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Beitragvon EuRegEn » 03.03.2012 11:11 Uhr

Ganz grob gesagt, ist dieses Gebrauchsmuster eine Weiterführung von Poseidon und Windfloat oder Winflo:

http://www.terre.tv/fr/5049_winflo--eol ... -flottante
http://video.vestas.com/video/6481618/windfloat
http://www.greenunivers.com/wp-content/ ... ssWind.jpg
http://www.poseidonorgan.com/


Gebrauchsmuster für schwimmende Windparks
Nr. 20 2011 005 240 0
IPC: F03D 11/04
Tag der Anmeldung: 13.04.2011
Tag der Eintragung: 30.08.2011

Gewinnung von billigem Windstrom vom Meer mit innovativen Technologien, mittels mehreren Windkraftanlagen, welche zusammen und nebeneinander aufgebaut werden, die im Meer schweben und sich „als Windpark“ in den Wind drehen.
Ein solcher Windpark hat schon alleine dadurch einen höheren Ertrag, da die gegenseitige Beeinträchtigung, durch den sog. WAKE-Effekt, hier entfällt.

Der Aufbau von Windkraftanlagen im Meer ist heute Stand der Technik, aber es werden Windkraftanlagen verwendet, welche kaum modifiziert aus der Binnenlandtechnik übernommen wurden.
Die Montage der Fundamente ist teuer, die Verwendung von Monopiles oder Tripiles hat durch die Geräuschentwicklung bei der Rammarbeit möglicherweise bedenkliche Auswirkungen auf die Umwelt.
Dieses Gebrauchsmuster soll Windkraft zum endgültigen Durchbruch verhelfen:
Enorme Preissenkungen werden möglich durch:
Höheren Ertrag auf dem Meer aufgrund des besseren Windes
Höheren Ertrag durch das Fehlen der Abschattung und Bildung der Windmauer
Bessere statische Voraussetzungen ersparen Kosten und Material durch allseitige Abstützung bzw. Abspannung
Die flexible Reaktion auf die Kräfte des Windes mindern die Belastung vieler Bauteile der Windkraftanlage
Modulbau, weitgehende Vorfertigung und Aufbau der Windkraftanlagen an den Häfen verringern Kosten und erhöhen die Aufbaugeschwindigkeit.
Der Verzicht auf Segmentierungen von Großbauteilen (Flügel, wie z.B. bei der E-126 von Enercon) der Windkraftanlage vermeidet unnötige Verteuerungen
Verzicht von einzelnen teuren Fundamenten für jede einzelne Windkraftanlage
Die Möglichkeit der Verwendung eines Einflüglers hat vielfältige Preisreduzierungen zur Folge
Geringere Aufwendungen für Backup-Systeme, da Flauten großräumig betrachtet- kaum auftreten, weniger intensiv sind und nicht so lange andauern.
Eindringung in neue Marktbereiche (Strom für Fernversorgung, Pumpspeicherstrom, Strom für Elektrolyse, Entsalzung usw.) wird durch die niedrigen Preise möglich
Nahezu geräuschfreie Installation dieser Windparks.

Beschreibung des Gebrauchsmusters im Einzelnen:
(Die Links sind nicht Bestandteil des Gebrauchsmusters, sondern sollen nur eine bessere bildliche Vorstellung ermöglichen.)

Die Basis der Plattform für den im Meer schwebenden Windpark:

Alternative P1 in Anlehnung an des Konzept von Windfloat:
http://offshorewind.net/Images/Principl ... ation2.jpg
oder Poseidon:

http://i1-news.softpedia-static.com/ima ... gins-2.jpg

http://www.poseidon-power-plant.de/haup ... rteile.htm

Ein mehrere 100 Meter langes, zentrales, unterhalb des Wellenbereiches, waagerecht im Meer schwebendes Trägersystem (Rohr aus Stahl, salzwasserfesten Dichtbeton oder anderem geeignetem Material) [oder auch ein Rohrmast (wie bei Großkränen) mit Ringsegmenten], in einem durchgehenden Stück oder aus zusammengefügten Segmenten bildet das „Fundament“ des Windparks.
Dieses Trägersystem übernimmt einen Teil der notwendigen Auftriebsleistung, bestimmt den Abstand zwischen den einzelnen Windkraftanlagen und sorgt insgesamt für die Ausrichtung in den Wind. Um für Auftrieb zu sorgen, können die Rohre bzw. die Rohrsegmente luftbefüllt sein, oder/und es werden mit Luft gefüllte feste Auftriebskörper oder auch Luftsäcke gleichmässig am Trägersystem angebracht.
Die Länge des zentralen Trägersystems bestimmt sich nach der Anzahl des WKAs, mindestens werden es drei WKAs sein, optimal können es 5 bis 11 WKAs sein.
In dieses Trägersystem wird das Mastensystem eingeführt. Das Mastensystem ist an der Basis vergleichbar mit der Basis der Dreieckkonstruktion von Windfloat oder einer Konstruktion, welche mit Trifloater oder Triplefloater bezeichnet wird. Dies hat so zu erfolgen, dass sich die Gondel -wie ein Stehaufmännchen- vor und zurück bewegen kann.
Die Verbindungsstelle an dem Trägersystem, die das Wippen ermöglicht, wird reibungsarm gestaltet, so dass dieses Wippen erleichtert wird und dauerhaft möglich bleibt, aber ein Verrutschen der Länge nach verhindert wird, damit der Abstand zwischen den Windkraftanlagen unverändert bleibt.
Während bei Windfloat an den Enden der Dreieckkonstruktion feste, unflexible auftriebgebenden Ballasttanks den Wellenkräften trotzen müssen, werden hier an dem Mastensystem mittels Seilen, Ketten oder Stangen entsprechend viele Bojen flexibel befestigt, die das Wippen durch die Auftriebskräfte begrenzt. Je tiefer die Boje eintaucht, umso größer wird automatisch der Auftrieb. Damit entfällt die Notwendigkeit, dass die Ballasttanks unterschiedlich befüllt werden müssen, um die variablen Auftriebskräfte zu gewährleisten. Die Dreieckskonstruktion liegt vollständig unterhalb des Wellenbereiches.

