本發(fā)明涉及浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括浮動(dòng)基座、布置在浮動(dòng)基座上的塔架和安裝在塔架上且包括轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換單元，該風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)計(jì)為順風(fēng)渦輪機(jī)，浮動(dòng)基座被可旋轉(zhuǎn)地錨固，并且塔架被可旋轉(zhuǎn)地固定地連接到一方面浮動(dòng)基座和另一方面能量轉(zhuǎn)換單元。

背景技術(shù)：

用于大水深的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)例如從EP 2 271 547 B1已知。這樣的結(jié)構(gòu)特別地由設(shè)計(jì)成在俯視圖中為等腰三角形形狀的框架組成，在其頂點(diǎn)處布置有立柱，風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架架設(shè)在這些立柱之一上或由在立柱之間的支承結(jié)構(gòu)居中地支撐。

然而，該設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是建造復(fù)雜且用于制造框架的人工成本高昂。已知的安裝特別需要相對(duì)大的水平和豎直范圍以承受在風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子處產(chǎn)生的力，且因此建造和安裝兩者依賴(lài)于較大的水深。

此前由申請(qǐng)人提交的德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10 2014 102 481.8號(hào)已經(jīng)描述了具有開(kāi)始提及的特征的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)具有布置在水線下方且由多個(gè)浮力體形成的基座，該基座基本上必須視為風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架的延伸。因此，特別地規(guī)定：設(shè)計(jì)為順風(fēng)渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架可旋轉(zhuǎn)地固定地連接到一方面基座和另一方面能量轉(zhuǎn)換單元，并且浮動(dòng)基座被可旋轉(zhuǎn)地錨固且塔架至少在截面中具有支持風(fēng)向跟蹤的輪廓。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為在深度>200m的深水中使用，因?yàn)闉榱素Q直地穩(wěn)定系統(tǒng)，需要讓由基座形成的相對(duì)長(zhǎng)的部段在水下。然而，該系統(tǒng)的陸上制造需要比開(kāi)始提及的系統(tǒng)更小的空間。

EP 1 269 018 B1最終公開(kāi)了一種風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)具有作為基座的雙體船式浮力體，并且特別適合在淺水中安裝。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為順風(fēng)渦輪機(jī)，其中同樣地由于一方面從塔架到基座且另一方面從塔架到能量轉(zhuǎn)換單元的固定連接而省掉了具有偏航驅(qū)動(dòng)器的偏航軸承，并且也提出：該系統(tǒng)借助于鏈條或繩索錨固到錨固點(diǎn)且可圍繞錨固點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，使得該系統(tǒng)根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)向自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)自身。

在該風(fēng)向下，塔架具有空氣動(dòng)力學(xué)輪廓以使下風(fēng)側(cè)最小化，并且特別地具有加勁元件，該元件從上部塔架區(qū)域逆風(fēng)延伸，例如設(shè)計(jì)為連接到基座的繩索。

然而，這里的缺點(diǎn)是基座的雙體船式設(shè)計(jì)和塔架在連接浮力體的腹板上的布置，使得出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子和/或能量轉(zhuǎn)換單元處的載荷被以相對(duì)單側(cè)的方式分散到基座中并且浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)往往會(huì)傾側(cè)。

除了海上風(fēng)力渦輪機(jī)自身的建造之外，其安裝也意味著特別的挑戰(zhàn)。在陸上較高程度的完工原則上是期望的，使得海上安裝可以相對(duì)少的努力且在較短的時(shí)期內(nèi)進(jìn)行。這樣，從此前提及的EP 2 271 547 B1中已知的海上風(fēng)力渦輪機(jī)完全是在陸上制造的，并且被拖曳到其使用地點(diǎn)，在那里借助于多個(gè)錨固鏈條錨固在海床上。

