PL218742B1 - Morska elektrownia wiatrowa oraz sposób stawiania morskiej elektrowni wiatrowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest morska elektrownia wiatrowa, zawierająca wiatrowy generator energii elektrycznej zamocowany na kolumnie nośnej, gdzie całość konstrukcji umiejscowiono na akwenie wodnym. Rozwiązanie dotyczy w szczególności elektrowni pływającej na powierzchni akwenu wodnego.

Elektrownia wiatrowa wymaga dla wydajnej pracy umiejscowienia na obszarze o mocnych, stabilnych wiatrach, które nie powinny być zakłócane przez nierówności terenu, roślinność, lub obiekty budowlane. Obszarami odpowiadającymi najlepiej wymienionym warunkom są obszary akwenów wodnych, o zasadniczo płaskiej powierzchni oraz charakteryzujące się brakiem obiektów zakłócających przepływ mas powietrza. Znanych jest szereg rozwiązań elektrowni wiatrowych umiejscowionych na obszarach akwenów wodnych, w postaci jednostkowych siłowni lub w postaci farm wiatrowych zestawionych z większej liczby jednostkowych generatorów. Znane rozwiązania należą do dwóch zasadniczych rodzajów, gdzie pierwszy rodzaj rozwiązań stanowią elektrownie wiatrowe fundamentowane w dnie akwenu wodnego, zaś drugi rodzaj stanowią elektrownie wiatrowe pływające na powierzchni akwenu wodnego.

W znanym rozwiązaniu pierwszego rodzaju, opisanym w opisie patentowym nr US 2006/0115363 przedstawiono z kolei nawodne wiatrakowe generatory energii elektrycznej. Według tego znanego rozwiązania kolumna nośna turbiny wiatrowej jest fundamentowana w dnie akwenu wodnego, należy więc do pierwszego rodzaju rozwiązań. Zawiera posadowiony na kolumnie generator wiatrakowy energii elektrycznej. Wynalazek przewiduje zastosowanie elementu pośredniego pomiędzy gondolą wiatraka i wieżą. Element pośredni zawiera urządzenie poziomujące lub urządzenie tłumiące wibracje, albo zawiera oba te urządzenia jednocześnie.

W innym znanym rozwiązaniu pierwszego rodzaju, przedstawionym w opisie patentowym US 2005/0163616 ujawniono sposób stawiania i montażu turbiny wiatrowej oraz fundament turbiny wiatrowej. To rozwiązanie dotyczy turbiny fundamentowanej w dnie morskim. Dla ustawienia w określonej lokalizacji według powyższego sposobu, przewidziano jako pierwszy etap wykonywanie fundamentu który składa się z korpusu i wcześniej zamontowanego górnego zamocowania, środków amortyzujących wibracje przynajmniej do części fundament poprzez przekazanie wibracji do struktury fundamentu. Wynalazek przewiduje zamontowanie co najmniej jednej turbiny wiatrowej, która posiada zespół urządzenia przeniesienia wibracji do strefy fundamentu. Według tego znanego rozwiązania, dużej wielkości turbiny wiatrowe, szczególnie nawodne mogą być transportowane i ustawiane na miejscu przeznaczenia.

W dalszym rozwiązaniu pierwszego rodzaju, znanym z opisu patentowego nr US 2011/0006538 przedstawiono pojedynczy trzon fundamentowy wiatrowej turbiny energetycznej i to rozwiązanie dotyczy sposobu instalowania nawodnej turbiny wiatrowej. Według tego znanego rozwiązania sposób instalacji zawiera etapy przygotowania konstrukcji fundamentowej w dnie akwenu wodnego, zawierającej co najmniej jeden trzon usytuowany pionowo w górę, gdzie ten co najmniej jeden trzon jest elementem konstrukcyjnym podstawy i stanowi podstawę kolejnej konstrukcji. Ta kolejna konstrukcja jest zamontowana za pośrednictwem swoich połączeń do konstrukcji podstawy. Wymienione połączenia tej kolejnej konstrukcji, korzystnie stanowią spawy lub śruby i nie stanowią one elementów konstrukcyjnych wymienionego trzonu podstawy, i nie są elementami konstrukcji tej podstawy. Sposób montażu może także alternatywnie zawierać etapy montażu wieży turbiny wiatrowej do trzonu będącego częścią konstrukcji podstawy. Ten drugi zespół konstrukcyjny może być posadowiony na zespole pośrednim pomiędzy trzonem podstawy i wieżą turbiny. Nawet w tym alternatywnym rozwiązaniu sposób może zawierać etapy montażu drugiego zespołu konstrukcyjnego do co najmniej jednej pośredniej sekcji rurowej będącej częścią konstrukcji podstawy. Opisane rozwiązanie stanowi turbinę wiatrową zamontowaną na fundamencie stałym w dnie akwenu wodnego. Jednakże jest ono przystosowane do demontażu wieży wiatrowej, na przykład dla okresowej konserwacji lub naprawy generatora i do późniejszego ponownego jej montażu na trzonie bezpośrednio lub za pośrednictwem zespołu pośredniej sekcji rurowej.

