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WO2016177783A1 - Schwimmfähiger schwergewichtsanker zur verankerung eines in der offenen see schwimmenden tragwerks mit einer windkraftanlage, servicestation oder konverterstation - Google Patents

Schwimmfähiger schwergewichtsanker zur verankerung eines in der offenen see schwimmenden tragwerks mit einer windkraftanlage, servicestation oder konverterstation Download PDF

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Publication number
WO2016177783A1
WO2016177783A1 PCT/EP2016/060006 EP2016060006W WO2016177783A1 WO 2016177783 A1 WO2016177783 A1 WO 2016177783A1 EP 2016060006 W EP2016060006 W EP 2016060006W WO 2016177783 A1 WO2016177783 A1 WO 2016177783A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anchor
heavyweight
heavyweight anchor
floatable
chambers
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/060006
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Habil Jochen GROSSMANN
Frank Dahlhaus
Original Assignee
Gicon Windpower Ip Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gicon Windpower Ip Gmbh filed Critical Gicon Windpower Ip Gmbh
Publication of WO2016177783A1 publication Critical patent/WO2016177783A1/de

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Definitions

  • Floatable heavyweight anchor for anchoring a structure floating in the open sea with a wind turbine, service station or converter station
  • the invention relates to buoyant heavyweight anchor for anchoring a floating in the open sea structure with a wind turbine, service station or converter station.
  • the publication DE 10 2009 044 278 A1 discloses a floating foundation with improved bracing.
  • the floating foundation has anchors that are vertically arranged below junctions of a floating structure. These are stationary in horizontal distances from each other on the seabed.
  • the anchors are preferably ballast bodies in the form of heavyweight foundations that are not buoyant.
  • Floating floats in conjunction with anchors for wind turbines in the open sea are known, for example, from document GB 2 378 679 A.
  • the swimming foundation realized for this purpose consists of several buoyancy bodies, which are connected via radial steel struts with the tower of the wind turbine.
  • the steel struts are arranged cross-shaped in plan view and not connected to each other. If bending forces occur at the radial steel struts of the structure, they lead to high bending moments.
  • the floating offshore foundation for a load to be supported in particular a wind turbine, comprises a support structure with which the weight of the load to be supported is directed downwards, at least one A buoyant body for generating buoyancy force counteracting the weight force and anchoring with at least one weight anchor or a counterweight for holding the at least one buoyant body at a predefined depth below the water surface, wherein the at least one weight anchor is configured with a fillable outer shell. It is important that the weight anchor in comparatively light condition can be spent at the site of the construction of the offshore foundation and there by filling his outer shell is so weighty that it falls and thus develops its restrained function.
  • the weight anchor is a box to be transported separately.
  • the indicated in claim 1 invention is based on the object simply anchored on a floating in the open sea structure wind turbine, service station or converter station stationary.
  • the buoyant heavyweight anchor for anchoring a floating in the open sea structure with a wind turbine, service station or converter station are characterized in particular by the fact that the structure with the wind turbine, the service station or converter station is simply anchored stationary.
  • the heavyweight anchor on a solid plate several floodable chambers and fasteners for buoyancy of the structure, wherein the floating heavyweight anchor not flooded chambers, the sinking heavyweight anchor partially flooded chambers and the lowered heavyweight anchor flooded and / or has mainly filled with fine sand chambers.
  • the buoyant heavyweight anchor is a monolithic heavyweight anchor.
  • the buoyant heavyweight anchor is thus buoyant on site and lowers itself by flooding the chambers themselves. If there are any currents, it should only be held in position.
  • the lowering can advantageously be carried out selectively controlled by the rods.
  • the flooded and / or mostly filled with fine sand chambers of course increase the weight of the anchor on the bottom of the sea.
  • the heavyweight anchor is monolithic. The production can be done completely on land. Then this is easy by dragging yourself or by means of a Transport ship or in a dry dock to the place of placement of the wind turbine, service station or converter station transportable.
  • the transport ship or the dry dock can also transport several heavyweight anchors, which are then easily distributed on site according to their positions. This makes it easy to implement fields with wind turbines.
  • the heavyweight anchors are easy to remove from the bottom of the lake in case of disturbances or in case of no need.
  • the chambers are easy to fill with air, so that the heavyweight anchor simply floats.
  • the solid plate, first chambers and fastening means for buoyancy bodies are arranged on a base plate according to the embodiment of claim 2, the solid plate, first chambers and fastening means for buoyancy bodies are arranged. On the solid plate is at least a second chamber. Furthermore, the base plate, the solid plate, the side walls and the cover plate of the first chambers and the side walls and the at least one cover plate of the second chamber are monolithic.
  • the first chambers surround the massive body.
  • the second chamber constitutes the main chamber.
  • the buoyant attachment means of a wind turbine, service station or converter station structure may be at least one connector on the heavyweight anchor. In addition, this can also have bars for the Konnekbren.
  • the beams are part of the monolithic heavyweight anchor.
  • Chambers are arranged symmetrically around the solid plate according to the embodiment of claim 3.
  • the symmetrically arranged around the solid plate chambers according to the embodiment of claim 4 are the same. This is advantageously given a horizontal lowering of the heavyweight anchor.
