DE102012007613A1

DE102012007613A1 - Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen

Info

Publication number: DE102012007613A1
Application number: DE201210007613
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-10-17

Abstract

Vorgeschlagen wird eine von Unterwasserschwimmkörpern getragene Trägerbasis für schwimmende Offshore-Windenergieanlagen mit senkrecht und diagonal verlaufenden, am Meeresboden verankerten sie fixierenden Zugelementen. Die wesentlichsten erfindungsgemäßen Ausführungsmerkmale bestehen darin, dass – schwimmkörpertragende Ständer transport- montage- und inspektionsgünstig schwenkbar an der Trägerbasis befestigt sind, – an Stelle herkömmlichen Seilwerks die Fixierung der Trägerbasis alterungsbeständigere(s) massives Stabwerk oder massiv ausgebildete Gliederketten übernehmen, – schwimmkörpertragende Ständer hohl ausgebildet und durch sie die vertikalen Zugelemente geführt sind, – die Unterwasserschwimmkörper alternativ aus einem oder mehreren den Ständer umschließende formsteifen Hohlkörper(n), biegeweichen druckluftgefüllten Hüllen, Auftrieb unterliegenden Kleinkörpern – vorzugsweise Schaumstoffkleinteile oder Granulat – gefüllten Gehäusen, bestehen, – die vertikalen Verankerungsstränge von Fixiereinrichtungen an Bord gehalten werden die unter Einsatz darauf abgestimmter Steuereinrichtungen mit besonderen Funktionseigenschaften sowohl schwingungsdämpfende Einspannlängenänderungen, sowie bei Seilwerk ein Durchziehen und Erneuern aktiver Strangpartien bewirken, – diagonale Verankerungsstränge mehrerer zu einem Windpark zusammengefasste schwimmende Windkraftanlagen an den Fundamenten der Vertikalverankerungssträngen benachbarter Windkraftanlagen oder an dazwischen angeordneten Fundamentblöcken fixiert sind.

Description

Stand der Technik
Windenergieanlagen haben sich bei der Erschließung regenerativer Energien favorisiert. Insbesondere bergen Offshore-Windenergieanlagen wegen der intensiven Windressourcen auf dem Meer große Energiepotentiale, auch spricht eine bessere Akzeptanz im Volke für solche Standorte. Zwangsläufig sind die Kosten für solche Gründungen wesentlich höher, besonders bei Anlagen in tieferen Meeresregionen. Im Rahmen zunehmender aktueller Offshore-Anlageplanungen zeichnet sich auch ein Trend zu Anlagen auf hoher See ab, nicht zuletzt auch wegen des dort noch stärkeren Windaufkommens. Durch die problematisch werdenden Gründungen in tieferen Standorten werden von der Windkraftbranche auch schon schwimmende Tragstrukturen für Windkraftanlagen in Erwägung gezogen, was sich auch in zunehmenden Patentanmeldungen auf diesem Gebiet abzeichnet.
Schwimmende Windkraftanlagen sind leider auf Grund ihrer relativ labilen Fesselungsmöglichkeit und durch ihre Struktur eines physikalischen Pendels (wegen der großen Massenkonzentration an der Turmspitze) der Gefahr des Schwingens ausgesetzt, zumal solche Anlagen vielen Störgrößen unterliegen. Als schwingungserregende Störgrößen müssen angesehen werden:

– wechselnde über den Rotor der Windkraftmaschine auf den Turm und auf Prallflächen der Trägerbasis einwirkende Windkräfte (Böen),
– Seegang (wobei zusätzlich zu den direkt auf die Prallflächen der Anlage einwirkenden Strömungskräften vertikale Kraftkomponenten aus den Zugspannungen der Diagonal-Zugverstrebungen hinzukommen),
– ein in [4] beschriebenes, bisher weniger bekanntes in großen Windparks auftretendes Phänomen der „Nachlaufströmung”, die mäanderförmig, zu komplexen Überlagerungen neigend, zu wechselnden Belastungen an nachfolgenden WEA führt;
– eine nach technischem Ermessen zu erwartende Einflussnahme wechselnden Strömungsgeschwindigkeiten an den die Anlagen tragenden Schwimmkörpern, in dem (gemäß „Bernoullische Konstante”) leitflächenformbedingt zwischen oben und unten unterschiedliche bzw. wechselnde vertikale Kräfte auf sie einwirken könnten.

In den Literaturstellen [1] bis [3] werden verschiedene Gründungsstrukturen beschrieben, auch schwimmende, sowie Einsatzperspektiven dazu abgehandelt.
Für vorliegende Anmeldeschrift wurden die Patent- bzw. Anmeldeschriften [5] bis [19], die entweder Unterwasserschwimmkörper als tragende Komponenten, schwingungsdämpfende Einrichtungen oder bzw. und vertikale und diagonale Seilverankerungen aufweisen, in Betracht gezogen.
Hiervon betreffen [10] und [13] bis [16] Trägerbasen die weitgehend schräg verlaufenden Verankerungsseilwerk und Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung aufweisen.
Solche bekannte schwimmende Trägebasis-Konzeptionen weisen verschiedene Unzulänglichkeiten auf, die mit vorliegend vorgeschlagenen Konzeptionen weitgehend behoben werden. Ihre Nachteile, bzw. sich nachteilig auswirkende Tatbestände bestehen darin, dass

– bei Konzeptionen mit nur schräg verlaufendem Verankerungsseilwerk sind Schwenkbewegungen des Fesselungspunktes an Bord um den starren Fesselungspunkt am Meeresboden möglich, sodass horizontale Verschiebungen auch vertikale mit sich bringen und umgekehrt, wodurch die Fesselung des Objektes quasi in allen drei Dimensionen unvollkommen ist;
– bei [10] und [14] die erreichbare Wirksamkeit der an der schwimmenden Plattform im Unterwasserbereich eingesetzte Wasserkraftmaschinen zur Erzeugung eines Gegen-Kippmomentes zur Kompensation von an der Windkraftmaschine am Turm einwirkenden Störgrößen wahrscheinlich zu gering ist;
– bei [13] und [15] die zur Kompensation von das Gleichgewicht beeinflussenden Störgrößen im Unterwasserbereich an der Trägerbasis angeordneten Strömungsleitflächen – u. a. durch zweckentsprechende Ausbildung der Schwimmkörper – die erzielbaren Gegenkippmomente vermutlich zu gering sind;
– bei [16] mit zwischen der Turmträgerbasis und dem Turm angeordneten der Schwingungsdämpfung dienenden hydraulische Hubelemente voraussichtlich in der Wirkung der gesetzten Erwartung nicht ausreichen würden, da die Trägerbasis als Reaktionsmasse – zudem mit ihrer „weichen” Fixierung – gegenüber dem großen Massenträgheitsmoment des Turmes mit der Windkraftmaschine und Gondel relativ klein ist.

Die vertikale und diagonale Verankerungsweise schwimmender Trägerbasen wie sie in den in Betracht gezogenen schwimmenden Konzeptionen nach [5] bis [9], [12], [13], [18] und schon in der frühen Patentschrift [19] prinzipiell genutzt wird (wobei bei letztgenannter allerdings die Vertikalstränge leicht vom Lotrechten abweichen), deren Verankerungsprinzip auch im Oberbegriff des Hauptanspruches vorliegenden Antrages auf Erteilung eines Patentes als zum Stande der Technik angeführt ist, stellt nach technischem Ermessen zwar die präziseste Fesselung solcher schwimmenden Objekte dar. Dennoch müssen auf Grund einer verbleibenden „Weichheit” dieser bekannten Verankerungsweisen bei den geradezu riesigen Massen und diesbezüglich sensiblen Strukturen die damit ausgerüsteten schwimmenden Systeme als sehr schwingungsgefährdet angesehen werden.
Eine absolute starre Fesselung solcher Tragstrukturen kann wegen allmöglicher, wenn auch geringer Elastizitäten der beteiligten sie fesselnden Elemente nicht sichergestellt sein. So unterliegen u. a. die schräg verlaufenden sicherlich gewichtsschwer auszubildenden Zugelemente einem Durchhang, der je nach unterschiedlichen Störgrößeneinwirkungen schwankende Zugkräfte und somit in gewissen Grenzen schwankende Verspannungs-Längsfixierungen zur Folge haben. Hierzu sei auch auf die aus der Mathematik bekannte „Kettenlinie” hingewiesen die verdeutlicht, dass eine durchhangfreie, und somit in ihrer Längserstreckung starre Verspannung eine unendlich große Verspannung voraussetzen würde, was natürlich unrealisierbar ist. Auch das Seilwerkgeflecht selbst ist, insbesondere in bogenförmigen Anlagepartien wo besonders Querkontraktionen auftreten, in gewissem Masse (wenn auch als eine sehr harte) Zugfeder anzusehen. Besonders nachteilig wirkt sich hierzu der Tatbestand aus, dass geringe Freiheiten in der Fesselung bei der großen Pendellänge des Massenschwerpunktes schwingungsfördernde Voraussetzungen schaffen, sodass schwingungsdämpfende bzw. -vorbeugende Einrichtungen zwingend geboten erscheinen.
Aufgaben und Ziele vorliegenden Erfindungsgedankens bestehen in der Schaffung

– schwingungsdämpfender bzw. vorkehrender Maßnahmen und Ausgestaltungen solcher schwimmenden Systeme,
– seewasserbeständigere Ausbildungsweisen der Verankerungselemente,
– installations-, inspektions- und wartungsfreundliche Ausgestaltungen ihrer Komponenten und der Trägerbasis selbst, inklusiv einer wirtschaftlichen Austauschmöglichkeit verschleiß- und alterungsgefährdeter Komponenten,
– einer wirtschaftlichen und wirkungsvollen Verankerungsweise der diagonalen Verankerungsstränge an besonders tiefen Standorten, da in diesen Einsatzfällen mit der bekannten Verknüpfungsweise bei der die diagonalen Verankerungsstränge mit den Verbindungsbasen der vertikalen Verankerungsstränge verknüpft sind, ihre horizontalen auf die Trägerbasis einwirkenden Zugkraftkomponenten sehr bzw. zu gering sind.