Znane rozwiązanie drugiego rodzaju, posadowienia więcej niż jednego generatora na powierzchni akwenu wodnego, ujawniono w opisie patentowym USA numer US 2008/0272605. W tym rozwiązaniu przedstawiono system pływającej elektrowni wiatrowej, przechwytywania oraz przetwarzania i magazynowania energii wiatrowej, w postaci statku dostosowanego do zamontowania co najmniej jednej turbiny wiatrowej oraz urządzenia do przetwarzania tej energii do postaci energii nadająPL 218 742 B1 cej się do magazynowania i przesyłu. Sposób adaptowania statku, jak na przykład statku kontenerowego lub tankowca do użycia jako nawodna siłownia wiatrowa polega na wyposażeniu statku w urządzenia do wychwytywania odnawialnej energii, optymalnego pozycjonowania statku na morzu, przetwarzania energii odnawialnej do postaci energii możliwej do magazynowania. Następnie przetworzoną energię magazynuje się i przemieszcza się statek do nowej pozycji pracy turbiny wiatrowej lub przesyła się pozyskaną energię do odbiorców. W przykładowym wykonaniu według tego rozwiązania, na statku zamontowane są trzy siłownie wiatrowe.

Kolejne znane rozwiązanie drugiego rodzaju przedstawiono w opisie patentowym zgłoszenia międzynarodowego nr WO 2010/093259. Według tego znanego rozwiązania, przybrzeżna turbina wiatrowa zawiera pływającą platformę nawodną, oraz wieżę do której jest przymocowany zespół generatora wiatrowego. Wieża jest połączona rozłącznie z platformą. Całość pozostaje w łączności elektrycznej z obiektem na lądzie. Wieża zawiera fragment powierzchni przeznaczony do połączenia z współpracującą powierzchnią przylegania platformy. Element łączący stanowi zespół zawierający szereg zębów, współpracujących ze szczelinami na ścianach wewnętrznych gniazda platformy. Według tego rozwiązania, platforma zawiera wewnątrz pustą przestrzeń, z komorami powietrznymi. Wieża elektrowni również zawiera jedną lub więcej komór w części podwodnej. Najniższa komora wieży turbiny wiatrowej zawiera materiał balastowy, a jedna lub więcej powyżej położonych komór wieży stanowią komory powietrzne pozwalające zespołowi turbiny unosić się na wodzie. Układ komór pozwala aby woda morska mogła być wpompowywana lub wypompowywana w celu regulacji wyporu hydrostatycznego, a przez to w celu utrzymywania wieży turbiny w pozycji pionowej w odpowiednim stopniu zanurzenia. Połączenie wieży z platformą uzyskuje się poprzez uniesienie wieży turbiny w stosunku do powierzchni wody do momentu, aż element łączący wieży wejdzie do półotwartego gniazda platformy i połączy się z jej powierzchnią przylegania, a następnie wieżę opuszcza się aż osiądzie ona w gnieździe platformy pływającej. Powierzchnię przylegania platformy oraz wieży umiejscowiono ponad powierzchnią wody i gniazdo platformy jest od góry otwarte na przyjęcie wyznaczonej powierzchni styku wieży turbiny wiatrowej z platformą.