Alternative P2 in Anlehnung an:
http://www.ubergizmo.com/photos/2010/8/ ... pt-eco.jpg

Anstelle des zentralen, durchgängigen Trägersystem werden hier alternativ
Rohre mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 4 m, je nach Auftriebs- und Stabilitätsbedürfnis verbaut, welche ein Viereck (auch Sechseck, Achteck usw. möglich) bilden, auf dem dann eine einzelne Windkraftanlage montiert wird.

Dabei sollte jedes Eck eine eigene Verstrebung zur Versteifung erhalten.

Die Maße des Vierecks müssen mind. der Länge nach eine Größe besitzen, damit sich der/die Flügel der Nachbarplattform nicht berühren und insgesamt eine Breite, welche die Standsicherheit gewährleistet, wobei ein Hin- und Herpendeln erlaubt, bzw. sogar gewünscht wird und im Ausmaß bestimmt werden kann.

An den Seiten des Vielecks befinden sich Ösen und Laschen, damit die einzelnen Plattformelemente mittels Bolzen o.ä. miteinander verbunden werden können, um die Gesamtplattform zu bilden. Die einzelnen Plattformelemente haben dabei eine gewisse Flexibilität nach allen Seiten.

Für P1 und P2:
Am Mittelelement – oder rechts und links neben diesem Mittelelement, ist die Deichsel angebracht, welche über eine Verbindung am Meeresboden verankert ist, so dass die gesamte Plattform sich um 360 Grad drehen kann. Im Gegensatz zur üblichen WKAs haben diese WKAs keine drehbare Gondel. Näheres weiter unten.

Alternative M1 Mastensystem:
An den Enden der jeweiligen Dreieckskonstruktion wird ein Mast aufgesetzt, welcher sich konisch nach oben hin zur Mitte orientiert. Diese Masten werden durch Stützposten abgestützt werden, um die Stabilität zu erhöhen. Zwei Mastrohre hinten, und ein Mastrohr leeseitig werden an der Spitze verbunden, in der Mitte bleibt Raum für die Gondel

Es wird kein einzelner Mast gebildet, sondern die drei Rohre bilden zusammen den Мasten, welcher nahezu konisch (pyramidenförmig) sich nach oben verengt und vorne und hinten sich vereinigt, mittig aber Platz für den Rotor samt Flügel, Generatoren und anderen Aggregaten lässt. Damit liegt der Rotor weder luv- noch leeseitig, sondern der Rotor liegt in der Mitte, also luv- und leeseitig.
Diese Lösung erlaubt die absolut beste Statik bei geringstem Materialeinsatz. Die Störfelder aufgrund Verwirbelung sind akzeptierbar.
Die Rohre sind - aufgrund der hervorragenden Statik relativ dünn, und sie können zusätzlich mit einer tropfenförmigen oder flügelförmigen Ummantlung verkleidet werden, um die Verwirbelung möglichst gering zu halten.
Diese drei Rohrmastsegmente werden von unten her derart abgestützt, dass diese Stützmasten, welche sich ja auch im Wellenbereich befinden, die Statik unterstützen. Diese Stützmasten haben einen Verlauf, dass diese sich unterhalb des Rotorkreises, aber deutlich oberhalb des Wellenbereiches mit dem Hauptrohr vereinen. Damit wird eine stärkere Verwirbelung im Rotorbereich vermieden und die Wellenkräfte treffen die drei Rohre je Seite nicht gleichzeitig, was die Kraft- und Gewaltwirkung der Welle vermindert.
Da die Abstützung oberhalb des Wellenbereiches noch aktiv ist, werden insbesondere die harten Wellen gut abgefangen. Wenn man so will, kann man sich auch ein verschobenes Tripod an jedem Eck bildlich vorstellen.
Ebenso sind Absstützelemente von oben in Höhe der Gondel - nach unten denkbar.