然而，該錨固的缺點(diǎn)是要花費(fèi)較大的努力來(lái)脫開(kāi)錨固海上風(fēng)力渦輪機(jī)的系泊纜和到海底電纜的電連接，使得在維護(hù)或修理的情況中，如果系統(tǒng)要被再次拖入港口，即使假設(shè)氣候條件有利，也必然需要較長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的第一目的是就其基座而言改進(jìn)最后提及的兩種浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，從而形成緊湊且穩(wěn)定的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，能以極低的人工成本制造，此外，其基本建造適合在具有較小深度和較大深度的水中進(jìn)行。本發(fā)明的另一個(gè)目的是形成可快速進(jìn)行以安裝這樣的風(fēng)力渦輪機(jī)的簡(jiǎn)單的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一子目標(biāo)由具有權(quán)利要求1的特征的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)，另一個(gè)子目標(biāo)由具有權(quán)利要求15的特征的方法實(shí)現(xiàn)。分別從屬于另外的獨(dú)立權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求規(guī)定了本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的基本思想是：一方面設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的水平和豎直范圍內(nèi)的幾何形狀，使得在轉(zhuǎn)子上和/或能量轉(zhuǎn)換單元上出現(xiàn)的載荷被盡可能地分散到基座中，而不在塔架上出現(xiàn)彎矩或扭矩。通過(guò)截取作用于風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架上的張力和壓縮力并且相應(yīng)地使作用于塔架上的彎矩最小化，可以減小基座的水平和豎直范圍，使得根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的風(fēng)力渦輪機(jī)既適合大的水深，也適合小的水深。

本發(fā)明的另一個(gè)基本思想是，將具有浮動(dòng)基座的功能完整的海上風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)輸?shù)狡涫褂玫攸c(diǎn)，在那里將其連接到錨固到海床的至少一個(gè)預(yù)安裝的錨固裝置，或連接到與其相連的浮力體，并且總體上通過(guò)對(duì)基座注水而將渦輪機(jī)下降至其中整個(gè)基座布置在水線以下的水平。為此，可以特別設(shè)想到的是，錨固到海床的錨固裝置(例如，錨固鏈條或錨固繩索)由單個(gè)浮力體共同地或由在每種情況中至少一個(gè)浮力體單獨(dú)地以漂浮在水面上的方式保持在位。此外，此前敷設(shè)的海底電纜同樣由浮力體固定在預(yù)定的安裝位置，使得風(fēng)力渦輪機(jī)只能機(jī)械地連接到一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)體或錨固裝置并且電連接到海底繩索。

因此，本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)為順風(fēng)渦輪機(jī)的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)具有：浮動(dòng)基座；塔架，其可旋轉(zhuǎn)地固定地布置在浮動(dòng)基座上；能量轉(zhuǎn)換單元，其安裝在塔架上，包括轉(zhuǎn)子且可旋轉(zhuǎn)地固定地連接到塔架；以及至少一個(gè)張緊元件，其在逆風(fēng)方向上將塔架或能量轉(zhuǎn)換單元連接到基座。根據(jù)本發(fā)明，基座還具有三個(gè)腿部，其中一個(gè)腿部長(zhǎng)于另兩個(gè)腿部，各腿部以Y形狀互連，塔架在腿部的連接區(qū)域中布置在基座上，并且最長(zhǎng)的腿部在逆風(fēng)方向上延伸且借助于張緊元件連接到塔架或能量轉(zhuǎn)換單元。

浮動(dòng)式順風(fēng)渦輪機(jī)優(yōu)選地具有至少一個(gè)另外的張緊元件，其在風(fēng)力渦輪機(jī)的兩側(cè)上在逆風(fēng)方向上傾斜地垂直于轉(zhuǎn)子軸線延伸，以承受橫向力，其將塔架或能量轉(zhuǎn)換單元分別連接到基座的較短腿部中的一個(gè)。

在優(yōu)選的情況中，張緊元件形成假想四面體的邊緣，四面體邊緣由在腿部處的張緊元件的附接點(diǎn)和在能量轉(zhuǎn)換單元處的和/或塔架的附接點(diǎn)形成。

此外，根據(jù)優(yōu)選設(shè)計(jì)，提供了在塔架處垂直于轉(zhuǎn)子軸線布置的桅頂橫桿以及將能量轉(zhuǎn)換單元和/或塔架和/或基座連接到桅頂橫桿的拉撐元件。

已提及的張緊元件優(yōu)選地設(shè)計(jì)為繩索，特別地使用鋼繩索。作為備選方案，也可以使用間隔桿。

相對(duì)于基座，塔架優(yōu)選地在順風(fēng)方向上傾斜多達(dá)20°，塔架特別優(yōu)選地至少在截面上具有支持風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)向跟蹤的輪廓。該輪廓也減少尾流中渦旋的形成。塔架的傾斜一方面增加了葉片到塔架的距離，另一方面也由于塔架頭部重量而在制動(dòng)載荷具有負(fù)推力的情況中形成反力矩。