  • the heavyweight anchor has according to the embodiment of claim 5 earth skewers. These intervene in the bottom of the sea and increase the stability of the heavyweight anchor. The introduction of laterally or obliquely attacking or acting forces is increased.
  • the flooded and / or mainly filled with fine sand and arranged on the seabed heavyweight anchor is according to the embodiment of claim 6
  • the heavyweight anchor can be surrounded by accumulated stones.
  • the floating heavyweight anchor and the floating floatable buoyancy body having support structure are connected to each other according to the embodiment of claim 7, wherein the heavyweight anchor and the structure on site successively lowered by flooding the chambers gravity anchor and lowered by at least partially flooding the buoyancy body and pressed air through the buoyancy bodies are under the water surface floating structure.
  • the heavyweight anchor and the structure with or without the wind turbine, service station or converter station can easily be moved together. On site, the heavyweight anchor and the structure can then be placed by flooding the chambers and the buoyant bodies.
  • the interconnected buoyancy form an underwater structure, with only a support frame on the buoyancy bodies cuts through the water surface.
  • the wind turbine, the service station or the converter station can also be easily placed again to a new location.
  • the floating heavyweight anchor and the floating buoyancy body having support structure are connected to each other according to the embodiment of claim 8, wherein the heavyweight anchor and the structure on site successively lowered by flooding the chambers gravity anchor and a lowerable and thus floating under the water surface structure.
  • the air filled buoyant bodies are simply pulled down on the tethers below the sea surface after the heavyweight anchor has been positioned on the seabed.
  • the buoyancy bodies and the elements connecting the buoyancy bodies are an underwater support system.
  • the elements may be pipes that are also filled with air.
  • the developments of the claims 7 and 8 cause the heavyweight anchor, the structure and the wind turbine or the service station or the converter station easily transportable and can be placed on site and fixed by means of the heavyweight anchor on site.
  • a support frame for the wind turbine, the service station or the converter station cuts through the water surface.
  • For the service station or the converter station can in particular be arranged on the support frame to a platform. On the platform, the respective components of the service station or the converter station with possibly envisaged enclosures are placed.
  • a power plant with several wind turbines and at least one service station and / or at least one converter station can be realized and placed in the sea.
  • the base plate are quadrangular and the at least one second chamber formed in cross-section octagonal. Furthermore, four buoyant bodies are arranged over the four corner regions of the base plate. The buoyancy bodies can thus be placed over the corner regions, the buoyancy bodies and the base plate defining a quadrangular base area. In particular, during transport thus results in a minimal space requirement in terms of limited footprint.
  • the distance between the at least one second chamber and the first chamber is according to the embodiment of claim 10 greater than the cross section of a two buoyant body interconnecting pipe.
  • the tube can be placed during transport in this space.
  • the floating heavyweight anchor and the floating floodable buoyancy body having structure are connected to each other according to the embodiment of claim 1 that the at least second chamber projects into the space defined by the buoyancy space and the buoyancy bodies interconnecting pipes each at least partially in the space between the first chamber and the at least one second chamber.
  • these form a compact unit with a high stability even at high waves. This is particularly advantageous especially at the same time mounted wind turbine.
  • the complete anchoring on the seabed and floating in the lake wind turbine can be economically and easily transported to the respective location.
  • the bases of the heavyweight anchor and the structure are the same after the embodiment of claim 12.
  • the bases of the heavyweight anchor and the structure according to the embodiment of claim 13 have the same dimensions.
  • For transport the same means of transport can be used.
  • the monolithic heavyweight anchor according to the embodiment of claim 14 consists of concrete.
  • the concrete is after the further training of the Patent claim 15 a reinforced steel concrete.
  • the heavyweight anchor can be made very economical.
  • the components of the heavyweight anchor can also be realized one after another in time.
  • 1 is a buoyant heavyweight anchor for anchoring a floating in the open sea structure with a wind turbine, service station or converter station,
  • Fig. 4 is a buoyant heavyweight anchor in conjunction with a structure with a wind turbine and
  • Fig. 5 is a lowering of a buoyant heavyweight anchor in conjunction with a supporting structure with a wind turbine.
  • a buoyant heavyweight anchor 1 for anchoring a floating in the open sea structure 13 with a wind turbine 14, service station or converter station consists essentially of a solid plate 3, several floodable chambers 4, 7 and fasteners for buoyant body 20 of the structure 13th
  • Fig. 1 shows a buoyant heavyweight anchor 1 for anchoring a floating in the open sea structure 13 with a wind turbine 14, service station or converter station in a schematic representation.
  • the solid plate 3 On a base plate 2, the solid plate 3, the first chambers 4, at least one second chamber 7 and fastening means for buoyant body 20 are arranged.
  • the base plate 2 has a quadrangular and the second chamber 7 has an octagonal base surface, so that opposite the second chamber 7 free corner regions are present.
  • the buoyancy bodies can be placed at least partially for transport. Furthermore show:
  • Fig. 2 is a buoyant heavyweight anchor 1 in a basic sectional view
  • Fig. 3 is a buoyant heavyweight anchor 1 in a further schematic sectional view.
  • the first chambers 4 are each surrounded by side walls 5 and a cover plate 6.
  • the bottom of the first chambers 4 is the base plate 2.
