缆至少向上返回到塔架的第一平台。
18.塔架的第一平台可以是塔架的下方或最下方的平台或者可以是塔架的任何其他的平台。第一平台可以例如是塔架的低电压平台或者螺栓平台。
19.风力涡轮机的塔架在其内部包括一个或更多个平台，例如第一平台。平台能够被构造成承载风力涡轮机的操作所需的电或机械装置，诸如低电压平台承载低电压变压器。平台也能够被构造成工作平台，例如用于执行在组装风力涡轮机期间的工作和/或在风力涡轮机的操作期间的维护工作，诸如螺栓平台。
20.高电压线缆的返回例如从第一平台处理，例如借助于在第一平台上的装置或工人。此外，也可以从第一平台处理高电压线缆朝向开关装置的降低。
21.根据进一步实施例，高电压线缆借助于绞车返回，具体地借助于位于塔架的第一平台或第二平台上且/或包括被连接到高电压线缆的自由端的绳子的绞车返回。
22.第二平台具体地位于第一平台之上。
23.具体地，绞车向上拉动高电压线缆的第二部分。具体地，绞车被连接到高电压线缆的自由端。例如，绞车包括被连接到高电压线缆的自由端的绳子。绞车卷起绳子，从而向上拉动高电压线缆的第二部分。
24.在将塔架竖立在过渡件上之后，绞车也能够被用于降低高电压。
25.借助于绞车返回高电压线缆允许更好地提升高电压线缆的第二部分。具体地，其
允许提升高电压线缆的更长且因此更重的部分。
26.根据进一步实施例，方法包括具体地借助于船舶将根据步骤a）和b）生产的塔架运输到集风场地的步骤。
27.因此，当运输（具体地处于竖直位置的）塔架到集风场地时，可以将高电压线缆安全地存储在塔架内部。
28.根据进一步实施例，方法包括将塔竖立置在风力涡轮机的过渡件上的步骤。过渡件被连接到风力涡轮机的地基。此外，方法包括将高电压线缆降低到过渡件中、具体地朝向过渡件中的开关装置降低高电压线缆的步骤。
29.具体地，高电压线缆的在塔架内部返回的部分（即高电压线缆的第二部分）被降低到过渡件中。
30.根据进一步实施例，通过将高电压线缆的u形状降低到过渡件中，高电压线缆被降低到过渡件中。
31.根据进一步实施例，通过降低高电压线缆通过塔架的一个或更多个平台和/或过渡件中的切口，高电压线缆被降低到过渡件中。
32.降低高电压线缆通过塔架的一个或更多个平台和/或过渡件中的切口允许在一个（或多个）对应平台已经被安装好的状态下将高电压线缆降低到过渡件中。
33.根据进一步实施例，切口中的一个或更多个包括辊组件以引导高电压线缆通过切口。
34.辊组件例如包括被设置在切口的边缘部分处的辊。当降低高电压线缆通过切口时，辊的滚动运动允许更容易且更平滑地降低高电压线缆。具有辊组件会允许在降低通过切口期间保护高电压线缆免受损坏，例如刮伤。
35.根据进一步实施例，方法包括将高电压线缆固定到风力涡轮机的梯子的步骤。
36.具体地，将高电压线缆固定到梯子的步骤包括在梯子的各个部分处将高电压线缆固定到梯子。梯子可以被设置在过渡件内部。步骤也可以包括将高电压线缆固定到塔架内部的梯子。
37.通过将高电压线缆固定到风力涡轮机的梯子，高电压线缆的重量或重量的一部分能够由梯子承载。具体地，通过将高电压线缆固定到过渡件的梯子，可以使用更高的过渡件，这会需要更长且因此更重的高电压线缆。
38.在实施例中，方法包括将高电压线缆与开关装置连接的步骤。
39.根据进一步实施例，方法包括将高电压线缆的下部部分吊升到支撑结构的托盘中的步骤。支撑结构具体地位于开关装置步行桥上。此外，方法包括针对高电压线缆的长度调节托盘的倾斜的步骤。