Die Lösung wird durch die in den Beschreibungen der Ausführungsbeispiele und in den Ansprüchen angeführten erfindungsgemäßen Ausbildungsmerkmalen erzielt.
Die erzielbaren Vorteile gehen aus den Beschreibungen der Ausführungsbeispiele hervor.
Ausführungsbeispiele
Es zeigen in schematischer Darstellungsweise:
1 und 2 eine schwimmende sternförmig ausgebildete Trägerbasis mit einer darauf positionierten Windkraftanlage mit der im Oberbegriff des Hauptanspruches angeführten Verankerungsweise, ausgestattet mit verschiedenen erfindungsgemäßen Einrichtungen, wobei
1 die Seitenansicht im Schnitt,
2 die Draufsicht eines Schnittes von 1 darstellt
3 und 4 Seilführungsschemata zur Bewirkung der erfindungsgemäßen, durch Spannungsvariationen am vertikalen Ankerseilwerk bewirkten Objektstabilisierung, sowie Einrichtung zur Inspektion und Erneuerung gealterter Seilpartien, wobei
3 in der Seitensicht eine die Schwingungsdämpfung bewirkende und der periodischen Erneuerung aktiver Seilpartien dienende Seilführung mit zugeordneten Windeneinrichtungen veranschaulicht,
4. Details der Seiltrommelausführung mit einer seilschonenden und die haftungssteigernde Rillenprofilierung und Einrichtungen zur Bewirkung des Seildurchziehens zu Inspektions- und Erneuerungszwecken
5 eine aus einem massiven Stabwerk bestehende vertikale Verankerungseinrichtung mit einer Verstelleinrichtung zur Variierung der vertikalen Fesselung des betroffenen Trägerbasisarmes
6 und 7 eine aus einer Gliederkette bestehende vertikale Verankerungseinrichtung mit einer Verstelleinrichtung zur Variation der vertikalen Fesselung des betroffenen Trägerbasisarmes, wobei
6 die Seitenansicht im Schnitt eines damit ausgerüsteten Trägerbasisarmes,
7 die Draufsicht zu 6 der Kettenspannungs-Vertelleinrichtung zeigt
8, 9 und 10 eine Ausbildungs- und Anordnungsweise eines schwenkbaren Ständers mit den die Trägerbasis tragenden Schwimmkörpern mit einer integrierten Seiltrommel zum geregelten Variieren der vertikalen Fesselung des Trägerbasisarmes, wobei
8 eine Draufsicht-Schnittdarstellung der in einem gegabelten Ende eines Trägerbasisarmes untergebrachten Einrichtung,
9 eine Seitenansicht-(Teil-)Schnittdarstellung einer zwischen gegabelten Ständern platzierten Seiltrommel-Windenpartie,
10 eine Seitenansicht-Schnittpartie des mit einer Schneckenradverzahnung versehenen gegabelten Ständers und dem zugeordneten Schneckenantrieb zeigt
11 einen aus einer druckluftgefüllten Hülle bestehenden weitgehend zylinderförmigen, den Ständer umschließenden Schwimmkörper
12, 13 einen aus einer den Ständer in Segmentstücken umschließenden, mit Druckluft gefüllten Hüllen bestückten Ummantelung bestehenden Schwimmkörper, wobei
12 eine Seitenansicht im Schnitt,
13 die Draufsicht von 12 zeigt
14 einen aus einer mit diversen Schwimmkörpern, vorzugsweise Schaumstoffgranulat gefüllten den Ständer umschließenden Ummantelung bestehenden Schwimmkörper
15 und 16 eine aus mehreren an einem Ständer befestigten, aus steifen Materialien bestehenden Kammern vorzugsweise mit einem Dreieckquerschnitt bestehende Schwimmkörpereinheit, wobei
15 die Seitenansicht-Schnittdarstellung,
16 die Draufsicht von 15 im Schnitt darstellt.
17 bis 20 besondere Verankerungsweisen der Diagonalzugverstrebungen von in tiefem Gewässer zu einem Offshore-Windpark zusammengefasste schwimmende Windkraftanlagen, bei denen zur Erzielung eines mäßig steilen Verlaufes der diagonalen Verankerungselemente sowie zwecks einer wirtschaftlichen Fundamenterstellung und -Nutzung

a) Diagonalzugstränge mehrerer schwimmender Windkraftanlagen an die Fundamente der vertikalen Verankerungsstränge benachbarter schwimmender Windkraftanlagen,
b) Diagonalzugstränge mehrerer benachbarter schwimmender Windkraftanlagen an zwischen ihnen am Meeresboden erstellten separaten Fundamenten verankert sind, wobei

17 die Seitenansicht von mehreren nach a) miteinander verknüpften Trägerbasen,
18 die Draufsicht mehrerer nach a) verknüpfte Trägerbasen mit sechs Diagonalzugelementen,
19 die Draufsicht von mehreren nach b) miteinander verknüpften Trägerbasen mit je sechs Diagonalzugelementen,
20 die Draufsicht mehrerer nach b) verknüpfte Trägerbasen mit je vier Diagonalzugelementen zeigt.
Beschreibungen zu den Ausführungsbeispielen
Zu Fig. 1 und Fig. 2
Die sternförmig ausgebildete Windkraftanlageträgerbasis 3 wird von den an ihren Armen 3a, b, c, d, e, f nach unten gerichtet angeordneten Ständern 4a–f befestigten Schwimmkörpern 5a–f getragen. Ihre vertikale Fixierung erfolgt durch Verankerungsseile 7a, b, c, d, e, f die an am bzw. im Meeresboden sitzende Fundamentblöcke 6a, b, c, d, e, f verankert sind und durch die hohlen Ständer 4a, b, c, d, e, f, über die Umlenkrollen 8a, b, c, d, e, f und 9a, b, c, d, e, f zu in einer Gerätekabine 11 angeordnete Windeneinrichtungen 10a, b, c, d, e, f geführt sind. Über der Gerätekabine 11 abgestützt durch auf der Trägerbasis 3 aufsitzenden Pfosten 12a, b, c, d, e, f ruht die Deckplatte 13, auf der der Windkraftmaschinenturm 14 mit seiner(n) Gondel 15 und Konverter 16 sitzt. Zur Aufnahme horizontaler, auf das gesamte schwimmende System einwirkende Kräfte und somit zum Halten ihrer Position sind Diagonal-Seilverbunde 24 zwischen den Fundamenten 6a, b, c, d, e, f unter den Trägerbasenarmen 3d, e, f, a, b, c auf der jeweils anderen Seite der Trägerbasis 3 angeordnet. Zur Erzielung und Einhaltung einer (angestrebten) festen horizontalen und vertikalen Position des schwimmenden Systems ist Voraussetzung, dass

a) die Fundamente 6a, b, c, d, e, f so bemessen sind, dass ihre vertikalen und diagonal verlaufenden Haltekräfte mindestens der Vertikalkomponente sowie der Horizontalkomponente der Summe aller auf das gesamte schwimmende System einwirkenden Störkräfte gerecht werden,
b) die das gesamte schwimmende System tragenden Schwimmkörper 5a, b, c, d, e, f so bemessen sind, dass ihr Auftrieb jeweils größer ist als die maximale sie belastende Vertikalkraft aus Eigengewicht und Störgrößen,

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301

Zur leichteren Installation vor Ort und für den Transport ist die Trägerbasis 3/3a, b, c, d, e, f schwimmfähig ausgebildet. Zur Erzielung eines geringen Tiefganges, besonders für den Antransport in landnahen Bereichen, sind die Stempel 4a–f mit den Schwimmkörpern 5a–f in den Trägerbasisenden vertikal verschiebbar angeordnet. Ein auf einer Blattform 17 in einer Kranbahn 18 geführter, vorzugsweise fernsteuerbarer Kran dient einer leichten Installation, Wartung und Reparatur bordeigener Gerätschaften, sowie der Übernahme von Wartungspersonal oder Materialien aus benachbart verankerten Versorgungsschiffen.
Zur Auslegung der Halteseile 7, der Fundamente 6 und der Volumina der Schwimmkörper 5 wird vorgeschlagen, diese so zu konzipieren, dass ein gegenüberliegendes Verankerungspaar der sternförmigen Trägerbasis 28 außer Funktion genommen werden kann – oder fallen darf- ohne die Stabilität des schwimmenden Systems zu gefährden, d. h. diese Träger- und Haltekomponenten sind entsprechend zu dimensionieren. Dies ist auch für das nachstehend beschriebene „Durchziehen” der Seile relevant.
Zu Fig. 3 und Fig. 4
Als Zugstränge für schwimmende Windkraftmaschinenträgerbasen nach Art der 1 und 2 sind, abgesehen von im vorliegenden Erfindungsgedanken neu einbezogene massive Stabelemente und Gliederketten, Seile vorgesehen. Außer dem zusätzlich lebensdauerzehrenden Seewasser wird bei Seilen bekannter Weise ihre Lebensdauer von der Wechselbelastung bzw.- Häufigkeit der umlaufenden Belastung, sowie von der Art ihrer Auflage- bzw. Umschlingungsbasis beeinflusst.
Vorliegende schematische Darstellungen veranschaulichen hierfür

– eine erfindungsgemäße Seilführung und Windenanordnung zum Wechseln der aktiven Seilpartie aus einem bevorrateten Seilbestand an Bord,
– eine die hohen inneren Seilfasernbelastungen reduzierende und den Reibschluss zwischen Seil- und Trommel steigernde Rillenprofilierung auf der Seiltrommel 32 die die Ankerseillängenvariationen bewirkt,
– eine besondere Seiltrommelausgestaltung mit Einrichtungen zum Ein- und Ausfädeln des Seilstranges aus dem gewindeförmigen Rillenverlauf der Seiltrommel 32 während des Durchfahrens bzw. Durchziehens neuer und verbrauchter Seilstrecken,
– die Anordnung und Einbindung besonderer Sensoren in ein Steuersystem zur Bewirkung des Schwingungsdämpfungsmanagements.

