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Title:
METHOD FOR INSTALLING AN OFFSHORE WIND TURBINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/052888
Kind Code:
A1
Abstract:
The application concerns a method for installing an offshore wind turbine (102, 202, 402), more particularly a floating offshore wind turbine (102, 202, 402), comprising: providing an offshore wind turbine (102, 202, 402) to be installed with at least one flywheel module (110, 210.1, 210.2, 410) mounted on the offshore wind turbine (102, 202, 402) during the installation; and controlling the at least one flywheel module (110, 210.1, 210.2, 410) in such a manner that a specified location of the offshore wind turbine (102, 202, 402) corresponding to at least one target position parameter is adopted during the installation of the offshore wind turbine (102, 202, 402).

Inventors:
BARTMINN DANIEL (DE)
RUNGE JÖRN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/075543
Publication Date:
March 25, 2021
Filing Date:
September 11, 2020
Export Citation:
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Assignee:
RWE RENEWABLES GMBH (DE)
International Classes:
F03D13/10; F03D7/02; F03D13/25
Domestic Patent References:
WO2010120186A12010-10-21
Foreign References:
JP2012201219A2012-10-22
US20070272142A12007-11-29
FR2220416A11974-10-04
US20140017083A12014-01-16
EP3643595A12020-04-29
Attorney, Agent or Firm:
BÜCKER, Hendrik et al. (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Installieren einer Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402), insbesondere einer schwimmfähigen Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402), umfassend:

Bereitstellen einer zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) mit mindestens einem zumindest während des Installationsvorgangs an der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) befestigten Schwungmassemodul (110, 210.1, 210.2, 410), und

Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410), derart, dass eine bestimmte Lage der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) entsprechend mindestens einem Lagesollparameter während der Installation der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410) umfasst: Bereitstellen von mindestens einem während der Installation der Offshore- Windenergievorrichtung (102, 202, 402) erfassten Lageparameter der Offshore- Windenergievorrichtung (102, 202, 402), und

Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410), basierend auf dem mindestens einen bereitgestellten Lageparameter und dem mindestens einen Lagesollparameter.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410) umfasst: Bereitstellen von mindestens einem während der Installation erfassten oder vorhergesagten meteorologischen Parameter, und

Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410), basierend auf dem mindestens einen meteorologischen Parameter und dem mindestens einen Lagesollparameter.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst:

Befestigen des Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410) zumindest kraftschlüssig an einer Außenwand, und

Deinstallieren des Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410) nach einer Installation der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402).

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungmassemodul (110, 210.1, 210.2, 410) während eines Wartungsvorgangs der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) an der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) befestigt ist, und das Schwungmassemodul (110, 210.1, 210.2, 410) eingerichtet ist zum Bereitstellen von elektrischer Energie während des Wartungsvorgangs der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402).

6. Offshore-Windenergiesystem (100, 200), umfassend: mindestens eine Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402), und mindestens ein an der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) lösbar befestigtes Schwungmassemodul (110, 210.1, 210.2, 410) zumindest während einer Installation der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402).

7. Offshore-Windenergiesystem (100, 200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) eine Außenwand (106, 206) aufweist, und die Außenwand (106, 206) mindestens ein erstes Befestigungselement (108,

208) aufweist, das zu mindestens einem zweiten Befestigungselement (112, 212) des Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410) korrespondiert, derart, dass das Schwungmassemodul zumindest kraftschlüssig an der Außenwand (106,

206) der Offshore-Windenergievorrichtung (102, 202, 402) befestigbar ist.

8. Offshore-Windenergiesystem (100, 200) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungmassemodul (110, 210.1, 210.2, 410) gebildet ist aus mindestens einem ersten Schwungmasse (214.1) mit einer ersten Rotationsachse (216.1) und einem zweiten Schwungmasse (214.2) mit einer zweiten Rotationsachse (216.2), wobei die zweite Rotationsachse (216.2) im Wesentlichen rechtwinklig zu der ersten Rotationsachse (216.1) ausgerichtet ist.

9. Offshore-Windenergievorrichtung (402), insbesondere schwimmfähige Offshore- Windenergievorrichtung (402), umfassend: mindestens ein Flüssigkeitsschwungmassemodul (410), wobei das Flüssigkeitsschwungmassemodul (410) umfasst: mindestens einen mit einer Flüssigkeit (446) füllbaren und im Wesentlichen zylindrisch gebildeten Behälter (442), und mindestens einen Flüssigkeitsstromerzeuger (444) eingerichtet zum Erzeugen einer Kreisströmung der in dem Behälter (442) gefüllten Flüssigkeit (446).

10. Offshore-Windenergievorrichtung (402) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsschwungmassemodul (410) umfasst: mindestens einen elektrischen Energieerzeuger mit mindestens einer mit mindestens einem Generator gekoppelten Turbineneinrichtung (450), wobei der elektrische Energieerzeuger eingerichtet ist zum Wandeln der kinetischen Energie der Flüssigkeit in elektrische Energie.

11. Offshore-Windenergievorrichtung (402) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Offshore-Windenergievorrichtung (402) mindestens ein Regelmodul (426) umfasst, eingerichtet zum Ansteuern des mindestens einen Flüssigkeitsstromerzeuger (444), derart, dass eine bestimmte Lage der Offshore- Windenergievorrichtung (402) entsprechend mindestens einem Lagesollparameter eingestellt wird.

12. Flüssigkeitsschwungmassemodul (410) für eine Offshore- Windenergievorrichtung (402), insbesondere eine schwimmfähige Offshore- Windenergievorrichtung (402), umfassend: mindestens einen mit einer Flüssigkeit (446) füllbaren und im Wesentlichen zylindrisch gebildeten Behälter (442), und mindestens einen Flüssigkeitsstromerzeuger (444) eingerichtet zum Erzeugen einer Kreisströmung der in dem Behälter (442) gefüllten Flüssigkeit (446).

13. Verwendung mindestens eines an einer zu installierenden Offshore- Windenergievorrichtung (102, 202, 402) befestigten Schwungmassemoduls (110, 210.1, 210.2, 410) zur Stabilisierung der Lage der Offshore- Windenergievorrichtung (102, 202, 402) entsprechend mindestens einem Lagesollparameter während der Installation der Offshore- Windenergievorrichtung (102, 202, 402).

Description:
Verfahren zum Installieren einer Offshore-Windenergievorrichtung

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Installieren einer Offshore- Windenergievorrichtung. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Offshore- Windenergiesystem, eine Offshore-Windenergievorrichtung, ein Flüssigkeitsschwungmassemodul und eine Verwendung eines Schwungmassemoduls.