40.具有带托盘的支撑结构允许朝向开关装置引导高电压线缆。具体地，其允许引导高电压以致其穿过塔架的竖直中心线。具体地，其允许将高电压从其正从塔架下来的第一径向位置（相对于中心线径向）引导到开关装置所处的第二径向位置。从而，高电压线缆借助于托盘从竖直方向引导到水平取向或者倾斜平面取向。托盘也可以被构造成将高电压线缆从水平取向或倾斜平面取向引导回到竖直方向并朝向开关装置，例如借助于朝向开关装置弯曲的弯曲部分。
41.高电压线缆的下部部分具体地是高电压线缆的第二部分的下部部分。
42.托盘例如是细长托盘。托盘例如包括金属。托盘具体地被构造成接收和/或保持高电压线缆的下部部分或其一部分。托盘例如包括细长凹槽以接收高电压线缆的下部部分或其一部分。托盘例如具有凹形横截面。托盘例如是檐槽。托盘可以包括连续到可倾斜部分的弯曲部分，其被构造成将高电压线缆引导回到竖直方向。
43.托盘具体地被设置成使得托盘的倾斜能够被调整。托盘的倾斜能够具体地在水平取向和倾斜平面取向之间进行调整。倾斜可以是连续可调的或者可以是逐步可调的。托盘或其一部分例如被支撑在支撑结构内的至少两个支撑点处，其中这两个支撑点中的一个的高度能够被调整。
44.通过针对高电压线缆的长度调整托盘的倾斜，可以解决线缆长度公差，即补偿实际线缆长度和与开关装置连接所需的线缆长度之间的差。例如，根据托盘的水平方向和托盘的最大倾斜取向之间的差，其允许解决高达0.5米的线缆长度公差。
45.包括托盘的支撑结构具体地被设置在开关装置步行桥上。开关装置步行桥位于开关装置上方，特别是直接上方，例如在承载开关装置的平台上方。开关装置步行桥具体地是风力涡轮机的平台，具体地风力涡轮机的过渡件的平台。
46.根据进一步实施例，高电压线缆的下部部分借助于第二绞车和/或承载带被吊升到托盘中。
47.承载带例如包括网和/或织物结构。承载带例如围绕高电压线缆的下部部分铺设且/或紧固到该下部部分。
48.第二绞车例如被设置在过渡件的上部平台上。第二绞车例如吊升承载高电压线缆的下部部分的承载带。
49.借助于第二绞车和/或承载带将高电压线缆的下部部分吊升到托盘中允许将高电压线缆的下部部分更好且更精确地吊升到托盘中。具体地，其允许将高电压线缆的长且/或重的下部部分吊升到托盘中。
50.根据进一步实施例，方法包括枢转支撑结构的至少一部分以改变高电压线缆的下部部分的取向的步骤。
51.通过使得支撑结构的至少一部分绕竖直轴线枢转，可以改变高电压线缆的下部部分的取向。这允许进一步调整高电压线缆的下部部分正朝向开关装置下来的位置。
52.支撑结构的可枢转部分例如包括用于引导高电压线缆的可枢转引导杆。
53.根据进一步方面，提供一种风力涡轮机的塔架。塔架包括被构造成将风力涡轮机的发电机与风力涡轮机的开关装置连接的高电压线缆。高电压线缆被设置在塔架内部，以致其从塔架的上部部分被引导到塔架的下部部分，在此其再次向上返回。
54.根据进一步方面，提供一种风力涡轮机。
55.风力涡轮机包括发电机、开关装置和在开关装置上方的平台。此外，风力涡轮机包括将发电机连接到开关装置的高电压线缆。此外，风力涡轮机包括将高电压线缆的返回部分从平台朝向开关装置下降的装置。
56.风力涡轮机具体地是位于近海集风场地的近海风力涡轮机。
57.参考本发明的方法描述的实施例和特征经适当修改后适用于本发明的塔架和风力涡轮机。
58.进一步，本发明的可能的实施方式或者替代性解决方案也涵盖了关于实施例在上
文或下文被描述的特征的组合（其在本文中没有被明确提及）。本领域技术人员也可以向本发明的最基本形式添加单独或孤立的方面和特征。
附图说明
