RU2782228C2 - Foundation for wind power plant - Google Patents
Foundation for wind power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782228C2 RU2782228C2 RU2021103367A RU2021103367A RU2782228C2 RU 2782228 C2 RU2782228 C2 RU 2782228C2 RU 2021103367 A RU2021103367 A RU 2021103367A RU 2021103367 A RU2021103367 A RU 2021103367A RU 2782228 C2 RU2782228 C2 RU 2782228C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- elements
- mounting ring
- base ring
- foundation
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 107
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000036633 rest Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 claims description 52
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 44
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 2
- 230000004301 light adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000000284 resting Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 description 1
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к фундаменту для ветроэнергетической установки, содержащему базовое кольцо, разделенное на несколько частей кольца и состоящее из предварительно изготовленных бетонных элементов, и опорные элементы, продолжающиеся радиально наружу от базового кольца, причем базовое кольцо опирается на опорные элементы первичными ребрами жесткости, при этом на базовом кольце установлено и соединено с ним монтажное кольцо, разделенное на несколько частей кольца и состоящее из предварительно изготовленных бетонных элементов.The invention relates to a foundation for a wind turbine, comprising a base ring divided into several parts of the ring and consisting of prefabricated concrete elements, and support elements extending radially outward from the base ring, the base ring being supported on the support elements by primary stiffeners, while on the base ring is installed and connected to it by a mounting ring, divided into several parts of the ring and consisting of prefabricated concrete elements.
Кроме того, изобретение относится к ветроэнергетической установке с башней ветроэнергетической установки, содержащей ротор, при этом башня ветроэнергетической установки смонтирована на фундаменте. Также изобретение относится к модульной системе для изготовления фундамента для ветроэнергетической установки.In addition, the invention relates to a wind power plant with a wind power plant tower containing a rotor, the wind power plant tower being mounted on a foundation. The invention also relates to a modular system for making a foundation for a wind turbine.
В документе WO 2004/101898 A2 раскрыт фундамент для ветроэнергетической установки. Как указано в данном документе, для изготовления фундамента для береговых ветроэнергетических установок необходимы большие физические и административные ресурсы, при этом изготовление занимает очень много времени. Ввиду возрастающих размеров современных ветроэнергетических установок фундамент подвержен воздействию весьма высоких нагрузок, и его размеры должны быть соответствующими. Современные ветроэнергетические установки имеют мачту высотой до 150 м и вырабатывают мощность до 6 МВт. Во многих случаях башня или мачта ветроэнергетических установок состоит из армированного бетона, при этом ее сооружают с использованием предварительно изготовленных бетонных элементов. В качестве альтернативы башня ветроэнергетической установки может быть образована также в виде стальной конструкции.WO 2004/101898 A2 discloses a foundation for a wind turbine. As stated in this document, the manufacture of the foundation for onshore wind turbines requires large physical and administrative resources, and the manufacture is very time consuming. Due to the increasing size of modern wind turbines, the foundation is subject to very high loads and must be properly sized. Modern wind power plants have a mast up to 150 m high and generate power up to 6 MW. In many cases, the tower or mast of wind turbines is made of reinforced concrete and is constructed using prefabricated concrete elements. Alternatively, the tower of the wind turbine can also be formed as a steel structure.
До появления фундаментов из предварительного изготовленных готовых элементов фундаменты для ветроэнергетических установок изготавливали главным образом путем рытья котлована, установки зернистой подструктуры, сооружения компонентов фундамента, проведения необходимых работ по созданию опалубки и усилению и последующего заполнения котлована монолитным бетоном, причем бетон транспортировали к строительной площадке с помощью автобетономешалок в качестве готового бетона и заливали в котлован. Центральный компонент фундамента обычно имеет форму полого цилиндра, при этом в целом он был предварительно изготовлен и транспортировался к соответствующему месту монтажа в качестве блока.Before the advent of prefabricated foundations, foundations for wind turbines were mainly made by digging a pit, installing a granular substructure, constructing foundation components, performing the necessary formwork and reinforcement, and then filling the pit with in-situ concrete, the concrete being transported to the construction site by truck mixers as ready-made concrete and poured into the pit. The central foundation component is usually in the form of a hollow cylinder and has generally been prefabricated and transported to the appropriate installation site as a block.
Изготовление фундамента ветроэнергетических установок из монолитного бетона связано с множеством недостатков. Оно требует сложной логистики для планирования производственных операций на строительной площадке и, применительно к сооружению опалубки и усиливающей структуры, а также транспортировке и заливке бетона, сопряжено с отнимающими много времени и дорогостоящими процессами. Это справедливо, в частности, ввиду того, что для больших фундаментов может потребоваться более 1000 м3 бетона.The manufacture of the foundation of wind turbines from monolithic concrete is associated with many disadvantages. It requires complex logistics to plan production operations on the construction site and, in relation to the construction of the formwork and reinforcing structure, as well as the transport and pouring of concrete, is associated with time-consuming and expensive processes. This is true, in particular, in view of the fact that for large foundations more than 1000 m 3 of concrete may be required.
Для улучшения процесса сооружения фундамента в документе WO 2004/101898 А2 уже предлагалось сооружение фундамента с использованием предварительно изготовленных бетонных элементов. Такие бетонные элементы изготавливают на заводе готовых бетонных изделий и транспортируют к месту проведения работ, где их устанавливают с помощью крана и затем соединяют между собой. Таким образом можно существенно уменьшить длительность строительных процессов на строительной площадке. Предварительно изготовленные бетонные элементы при соединении друг с другом образуют фундамент с центральным кольцевым основанием и несколькими опорными элементами, каждый из которых выступает радиально наружу от основания. Основание может иметь круглую или многоугольную форму поперечного сечения. Каждый предварительно изготовленный бетонный элемент образует один из опорных элементов и связанную с ним часть кольца основания. Части кольца основания соединяют между собой с помощью свинченных фланцев. Как описано в документе WO 2004/101898 A2, предварительно изготовленные бетонные элементы могут быть усилены сталью. После сооружения фундамента на основании устанавливают башню или мачту ветроэнергетической установки и крепят ее к основанию с помощью анкерных болтов. In order to improve the foundation construction process, WO 2004/101898 A2 has already proposed the construction of a foundation using prefabricated concrete elements. These concrete elements are manufactured at a prefabricated concrete plant and transported to the job site, where they are installed with a crane and then connected to each other. Thus, it is possible to significantly reduce the duration of construction processes at the construction site. The prefabricated concrete elements, when connected to each other, form a foundation with a central annular base and several support elements, each of which projects radially outward from the base. The base may have a round or polygonal cross-sectional shape. Each prefabricated concrete element forms one of the support elements and an associated part of the base ring. The parts of the base ring are interconnected by means of screwed flanges. As described in WO 2004/101898 A2, prefabricated concrete elements can be reinforced with steel. After the foundation is built, a tower or mast of a wind turbine is installed on the base and fixed to the base with anchor bolts.