Znany sposób umiejscowienia pływającej turbiny wiatrowej polega na dostarczeniu i zakotwiczeniu pływającej platformy oraz na dostarczeniu wieży elektrowni wiatrowej wraz z zespołem generatora na miejsce przeznaczenia. Wieża utrzymuje się w pionie na powierzchni wody dzięki komorom powietrznym oraz dolnemu balastowi. Platformę kotwi się w miejscu przeznaczenia. Następnie wprowadza się wieżę turbiny wiatrowej do półotwartego gniazda platformy, zaś do kolejnych komór powietrznych wieży turbiny wiatrowej w miejsce powietrza wprowadza się wodę, co powoduje opuszczenie wieży turbiny i osadzenie jej powierzchni przylegania w powierzchni gniazda platformy. Wieża wraz z platformą stanowią zespół unoszący się na wodzie.

W innym znanym rozwiązaniu drugiego rodzaju, przedstawionym w opisie patentowym nr US 2004/0169376 zaproponowano inną konstrukcję nawodnej, pływającej turbiny wiatrowej oraz sposób jej wykonania. To znane rozwiązanie dotyczy generatora wiatrowego zainstalowanego nawodnie, szczególnie na morzu i odnosi się do struktur wsporczych tworzących element generatorów wiatrowych i do sposobów wykonywania i instalowania takich elektrowni wiatrowych na akwenie wodnym. Przedmiot rozwiązania dotyczy wykonywania transportowania i instalowania generatorów wiatrowych dla wytwarzania energii elektrycznej, zwłaszcza nawodnych i tworzących w większej liczbie farmy wiatrowe. Elektrownia wiatrowa zgodnie z wynalazkiem składa się z turbiny wiatrowej zamocowanej na teleskopowej kolumnie, oraz zawiera wsporniki podtrzymujące turbinę, oraz zawiera balast podtrzymujący kolumnę w położeniu pionowym. To znane rozwiązanie stanowi więc urządzenie pływające. Platforma na której posadowiona jest elektrownia, znajduje się poniżej poziomu wody i zawieszona jest na pływakach znajdujących się powyżej tej platformy.

Według wynalazku morska elektrownia wiatrowa zawiera pływający, zakotwiczony element gniazdowy oraz pływającą wieżę z zespołem generatora wiatrowego. Wieża generatora wiatrowego jest połączona rozłącznie z pływającym elementem gniazdowym. Całość elektrowni połączona jest z systemem odbioru energii elektrycznej. Korpus wieży zawiera fragment powierzchni zewnętrznej współpracujący z powierzchnią roboczą półotwartego gniazda utworzonego w pływającym elemencie gniazdowym. Gniazdo oraz korpus wieży wyposażone są w elementy pozwalające na połączenie obu tych zespołów po operacji stawiania wieży w pływającym elemencie gniazdowym. Korpus wieży w części dolnej wyposażony jest w co najmniej jedną wewnętrzną komorę wypornościową wyposażoną w system napełniania wodą i opróżniania z napełnianiem powietrzem. Poniżej tej co najmniej jednej komory wypornościowej korpus wieży zawiera komorę balastową wypełnioną stałym balastem.

PL 218 742 B1

Pływający element gniazdowy zawiera również co najmniej jedną wewnętrzną komorę wypornościową wyposażoną w system napełniania wodą i opróżniania z wody, z równoczesnym napełnianiem powietrzem.

Według wynalazku, morska elektrownia wiatrowa charakteryzuje się tym, że półotwarte gniazdo pływającego elementu gniazdowego zawiera strefę wewnętrznej powierzchni stożkowej zbieżną w kierunku szczytu korpusu wieży turbiny wiatrowej. Korpus wieży turbiny wiatrowej zawiera natomiast strefę powierzchni stożkowej zewnętrznej zbieżnej w kierunku szczytu korpusu wieży. Obie powierzchnie stożkowe, wewnętrzna gniazda oraz zewnętrzna korpusu wieży, odpowiadają sobie wzajemnie i w położeniu roboczym współpracują ze sobą. Element gniazdowy zawiera w dolnej krawędzi co najmniej jedno gniazdo złącza kształtowego, współpracujące z dopełniającym elementem kształtowym korpusu wieży turbiny wiatrowej.