  • On the solid plate 3 is the second chamber 7, wherein the cover plate 9 of the second chamber 7 via columns 10 and side walls 8 is connected to the solid plate 3.
  • the bottom of the second chamber 7 is the solid plate 3.
  • the buoyant heavyweight anchor 1 is designed monolithic. To form this
  • the base plate 2 and the solid plate 3 are a plate, so that no separation in Figs. 1 to 3 can be shown.
  • the heavyweight anchor 1 is advantageously made of concrete, in particular a steel reinforced concrete.
  • the first chambers 4 are designed the same and surround the solid plate 3 symmetrically. At the same time, these are arranged at a distance from the second chamber 7.
  • the heavyweight anchor 1 may further comprise third chambers 12 in the corner regions. 4 shows a buoyant heavy-weight anchor 1 in conjunction with a supporting structure 13 with a wind turbine 14 in a basic representation.
  • the supporting structure 13 is a supporting structure 13 for the wind power plant 14 which is floating in the open sea and connected to the heavy-weight anchor 1 via anchoring means 15.
  • the supporting structure 13 itself has a first component arranged below water and a second component 18 cutting through the water surface 16.
  • the arranged under water first component 17 has at the vertices of a quadrangle arranged as a polygon and extending in the direction perpendicular to a plane buoyant body 20. These continue to act as a carrier of the water surface 16 intersecting second component 18 of the structure 13.
  • the buoyancy bodies 20 are over Tubes 21 connected together. These may be formed simultaneously as a buoyant body, wherein the interiors of the buoyancy body 20 and the tubes constitute a cavity.
  • the buoyant body 20 has substantially the shape of a closed hollow cylindrical piece with a base plate and a cover plate.
  • the second component 18 has the water surface cutting tubular support members 22 and support means with a support structure for the wind turbine 14.
  • the support structure may be a tubular portion receiving an end portion of the mast of the wind turbine 14
  • FIG. 5 shows a lowering of a buoyant heavyweight anchor 1 in conjunction with a supporting structure 13 with a wind turbine 14 in a basic representation.
  • the floating heavyweight anchor 1 has not flooded chambers 4, 7, the sinking heavyweight anchor 1 partially flooded chambers 4, 7 and the lowered heavyweight anchor 1 flooded and / or predominantly filled with fine sand chambers 4, 7.
  • the floating heavyweight anchor 1 and the floating floatable buoyancy body 20 having supporting structure 13 are connected to each other, wherein the heavyweight anchor 1 and the structure 13 on site one after the flooding of the chambers 4, 7 lowerable heavyweight anchor 1 and then lowered by flooding the buoyancy structure 13th are.
  • the floating heavyweight anchor 1 and the floating floatable buoyancy body 20 having structure 13 are connected to each other so that the second chamber 7 projects into the space defined by the buoyancy body 20 space.
  • the tubes 21 connecting the buoyant bodies 20 are in each case at least partially in the space between the first chamber 4 and the second chamber 7.
  • buoyancy body 20 of the structure 13 are filled in their position relative to the heavyweight anchor 1 with air, so that the structure 13 is a floating structure 13 and the second component 18 is below the water surface 16.
  • the buoyancy bodies 20 have a cavity which, for positioning as an underwater support, is a buoyancy body cavity which can be filled with seawater as well as with a gaseous medium as air.
  • the heavyweight anchor 1 is located on the bottom 19 of the lake and is connected via the anchoring means 15 to the supporting structure 13. These can be oriented vertically and / or arranged obliquely.
  • the buoyancy bodies 20 of the structure 13 can also be formed flooded, the structure 13 can be pulled down on site at the anchoring means 15.
  • Fine sand can be introduced into the flooded chambers 4, 7, water being forced out of the chambers by the fine sand.
  • the chambers are filled as far as possible with fine sand. This increases the weight.
  • the base surfaces of the heavyweight anchor 1 and the structure 13 may be the same, wherein they may have the same dimensions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft schwimmfähige Schwergewichtsanker zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks mit einer Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass das Tragwerk mit der Windkraftanlage, der Servicestation oder der Konverterstation einfach ortsfest verankerbar ist. Dazu weist der Schwergewichtsanker eine Massivplatte, mehrere flutbare Kammern und Befestigungsmittel für Auftriebskörper des Tragwerks auf, wobei der schwimmende Schwergewichtsanker nicht geflutete Kammern, der sich absenkende Schwergewichtsanker teilgeflutete Kammern und der abgesenkte Schwergewichtsanker geflutete Kammern aufweist. Der schwimmfähige Schwergewichtsanker ist ein monolithisch ausgebildeter Schwergewichtsanker. Der schwimmfähige Schwergewichtsanker ist damit vor Ort schwimmfähig und senkt sich durch Flutung der Kammern selbst ab. Bei eventuell vorhandenen Strömungen ist dieser dabei nur in Position zu halten. Das Absenken kann dabei vorteilhafterweise durch das Fluten gezielt gesteuert erfolgen. Die gefluteten Kammern erhöhen natürlich das Gewicht des Ankers auf dem Boden der See. Der Schwergewichtsanker ist monolithisch ausgeführt.

Description

Schwimmfähiger Schwergewichtsanker zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks mit einer Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation
Die Erfindung betrifft schwimmfähige Schwergewichtsanker zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks mit einer Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation.
Zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks mit einer Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation sind in den Boden der See einzubringende Pfähle bekannt. Dazu können Bohrpfähle als in den Boden gebohrte Stahlrohre eingesetzt werden. Die Erde wird aus dem Innern des Rohres entfernt und Beton in den durch das Rohr ausgebildeten Hohlraum eingebracht. Eine derartige Lösung ist unter anderem durch die Druckschrift DE 196 41 422 A1 als Verfahren zum Herstellen eines Betonbohrpfahles bekannt. Eine andere Möglichkeit sind sogenannte Rammpfähle, wie sie beispielsweise durch die Druckschrift DE 28 23 269 A1 als Stahlrammpfähle bekannt sind. Der Einsatz von Pfählen führt bei deren Platzierung im Boden der See insbesondere zu einer starken Geräuschbildung.
Durch die Druckschrift DE 10 2009 044 278 A1 ist ein Schwimmfundament mit verbesserter Abspannung bekannt. Das Schwimmfundament weist Anker auf, die vertikal unterhalb von Anschlussstellen eines Schwimmtragwerks angeordnet sind. Dazu sind diese ortsfest in horizontalen Abständen zueinander am Meeresboden angeordnet. Die Anker sind vorzugsweise Ballastkörper in Form von Schwergewichtsfundamenten, die nicht schwimmfähig sind.
Schwimmende Auftriebskörper in Verbindung mit Ankern für Windkraftanlagen in der offenen See sind beispielsweise durch die Druckschrift GB 2 378 679 A bekannt. Das dazu realisierte Schwimmfundament besteht aus mehreren Auftriebskörpern, die über radiale Stahlstreben mit dem Turm der Windkraftanlage verbunden sind. Die Stahlstreben sind in Draufsicht kreuzförmig angeordnet und untereinander nicht verbunden. Treten an den radialen Stahlstreben des Bauwerks Biegekräfte auf, führen diese zu hohen Biegemomenten.
Die Druckschrift EP 1 876 093 A1 offenbart ein schwimmendes Offshore-Fundament und Verfahren zu dessen Herstellung. Unter anderem umfasst das schwimmende Offshore- Fundament für eine zu stützende Last, insbesondere eine Windkraftanlage, eine Stützstruktur, mit der die Gewichtskraft der zu stützenden Last nach unten geleitet ist, mindestens einen Auftriebskörper zum Erzeugen von der Gewichtskraft entgegenwirkender Auftriebskraft und einer Verankerung mit mindestens einem Gewichtsanker oder einem Gegengewicht zum Halten des mindestens einen Auftriebskörpers in einer vordefinierten Tiefe unter der Wasseroberfläche, wobei der mindestens eine Gewichtsanker mit einer befüllbaren Aussenhülle gestaltet ist. Wichtig ist dabei, dass der Gewichtsanker in vergleichsweise leichtem Zustand an den Ort der Errichtung des Offshore-Fundaments verbracht werden kann und dort durch ein Auffüllen seiner Aussenhülle derart beschwerbar ist, dass er absinkt und dadurch seine rückhaltende Funktion entwickelt. Der Gewichtsanker ist ein separat zu transportierender Kasten.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auf einem in der offenen See schwimmenden Tragwerk angeordnete Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation einfach ortsfest zu verankern.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die schwimmfähigen Schwergewichtsanker zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks mit einer Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass das Tragwerk mit der Windkraftanlage, der Servicestation oder der Konverterstation einfach ortsfest verankerbar ist.
Dazu weist der Schwergewichtsanker eine Massivplatte, mehrere flutbare Kammern und Befestigungsmittel für Auftriebskörper des Tragwerks auf, wobei der schwimmende Schwergewichtsanker nicht geflutete Kammern, der sich absenkende Schwergewichtsanker teilgeflutete Kammern und der abgesenkte Schwergewichtsanker geflutete und/oder überwiegend mit Feinsand befüllte Kammern aufweist. Der schwimmfähige Schwergewichtsanker ist ein monolithisch ausgebildeter Schwergewichtsanker.
Der schwimmfähige Schwergewichtsanker ist damit vor Ort schwimmfähig und senkt sich durch Flutung der Kammern selbst ab. Bei eventuell vorhandenen Strömungen ist dieser dabei nur in Position zu halten. Das Absenken kann dabei vorteilhafterweise durch das Ruten gezielt gesteuert erfolgen. Die gefluteten und/oder überwiegend mit Feinsand befüllten Kammern erhöhen natürlich das Gewicht des Ankers auf dem Boden der See.
Der Schwergewichtsanker ist monolithisch ausgeführt. Die Herstellung kann vollständig an Land erfolgen. Daraufhin ist dieser einfach durch Schleppen selbst oder mittels eines Transportschiffes oder in einem Trockendock zum Ort der Platzierung der Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation transportierbar. Das Transportschiff oder das Trockendock kann auch mehrere Schwergewichtsanker transportieren, die dann vor Ort leicht entsprechend ihrer Positionen verteilbar sind. Damit lassen sich Felder mit Windkraftanlagen leicht realisieren.
Die Schwergewichtsanker sind bei Störungen oder bei Nichtbedarf leicht wieder vom Boden der See zu entfernen. Die Kammern sind dazu einfach mit Luft zu befüllen, so dass der Schwergewichtsanker einfach aufschwimmt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 15 angegeben.