59.根据结合附图取得的后续描述和从属权利要求，本发明的进一步实施例、特征和优点将变得明显，在附图中：图1以部分横截面示出了根据实施例的风力涡轮机；图2以横截面示出了图1的风力涡轮机的塔架的一部分；图3示意性示出了根据实施例的图2的塔架至集风场地的运输；图4以横截面示出了竖立在过渡件上的图2的风力涡轮机的塔架的一部分；图5以平面图示出了图4的过渡件的平台；图6以部分立体图示出了图4的过渡件的一部分；图7以立体图示出了根据实施例的具有支撑结构的开关装置步行桥；以及图8是图示根据实施例的用于制造风力涡轮机的方法的流程图。
60.在附图中，除非另有说明，否则类似附图标记指代类似或功能等同的元件。
具体实施方式
61.图1示出了根据实施例的近海风力涡轮机1。
62.风力涡轮机1包括被连接到设置在机舱4内部的发电机3的转子2。机舱4被设置在风力涡轮机1的塔架5的上端处。塔架5被设置在过渡件6上。过渡件6是具有40米或更大高度的“超延伸过渡件”。过渡件6被竖立在被打入海床8中的单桩7上。
63.转子2例如包括三个转子叶片9。转子叶片9被连接到风力涡轮机1的毂10。轴（未示出）将毂10连接到发电机3。
64.发电机3借助于高电压线缆12被电连接到过渡件6中的开关装置11。
65.塔架5包括一个或更多个塔架区段13、14、15。在图1的示例中，塔架5包括底部塔架区段13、中间塔架区段14和顶部塔架区段15。塔架区段13、14、15均包括被螺栓连接到另一塔架区段13、14、15的对应凸缘18的一个或更多个凸缘18。此外，塔架5的底部塔架区段13包括用于与过渡件6螺栓连接的凸缘21。
66.塔架5的内部包括一个或更多个平台22、23、24、25。塔架5例如包括在底部塔架区段13中的低电压平台22，低电压变压器（未示出）位于该低电压平台22上。塔架5例如包括螺栓平台23和24，其被构造成在组装塔架5时工人将对应塔架区段13、14、15螺栓连接到彼此。过渡件6在其外部上包括着陆平台26以提供至过渡件6和塔架5的内部的进入。过渡件6在内部包括另外的一个或更多个平台27、28、29。过渡件6具体地包括开关装置平台27，开关装置11被设置在该开关装置平台27上。此外，过渡件6例如包括开关装置步行桥28。过渡件6可以进一步包括螺栓平台29以便工人借助于螺栓连接过渡件6和塔架5。
67.过渡件6在内部、在其下端处、在单桩7上方包括气密平台30以防止来自海床8的有毒气体进入过渡件6的上部部分。
68.在下文中，描述了用于制造图1的风力涡轮机1的方法。
69.图2示出了图1的塔架5的一部分的细节图，具体地底部塔架区段13。
70.在方法的步骤s1中，高电压线缆12在风力涡轮机1的塔架5内部从塔架5的上部部分被引导到塔架5的下部部分。塔架5的上部部分例如是图1中所示的平台25。塔架5的下部部分例如是平台22下方的一部分。高电压线缆12的从塔架5的上部部分（平台25）被引导到塔架5的下部部分（在平台22下方）的部分在之后被称为高电压线缆12的第一部分31（图2）。
71.在步骤s2中，高电压线缆12在塔架5的下部部分处、即在平台22下方再次向上返回。在图2的示例中，高电压线缆12以其自由端48向上返回到底部塔架区段13的螺栓平台23。高电压线缆12的从塔架的下部部分（平台22下方）向上返回到螺栓平台23的部分在之后被称为高电压线缆12的第二部分32（图2）。高电压线缆12在第一部分31和第二部分32之间形成u形状33（图2）。u形状33包括半圆形部分、与第一部分31连续的第一腿和与第二部分32连续的第二腿。
72.高电压线缆12借助于被设置在平台23上的绞车34返回。绞车34包括绳子35（图4），该绳子35经由保护帽36被连接到高电压线缆12的第二部分32的自由端48。保护帽36例如是被可释放地紧固到自由端48的钢帽。通过卷起绳子35，绞车34向上拉动高电压线缆12的第二部分32。