За счет использования предварительно изготовленных бетонных элементов можно осуществлять производство в контролируемой среде, в результате чего можно улучшить качество отвердевшего бетона. При рассмотрении с финансовой точки зрения использованные формы можно использовать многократно, прежде чем возникнет необходимость их замены, так что расходы на форму или опалубку на единицу ниже, чем при изготовлении с использованием монолитного бетона, который всякий раз требует специально изготовленной опалубки. Хотя опалубку можно использовать многократно, ее необходимо, однако, транспортировать с места на место и соответствующим образом очищать.By using prefabricated concrete elements, production can be carried out in a controlled environment, whereby the quality of the hardened concrete can be improved. From a financial point of view, used molds can be reused many times before needing to be replaced, so that mold or formwork costs per unit are lower than when manufactured using in-situ concrete, which requires a custom-made formwork each time. Although the formwork can be reused, it must, however, be transported from place to place and cleaned accordingly.
Ветроэнергетические установки подвержены нагрузкам и напряжениям специфической природы, которые должны поглощаться фундаментом. Сам ветер воздействует непредсказуемым и изменяющимся образом. С другой стороны, при все более крупных установках вследствие вибраций и резонансов на структуру воздействуют динамические составляющие нагрузки. Кроме того, вследствие возникающего опрокидывающего момента башни с высотой 100 м и более передают на фундамент существенные эксцентрические нагрузки. При этом бетон фундамента должен противостоять сжатию, возникающему в зоне сжатия, причем усиливающая структура бетона должна принимать растягивающие усилия в противоположной части фундамента, поскольку сам бетон обладает сравнительно малой прочностью на растяжение. Преимущество фундаментов из предварительно изготовленных армированных бетонных элементов заключается в увеличении функциональной способности и качества бетона, а также качества изготовления, в частности процессов последующей обработки и отвердевания, так что существует меньший риск образования трещин и повышенная устойчивость к динамическим и статическим нагрузкам. Это справедливо, в частности, также по той причине, что отвердевание бетона происходит в контролируемых условиях и, таким образом, в этом отношении отсутствует риск, связанный с погодными условиями на строительной площадке.Wind turbines are subject to loads and stresses of a specific nature, which must be absorbed by the foundation. The wind itself acts in an unpredictable and changing way. On the other hand, with ever larger installations, the structure is affected by dynamic load components due to vibrations and resonances. In addition, due to the resulting overturning moment, towers with a height of 100 m or more transfer significant eccentric loads to the foundation. In this case, the concrete of the foundation must resist the compression that occurs in the compression zone, and the reinforcing structure of the concrete must accept tensile forces in the opposite part of the foundation, since the concrete itself has a relatively low tensile strength. The advantage of foundations made of prefabricated reinforced concrete elements is to increase the functional capacity and quality of concrete, as well as the quality of workmanship, in particular post-treatment and curing processes, so that there is less risk of cracking and increased resistance to dynamic and static loads. This is true, in particular, also for the reason that the curing of the concrete takes place under controlled conditions and thus there is no risk associated with the weather conditions at the construction site in this regard.
Башню или мачту ветроэнергетической установки желательно монтировать главным образом непосредственно на фундаменте. Однако крепление башни на фундаменте не нормировано и должно согласовываться со специфическими особенностями соответствующей конструкции ветроэнергетической установки. Так, ветроэнергетические установки варьируются по размерам и форме мачты, материалу мачты (сталь или бетон) и по типу предусмотренного крепления (например, анкерные болты или тросовые растяжки). Поэтому необходимо согласовывать фундамент с этими особенностями, что в случае фундаментов из готовых бетонных элементов является недостатком, поскольку стандартизированное серийное производство таких фундаментов невозможно.The tower or mast of the wind turbine is preferably mounted directly on the foundation. However, the fastening of the tower on the foundation is not standardized and must be consistent with the specific features of the respective design of the wind turbine. Thus, wind turbines vary in size and shape of the mast, mast material (steel or concrete) and type of attachment provided (eg anchor bolts or guy wires). Therefore, it is necessary to match the foundation to these features, which is disadvantageous in the case of foundations made of prefabricated concrete elements, since a standardized serial production of such foundations is not possible.
Следующий недостаток собранных из готовых бетонных элементов фундаментов состоит в том, что бетонные элементы необходимо транспортировать с завода к месту установки ветроэнергетической установки. Из главного стремления минимизировать количество вытекают большие и громоздкие бетонные элементы, транспортировка которых представляет собой особую сложность. Для осуществления транспортировки в общем имеющимся в распоряжении транспортом должны соблюдаться, однако, максимальные транспортировочные размеры, которые не должны быть превышены подлежащим транспортировке элементом конструкции.A further disadvantage of foundations assembled from prefabricated concrete elements is that the concrete elements must be transported from the factory to the installation site of the wind turbine. From the main desire to minimize the quantity, large and bulky concrete elements result, the transportation of which presents a particular difficulty. In order to carry out transport in general, however, the maximum transport dimensions must be complied with by the available transport, which must not be exceeded by the structural element to be transported.
В этой связи в документе WO 2018/055444 А1 был предложен фундамент для ветроэнергетической установки, в котором основание фундамента разделено в вертикальном направлении на нижнюю, базовую кольцевую часть и верхнюю, монтажную кольцевую часть, которые собраны соответственно из предварительно изготовленных бетонных элементов. За счет этого бетонные элементы базовой кольцевой части можно выполнять всегда одинаковыми без необходимости обусловленного спецификой изготовления согласования для башни. С помощью этого изобретения была обеспечена возможность серийного производства бетонных элементов, образующих базовую кольцевую часть. В случае фундамента в соответствии с документом WO 2018/0554444 А1 кольцевой переходник обеспечивает возможность строительных согласований в области башни. Кольцевой переходник обеспечивает оптимальное по силе соединение между фундаментом из готовых элементов, а именно базовой кольцевой частью, и башней ветроэнергетической установки и ведет, тем самым, к улучшенной стандартизации фундамента из готовых элементов. In this regard, document WO 2018/055444 A1 has proposed a foundation for a wind turbine, in which the base of the foundation is vertically divided into a bottom, base annular part and an upper, mounting annular part, which are respectively assembled from prefabricated concrete elements. As a result, the concrete elements of the base annular part can always be made identical without the need for a custom-made adaptation for the tower. With the help of this invention, it was possible to mass-produce concrete elements forming the base ring part. In the case of a foundation in accordance with WO 2018/0554444 A1, the ring adapter enables building adaptations in the area of the tower. The ring adapter provides an optimum strength connection between the prefabricated foundation, namely the base ring part, and the wind turbine tower and thus leads to an improved standardization of the prefabricated foundation.
