用于风力涡轮机的基座以及风力涡轮机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于风力涡轮机（2）的基座（1），其包括带有中心区（4）和外部区（5）的基部装置（3），其中所述外部区（5）被配置成用于承载所述风力涡轮机（2）的大部分重量。在所述中心区（4）中，所述基部装置（3）包括室（6），其中所述基座（1）进一步包括能量存储装置（7），其中所述能量存储装置（7）包括枢转地布置在所述室（6）内以用于存储旋转能量的飞轮（8）。所述能量存储装置（7）进一步包括用于将风力涡轮机（2）的能量转化成所述飞轮（8）的旋转能量并且用于将所述飞轮（8）的旋转能量转化成电能的传输装置（9）。本发明专利技术进一步涉及一种风力涡轮机（2），并且涉及一种用于存储和使用由风力涡轮机（2）产生的能量的方法。生的能量的方法。生的能量的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风力涡轮机的基座以及风力涡轮机


[0001]本专利技术涉及一种用于风力涡轮机、尤其是用于陆上风力涡轮机的基座（foundation）。此外，本专利技术涉及一种风力涡轮机、尤其是陆上风力涡轮机。

技术介绍

[0002]使用用于风力涡轮机、尤其是用于陆上风力涡轮机的基座来为风力涡轮机的塔架提供基部。通常，此类基座由混凝土、尤其是钢筋混凝土或类似物制成。这些基座包括不同地贡献于塔架的支撑的不同区。基本上，此类基座包括外部区和中心区，其中塔架的全部或至少大部分负载被传导到外部区中。因此，中心区也表示为“非负载区域”。
[0003]通常，中心区只是为了简化基座和安装的设计而存在，但是由于缺少负载而没有特定功能。因此，中心区实质上贡献于环境占据面积以及风力涡轮机项目的成本。
[0004]此外，风力涡轮机具有如下缺点：在有风情况下，可能产生多余电力，其中在无风情况下，可能不产生电力。这意味着电网输运和存储由风力涡轮机产生的电力是一项特殊挑战。
[0005]为减轻电网负担并提供更恒定电力供应，存在用于在风力涡轮机处本地存储电力的方法。文档US 7,608,937 B1和US 7,265,456 B2涉及发电系统，其带有风力涡轮发电机和用于存储多余电力并且在无风或低风速情况下提供该电力的电池。
[0006]由于恒定容量损失，电池具有相对高成本和低寿命的缺点。用过的电池是危险废物，并且因此，电池的回收也非常昂贵。此外，此类电池通常需要冷却装置来防止过热并且必须被保护免受环境影响、尤其是免受水的影响。<br/>
技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种并不具有这些缺点或至少部分并不具有这些缺点的设备。特别地，本专利技术的目的是提供一种用于风力涡轮机的基座，以及一种提供由风力涡轮机产生的能量的经改进存储的风力涡轮机。
[0008]此目的通过专利权利要求书解决。因此，此目的通过一种具有独立权利要求1的特征的用于风力涡轮机的基座、通过一种具有独立权利要求10的特征的风力涡轮机并且通过一种具有独立权利要求11的特征的方法解决。本专利技术的进一步细节从从属权利要求以及说明书和附图展开。
[0009]根据本专利技术的第一方面，所述问题通过一种用于风力涡轮机的基座解决，其包括带有中心区和外部区的基部装置，其中所述外部区被配置成用于承载所述风力涡轮机的大部分重量。根据本专利技术，在中心区中，所述基部装置包括室，其中所述基座进一步包括能量存储装置。所述能量存储装置包括枢转地布置在所述室内以用于存储旋转能量的飞轮以及用于将风力涡轮机的能量转化成飞轮的旋转能量并且用于将飞轮的旋转能量转化成电能的传输装置。
[0010]所述基座被配置为用于风力涡轮机、尤其是带有如下各者的风力涡轮机的基部：
转子，所述转子包括用于将风能转换成转子的旋转能量的转子叶片；用于将转子的旋转能量转换成电能的发电机；以及用于承载所述转子和所述发电机的塔架。因此，所述基座被配置为塔架的基部。优选地，所述基座包括用于将所述塔架固定到所述基座的固定装置，诸如螺钉孔或类似物。
[0011]所述基部装置的外部区构成所述基座的一部分，其被配置成用于承载风力涡轮机的全部或至少大部分重量。所述基部装置或至少所述基部装置的外部区优选地由或至少基本上由钢
‑
混凝土或类似物制成。根据本专利技术，所述基部装置和/或所述基座优选地具有圆柱形或立方体外部几何形状。基本上，所述基座的外部形状和大小可以与根据现有技术已知的基座相同或至少类似。
[0012]所述室提供在所述基部装置的中心区中。所述中心区在所述基座的非负载区域内。因此，由于所述室，与并不具有此室的基座相比，不存在结构缺点。所述室优选地与环境隔绝以防止湿气进入所述室。所述室的内壁优选地具有平滑表面，例如以避免空气湍流。