Zur Bereitstellung von elektrischer Energie aus so genannten erneuerbaren Energiequellen werden vermehrt Windparks mit mindestens einer Windkraftanlage eingesetzt. Eine Windkraftanlage ist insbesondere zum Wandeln der kinetischen Windenergie in elektrische Energie eingerichtet. Um den Energieertrag bei derartigen Systemen zu steigern, werden Windparks an Standorten mit einer hohen Windwahrscheinlichkeit angeordnet bzw. installiert. Insbesondere Offshore-Standorte zeichnen sich üblicherweise durch relativ kontinuierliche Windbedingungen und hohe durchschnittliche Windgeschwindigkeiten aus, so dass vermehrt so genannte Offshore-Windparks errichtet werden. ln der Regel weist ein Offshore-Windpark eine Vielzahl an Offshore- Windenergievorrichtungen auf, wie eine Vielzahl von Offshore-Windkraftanlagen, Messmasten und/oder mindestens eine Offshore-Substation, über die der Offshore- Windpark elektrisch beispielsweise mit einer Onshore-Substation oder einer weiteren Offshore-Substation bzw. Offshore-Konverterstation verbunden ist. Eine Onshore- Substation wiederum kann mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden sein. Zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen zwei Offshore- Windenergievorrichtungen oder einer Offshore-Windenergievorrichtung und einer Onshore-Vorrichtung werden Energiekabel in Form von Seekabeln verlegt.

Während es bisher bei Offshore-Windparks üblich war, eine Offshore- Windenergievorrichtung (insbesondere einen Turm einer Offshore Windenergievorrichtung) durch eine Gründungsstruktur (z.B. Monopile-, Tripod-, Tripile- oder Jacket-Gründungen) auf dem Gewässerboden, insbesondere einem Meeresboden, direkt zu verankern, gibt es neuerdings vermehrt Überlegungen dazu, schwimmende Offshore-Windenergievorrichtungen, beispielsweise schwimmende Offshore-Windkraftanlagen, zu installieren, um beispielsweise in Gebieten mit einer großen Wassertiefe, beispielsweise von mehr als 400 m, Offshore-Windparks zu installieren. Eine schwimmfähige Offshore-Windenergievorrichtung kann über einen schwimmfähigen Turm und/oder eine schwimmfähige Gründung verfügen, wobei (vorliegend) ein Turm zumindest teilweise identisch mit einer Gründung sein kann.

Die Installation von schwimmenden bzw. schwimmfähigen Offshore- Windenergievorrichtungen, aber auch von nicht-schwimmfähigen Offshore- Windenergievorrichtungen, ist äußerst komplex und aufwendig. Bei einem Installationsvorgang ist insbesondere die Verankerung bzw. der Verankerungsvorgang der Offshore-Windenergievorrichtung an einer bestimmten Installationsposition an oder auf dem Gewässergrund (insbesondere Meeresgrund) ist komplex und aufwendig.

Dies gilt umso mehr, wenn die Wetterbedingungen bzw. meteorologischen Bedingungen während der Installation ungünstig sind. Dies meint insbesondere, dass die an der Installationsposition während eines Installationsvorgangs vorliegenden Windbedingungen, Wellenbedingungen und/oder Strömungsbedingungen ungünstig sind, also beispielsweise hohe Windgeschwindigkeiten, hohe Wellen und/oder starke Strömungen herrschen. Hierbei kann es Vorkommen, dass die Wetterbedingungen derart ungünstig sind, dass ein Installationsvorgang abgebrochen oder verschoben werden muss.

Insbesondere sind Offshore-Windenergievorrichtungen, wie Offshore- Windkraftanlagen oder Offshore-Substationen, bei der Installation durch Windböen und/oder Wellen ständigen Anregungen von Schwingungen ausgesetzt. Daraus folgen hohe Installationskosten, Lebenszeitverkürzung und/oder Beschädigungen von Offshore-Windenergievorrichtungen. Gerade die höheren Bewegungen von schwimmenden Fundamenten bzw. Gründungen von schwimmfähigen Offshore- Windenergievorrichtungen stellen eine Herausforderung bei der Installation mit herkömmlichen Schiffen dar.

Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Installation einer Offshore-Windenergievorrichtung, insbesondere einer schwimmfähigen Offshore-Windenergievorrichtung, erleichtert.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch ein Verfahren zum Installieren einer Offshore-Windenergievorrichtung, insbesondere einer schwimmfähigen Offshore-Windenergievorrichtung, nach Anspruch 1. Das Verfahren umfasst:

Bereitstellen einer zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung mit mindestens einem zumindest während des Installationsvorgangs an der Offshore-Windenergievorrichtung befestigten Schwungmassemodul, und Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls, derart, dass eine bestimmte Lage der Offshore-Windenergievorrichtung entsprechend mindestens einem Lagesollparameter während der Installation der Offshore- Windenergievorrichtung eingestellt wird.

Indem im Gegensatz zum Stand der Technik anmeldungsgemäß während eines Installationsvorgangs an der zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung mindestens ein Schwungmassemodul befestigt ist und dies zur Lagestabilisierung der Offshore-Windenergievorrichtung verwendet wird, wird der Installationsvorgang deutlich erleichtert. Ungewünschte Schwankungen bzw. Bewegungen einer zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung, die beispielsweise durch ungünstige Wetterbedingungen (z.B. hohe Wellen, starke Strömung, hohe Windgeschwindigkeiten etc.) verursacht werden, können durch ein Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls zumindest reduziert werden. Insbesondere kann durch eine rotierende Masse eine bestimmte im Wesentlichen gleichbleibende Lage eingestellt und beibehalten werden. Anders ausgedrückt kann insbesondere durch das Ansteuern und/oder Regeln des mindestens einen Schwungmassemoduls eine bestimmte Lage der Offshore-Windenergievorrichtung entsprechend mindestens einem Lagesollparameter während der Installation der Offshore- Windenergievorrichtung eingestellt und/oder stabil gehalten werden.

Das anmeldungsgemäße Verfahren ist insbesondere ein Regelungsverfahren. Ansteuern eines Schwungmassemoduls meint in der vorliegenden Anmeldung insbesondere ein Steuern und/oder Regeln des mindestens einen Schwungmassemoduls.

Das Verfahren wird zumindest während eines Installationsvorgangs einer Offshore- Windenergievorrichtung durchgeführt. Die Offshore-Windenergievorrichtung kann vorzugsweise eine schwimmfähige Offshore-Windenergievorrichtung und/oder weitestgehend durch hydrostatische Kräfte stabilisierte Offshore- Windenergievorrichtung, sein, aber auch eine nicht-schwimmfähige Offshore- Windenergievorrichtung. Eine schwimmfähige Offshore-Windenergievorrichtung kann insbesondere einen Schwimmkörper bzw. Auftriebskörper umfassen. Hierbei ist unter einem Schwimmkörper bzw. Auftriebskörper insbesondere ein Gegenstand zu verstehen, der aufgrund seines Auftriebs durch Verdrängung nach dem archimedischen Prinzip selbständig schwimmfähig ist. Ein Auftriebskörper kann beispielsweise in seinem Inneren zumindest teilweise hohl und/oder mit einem leichten Feststoff gefüllt sein.