Anbindung des Mastensystems an die Gondel:
Alternative 1:
Die Nabe besteht aus einer starren Rohrverbindung zwischen den beiden Mastensystemen, welche einen Durchmesser von mehreren Metern haben kann. Darüber ist ein etwas größeres, drehfähiges Außenrohr gelagert, bildlich vergleichbar mit einem normalen Kugellager.
Wie bei einer normalen getriebelosen WKA findet man auch hier einen Ringgenerator, angebracht am Außenrohr. Zwischen dem Innen- und Außenrohr befinden sich an beiden Enden Lager, welche ein verlustarmes Drehen des Außenrohres samt Flügel ermöglicht.

Alternative 2:

Die Nabe besteht aus einem nichtdrehenden Innenrohr und aus einem sich drehenden Außenrohr. Das Innenrohr besteht wiederum aus drei Segmenten. Die zwei äußeren Segmente sind mit den Masten fest verbunden, und mittig daran ist das herausnehmbare Rohr befestigt. Die zwei Außensegmente könnten jetzt mit je zwei Absetzungselementen nach unten zum Hauptmast versehen werden, welche jeweils das luv- und leeseitige Mastelement abstützen und zusätzliche Stabilität verleihen.
Alternativ könnten diese Mastsysteme samt Innenrohr aus einem Guss herstellt werden, wenn das Außenrohr der Nabe halbschalig konstruiert werden würde. Dann könnte bei einem Einflügler an der einen Halbschale die Flügelhalterungen angebracht werden und an der anderen Halbschale das Gegengewicht, um Unwucht zu vermeiden. Bei einem Zweiflügler wären die Flügel eben an beiden Seiten angebracht. Dies könnte durchaus konstruktive Vorteile erzeugen, da auch hier das Flügelhalterohr bis zur Anflanschung nach allen Seiten hin abgestützt werden könnte. Es ist die Sache der Detailplanung, welche Alternative die bessere sein wird, wobei besonders bei großen WKAs mit sehr langen Flügeln (90 m und mehr) der Einflügler unbedingt bevorzugt werden sollte.

Da die Rotorkriesfläche entscheidend für den Stromertrag ist und sich aus Flügellänge (z.B. 90 m) und Nabendurchmesser (z.B. 10 m) zusammensetzt, könnte es Sinn machen, das Flügelhalterohr um z.B. 15 m bewusst länger zu machen, was dann an diesem Beispiel zu einem Gesamtdurchmesser von 220 m führen würde. Damit aber der Wind in diesem Bereich vor den Flügel trotzdem genutzt werden kann, könnte bis zum Beginn der Flügel eine kreisförmige Vieleckkonstruktion angebracht werden. In dieser Kreiskonstruktion ist eine Vielzahl von markissenähnlichen bzw. springrolloähnlichen Bauteilen vorhanden, wo dreiecksförmige oder trapezförmige Planen, ähnlich LKW-Planen eingerollt sind und je mit einem Seil mit der Gondelnase verbunden sind. Bei extremen Windgeschwindigkeiten oder bei Gefahr von Vereisung werden die Planen eingerollt. Dann können diese starken Winde ohne Widerstand durch diesen Bereich in der Gondelnähe durchwehen und bringen der Konstruktion keine zusätzliche Belastung. Bei normalen Wetterverhältnissen werden die Planen durch das Aufrollen der Seile bis zur Gondelnase vorgeszogen und machen dann diesen Bereich winddicht, so dass dieser Wind durch die Flügel wehen muss und eben abgeerntet werden kann. Dabei können sich die Planen auch überlappen. Die Planen drehen sich nicht mit dem Flügel.

Die Gondel mit Generatoren

Egal wie das Gondel-Innenrohr nun konzipiert wird (Segmente oder aus einem Guss) muss dieses Rohr Aussparungen enthalten, damit die Räder Kontakt zum Außenrohr haben und frei laufen können.
Im Gegensatz zu Autos, LKW usw. können hier diese Räder beidseitig verachst werden. Dies erleichtert wieder die Stabilität. Sollte der Radnabengenerator zum Einsatz kommen, bräuchte es keine durchgehende Achse, da in jedem Rad ein Generator integriert werden könnte. Insgesamt sollten drei Räder pro Reihe und insgesamt mindestens drei Reihen eingebaut sein, weil somit ein Ausbau eines Rades bzw. Achse bei laufendem Betrieb möglich wäre, weil die anderen Räder die Belastung leicht auffangen können.

Damit haben wir praktisch eine umlaufende Straße der Innenseite des Außenrohres, dessen -am Innenrohr angebrachten Räder (quasi als Lager) die Drehung des Außenrohres durch die Windkraft ermöglicht. Die Generatoren an den Rädern bremsen dabei die Drehgeschwindigkeit des Außenrohres ab, wobei Strom erzeugt und ins Netz geleitet wird, genau wie dies auch bei Lokomotiven oder dem größten Muldenkipper T282 von Liebherr heute schon geschieht, wenn gebremst wird.
In der Innenseite des Außenrohres (bildet die Straße ab) werden nun je Rad Spurrinnen, an dessen Lauffläche ein Negativprofil des Reifens eingebracht werden kann, eingebaut.
Damit kann das Außenrohr weder nach vorne und nicht nach hinten verschoben werden. Zur Sicherheit sollten diese Rinnen so tief sein, dass diese über die Felgen reicht. Damit kann in keinem Fall etwas passieren.