Die regulierbare vertikale Fixierungseinrichtung der von Schwimmkörpern 30 getragenen Trägerbasis 28 besteht darin, dass ausgehend von einer auf ihr angeordneten Seilwinde 31 mit Seilvorrat der Seilstrang 34a über eine Umlenkrolle 35, durch den hohlen Ständer 29d mit seinem daran befestigten Schwimmkörper 30d zu der am Meeresboden 25 an einem Fundament 26d sitzenden Umlenkrolle 36 geführt ist, wonach der Seilstrang (als 34b) durch den hohlen Ständer 29d zurück nach oben über die Umlenkrolle 37 mit einem in ihr integrierten Kraftsensor 38 zu einer Seilwinde 32 geführt ist deren Seiltrommel 58 er mindestens einmal umwindet und weiter (als Strangstrecke 34c) über eine auf der anderen Seite der Trägerbasis 28 sitzenden Umlenkrolle 39 mit einem in ihr integrierten Kraftsensor 42 durch den hohlen Ständer 29a mit seinem daran befestigten Schwimmkörper 30a zu der am Meeresboden 25 am Fundament 26a sitzenden Umlenkrolle 40 führt, wonach der Seilstrang (als 34g) durch den hohlen Ständer 29a zurück nach oben über die Umlenkrolle 41 zu einer Seilwinde 33 geführt ist, deren Trommel 48 Seilspeicherkapazität aufweist.
Die Seilwinden 31, 32, 33 sind in einem Windengehäuse 44 zu einer Baueinheit zusammengefasst.
Die Winden 31 und 33 bestehen im wesentlichen aus einer im Windengehäuse 44 gelagerten Welle 45,46 mit der verdrehfest daran sitzenden Seiltrommel 4 und 48 und je einem verdrehfest daran angeordneten Schneckenrad 49, 50, welches mit einer auf der Welle eines ihr zugeordneten Motors 53, 54 sitzender Schnecke 51, 52 im Eingriff steht. Die Schneckentriebe sind selbsthemmend ausgeführt, sodass sie gleichermaßen als Haltebremsen dienen. Gleiches gilt für die Antriebselemente der mittleren Winde 32, der die schwingungsdämpfenden Höhenregularien an den Trägerbasenarmen obliegen. Diese besteht ebenso aus einer im Windengehäuse 44 gelagerten Welle 55 mit einem darauf verdrehfest befestigten Schneckenrad 56 das mit der auf der Welle eines ihm zugeordneten Antriebsmotors 58 sitzenden Schnecke 57 in formschlüssiger, selbsthemmenden Drehverbindung steht. Die Seiltrommel 59 weist dem Seildurchmesser angepasste gewindeartig verlaufende Rillen 60a auf, in einer Ausbildungsweise, dass die der Umwindung das Seilrundprofil kaum gestört wird und somit sich kreuzende Seilfasern bzw. Drähte keinen all zu hohen Auflagespannungen ausgesetzt sind, aber dennoch die seitliche Kontaktpartie zwischen Seil- und Rille einen leicht einkeilenden, reibschlusssteigernden Effekt bewirkt. Die Zugkraftübertragung zwischen Seil-Trommel-Seil erfolgt nach den bekannten Gesetzmäßigkeiten des Umschlingungstriebes (Eytelwein). Trommellänge und Rillensteigung sind so gewählt, dass die Stränge 34b, 34d im Rahmen ihrer schwingungsdämpfenden Längsbewegungen in den Rillen 60a Trommel geführt sind. Für das erfindungsgemäße „Durchfahren” des Seiles zum Zwecke einer Kontrollinspektion oder zum Erneuern der aktiven Seilstrecke werden alle Seiltrommeln 31, 32, 33 – gesteuert von einer zweckentsprechend programmierten Streuer- und Regeleinrichtung 66 – richtungs- und zeitmäßig so angetrieben, dass die die Trommel 59 umschlingende Seilpartie auf eine seitlich angeordnete lose auf der Welle 55 gelagerte zylindrische Trommelpartie 66 mit einem weitgehend de m Rillengrunddurchmesser entsprechenden Außendurchmesser geleitet wird. Während dieses „Durchfahrens” wird die Seilspannung stark abgesenkt. In diesen Umschlingungsbereich ohne Rillenführung werden die Seilpartien 34e, 34d von zwangsgesteuerten Führungselementen 63a, 63b geführt. Zum späteren (Wieder-)Einfädeln der Seile 30b, 30d in den Rillengang der beim Schwingungdämpfen rotationsmäßig „pulsierenden” Seiltrommel 59 ist die Endphase 62 des äußersten Ganges angeschnitten und ein Stück über die zylindrische Trommelpartie 61 ragend ausgebildet. Beim „Wiedereinfädelvorgang” wird bei entsprechend abgestimmter Drehrichtung und Winkelzuordnung des Gangendstückes 62 mittels der zwangsbewegten Führungselemente 63 diese Seilpartie 34e in die erste Rille gedrückt bzw. so geleitet, dass das Wulstendstück 62 es in die Rille führt.
Im normalen Betriebszustand sind die Führungselemente 63 von ihrer Zwangsführung entkoppelt. Die Führungselemente 63 können durch verschiedene Einrichtungen 65 bewegt werden, z. B. durch Linearmotore, motorisch angetriebene Gewindespindeln oder mittels hydraulischer Stellelemente auf der vorliegende Konzeption basiert. Hierbei wird die Führungseinrichtung 63 von einem in einem Druckzylinder 67 sitzenden Kolben 68 bewegt, dessen beide Seiten alternativ:
von einem über Druckleitungen 69, 70 verbundenen hydraulischen Schaltelement 71 über die Rohrleitung 72 mit der (druckfreien) Ölwanne 73 verbunden werden,
oder über die Verbindungspfade 74, 75 mit einem hydraulischen 4-Wege-Steuerlement 76 (bekannt für Einsätze bei „Nachlaufsteuerungen”) verbunden werden, wobei dessen Stellgrößen sich auf Istwertmeldungen des Wegsensors 64 stützen.
Steuerelement 76 wird bei Bedarf von einer von einem Motor 80 angetrieben Druckölpumpe Pumpe 79 mit Drucköl versorgt, dessen Druckniveau von einem Überdruck-ventil 81 begrenzt wird.
Den Seilpartie-Erneuerungszeitpunkt bestimmt selbsttätig die Regel- und Steuereinrichtung 66 nach Erreichen einer vorgegebenen Lastwechselzahl bzw. Biegewechselzahl in der jeweils aktiven Seilstrecke. Hierbei kann es wirtschaftlich sein, nicht immer generell die gesamte aktiv gewesene Seilpartie zu erneuern, sondern nur um eine gewisse Strecke zu erneuern, so, dass die belastungssteigernden Biegepartien (Rollenumläufe) in ein neues Seilfeld verlegt werden. Natürlich ist dabei Voraussetzung, dass die gebrauchten Seilpartien noch eine Rest-Dauerfestigkeit aufweisen. Hierzu sind auch die aggressiven Einflüsse des Meerwassers ins Kalkül zuziehen. Ein Seilsstreckenauswechselvorgang wird möglichst in eine weniger windaktive Betriebsphase gelegt, sodass ohne die Stabilität der gesamten Anlage zu gefährden, die Verankerungsspannungen des betroffenen Seilpfades reduziert werden kann.
Zur Vermeidung von standzeitmindernden starken Biegebeanspruchungen des Seilwerks sind die Umlenkrollen in einem größeren Verhältnis auszuführen als in den Schemadarstellungen dargestellt. Auch empfiehlt es sich, die unteren Ständerenden mit Rollen- oder Gleitbasen zu versehen, um nach unten gespreizt geführte Seilstrecken auf ein den Innenquerschnitt der Ständer entsprechenden Abstand zu bündeln.
Zu Fig. 5
Die Befestigung dieser erfindungsgemäß eingesetzten vertikalen Verankerungselemente in Form massiver Stabwerke übernimmt eine, auch Schwingungsdämpfungen bewirkende in vertikaler Richtung verstellbare Einspann- bzw. Haltevorrichtung. Sie besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem im Sternende 84 einer Trägerbasis angeordneten Durchbruch 85 eingesetzten, gegen Verdrehung gesicherten Führungsflansch 86, in dem ein mit dem Stabwerk 103 verbundener vertikal verschiebbarer, gegen Verdrehung gesicherter Gewindestempel 87 sitzt, der von einem auf einem Bund des Führungsflansches 86 aufliegenden Gewindeflansch 90 vertikal positioniert wird. Dieser weist außen eine selbsthemmende Schneckenradverzahnung 91 auf, die mit einer auf der Welle eines von einer Regel- und Steuereinrichtung 66 gesteuerten Motors 93 sitzenden Schnecke 92 im Eingriff steht. Nach einem vorbestimmten Algorithmus, gestützt auf Istwertmeldungen von in das Schwingungsregelsystem einbezogenen Sensoren 20, 21, 22, 23, 83 werden schwingungsdämpfende bzw. -vorbeugende, die vertikale Stellung des Trägerbasisarmes 84 bestimmende Verstellvorgänge eingeleitet.
Natürlich müssen die Stellgrößen aller vertikal wirkenden Fixiereinrichtungen der schwimmenden Windkraftanlage entsprechend ihrer Abstände zum Momentanpol auf einander abgestimmt sein.
Gleiches gilt für den gleichen Effekt bewirkende Einrichtungen der 1 bis 4, 6 und 7, sowie 8 und 9. Ein wesentlicher Vorteil massiver Stabwerke besteht darin, dass sie unter den rauen Meeres-Einsatzbedingungen wesentlich längere Standzeiten als Seilwerke versprechen, wenn nicht gar eine für die gesamte Lebensdauer von Windkraftanlagen anzusetzende Standzeit. Dies, zumal auch einer gegen Rostfraß vorbeugende massenmäßigen Überdimensionierung nichts entgegensteht, zumal eine großzügige Ausbildung der Stabwerke nicht die Trägerbasis gewichtsmäßig belastet, sondern ihre Gewichte (bei knickstarrer Ausführung) sogar als Fundamentballast den Fundamenten am Meeresboden zu Gute kommen.