有利的是基座的兩個(gè)短腿部具有相同的長(zhǎng)度。作為備選方案，短腿部也可設(shè)計(jì)成具有不同的長(zhǎng)度以抵抗出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子處的轉(zhuǎn)矩。

基座優(yōu)選地由混凝土制造成中空體，并且具有在20和60cm之間的壁厚。在這種情況下，形成三個(gè)腿部或一個(gè)腿部的基座的部件具體地借助于在基座的壁中延伸的線材相對(duì)于彼此拉撐。為此，例如管道被澆注到基座的優(yōu)選地20至最多60cm厚的壁中，線材隨后被引導(dǎo)通過(guò)管道，并提供混凝土部件相對(duì)于彼此的拉撐且因此補(bǔ)償混凝土的低拉伸強(qiáng)度。

作為備選方案，基座也可由鋼制成。

由于基座設(shè)計(jì)為中空體，浮動(dòng)基座可例如借助于泵接收水，并且因此基座的浸入深度可被調(diào)節(jié)。因此例如規(guī)定：基座在不載有壓載水的情況下具有大約2.80m的浸入深度，而通過(guò)裝載壓載水對(duì)基座注水，基座可被下降至水線以下大約15m處。

基座同樣也可用于使浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)平衡。出于平衡目的，浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)因此優(yōu)選地具有用于接納和排放壓載水的裝置。為了接納和排放壓載水，該裝置在這里使用設(shè)置在基座中的中空空間，該空間也可細(xì)分成多個(gè)平衡柜。

就本發(fā)明設(shè)計(jì)的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)而言，平衡可以特別簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行：

在沒(méi)有風(fēng)載荷的情況下，浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)將被尺寸設(shè)計(jì)成使得基座被水平對(duì)準(zhǔn)。由于浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)以使得包括基座的整個(gè)系統(tǒng)能避開(kāi)風(fēng)的方式設(shè)計(jì)為順風(fēng)渦輪機(jī)，在能量轉(zhuǎn)換單元處的風(fēng)載荷只會(huì)導(dǎo)致這樣的結(jié)果：連接到短腿部的順風(fēng)導(dǎo)向的浮力體被壓入水下，而連接到長(zhǎng)腿部的逆風(fēng)導(dǎo)向的浮力體被提升到水面以上–因此，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生順風(fēng)方向的傾側(cè)。

為了使系統(tǒng)再次回到水平位置，因此僅需要通過(guò)接納水而增加長(zhǎng)腿部的重量，考慮到杠桿原理，重量增加可以相對(duì)較少。在必要時(shí)，(額外的)海水可被泵入布置在長(zhǎng)腿部中的中空空間中，以便由于該長(zhǎng)腿部的總重量的增加而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)腿部的下降。

然而，根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)，浮力體分別設(shè)置在基座的腿部中的一個(gè)的自由端上，該浮力體優(yōu)選地由纖維增強(qiáng)塑料制成。這些浮力體優(yōu)選地例如借助于繩索以鉸接方式分別連接到基座的腿部中的一個(gè)的自由端，并且特別優(yōu)選地具有圓錐體設(shè)計(jì)，該圓錐體設(shè)計(jì)的浮力體的平臺(tái)區(qū)域或頂端連接到基座的腿部中的一個(gè)的自由端。考慮到浮力體的這種遞增的浮力輪廓，系統(tǒng)在載荷的存在下在水平方向上被更好地穩(wěn)定。

除了此前提及的浮力體之外，在腿部的自由端處也可布置圓柱形的浮力體(不具有遞增或遞減的浮力輪廓)。這些浮力體分別被固定地或借助于聯(lián)接件連接到腿部的自由端。這里，聯(lián)接件可設(shè)計(jì)為具有一個(gè)自由度的簡(jiǎn)單的鉸鏈或具有更多個(gè)自由度的聯(lián)接件。