Auswirkung der flexiblen Gondel auf die/den Flügel
Insbesondere bei einem Einflügler wird laut bisheriger Erfahrungen gefordert, dem Flügel mehr Freiheit zu geben.
Gerade diese Aufgabe können die Räder in einer einzigartigen Weise erfüllen. Durch die Auswahl der Räder, des Reifendrucks und des Abstandes zueinander (bildet die Achsbreite ab) kann dem Flügel die ihm optimale Freiheit gewährt werden. Es ist ein stabiles, aber kein starres System. In einem Geflecht von Kräfteflüssen wird immer nach dem Prinzip Kraft = Gegenkraft verfahren, ohne dass ein Systemteil dabei überfordert würde. Ein zu enger Radabstand und eine zu weiche Bereifung könnten dem Flügel im Extremfall zu viel Pendelfreiheit geben, was sogar dazu führen könntee, dass der Flügel an einem Mastenteil kollidiert und außerdem wären die Drücke auf die Reifen sehr hoch.
Deshalb ist ein ausreichender Radabstand zu berücksichtigen, welcher auch in statischer Hinsicht ein Optimum darstellt, dennoch dem Flügel seine Freiheit gibt. Als fiktives Beispiel könnten diese Zahlen vorliegen. Radabstand beträgt 3 m, die maximale Drucktiefe beträgt 10 cm. Bei den Flügelspitzen (Flügellänge: 90 m) würde dies eine Abweichung von 3 Meter bedeuten, ohne dass die Biegung der Flügel berücksichtigt worden wäre. Dies macht die Flexibilisierung schon sehr deutlich.

Ein mit Stickstoff befüllter Reifen soll Vorteile haben.
Notfalls könnte die - durch die Starrheit der Räder - wegfallende Flexibilität dadurch wieder gewonnen werden, wenn diese Räder/Achsen wie LKWs auch gefedert sind. Technisch wäre dies sicher kein Problem. Im Innenrohr könnte ein Geflecht von Verstrebungen die Stabilität der „Achsen“ weiter erhöhen, welche zugleich Verschraubungsstellen für die Achsen oder Räder darstellen können.


Getriebelose oder kleiner übersetze Generatoren:

Die vorder- und rückseitigen Mastelemente bilden mit der dazwischen liegenden Rotornabe eine statische Einheit. Damit ist klar, dass um dieses starre, nicht drehende Rohr quasi die sich drehende Rotornabe gelagert ist. Aufgrund dieser Konstruktion könnte diese nahezu jede beliebige Größe annehmen und könnte entsprechend den heutigen getriebelosen WKAs angepasst werden. Damit könnte entweder auf ein Getriebe komplett verzichtet werden, oder die Übersetzungsverhältnisse wären ungleich geringer. Hier könnten mehrere Generatoren eingesetzt werden, um eben ein wirtschaftliches Optimum zu erreichen. Der Einsatz von Mehrfachgeneratoren war und ist nicht neu.
Die Reifen könnten also gleichzeitig als Lager zwischen den beiden Nabenrohren dienen, als auch als Kraftabnahmesystem. Die Bremsenergie in Strom zu verwandeln ist bei Bussen, Muldenkipper und bei der Bahn gängige Praxis und könnte nahezu ohne Veränderung übernommen werden.

Das Kraftabnahmesystem kann auch aus Rädern mit anderen Materialien bestehen. Es wären denkbar:
Eisenräder wie bei der Bahn
Vollgummireifen wie bei Walzen
Evtl. sogar Zahnräder, vor allem, wenn die Kraftabnahmeräder relativ klein sein sollen.
Auch die luftbefüllten Räder könnten Profil haben und in die Profiltiefen des Außenrohres greifen, um die Lebensdauer zu verlängern, den Abrieb zu minimieren.

Da die Anflanschung an den Flügel nicht an einer sich durchgehend- drehenden Nabe erfolgen wird, sollte dieser Teil den besonderen Herausforderungen entsprechen können. Bei einer Größe von 5 bis 10 m Durchmesser und einer Länge von 3 bis 10 m sind hier vielfältige Möglichkeiten denkbar, welche bei geringstem Materialeinsatz für eine maximale Stabilität sorgen, wobei es möglich und erwünscht sein kann, dem Flügel ein flexibles Verhalten zu ermöglichen.
So kann die Halterung von der Drehnabe bis zur Anflanschung der Flügel auch abgespannt und abgestützt sein, oder durch starke Stoßdämpfer oder Hydraulikkolben wie bei einem Bagger geprägt sein.