Eine (zu installierende) Offshore-Windenergievorrichtung ist insbesondere eine Offshore-Windkraftanlage, ein Messmast und/oder eine Offshore-Substation, kann aber auch nur ein Bauteil einer derartigen Einrichtung sein, wie ein Turm und/oder eine Gründung, eine Gondel, ein Rotorblattstern, ein Einzelblatt, Hammer, Pfahl, Kran, Kranhaken, Traverse, Anbauten oder dergleichen. Anmeldungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass ein Offshore- Windenergiesystem bereitgestellt wird, welches gebildet ist aus mindestens einer Offshore-Windenergievorrichtung und mindestens einem an der Offshore- Windenergievorrichtung zumindest während einer Installation der Offshore- Windenergievorrichtung befestigten Schwungmassemodul. Besonders bevorzugt wird das mindestens eine Schwungmassemodul temporär an der Offshore- Windenergievorrichtung befestigt, zumindest während der Installation bzw. des Installationsvorgangs der Offshore-Windenergievorrichtung. Die Installation einer Offshore-Windenergievorrichtung umfasst anmeldungsgemäß insbesondere den Verankerungsvorgang der Offshore-Windenergievorrichtung an dem bestimmten Installationsposition der Offshore-Windenergievorrichtung an oder auf dem Gewässerboden oder die Befestigung eines Bauteils, wie einem Turm, einer Gründung, einer Gondel, einem Rotorblattstern, einem Einzelblatt oder dergleichen an einer weiteren Einrichtung (also beispielsweise die Befestigung einer Gondel an einem bereits installierten Turm). Die Installation einer Offshore-Windenergievorrichtung umfasst vorzugsweise auch den Transport der Offshore-Windenergievorrichtung (beispielsweise von einem Hafen) zu der bestimmten Installationsposition der Offshore-Windenergievorrichtung. Der Installationsvorgang insbesondere nur aus dem Transportvorgang und/oder dem Verankerungsvorgang bestehen.

Zumindest während der Installation bzw. des Installationsvorgangs, vorzugsweise nur während der Installation bzw. des Installationsvorgangs, der Offshore- Windenergievorrichtung wird die Lage der Offshore-Windenergievorrichtung unter Nutzung des mindestens einen Schwungmassemoduls stabilisiert. Beispielsweise können zwei oder mehr Schwungmassemodule vorgesehen sein.

Ein Schwungmassemodul ist ein Stabilisationsmodul, welches vorzugsweise mindestens eine um eine Rotationsachse rotierbare Masse aufweist. Die Rotation, insbesondere die Rotationsgeschwindigkeit, dieser Masse ist ansteuerbar (d.h. steuerbar und/oder regelbar), um eine bestimmte bzw. gewünschte Lage entsprechend mindestens einem Lagesollparameter zu einzustellen und insbesondere zu stabilisieren. Beispielsweise kann ein Schwungmassemodul mindestens ein rotierbares Schwungrad aufweisen.

Anmeldungsgemäß ist vorgesehen, dass das mindestens eine Schwungmassemodul, insbesondere der mindestens eine Antrieb eingerichtet zum Antreiben der mindestens einen rotierbaren Masse, derart angesteuert (d.h. gesteuert und/oder geregelt) wird, dass eine bestimmte Lage der Offshore-Windenergievorrichtung, entsprechend einem oder mehrerer (vorgegebener) Lagesollparameter, während der Installation der Offshore-Windenergievorrichtung eingestellt und insbesondere stabilisiert wird.

Gemäß einer ersten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Ansteuern (Steuern und/oder Regeln) des mindestens einen Schwungmassemoduls umfassen:

Bereitstellen von mindestens einem während der Installation der Offshore- Windenergievorrichtung erfassten Lageparameter der Offshore- Windenergievorrichtung, und

Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls, basierend auf dem mindestens einen bereitgestellten Lageparameter und dem mindestens einen Lagesollparameter.

Anders ausgedrückt kann insbesondere mindestens ein Ist-Lageparameter der Offshore-Windenergievorrichtung bereitgestellt werden und die Lage der Offshore- Windenergievorrichtung in Abhängigkeit des erfassten Ist-Lageparameters und des Lagesollparameters geregelt werden. Insbesondere kann eine Ansteuerung des mindestens einen Schwungmassemoduls, insbesondere des mindestens einen Antriebs, abhängig von einer Differenz zwischen dem erfassten Lageparameter bzw. Ist-Lageparameter und dem (vorgegebenen) Lagesollparameter erfolgen. Beispielsweise kann ein Regelmodul mit mindestens einem geeigneten Regler vorgesehen sein. Der mindestens eine Lageparameter kann insbesondere mindestens ein Lagewinkel (auch Eulerwinkel genannt) der Offshore-Windenergievorrichtung sein. Der mindestens eine Lageparameter kann beispielsweise ein Gierwinkel (Winkel zwischen der aktuellen Ausrichtung der Offshore-Windenergievorrichtung und der Hochachse (auch z-Achse genannt)), ein Rollwinkel (Winkel zwischen der aktuellen Ausrichtung der Offshore-Windenergievorrichtung und einer Längsachse (auch x-Achse genannt)) und/oder ein Stampf- bzw. Nickwinkel sein (Winkel zwischen der aktuellen Ausrichtung der Offshore-Windenergievorrichtung und einer Längsachse (auch y- Achse genannt)).

Vorzugsweise können ein oder mehr Schwungmassemodule mit einer oder mehr rotierbaren Schwungmassen vorgesehen sein, um eine bestimmte Lage, entsprechend einem, vorzugsweise entsprechend mehreren Lagesollwinkel/n (Gierwinkel, Rollwinkel und/oder Stampfwinkel), einzustellen und im Wesentlichen beizubehalten bzw. zu stabilisieren. Störgrößen, wie umgebendes Wellenfeld und/oder Windböen, können ausgeregelt werden. Der Installationsvorgang kann noch weiter vereinfacht werden.

Insbesondere kann hierdurch das Fundament bzw. die Gründung einer Offshore- Windenergievorrichtung und/oder die Gründung zur Stabilisierung der Lage eine entsprechende Beschleunigungsregelung erfahren.

Wie bereits beschrieben wurde, umfasst das Ansteuern insbesondere eine Ansteuerung eines Aktors (z.B. (elektrischen) Motors), der eingerichtet ist, entsprechend einem Steuerbefehl bzw. Steuersignal, die mindestens eine Masse in Rotation mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit zu versetzen, also beispielsweise ein Schwungrad mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit zu drehen. Der mindestens eine (ansteuerbare) Aktor kann insbesondere von dem Schwungmassemodul umfasst sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls umfassen:

Bereitstellen von mindestens einem während der Installation erfassten oder vorhergesagten meteorologischen Parameter, und

Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls, basierend auf dem mindestens einen meteorologischen Parameter und dem mindestens einen Lagesollparameter.