特別地，提出的是，短腿部的自由端具有能生成比連接到長(zhǎng)腿部的自由端的浮力體更大的浮力的浮力體。

在該設(shè)計(jì)中，優(yōu)選的是，除了布置在基座的腿部中的柜之外，在臂的互連區(qū)域中設(shè)有因此布置在塔架下方的平衡柜。通過(guò)調(diào)節(jié)僅在該平衡柜中的隨作用于轉(zhuǎn)子上的風(fēng)載荷變化的水位，可以保持基座的水平對(duì)準(zhǔn)。在正常情況下，塔架下方的平衡柜被注水至預(yù)定水位，使得基座被水平對(duì)準(zhǔn)。如果作用于轉(zhuǎn)子上的風(fēng)載荷增加，并且基座開(kāi)始在順風(fēng)方向上傾側(cè)，該平衡柜可通過(guò)引入加壓空氣而(部分地)排空，并且因此基座的重量可在該區(qū)域中減少，使得基座和因此系統(tǒng)的水平對(duì)準(zhǔn)被保持，即使風(fēng)載荷較高。如果風(fēng)載荷再次消失，平衡柜被再次注水至其初始水位。該過(guò)程由控制單元控制，該控制單元連接到檢測(cè)基座的水平對(duì)準(zhǔn)的傾斜測(cè)量系統(tǒng)，并且作用于連接到其的泵和/或壓縮機(jī)和相應(yīng)地設(shè)置的排空閥。

浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)最終優(yōu)選地配有設(shè)計(jì)為雙葉片轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子、特別優(yōu)選地設(shè)計(jì)為超緊湊型風(fēng)電機(jī)組(Super Compact Drive,SCD)的能量轉(zhuǎn)換單元。

為了將本發(fā)明的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)安裝在水體中的預(yù)定地點(diǎn)或預(yù)定位置，在碼頭組裝完風(fēng)力渦輪機(jī)之后需要進(jìn)行以下步驟：a.將海底電纜敷設(shè)到順風(fēng)渦輪機(jī)將被安裝到的預(yù)定地點(diǎn)；b.將至少一個(gè)錨固裝置錨固在該預(yù)定地點(diǎn)并且將錨固裝置連接到浮動(dòng)體，將錨固裝置連接到浮動(dòng)體；c.將浮動(dòng)式順風(fēng)渦輪機(jī)運(yùn)輸?shù)筋A(yù)定地點(diǎn)；d.將浮動(dòng)體或錨固裝置和海底電纜連接到浮動(dòng)逆風(fēng)渦輪機(jī)；以及e.通過(guò)對(duì)浮動(dòng)基座注水而使連接到浮動(dòng)體或錨固裝置和海底電纜的順風(fēng)渦輪機(jī)下降，步驟c)、d)和e)以c-d-e、c-e-d或e-c-d的順序進(jìn)行。

優(yōu)選地，為電連接到風(fēng)力渦輪機(jī)做好準(zhǔn)備的海底電纜也連接到其自身的浮動(dòng)體。

簡(jiǎn)單且快速的安裝方法可因此包括：首先，海底電纜被敷設(shè)并連接到浮動(dòng)體，然后用于每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的錨固裝置被錨固在海床上，并且分別連接到其自身的浮動(dòng)體(或公共的浮動(dòng)體)。浮動(dòng)體因此使得容易找到安裝地點(diǎn)并允許直接在水面處接近錨固裝置和海底電纜。如果風(fēng)力渦輪機(jī)被拖曳到安裝地點(diǎn)，在錨固裝置和海底電纜之間的連接可因此通過(guò)簡(jiǎn)單地接近水面處而進(jìn)行，并且風(fēng)力渦輪機(jī)可隨后通過(guò)將基座注水而投入操作狀態(tài)。

作為第一備選方案，浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)也可被拖曳到安裝地點(diǎn)，開(kāi)始在那里下降，然后向上連接。作為另一備選方案，也可以將下降的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)拖曳到安裝地點(diǎn)并在下一步驟中直接向上連接。

如果僅單個(gè)浮動(dòng)體被用于標(biāo)記和裝備錨固裝置和海底電纜，浮動(dòng)體被特別優(yōu)選地設(shè)計(jì)成使得：在將風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)械地連接到浮動(dòng)體的同時(shí)，在浮動(dòng)式順風(fēng)渦輪機(jī)和海底電纜之間優(yōu)選地也形成電接觸。

運(yùn)輸浮動(dòng)式順風(fēng)渦輪機(jī)優(yōu)選地通過(guò)借助于至少一艘船只拖曳來(lái)實(shí)現(xiàn)，浮動(dòng)式順風(fēng)渦輪機(jī)在長(zhǎng)腿部在前的情況下被拖曳。

