Nachdem die Rotoreinheit auf der Turmspitze verankert ist und sämtliche für die Energieübertragung notwendigen Kabel verlegt sind, kann grund- sätzlich mit dem Betrieb der Windenergieanlage begonnen werden, wobei anfangs noch Einstellungen vorzunehmen sind, damit ein optimaler Anla- genbetrieb gewährleistet ist.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, wie z. B. aus DE 44 13 688 oder Erich Hau,"Windkraftanlagen", 2. Auflage, Seite 30, Bild 2.6 bekannt- dass ein Turm einer Windenergieanlage nicht nur eine Rotoreinheit son- dern mehrere Rotoreinheiten aufnehmen kann. Hierzu ist der Turm der Windenergieanlage als eine Tragkonstruktion vorgesehen, an der ihrerseits wiederum verschiedene Rotoreinheiten befestigt werden.

Es ist ersichtlich, dass die Errichtung einer solchen Windenergieanlage durchaus an Land mittels Einsetzen von Baukränen sicher durchgeführt werden kann, jedoch die Errichtung solcher Windenergieanlagen im Offs- hore-Bereich kaum mehr möglich ist, weil bei den sehr hohen Bauhöhen, 60m und mehr über dem Meeresspiegel, ein nahezu wellengangloses Wet- ter Grundvoraussetzung bei der Errichtung ist. Da gerade aber im Offshore- Bereich und damit auf hoher See solche Wetterbedingungen nur äußerst selten und dann auch sehr unzuverlässig anzutreffen sind, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, technische Maßnahmen vorzuschlagen, mittels denen die Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen nahezu bei jedem Wetter möglich ist, auch dann, wenn geringer oder mittlerer Wellengang vorhanden ist.

Die Erfindung löst die vorgenannte Aufgabe durch eine konstruktive Maß- nahme mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Windenergieanlage ist am Turm bzw. an der Turmspitze eine Tragkonstruktion drehbar gelagert angeordnet. Diese Tragkonstruktion kann nun soweit nach unten hin auf das Wasser zu ge- schwenkt werden, dass zwischen der Spitze des Trägers und dem Schiff, auf welchem die Rotoreinheit der Windenergieanlage angeordnet ist, eine möglichst geringe Entfernung besteht. Damit sind hochaufragende Kräne nicht mehr notwendig.

Wenn nunmehr die Windenergieanlage selbst auch noch über das Hebe- zeug für die Rotoreinheit verfügt, mit dem die auf dem Schiff gelagerte Ro- toreinheit der Windenergieanlage anzuheben ist, kann die gesamte Rotor- einheit, also der Rotor mit den daran angebrachten Rotorblättern und ggf. dem damit verbundenen Maschinenhaus, an die Trägerspitze geführt und dort verankert werden. Hiernach kann wiederum der gesamte Träger in die gewünschte Position verschwenkt werden.

Wenn die gesamte Windenergieanlage eine Tragkonstruktion aufweist, welche aus mehreren Tragarmen besteht, kann die gesamte Windenergie- anlage auch mehrere Rotoreinheiten aufnehmen, was zwar prinzipiell aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannt ist, deren Errichtung jedoch mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen nun sehr vorteilhaft möglich ist.

Es soll nicht vergessen werden, dass gerade bei der sehr starken Belas- tung von Windenergieanlagen im Offshore-Bereich von Zeit zur Zeit auch eine Wartung und unter Umständen auch ein Austausch bestimmter Ele- mente der Windenergieanlage durchgeführt werden muss. Wenn dann stets Schiffskräne eingesetzt werden müssten, ist u. U. eine solche War- tung bzw. ein Austausch von Elementen oder Teilen der Windenergieanla- gen überhaupt nicht möglich, weil sich wochenlang nicht das entsprechen- de Wetter einstellt, das den zuverlässigen Einsatz von solchen Schiffskrä- nen erlaubt.

Mit der erfindungsgemäßen Windenergieanlage entgegen kann auch bei eher rauem Wetter eine Wartung und u. U. auch im Bedarfsfall ein Aus- tausch von Elementen der Windenergieanlage oder ganzer Rotoreinheiten erfolgen, in der diese mittels des Hebezeugs, welches die Windenergiean- lage aufweist, auf dass entsprechende Wartungsschiff herabgelassen oder von dort heraufgeholt werden.