Auf einer Grundplatte sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 die Massivplatte, erste Kammern und Befestigungsmittel für Auftriebskörper angeordnet. Auf der Massivplatte befindet sich wenigstens eine zweite Kammer. Weiterhin sind die Grundplatte, die Massivplatte, die Seitenwände und die Deckplatte der ersten Kammern und die Seitenwände und die wenigstens eine Deckplatte der zweiten Kammer monolithisch ausgebildet.
Die ersten Kammern umgeben dabei den Massivkörper. Die zweite Kammer stellt die Hauptkammer dar. Das Befestigungsmittel für Auftriebskörper eines Tragwerks für die Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation kann wenigstens ein Konnektor am Schwergewichtsanker sein. Dazu kann dieser darüber hinaus auch Balken für die Konnekbren aufweisen. Die Balken sind ein Bestandteil des monolithischen Schwergewichtsankers.
Kammern sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 symmetrisch um die Massivplatte angeordnet. In Fortführung sind die symmetrisch um die Massivplatte angeordneten Kammern nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 gleichgestaltet. Damit ist vorteilhafterweise ein horizontales Absenken des Schwergewichtsankers gegeben.
Der Schwergewichtsanker weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 Erdspieße auf. Diese greifen in den Boden der See ein und erhöhen die Standfestigkeit des Schwergewichtsankers. Die Einleitung von seitlich oder schräg angreifenden oder wirkenden Kräften ist erhöht.
Der geflutete und/oder überwiegend mit Feinsand befüllte und auf dem Meeresboden angeordnete Schwergewichtsanker ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 vorteilhafterweise von einem Kolkschutz umgeben, so dass ein Unterspülen verhindert ist. Für den Kolkschutz kann der Schwergewichtsanker von angehäuften Steinen umgeben sein.
Der schwimmende Schwergewichtsanker und das schwimmende flutbare Auftriebskörper aufweisende Tragwerk sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 miteinander verbunden, wobei der Schwergewichtsanker und das Tragwerk vor Ort nacheinander ein durch Flutung der Kammern absenkbarer Schwergewichtsanker sowie ein durch wenigstens teilweise Flutung der Auftriebskörper absenkbares und durch eingepresste Luft in die Auftriebskörper unter der Wasseroberfläche schwimmendes Tragwerk sind. Der Schwergewichtsanker und das Tragwerk mit oder ohne der Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation können leicht zusammen bewegt werden. Vor Ort kann dann der Schwergewichtsanker und das Tragwerk durch Flutung der Kammern und der Auftriebskörper platziert werden. Die miteinander verbundenen Auftriebskörper bilden ein Unterwassertragwerk, wobei nur ein Traggerüst auf den Auftriebskörpern die Wasseroberfläche durchschneidet.
Durch Befüllen der Kammern und/oder der Auftriebskörper mit Luft kann die Windkraftanlage, die Servicestation oder die Konverterstation auch wieder leicht an einen neuen Ort platziert werden.
Der schwimmende Schwergewichtsanker und das schwimmende Auftriebskörper aufweisende Tragwerk sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 miteinander verbunden, wobei der Schwergewichtsanker und das Tragwerk vor Ort nacheinander ein durch Flutung der Kammern absenkbarer Schwergewichtsanker sowie ein absenkbares und damit unter der Wasseroberfläche schwimmendes Tragwerk sind. Die mit Luft befüllten Auftriebskörper werden nach Positionierung des Schwergewichtsankers auf dem Meeresboden einfach an den Halteseilen unter die Meeresoberfläche herabgezogen. Damit sind die Auftriebskörper und die die Auftriebskörper miteinander verbindenden Elemente ein Unterwassertragsystem. Die Elemente können dazu Rohre sein, die ebenfalls mit Luft befüllt sind.
Die Weiterbildungen der Patentansprüche 7 und 8 führen dazu, dass der Schwergewichtsanker, das Tragwerk und die Windkraftanlage oder die Servicestation oder die Konverterstation leicht transportierbar und vor Ort platzierbar und mittels des Schwergewichtsankers vor Ort fixierbar sind. Dabei durchschneidet ein Traggerüst für die Windkraftanlage, die Servicestation oder die Konverterstation die Wasseroberläche. Für die Servicestation oder die Konverterstation kann dazu insbesondere eine Plattform auf dem Traggerüst angeordnet sein. Auf der Plattform können die jeweiligen Bestandteile der Servicestation oder der Konverterstation mit eventuell vorgesehenen Umhausungen platziert werden. Damit kann ein Kraftwerk mit mehreren Windkraftanlagen und wenigstens einer Servicestation und/oder mindestens einer Konverterstation realisiert und in der See platziert werden.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 sind die Grundplatte viereckförmig und die wenigstens eine zweite Kammer im Querschnitt achteckförmig ausgebildet. Weiterhin sind über den vier Eckbereichen der Grundplatte vier Auftriebskörper angeordnet. Die Auftriebskörper können somit über den Eckbereichen platziert werden, wobei die Auftriebskörper und die Grundplatte eine viereckförmige Grundfläche begrenzen. Insbesondere beim Transport ergibt sich damit ein minimaler Platzbedarf hinsichtlich der begrenzten Grundfläche.