Według korzystnej wersji wynalazku złącze kształtowe gniazda stanowi co najmniej jedno wybranie usytuowane na dolnej obwodowej krawędzi półotwartego gniazda. Złącze kształtowe wieży stanowi element kształtowy dopełniający tego wybrania półotwartego gniazda w elemencie gniazdowym.

W rozwiązaniu według wynalazku przewidziano, że na obwodzie półotwartego gniazda pływającego elementu gniazdowego oraz na obwodzie wieży turbiny wiatrowej znajdują się trzy złącza kształtowe.

Pływający element gniazdowy połączony jest z elementami kotwiczącymi za pośrednictwem co najmniej jednego cięgna.

Zgodnie z wynalazkiem, cięgno może stanowić łańcuch kotwiczny.

W korzystnej wersji wynalazku, pływający element gniazdowy połączony jest z elementami kotwiczącymi za pośrednictwem trzech cięgien.

W rozwiązaniu według wynalazku korpus wieży turbiny wiatrowej wyposażony może być w części podwodnej w płyty tłumiące kołysanie wieży.

Płyty tłumiące kołysanie wieży zamocowane są do korpusu wieży turbiny wiatrowej poniżej dolnej krawędzi pływającego elementu gniazdowego.

Co najmniej jedna płyta tłumiąca może być zamocowana w co najmniej jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii wzdłużnej korpusu wieży, a także co najmniej jedna płyta tłumiąca może być zamocowana w co najmniej jednej płaszczyźnie równoległej do osi symetrii wzdłużnej korpusu wieży elektrowni wiatrowej.

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku, płyty tłumiące zamocowane w płaszczyznach równoległych do osi symetrii wzdłużnej korpusu wieży elektrowni wiatrowej, połączone są z komorą balastową tej wieży.

Według wynalazku, sposób stawiania morskiej turbiny wiatrowej polega na tym, że dostarcza się i kotwiczy się w miejscu przeznaczenia pływający półotwarty element gniazdowy. Następnie dostarcza się do miejsca przeznaczenia pływającą wieżę turbiny wiatrowej i wprowadza się ją do półotwartego gniazda elementu gniazdowego. Po wprowadzeniu pionowego korpusu wieży do półotwartego gniazda elementu gniazdowego, zmienia się wysokość położenia fragmentu powierzchni styku korpusu wieży turbiny wiatrowej z powierzchnią styku gniazda wewnątrz półotwartego elementu gniazdowego przez co doprowadza się do osadzenia fragmentu korpusu wieży turbiny wiatrowej w pływającym elemencie gniazdowym.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że przed wprowadzeniem korpusu wieży do gniazda elementu gniazdowego, wprowadza się do komór wypornościowych korpusu wieży wodę, zaś po wprowadzeniu korpusu wieży turbiny wiatrowej do wnętrza gniazda pływającego elementu gniazdowego, opróżnia się komory wypornościowe z wody i napełnia się te komory wypornościowe powietrzem do chwili uzyskania styku stożkowej powierzchni roboczej pływającego elementu gniazdowego oraz odpowiadającej stożkowej powierzchni roboczej korpusu wieży turbiny wiatrowej.

W korzystnej wersji sposobu według wynalazku po uzyskaniu styku stożkowych powierzchni roboczych korpusu wieży oraz elementu gniazdowego, łączy się złącza kształtowe, a następnie dołącza się elementy łączące.

W rozwiązaniu według wynalazku zaproponowano nową konstrukcję połączenia pływającego elementu gniazdowego z korpusem wieży elektrowni wiatrowej. Złącze kształtowe w postaci wybrania w elemencie gniazdowym oraz dopełniającego występu w korpusie wieży, zlokalizowane zostało w odróżnieniu od dotychczas znanych rozwiązań, na dolnej krawędzi pływającego elementu gniazdowego. Również w pływającym elemencie gniazdowym zaproponowano powierzchnię oporową

PL 218 742 B1 w kształcie wewnętrznego stożka zbieżnego w kierunku szczytu wieży elektrowni wiatrowej. Współpracujący fragment powierzchni korpusu wieży elektrowni ma kształt dopełniającego stożka zewnętrznego również zbieżnego w kierunku szczytu korpusu wieży elektrowni wiatrowej. W rozwiązaniach znanych ze stanu techniki powierzchnie stożkowe były stosowane, lecz stożek w obu współpracujących elementach był rozbieżny w kierunku szczytu kolumny wieży wiatrowej.