В сфере ветроэнергетических установок общеизвестным фактом является то, что даже лишь незначительное увеличение высоты расположения ротора ветроэнергетической установки влечет за собой существенное увеличение выхода энергии соответствующей ветроэнергетической установки. Инвестиционные расходы на расположение ротора на большей высоте многократно покрываются за время эксплуатации, так что владельцы ветроэнергетических установок всегда стремятся достичь возможности сооружения максимально высоких мачт для роторов. Однако одновременно необходимо и далее использовать рентабельные мачты из готовых элементов, которые могут поставляться с высотой в различных диапазонах. Однако при использовании таких мачт высота расположения ротора часто остается ниже максимальной высоты, разрешенной для проекта ветроэнергетической установки. Использование более высокой стандартизированной мачты привело бы к превышению разрешенной высоты.In the field of wind turbines, it is a well-known fact that even a slight increase in the height of the rotor of a wind turbine entails a significant increase in the energy output of the respective wind turbine. The investment costs of arranging the rotor at a higher height are covered many times over its lifetime, so wind turbine owners are always striving to achieve the highest possible rotor masts. At the same time, however, it is necessary to continue to use cost-effective prefabricated masts, which can be supplied in various height ranges. However, when using such masts, the rotor height often remains below the maximum height allowed for the wind turbine design. The use of a higher standardized mast would result in the height being exceeded.
Поэтому в основу изобретения положена задача усовершенствования фундамента вышеуказанного типа в том отношении, что незначительное увеличение высоты расположения ротора в ветровом потоке может быть осуществлено без необходимости использования для этого мачты с существенно большей высотой.Therefore, the invention is based on the task of improving the foundation of the above type in that a slight increase in the height of the rotor in the wind flow can be carried out without the need for a mast with a significantly higher height for this.
Для решения этой задачи фундамент вышеуказанного типа в соответствии с изобретением усовершенствован в том отношении, что монтажное кольцо опирается на первичные ребра жесткости вторичными ребрами жесткости. За счет того, что монтажное кольцо опирается своими вторичными ребрами жесткости на первичные ребра жесткости, которые продолжаются наружу от базового кольца, монтажное кольцо может быть выполнено несколько более высоким без опасности недостаточной опоры в отношении критической нагрузки при продольном изгибе. Усиление монтажного кольца распорками может быть осуществлено вплоть до верхнего конца монтажного кольца, так что обеспечена надежная опора также необычно высоких фундаментов. Поэтому, исходя из плоскости основания для опорной поверхности фундамента, при соответственно более высоком монтажном кольце можно немного приподнять мачту, в результате чего достигают желаемой большей высоты расположения ротора ветроэнергетической установки. Поэтому максимальная допустимая высота может быть достигнута также в том случае, если высота мачты из готовых элементов существенно меньше разрешенной высоты, а более высокая мачта из готовых элементов превысила бы, однако, разрешенную высоту. Таким образом, настоящее изобретение позволяет рентабельно и гибко сооружать с использованием готовых элементов, в частности предварительно изготовленных бетонных элементов, ветроэнергетические установки, оптимизированные по их высоте, что повышает выход энергии и, следовательно, рентабельность ветроэнергетических установок.To solve this problem, the foundation of the above type is improved in accordance with the invention in that the mounting ring is supported on the primary stiffeners by secondary stiffeners. Due to the fact that the mounting ring rests with its secondary stiffeners on the primary stiffeners which extend outward from the base ring, the mounting ring can be made somewhat higher without the risk of insufficient support in relation to the critical buckling load. Reinforcement of the mounting ring with spacers can be carried out up to the upper end of the mounting ring, so that unusually high foundations can also be securely supported. Therefore, based on the plane of the base for the bearing surface of the foundation, with a correspondingly higher mounting ring, it is possible to slightly raise the mast, as a result of which the desired higher rotor height of the wind turbine is achieved. Therefore, the maximum permitted height can also be reached if the height of the mast made of prefabricated elements is significantly less than the permitted height, and a higher mast made of prefabricated elements would, however, exceed the permitted height. Thus, the present invention makes it possible to cost-effectively and flexibly construct, using prefabricated elements, in particular prefabricated concrete elements, height-optimized wind turbines, which increases the energy yield and hence the profitability of wind turbines.
Дополнительно к обусловленным башней строительным согласованиям исполнение монтажного кольца при желании может учитывать дальнейшие функции. Например, монтажное кольцо может содержать вход в башню, например дверной проем. Кроме того, монтажное кольцо может быть оснащено предварительно изготовленными точками крепления для крепления сетевых соединительных кабелей и/или установки электропитания или содержать заранее изготовленный крепеж для электрического оборудования. Кроме того, монтажное кольцо может содержать внутри ограниченного монтажным кольцом пространства лестницы или подготовленные строительные конструкции для лифтов.In addition to the building agreements determined by the tower, the execution of the mounting ring can, if desired, take into account further functions. For example, the mounting ring may contain an entrance to the tower, such as a doorway. In addition, the mounting ring may be provided with prefabricated attachment points for attaching network connection cables and/or power supply installations, or may contain prefabricated fasteners for electrical equipment. In addition, the mounting ring can contain stairs or prepared building structures for elevators within the space limited by the mounting ring.
Следующее преимущество соответствующего изобретению исполнения выражено в том, что разделение фундамента по высоте на базовое кольцо и монтажное кольцо ведет к уменьшению конструктивной высоты предварительно изготовленных бетонных элементов, так что обеспечивается возможность соблюдения предписанной максимальной высоты для транспортировки, например 4,0 м.A further advantage of the embodiment according to the invention is that the division of the foundation in height into a base ring and a mounting ring leads to a reduction in the structural height of the prefabricated concrete elements, so that it is possible to comply with the prescribed maximum transport height, for example 4.0 m.
Часть базового кольца с по меньшей мере одним опорным элементом, продолжающимся радиально наружу от окружной секции базового кольца, и первичным ребром жесткости, предпочтительно, выполнена за одно целое в виде предварительно изготовленного бетонного элемента. Такой предварительно изготовленный бетонный элемент изготавливают в соответствии с этим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения методом литья и получают непосредственно из литейной формы. Это означает упрощение способа изготовления по сравнению со способом, при котором необходима сборка из нескольких бетонных элементов. The part of the base ring with at least one support element extending radially outward from the circumferential section of the base ring and the primary stiffener is preferably made in one piece as a prefabricated concrete element. Such a prefabricated concrete element is produced in accordance with this preferred embodiment of the present invention by casting and obtained directly from the mold. This means a simplification of the manufacturing method compared to a method that requires the assembly of several concrete elements.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения часть монтажного кольца с по меньшей мере одним вторичным усиливающим ребром выполнена за одно целое в виде предварительно изготовленного бетонного элемента, что несет с собой те же преимущества, которые только что были названы в отношении базового кольца.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the part of the mounting ring with at least one secondary reinforcing rib is made in one piece as a prefabricated concrete element, which brings with it the same advantages that have just been mentioned in relation to the base ring.
Таким образом, каждый предварительно изготовленный бетонный элемент, предпочтительно, содержит внутреннюю часть кольца в форме сектора кольца, причем части кольца всех бетонных элементов, образующих базовое кольцо и монтажное кольцо, образуют при их расположении рядом друг с другом замкнутую кольцеобразную структуру, которая ограничивает внутреннюю полость фундамента. Кроме того, каждый предварительно изготовленный бетонный элемент содержит, предпочтительно, радиально наружную часть, которая в случае образующих базовое кольцо элементов образует опорные элементы и первичные ребра жесткости, а в случае монтажного кольца образует вторичные ребра жесткости.Thus, each prefabricated concrete element preferably comprises an inner part of the ring in the form of a sector of the ring, wherein the ring parts of all the concrete elements forming the base ring and the mounting ring form, when placed next to each other, a closed annular structure which delimits the internal cavity foundation. In addition, each prefabricated concrete element preferably contains a radially outer part, which in the case of the elements forming the base ring forms the support elements and the primary stiffeners, and in the case of the mounting ring forms the secondary stiffeners.