Das Vieleck oder das Trägersystem und die Bojen:
Diese Einzelelemente werden an einer Werft komplett fertig gestellt und dann zum Ziel geschleppt, wo bereits die Verankerung vorbereitet ist. Da die großen Flächen dieses Einzelelements immer unter Wasser bleiben sollen und nicht in den Wellenbereich kommen sollten, kann der Auftrieb der Plattform als solche nur kleiner sein als das Gesamtgewicht des Einzelelements incl. WKA. Damit würde diese aber im Meer versinken. Deshalb bedarf es Elemente, welche dafür sorgen, dass diese Einzelelemente in der bestimmten Tiefe im Wasser schweben, ohne dabei einen Regelaufwand zu erzeugen. Dies ist am besten mit bojenförmigen Auftriebskörpern möglich, welche mit dem Rohrdreieck (vorne und hinten) verbunden ist, wobei zwischen der Plattform und der Boje ein Abstand einzuhalten ist. Die Boje ist mit etwa einem Drittel bis zur Hälfte der max. möglichen Auftriebskraft im Wasser. Die Boje ist derart angebracht, dass diese Bojen sehr flexibel auf die Wellen- und Windkräfte reagieren können. Wird die Boje von einer Riesenwelle geschlagen, weicht diese einfach nach hinten zurück. Wellenberg und Tal sorgen für einen unterschiedlich großen Auftrieb an der einzelnen Boje, die Summe der Auftriebskräfte aller Bojen wird dabei aber immer etwa gleich sein.
Die Bojen lassen also gewisse Schwankungen nach allen Seiten zu, müssen aber auch dafür sorgen, dass die gesamte Plattform im Rahmen der eingeräumten Flexibilität stabil bleibt. Bei der Vielecksvariante muss auf jeden Fall verhindert werden, dass -bei sehr enger Aufstellung- die Flügel sich berühren können.
Dies kann durch erhöhten Abstand, durch ein geringes Verschieben der jeweiligen Nachbar-WKA (von der Seitenansicht gesehen), oder durch eine Begrenzung der Flexibilität oder durch eine flexible Synchronisierung der Flügel (bei Einflüglern) geschehen.
Je nach den Erfordernissen kann das Verhältnis der Auftriebskräfte der Plattform zu den Auftriebskräften der Bojen gesteuert werden. Damit lässt sich erreichen, dass die schwoienden Bewegungen der Plattform härter oder weicher sind. Dies kann auch kleine Auswirkungen auf den Ertrag der Windkraftanlagen haben.

Die Form der Boje kann auch die Tropfenform abbilden, von der Seiten,- Vorder- und auch von der Draufsicht aus gesehen.

Grundsätzlich kann die Anbindung und Stromabführung so gestaltet werden, wie dies bei Hywind realisiert wurde und bei Windfloat geplant ist, wobei allerdings die Drehbarkeit des gesamten Plattform zu beachten ist. Damit müsste nach einer bestimmten Anzahl von Drehungen in eine Richtung die Entwirrung dadurch erfolgen, dass die Drehungen in eine andere Richtung erfolgt, so wie dies vielfach bei der Gondeldrehung erfolgt.

Die nun folgende Ausführung ist als Alternative dazu gedacht.

Anbindung an den Meeresboden im Detail:
Der schwimmende Teil der Plattform besteht also aus mehreren, nebeneinander verbundenen schwimmenden Dreiecken oder Vielecken (siehe Windfloat), gebildet aus Rohren, oder wie P1, P3.
Die Anzahl der Dreiecke beträgt mindestens drei, optimal wären je nach Größe der Einzel-WKA zwischen fünf und elf.

Die ungerade Zahl der Dreiecke lässt bereits erkennen, dass es sich um ein zentrales Mittelteil und einer gleichen Anzahl von Dreiecken rechts und links davon handelt, welche als Außenelemente bezeichnet werden.

An diesem zentralen Mittelteil oder direkt am Trägersystem wird nun das Verbindungselement zur Fixierung der Plattform an den Meeresboden angebracht. Bildlich kann man sich dieses Verbindungsteil vorstellen wie die Deichsel eines LKW-Anhängers.

Zur Druckentlastung können die Außenelemente mit einem Stahlseil an der Spitze dieser Deichsel verbunden werden.

Am Meeresboden wird ein fester Anker angebracht. Am besten eignen wird sich wohl eine holzschraubenförmige Konstruktion (oder auch Saugrohre wie bei Independence Hub) welche allen Auftriebskräften und Seitendruckkräften leicht widerstehen kann. Es soll auch ein Rammen dieser Teile in den Meeresboden vermieden werden, weil dieses Rammen die einzige wirklich beachtliche Beeinträchtigung der Meeresumwelt darstellt.

Im oberen Teil dieser Schraube oder des Saugrohres, welcher über dem Meeresboden herausragt, befindet sich ein Loch für das Seekabel. Dieses Loch befindet sich mittig im Schraubenkopf und führt seitlich unter dem Meeresboden hinaus, zum weiteren Verlauf der Stromtrasse.
Dieser Bereich um die Schrauben ist mit Sandsäcken großflächig gegen Auskolkung zu schützen.

An diesem Schraubenkopf ist ein Stahlbeton- oder Stahlrohr angebracht, welche folgende Eigenschaften aufweisen sollte:
Es ist nicht drehbar, aber neigt sich gemäß den Zugkräften zur Plattform hin
Es hat eine Höhe über den Wasserstand.