Beispielsweise kann als meteorologischer Parameter die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung, die Strömungsgeschwindigkeit, die Strömungsrichtung, die Wellenhöhe an der Installationsposition (und/oder der Transportstreckte) der zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung (bzw. in dem Installationsgebiet des zu installierenden Windparks) erfasst und/oder vorhergesagt werden. Die Ausregelung von Störgrößen, wie umgebendes Wellenfeld und/oder Windböen, kann noch weiter verbessert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Ansteuern (Steuern und/oder Regeln) des mindestens einen Schwungmassemoduls umfassen:

Bereitstellen von mindestens einem während der Installation erfassten oder vorhergesagten Bewegungsparameter (z.B. Auslenkung oder Beschleunigung oder Neigung) der auf eine schwimmende Struktur aufzubringenden Offshore- Windenergievorrichtung wirkt (z.B. Turm, Gondel, Einzelrotorblätter, Rotorblattnabenverbundkonstruktionen, Hammer, Pfähle, Kräne, Kranhaken, Traversen, Anbauten etc., aber auch Container und oder Personal), und/oder Bereitstellen von mindestens einem während der Installation erfassten oder vorhergesagten Bewegungsparameter (Auslenkung, oder Beschleunigung oder Neigung) der schwimmenden Struktur selbst, und/oder Steuern und/oder Regeln des mindestens einen Schwungmassemoduls, zusätzlich basierend auf dem mindestens einen erfassten oder (z.B. durch Berechnung) vorhergesagten Bewegungsparameter der schwimmenden Struktur und/oder des Lageparameters und/oder des erfassten oder vorhergesagten Bewegungsparameters der aufzubringenden Elemente und dem mindestens einen Lagesollparameter der schwimmenden Struktur und/oder der aufzubringenden Elemente.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Anwendung des anmeldungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 von mindestens einem erfassten und/oder vorhergesagten meteorologischen Parameter für den Installationspositionsbereich und/oder Transportweg der zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung. Nur wenn der mindestens eine meteorologische Parameter in einem Anwendungsbereich liegt (z.B. die Wellenhöhe höher als eine Grenzwellenhöhe ist oder die Windstärke höher als eine Grenzwindstärke ist), kann das Verfahren tatsächlich angewandt werden. Ansonsten kann insbesondere aufgrund der günstigen Wetterbedingungen auf eine Anwendung verzichtet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Verfahren umfassen:

Befestigen des Schwungmassemoduls zumindest kraftschlüssig an einer Außenwand einer Gründung der Offshore-Windenergievorrichtung (vor dem Installationsvorgangs), und

Deinstallieren des Schwungmassemoduls, insbesondere nach einer Installation der Offshore-Windenergievorrichtung.

Vorzugsweise kann das mindestens eine Schwungmassemodul temporär an der zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung während der Zeitdauer der Installation installiert werden. Beispielsweise kann das mindestens eine Schwungmassemodul vor dem Transport der Offshore-Windenergievorrichtung zu der bestimmten Installationsposition befestigt werden und nach einer erfolgten Verankerung an oder auf dem Gewässerboden deinstalliert bzw. demontiert werden. Vorzugsweise kann das mindestens eine Schwungmassemodul extern auf bzw. an der Gründung befestigt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage und/oder Demontage.

Bei anderen Varianten der Anmeldung kann das mindestens eine Schwungmassemodul auch innerhalb der Offshore-Windenergievorrichtung, beispielsweise innerhalb der Gründung und/oder des Turms, befestigt sein. Dies kann den Wirkungsgrad des Schwungmassemoduls verbessern.

Ein Schwungmassemodul bzw. ein derartiger Stabilisator, der außerhalb der Offshore- Windenergievorrichtung, beispielsweise außerhalb eines Turms und/oder eines Fundaments, insbesondere (Umfangs) kraftschlüssig befestigt ist, kann nach der Installation der Offshore-Windenergievorrichtung, beispielsweise des Turms der Turbine, wieder entfernt werden. Hierzu können das Schwungmassemodul und die Offshore-Windenergievorrichtung über Befestigungselemente verfügen, die vorzugsweise eine Schraubverbindung ermöglichen. Bei anderen Varianten kann die Befestigung durch eine Klebeverbindung oder Schweißverbindung erfolgen.

Vorzugsweise kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens, das Schwungmassemodul während eines Wartungs Vorgangs der Offshore-Windenergievorrichtung an der Offshore- Windenergievorrichtung befestigt sein. Das Schwungmassemodul kann (zusätzlich zur Lagestabilisierung) eingerichtet sein zum Bereitstellen von elektrischer Energie während des Wartungsvorgangs der Offshore-Windenergievorrichtung. Insbesondere kann die Rotationsenergie eines Schwungmassemoduls wieder in elektrische Energie gewandelt werden, die insbesondere zur Versorgung von mindestens einem elektrischen Verbraucher während des Wartungsvorgangs der Offshore- Windenergievorrichtung verwendet werden kann. Die Nutzung eines Schwungrads als Energiespeicher zumindest während eines Wartungsvorgangs ist eigenständig erfinderisch. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten ein beschriebenes Schwungmassemodul auch während des regulären Betriebs einer installierten Offshore-Windenergievorrichtung verwendet werden kann, als Lagestabilisator und/oder als Energiespeicher.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Offshore-Windenergiesystem. Das Offshore-Windenergiesystem umfasst mindestens eine Offshore- Windenergievorrichtung. Das Offshore-Windenergiesystem umfasst mindestens ein an der Offshore-Windenergievorrichtung lösbar befestigtes Schwungmassemodul zumindest während einer Installation der Offshore-Windenergievorrichtung.

Insbesondere kann die Offshore-Windenergievorrichtung eine zuvor beschriebene Offshore-Windenergievorrichtung sein und/oder das mindestens eine Schwungmassemodul ein zuvor beschriebenes Schwungmassemodul sein. Zum Regeln der Lage der Offshore-Windenergievorrichtung des anmeldungsgemäßen Offshore- Windenergiesystems kann insbesondere das zuvor beschriebene Verfahren verwendet werden.

Gemäß einer Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Offshore- Windenergiesystems kann die Offshore-Windenergievorrichtung eine Außenwand, beispielsweise eine Außenwand einer (schwimmfähigen) Gründung und/oder eines (schwimmfähigen) Turms aufweisen. Die Außenwand kann mindestens ein erstes Befestigungselement aufweisen, das zu mindestens einem zweiten Befestigungselement des Schwungmassemoduls korrespondieren kann, derart, dass das Schwungmassemodul zumindest kraftschlüssig an der Gründung der Offshore- Windenergievorrichtung befestigbar ist. Beispielsweise können die zumindest zwei Befestigungselemente eine Schraubverbindung oder dergleichen ermöglichen.

Insbesondere kann die Offshore-Windenergievorrichtung über mindestens einen Aufnehmer (z.B. als erstes Befestigungselement) verfügen, um ein Schwungmassemodul bzw. (Kreisel-) Stabilisator aufzunehmen. Vorzugsweise kann die Form des Aufnehmers zu der Form des Schwungmassemoduls korrespondieren. Insbesondere kann der Aufnehmer so gebildet sein, dass eine Aufsetztoleranz von zumindest 0,15 m, vorzugsweise von zumindest 0,5 m (und kleiner als 2 m, insbesondere kleiner als 1 m) vorhanden ist. Hierdurch kann die temporäre Befestigung des mindestens einen Schwungmassemoduls erleichtert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Offshore- Windenergiesystems kann das Schwungmassemodul gebildet sein aus mindestens einer ersten Schwungmasse (z.B. ein erstes Schwungrad) mit einer ersten Rotationsachse und einer zweiten Schwungmasse (z.B. ein zweites Schwungrad) mit einer zweiten Rotationsachse, wobei die erste Rotationsachse im Wesentlichen rechtwinklig zu der zweiten Rotationsachse ausgerichtet ist und insbesondere die zweite Rotationsachse durch Mittelpunkt der ersten Schwungmasse (z.B. das erste Schwungrad). Insbesondere kann das Schwungmassemodul durch eine Gruppe von zwei Schwungrädern im Winkel von 90° zueinander gebildet sein. Dieser Aspekt ist eigenständig erfinderisch.

Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Offshore-Windenergievorrichtung, insbesondere eine schwimmfähige Offshore-Windenergievorrichtung. Die Offshore- Windenergievorrichtung umfasst mindestens ein Flüssigkeitsschwungmassemodul. Das Flüssigkeitsschwungmassemodul umfasst mindestens einen mit einer Flüssigkeit füllbaren und im Wesentlichen zylindrisch gebildeten Behälter. Das Flüssigkeitsschwungmassemodul umfasst mindestens einen Flüssigkeitsstromerzeuger eingerichtet zum Erzeugen einer Kreisströmung der in dem Behälter gefüllten Flüssigkeit.

Das Flüssigkeitsschwungmassemodul ist insbesondere ein Schwungmassemodul, bei dem die rotierende Masse durch eine rotierende Flüssigkeit gebildet ist. Das Schwungmassemodul kann insbesondere in einem (schwimmfähigen) Fundament bzw. einer (schwimmfähigen) Gründung bzw. einem (unteren) Turm integriert sein. Im bestimmungsgemäßen Zustand kann der im Wesentlichen zylindrisch gebildete Behälter mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser (z.B. Meerwasser), befüllt sein. Beispielsweise kann die Offshore-Windenergievorrichtung über eine Pumpe oder dergleichen zum Befüllen des Behälters verfügen. Die Zylinderachse des im Wesentlichen kreisförmigen zylindrischen Behälters bildet die Rotationsachse.

Ferner ist mindestens ein Flüssigkeitsstromerzeuger vorgesehen. Vorzugsweise kann mindestens ein Flüssigkeitsstromerzeuger an einer Innenwand des Behälters befestigt sein. Insbesondere können zumindest zwei Flüssigkeitsstromerzeuger gegenüberliegend an der umlaufenden (zylindrischen) Innenwand des Behälters angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Flüssigkeitsstromerzeuger ein Düsenmodul sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Propellereinrichtung oder dergleichen vorgesehen sein.

Der mindestens eine Flüssigkeitsstromerzeuger kann insbesondere derart ansteuerbar (d.h. steuerbar und/oder regelbar) sein, dass eine (bestimmte) Kreisströmung, insbesondere mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit, in dem Behälter erzeugt werden kann.

Anders ausgedrückt kann als Flüssigkeitsschwungmassemodul ein Kreiselstabilisator bereitgestellt werden, bei dem eine sich in einem weitestgehend zylindrischen Gefäß bzw. Behälter befindliche Flüssigkeit (z.B. Meerwasser) in Rotation versetzt wird, z.B. durch eine oder mehrere Düse/n. Es kann insbesondere ein Verfahren zur Fundamentinstallation bereitgestellt werden, bei dem das Fundament dadurch stabilisiert wird, dass die sich in dem Behälter, der z.B. in dem zu installierenden Pfahl angeordnet sein kann, befindliche Flüssigkeit in Drehbewegung versetzt wird.

Es versteht sich, dass eine Offshore-Windenergievorrichtung über zwei oder mehr Flüssigkeitsschwungmassemodule verfügen kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Offshore- Windenergievorrichtung kann das Flüssigkeitsschwungmassemodul mindestens einen elektrischen Energieerzeuger umfassen mit mindestens einer mit mindestens einem Generator gekoppelten Turbineneinrichtung. Der elektrische Energieerzeuger kann eingerichtet sein zum Wandeln der kinetischen Energie der Flüssigkeit in elektrische Energie. Anders ausgedrückt kann das Flüssigkeitsschwungmassemodul als Lagestabilisator und als Energiespeicher verwendet werden. Die Turbineneinrichtung kann beispielsweise auch als Flüssigkeitsstromerzeuger einrichtbar sein. Anders ausgedrückt kann ein Flüssigkeitsstromerzeuger in einem Stromerzeugungsmodus und in einem Rückgewinnungsmodus zur Rückgewinnung von elektrischer Energie betreibbar sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Offshore-Windenergievorrichtung kann die Offshore-Windenergievorrichtung mindestens ein Regelmodul umfassen, eingerichtet zum Ansteuern (d.h. Steuern und/oder Regeln) des mindestens einen Flüssigkeitsstromerzeuger, derart, dass eine bestimmte Lage der Offshore-Windenergievorrichtung entsprechend mindestens einem Lagesollparameter eingestellt wird (und/oder stabil gehalten wird). Insbesondere kann durch die Ansteuerung des mindestens einen Flüssigkeitsstromerzeugers eine Kreisströmung mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewirkt werden ln einfacher Weise kann eine Lagestabilisierung erfolgen. Die Regelung kann entsprechend den obigen Ausführungen durchgeführt werden.

Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Flüssigkeitsschwungmassemodul für eine (insbesondere zuvor beschriebene) Offshore-Windenergievorrichtung, insbesondere eine schwimmfähige Offshore-Windenergievorrichtung (zur Stabilisierung der Lage der Offshore-Windenergievorrichtung). Das Flüssigkeitsschwungmassemodul umfasst mindestens einen mit einer Flüssigkeit füllbaren und im Wesentlichen zylindrisch gebildeten Behälter. Das Flüssigkeitsschwungmassemodul umfasst mindestens einen Flüssigkeitsstromerzeuger eingerichtet zum Erzeugen einer Kreisströmung der in dem Behälter gefüllten Flüssigkeit. Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Verwendung mindestens eines an einer zu installierenden Offshore-Windenergievorrichtung befestigten Schwungmassemodul zur Stabilisierung der Lage der Offshore- Windenergievorrichtung entsprechend mindestens einem Lagesollparameter während der Installation der Offshore-Windenergievorrichtung.

Ein Modul, wie ein Regelmodul, kann zumindest teilweise aus Hardware und/oder zumindest teilweise aus Software gebildet sein.