Anknüpfend und aufbauend auf diese Argumentation wird hiermit vorgeschlagen, die Diagonalverstrebungen 11 und 24 in 2 bis 3 an Stelle von Seilwerk ebenfalls als massives seewasserbeständigeres Stabwerk auszubilden. Ergänzend hierzu wird vorgeschlagen, wegen eines gewichtsbedingt größeren Durchhanges, der bei wechselnden Horizontalbelastungen der schwimmenden Anlage eine präzise Horizontalfixierung einschränkt und somit die Ausbildung von Schwindungsvorgängen begünstigt, mehrere, von der Trägerbasis ausgehende vertikal verlaufende Halteelemente anzuordnen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der am Ständer 96b angeordnete Schwimmkörper 97 aus einem weitgehend tonnenförmig ausgeführten Druckgefäß mit einem durchgehenden inneren Kanal für die zum Meeresboden führenden Verankerungsstäbe 88.
Zu einer leichten Handhabung bei der Installation der Anlage oder für Schwimmkörperaustauschaktionen sind den Schwimmkörper nicht dargestellte Ventileinrichtungen und Schlauch- bzw. Rohrverbindungen zum Fluten und Entleeren auf, zum Regulieren seines Auftriebes zugeordnet.
Zu Fig. 6 und Fig. 7
Eine wesentlich höhere Standzeit im aggressiven Meerwasser versprechen gegenüber Seilwerk auch überdimensioniert ausgeführte Gliederketten (mit Rostfraßreserven). Zum schwingungsdämpfenden Regulieren der vertikalen Verankerungsverbände werden die Verankerungsketten an Bord der Trägerbasis an Kettenrädern mit regelbarem Verdrehantrieb formschlüssig fixiert. Hierbei ist am Trägerbasisende 98 über dem Durchbruch 99 für die zum Meeresboden führende Gliederkette 108 eine als Lagerbasis für eine Kettenradwelle 102 ausgebildete Kabine 100 angeordnet. Auf der Kettenradwelle 102 sitzt verdrehfest ein Schneckenrad 106 das mit einer selbsthemmenden Zahnprofilierung mit einer auf der Welle eines Elektro-motors 105 sitzenden Schnecke 104 im Eingriff steht. Das auf Welle 102 verdrehfest sitzende Kettenrad 106 weist am Umfang eine für die es umschlingende Gliederkette 108 eine formschlüssig wirkende Profilierung 107 auf. Alternativ oder zusätzlich können auch in die Kettenlaschen 108a eingreifende Zähne an ihm angeordnet sein, wobei ihre Kontaktflächen in konkaver Form den (weitgehend runden) Außen- bzw. Endprofil der Kettenlaschen 108b angepasst sind.
zu Fig. 8 bis Fig. 10
Bei vorliegender, für den schwimmenden Antransport mit geringem Tiefgang konzipierten Trägerbasisversion sind die die Schwimmkörper tragenden Ständer schwenkbar an den Enden der Arme einer weitgehend sternförmig ausgebildeten schwimmenden Trägerbasis für Windkraftanlagen angeordnet. Auch für Inspektions- und Reparaturaktionen ist dieser den Tiefgang einschränkende oder bzw. und den Zugang zu den Schwimmkörpern erleichternde Vorgang von Vorteil. Hierfür sind die Arme 110 der Trägerbasis in Armgabeln 110a, b geteilt, in denen in einem erhabenen Mittelbereich eine Achse 111 horizontal fixiert ist, auf der zwischen den Gabeln 110a, b sowohl gegabelte Endpartien 112a, b der die Schwimmkörper tragenden Ständerrohre 113 als auch die Seil- oder Kettentrommel 117 gelagert sind. Eine gegabelte Endpartie 112b weist in einem aktiven Schwenkbereich eine Schneckenradverzahnung 114 auf, in die eine auf der Welle eines Elektromotors 116 sitzende Schnecke 115 in einem selbsthemmenden Eingriff steht. Auf der Achse 111 ist zwischen den Ständergabeln 112a, b des Weiteren eine Seil- oder Kettentrommel 117 gelagert, die auf einer Seite eine Schneckenradverzahnung 117 aufweist, die mit der auf den zugeordneten Antriebsmotor 120 sitzenden Schnecke 119 im Eingriff steht, wobei das bzw. die die Trommel 117 umwindende(s) Seil oder Kette 121 durch den hohlen Ständer 113 zu seiner Verankerungsbasis am Meeresboden geführt ist. Wogegen der selbsthemmend ausgeführte Schneckentrieb 114/115/116 an der Seil- bzw. Kettentrommel 117 für Schwingungsdämpfungsaktionen in stetiger Funktionsbereitschaft verbleiben soll, wird der Schneckentrieb an der Ständergabel nur sporadisch bei Montage-, und Wartungs-, oder Reparaturaktionen gefordert. Die zugeordnete Motor/Schneckeneinheit 116/115 ist daher mittels einer leicht lösbaren Verbindungseinrichtung 123 an der Kabinenwand 122a befestigt und wird bei dem seltenen Bedarf komplettiert. Hierzu können beliebige Hilfs- und Transporteinrichtungen hinzugezogen werden, wie z. B. der unter 1 und 2 beschriebene bordeigene Kran 19.
Regulieren der vertikalen Verankerungsverbände werden die Verankerungsketten an Bord der Trägerbasis überdimensioniert ausgeführte Gliederketten (mit Rostfraßreserven). Zum schwingungsdämpfenden In vorliegender Darstellung lassen sich nur weitgehend senkrecht nach oben gerichtete und zum Turm 14 geneigte Ständerstellungen erreichen. Wenn bei eingeschränkter peripherer Erstreckung der kompletten schwimmenden Anlage, z. B. für ihren Transport außer dem unterwasseranteiligen Verdrängervolumen des Trägerbasissterns selbst zusätzlich Tragkraft von den an den Ständern 113 sitzenden Schwimmkörpern verlangt wird, wird eine Verlängerung der Gabelung am Tragbasisarm zum Unterschwenken der Ständer 113 mit den Schwimmkörpern unter die Plattform empfohlen. Auch eine seitliche Anordnung der Ständer mit den Schwimmkörpern nebst ihrer Schwenkmechanismen neben dem Trägerbasisarm ermöglicht eine geringe horizontale Erstreckung der gesamten Anlage bei mäßigem Tiefgang.
Für das Außerwirkungsetzen einzelner tragender Schwimmkörper gelten natürlich die gleichen Auslegungsbedingungen zur Erhaltung der Stabilität, wie sie bereits unter 1 bis 4 vermerkt sind. Die dargestellte Windeneinrichtung 117/118/119/120 erfüllt die Funktionen wie unter 1 und 2 beschrieben. Sind beim Einsatz vorliegender schwenkbarem Ständerkonzeption auch Höhenregularien und Seilpartie-Austauschaktionen wie unter 1 bis 4 beschrieben, vorgesehen, sind an Stelle der Seiltrommel 117 mit ihren Antriebseinrichtungen 118/119/120 lose Umlenkrollen einzusetzen.
Zu Fig. 11
Zur Erzielung einer raumsparenden Lagerhaltung für die großvolumigen Schwimmkörper sowie zur erleichterten Installation oder für den Austausch der auftriebkräftigen Schwimmkörper wird eine volumenvariierbare Ausführungsweise durch Einsatz einer pressluftgefüllten seewasserbeständingen Hülle als Schwimmkörper vorgeschlagen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht sie aus einem weitgehend tonnenförmigen Gebilde 128 mit einem zentralen rohrförmigen durchgehenden Kanal 28a durch den das Ständerrohr 126 geführt ist. Zur vertikalen Abstützung des Schwimmkörpers ist am Ständerrohr ein Abstützteller 127 angeordnet. Zum Variieren seines Gewichtes und Verdrängervolumens weist er Wasser- und Druckluftanschlüsse 129 und 130 auf. Diese können auch bei leichten Undichtheiten zu einer temporären Aufrechterhaltung seiner tragenden Funktion nützlich sein, in dem damit evtl. eingedrungenes Leckwasser entfernt oder bzw. und entwichene Pressluft nachgefüllt wird.
Zu Fig. 12 + Fig. 13
Dieses Schwimmkörper-Ausführungsbeispiel bestehend aus mehreren in ihrem Verdrängervolumen variierbaren, zu einer Baueinheit zusammengefasste seewasserbeständige biegsame bzw. elastische Hüllen 133a, b, c, d, e, f mit Kreisausschnittprofil, die zu ihrer Abstützung und zum Schutz gegen Meeresgetier und -Besatz in einer Ummantelung 132/133/134 an – vorzugsweise der Hüllenanzahl angepassten kantigen Ständern 131 sitzen. Zur leichten Installation oder ihrem (auch teilweisen) Austausch durch Taucher besteht die Ummantelung aus leicht zu öffnenden Segmentstücken 133. Dazu sind am – vorzugsweise als sechskantiges Rohr ausgebildeten – Ständer 131 Abstütz- und Begrenzungsteller 132 und 133 angeordnet, zwischen denen in an ihrem Umfang angebrachte zweckentsprechendem Umbördelungen 134a und 134b zentrierend, sich zu einer Zylinderform ergänzende Mantelpartien 135 zentrieren. Ihre Stoßstellen sind mit lösbaren Verbindungseinrichtungen ausgestattet.
Durch die Möglichkeit der Durchführung partieller Austauschaktionen wird die Standstabilität der schwimmenden Anlage nicht gefährdet.
Zu ihrer Volumenvariation und zum Entfernen etwaigen Leckwassers sind die Hüllen 133 über Verbindungsleitungen 137, 139 mit einem Druckluftversorgungssystem 138 und einer Entwässerungseinrichtung 139 verbunden. Zum Stande der Technik gehörende Sensoren zur Bewirkung automatisch ablaufender Vorgänge sind hier ausgespart.
Zu Fig. 14
Anordnung und äußere Ausgestaltungen dieses Schwimmkörpers entsprechen weitgehend dem der 12 und 13. Die wasserverdrängenden und somit den Auftrieb bewirkenden im Innen angehäuften schwimmfähigen Körper bestehen vorzugsweise aus