Der Abstand zwischen der wenigstens einen zweiten Kammer und der ersten Kammer ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 größer als der Querschnitt eines zwei Auftriebskörper miteinander verbindendes Rohr. Damit kann das Rohr beim Transport in diesem Zwischenraum platziert sein.
Der schwimmende Schwergewichtsanker und das schwimmende flutbare Auftriebskörper aufweisende Tragwerk sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 1 1 miteinander so verbunden, dass die wenigstens zweite Kammer in den durch die Auftriebskörper begrenzten Zwischenraum ragt und sich die die Auftriebskörper miteinander verbindenden Rohre jeweils wenigstens bereichsweise im Raum zwischen der ersten Kammer und der wenigstens einen zweiten Kammer befinden. In der Schwimmphase beim Transport des Schwergewichtsankers und des Tragwerks bilden diese eine kompakte Einheit mit einer hohen Stabilität auch bei hohen Wellen. Das ist insbesondere bei gleichzeitig montierter Windkraftanlage besonders vorteilhaft. Die komplette am Meeresgrund verankerbare und in der See schwimmende Windkraftanlage kann ökonomisch günstig und einfach zum jeweiligen Standort transportiert werden.
Die Grundflächen des Schwergewichtsankers und des Tragwerks sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 gleich ausgebildet. In Fortführung weisen die Grundflächen des Schwergewichtsankers und des Tragwerks nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 die gleichen Abmessungen auf. Zum Transport können damit einfach gleiche Transportmittel eingesetzt werden.
Günstigerweise besteht der monolithische Schwergewichtsanker nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 aus Beton. In Fortführung ist der Beton nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 ein stahlbewehrter Beton. Damit kann der Schwergewichtsanker sehr ökonomisch hergestellt werden. Mittels bekannter Schalungen können die Bestandteile des Schwergewichtsankers auch zeitlich nacheinander realisiert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schwimmfähiger Schwergewichtsanker zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks mit einer Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation,
Fig. 2 ein schwimmfähiger Schwergewichtsanker in einer Schnittdarstellung,
Fig. 3 ein schwimmfähiger Schwergewichtsanker in einer weiteren Schnittdarstellung,
Fig. 4 ein schwimmfähiger Schwergewichtsanker in Verbindung mit einem Tragwerk mit einer Windkraftanlage und
Fig. 5 eine Absenkung eines schwimmfähigen Schwergewichtsankers in Verbindung mit einem Tragwerk mit einer Windkraftanlage.
Ein schwimmfähiger Schwergewichtsanker 1 zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks 13 mit einer Windkraftanlage 14, Servicestation oder Konverterstation besteht im Wesentlichen aus einer Massivplatte 3, mehreren flutbaren Kammern 4, 7 und Befestigungsmitteln für Auftriebskörper 20 des Tragwerks 13.
Fig. 1 zeigt einen schwimmfähigen Schwergewichtsanker 1 zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks 13 mit einer Windkraftanlage 14, Servicestation oder Konverterstation in einer prinzipiellen Darstellung.
Auf einer Grundplatte 2 sind die Massivplatte 3, die ersten Kammern 4, wenigstens eine zweite Kammer 7 und Befestigungsmittel für Auftriebskörper 20 angeordnet. Dazu besitzen die Grundplatte 2 eine viereckförmige und die zweite Kammer 7 eine achteckförmige Grundfläche, so dass gegenüber der zweiten Kammer 7 freie Eckbereiche vorhanden sind. In diese können zum Transport die Auftriebskörper wenigstens bereichsweise platziert sein. Weiterhin zeigen:
Fig. 2 einen schwimmfähigen Schwergewichtsanker 1 in einer prinzipiellen Schnittdarstellung und
Fig. 3 einen schwimmfähigen Schwergewichtsanker 1 in einer weiteren prinzipiellen Schnittdarstellung.
Die ersten Kammern 4 sind jeweils von Seitenwänden 5 und einer Deckplatte 6 umgeben. Der Boden der ersten Kammern 4 ist die Grundplatte 2. Auf der Massivplatte 3 befindet sich die zweite Kammer 7, wobei die Deckplatte 9 der zweiten Kammer 7 über Säulen 10 und Seitenwände 8 mit der Massivplatte 3 verbunden ist. Der Boden der zweiten Kammer 7 ist die Massivplatte 3. Der schwimmfähige Schwergewichtsanker 1 ist monolithisch ausgeführt. Damit bilden
- die Grundplatte 2,
- die Massivplatte 3,
- die Seitenwände 5 und die Deckplatten 6 der ersten Kammern 4 und
- die Seitenwände 8, die Deckplatte 9 und die Säulen 10 der zweiten Kammer 7 den monolithischen Schwergewichtsanker 1.
Die Grundplatte 2 und die Massivplatte 3 sind eine Platte, so dass keine Trennung in den Fig. 1 bis 3 zeigbar ist.
Der Schwergewichtsanker 1 besteht vorteilhafterweise aus Beton, insbesondere einem stahlbewehrten Beton.
Die ersten Kammern 4 sind gleich ausgestaltet und umgeben die Massivplatte 3 symmetrisch. Gleichzeitig sind diese beabstandet zur zweiten Kammer 7 angeordnet.