Изобретение, предпочтительно, усовершенствовано в том отношении, что предварительно изготовленный бетонный элемент базового кольца содержит по меньшей мере два опорных элемента, которые проходят радиально наружу от части базового кольца и каждый из которых имеет одно первичное ребро жесткости. Такая монолитная окружная секция фундамента согласно изобретению может описывать, таким образом, например, четверть круга и содержать соответствующее количество опорных элементов с первичными ребрами жесткости. Если готовый фундамент должен содержать, например, восемь опорных элементов, то монолитный секция базы, которая описывает четверть круга, содержит два опорных элемента с соответственно двумя первичными ребрами жесткости.The invention is preferably improved in that the prefabricated base ring concrete element comprises at least two support elements which extend radially outward from a portion of the base ring and each of which has one primary stiffener. Such a monolithic circumferential foundation section according to the invention can thus describe, for example, a quarter circle and contain a corresponding number of support elements with primary stiffeners. If the finished foundation should contain, for example, eight support elements, then the monolithic section of the base, which describes a quarter of a circle, contains two support elements with respectively two primary stiffeners.
Аналогично этому настоящее изобретение может быть, предпочтительно, усовершенствовано в том отношении, что предварительно изготовленный бетонный элемент монтажного кольца содержит по меньшей мере два вторичных ребра жесткости для крепления на одном первичном ребре жесткости базового кольца. Такая монолитная окружная секция фундамента согласно изобретению может, таким образом, описывать, например, четверть круга и содержать соответствующее количество вторичных ребер жесткости. Если готовый фундамент должен содержать, например, восемь опорных элементов, то монолитная окружная секция сооружения, описывающая четверть круга, содержит два вторичных ребра жесткости.Similarly, the present invention can preferably be improved in that the prefabricated concrete element of the mounting ring contains at least two secondary stiffeners for attachment to one primary stiffener of the base ring. Such a monolithic circumferential foundation section according to the invention can thus describe, for example, a quarter of a circle and contain a corresponding number of secondary stiffeners. If the finished foundation should contain, for example, eight supporting elements, then the monolithic circumferential section of the structure, describing a quarter of a circle, contains two secondary stiffeners.
Фундамент согласно изобретению выгодным образом усовершенствован в том отношении, что базовое кольцо и монтажное кольцо имеют различные деления периметра, то есть протяженность периметра частей базового кольца отличается от протяженности периметра частей монтажного кольца. За счет этой меры вертикальные поверхности разъема частей базового кольца и монтажного кольца независимо от того, обращают ли на это внимание при сборке фундамента из предварительно изготовленных бетонных элементов, смещены относительно друг друга и, таким образом, надежно обеспечена известная базовая стабильность фундамента согласно изобретению. The foundation according to the invention is advantageously improved in that the base ring and the mounting ring have different perimeter divisions, ie the perimeter extension of the base ring parts differs from the perimeter extension of the mounting ring parts. By means of this measure, the vertical separation surfaces of the parts of the base ring and the mounting ring, regardless of whether this is taken into account when assembling the foundation of precast concrete elements, are displaced relative to each other and thus the known basic stability of the foundation according to the invention is reliably ensured.
Настоящее изобретение, предпочтительно, усовершенствовано в том отношении, что предусмотрены соединительные элементы, например, болтовые соединения, для, предпочтительно, разъемного соединения базового кольца и первичных ребер жесткости с монтажным кольцом и вторичными ребрами жесткости. Монтажное кольцо соединяют с базовым кольцом с помощью указанных соединительных элементов, предпочтительно, сверху. Соединительные средства образованы, например, болтами, которые ввинчивают, предпочтительно, в вертикально проходящие резьбовые отверстия, которые выполнены, предпочтительно, в горизонтальных элементах фланцев соответствующего предварительно изготовленного бетонного элемента. Альтернативно болты могут быть расположены таким образом, что они пронизывают проходные резьбовые отверстия как базового кольца, так и монтажного кольца и стягивают базовое кольцо и монтажное кольцо путем установки гаек на противоположных концах.The present invention is preferably improved in that connecting elements, such as bolted connections, are provided to preferably releasably connect the base ring and primary stiffeners to the mounting ring and secondary stiffeners. The mounting ring is connected to the base ring by said connecting elements, preferably from above. The connecting means are formed, for example, by bolts, which are preferably screwed into vertically extending threaded holes, which are preferably made in the horizontal flange elements of the respective prefabricated concrete element. Alternatively, the bolts may be positioned so that they penetrate the threaded bores of both the base ring and the mounting ring and tighten the base ring and the mounting ring by fitting nuts at opposite ends.
Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает, что монтажное кольцо содержит горизонтальную опорную поверхность для башни ветроэнергетической установки, а также крепежные средства для крепления башни ветроэнергетической установки на монтажном кольце, причем крепежные средства включают в себя, предпочтительно, анкерные болты и/или проходные отверстия для натяжных тросов. Анкерные болты предусмотрены, как правило, для крепления башни, выполненной в виде стальной конструкции. Натяжные тросы необходимы, как правило, для крепления бетонных башен, а также массивных бетонных башен и гибридных башен.Another preferred embodiment of the invention provides that the mounting ring comprises a horizontal support surface for the wind turbine tower, as well as fastening means for fastening the wind turbine tower to the mounting ring, the fastening means preferably including anchor bolts and/or through holes for tensioning cables. Anchor bolts are provided, as a rule, for fastening a tower made in the form of a steel structure. Tension wires are required, as a rule, for fastening concrete towers, as well as massive concrete towers and hybrid towers.
Соединительные элементы для соединения базового кольца и первичных ребер жесткости с монтажным кольцом и вторичными ребрами жесткости расположены, предпочтительно, радиально снаружи от крепежных средств для крепления башни ветроэнергетической установки на монтажном кольце. В качестве альтернативы соединительные элементы для соединения монтажного кольца с базовым кольцом, в частности болты, можно также использовать для крепления башни ветроэнергетической установки на кольцевом основании, которое состоит из базового кольца и монтажного кольца.The connecting elements for connecting the base ring and the primary stiffeners with the mounting ring and the secondary stiffeners are preferably located radially outside of the fasteners for attaching the wind turbine tower to the mounting ring. Alternatively, connecting elements for connecting the mounting ring to the base ring, in particular bolts, can also be used to fasten the tower of the wind turbine to the annular base, which consists of a base ring and a mounting ring.
Предварительно изготовленные бетонные элементы состоят, предпочтительно, из армированного бетона, который содержит усиливающую структуру, в частности усиливающие элементы, профили, стержни или проволоки, которые внедрены в предварительно изготовленные бетонные элементы и/или выполнены в виде натяжных элементов для стягивания предварительно изготовленных бетонных элементов вместе для формирования предварительно напряженных бетонных элементов.The prefabricated concrete elements preferably consist of reinforced concrete which contains a reinforcing structure, in particular reinforcing elements, profiles, rods or wires, which are embedded in the prefabricated concrete elements and/or are designed as tension elements for pulling the prefabricated concrete elements together. for forming prestressed concrete elements.