73.在步骤s3中，包括从平台25被引导到平台22下方并且再次向上返回到平台23的高电压线缆12的塔架5借助于自升式船舶19被运输到海上的集风场地20。
74.图3示意性示出了从工厂大厅16到港口场地17并进一步到近海集风场地20的运输路线。已经在工厂大厅16处被制造的塔架区段13、14、15被运输到港口场地17。在港口场地17，塔架区段13、14、15被组装以形成塔架5并且高电压线缆12根据方法步骤s1和s2被安装在塔架5内部。塔架5从港口场地17借助于船舶19具体地以竖直取向被运输到集风场地20。在步骤s4中，塔架5被设置在被预先连接到风力涡轮机1的地基（诸如单桩7）的过渡件6（图3）上。
75.在步骤s5中，高电压线缆12被降低到过渡件6中，如图4中所示。通过展开绞车34的绳子35，高电压线缆12被逐渐降低到过渡件6中并朝向开关装置平台27上的开关装置11。具体地，高电压线缆12的u形状33被相继降低到过渡件6中。为了经过在塔架5的下部部分和开关装置11之间的平台，例如过渡件6的平台29，这些平台包含切口38。图5示例性以平面图示出平台29的切口38。高电压线缆12的u形状33被降低通过切口38。切口38包括辊组件39以引导高电压线缆12平滑地通过切口38。如图5的放大图中所示，辊组件39包括被设置在切口38的角隅中一个中的一个或更多个辊39。
76.在高电压线缆12已经一路降低到开关装置平台27之后，绳子35和保护帽36从高电压线缆12断开连接。
77.在步骤s6中，高电压线缆12在多个连接点41处被固定到过渡件6内部的梯子40以便支撑高电压线缆12的重量，如图6中所示。
78.在步骤s7中，高电压线缆12的下部部分49被吊升到位于开关装置步行桥28上的支撑结构43的托盘42中，如图6和图7中所示。高电压线缆12的下部部分49借助于被设置在平台29上的第二绞车44且借助于承载带45被吊升（图6）。承载带45包括围绕高电压线缆12的下部部分49的一部分铺设的网结构。之后第二绞车44吊升承载高电压线缆12的下部部分49的承载带45。从而，第二绞车44将高电压线缆12吊升到托盘42中（图7）。
79.在步骤s8中，针对高电压线缆12的长度调整托盘42的倾斜。通过针对较短的线缆
12增加托盘42的倾斜并且针对较长线缆12减小该倾斜，可以解决高电压线缆12的公差。如图7中所示，支撑结构43包括调整托盘42的倾斜的器具46。例如，器具46包括每个均具有三个螺栓的两个支撑板。图7示出了被标示为42、42'和42"的用于倾斜托盘42的三个不同示例。在第一示例中，托盘42容纳处于水平取向的高电压线缆12。在第二示例中，托盘42'容纳处于倾斜取向的高电压线缆12'。在第三示例中，托盘42"容纳处于更倾斜取向的高电压线缆12"。图7的放大图示出了用于调整托盘42的倾斜的器具46连同处于三个不同的示例性倾斜的托盘42、42'、42"。为了简明，在图7的放大图中省略了高电压线缆12、12'、12"。
80.在步骤s9中，支撑结构43的一部分47被枢转以改变高电压线缆12的下部部分49的取向。支撑结构43包括使得部分47绕竖直轴线50枢转的器具。在图7的示例中，部分47包括可枢转引导杆。通过使得支撑结构43的部分47枢转，进一步调整了高电压线缆12的下部部分49正朝向开关装置11下来的位置。
81.在步骤s10中，高电压线缆12的自由端48与开关装置11连接。
82.图8以流程图示出了所述方法步骤s1
‑
s10。
83.虽然已经根据优选实施例描述了本发明，不过对于本领域技术人员明显的是可以对所有实施例进行修改。