然而，特別優(yōu)選地，運(yùn)輸浮動(dòng)式順風(fēng)渦輪機(jī)通過(guò)借助于兩艘船只拖曳來(lái)進(jìn)行，這兩艘船只在浮動(dòng)體在兩者間的情況下行駛經(jīng)過(guò)浮動(dòng)體，以使浮動(dòng)式順風(fēng)渦輪機(jī)靠近浮動(dòng)體

附圖說(shuō)明

本發(fā)明利用附圖中所示的特別優(yōu)選地設(shè)計(jì)的示例性實(shí)施例更詳細(xì)地解釋。在附圖中：

圖1示出了從逆風(fēng)方向傾斜的根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選地設(shè)計(jì)的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖；

圖2示出了從順風(fēng)方向傾斜的圖1的特別優(yōu)選地設(shè)計(jì)的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖；

圖3示出了圖1的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖；

圖4示出了圖1的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖，其中示出了作用在風(fēng)力渦輪機(jī)上的力；

圖5示出了在逆風(fēng)方向上的圖1的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的前視圖；

圖6示出了圖1的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的俯視圖；

圖7示出了在借助于兩艘拖船錨固過(guò)程期間根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖；

圖8示出了由圖7所示兩艘拖船拖曳的風(fēng)力渦輪機(jī)的俯視圖；以及

圖9示出了由圖7所示兩艘拖船拖曳的風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了在預(yù)安裝的浮動(dòng)體100的地點(diǎn)處的特別優(yōu)選地設(shè)計(jì)的從逆風(fēng)方向傾斜的浮動(dòng)海上風(fēng)力渦輪機(jī)10的透視圖，浮動(dòng)體100用于將浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10錨固在海床上；而圖2示出了從順風(fēng)方向傾斜的該風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖。

浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10具有浮動(dòng)基座20，如下文將詳述的，浮動(dòng)基座具有三腿部設(shè)計(jì)，連接到浮動(dòng)體100的腿部20a長(zhǎng)于其它兩個(gè)腿部20b、20c。在風(fēng)力渦輪機(jī)10的操作期間，浮動(dòng)基座20完全布置在水線W下方。腿部20a、20b、20c在其自由端處分別連接到浮力體24、26，布置在短腿部20b、20c處的浮力體24設(shè)計(jì)成使得它們具有比布置在長(zhǎng)腿部20a處的浮力體26更大的浮力。浮力體24、26分別示出為具有遞增的浮力輪廓，這防止基座下沉到水線W以下。然而，也可想象到，連接到長(zhǎng)腿部20a的浮力體26具有遞減的浮力輪廓且因此防止浮出水線。

三個(gè)腿部20a、20b、20c借助于屬于基座20的另一個(gè)連接元件20d互連，該基座設(shè)計(jì)為塔架30的基部。為此，連接元件20d在其上側(cè)上具有在順風(fēng)方向上相對(duì)于水平方向傾斜多達(dá)20°的表面，這實(shí)現(xiàn)了塔架30與豎直方向偏離多達(dá)20°的傾斜。

連接元件20d優(yōu)選地接納上文解釋的平衡柜，該平衡柜在存在風(fēng)載荷時(shí)抵抗短腿部20b、20c的浸沒(méi)。

塔架30自身可旋轉(zhuǎn)地、固定地連接到一方面浮動(dòng)基座20和另一方面布置在塔架上的能量轉(zhuǎn)換單元50，塔架30特別優(yōu)選地至少在截面中具有支持風(fēng)力渦輪機(jī)10的風(fēng)向跟蹤的輪廓。布置在塔架30上的能量轉(zhuǎn)換單元50優(yōu)選地作為超緊湊型風(fēng)電機(jī)組提供，即，具有載荷傳遞外殼，該外殼形成為頭部支撐的形狀且優(yōu)選地連接到具有兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片42的轉(zhuǎn)子40。

此外，能量轉(zhuǎn)換單元50優(yōu)選地借助于在順風(fēng)方向上延伸的兩個(gè)張緊元件60連接到基座20的長(zhǎng)腿部20a。此外，能量轉(zhuǎn)換單元50分別借助于兩個(gè)另外的張緊元件70連接到基座20的短腿部20b、20c。為了可以實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)系統(tǒng)的最大可能的穩(wěn)定性，張緊元件60和另外的張緊元件70分別附接到腿部20a、20b、20c的自由端。為此，優(yōu)選地由混凝土制成的基座20具有由金屬制成的終端板22，終端板22具有用于張緊元件60、另外的拉撐元件70和浮力體24、26的附接點(diǎn)。