W dotychczas znanych rozwiązaniach powierzchnia oporowa zlokalizowana była więc na dnie gniazda elementu gniazdowego i ta oporowa powierzchnia stożkowa stanowiła stożek zbieżny w kierunku podstawy korpusu wieży, zaś złącze kształtowe zlokalizowane było w pobliżu górnej krawędzi elementu gniazdowego.

Według wynalazku zaproponowano nową konstrukcję oraz sposób stawiania elektrowni wiatrowej na wodzie. Sposób polega na tym, w odróżnieniu od dotychczas znanych rozwiązań, że wprowadza się korpus wieży do elementu gniazdowego, a następnie do komór wypornościowych korpusu wieży, zlokalizowanych poniżej lustra wody, w miejsce wody wprowadza się powietrze. Poprzez stopniowe wynurzanie korpusu wieży doprowadza się do styku powierzchni oporowych elementu gniazdowego oraz korpusu wieży, w tym dopełniających powierzchni stożkowych wieży i elementu gniazdowego. Jednocześnie podczas wynurzania wieży, wprowadza się od dołu występy kształtowe korpusu wieży do wybrań w dolnej krawędzi elementu gniazdowego. Dotychczas znany sposób stawiania elektrowni wiatrowej polegał na tym, że wprowadza się wieżę do elementu gniazdowego, a następnie poprzez stopniowe napełnianie wodą podwodnych komór balastowych wieży, opuszcza się korpus wieży, aż do posadowienia go od góry w gnieździe pływającego elementu gniazdowego. Sposób według wynalazku pozwala w trakcie operacji stawiania wieży równolegle uzyskać wymagane technologicznie naprężenie cięgien kotwiczących.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na załączonych rysunkach na których poszczególne figury rysunku przedstawiają:

Fig. 1 - widok elektrowni wiatrowej według wynalazku,

Fig. 2 - przekrój A-A elektrowni wiatrowej płaszczyzną prostopadłą do osi symetrii wzdłużnej wieży, w miejscu osadzenia wieży w gnieździe pływającym,

Fig. 3 - przekrój B-B przez komorę wypornościową wieży, poniżej gniazda pływającego.

P r z y k ł a d I

Jak pokazano na załączonym rysunku fig. 1, morska elektrownia wiatrowa zawiera pływający, zakotwiczony element gniazdowy 1 oraz pływającą wieżę 2 z zespołem generatora wiatrowego 3 napędzanego wiatrakiem 4. Wieża 2 generatora wiatrowego 3 jest połączona rozłącznie z pływającym elementem gniazdowym 1. Całość elektrowni połączona jest kablem podwodnym 5 z systemem odbioru energii elektrycznej. Korpus 6 wieży 2 zawiera fragment 7 powierzchni zewnętrznej współpracujący z powierzchnią roboczą 9 półotwartego gniazda 8 utworzonego w pływającym elemencie gniazdowym

1. Gniazdo 8 oraz korpus 6 wieży 2 wyposażone są w elementy 10 pozwalające na połączenie wieży 2 z elementem gniazdowym 1 po operacji stawiania wieży 2 w pływającym elemencie gniazdowym 1. Korpus 6 wieży 2 w części dolnej wyposażony jest poniżej linii wodnej, w jedną wewnętrzną komorę wypornościową 11. Komora wypornościowa 11 wyposażona jest w znany, nie pokazany na rysunku zespół napełniania wodą i opróżniania z wody z równoczesnym napełnianiem tej komory 11 powietrzem. Poniżej komory wypornościowej 11 korpus 6 wieży 2 zawiera komorę balastową 12 wypełnioną stałym balastem 13. Pływający element gniazdowy 1 zawiera własną wewnętrzną komorę wypornościową 14 wyposażoną w znany zespół napełniania wodą i opróżniania z wody, z równoczesnym napełnianiem tej komory 14 powietrzem. W przykładzie wykonania pokazanym na załączonym rysunku fig. 1, wieża 2 oraz element gniazdowy 1 zawierają po jednej komorze wypornościowej 11, 14. Jednakże nie wyklucza się w innych przykładach wykonania, podziału wnętrza wieży 2 oraz wnętrza elementu gniazdowego 1 grodziami wewnętrznymi na większą liczbę komór wypornościowych 11, 14 wraz z systemem niezależnego lub sekwencyjnego napełniania i opróżniania tych komór.