Die Merkmale der Verfahren, Offshore-Windenergiesysteme, Offshore- Windenergievorrichtungen, Flüssigkeitsschwungmassemodule für Offshore- Windenergievorrichtungen und Verwendungen sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das anmeldungsgemäße Verfahren, das anmeldungsgemäße Offshore-Windenergiesystem, die anmeldungsgemäße Offshore- Windenergievorrichtung, das anmeldungsgemäße Flüssigkeitsschwungmassemodul und die anmeldungsgemäßen Verwendung auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung ln der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Offshore-

Windenergiesystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Offshore-Windenergiesystems gemäß der vorliegenden Anmeldung, Fig. 3 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 4a eine erste schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer

Offshore-Windenergievorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel eines Flüssigkeitsschwungmassemodul gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 4b eine weitere schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach Figur

4a. ln den Figuren werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Bei dem in den Figuren jeweils eingezeichnete Koordinatensystem entsprechend die Achsen x, y, und z insbesondere entsprechend den obigen Ausführungen der Rollachse, Hochachse und Stampfachse.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Offshore-Windenergiesystems 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung, insbesondere während eines Installationsvorgangs. Mit dem Bezugszeichen 120 ist die Wasseroberfläche bezeichnet.

Das dargestellte Offshore-Windenergiesystem 100 ist vorliegend gebildet durch eine Offshore-Windenergievorrichtung 102 und einem Schwungmassemodul 110. Die Offshore-Windenergievorrichtung 102 ist beispielhaft eine Offshore-Windkraftanlage 102 mit einem Turm 104, der eine Außenwand 106 aufweist. Es versteht sich, dass die nachfolgenden Ausführungen auf andere Offshore-Windenergievorrichtung übertragen werden können. Vorliegend bildet ein Teil des Turms auch die Gründung der Offshore-Windkraftanlage. Es versteht sich, dass verschiedene Turmarten und/oder Gründungsarten eingesetzt werden können. Das Schwungmassemodul 110 ist lösbar an der Offshore-Windkraftanlage 102 befestigt. Lösbar meint insbesondere, dass das Schwungmassemodul 110 zerstörungsfrei (unter Nutzung von Werkzeug) demontiert werden kann. Insbesondere kann ein demontiertes und insbesondere mobiles Schwungmassemodul 110 wiederverwendet werden, beispielsweise bei einem Installationsvorgang einer weiteren Offshore-Windenergievorrichtung oder während eines Wartungsvorgangs einer Offshore-Windenergievorrichtung.

Wie zu erkennen ist, ist an der Außenwand 106 eine Aufnahme 108 bzw. ein Aufnehmer 108 befestigt. Der Aufnehmer 108 dient insbesondere als erstes Befestigungselement 108 bzw. bildet ein erstes Befestigungselement 108. Insbesondere kann das Schwungmassemodul 110 an dem Aufnehmer 108 temporär befestigt werden.

Das Schwungmassemodul 110 verfügt vorliegend über ein zweites Befestigungselement 112, das zu dem ersten Befestigungselement 108 korrespondiert. Dies meint insbesondere, dass das erste Befestigungselement 108 insbesondere eine Aufnahmeform aufweist, die zu einer Außenform des zweiten Befestigungselements 112 (bevorzugt mit einer bestimmten Toleranz) korrespondiert.

Die Befestigungselemente 108, 112 ermöglichen insbesondere eine Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Schwungmassemodul 110 und der Offshore-Windkraftanlage 102. Beispielsweise kann eine Schraubverbindung herstellbar sein. Eine lösbare Verbindung bzw. eine Kreiselstabilisatorbefestigung kann alternativ oder zusätzlich in Form von mindestens einem Slipjoint erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die lösbare Befestigung durch eine im Wesentlichen planen (insbesondere glatten) Platte, und einem hydrostatischen Verbindungselement, einer Saug- oder Magnetverbindung hergestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Schwungmassemodul 110 mit genau einer rotierbaren Schwungmasse 114 angeordnet. Es versteht sich, dass zwei oder mehr Schwungmassemodule lösbar an der Offshore-Windkraftanlage 102 befestigt sein können. Das Schwungmassemodul 110 ist vorliegend ein Schwungradmodul 110, bei dem die rotierbare Schwungmasse 114 durch ein Schwungrad 114 gebildet ist.

Das Schwungrad 114 kann um eine Rotationsachse 116 (beispielsweise die oben beschriebene x-Achse odery-Achse) rotiert werden, beispielsweise durch einen Aktor 134 bzw. Antrieb 134. Die Rotationsbewegung des Schwungrads 114 ist mit dem Pfeil 118 angedeutet (wobei grundsätzlich eine Rotation in beide Rotationsrichtungen erfolgen kann).

Das mindestens eine Schwungmassemoduls (bzw. dessen Aktor) wird angesteuert, derart, dass eine bestimmte Lage der Offshore-Windenergievorrichtung 102 entsprechend mindestens einem Lagesollparameter während der Installation der Offshore-Windenergievorrichtung 102 eingestellt wird. Anders ausgedrückt wird eine bestimmte bzw. gewünschte Lage der Offshore-Windenergievorrichtung 102 während des Installationsvorgans stabilisiert und insbesondere im Wesentlichen beibehalten.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Offshore-Windenergiesystems 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Wie zu erkennen ist, weist das Offshore-Windenergiesystem 200 eine Offshore- Windenergievorrichtung 202 auf, an der extern ein Schwungmassemodul 210 in Form eines Schwungradmoduls 210 lösbar befestigt ist. Bei anderen Varianten der Anmeldung ist auch eine interne Befestigung und Anordnung denkbar. Die Offshore-Windenergievorrichtung 202 ist eine Offshore-Windkraftanlage 202, insbesondere eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage 202. Die schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage 202 kann über mindestens einen Schwimmkörper 224 verfügen, der in dem Turm 204 bzw. der Gründung des Turms 204 angeordnet ist.

Während der Installation der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 202 kann diese an einer bestimmten Installationsposition beispielsweise mittels einer oder mehrerer (nicht gezeigter) Ankerketten an dem Gewässerboden 232 verankert werden.

Um die Installation zu erleichtern, insbesondere bei ungünstigen Wetterbedingungen, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schwungradmodul 210 mit einem ersten rotierbaren Schwungrad 214.1 und einem zweiten rotierbaren Schwungrad 214.2 vorgesehen. Das dargestellte Schwungradmodul 210 ist insbesondere gebildet aus dem ersten Schwungrad 214.1 mit einer ersten Rotationsachse 216.1 und dem zweiten Schwungrad 214.2 mit einer zweiten Rotationsachse 216.2, wobei die erste Rotationsachse 216.1 im Wesentlichen rechtwinklig zu der zweiten Rotationsachse

216.2 ausgerichtet ist und insbesondere die erste Rotationsachse 216.2 durch den Mittelpunkt des zweiten Schwungrads 214.2 verläuft.

Wie ferner zu erkennen ist, weist das Schwungradmodul 210 für jedes Schwungrad 214.1, 214.2 jeweils einen Aktor 234.1, 234.2 bzw. Antrieb 234.1, 234.2 auf, der jeweils individuell ansteuerbar ist. Insbesondere kann der jeweilige Antrieb 234.1,

234.2 durch ein Regelmodul 226 angesteuert werden, beispielsweise durch ein entsprechendes Steuersignal.