An der Grundplatte 2 sind Erdspieße 1 1 angeordnet, die in den Boden der See eingreifen.
Der Schwergewichtsanker 1 kann weiterhin in den Eckbereichen dritte Kammern 12 aufweisen. Fig. 4 zeigt einen schwimmfähigen Schwergewichtsanker 1 in Verbindung mit einem Tragwerk 13 mit einer Windkraftanlage 14 in einer prinzipiellen Darstellung.
Das Tragwerk 13 ist dazu ein in der offenen See schwimmendes und über Abspannmittel 15 mit dem Schwergewichtsanker 1 verbundenes Tragwerk 13 für die Windkraftanlage 14. Das Tragwerk 13 selbst weist ein unter Wasser angeordnetes erstes Bestandteil und ein die Wasseroberfläche 16 durchschneidendes zweites Bestandteil 18 auf.
Der unter Wasser angeordnete erste Bestandteil 17 besitzt an den Eckpunkten eines Vierecks als Polygon angeordnete und sich in der Senkrechten zu einer Ebene erstreckende Auftriebskörper 20. Diese fungieren weiterhin als Träger des die Wasseroberfläche 16 durchschneidenden zweiten Bestandteils 18 des Tragwerks 13. Die Auftriebskörper 20 sind über Rohre 21 miteinander verbunden. Diese können gleichzeitig als Auftriebskörper ausgebildet sein, wobei die Innenräume der Auftriebskörper 20 und die Rohre einen Hohlraum darstellen. Der Auftriebskörper 20 besitzt im Wesentlichen die Form eines abgeschlossenen hohlen Zylinderstücks mit einer Grundplatte und einer Deckplatte.
Der zweite Bestandteil 18 weist die Wasseroberfläche schneidende rohrförmige Tragelemente 22 und Tragmittel mit einer Tragkonstruktion für die Windkraftanlage 14 auf. Die Tragkonstruktion kann dazu ein einen Endenbereich des Mastes der Windkraftanlage 14 aufnehmendes Rohrteil sein
Die Fig. 5 zeigt eine Absenkung eines schwimmfähigen Schwergewichtsankers 1 in Verbindung mit einem Tragwerk 13 mit einer Windkraftanlage 14 in einer prinzipiellen Darstellung.
Der schwimmende Schwergewichtsanker 1 besitzt nicht geflutete Kammern 4, 7, der sich absenkende Schwergewichtsanker 1 teilgeflutete Kammern 4, 7 und der abgesenkte Schwergewichtsanker 1 geflutete und/oder überwiegend mit Feinsand befüllte Kammern 4, 7.
Der schwimmende Schwergewichtsanker 1 und das schwimmende flutbare Auftriebskörper 20 aufweisende Tragwerk 13 sind dazu miteinander verbunden, wobei der Schwergewichtsanker 1 und das Tragwerk 13 vor Ort nacheinander ein durch Flutung der Kammern 4, 7 absenkbarer Schwergewichtsanker 1 und danach ein durch Flutung der Auftriebskörper absenkbares Tragwerk 13 sind. Der schwimmende Schwergewichtsanker 1 und das schwimmende flutbare Auftriebskörper 20 aufweisende Tragwerk 13 sind dabei so miteinander verbunden, dass die zweite Kammer 7 in den durch die Auftriebskörper 20 begrenzten Zwischenraum ragt. Weiterhin befinden sich die die Auftriebskörper 20 miteinander verbindenden Rohre 21 jeweils wenigstens bereichsweise im Raum zwischen der ersten Kammer 4 und der zweiten Kammer 7.
Die unter die Wasseroberfläche 16 abgesenkten Auftriebskörper 20 des Tragwerks 13 werden in ihrer Position gegenüber dem Schwergewichtsanker 1 mit Luft befüllt, so dass das Tragwerk 13 ein schwimmendes Tragwerk 13 ist und sich der zweite Bestandteil 18 unter der Wasseroberfläche 16 befindet. Die Auftriebskörper 20 weisen dazu einen Hohlraum auf, der zur Positionierung als Unterwassertragwerk ein sowohl mit Seewasser flutbarer als auch mit einem gasförmigen Medium als Luft befüllbarer Hohlraum der Auftriebskörper 20 ist. Der Schwergewichtsanker 1 befindet sich auf dem Boden 19 der See und ist über die Abspannmittel 15 mit dem Tragwerk 13 verbunden. Diese können vertikal orientiert und/oder schräg verlaufend angeordnet sein.
Die Auftriebskörper 20 des Tragwerks 13 können auch nicht flutbar ausgebildet sein, wobei das Tragwerk 13 vor Ort an den Abspannmitteln 15 herabgezogen werden kann.
In die gefluteten Kammern 4, 7 kann Feinsand eingebracht werden, wobei Wasser durch den Feinsand aus den Kammern gedrückt wird. Die Kammern werden weitestgehend mit Feinsand befüllt. Damit wird die Gewichtskraft erhöht.
Vorteilhafterweise können die Grundflächen des Schwergewichtsankers 1 und des Tragwerks 13 gleich ausgebildet sein, wobei diese die gleichen Abmessungen aufweisen können.