Na rysunku fig. 2 pokazano w przekroju płaszczyzną prostopadłą do wzdłużnej osi symetrii wieży 2 półotwarte gniazdo 8 pływającego elementu gniazdowego 1. Na rysunku fig. 1 pokazano, że gniazdo 8 zawiera strefę wewnętrznej powierzchni stożkowej 15 zbieżnej w kierunku szczytu korpusu 6 wieży 2 turbiny wiatrowej. Korpus 6 wieży 2 turbiny wiatrowej zawiera natomiast strefę zewnętrznej powierzchni stożkowej 16 zbieżnej w kierunku szczytu korpusu 6 wieży 2. Obie powierzchnie stożkowe 15, 16, gniazda 1 oraz korpusu 6 wieży 2 odpowiadają sobie wzajemnie i w położeniu roboczym współpracują ze sobą. Element gniazdowy 1 zawiera usytuowane w pobliżu dolnej krawędzi gniazda złącze kształtowe 17. Pokazano to na rysunku fig. 1.

PL 218 742 B1

Złącze kształtowe 17 stanowi co najmniej jedno wybranie 18 usytuowane na dolnej obwodowej krawędzi 19 elementu gniazdowego. Korpus 6 wieży 2 elektrowni wiatrowej zawiera natomiast element kształtowy 20, dopełniający tego wybrania 18 w elemencie gniazdowym 1. W innych przykładach wykonania nie wyklucza się innych odmian złącza kształtowego 17 niż to pokazane na rysunku fig. 1. W tym przykładzie wykonania na obwodzie półotwartego gniazda 8 pływającego elementu gniazdowego 1 oraz na obwodzie korpusu 6 wieży 2 turbiny wiatrowej znajdują się trzy złącza kształtowe 17.

Na rysunku fig. 1 pokazano pływający element gniazdowy 1 połączony z nie pokazanymi na rysunku elementami kotwiczącymi, za pośrednictwem cięgien w postaci łańcuchów kotwicznych 21. Na rysunku widoczne są dwa łańcuchy kotwiczne 21, lecz w tym przykładzie wykonania element gniazdowy 1 zawiera przyłączony także trzeci łańcuch kotwiczny niewidoczny na rysunku. W innych przykładach wykonania nie wyklucza się wykorzystania innej liczby łańcuchów kotwicznych 21.

Na rysunkach fig. 1 oraz fig. 2 pokazano, że korpus 6 wieży 2 turbiny wiatrowej według wynalazku jest wyposażony w części podwodnej w płyty tłumiące 22, 23 kołysanie wieży.

Płyty tłumiące 22, 23 jak to pokazano na rysunku fig. 1 oraz fig. 3, zamocowane są do korpusu 6 wieży 2 turbiny wiatrowej poniżej dolnej krawędzi 19 pływającego elementu gniazdowego 1. Płyta tłumiąca 22 jest zamocowana do korpusu 6 wieży 2 poniżej elementu gniazdowego 1 w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii D korpusu 6 wieży 2. Na tych samych rysunkach pokazano cztery kolejne płyty tłumiące 23, które są zamocowane do korpusu 6 wieży 2 poniżej elementu gniazdowego 1, w dwóch płaszczyznach równoległych do osi symetrii wzdłużnej D korpusu 6 wieży 2 elektrowni wiatrowej. Jak to pokazano na rysunku fig. 1, płyty tłumiące 23 zamocowane w płaszczyznach równoległych do osi symetrii wzdłużnej D korpusu 6 wieży 2 elektrowni wiatrowej, połączone są z komorą balastową 12 tej wieży 2 i stanowią dodatkowe zamocowanie tej komory balastowej 12 do dennicy 24 wieży 2.