В отличие от фундаментов из монолитного бетона в случае фундаментов из готовых бетонных элементов без дополнительных мер невозможно создать монолитную структуру, в результате чего стремятся к поиску технических решений для надежного соединения предварительно изготовленных бетонных элементов между собой для имитации монолитной структуры. Для того чтобы фундамент согласно изобретению имел схожие с монолитным фундаментом характеристики, чтобы противостоять высоким статическим и динамическим нагрузкам, в предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрена подготовка соединительной структуры, которая удерживает вместе предварительно изготовленные бетонные элементы и, предпочтительно, связана с усиливающей структурой. Соединительная структура может быть любого типа, пригодного для жесткого удержания вместе предварительно изготовленных бетонных элементов для образования монолитной структуры. Соединительная структура отличается от усиливающей структуры и поэтому, предпочтительно, не внедрена в предварительно изготовленные бетонные элементы. Соединительную структуру, предпочтительно, связывают с усиливающей структурой, в результате чего обеспечивают непрерывный путь нагрузки между усиливающими структурами, так что происходит эффективное распределение приложенных к фундаменту сил. В контексте изобретения установление связи между соединительной структурой и усиливающей структурой означает, что воздействующие на усиливающую структуру силы передаются на соединительную структуру без присутствия бетона между ними, и наоборот. В соответствии с этим соединительную структуру и усиливающую структуру можно соединить друг с другом непосредственно или через отличный от бетона жесткий соединительный элемент. В качестве альтернативы установление связи между соединительной структурой и усиливающей структурой может быть осуществлено также с промежуточным включением бетонного материала.Unlike in-situ concrete foundations, in the case of foundations made of prefabricated concrete elements, it is impossible to create a monolithic structure without additional measures, as a result of which technical solutions are sought to securely connect prefabricated concrete elements to each other to simulate a monolithic structure. In order for the foundation according to the invention to have similar characteristics to a monolithic foundation in order to withstand high static and dynamic loads, in a preferred embodiment of the invention, a connecting structure is provided that holds the prefabricated concrete elements together and is preferably connected to a reinforcing structure. The connecting structure may be of any type suitable for rigidly holding together prefabricated concrete elements to form a monolithic structure. The connecting structure is different from the reinforcing structure and is therefore preferably not embedded in prefabricated concrete elements. The connecting structure is preferably connected to the reinforcing structure, thereby providing a continuous load path between the reinforcing structures, so that the forces applied to the foundation are effectively distributed. In the context of the invention, the establishment of a connection between the connecting structure and the reinforcing structure means that the forces acting on the reinforcing structure are transferred to the connecting structure without the presence of concrete between them, and vice versa. Accordingly, the connecting structure and the reinforcing structure can be connected to each other directly or via a rigid connecting element other than concrete. Alternatively, the establishment of a connection between the connecting structure and the reinforcing structure can also be carried out with an intermediate inclusion of a concrete material.
Усиливающая структура, предпочтительно, содержит усиливающие стержни, которые состоят из стали или схожего жесткого материала. Усиливающие стержни простираются, предпочтительно, в продольном направлении ребер жесткости. Дополнительные усиливающие стержни могут простираться перпендикулярно или под углом к усиливающим стержням, проходящим в продольном направлении ребер жесткости. Дополнительные усиливающие стержни/профили могут быть расположены также в базовом кольце и простираться от него в осевой направлении. Продольные усиливающие стержни могут проходить, предпочтительно, в радиальном направлении к центру фундамента согласно изобретению, причем продольные усиливающие стержни размещают либо в горизонтальной плоскости, либо они могут проходит под углом к горизонтальной плоскости, в частности, с подъемом в направлении к базовому кольцу и монтажному кольцу. В последнем случае усиливающие стержни относительно сил, которые отводят от базового кольца и монтажного кольца радиально наружу, ориентированы главным образом по пути нагрузки.The reinforcing structure preferably comprises reinforcing rods which are made of steel or a similar rigid material. The reinforcing bars extend preferably in the longitudinal direction of the stiffeners. The additional reinforcing bars may extend perpendicularly or at an angle to the reinforcing bars extending in the longitudinal direction of the stiffeners. Additional reinforcing bars/profiles can also be located in the base ring and extend from it in the axial direction. The longitudinal reinforcing bars can preferably extend in a radial direction towards the center of the foundation according to the invention, the longitudinal reinforcing bars being placed either in a horizontal plane or they can extend at an angle to the horizontal plane, in particular in an upward direction towards the base ring and mounting ring . In the latter case, the reinforcing bars are mainly oriented along the load path with respect to the forces which are deflected radially outward from the base ring and the mounting ring.
Соединительная структура содержит, предпочтительно, жесткие продольные соединительные элементы, в частности стальные профили или стержни, которые соединяют предварительно изготовленные бетонные элементы одной пары противоположных предварительно изготовленных бетонных элементов между собой таким образом, что происходит пересечение полости, окруженной базовым кольцом и монтажным кольцом. Продольные соединительные элементы соединительной структуры связывают с усиливающей структурой, в частности с усиливающими стержнями, проходящими в продольном направлении ребер жесткости. Таким образом заделанные в противоположные бетонные элементы усиливающие стержни соединяют между собой с помощью продольных соединительных элементов соединительной структуры, причем образуется путь передачи нагрузки между усиливающей структурой противоположных предварительно изготовленных бетонных элементов. Это ведет к тому, что нагрузка растяжения, которая вследствие изгибающего момента башни воздействует на фундамент, не только принимается усиливающей структурой, которая расположена на одной стороне фундамента, но и передается также на усиливающую структуру, которая расположена на противоположной стороне фундамента.The connecting structure preferably contains rigid longitudinal connecting elements, in particular steel profiles or rods, which connect the prefabricated concrete elements of one pair of opposite prefabricated concrete elements to each other in such a way that the cavity surrounded by the base ring and the mounting ring intersect. The longitudinal connecting elements of the connecting structure are connected to the reinforcing structure, in particular to reinforcing rods extending in the longitudinal direction of the stiffening ribs. The reinforcing bars embedded in opposite concrete elements in this manner are interconnected by means of longitudinal connecting elements of the connecting structure, whereby a load transfer path is formed between the reinforcing structure of the opposite prefabricated concrete elements. This leads to the fact that the tensile load, which, due to the bending moment of the tower, acts on the foundation, is not only taken up by the reinforcing structure, which is located on one side of the foundation, but is also transferred to the reinforcing structure, which is located on the opposite side of the foundation.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения каждая пара противоположных предварительно изготовленных бетонных элементов соединена с одним из жестких продольных соединительных элементов. Таким образом, несколько продольных соединительных элементов, в частности стальных стержней или профилей, пересекают полость, окруженную базовым кольцом и монтажным кольцом. Поскольку все эти пересекающие продольные соединительные элементы расположены диаметрально, они встречаются в центре базового кольца фундамента согласно изобретению, состоящего из базового кольца и монтажного кольца, в результате чего достигают симметричного расположения, которое обеспечивает оптимальное распределение сил внутри всего фундамента.According to a preferred embodiment of the invention, each pair of opposing prefabricated concrete elements is connected to one of the rigid longitudinal connectors. In this way, several longitudinal connecting elements, in particular steel rods or profiles, traverse the cavity surrounded by the base ring and the mounting ring. Since all these intersecting longitudinal connecting elements are located diametrically, they meet in the center of the base ring of the foundation according to the invention, consisting of a base ring and a mounting ring, as a result of which they achieve a symmetrical arrangement that ensures an optimal distribution of forces within the entire foundation.