Bezugszeichenliste
1 Schwergewichtsanker
2 Grundplatte
3 Massivplatte
4 erste Kammer
5 Seitenwand erste Kammer
6 Deckplatte erste Kammer
7 zweite Kammer
8 Seitenwand zweite Kammer
9 Deckplatte zweite Kammer
10 Säule
1 1 Erdspieß
12 dritte Kammer
13 Tragwerk
14 Windkraftanlage
15 Abspannmittel
16 Wasseroberfläche
17 erstes Bestandteil
18 zweites Bestandteil
19 Boden der See
20 Auftriebskörper
21 Rohr
22 Tragelement

Claims

Patentansprüche
1 . Schwimmfähiger Schwergewichtsanker zur Verankerung eines in der offenen See schwimmenden Tragwerks mit einer Windkraftanlage, Servicestation oder Konverterstation, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwergewichtsanker (1 ) eine Massivplatte (3), mehrere flutbare Kammern (4, 7) und Befestigungsmittel für Auftriebskörper (20) des Tragwerks (13) aufweist, wobei der schwimmende Schwergewichtsanker (1 ) nicht geflutete Kammern (4, 7), der sich absenkende Schwergewichtsanker (1 ) teilgeflutete Kammern (4, 7) und der abgesenkte Schwergewichtsanker (1 ) geflutete und/oder überwiegend mit Feinsand befüllte Kammern (4, 7) aufweist, und dass der schwimmfähige Schwergewichtsanker (1 ) ein monolithisch ausgebildeter Schwergewichtsanker (1 ) ist.
2. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Grundplatte (2) die Massivplatte (3), erste Kammern (4) und Befestigungsmittel für Auftriebskörper (20) des Tragwerks (13) angeordnet sind, dass sich auf der Massivplatte (3) wenigstens eine zweite Kammer (7) befindet und dass die Grundplatte (2), die Massivplatte (3), die Seitenwände (5) und die Deckplatte (6) der ersten Kammern (4) und die Seitenwände (10) und die wenigstens eine Deckplatte (9) der zweiten Kammer (7) monolithisch ausgebildet sind.
3. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Kammern symmetrisch um die Massivplatte (3) angeordnet sind.
4. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach den Patentansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass symmetrisch um die Massivplatte (3) angeordnete Kammern gleichgestaltet sind.
5. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schwergewichtsanker (1 ) Erdspieße (1 1 ) aufweist.
6. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der geflutete und/oder überwiegend mit Feinsand befüllte und auf dem Boden (19) der See angeordnete Schwergewichtsanker (1 ) von einem Kolkschutz umgeben ist.
7. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der schwimmende Schwergewichtsanker (1 ) und das schwimmende flutbare Auftriebskörper (20) aufweisende Tragwerk (13) miteinander verbunden sind, wobei der Schwergewichtsanker (1 ) und das Tragwerk (13) vor Ort nacheinander ein durch Flutung der Kammern (4, 7) absenkbarer Schwergewichtsanker (1 ) sowie ein durch wenigstens teilweise Flutung der Auftriebskörper (20) absenkbares und durch eingepresste Luft in die Auftriebskörper (20) unter der Wasseroberfläche (16) schwimmendes Tragwerk (13) sind.
8. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der schwimmende Schwergewichtsanker (1 ) und das schwimmende Auftriebskörper (20) aufweisende Tragwerk (13) miteinander verbunden sind, wobei der Schwergewichtsanker (1 ) und das Tragwerk (13) vor Ort nacheinander ein durch Flutung der Kammern (4, 7) absenkbarer Schwergewichtsanker (1 ) sowie ein absenkbares und damit unter der Wasseroberfläche (16) schwimmendes Tragwerk (13) sind.
9. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach den Patentansprüchen 1 , 2 und 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (2) viereckförmig und die wenigstens eine zweite Kammer (7) im Querschnitt achteckförmig ausgebildet sind und dass über den vier Eckbereichen der Grundplatte (2) vier Auftriebskörper (20) angeordnet sind.
10. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach den Patentansprüchen 1 , 2, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der wenigstens einen zweiten Kammer (7) und der ersten Kammer (4) größer als der Querschnitt eines zwei Auftriebskörper (20) miteinander verbindendes Rohr (21 ) ist.
1 1 . Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach wenigstens einem der Patentansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der schwimmende Schwergewichtsanker (1 ) und das schwimmende flutbare Auftriebskörper (20) aufweisende Tragwerk (13) miteinander so verbunden sind, dass die wenigstens zweite Kammer (7) in den durch die Auftriebskörper (20) begrenzten Zwischenraum ragt, und dass sich die die Auftriebskörper (20) miteinander verbindenden Rohre (21 ) jeweils wenigstens bereichsweise im Raum zwischen der ersten Kammer (4) und der wenigstens einen zweiten Kammer (7) befinden.
12. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Grundflächen des Schwergewichtsankers (1 ) und des Tragwerks (13) gleich ausgebildet sind.
13. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach den Patentansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundflächen des Schwergewichtsankers (1 ) und des Tragwerks (13) die gleichen Abmessungen aufweisen.
14. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der monolithische Schwergewichtsanker (1 ) aus Beton besteht.
15. Schwimmfähiger Schwergewichtsanker nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton ein stahlbewehrter Beton ist.
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