[0013]所述能量存储装置的所述飞轮位于所述室内，并且尤其是通过轴承紧靠所述室的壁（例如，侧壁、底板或类似物）枢转。因此，所述飞轮可以在所述室内部自由旋转。所述轴承被优选地针对最小化的摩擦配置以最小化旋转的飞轮的旋转能量的损失。飞轮的旋转轴线优选地是竖直或水平的。替代地，飞轮的旋转轴线可以是横向的。所述飞轮优选地包括具有相对高密度的材料，诸如铅、铁、钢或类似物。优选的是，所述飞轮被配置为巨大的主体。飞轮的外表面优选地相对平滑以避免或至少减少湍流。此外，飞轮优选地具有旋转对称形状。优选地，所述室和所述飞轮被配置成使得在飞轮的外表面与室的内壁之间提供恒定或至少实质上恒定间隙。
[0014]所述能量存储装置的所述传输装置被配置成用于将风力涡轮机的能量、优选地电能转化成飞轮的旋转能量并且用于将飞轮的旋转能量转化成电能。
[0015]根据本专利技术的基座具有如下优点：借助具有成本效益的装置并且以安全方式，可以临时存储和按需提供风力涡轮机的能量。借助本专利技术，例如，可以管理平滑功率输出、改善黑启动、增强性能和提供备用电力的情形。
[0016]平滑功率输出是有利的，因为风倾向于以不同风速吹动，并且因此，可以由风力涡轮机的发电机产生的电能的量不是恒定的。借助于本专利技术，可以提供风力涡轮机的经平滑功率输出。平滑例如涉及满足某一功率设定点。这意味着当发电量高于所述设定点时吸收高于所述设定点的功率，或者在发电量低于所述设定点时从存储装置注入电力。这适用于所有风速。这可以通过将风力涡轮机的多余能量存储在飞轮中或根据需要将飞轮的旋转能量转化成电能来实现。
[0017]此外，借助于本专利技术，可以改善风力涡轮机的黑启动。为了启动风力涡轮机的转子，必须克服惯性、摩擦和静摩擦。此外，黑启动的主要应用是提供使发电机线圈磁化的电流，以便产生感应所需的磁场。当前风力涡轮机需要从电网汲取电能以进行启动。借助本专利技术，转子的启动甚至在电网中不可获得足够电能、例如刚好在电网电力断供之后的情况下也是可能的。
[0018]除此之外，借助于本专利技术，可以提供风力涡轮机的备用电力。因此，不再需要电池。
[0019]优选的是，所述传输装置包括用于将电能转化成飞轮的旋转能量的飞轮电动马达。根据本专利技术，所述传输装置可以包括多于一个飞轮电动马达以用于在需要电能到旋转
能量的快速转化时驱动飞轮，例如以用于冗余和/或升压操作。进一步优选的是，所述多个飞轮电动马达中的至少一个飞轮电动马达借助于离合器与所述飞轮和/或所述多个电动马达机械分离。借助于所述飞轮电动马达，所述飞轮可以旋转。因此，优选的是，所述飞轮电动马达的马达转子机械联接或至少可以机械联接到所述飞轮。在本专利技术的替代实施例中，所述飞轮电动马达可以是飞轮的一部分。飞轮电动马达具有如下优点：通过普通装置并且以具有成本效益的方式，可以提供电能到飞轮的旋转能量的转化。
[0020]有利地，所述传输装置包括用于将由风力涡轮机的发电机产生的电能和/或来自电网的电能提供到飞轮电动马达的电控制装置。进一步优选地，所述电控制装置被配置成用于将来自飞轮发电机的电能提供到电网。从风力涡轮机的发电机接收用于驱动飞轮电动马达的电能具有如下优点：由发电机产生的多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于风力涡轮机（2）的基座（1），包括带有中心区（4）和外部区（5）的基部装置（3），其中所述外部区（5）被配置成用于承载所述风力涡轮机（2）的所有重量，其特征在于，在所述中心区（4）中，所述基部装置（3）包括室（6），其中所述基座（1）进一步包括能量存储装置（7），其中所述能量存储装置（7）包括枢转地布置在所述室（6）内以用于存储旋转能量的飞轮（8），并且其中所述能量存储装置（7）进一步包括用于将风力涡轮机（2）的能量转化成所述飞轮（8）的旋转能量并且用于将所述飞轮（8）的旋转能量转化成电能的传输装置（9），其中所述传输装置（9）包括用于将电能转化成所述飞轮（8）的旋转能量的飞轮电动马达（10），并且其中所述传输装置（9）包括用于将来自电网（G）的电能提供到所述飞轮电动马达（10）的电控制装置（11）。2.根据权利要求1所述的基座（1），其特征在于，所述传输装置（9）包括用于将所述飞轮（8）的旋转能量转化成电能的飞轮发电机（12）。3.根据权利要求1或2所述的基座（1），其特征在于，所述能量存储装置（7）包括用于使所述飞轮（8）与所述能量存储装置（7）的传输装置（9）机械分离的离合器（13）。4.根据前述权利要求中的任一项所述的基座（1），其特征在于，所述能量存储装置（7）包括用于相对于所述室（6）枢转所述飞轮（8）的磁性轴承（14）。5.根据前述权利要求中的任一项所述的基座（1），其特征在于，所述室（6）被配置为真空室（6）。6.根据前述权利要求中的任一项所述的基座（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：