Продольные усиливающие элементы могут пересекать базовое кольцо и монтажное кольцо в горизонтальной плоскости. Однако, предпочтительно, чтобы каждый элемент из пары противоположных предварительно изготовленных бетонных элементов содержал часть базового кольца с по меньшей мере одним опорным элементом, продолжающимся радиально наружу от части базового кольца, и одним ребром жесткости, а также часть монтажного кольца с по меньшей мере одним вторичным ребром жесткости.Longitudinal reinforcing elements can cross the base ring and the mounting ring in a horizontal plane. However, it is preferable that each element of a pair of opposite prefabricated concrete elements contains a base ring part with at least one support element extending radially outward from the base ring part and one stiffening rib, as well as a mounting ring part with at least one secondary stiffening rib.
В этом случае предпочтительно, чтобы жесткие продольные соединительные элементы соединялись между собой на их сечении, которое расположено на центральной оси базового кольца и монтажного кольца. Таким образом создается центральная точка на оси симметрии фундамента, которая позволяет распределять нагрузку в различных направлениях.In this case, it is preferable that the rigid longitudinal connecting elements are connected to each other at their cross section, which is located on the central axis of the base ring and the mounting ring. This creates a central point on the axis of symmetry of the foundation, which allows you to distribute the load in different directions.
В отношении соединения усиливающей структуры и соединительной структуры предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает, что жесткие продольные соединительные элементы соединительной структуры и усиливающая структура, в частности усиливающие стержни, соединены между собой с помощью оболочки, которая расположена на внутренней поверхности базового кольца и монтажного кольца. В случае базового кольца и монтажного кольца в форме полого цилиндра оболочка может быть выполнена в форме цилиндрической оболочки, которая расположена на внутренней цилиндрической поверхности базового кольца и монтажного кольца. Оболочка служит для направления пути нагрузки от усиливающей структуры к соединительной структуре и наоборот. Этого достигают за счет жесткого соединения как усиливающих стержней/профилей усиливающей структуры, так и усиливающих элементов соединительной структуры с оболочкой.With regard to the connection of the reinforcing structure and the connecting structure, a preferred embodiment of the invention provides that the rigid longitudinal connecting elements of the connecting structure and the reinforcing structure, in particular the reinforcing rods, are connected to each other by means of a sheath, which is located on the inner surface of the base ring and the mounting ring. In the case of a base ring and a mounting ring in the form of a hollow cylinder, the shell may be in the form of a cylindrical shell, which is located on the inner cylindrical surface of the base ring and the mounting ring. The shell serves to guide the path of the load from the reinforcing structure to the connecting structure and vice versa. This is achieved by rigidly connecting both the reinforcing bars/profiles of the reinforcing structure and the reinforcing elements of the connecting structure to the shell.
В этом случае в предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что усиливающие элементы усиливающей структуры прикреплены к оболочке с помощью сварки и/или резьбовых соединений. Предпочтительно, этого можно добиться, располагая усиливающие стержни усиливающей структуры таким образом, что они выступают внутрь от предварительно изготовленных бетонных элементов и, предпочтительно, входят в отверстия, которые подготовлены в оболочке. В этом случае сварку можно осуществлять на внутренней стороне оболочки. Альтернативно сварку можно осуществлять на наружной стороне оболочки.In this case, in a preferred embodiment of the invention, it is provided that the reinforcing elements of the reinforcing structure are attached to the shell by welding and/or threaded connections. Preferably, this can be achieved by arranging the reinforcing bars of the reinforcing structure in such a way that they protrude inwardly from the prefabricated concrete elements and preferably fit into holes that are prepared in the shell. In this case, welding can be carried out on the inside of the shell. Alternatively, welding can be carried out on the outer side of the shell.
Кроме того, соединительную структуру можно крепить на оболочке с помощью сварки или резьбового соединения.In addition, the connecting structure can be attached to the shell by welding or threaded connection.
Альтернативно соединительная структура может быть прикреплена посредством сварки или резьбового соединения на соединительных деталях, которые интегрированы, в частности залиты, в предварительно изготовленные бетонные элементы и связаны с усиливающей структурой.Alternatively, the connecting structure can be attached by welding or screwing on the connecting parts, which are integrated, in particular cast, in prefabricated concrete elements and connected to the reinforcing structure.
Полость внутри базового кольца и монтажного кольца можно использовать в различных целях, например, в качестве места для хранения или для проведения работ технического обслуживания и поэтому оно может быть оснащено лестницами, платформам и т. п. Кроме того, полость можно использовать также для монтажа тросов дополнительного натяжения, доступа к ним и их технического обслуживания, причем тросы дополнительного натяжения располагают для стабилизации башни ветроэнергетической установки.The cavity inside the base ring and mounting ring can be used for various purposes, such as storage space or for maintenance work, and can therefore be equipped with ladders, platforms, etc. In addition, the cavity can also be used for cable installation additional tension, access to them and their maintenance, moreover, the additional tension cables are located to stabilize the wind turbine tower.
Опорные элементы предварительно изготовленных бетонных элементов могут иметь прямоугольную форму. Альтернативно опорные элементы могут расширяться в горизонтальном направлении по мере возрастания расстояния от центра фундамента.The support elements of the prefabricated concrete elements may have a rectangular shape. Alternatively, the support elements may expand in the horizontal direction as the distance from the center of the foundation increases.
Для закрывания снизу полости внутри кольцевого основания, состоящего из базового кольца и монтажного кольца, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусматривается, что опорные элементы содержат краевой участок, который выступает внутрь полости, окруженной базовым кольцом. В частности, краевые участки всех предварительно изготовленных бетонных элементов вместе образуют проходящий в окружном направлении, в частности круглый, край, который на который в окружном направлении опирается центральная фундаментная плита, расположенная на нижней части кольцевого основания или базового кольца.To close from below the cavity inside the annular base, consisting of a base ring and a mounting ring, in a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the support elements contain an edge section that protrudes into the cavity surrounded by the base ring. In particular, the edge sections of all prefabricated concrete elements together form a circumferentially extending, in particular circular, edge, on which a central foundation slab rests in the circumferential direction, located on the lower part of the annular base or base ring.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения предварительно изготовленные бетонные элементы стягивают друг с другом при помощи троса предварительного натяжения, который расположен в окружном, предпочтительно кольцевом, проходном отверстии, выполненном в базовом кольце и монтажном кольце. Такие тросы выполняют функцию соединительной структуры, которая, однако, как описано выше, не соединена с внедренной в предварительно изготовленные бетонные элементы усиливающей структурой.In accordance with another preferred embodiment of the invention, the prefabricated concrete elements are pulled together by means of a pretensioning cable, which is located in a circumferential, preferably annular, through hole made in the base ring and the mounting ring. Such cables perform the function of a connecting structure, which, however, as described above, is not connected to a reinforcing structure embedded in the prefabricated concrete elements.