a) geschichtet angeordneten, kreisringsegmentförmig ausgebildeten seewasserbeständigen Luftkissen, die im Falle einer Alterung ausgetauscht werden können,
b) eingeschütteten großporigen Schaumstoffpartikeln (Granulat, Bällchen).

Zu Fig. 15 und Fig. 16
Diese Schwimmkörpereinheit besteht aus mehreren, um einen mehrkantigen hohlen Ständer 143 befestigte, vorzugsweise aus Metall bestehende Hohlkörper 144a–f mit einem vorzugsweise dreieckförmigen, dem Ständer angepassten Querschnittsprofil. Als Befestigungsbasis weisen sie in Fortsetzung ihrer Anlagefläche an den Ständer Zungen 149 auf. Zweckmäßigerweise sind die Luftkammern 148 auch mit den unter 12 beschriebenen Einrichtungen zum Entfernen gegebenenfalls eingetretenen Leckwassers ausgestattet.
Zu Fig. 17 und Fig. 18
Zur unteren Fixierung der Diagonal-Zugverstrebungen der schwimmenden Trägerbasen werden in den bekannten (in Bezug genommenen) Konzeptionen) bei den mäßigen Wassertiefen kostengünstigerweise die Fundamente der vertikalen Verankerungsstränge genutzt. Beim Einsatz solcher Anlagen in tieferen Meeresregionen würde aber bei akzeptablen horizontalen Erstreckungen der Trägebasen die horizontale Kraftkomponente der diagonalen Zugelemente unvertretbar klein. Außerdem wird bei steilem Strangverlauf die horizontale Fixierung unpräzise, was die Gefahr zur Ausbildung von Schwingungen steigert.
Vorgeschlagen wird hierzu, – um separate außerhalb der horizontalen Erstreckung der einzelnen Trägerbasen zum Zwecke eines weniger steilen Diagonal-Zugstrangverlaufes anzuordnende Verankerungsbasen einzusparen – die Fundamente der vertikalen Zugelemente benachbarter schwimmender Windkraftanlagen zu nutzen. Zu Gute kommt einer solchen Verankerungsweise, dass Windkraftanlagen auf hoher See ohnehin nicht einzeln platziert, sondern vielfach in Windparks installiert sein werden und sich daher solche Verankerungsverbünde wirtschaftlich realisieren lassen.
In vorliegender Draufsicht-Schemadarstellung sind wiederum an den Trägerbasen je sechs ins Wasser ragende Stempel 161 mit je einem Schwimmkörper 162, sowie sechs Vertikal 171 – und sechs Diagonalzugverstrebungen 172 angeordnet. Zur Verdeutlichung des Führungsschemas der erfindungsgemäßen Diagonal-Zugverstrebungen sind der Einfachheit halber nur an einer Trägerbasis 154 und ihre unmittelbar benachbarten bzw. sie unschließenden Trägerbassen 153, 155, 156, 157, 158, 158, 159 und die Trägerbasis 154 horizontal stabilisierenden Diagonalzugelemente 177, sowie die außerhalb des Verbundes angeordneten Fundamente 170 und die damit verbundenen Diagonalzugelemente 173 mit Positionsnummern versehen.
zu Fig. 19 und Fig. 20
Da Windkraftanlagen nach Möglichkeit aus strömungstechnischen Gründen relativ weit auseinander stehen, erfordert dies bei direkter gegenseitiger Verknüpfung der Trägerbasen gemäß der 19 und 20 relativ lange Diagonal-Zugstrangausbildungen. Dies führt zwangsläufig zu großen Durchhängen – was wie unter „zum Stande der Technik” abgehandelt” – zu einem unpräzisen Fixieren der Trägerbasis mit gesteigerter Schwingungsneigung führt. Vorgeschlagen wird daher, die Trägerbasen nicht direkt durch die Diagonal-Zugstränge mit einander zu verbinden, sondern die Vernetzung über dazwischen angeordnete Fundamente die die Trägerbasis horizontal fesselnden Zugkräfte aufnehmen, zu bewirken.
Hierbei ist z. B. die zentrale Trägerbasis 176 mit ihren sechs Diagonalzugstrang-Verbindungsbasen 177 bis 182 mittels der Diagonalzugstränge 183 bis 188 mit den im Meeresboden verankerten Fundamenten 189 bis 194 verbunden. Diese sind wiederum mittels der Diagonalzugstränge 195 bis 206 zu ihrer horizontalen Fixierung mit den im Umkreis positionierten Trägerbasen 207 bis 212 verbunden. Am Rande des Trägerbasenverbundes sitzende Trägerbasen 213 erfordern zu einer symmetrischen Stabilitätssicherung die Verbindung 214, 215 zu einzeln sitzenden Fundamenten 216, 217.
Eine weitere Version mit zwischen den Trägerbasen zur Verkürzung der Einspannlänge der Diagonalzugstränge angeordneten Fundamenten besteht darin, dass mehrere Trägerbasen mit vier Diagonalstrang-Verbindungsbasen in einer Rechteckformation zu einem Offshore-Windpark zusammengefasst sind. Hierbei beanspruchen zwar immer nur zwei benachbarte Trägerbasen 218/236, 218/237, 218/238, 218/239 ein Fundament. Diese Konzeption bietet dennoch gegenüber freistehenden Anlagen, wobei jedem Diagonalzugstrang ein eigenes Fundament zugeordnet ist, eine verbilligte Herstellung.
Bezugszeichenliste
Zu Fig. 1 und Fig. 2:

1: Meeresboden
2: Wasseroberfläche
3: Trägersystem
3a, b, c, d, e, f: Arme (von 3)
4a–f: Ständer (an 3a–f)
5: Schwimmkörper
6a–f: Fundament
7a–f: Verankerungsseil
8a–f, 9a–f: Umlenkrolle
10a–d: Seilwinde
11a–d, 11d–a, 11b–e: Diagonalseilverspannung
11e–b, 11c–f, 11f–c: Diagonalseilvespannung
12a, d: Stützelement
13: Deckplatte
14: Windkraftmaschinenturm
15: Gondel
16: Konverter
17: Plattform
18: Kranbahn
19: Kran
20, 21: GPS Empfangseinrichtung
22: dreidimensionaler Lagesensor
23: Windgeschwindigkeitssensor
24: Mediumerkennungssensor

25: Meeresboden
26: Fundament
27: Wasseroberfläche
28: Trägerbasis
29: Ständer
30: Schwimmkörper (an 29)
31: Seilwinde (mit Seilvorrat)
32: Seilwinde (Spannungsregulator)
33: Seilwinde (aufspulende)
34: Seilstrang
34a, b, c, d, e, f: Seilstrangpartien
35: obere Umlenkrolle
36: untere Umlenkrolle
37: obere Umlenkrolle
38: Kraftsensor
39: obere Umlenkrolle
40: untere Umlenkrolle
41: obere Umlenkrolle
42: Kraftsensor
43: Diagonalversteifung

44: Windengehäuse
45, 46: Windenwelle (von 29 u. 43)
47, 48: Seiltrommel
49, 50: Schneckenrad
51, 52: Schnecke
53, 54: Antriebsmotor
55: Windenwelle
56: Schneckenrad
57: Schnecke
58: Antriebsmotor
59: Seiltrommel
60a: Rille
60b: Rillenwulst
61: zylindrische Trommel
62: Leitzunge
63a, b: Seil-Führungseinrichtung
65: Wegsensor
66: elektron. Steuer- und Regeleinrichtung
67: Druckzylinder
68: Kolben
69, 70: Druckleitung
71: hydr. Schaltelement
72: Abflußleitung
73: Ölwanne
74, 75: Druckleitung
76: hydr. 4-Wege Schaltelemente
77: Abflussleitung
78: Druck-Versorgungsleitung
79: Druckölpumpe
80: Pumpenmotor
81: Überdruckventil
82: Winkelcodierer

83: Wasseroberfläche
84: Trägerbasisarm
85: Durchbruch (in 84)
86: Führungsflansch
86a: Führungsnut (in 84)
87: Gewindestempel
87a: Gewinde (an 87)
88: Zugstab
89: Verdrehsicherung
90: Gewindeflansch
91: Schneckenradverzahnung (an 90)
92: Schnecke (an 93)
93: Motor
94: Fixierflansch
95a: Kabinenwand
95b: Kabinendeckel
96a: obere Ständerbasis
96b: Ständerrohr
97: Schwimmkörper

98: Trägerbasisarm
99: Durchbruch (in 98)
100: Kettenradwelle
101: Schneckenrad
102: Schnecke
103: Motor
104: Kettenrad
105: Kettenlaschenaufnahmeprofil
106: Laschenkette
107: Führungsnoppen
108: Stander
109a: Kabinenwand
109b: Kabinendeckel

110: Trägerbasisarm
110a, b: Trägerbasisarmgabel
111: Achse
112a, b: Ständergabelarm
112c: Ständergabelwand
113: Ständerrohr
114: Schneckenradverzahnung (an 120b)
115: Schnecke
116: Elektromotor
117: Seil- oder Kettentrommel
118: Schneckenradverzahnung (an 117)
119: Schnecke
120: Elektromotor
121: Seil oder Kette
122a, b: Kabinenwand
122c: Kabinendach
123: Führungs- + Befestigungseinrichtung
124: Öse
125: Arretiereinrichtung

126: Ständer (Rundprofil)
127: Abstützteller
128: Schwimmkörperhülle
128a: Hohlraum (in 120)
129: Druckluftleitung
130: Entwässerungsleitung

131: Ständer (Sechskantprofil)
132: Abstützteller
132a: Umbördelung (an 132)
133: Schwimmkörpermantelpartie
134: Bodenplatte
134a: Umbörtelung (an 134)
135: Schwimmkörpersegmenthülle
136: Verbindungspartie (von 135)
137: Druckluftleitung
138: Druckluftversorgungssystem
139: Entwässerungsleitung
140: Entwässerungssystem

141: Ständer
142: Manteldeckenplatte
143a, b, c, d: Mantelsegment
144: Mantelverschluß
145: Hohl- bzw Schwimmkörper
146: Schaumstoffgranulat

147: Ständer
148: Luftkammersegment
149: Befestigungszungen (an 148)
150: Verschraubung