Beispielsweise von einem Lagemessmodul 228 (welches über mindestens einen geeigneten Lageparametersensor verfügen kann) kann mindestens ein (während der Installation) der Offshore-Windenergievorrichtung 202 erfasster Lageparameter der Offshore-Windenergievorrichtung 202 (vorzugsweise (nahezu) kontinuierlich bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Gierwinkel, der Stampfwinkel und/oder der Rollwinkel als erfasster Lageparameter bzw. Ist-Lageparameter bereitgestellt werden. Hierbei kann die Rollachse durch eine augenblickliche Windrichtung oder durch die augenblickliche Transport- bzw. Bewegungsrichtung einer durch ein Schiff geschleppten Offshore-Windenergievorrichtung 202 gebildet sein.

Das Regelmodul 226 ist eingerichtet zum Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls 210 (insbesondere der jeweiligen Antriebe 234.1, 234.2), basierend auf dem mindestens einen bereitgestellten (Ist-) Lageparameter und dem mindestens einen Lagesollparameter. Die Regelung erfolgt derart, dass die Ist-Lage (stets) an die Solllage angeglichen wird. Die Lage der Offshore- Windenergievorrichtung 202 kann während der Installation stabilisiert werden.

Zusätzlich kann ein weiteres Messmodul 230 (vorliegend in der Offshore- Windenergievorrichtung, kann aber auch durch einen Messmast gebildet sein) vorgesehen sein, welches eingerichtet ist zum Bereitstellen von mindestens einem während der Installation erfassten oder vorhergesagten meteorologischen Parameter. Beispielsweise kann ein vorhergesagter Parameter über eine Kommunikationsverbindung von einem Dienstleister empfangen werden. Ein Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls 210 erfolgt, insbesondere zusätzlich, basierend auf dem mindestens einen meteorologischen Parameter und dem mindestens einen Lagesollparameter.

Auch wenn die Module 226 bis 230 vorliegend in dem Offshore- Windenergievorrichtung angeordnet sind, können zumindest die Module 226 und 228 (aber auch Modul 230) vorteilhafterweise auch in dem (mobilen) Schwungmassemodul 210 integriert sein. Insbesondere ist es dann nicht erforderlich, eine Offshore-Windenergievorrichtung mit entsprechenden Modulen bzw. Funktionen auszustatten. Wenn jedoch eine Offshore-Windenergievorrichtung ein entsprechendes Modul, wie ein Lageerfassungsmodul, (ohnehin) bereits umfasst, dann kann dieses vorteilhafterweise genutzt werden. In diesem Fall kann ein in dem Schwungmassemodul integriertes Regelmodul mit dem Lageerfassungsmodul der Offshore-Windenergievorrichtung kommunikativ gekoppelt werden, bei der Montierung des Schwungmassemoduls.

Es versteht sich, dass mindestens ein weiteres Schwungmassemodul vorgesehen sein kann oder das Schwungmassemodul über mindestens eine weitere Schwungmasse verfügen kann.

Die Figur 3 zeigt ein Diagramm eines Verfahrens zum Installieren einer Offshore- Windenergievorrichtung (z.B. Offshore-Windenergievorrichtung 100 oder 200) gemäß der vorliegenden Anmeldung. Insbesondere wird bei der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung angenommen, dass eine schwimmfähige Offshore- Windkraftanlage installiert wird. Es versteht sich, dass die Ausführungen auf andere (beispielsweise nicht-schwimmfähige) Offshore-Windenergievorrichtungen übertragen werden können. ln einem optionalen ersten Schritt 301 kann vor der Installation, also insbesondere vor dem Transportvorgang und/oder dem Verankerungsvorgang, geprüft werden, ob das anmeldungsgemäße Verfahren angewendet werden soll (oder nicht). Die Prüfung kann insbesondere auf mindestens einem bereitgestellten meteorologischen Parameter basieren. Der mindestens eine meteorologische Parameter (z.B. die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung, die Strömungsgeschwindigkeit, die Strömungsrichtung, die Wellenhöhe etc.) kann ein vorhergesagter und/oder ein gemessener Parameter an der Installationsposition der zu installierenden Offshore- Windkraftanlage und/oder entlang der Transportstrecke der Offshore- Windkraftanlage sein.

Die Prüfung kann insbesondere auf dem mindestens einen (vorzugsweise werden eine Mehrzahl von (ortsabhängigen) Parameterwerten jeweils für unterschiedliche Parameter (z.B. die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung, die Strömungsgeschwindigkeit, die Strömungsrichtung, die Wellenhöhe etc.) bereitgestellt) bereitgestellten Parameter und mindestens einem (entsprechenden) Vergleichsparameter (oder -bereich) erfolgen. Durch den mindestens einen Vergleichsparameter kann ein Anwendungsbereich definiert sein, in dem das Verfahren angewendet wird. Auch kann durch den mindestens einen Vergleichsparameter ein Nicht-Anwendungsbereich definiert sein, in dem das Verfahren nicht angewendet wird.

Liegt zumindest einer der bereitgestellten Parameter(werte) innerhalb des Anwendungsbereichs, kann als Auswerte- bzw. Prüfergebnis festgestellt werden, dass das anmeldungsgemäße Verfahren, beispielsweise entsprechend den nachfolgend beschriebenen Schritte 302 bis 306, angewendet wird. Liegt jedoch keiner der bereitgestellten Parameter(werte) innerhalb des Anwendungsbereichs, kann als Auswerte- bzw. Prüfergebnis festgestellt werden, dass das anmeldungsgemäße Verfahren nicht durchgeführt wird. Anders ausgedrückt können in diesem Fall die Wetterbedingungen für einen Installationsvorgang einer Offshore-Windkraftanlage derart sein, dass eine Stabilisierung der Lage der Offshore-Windkraftanlage nicht erforderlich ist bzw. nur einen geringen Nutzen (insbesondere im Vergleich zu dem Aufwand für eine Montierung und Demontierung eines Schwungradmoduls) hat.

Wenn in dem optionalen Schritt 301 festgestellt wird, dass das anmeldungsgemäße Verfahren anzuwenden ist, dann kann in Schritt 302 das mindestens eine Schwungmassemodul (beispielsweise Modul 110 und/oder 210) kraftschlüssig und lösbar an der Offshore-Windkraftanlage befestigt werden.

Beispielsweise kann vor einem Transport der Offshore-Windkraftanlage zu der bestimmten Installationsposition, beispielsweise in einem Hafen, oder vor dem Verankerungsvorgang an der Installationsposition, mindestens ein Schwungmassemodul vorzugsweise an einem dafür vorgesehenen Aufnehmer befestigt werden. Beispielsweise können für die Befestigung zuvor beschriebene Befestigungselemente verwendet werden. Nach einer Montierung kann die Offshore- Windkraftanlage während der Installation durch mindestens ein Schiff an die Installationsposition geschleppt und dort verankert werden.

Während des Installationsvorgangs, also während des Transports der Offshore- Windkraftanlage und/oder während der Verankerung der Offshore-Windkraftanlage, kann (nahezu) kontinuierlich die Ist-Lage der Offshore-Windkraftanlage erfasst werden (Schritt 303). Die erfasste Ist-Lage kann insbesondere durch einen oder mehrere Ist-Lageparameter abgebildet sein. Der mindestens eine, vorzugsweise von einem zuvor beschriebenen Lageerfassungsmodul, erfasste Ist-Lageparameter wird insbesondere einem zuvor beschriebenen Regelmodul (nahezu) kontinuierlich zur Verfügung gestellt.