這里，強(qiáng)制的是，浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10設(shè)計(jì)為順風(fēng)渦輪機(jī)，由于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、低重量、簡(jiǎn)單構(gòu)造的原因，并且為了避免與另外的張緊元件70碰撞，偏航驅(qū)動(dòng)器被省掉。具有其緊湊結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)10也可完全在陸上架設(shè)，并且拖曳到海上風(fēng)力渦輪機(jī)安裝地點(diǎn)，在那里，借助于錨固裝置110(例如，鏈條或(鋼或聚酯)繩索)錨固到海床的浮動(dòng)元件100被預(yù)安裝并且已連接到海底電纜120。因此，當(dāng)?shù)竭_(dá)架設(shè)地點(diǎn)時(shí)，只需要將浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10連接到漂浮在水面W的預(yù)安裝的浮動(dòng)體100并且通過(guò)對(duì)基座20、浮動(dòng)體100注水而將系統(tǒng)下降至水線W以下，除了海上風(fēng)力渦輪機(jī)10和浮動(dòng)體100的機(jī)械聯(lián)接之外，同時(shí)也使元件始終準(zhǔn)備好電連接海上風(fēng)力渦輪機(jī)10和海底電纜120。

當(dāng)將浮動(dòng)基座20連接到錨固裝置110或連接到錨固裝置110的一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)體100時(shí)，基本上必須注意的是，風(fēng)力渦輪機(jī)10繼續(xù)能夠圍繞錨固裝置110自由移動(dòng)。因此，在錨固裝置110(或浮動(dòng)體100)和基座20之間的聯(lián)接件應(yīng)被旋轉(zhuǎn)接頭取代，使得風(fēng)力渦輪機(jī)10在風(fēng)向改變的情況下始終可圍繞錨固裝置110自由旋轉(zhuǎn)，而不會(huì)使錨固裝置110變得互相纏繞。

此外，考慮到在風(fēng)載荷的情況下由風(fēng)力渦輪機(jī)10施加在錨固裝置110上的張力，錨固裝置110將從海床提起，由此改變?cè)阱^固裝置110和基座20之間的連接的角度。除了樞轉(zhuǎn)軸承之外，在錨固裝置110(或浮動(dòng)體100)和基座20之間的連接也可能借助于旋轉(zhuǎn)軸承來(lái)旋轉(zhuǎn)。

對(duì)于在海底電纜120和風(fēng)力渦輪機(jī)10的電氣裝置之間的電連接來(lái)說(shuō)，特別地可以設(shè)想到滑環(huán)傳輸。如果風(fēng)力渦輪機(jī)10配有其自有驅(qū)動(dòng)器(參見(jiàn)下文)，在系統(tǒng)10的對(duì)應(yīng)操縱抑制風(fēng)力渦輪機(jī)10圍繞錨固裝置的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)超過(guò)360°的情況中，滑環(huán)也可被省掉，并且還可以設(shè)想到簡(jiǎn)單的接觸，例如插頭接觸。

特別地還可以設(shè)想到，在通過(guò)將水吸入基座20中而使基座20豎直伸長(zhǎng)大約5m的情況中，基座20的下邊緣被下降至水線W下方大約20m。本發(fā)明設(shè)計(jì)的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10的該尺寸設(shè)計(jì)因此一方面使得可以在具有很低的水深的港口制造，因?yàn)樵谄≈埃?dòng)基座20具有僅幾米(大約2.80m)的低浸沒(méi)深度。另一方面，通過(guò)下降至水線以下20m并使僅在下降之后開(kāi)始其功能的浮力體24、26穩(wěn)定，系統(tǒng)10尺寸設(shè)計(jì)成使得系統(tǒng)10也適合從大約30m起的低水深。