151: Meeresgrund
152: Wasserspiegel
153–159: Trägerbasis
160: Windkraftanlage
161: Ständer
162: Schwimmkörper
163a, b, c, d, e, f: Fundamente (unter 153)
164a, b, c, d, e, f: Fundamente (unter 154)
165a, b, c, d, e, f: Fundamente (unter 155)
166a, b, c, d, e, f: Fundamente (unter 156)
167a, b, c, d, e, f: Fundamente (unter 157)
168a, b, c, d, e, f: Fundamente (unter 158)
169a, b, c, d, e, f: Fundamente (unter 159)
170: externes Fundament
171_{153a,b,c,d,e,f}: vertikale Zugelemente
171_{154a,b,c,d,e,f}: vertikale Zugelemente
171_{155a,b,c,d,e,f}: vertikale Zugelemente
171_{156a,b,c,d,e,f}: vertikale Zugelemente
171_{157a,b,c,d,e,f}: vertikale Zugelemente
171_{158a,b,c,d,e,f}: vertikale Zugelemente
172_154a–163d: diagonales Zugelement
172_154b–168e: diagonales Zugelement
172_154c-169f: diagonales Zugelement
172_154d–165a: diagonales Zugelement
172_154f–166b: diagonales Zugelement
172_154h–167c: diagonales Zugelement
173: Rand-Trägerbase
174: externes Fundament
175: Diagonalzugelement (zu 174)

176: Trägerbasis
177–182: Diagonalzugstrang-Verbindungsbasis
183–188: Diagonalzugstrang
189–194: Fundament
195–206: Diagonalzugstrang
207–212: Trägerbasis
213: Randträgerbase
214, 215: Diagonalzugstrang
216, 217: Randfundament

218: Trägerbasis
219–223: Diagonalzugstrang-Verbindungsbasis
224–227: Diagonalzugstrang
228–231: Fundament
232–235: Diagonalzugstrang
236–239: Trägerbasis

Literaturverzeichnis und in Betracht gezogene Patentschriften

[1] „Offshore-Windkraft und Naturschutz: Ein unlösbarer Konflikt?”			Offshore-Konferenz 2011 Berlin
[2] „Schwimmende Fundamente für Offshore-Windkraftanlagen”			11. Hansesesail Business Forum 2011 (Prof. Dr.-Ing J. Großmann, Dipl.-Ing. B. Schuldt)
[3] „Offshore-Wind-Potentiale für die deutsche Schiffsbauindustrie” Studie 2011			KPMG/VSM
[4] „Anlageeffizienz liegt im Windschatten” BINE Informationsdienst 2012-01.05.			Forschungsbericht der C. c. Ossietzky Unives. Oldenburg

Patent/Anmelde-Schiften	Anm.-Datum	Anmelder	Bezeichnung
[5] EP 2 311 725 A3	2010-05.26	Gicon	„Schwimmfundament mit verbesserter Abspannung”
[6] DE 10 2009 054 608.1	2009-12.14.	Gicon	„Unterwassertragsystem für Anlagen”
[7] DE 10 2009 044 278 A1	2009-10.16.	Jährig	„Schwimmfundament mit verbesserter Abspannung”
[8] US 2008/0089 746 A1	2008. 2007-04.06.	Enertag <DE Priorität	„Construction cof a Submerget Floating Foundation”
[9] DE 10 2008 003 647 B4	2008-01.09.	Gicon	„Schwimmendes Gründungswerk mit Auftriebskomponenten, in aufgelöster Bauweise”
[10] DE 10 2008 029 982 A1	2008-06.24.	Schopf	„Stabilisierungs- und Wartungseinrichtung für seilabgespannte am Meeresboden aufsitzende, sowie verankerte schwimmende Trägereinrichtungen für Offshore-EA
[11] WO 2007 014 670 A1	2007 2005-08.04.	Arcadis <DE Priorität	„Verankerungselement für Schwimmkörperanordnungen”
[12] EP 1 876 093 A1	2006-07.07.	Arcadis	„Schwimmendes Offshore-Fundament und Verfahren zu dessen Herstellung”
[13] DE 2005 040 808 A1	2005-08.29.	Schopf	„Einrichtung zur Stabilisierung schwimmender Offshore-Windenergieanlagen unter Einbeziehung modifizierter Wasserkraftmaschinen zur Stromgewinnung aus der Energie der Meeresströmung”
[14] DE 10 2005 040 803 A1	2005-08.29.	Schopf	„Kombinierte schwimmende Wind- u. Wasser Offsh.-EA”
[15] DE 10 2005 040 797 A1	2005-08.29.	Schopf	„Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen”
[16] DE 102 19 062 A1	2002-04.29.	Schopf	„Offshore Windenergieanlage”
[17] UK 2 378 679 A	2001-08.16.	Ocean-Synergie GB	„Floating offshore wind turbine”
[18] DE 100 34 847 A1	2000-02.14.	Maierform	„Ortsfeste Positionierung von Funktionseinheiten auf dem oder im Wasser”
[19] DE 2054946 A	1970-11.17.	Corso It.	”Hydrostatisches Gerüst mit Plattform”

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2311725 A3 [0061]
DE 102009054608 [0061]
DE 102009044278 A1 [0061]
US 2008/0089746 A1 [0061]
DE 102008003647 B4 [0061]
DE 102008029982 A1 [0061]
WO 2007014670 A1 [0061]
EP 1876093 [0061]
DE 2005040808 A1 [0061]
DE 102005040803 A1 [0061]
DE 102005040797 A1 [0061]
DE 10219062 A1 [0061]
GB 2378679 A [0061]
DE 10034847 A1 [0061]
DE 2054946 A [0061]