Когда предварительно изготовленные бетонные элементы стягивают друг с другом, боковые поверхности соседних периферийных частей базового кольца и монтажного кольца прижимаются друг к другу. Для точного выравнивания соседних окружных секций относительно друг друга боковые поверхности могут содержать ответны элементы язычков виде выступов и выемок, которые взаимодействуют друг с другом для обеспечения относительного расположения сегментов.When the prefabricated concrete elements are pressed together, the side surfaces of adjacent peripheral portions of the base ring and the mounting ring are pressed against each other. To accurately align adjacent circumferential sections with respect to one another, the side surfaces may include reciprocal tongue elements in the form of protrusions and recesses that interact with each other to provide relative positioning of the segments.
Монтаж предварительно изготовленных бетонных элементов на строительной площадке существенно упрощается, если в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения соседние предварительно изготовленные бетонные элементы на своих участках, которые вступают наружу от монтажного кольца, расположены в окружном направлении на расстоянии друг от друга. В частности, опорные элементы имеют такие размеры по ширине, что опорные элементы соседних предварительно изготовленных бетонных элементов не соприкасаются друг с другом. Таким образом при изготовлении предварительно изготовленных бетонных элементов можно создать допуск на неточность изготовления.The installation of prefabricated concrete elements at the construction site is greatly simplified if, in accordance with a preferred embodiment of the invention, adjacent prefabricated concrete elements in their sections that protrude outward from the mounting ring are located in the circumferential direction at a distance from each other. In particular, the support elements have width dimensions such that the support elements of adjacent prefabricated concrete elements do not come into contact with each other. In this way, when manufacturing prefabricated concrete elements, a tolerance for manufacturing inaccuracies can be created.
Используемый для изготовления предварительно изготовленных бетонных элементов бетон может быть любого типа, который обычно используют также для литья бетона на месте использования. Дополнительно к добавкам и воде бетон содержит цемент в качестве гидравлического вяжущего средства.The concrete used to make the prefabricated concrete elements can be of any type that is also commonly used for casting concrete at the site of use. In addition to additives and water, concrete contains cement as a hydraulic binder.
Для изготовления предварительно изготовленных бетонных элементов возможно также использование бетона, армированного волокнами. Волокна могут состоять из любого волокнистого материала, который способствует повышению структурной целостности, в частности, прочности, ударопрочности и/или долговечности образующейся бетонной структуры. Армированный волокнами бетон содержит короткие дискретные армирующие волокна, которые равномерно распределены и ориентированы случайным образом.It is also possible to use fiber-reinforced concrete for the production of prefabricated concrete elements. The fibers may be comprised of any fibrous material that enhances the structural integrity, in particular the strength, impact resistance and/or durability of the resulting concrete structure. Fibre-reinforced concrete contains short, discrete reinforcing fibers that are evenly distributed and randomly oriented.
Армирующие волокна представляют собой, предпочтительно, углеродные волокна, синтетические волокна и, в частности, полипропиленовые волокна. Альтернативно армирующие волокна могут представлять собой стальные волокна, стеклянные волокна или натуральные волокна. Кроме того, возможно также использование бетонов сорта HPC (бетон высокой прочности) и UPHC (бетон сверхвысокой прочности). Эти сорта бетона представляют собой высококачественные вяжущие средства со специальными высококачественными добавками и соответствующими присадками, и вследствие их относительно малого веса их следует рассматривать как предпочтительные.The reinforcing fibers are preferably carbon fibers, synthetic fibers and in particular polypropylene fibers. Alternatively, the reinforcing fibers may be steel fibers, glass fibers or natural fibers. In addition, HPC (High Strength Concrete) and UPHC (Ultra High Strength Concrete) can also be used. These concretes are high quality binders with special high quality admixtures and appropriate admixtures and due to their relatively low weight they should be considered as preferred.
Ветроэнергетическая установка согласно изобретению с башней, содержащей ротор, смонтирована на описанном выше фундаменте и поэтому может иметь оптимальную высоту, даже если по соображениям стоимости необходимо использовать предварительно изготовленные бетонные элементы. По сравнению с известным фундаментом заявленный фундамент является более высоким и, несмотря на это, надлежащим образом поддерживается.The wind turbine according to the invention, with a tower containing a rotor, is mounted on the foundation described above and can therefore have an optimal height, even if, for cost reasons, it is necessary to use prefabricated concrete elements. Compared to the known foundation, the claimed foundation is higher and yet properly supported.
Соответствующая изобретению модульная структура для изготовления вышеописанного фундамента для ветроэнергетической установки содержит базовое кольцо, разделенное на несколько частей кольца и состоящее из предварительно изготовленных бетонных элементов, и опорные элементы, продолжающиеся радиально наружу от базового кольца, причем базовое кольцо опирается на опорные элементы первичными ребрами жесткости. На базовое кольцо может быть установлено и соединено с ним монтажное кольцо, разделенное на несколько частей кольца и состоящее из предварительно изготовленных бетонных элементов, причем монтажное кольцо может опираться вторичными ребрами жесткости на первичные ребра жесткости базового кольца, при этом система имеет по меньшей мере два различных варианта монтажного кольца, которые могут быть установлены на базовое кольцо. Модульная система со своими по меньшей мере двумя различными вариантами монтажного кольца позволяет согласовать монтажное кольцо с особенностями монтажной ситуации каждой отдельной ветроэнергетической установки ветроэнергетической станции, чтобы добиться оптимального результата при использовании предварительно изготовленных бетонных элементов.The modular structure according to the invention for the manufacture of the above-described foundation for a wind turbine comprises a base ring divided into several parts of the ring and consisting of prefabricated concrete elements, and support elements extending radially outward from the base ring, the base ring resting on the support elements by primary stiffeners. A mounting ring, divided into several parts of the ring and consisting of prefabricated concrete elements, can be installed on the base ring and connected to it, and the mounting ring can be supported by secondary stiffeners on the primary stiffeners of the base ring, while the system has at least two different mounting ring options that can be mounted on the base ring. The modular system, with its at least two different mounting ring options, makes it possible to adapt the mounting ring to the specific installation situation of each individual wind turbine in a wind farm in order to achieve an optimal result when using prefabricated concrete elements.
Предпочтительно, по меньшей мере два различных варианта монтажного кольца также отличаются друг от друга по их высоте, чтобы при максимальной высоте ветроэнергетической установки обеспечить в отношении допустимой или разрешенной высоты максимальный выход энергии и, таким образом, максимизировать рентабельность ветроэнергетической установки.Preferably, the at least two different variants of the mounting ring also differ from each other in their height, so that at the maximum height of the wind turbine, in relation to the permissible or permitted height, the maximum energy output is achieved and thus the profitability of the wind turbine is maximized.