Wie kann dies realisiert werden. Auch hier dienen Auftriebskörper in idealer Anzahl dazu, dass das Rohr immer nach oben gedrückt wird, welches aber vom verdickten Schraubenkopf gehalten wird, dabei hat das untere Rohrende einen Innenring, welcher kleiner ist als der Schraubenkopf. Damit kann dieses Rohr nicht nach oben hin weggleiten, egal wie groß der Auftrieb auch sein mag. An der Unterseite des Schraubenkopfes und an der Oberseite des Innenringes sind nun nut- und federartige Beläge angebracht, die ineinander verzahnt sind. Dies hat den Zweck, dass sich das Rohr zwar gerade aufrichten, aber auch zur Seite neigen kann, aber es kann sich nicht drehen. Damit wird der relativen Unflexibilität des innenliegenden Seekabels Rechnung getragen. Damit ist der am Meeresboden befestigte Teil der Deichsel beschrieben.
Jetzt müssen nur beide Teile verbunden werden.
Dabei führt die von der Plattform befestigte Deichsel unter dem Wellenbereich bei Flaute- also waagerecht zum anderen Teil der Deichsel. Am Ende dieses Teils öffnet sich die Deichsel gabelförmig.
Die von unten aufstrebende Deichsel hat in dieser Höhe einen Drehring mit zwei Bolzen, welche mit den Ösen (her am Ende des gabelförmigen Teils) an der anderen Deichsel verbunden wird.
Welche Eigenschaft muss diese Verbindung aufweisen? Nach Beantwortung dieser Frage wird auch die Art der Konstruktion verständlicher.
Da sich die Bodendeichsel nicht dreht, muss diese Verbindung drehbar sein, weil sich die Plattform kreisförmig um den zentralen Anker drehen können muss.
Bei Winddruck weicht die Plattform nach hinten zurück. Dies bewirkt, dass die Deichsel die waagerechte Position verliert und in Richtung Meeresboden gedrückt wird. Die Bodendeichsel wird ebenfalls die senkrechte Position verlieren und eine Schräge in Richtung Plattform einnehmen. Durch den Auftrieb wird allerdings immer wieder die Ausgangsposition angestrebt, so wie auch ein Baum sich bei Sturm immer wieder die Ausgangsposition anstrebt.
Durch dieses dynamische Prinzip werden die Kräfte besonders schonend aufgenommen und abgeleitet.
Durch geeignete Vorrichtungen muss jedoch verhindert werden, dass nach einer Flautenposition die Plattform aufgrund eventuellen Rückenwinds über das Ankerzentrum verschoben wird.
Durch eine einfache Seilverbindung von der Bodendeichsel, welche am oberen Ende (über der Meeresoberfläche) an die Plattformdeichsel an geeigneter Stelle angebracht wird. Drückt nur der Rückenwind die Plattform über den Ankerpunkt, so spannt sich das Seil (bildet mit den beiden Deichseln ein Dreieck) und lässt eine Schräge der Bodendeichsel gegen die Richtung der Plattform nicht zu.
Nun muss der Wind entscheiden, über welche Seite die Plattform um den zentralen Ankerpunkt gedrückt wird und sich schließlich wieder in richtiger Ausrichtung im Wind steht.

Das Seekabel muss nun eng anliegend vor der Bolzenverbindung mit möglichst geringen Flexibilitätsanforderungen von der Plattform auf das obere Ende der Bodendeichsel geführt werden.
Das Besondere dabei ist, dass oberhalb dieser Ringverbindung die Bodendeichsel von einem Außenrohr überdeckt werden muss, dass sich mit der Plattformdeichsel mitdreht. An diesem Außenrohr wird dann das Seekabel angebracht und bis ganz nach oben geführt, bis oberhalb des Wellenbereiches. Hier wird über standardmäßige Schleifkontakte die stromseitige Drehverbindung ermöglicht. Dieser Teil ist gekapselt (ähnlich Flaschengummi) zu halten um die aggressiven Einflüsse von Salzwasser und salzhaltiger Luft zu vermindern.

Sollte es möglich und zweckmäßig sein, Schleifkontakte auch unter dem Meerwasser sicher zu bewerkstelligen, könnte auf das weiterführende (über die Meeresoberfläche) Rohr nach der Ringverbindung verzichtet werden.
Dann müsste das oben beschriebene Seil durch eine nach unten geführte Abstützung ersetzt werden.

Alternativ, insbesondere für große Tiefen:
Kegelförmiger oder pyramidenförmiger Auftriebskörper mit über 100 m³ Volumen, welcher durch 4 starken Stahlseilen, welche in weitem Abstand nach unten fortgeführt werden und unter am Meeresboden mit spiralförmigen Schrauben oder mit Saugbolzen bzw. Sauganker befestigt werden.
Dieser Auftriebskörper hat ein zentrales Rohr für das Seekabel.
Am oberen Ende dieses Auftriebskörpers ist ein Rohr angebracht, woran eine Ringverbindung wie oben beschrieben, eine Drehung der Plattform um 360 Grad ermöglicht, während der Auftriebskörper sich eben nicht dreht. An der Ringverbindung aufgesetzt ist auch hier ein sich mit der Deichsel mitdrehendes Außenrohr, wodurch eben das Seekabel von der Plattform über die Deichsel und dem Außenrohr bis zum über dem Wellenbereich liegenden Schleifkontakt geführt wird, welcher wie vorher beschrieben ausgeführt wird. Der Auftriebskörper liegt dabei immer unter dem Wellenbereich, nur das Doppelrohr ragt aus dem Wasser.
Bei Anwendung dieser Alternative hat die Plattform einen besonders großen dynamischen Kräfteausweichbereich und dürfte dabei sehr kostengünstig sein.