Claims

Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen bestehend aus einer von unter der Wasseroberfläche angeordneten Schwimmkörpern getragenen Rahmenformation mit einer im Zentrum darauf aufsitzenden Offshore-Windkraftanlage, wobei die Trägerbasis selbst sowohl unter Wasser als auch über dem Wasserspiegel positioniert sein kann, letzten Falles die tragenden Schwimmkörper an in das Wasser ragende an äußeren Partien der Trägerbasis befestigten Stempeln angeordnet sind, die Trägerbasis in ihrer vertikalen Stellung von am Meeresboden verankerten weitgehend senkrecht verlaufenden, herkömmlicher Weise aus Seilwerk bestehenden Zugelementen gehalten und ihre horizontale Position von diagonal nach oben verlaufenden Zugelementen fixiert wird, die Auftriebskräfte der Schwimmkörper über dem Gewicht der Trägerbasis mit der Windkraftanlage einschließlich voraussichtlicher maximal auftretender nach unten wirkender Störkräften aus Winddruck und Wellengang sowie den nach unten gerichteten vertikalen Kraftvektoren von schräg verlaufenden Verankerungselementen liegen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Trägerbasis (3, 28, 84, 98, 110) schwimmfähig und mit sternförmigen horizontal erstreckenden Armen ausgebildet ist an deren äußeren Enden (3a–f) vertikal stehende Ständer (4a–f, 96, 108, 113, 126, 131, 141, 147) mit daran befestigten, die Trägerbasis tragende Schwimmkörper (5a–f, 30a, d, 97, 128, 135a–f, 148a–f, 142–146) angeordnet sind, – die an der Trägerbasis angeordneten Ständer (4, 29, 96, 108, 113, 126, 131) mit daran befestigten Schwimmkörpern (5, 30, 128, 135, 148) schwenk- oder verschiebbar an der Trägerbasis angeordnet und mit einem Schwenk- oder Verschiebeantrieb (114–116) versehen sind, – die Ständer (4, 29, 96, 108, 113) hohl ausgebildet und die die Trägerbasis vertikal fixierenden Zugelemente (70, 34, 88, 106, 121) durch sie hindurch geführt sind, – die Schwimmkörper alternativ aus a) den Ständer (96, 126) umschließende formsteifen Hohlkörpern (97, 148), b einen oder mehreren den Ständer (126, 131) umschließende biegeweiche druckluftgefüllte Hüllen (128, 135), c) ein dem Ständer (141) umschließendes Gehäuse (143) gefüllt mit einer Vielzahl von kleinen Schwimmkörpern beliebiger Art, vorzugsweise Schaumstoffgranulat, besteht, – die die Trägerbasis (84, 98) vertikal und horizontal fesselnden Zugelemente an Stelle von herkömmlichen Seilwerken aus seewasserbeständigeren, massiveren und mit größerem Verschleißvolumen versehenen, sowie wechselbeanspruchungsunempfindlicheren alterungsbeständigeren Zugelementen (88, 106) bestehen, – die Befestigungseinrichtung und -Weise für die die Trägerbasis (3, 28) vertikal fixierenden Zugelemente derartig ausgebildet ist, dass die Einspannlänge der Zugelemente und somit der Abstand der Trägerbasis zum Meeresboden (1, 25) variieret werden kann, – beim Einsatz von Seilwerk als Zugelement zur vertikalen Fixierung der Trägerbasis (3, 28) seine gesamte Strangführung und seine Fixierungseinrichtungen derart ausgebildet sind, dass außer einer Höhenregulierfunktion für die Trägerbasis die aktiven Seilwerkpartien zu Inspektions- und Wartungszwecken durch die Seilführungsstrecke gezogen, sowie frische Seilpartien eingezogen werden können, wobei die Seilspannungen beim Durchzieh- und Erneuerungsprozess der betroffenen Seilstränge reduziert werden, – die Auftriebskräfte der Schwimmkörper (5, 30, 128, 133, 135, 148, 142–146) und ihre horizontale Positionierung zu den partiellen auf sie einwirkenden Gewichtsbelastungen durch die Trägerbasis (3) einschließlich maximal vorkommenden Seegang- und Windbelastungen so aufeinander abgestimmt sind, dass bei Ausfall eines Schwimmkörpers sowie beim belastungsreduzierten Durchfahrens oder Erneuerns der aktiven Seilstrecke – ein stabiler Gleichgewichtszustand für die gesamte schwimmende Anlage (unter normalen Einsatz- und Wetterbedingungen) erhalten bleibt. – den Zugelement-Einspannlängen-Verstelleinrichtungen (31, 32, 33) eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (66) zugeordnet ist, die nach einem vorbestimmten Algorithmus a) schwingungsdämpfende oder Schwingungen vorbeugende Aktivitäten, gestützt auf Istwertmeldungen an Bord angeordneter Sensoren (20–24) errechnet und steuert, – die den Zugelement-Einspannlängen-Verstelleinrichtungen (31, 32, 33) zugeordnete elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (66) und eine an Bord eingesetzte Steuer- und Regeleinrichtung zur Steuerung des Betriebsablaufes der Windkraftmaschine (15/16) Konfiguration ihrer Hard- und Software zur Kommunikation miteinander derart aufweisen und so vernetzt sind, dass zusätzlich oder vorbeugenderweise vorbestimmte, der Schwingungsdämpfung oder Schwingungsvermeidung dienende Funktions- und Betriebszustände an der Windkraftmaschine (15) mit ihrem Generator (16) eingeleitet und bewirkt werden.
Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer mit ihren daran befestigten Schwimmkörpern auf folgenden alternativen Weisen an der Trägerbasis befestigt sind: – der Ständer in einer vertikalen Führungsbasis verschiebbar angeordnet ist, – der Ständer verdrehbar um eine horizontal und parallel zu einer Trägerbasis-Armlängsachse verlaufenden Drehachse angeordnet ist, – der Ständer in einer Gabelung (110a, 110b) der Trägerbasis-Armenden (110) auf einer rechtwinkelig zur Trägerbasislängsachse sitzenden Achse (111) gelagert ist, schwenkbar sowohl nach oben als auch unter der Trägerbasis zur Mitte hin, wobei der Ständer (113) am oberen Ende eine Gabelung (112a, 112b) aufweist wovon ein Gabelholm (112b) eine Schneckenradverzahnung (114) trägt, die mit einer auf einem Elektromotor (116) sitzenden Schnecke (115) im Eingriff steht, zwischen den Ständerholmen (112a, 112b) eine Seiltrommel (117) bespult mit einem als Seil oder Kette ausgeführten Zugelement (121) gelagert und mit einer Schneckenradverzahnung (118) versehen ist welche mit einer auf einem Elektromotor (120) sitzenden Schnecke (119) im Eingriff steht und der Schneckentrieb (114/115, 118/119) selbsthemmend ausgeführt ist, der dem Ständerschwenkantrieb zugeordnete Elektromotor (115) in einer für seine Montage- und Demontage leicht lösbaren Befestigungsweise am Trägerbasisarm angeordnet ist.
Schwimmende Offshore-Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das vertikal die Trägerbasis (84, 98) fesselnde Zugelemente aus einem oder mehrerer hintereinander verbundene massive Stäbe (131) besteht, – die Einspannlänge des massiven Zugelementes (103) von einer vertikal verstellbaren Befestigungsgungseinrichtung gehalten wird, – die Befestigungseinrichtung aus einem mit dem Stab (103a) verbundenen Stempel (87) mit einer oben angeordneten Gewindepartie (88a) besteht der in einen auf dem Trägerbasisarm (84) aufliegenden Gewindeflansch (90) steckt welcher mit einer Schneckenradverzahnung (91) versehen ist die mit einer an einem Elektromotor (93) sitzenden Schnecke (92) im Eingriff steht, wobei der Schneckentrieb (91/92) selbsthemmend ausgebildet ist, – der vertikale Zugstab (103) in einen hohl ausgebildeten an der Trägerbasis (84) befestigten Ständer (97) verschiebbar geführt ist.
Schwimmende Offshore-Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die diagonal verlaufenden Versteifungselemente (11, 33) aus massiven Stäben bestehen, – die diagonal verlaufenden Versteifungsstäbe (11, 33) in Abständen – vorzugsweise an Verbindungsknotenpunkten von Stabstücken – durch senkrecht verlaufende Halteelemente mit der Trägerbasis (3, 28) verbunden sind, in einer Weise, dass sich kein oder zumindest nur ein geringer eigengewichtsbedingter Durchhang ausbilden kann, – die diagonal verlaufenden Versteifungselemente (11, 33) aus Rohren oder sich längserstreckenden Gitterwerken bestehen. – als Rohre ausgeführte diagonal verlaufende Versteifungselemente (11, 33) als geschlossene Schwimmkörper ausgeführt sind mit einem derart abgestimmten Bauvolumen-Material-Verhältnis, dass der Auftrieb weitgehend dem Eigengewicht entspricht,
Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die vertikal die Trägerbasis (84, 98) fesselnden Zugelemente aus massiven durch den Ständer (108) geführte Gliederketten (106) bestehen, – diese als Zugelemente fungierenden Ketten durch eine längenvariable Befestigungseinrichtung mit der Trägerbasis erbunden sind, – die Befestigungseinrichtung aus einem von der Kette (106) mindestens halbumschlungenen auf der Trägerbasis (98) gelagerten Kettenrad (104) besteht mit einer der Kette angepassten formschlüssig wirkenden Auflagepartie, wobei das Kettenrad eine Schneckenradverzahnung (101) trägt, die mit einer auf einem Elektromotor (103) sitzenden Schnecke (102) im Eingriff steht, der Formschluss zwischen Kettenrad (106) und Kette (108) durch auf den Umfang des Kettenrades eingelassene, der Kettestruktur angepasste Mulden (105) bewirkt wird, der Schneckentrieb (101/102) selbsthemmend ausgebildet ist, um und über der Befestigungs- und Verstelleinrichtung (102–108) Kabinenwandungen (100, 101) angeordnet sind, die Kette (106) durch einen hohl ausgebildeten an der Trägerbasis (98) befestigten Ständer (108), geführt ist, – die Kette (106) aus derartigem Material besteht oder bzw. und in einer Weise dimensioniert ist, dass sie unter den aggressiven korrodierenden Einflüssen des Seewassers die gesamte angesetzte Lebensdauern der Windkraftanlagen erfüllt.
Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) die die Trägerbasis tragenden Schwimmkörper alternativ je aus – einem an den Ständer (96b) befestigten, ihn umschließende feste Hohlkörper (97) besteht, – zu einer Einheit zusammengefasste mehreren um und an den Ständer (147) befestigte formsteife im Querschnitt dreieckförmige Hohlkörper (148) besteht, – einer den Ständer (126) umschließende biegeweiche weitgehend tonnenförmige druckluftgefüllte Hülle (Blimps) besteht, wobei am Ständer (126) oberhalb der Hülle (128) eine die Auftriebskraft abstützende Abstützteller (127) aufweist, – aus einem am Ständer (131) befestigten und ihn umschließenden Gehäuse (132–134) mit darin untergebrachten kreisausschnittförmigen druckluftgefüllten Hüllen (Blimps) (135) besteht, wobei das Gehäuse so beschaffen ist, dass einzelne Hüllen (135a–f) ausgetauscht werden können, – einen den Ständer (141) umschließenden wasserdurchlässigen, mit Auftrieb unterliegenden Hohlkörpern (145) oder einer schwimmfähigen körnigen Substanz (146), vorzugsweise Schaumstoffgranulat) gefüllten Gehäuse (143) besteht, b) die Schwimmkörper mit Leckwassermelde- und Drucksensoren sowie Leckwasserentsorgungs- und Druckluftzuleitungen (139, 137) ausgestattet sind, c) an Bord der Trägerbasis mit den Schwimmkörpern in Verbindung stehende zweckentsprechende Einrichtungen zum Lenzen evtl. eingetretenen Leckwassers aus den Schwimmkörpern und zum Befüllen mit Druckluft angeordnet sind, wobei diese so konzipiert und Verbindungsleitungen so flexibel ausgeführt sind, dass die Schwimmkörper bzw. deren Komponenten zum Zwecke montagegünstiger Auftriebs- oder Absenkkräfte wasser- oder luftbefüllt oder entleert werden können.
Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei aus Seilwerk oder Ketten bestehenden Zugsträngen zur vertikalen Fesselung der Trägerbasis (3, 28) die Seil- oder Kettenanordnung und -Führung auf nachstehenden alternativen Weisen erfolgt, indem – ein Seil- oder Kettenende eines Zugstranges (7) an einem im Meeresboden (1, 25) verankerten Fundament (6, 26) befestigt ist und das andere Ende an einer an Bord der Trägerbasis (3, 28) angeordneten Seil- oder Kettenwinde (10, 102–109) fixiert ist, – jeweils zwei gegenüberliegende Verankerungsbasen der Trägerbasis (28) von einem Seil (34) – oder Kette (106) gehalten werden, wobei ein Ende des Seiles oder der Kette auf einer Seil- oder Kettenwindentrommel (31) befestigt ist und diese umwindet, in Fortsetzung das Seil- oder Kettentrum (34a) direkt oder über eine Umlenkrolle (35) als senkrechter Zugstrang (34b) zu einer an einen im Meeresboden 25) verankerten Umlenkrolle (36) geführt ist, anschließend als senkrechter Zugstrang (34c) zurück auf die Trägerbasis über eine Umlenkrolle (37) danach als weitgehend horizontal verlaufender Zugstrang (34d) einer Seil- oder Kettenwinde (32) mit reib- oder formschlüssiger Kontaktierung zugeführt wird, von da aus das Seil- oder Kettentrum als weitgehend horizontal verlaufender Zugstrang (34e) über eine Umlenkrolle (38) zu einer an einen im Meeresboden verankerten Umlenkrolle (40) und über eine an Bord der Trägerbasis befindlichen Umlenkrolle (41) als weitgehend waagerechter Zugstrang (34h) einer Seil- oder Kettenwinde (33) zugeführt wird, wobei in beiden Ausführungsfällen a) und b) – an Winden (31, 32, 33) eine Haltebremse angeordnet ist die im nichtaktiven Betriebszustand der Winden jegliche Drehbewegung sperrt, – an Stelle einer Haltebremse ein selbsthemmender Schneckenantrieb (49/51, 50/52, 56/57) Einsatz findet, – die Seiltrommel (59) der die partielle Höhenregulierung der Trägerbasis bewirkende Winde (32) vom Seilwerk (34d, 30e) mindestens einmal umschlungen wird, – die Seilfixier-Inspektions- und Erneuerungseinrichtung derart ausgeführt ist und gesteuert wird, dass das Durchfahren von Seilwerkstrecken und ihrer Erneuerung bei mäßiger bzw. stark reduzierter Zugkraft dieser betroffenen Seilstränge erfolgt, b) bei Ausbildung der Zugstränge als Kette die Kettentrommeln der die partielle Höhenregulierung der Trägerbasis bewirkende Winde (32, 102–107) eine auf die Kettenstruktur abgestimmte formschlüssig wirkende Kettenradverzahnung aufweist und der Windentrommel (32) im Bereich des Formschlusses mit der Kette eine sie tangierende Führungsrolle (32a) zugeordnet ist.
Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass – bei Ausbildung der Zugstränge als Seilwerk die Seiltrommeln der die partielle Höhenregulierung der Trägerbasis bewirkende Winde (32) eine dem Seilprofil angepasste, reibwertsteigernde und innere (Auflage-)Spannungen mindernde Rillenprofilierung (60a, b) sowie eine rillen- und verdrehlose zylindrische Partie (61) als Umschlingungsbasis beim Durchziehen längerer Seilpartien aufweist, – die Seiltrommel (59) zum Aus- und Einfädeln des Seiles (34e, d) aus und in die Profilierung (60a) eine besonders ausgebildete Übergangspartie aufweist, – die Rillenprofil-Übergangspartie zum Einfädeln der Seilpartie (34e) darin besteht, dass die Endpartie des Seiltrommelwulstes (60b) über einen Teil der einer anschließend angeordneten lose gelagerten zylindrischen Trommelpartie (61) ragt, – der Seiltrommel Einrichtungen (63ea, b) zur Führung des Seiles (34e, d) beim gesteuerten Überleiten des Seiles aus der profilierten auf die zylindrische Trommelpartie (61) und umgekehrt zugeordnet ist, – die Seilführeinrichtung aus an beiden Trommelseiten angeordneten, von einem Aktuator (65) mit integriertem oder ihm zugeordneten Wegsensor (64) axial bewegten Führungselementen (63a, b) besteht, wobei diese um eine Rillensteigung der Seiltrommel versetzt axial einander zugeordnet sind, – die axiale Bewegung der Führungselemente (63a, b) und der Zeitpunkt ihrer Entfesselung von der Zwangsführung durch die Rillen (60a) – in einer vorbestimmten Weise von einer zugeordneten Steuer- und Regeleinrichtung (66) gesteuert wird, – die Seilführungseinrichtung (63a, b) von einem Linearmotor mit integriertem Wegsensor betätigt wird, – die Seilführungseinrichtung (63a, b) alternativ von einem hydraulischen Stellsystem betätigt wird, bestehend aus einem hydraulischen Stellzylinder (67, 78) der von einem ersten seine Zwangssteuerung oder seine Schleppphase bestimmenden hydraulischen Stellelement (71) und einem zweiten, seine Wege und Positionen bestimmenden hydraulischen Stellelement (76), die von einer Druckmittelversorgungseinrichtung (79, 80, 81) versorgt werden, gesteuert werden,
Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen nach Anspruch 1, 7, 8 und beliebiger anderer vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektronische Rechner-, Speicher- und Steuereinrichtung (66) aufweist die nach einem vorbestimmten Algorithmus basierend auf Istwertmeldungen ihr zugeordneter Sensoren (20–24, 36, 39, 64, 82a, b) nachstehende Prozeduren bewirkt: – der Stabilisierung der schwimmenden Windkraftanlage dienende Prozessvorgänge errechnet und Stellsignale an dafür vorgesehene Aktuatore (53, 54, 58, 65) erteilt, vorzugsweise bzw. zumindest durch programmiertes Verändernder Einspannlänge der die Trägerbasis vertikal fesselnden Zugelemente (4, 34, 88, 109, 129), – auf adaptiver Weise aus vergangenen Zustandsmeldungen und daraufhin erfolgten Aktionen bei Vorliegen ähnlicher Tendenzen vorbeugender Weise Stellkommandos errechnet und erteilt, – mit einer das Steuermanagement der Windkraftanlage (16/15, 160) bewirkenden Steuereinrichtung in einer Weise vernetzt ist, dass von ihr errechnete bzw. bestimmte schwingungsdämpfende oder -vorbeugende Korrektive an eine das Betriebmanagement der Windkraftanlage (15/16) bewirkende Steuereinrichtung übertragen werden, die diese an störgrößenbeeinflussbare oder kompensierbare Komponenten der Windkraftanlage weiterleitet, in dem z. B. der Luftwiderstand des Konverters (16) durch Verdrehen der Rotorblätter, oder durch Variieren der Belastung des angekoppelten Generators verändert wird, – zur Bewirkung zusätzlicher schwingungsdämpfender -oder -vorbeugender Aktionen mit einer den Betriebsablauf der Windkraftmaschine steuernden Steuer- und Regeleinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die so konfiguriert ist, dass sie die beiden obliegenden Funktionen ausführt, – die Funktionstüchtigkeit der die Trägerbasis tragenden Schwimmkörper (135) aus Istwertmeldungen darin angeordneter Wasserstands- und Drucksensoren überwacht und erforderlichenfalls an Bord vorhandene Leckwaser-Entwässerungs- oder Druckversorgungseinrichtungen aktiviert und oder Gefahren-Signalgeben an Überwachungszentralen leitet, – bei Ereichen einer vorgegebenen Betriebszeit oder Biegewechselzahl aktiver Seilstränge (7, 34) in einem ruhigen störgrößenarmen Betriebszustand automatisch eine frische Seilstrecke aus bevorratetem Seilvorrat (47) einzieht, wobei währenddessen die Zugbelastung im Seilstrang in einem vorgegebenen Maße durch eine entsprechende Drehzahl- bzw. Drehwinkelregelung an den seitlichen Seilwinden (31, 33 reduziert wird, mit einer zweckentsprechenden Drehrichtung die Seiltrommel (57) über ihrem Betriebsdrehwinkelspektrum hinaus soweit in einem abgestimmten Maße angetrieben wird, dass die Seilbelegung von der gerillten auf die glatte verdrehlose Trommelpartie (61) verlegt wird, zum anstehenden programmierten Wiedereinfädeln der Seilpartie (34d) in die gerillte Trommelpartie die Drehrichtung der Trommel) so gesteuert wird und bei einer vorbestimmten Trommelwinkelstellung der „einfädelnden” Wulstpartie (62) die Seilführungseinrichtungen (64) den einzufädelnden Seilstrang (34e) in die erste Rille drückt, wonach bei einer mittigen Belegung der Trommelrillenpartie durch das Seilwerk (34e, 34d) dieses wieder durch die Seilwinden (31, 33) in seinem straffen Betriebszustand gespannt wird, – die elektronische Rechner-, Speicher- und Steuereinrichtung (66) mit mindesten drei nachstehender bzw. auf der schwimmenden Windkraftanlage angeordnete Sensoren vernetzt ist: GPS-kommunikationsfähige Empfangs- und Sendeeinrichtung (20, 21) dreidimensional wirkenden Lagesensor (22) Windgeschwindigkeitsmesser (23) Mediumerkennungssensor (24) Zugkraftsensor (36, 39) Wegsensor (64) Winkelcodierer (82a, b, c)
Schwimmende Trägerbasis für Offshore-Windenergieanlagen nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass a) bei mehreren zu einem Offshore-Windpark zusammengefassten schwimmenden Windenergieanlagen (160) ihre schräg (diagonal) verlaufenden Verankerungselemente (172 _154a–163d), (172 _154b-168e), (172 _154c–169f), (172 _154d–165a), (172 _154f–166b), (172 _154h–167c) an den Fundamenten (163c, 168e, 169f, 165a, 166b, 1676c) benachbarter Trägerbasen (153, 158, 159, 155, 156, 157) befestigt sind, – die auf diese Weise im Verbund zueinander stehenden schwimmenden Trägerbasen (154–157) mittels sechs vertikal und sechs diagonal auf sie einwirkende Zugelemente (171) und (172) über oder unter der Wasseroberfläche (152), getragen von an Ständern (161) angeordneten Schwimmkörpern (162), fixiert werden, – die auf diese Weise im Verbund zueinander stehenden schwimmenden Trägerbasen mittels vier vertikal und vier diagonal auf sie einwirkende Zugelemente fixiert werden, wobei ihre vor- und nachstehenden Anordnungs- und Verankerungsweisen denen der Trägerbasen mit sechs Verankerungselementen entsprechen, – die schwimmenden Trägerbasen so zu einander positioniert sind, das die je im Zentrum stehende Trägerbasis (154) von sechs Trägerbasen (153, 158, 159, 155, 156, 157) weitgehend im gleichen Abstand und gleicher Winkelzuordnung eingekränzt ist und die diagonal verlaufenden Zugelemente (172 _154a–163d), (172 _154b–168e), (172 _154c–169f), (172 _154d–165a), (172 _154f–166b), (172 _154h–167c) weitgehend gleiche Längen aufweisen, – die nach außen gerichteten schräg verlaufenden Verankerungselemente (175) am Rand des Verbundes sitzender Trägerbasen (173) durch Diagonalzugelemente (175) mit separaten außerhalb des Verbundes sitzenden Fundamenten (174) verbunden sind, b) bei zu einem Windpark zusammengefasste schwimmende Trägerbasen (176), (207–212), (218, 236–239) mit darauf sitzenden Windkraftanlagen ihre Diagonalverankerungsstränge (183–188), (224–227) an im Meeresboden zwischen den benachbarten Trägerbasen (176, 207–212) und (218, 236–239) separat sitzenden Fundamenten (189–194), (228–231) verankert sind, wobei – die Trägerbasen und Fundamente so einander zugeordnet sind, dass mindestens die Hälfte der Diagonal-Zugstränge einer Trägerbasis mit auch von benachbarten Trägerbasen genutzten Fundamenten verbunden ist, – die mit sechs Diagonalzugsträngen ausgestalteten Trägerbasen (176), (207–212) in einer Sechseckform gruppiert sind, – die mit vier Diagonalzugsträngen ausgestalteten Trägerbasen (118, 228–231 in einer Viereckform gruppiert sind, c) die diagonal verlaufenden Verankerungselemente (11, 43, 172) der schwimmenden Windenergieanlage an Fundamenten von benachbarten Unterwasser-Druckenergiespeichergefäßen fixiert sind.