Альтернативно или дополнительно по меньшей мере два различных варианта монтажного кольца отличаются крепежными средствами для крепления башни ветроэнергетической установки на монтажном кольце, в частности типом, количеством или геометрией крепежных средств. В этой связи, например, представляется возможным, что первый вариант монтажного кольца включает в себя анкерные болты для крепления башни ветроэнергетической установки, а второй вариант монтажного кольца включает в себя проходные отверстия для натяжных тросов для крепления башни ветроэнергетической установки в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Проходные отверстия для тросов предусмотрены, как правило, для крепления бетонных башен.Alternatively or additionally, the at least two different variants of the mounting ring differ in the fastening means for fastening the tower of the wind turbine to the mounting ring, in particular in the type, number or geometry of the fastening means. In this regard, for example, it is possible that the first version of the mounting ring includes anchor bolts for attaching the wind turbine tower, and the second version of the mounting ring includes passage holes for tension cables for attaching the wind turbine tower in accordance with the preferred embodiment of the present inventions. Cable passage holes are provided, as a rule, for fastening concrete towers.
Далее изобретение будет пояснено более подробно со ссылкой на вариант осуществления, изображенный на чертежах.Hereinafter the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawings.
На фиг. 1 показан фундамент согласно изобретению, вид в перспективе;In FIG. 1 shows a foundation according to the invention, perspective view;
на фиг. 2 – окружная часть фундамента согласно изобретению, вид в перспективе;in fig. 2 - circumferential part of the foundation according to the invention, perspective view;
на фиг. 3 – фундамент согласно изобретению, вид сбоку в разрезе.in fig. 3 - foundation according to the invention, side view in section.
На фиг. 1 фундамент согласно изобретению в целом обозначен ссылочным номером 1. Фундамент 1 по существу состоит из базового кольца 2 и монтажного кольца 3, причем как базовое кольцо 2, так и монтажное кольцо 3 разделены на множество частей 4 и 7 кольца и составлены из них. Окружная секция 2’ базы содержит часть 4 кольца в форме сектора кольца и опорный элемент 5. Базовое кольцо 2 опирается как единый элемент первичными ребрами 6 жесткости на опорные элементы 5. Окружная секция 3’ монтажного кольца 3 содержит часть 7 кольца в форме сектора кольца, а также вторичные ребра 8 жесткости (фиг. 2), которые опираются на первичные ребра 6 жесткости базового кольца 2. Таким образом, монтажное кольцо 3 опирается как единый элемент вторичными ребрами 8 жесткости на первичные ребра 6 жесткости базового кольца и поэтому может быть выполнено с относительно большей протяженностью по высоте, чтобы несколько приподнять переходник 9 мачты ветроэнергетической установки. Соединение окружных секций 2’ и 3’ базового кольца 2 и монтажного кольца 3, выполненных в виде предварительно изготовленных монолитных бетонных элементов, осуществляют с помощью фланцев 10 и пластин 11, которые привинчивают болтами 12. Между опорными элементами 5 базового кольца на соответствующих выступах 13 установлены и привинчены фундаментные плиты 14.In FIG. 1, the foundation according to the invention is generally designated with the reference number 1. The foundation 1 essentially consists of a
Теперь на фиг. 2 еще более отчетливо видно, что окружная секция 2’ базы состоит главным образом из опорного элемента 5 и части 4 кольца, причем часть 4 кольца опирается на опорный элемент 5 первичным ребром 6 жесткости. Часть 7 кольца окружной секции 3’ монтажного кольца 3 опирается в соответствии с изобретением на первичное ребро 6 жесткости вторичным ребром 8 жесткости. Ссылочным номером 10 опять же обозначены фланцы для приема болтов, не изображенных на фиг. 2. На частях 4 и 7 кольца во фланцах 10 выполнено множество отверстий, которые служат для свинчивания между собой соответствующих частей 4 и 7 кольца.Now in FIG. 2 shows even more clearly that the circumferential base section 2' mainly consists of a
На фиг. 3 видно, что монтажное кольцо 3 может иметь высоту, которая превышает высоту базового кольца 2. Таким образом, переходник 9 мачты может быть соответствующим образом приподнят для достижения желаемой высоты расположения ротора.In FIG. 3, it can be seen that the mounting
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA208/2018 | 2018-07-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021103367A RU2021103367A (en) | 2022-08-15 |
| RU2782228C2 true RU2782228C2 (en) | 2022-10-24 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004101898A2 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Aloys Wobben | Foundation for a wind energy plant |
| EA201170398A1 (en) * | 2008-09-05 | 2011-08-30 | Макс Богл Бауунтернемунг Гмбх & Ко. Кг | OFFSHORE INSTALLATION, FOUNDATION OF THE OFFSHORE INSTALLATIONS AND METHOD OF CONSTRUCTION OF OFFSHORE INSTALLATIONS |
| WO2015048147A1 (en) * | 2013-09-24 | 2015-04-02 | University Of Maine System Board Of Trustees | Floating wind turbine support system |
| RU167022U1 (en) * | 2016-06-02 | 2016-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | MODULAR FOUNDATION OF A WIND POWER PLANT |
| EP3153627A1 (en) * | 2014-06-06 | 2017-04-12 | Esteyco S.A.P. | Foundations system for towers and method for installing the foundations system for towers |
| WO2017141098A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a wind mill |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004101898A2 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Aloys Wobben | Foundation for a wind energy plant |
| EA201170398A1 (en) * | 2008-09-05 | 2011-08-30 | Макс Богл Бауунтернемунг Гмбх & Ко. Кг | OFFSHORE INSTALLATION, FOUNDATION OF THE OFFSHORE INSTALLATIONS AND METHOD OF CONSTRUCTION OF OFFSHORE INSTALLATIONS |
| WO2015048147A1 (en) * | 2013-09-24 | 2015-04-02 | University Of Maine System Board Of Trustees | Floating wind turbine support system |
| EP3153627A1 (en) * | 2014-06-06 | 2017-04-12 | Esteyco S.A.P. | Foundations system for towers and method for installing the foundations system for towers |
| WO2017141098A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a wind mill |
| RU167022U1 (en) * | 2016-06-02 | 2016-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | MODULAR FOUNDATION OF A WIND POWER PLANT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017331537B2 (en) | Foundation for a wind turbine | |
| US11578698B2 (en) | Foundation for a windmill | |
| US11795653B2 (en) | Foundation for a wind mill | |
| US10934679B2 (en) | Foundation for a wind mill | |
| US11384503B2 (en) | Foundation for a windmill | |
| CN109844243B (en) | Foundation for windmill | |
| US20100146890A1 (en) | Foundation for enabling anchoring of a wind turbine tower thereto by means of replaceable through-bolts | |
| US20100139181A1 (en) | Method for mounting in sections an annular tower for wind power generator, heliostatic power generator or chimney composed from three concrete segments or more | |
| US20220145573A1 (en) | Foundation for a wind power plant | |
| EP4079970A1 (en) | Concrete foundation for a wind turbine tower and method for installing same | |
| RU2782228C2 (en) | Foundation for wind power plant | |
| RU2782015C2 (en) | Foundation for wind power plant |