根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)向，海上風(fēng)力渦輪機(jī)10的對(duì)準(zhǔn)接著將圍繞錨固到海床的浮動(dòng)體100自動(dòng)進(jìn)行。由于浮動(dòng)體10在風(fēng)向改變的情況下將執(zhí)行在水面上的圓形路徑，有利的是提供在海床上的錨固點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)布置：在三個(gè)錨固裝置110的情況中，其錨固優(yōu)選地在分別間隔120°的假想圓上布置在海床上，從而確保均勻的載荷分布。

盡管根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10原則上設(shè)計(jì)成自對(duì)準(zhǔn)的，但由于水流或波浪也會(huì)發(fā)生相對(duì)于最佳風(fēng)向的偏移。因此，浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10優(yōu)選地也具有用于配準(zhǔn)風(fēng)力渦輪機(jī)10圍繞浮動(dòng)體100的旋轉(zhuǎn)的裝置，以便根據(jù)風(fēng)向優(yōu)化對(duì)準(zhǔn)，類(lèi)似于橫向推進(jìn)器的驅(qū)動(dòng)器可用來(lái)在風(fēng)中對(duì)準(zhǔn)風(fēng)力渦輪機(jī)10，以便以最佳方式生成能量或避免過(guò)載。

圖3示出了圖1的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖。在該圖示中，可清楚地看到塔架在順風(fēng)方向上的傾斜和塔架30在逆風(fēng)方向上沿著基座20的長(zhǎng)腿部20a的軸線的拉撐。同樣可以認(rèn)識(shí)到，在短腿部20b、20c處向下布置的浮力體24大于在基座20的長(zhǎng)腿部20a處逆風(fēng)布置的浮力體26。

通過(guò)一方面為了避免彎矩而隨風(fēng)向(參見(jiàn)箭頭)變化自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10，塔架30被張緊元件60增強(qiáng)，因?yàn)閺埦o元件60承受了作用于能量轉(zhuǎn)換單元50上的推力。另一方面，在高風(fēng)載荷的情況中，通過(guò)將布置在短腿部20b、20c處的浮力體24設(shè)計(jì)成具有較高浮力水平，浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10被水平地穩(wěn)定。由于浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10被特別地設(shè)計(jì)為順風(fēng)渦輪機(jī)，使得包括基座20的整個(gè)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)離開(kāi)風(fēng)，在能量轉(zhuǎn)換單元50處的風(fēng)載荷只會(huì)導(dǎo)致順風(fēng)導(dǎo)向的短腿部20b、20c被推入水下，而逆風(fēng)導(dǎo)向的長(zhǎng)腿部20a被提升到水面以上–系統(tǒng)將因此在順風(fēng)方向傾側(cè)。因此，浮力體24、26的此前提及的構(gòu)造和不同設(shè)計(jì)有效地防止了風(fēng)力渦輪機(jī)10的傾側(cè)。

圖4示出了類(lèi)似于圖3的圖1的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖，其中作用于風(fēng)力渦輪機(jī)上的力被繪出。特別地示出的是，當(dāng)將錨固裝置120拴系到風(fēng)力渦輪機(jī)10的長(zhǎng)腿部20a的自由端時(shí)，作用于轉(zhuǎn)子40的推力Ft可在附接點(diǎn)處作為合力Fr有效地分散到海床中。由連接元件20d生成的浮力Fl抵消塔架的重量且表示反作用力，該反作用力平衡轉(zhuǎn)子推力并設(shè)計(jì)成使系統(tǒng)保持靜態(tài)平衡。

圖5示出了在逆風(fēng)方向上浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)的前視圖，該圖此時(shí)也示出了：一方面橫向于轉(zhuǎn)子軸線布置的張緊元件70，其將能量轉(zhuǎn)換單元50連接到基座20的短腿部20b、20c；以及拉撐元件90，其將能量轉(zhuǎn)換單元50和/或塔架30和/或基座20連接到桅頂橫桿80，且增加了塔架30的橫向剛度。

圖6進(jìn)一步示出了特別優(yōu)選地設(shè)計(jì)的浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10的俯視圖，其中基座20的對(duì)稱(chēng)形成可被特別清楚地看出。基座20的三個(gè)腿部20a、20b、20c由上面布置有塔架30的連接元件20d互連。長(zhǎng)腿部20a優(yōu)選地由于單獨(dú)的元件20a₁、20a₂而具有兩部式設(shè)計(jì)，在塔架高度為大約100m的情況下，長(zhǎng)腿部為大約60m長(zhǎng)；而短腿部20b、20c設(shè)計(jì)成大約30m長(zhǎng)。