Hierzu wird bevorzugt der Trägerarm, auf dem die zu montierende Rotor- einheit liegen soll, in die Sechs-Uhr-Position verfahren, so dass zwischen dem Schiff (oder einer entsprechenden Bearbeitungsplattform, Ponton usw. ) und der Trägerspitze ein möglichst geringer. Abstand liegt.

Wenn die Tragkonstruktion als dreiarmiger Tragstern ausgebildet ist, wobei zwischen den Tragarmen des Sterns ein gleichbleibender Abstand (120°) gegeben ist, wird nach und nach jeder Tragarm in die Sechs-Uhr-Position gebracht und kann zunächst einmal mit den entsprechenden Rotoreinhei- ten bestückt werden.

Eine solche Windenergieanlage stellt dann, wenn jede Rotoreinheit über eine recht große Leistung verfügt, beispielsweise 1,5 MW bis 10 MW pro Rotoreinheit, bereits ein kleineres oder mittelgroßes Kraftwerk dar. Hierzu müssen zwar im Offshore-Bereich ganz erhebliche Maßnahmen für die Turmerrichtung getroffen werden, allerdings nur ein einziges Mal für eine erfindungsgemäße Windenergieanlage, auch wenn die gesamte Windener- gieanlage zwei, drei oder mehrere Rotoreinheiten trägt. Dies ist dann er- heblich kostengünstiger, als wenn pro Rotoreinheit ein eigener Turm errich- tet werden muss.

Wenn während der Montage der Windenergieanlage z. B. die Tragarme am Drehlager angebracht werden, treten unvermeidbar große Drehmomente und damit entsprechend große Belastungen auf. Ein weiteres Problem er- gibt sich, wenn z. B. nach der Montage des ersten Tragarmes das Drehla- ger in die Position für die Montage eines weiteren Tragarmes gedreht wer- den soll, weil dann der bereits montierte Tragarm zu Rückstellkräften führt, die von der Konstruktion sicher aufgenommen werden müssen.

Um diese aus den Drehmomenten resultierenden Belastungen zu beseiti- gen, können an dem Drehlager vor dessen Montage Gewichte angebracht werden, die ein Drehmoment bewirken, dass demjenigen eines Tragarmes entspricht. Bei einem Träger mit 3 jeweils um 120° gegeneinander versetz- ten Tragarmen bzw. Gewichten ist das resultierende Drehmoment dann nämlich stets Null.

Dabei sind abhängig vom Aufbauverfahren der Windenergieanlage unter- schiedliche Gewichte erforderlich. Am Drehlager sind stets Gewichte anzu- bringen, die das gleiche Drehmoment erzeugen, wie Tragarm und Rotor- einheit zusammen. Werden Tragarm und Rotoreinheit ohne Veränderung der Position des Drehlagers nacheinander montiert, reichen diese Gewich- te für den Montagevorgang aus.

Werden jedoch zunächst alle Tragarme nacheinander montiert, z. B. weil diese bereits vor den Rotoreinheiten zur Verfügung stehen, sind weiter Gewichte erforderlich. Diese Gewicht müssen ein Drehmoment entspre- chend demjenigen der Rotoreinheit erzeugen und werden an den Tragar- men angebracht. Auf diese Weise können nach der Montage der Tragarme die Rotoreinheiten montiert werden-wiederum, ohne ein resultierendes Drehmoment zu erzeugen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Abseil- bzw. Hebeeinheit wenigstens eine Umlenkrolle, bevorzugt aber einen Fla- schenzug. Durch einen solchen Flaschenzug und natürlich ein darüber ver- laufendes Seil kann ein Hebe-bzw. Abseiivorgang auch dann ausgeführt werden, wenn die für diesen Vorgang erforderliche Kraft z. B. bei Offshore- Anlagen von einer Maschine an Bord eines Schiffes abgegeben wird. Um Wellengang auszugleichen, kann dazu bevorzugt eine Mooring-Winde ver- wendet werden. Auf diese Weise lässt sich wenigstens eine Notfall-Hebe- bzw. Abseilvorrichtung schaffen, die auch dann noch entsprechende Arbei- ten erlaubt, wenn ein in der Windenergieanlage vorhandener Antrieb aus- gefallen ist. Um die Kosten für die Windenergieanlage zu verringern, kann so auch der Antrieb für die Hebe-bzw. Abseilvorrichtung eingespart wer- den.