Erweiterung bei sehr großen Tiefe, ab 400 Meter bis mehrere tauschend Meter.

Es wird zwischen zwei Höhenpunkten (evtl. auch Inseln die über die Meeresoberfläche ragen) eine Verbindung gebildet, welche aus starken Stahlseilen oder auch aus Stahlbetonsegmenten oder ähnlichen bestehen kann. An dieser Verbindung wird dann wie obig beschrieben verfahren. Die Anbindungen für eine ganze Reihe von MUFOW wird anstelle des Meeresbodens an dieser Verbindung angebracht. Damit lassen sich auch extrem tiefe Meeresflächen kostengünstig erschließen. Diese Verbindung darf und soll flexibel die Kräfte aufnehmen.
Anstelle einer liniaren Verbindung zwischen zwei Punkten können auch mehrere Höhenpunkte so verbunden werden, dass diese ein Drei-, Vier- oder ein Vieleck bilden, die dann einen Außenrahmen für eine netzähnliche Anbindungsstruktur bilden. Dadurch ist es möglich, viele hundert oder gar tausend dieser Plattformen an diese Netzstruktur anzubinden.
Ideale Standorte für diese Verbindung: Rund um Japan, Golf von Lyon.

Arrettierung des Einflüglers.

Starke Hurrikans, Tornados und Wasserhosen können so gewaltig sein, dass herkömmliche Flügel zerstört werden können, auch wenn der Flügel aus dem Wind gedreht worden ist.
Wird ein Einflügler verwendet, dann kann dieser durch Arrettierung auch diese Bedrohungen sicher überleben – und die Technologie dazu ist relativ einfach und kostengünstig.
Dabei wird an den beiden hinteren Masten des Dreibeins, etwa in Höhe der Flügelspitze, welche dann -bei Sturmsicherung- nach unten zeigt, eine drehbare Halterung angebracht. An diesen Halterungen ist dann ein Schlaufensystem (= 2 – v-förmig- nach unten hängende Arme mit Schlaufe, welche diese Arme verbindet) festgemacht. Während die Arme des Schlaufensystems aus einem festen Material bestehen, ist dies am Ende ein flexibles Material, wie z.B. Gurte, Riemen. Im Bedarfsfall werden nun beide Arme paralell nach vorne gedreht, so dass der Flügel an der Spitze, jedenfalls im unteren Teil, eingefangen wird – und dann wird die Schlaufe so angezogen, so dass der Flügel auf Spannung festgezurrt wird.
Grundsätzlich kann diese Vorrichtung in ähnlicher Weise an dem vorderen, einzelnen Masten angebracht werden. Ganz sicher arrettiert ist der Flügel wenn die Arrettierung eben von beiden Seiten erfolgt und nach vorne und hinten abgespannt wird.

Kombinationsmöglichkeit mit anderen Nutzungsformen sind hier besonders gut möglich:
Seaflow: Unterwasserströrmungsenergie
Wellenkraft: Auftriebskräfte der Wellenberge
Maritime Wirtschaft u.a. Fisch-, Muschel-, Algen-, Perlenzucht
Für diese Möglichkeiten ist schon beim Bau der Plattform darauf zu achten, eine vielseitige Nachrüstung zu ermöglichen und zu erleichtern.

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Beitragvon EuRegEn » 08.02.2013 18:26 Uhr

http://www.greenmuze.com/climate/energy ... bines.html

wäre gar nicht so schlecht. Allerdings würde ich es stauchen, so dass es eine Länge von ca. 1.000 Metern erreicht, bei einer Breite von um die 50 Meter.

Damit ließe sich der Ertragsverlust aufgrund des WAKE-Effektes weitgehend vermeiden.

http://www.noaanews.noaa.gov/stories201 ... wakes.html
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Beitragvon EuRegEn » 01.04.2013 11:55 Uhr

Weitere Meilensteine zum GM:

http://www.youtube.com/watch?v=KF46jaSpgvQ
http://www.youtube.com/watch?v=jVwn2ivxyxM
schwimmende Zweiflügler
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Beitragvon EuRegEn » 02.07.2013 17:50 Uhr

http://newsonjapan.com/html/newsdesk/article/103414.php

Floating wind turbine arrives in Fukushima
Jiji Press -- Jul 02
A floating wind turbine to be used for an offshore power generation project arrived at Onahama port in the city of Iwaki, Fukushima Prefecture, northeastern Japan, on Monday.

Ein symbolträchtiger Schritt!
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Beitragvon EuRegEn » 13.09.2013 19:12 Uhr

Rotorblätter mit 83,5 Metern länge sind auf dem Weg nach Schottland.