Optional kann in diesem Schritt mindestens ein erfasster oder vorhergesagter meteorologischer Parameter dem Regelmodul (nahezu) kontinuierlich zur Verfügung gestellt werden. ln Schritt 304 führt das Regelmodul eine Regelung (insbesondere entsprechend mindestens einem implementierten Regelalgorithmus) durch, basierend auf dem mindestens einen bereitgestellten Ist-Lageparameter, optional basierend auf dem mindestens einen bereitgestellten meteorologischen Parameter und basierend auf mindestens einem Lagesollparameter, der insbesondere vorgegeben werden kann.

Insbesondere kann der mindestens eine Lagesollparameter während der Installation änderbar sein, um insbesondere unterschiedliche Solllagen einzustellen. Beispielsweise kann während des Transportvorgangs eine erste Solllage vorgegeben werden und während des Verankerungsvorgang ein zweite Solllage, die sich von der ersten Solllage in zumindest einem Lagesollparameter(wert) unterscheiden kann. Hierdurch können unterschiedliche Anforderungen an eine Solllage während verschiedener Sub-lnstallationsvorgänge optimal erfüllt werden. Es versteht sich, dass für den Fall, dass das mindestens eine Schwungmassemodul nach einer Installation an der Offshore-Windkraftanlage verbleibt, eine dritte Solllage vorgegeben werden kann, die sich von der ersten Solllage und/oder der zweiten Solllage in zumindest einem Lagesollparameter(wert) unterscheiden kann und die insbesondere eine optimale Solllage während des Betriebs darstellt.

Das Regelmodul generiert, insbesondere basierend auf der jeweiligen Differenz zwischen dem mindestens einen Ist-Lageparameter und dem mindestens einen Lagesollparameter ein Ansteuersignal, um die Differenz zumindest zu reduzieren. Das Ansteuersignal wird insbesondere an den mindestens einen Antrieb übertragen, um eine bestimmten Rotation der mindestens einen Schwungmasse (beispielsweise Schwungrad 114, 214.1, 214.2) zu bewirken. Hierdurch kann eine bestimmte Solllage eingestellt und insbesondere während der Installation im Wesentlichen beibehalten werden. Optional kann ein Ansteuern des mindestens einen Schwungmassemoduls basierend auf dem mindestens einen meteorologischen Parameter und dem mindestens einen Lagesollparameter erfolgen.

Es versteht sich, dass die Schritte 304 und 305 im Wesentlichen parallel durchgeführt werden können.

Nach einer (erfolgreichen) Installation der Offshore-Windenergievorrichtungkann in Schritt 305 das mindestens eine Schwungmassemodul wieder demontiert werden. Das demontierte (mobile) Schwungmassemodul kann wiederverwendet werden und beispielsweise in Schritt 302 erneut an einer weiteren zu installierenden Offshore- Windenergievorrichtung befestigt werden. Auch kann in einen optionalen Schritt das (mobile) Schwungmassemodul zumindest während eines Wartungsvorgangs an einer Offshore-Windenergievorrichtung befestigt werden und insbesondere während des Wartungs Vorgangs als Energiespeicher verwendet werden.

Die Figuren 4a und 4b zeigen zwei schematische Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Offshore-Windenergievorrichtung 402 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel eines Flüssigkeitsschwungmassemoduls 410 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Die Offshore-Windenergievorrichtung 402 kann vorzugsweise gemäß dem Verfahren nach Figur 3 installiert werden, mit dem Unterschied, dass die Schritte 302 und 305 entfallen können. Vorzugsweise kann das Flüssigkeitsschwungmassemodul 410 unlösbar bzw. dauerhaft in der Offshore-Windenergievorrichtung 402 integriert sein. Denkbar sind jedoch auch mobile Lösungen, die lösbar befestigt werden können.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Flüssigkeitsschwungmassemodul 410 in dem Turm 404 (insbesondere im unteren Bereich des Turmes 404, der auch als Gründung bezeichnet werden kann) einer beispielhaften Offshore-Windkraftanlage 402 integriert.

Das Flüssigkeitsschwungmassemodul 410 weist einen im Wesentlichen zylindrischen (flüssigkeitsdichten) Behälter 442 mit einer umlaufenden Seitenwand 440 auf. Beispielsweise über eine (nicht gezeigte) Pumpe oder dergleichen kann eine Flüssigkeit 446 in den Behälter 442 gefüllt werden. Vorzugsweise kann als Flüssigkeit Meerwasser verwendet werden. Insbesondere wird bei dem vorliegenden Flüssigkeitsschwungmassemodul 410 als rotierbare Masse die (im bestimmungsgemäßen Betrieb eingefüllte) Flüssigkeit 446 verwendet, die um die Rotationsachse 416 rotierbar ist. Die Rotationsachse 416 ist vorliegend mit der Zylinderachse identisch.

Um eine bestimmte Rotation (mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit) der Flüssigkeit (die Rotation ist mit dem Pfeil 448 angedeutet) zu bewirken, verfügt das Flüssigkeitsschwungmassemodul 410 über mindestens einen (ansteuerbaren) Flüssigkeitsstromerzeuger 444 (z.B. eine Düse, ein Propeller etc.). Der mindestens eine Flüssigkeitsstromerzeuger 444 kann insbesondere von einem (zuvor beschriebenen) Regelmodul 426 angesteuert werden, welches beispielsweise eine Lageregelung entsprechend den Schritten 303 und 304 (zumindest während der Installation, aber auch während des bestimmungsgemäßen Betriebs) ausführen kann. Entsprechend dem erhaltenen Ansteuerungssignal erzeugt der mindestens eine Flüssigkeitsstromerzeuger 444 eine Kreisströmung 448. Hierdurch kann insbesondere eine bestimmte Solllage der Offshore-Windkraftanlage eingestellt und insbesondere im Wesentlichen beibehalten werden.

Vorliegend sind, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, zwei Flüssigkeitsstromerzeuger 444 an gegenüberliegenden Bereichen der Seitenwand 440 angeordnet. Optional kann das Flüssigkeitsschwungmassemodul 410 über mindestens einen elektrischen Energieerzeuger mit mindestens einer mit mindestens einem (nicht gezeigten) Generator gekoppelten Turbineneinrichtung 450 verfügen. Der elektrische Energieerzeuger kann eingerichtet sein zum Wandeln der kinetischen Energie der Flüssigkeit 446 in elektrische Energie. Anders ausgedrückt kann das Flüssigkeitsschwungmassemodul 410 vorzugsweise als Energiespeicher und als Lagestabilisator eingesetzt werden. Bei anderen Varianten kann auch auf eine separate Turbineneinrichtung 450 verzichtet werden, wenn beispielsweise ein Flüssigkeitsstromerzeuger 444 in einem Stromerzeugungsmodus und in einem Rückgewinnungsmodus zur Rückgewinnung von elektrischer Energie betrieben werden kann.