P r z y k ł a d II

Sposób stawiania morskiej turbiny wiatrowej polega na tym, że dostarcza się i kotwiczy się w miejscu przeznaczenia pływający półotwarty element gniazdowy 1. Następnie dostarcza się do miejsca przeznaczenia pływającą wieżę 2 turbiny wiatrowej i wprowadza się ją do półotwartego gniazda 8 elementu gniazdowego 1. Po wprowadzeniu pionowego korpusu 6 wieży 2 do półotwartego gniazda 8 elementu gniazdowego 1, zmienia się wysokość położenia fragmentu powierzchni styku 7 korpusu 6 wieży 2 turbiny wiatrowej z powierzchnią roboczą 9 gniazda 8 wewnątrz elementu gniazdowego 1. Poprzez podwyższenie korpusu 6 wieży 2 doprowadza się do osadzenia fragmentu korpusu 6 wieży 2 turbiny wiatrowej w pływającym półotwartym elemencie gniazdowym 1. Według przedstawionego przykładu wykonania, przed wprowadzeniem korpusu 6 wieży 2 do gniazda 8 elementu gniazdowego 1, wprowadza się do komór wypornościowych 11 korpusu 6 wieży 2 wodę dla obniżenia wieży 2, zaś po wprowadzeniu korpusu 6 wieży 2 turbiny wiatrowej do wnętrza gniazda 8 pływającego elementu gniazdowego 1, napełnia się komory wypornościowe 11 korpusu 6 wieży 2 powietrzem wytłaczając wodę, przez co unosi się korpus 6 wieży 2 przez co doprowadza się do styku powierzchni roboczej gniazda 8 pływającego elementu gniazdowego 1 oraz odpowiadającej powierzchni roboczej korpusu 6 wieży 2 turbiny wiatrowej. Zewnętrzna powierzchnia stożkowa 16 zbieżna w kierunku do szczytu wieży 2, zajmuje miejsce w gnieździe 8 pływającego elementu gniazdowego 1, wewnątrz stożka wewnętrznego tego gniazda 8 i przy dalszym unoszeniu korpusu 6 wieży 2 na skutek tłoczenia powietrza do komór wypornościowych 11 i wytłaczania w nich wody, korpus 6 wieży 2 zostaje osadzony w stożkowym wewnętrznym gnieździe 8 elementu gniazdowego 1. Po uzyskaniu styku powierzchni roboczych 7, 9, łączy się dolne połączenia kształtowe korpusu 6 wieży 2 i elementu gniazdowego 1, a następnie łączy się korpus 6 wieży 2 z pływającym elementem gniazdowym 1 elementami łączącymi 10.

W trakcie operacji łączenia wieży 2 z elementem gniazdowym 1, polegającej na unoszeniu w pierwszym etapie samej wieży 2 a w drugim etapie polegającej na nieznacznym uniesieniu całości połączonej konstrukcji elektrowni wiatrowej, następuje korzystne zjawisko zmniejszenia zwisu łańcuchów kotwicznych 21 ustalających położenie zespołu elektrowni wiatrowej według wynalazku na powierzchni wody. Elektrownia wiatrowa według wynalazku może znaleźć zastosowanie także na innych akwenach wodnych niż akweny morskie.

Claims (12)

1. Morska elektrownia wiatrowa zawierająca pływający, zakotwiczony element gniazdowy oraz pływającą wieżę z zespołem generatora wiatrowego, przy czym wieża jest połączona rozłącznie z pływającym elementem gniazdowym, zaś całość elektrowni połączona jest z systemem odbioru energii elektrycznej, a korpus wieży zawiera powierzchnię współpracującą z powierzchnią roboczą półotwartego gniazda pływającego elementu gniazdowego, przy czym gniazdo oraz korpus wieży wyposażone są w elementy złączne, gdzie korpus wieży w części dolnej pod co najmniej jedną wewnętrzną komorą wypornościową wyposażoną w system napełniania i opróżniania, zawiera komorę balastową, zaś pływający element gniazdowy zawiera co najmniej jedną wewnętrzną komorę wypornościową wyposażoną w system napełniania i opróżniania, znamienna tym, że półotwarte gniazdo (1) zawiera strefę wewnętrznej powierzchni stożkowej (15) zbieżną w kierunku szczytu wieży (2) turbiny wiatrowej, zaś korpus (6) wieży turbiny wiatrowej zawiera strefę współpracującej zewnętrznej powierzchni stożkowej (16) zbieżnej w kierunku szczytu wieży (2) turbiny wiatrowej, przy czym element gniazdowy (1) zawiera w dolnej krawędzi (19) co najmniej jedno gniazdo złącza kształtowego (17), współpracujące z dopełniającym elementem kształtowym (20) korpusu (6) wieży (2) turbiny wiatrowej.

2. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 1, znamienna tym, że złącze kształtowe (17) gniazda stanowi co najmniej jedno wybranie (18) usytuowane na dolnej obwodowej krawędzi (19) elementu gniazdowego (1), zaś element kształtowy (20) korpusu (6) wieży (2) stanowi element dopełniający tego wybrania (18) elementu gniazdowego (1).

3. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 1, znamienna tym, że na obwodzie półotwartego gniazda (8) pływającego elementu gniazdowego (1) oraz na obwodzie wieży (2) turbiny wiatrowej znajdują się trzy złącza kształtowe (17).

4. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 1, znamienna tym, że pływający element gniazdowy (1) połączony jest z elementami kotwiczącymi za pośrednictwem co najmniej jednego cięgna.

5. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 4, znamienna tym, że cięgno stanowi łańcuch kotwiczny (21).

6. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 4 albo 5, znamienna tym, że pływający element gniazdowy (1) połączony jest z elementami kotwiczącymi za pośrednictwem trzech cięgien.

7. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 1, znamienna tym, że korpus (6) wieży (2) turbiny wiatrowej wyposażony jest w części podwodnej w płyty tłumiące (22, 23).

8. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 7, znamienna tym, że płyty tłumiące (22, 23) zamocowane są do korpusu (6) wieży (2) turbiny wiatrowej poniżej dolnej krawędzi (19) pływającego elementu gniazdowego (1).

9. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 7 albo 8, znamienna tym, że co najmniej jedna płyta tłumiąca (23) zamocowana jest w co najmniej jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii wzdłużnej korpusu (6) wieży (2) oraz co najmniej jedna płyta tłumiąca (22) zamocowana jest w co najmniej jednej płaszczyźnie równoległej w do osi symetrii wzdłużnej (D) korpusu (6) wieży (2) elektrowni wiatrowej.

10. Morska elektrownia wiatrowa według zastrz. 9, znamienna tym, że płyty tłumiące (22) zamocowane w płaszczyznach równoległych do osi symetrii wzdłużnej (D) korpusu (6) wieży (2) elektrowni wiatrowej, połączone są z komorą balastową (12) tej wieży (2).

11. Sposób stawiania morskiej elektrowni wiatrowej polegający na tym, że dostarcza się i kotwiczy się w miejscu przeznaczenia pływający półotwarty element gniazdowy, oraz dostarcza się do miejsca przeznaczenia pływającą wieżę turbiny wiatrowej i wprowadza się ją do półotwartego gniazda elementu gniazdowego, po czym zmienia się wysokość położenia powierzchni styku wieży turbiny wiatrowej z powierzchnią styku gniazda wewnątrz półotwartego elementu gniazdowego, czym doprowadza się do osadzenia korpusu wieży turbiny wiatrowej w gnieździe pływającego elementu gniazdowego, znamienny tym, że przed wprowadzeniem korpusu wieży do gniazda elementu gniazdowego, wprowadza się do komór wypornościowych korpusu wieży wodę, zaś po wprowadzeniu korpusu wieży turbiny wiatrowej do wnętrza gniazda pływającego elementu gniazdowego, opróżnia się komory wypornościowe z wody i napełnia się te komory wypornościowe powietrzem do chwili uzyskania styku powierzchni roboczych pływającego elementu gniazdowego oraz odpowiadających powierzchni roboczych korpusu wieży turbiny wiatrowej.

12. Sposób stawiania morskiej elektrowni wiatrowej według zastrz. 11, znamienny tym, że po uzyskaniu styku powierzchni roboczych, łączy się złącza kształtowe, a następnie dołącza się elementy łączące.