Hier wäre doch schön, wenn der Transport ausschließlich über Wasserwege stattfinden könnte.

http://www.offshorewind.biz/2013/07/17/ ... test-site/

Das Video zeigt schön, warum!
https://www.youtube.com/watch?v=oLotfuUlyTQ
Mehr:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwimmen ... Einsatzort
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Beitragvon EuRegEn » 26.09.2014 12:36 Uhr

Dieses Konzept ist schon sehr nahe dran:

http://www.nce.co.uk/news/energy/swedes ... tentID=204

"Swedes challenge convention with floating wind farms
23 September, 2014 | By Greg Pitcher

A Swedish energy firm is planning to create multi-turbine floating wind power platforms in UK waters.

Hexicon this month announced it had raised SEK11.4M (£1M) through a rights issue and planned to use the cash to demonstrate its innovative platforms.

Although the first floating turbine was put into operation near Norway five years ago, and other have followed around the world, Hexicon’s plan is to build the first multi-turbine platforms.

Scotland last year moved to attract floating wind turbine schemes to its water when it boosted subsidy levels. Ministers said in June 2013 that 3.5 Renewable Obligation Certificates per Mwh would be available to such pilot projects.

“Our plan is to build a demonstration project in Scottish waters,” Hexicon chief executive Henrik Baltscheffsky told NCE. “To secure a site we have a dialogue with relevant authorities in Scotland.

“We are working to accommodate their requirements. We would look to start construction in 2017 and generate power for the grid by 2018.”

The company says a remote-controlled winching system for turning the platforms into the wind allows its turbines to be placed closer together than they are on existing wind farms.

Cheaper and more productive

It believes its system will eventually be cheaper and more productive than current fixed wind farms at certain depths as well as opening up new locations for wind energy generation."

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Beitragvon EuRegEn » 09.12.2014 23:19 Uhr

Einige Elemente aus dem GM sind hier wiederzufinden:

http://www.windpowermonthly.com/article ... ng-8mw-scd

The Nezzy concept incorporates a two-bladed downwind super compact drive (SCD) 8MW turbine with fixed yaw angle mounted atop a guyed tubular steel tower that tilts ten degrees backward in the wind-flow direction. The reason for tilting is to create sufficient cable clearance for adequate load transfer.

The key benefit of the guyed design is that it virtually eliminates bending moments in the tower and the tower base, which results in significant mass and cost saving. The cables, which must cope with continuous exposure to seawater and general harsh marine conditions for 20 to 25 years, will cost around EUR 200,000, according to product inventor and Aerodyn director Sonke Siegfriedsen.

The tower itself has a droplet shape with the rounded part facing the wind, a measure that is claimed to reduce wind resistance (drag) from about drag coefficient = 1.3 (tube) to only Cd = 0.3-0.4. "Here, our aim was to enhance the structure's overall stability by limiting nacelle and rotor movement during gusty weather conditions," says Siegfriedsen.

Y-shape structure

The tower bottom is attached to a three-legged Y-shape hollow concrete support structure. The 60-metre leg is manufactured in two pieces, with the two shorter single-piece legs measuring 30 metres each. The outer ends are sealed with a metal bracket, with the longest leg's bracket incorporating a rotating mechanism and chains for structure anchoring and rotation in following the prevailing wind direction.

"A concrete specialist assists us with the support structure development," Siegfriedsen explains. "Currently each rectangular shaped leg is a constant height, but the width increases like a cone from an outer measurement of three metres to nine metres near the centre and is attached to a central interface. Each individual leg is further post-tensioned with the aid of special marine-proof steel cables inside," he adds. "The central interface also serves as the tower bottom flange mounting."

"I got the initial support structure ideas from a conference-call telephone with a Y-shape foot during a brainstorm session," Siegfriedsen recalls.

While towing a fully assembled SCD Nezzy turbine to a wind farm site, the legs are sealed and, being filled with air, enhance buoyancy and stability. "During operation the legs fill-up with seawater, whereby the bottom structure section settles at about 18-metre water depth," says Siegfriedsen. "The minimum required water depth is around 40 metres, which qualifies Nezzy for deep-water North Sea locations too."

Coning floaters

Another unusual design feature can be found in the three coning plastics-composite floaters, individually incorporating eight sealed compartments, with each floater connected to the support structure via cables or chains.

Total investment costs for a support structure plus chains and anchors is estimated at around EUR 2 million, according to Siegfriedsen, making it competitive with state-of-the-art fixed-bottom foundations.

The SCD 8.0 turbine features a 168-metre rotor diameter and is a further development of the 6MW SCD 6.0 with a 140-metre rotor. The first 6MW prototype was installed in China in September by Aerodyn's SCD licensee Ming Yang.

Visually, as well as being larger than the 6MW turbine, the 8MW Nezzy has no helicopter-landing platform, which had to be eliminated for operating safety reasons. Inside, the 6MW drivetrain design was mechanically adapted to the acceleration forces imposed by wave-induced structure and nacelle movements, Siegfriedsen says. "Switching to taper-roller bearings for the two planetary gearbox stages and the generator was the main SCD 8.0 modification for the Nezzy. The rotor bearing design is still under consideration," he adds.

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