為了平衡系統(tǒng)10，一方面，單獨(dú)的元件20a₁可優(yōu)選地具有室，該室可獨(dú)立于其它平衡柜填充海水，以便增加長(zhǎng)腿部20a的重量。

另一方面，連接元件20d可設(shè)計(jì)為單個(gè)平衡柜，使得在風(fēng)載荷下，為了增加承載塔架30的元件20d的浮力，可借助于壓縮機(jī)將加壓空氣引入連接元件20d的平衡柜中，并且使存在于該平衡柜中的水可從正減輕重量的平衡柜排出，以增加連接元件20d的浮力。如果作用于系統(tǒng)的推力由于風(fēng)速降低而減小，則可通過(guò)簡(jiǎn)單地排氣而對(duì)平衡柜再次注水，從而再次實(shí)現(xiàn)平衡柜中存在的初始水位并在水平方向上使系統(tǒng)10穩(wěn)定。如上文參照?qǐng)D3描述的，由連接元件20d產(chǎn)生的浮力Fl因此表示反作用于轉(zhuǎn)子推力的力，并且將系統(tǒng)保持在水平位置。

短腿部20b、20c優(yōu)選地相對(duì)于長(zhǎng)腿部20a的縱向軸線鏡像對(duì)稱(chēng)地布置，在長(zhǎng)腿部20a與短腿部20b、20c中的一個(gè)之間的角度大于90°且小于130°(優(yōu)選地約125°)，在短腿部20b、20c之間的角度因此相應(yīng)地優(yōu)選地達(dá)大約110°。這兩個(gè)短腿部在順風(fēng)方向上略微展開(kāi)且與能量轉(zhuǎn)換單元50大約處于相同水平，使得特別地優(yōu)選地在基座20處的另外的張緊元件70的附接點(diǎn)位于在能量轉(zhuǎn)換單元50或塔架30處的另外的張緊元件70的附接點(diǎn)前方，使得出現(xiàn)在能量轉(zhuǎn)換單元50處的制動(dòng)載荷可被有效地引入基座20中。長(zhǎng)腿部20a在逆風(fēng)方向上直接對(duì)準(zhǔn)在轉(zhuǎn)子軸線中，這里提供了兩個(gè)張緊元件60。

圖7此時(shí)示出了在安裝地點(diǎn)處由兩艘拖船拖曳的本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖。這兩艘拖船200借助于繩索210連接到風(fēng)力渦輪機(jī)10的長(zhǎng)腿部20a的自由端，使得Y形的浮動(dòng)基座20的流動(dòng)阻力較低。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于漂浮在水面W處的浮動(dòng)體100，兩艘拖船200可容易地找到預(yù)安裝的錨固裝置110和預(yù)安裝的海底電纜120，可使浮動(dòng)體處于兩者之間并駛過(guò)該浮動(dòng)體，從而可朝浮動(dòng)體100牽拉風(fēng)力渦輪機(jī)10的長(zhǎng)腿部20a。

該聯(lián)接件在圖8所示俯視圖中示出。借助于駕駛拖船200的合適的方式或借助于由拖船200承載且作用于繩索210上的絞車(chē)，風(fēng)力渦輪機(jī)10可相對(duì)于浮動(dòng)體100被定位，使得風(fēng)力渦輪機(jī)10和浮動(dòng)體100或錨固裝置110和海底電纜120可在水面W以上連接。

這里還應(yīng)注意的是，如在圖9中最終示出的，風(fēng)力渦輪機(jī)10的基座20可被自由地接近：浮力體26和浮力體24在風(fēng)力渦輪機(jī)10的運(yùn)輸期間不起任何作用并且優(yōu)選地固定到張緊元件60、70。僅僅在錨固裝置110直接地或間接地機(jī)械連接到風(fēng)力渦輪機(jī)10并產(chǎn)生風(fēng)力渦輪機(jī)10到海底電纜120的電連接之后，風(fēng)力渦輪機(jī)10的基座20才被注水并借助于浮動(dòng)體100下降至例如15m至20m的所需深度，從而呈現(xiàn)圖3中所示狀態(tài)。在該過(guò)程中，浮力體24、26被釋放并有助于浮動(dòng)式風(fēng)力渦輪機(jī)10在水平方向上的穩(wěn)定。