Vor allem aber erlaubt die erfindungsgemäße Konstruktion eine sehr güns- tige und wartungsfreundliche Errichtung als auch Pflege und damit auch den Austausch einzelner Teile der Windenergieanlage.

Müssen beispielsweise Teile einer Rotoreinheit überholt werden, wenn z. B.

Rotorblätter ausgetauscht oder erneuert werden müssen, so kann nach Verschwenken der betroffenen Rotoreinheit in die Sechs-Uhr-Position die gesamte Einheit auf das entsprechende Schiff herabgelassen werden und dort oder an Land entsprechend überholt werden und hiernach kann die dann gewartete Rotoreinheit wieder in ihre Sollposition verfahren werden, wobei zur gleichen Zeit die Rotoreinheiten, die vom Service nicht betroffen sind, weiter in Betrieb sind, und dass sogar auf einem sehr hohen Niveau oberhalb der Wasserlinie, so dass die verbleibenden Rotoreinheiten insge- samt einem stärkerem Wind als üblich ausgesetzt sind.

Der gesamte Träger liegt bevorzugt in einer Ebene, ist versetzt zum Turm drehbar und darüber hinaus wiederum um den Turm schwenkbar gelagert.

Gleichfalls können auch die einzelnen Rotoreinheiten einen gewünschten Azimutwinkel (die Winkel um die Trägereinheit) einnehmen. Damit können alle Rotoreinheiten in die jeweils gewünschte Position zum Wind gefahren werden, so dass stets ein optimaler Energieertrag erzielt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestell- ten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Figur 1 zeigt die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Windenergiean- lage im Offshore-Bereich.

Figur 2 zeigt die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Windenergiean- lage in Montageposition einer Rotoreinheit.

Figur 3 zeigt die in Figur 2 dargestellte Windenergieanlage in der Seiten- ansicht.

Figur 4 zeigt die in Figur 3 dargestellte Windenergieanlage während der Montage einer Rotoreinheit.

In Figur 1 ist in Vorderansicht eine Offshore-Windenergieanlage dargestellt, die aus einem Turm 2 und drei Rotoreinheiten 3,4, und 5 besteht. Jede Rotoreinheit verfügt über den gleichen Aufbau. Die Rotoreinheiten werden von einem Träger aufgenommen, welcher seinerseits als Tragstern 7 aus- gebildet ist und welcher drehbar auf der Spitze des Turms 2 gelagert ist.

Das entsprechende Drehlager 8 ist ebenso angedeutet wie das Azimutla- ger 9, mittels dem der gesamte Träger um den Turm herum geschwenkt (gedreht) werden kann. Nicht dargestellt sind die entsprechenden Antriebe zum Drehen des Trägers um den Trägermittelpunkt 10 und zum Ver- schwenken des Trägers um die Turmachse. Für solche Antriebe können jedoch übliche Motorenantriebe, beispielsweise elektromotorische Antriebe, die auf entsprechende motorische Kräfte ausgelegt sind, eingesetzt wer- den.

Jede Rotoreinheit 3,4 und 5 besteht aus einem Rotor mit daran angebrachten Rotorblättern und vorzugsweise auch aus einem jeweils damit verbundenen Generator (nicht dargestellt). Die Konstruktion ist von üblichen Windenergieanlagen z. B. dem Typ E-40, E-66 der Firma Enercon bereits bekannt. Darüber hinaus besteht jede Rotoreinheit auch aus den üblichen Vorrichtungen zum Betrieb der gesamten Rotoreinheit und die Rotorblätter 11 eines Rotors sind bevorzugt im Anstellwinkel zum Wind veränderbar (Pitcheinstellung), wozu entsprechend bekannte Pitcheinstel- lungsvorrichtungen (nicht dargestellt) eingesetzt werden.

Die von jeder Rotoreinheit erzeugte elektrische Leistung wird entweder über einen Umrichterstrang, der jedem Rotor zugeordnet ist oder über ei- nen zentralen Umrichterstrang (ein Umrichterstrang umfasst einen Gleich- richter, Gleichspannungszwischenkreis und einen nachgeschalteten Wech- selrichter) weiterverarbeitet bzw. abgeführt, beispielsweise auch zu einer Transformatoreinheit, mittels der die erzeugte elektrische Energie auf ein gewünschtes Spannungsniveau gehoben wird.

Wenn nun eine wie in Figur 1 dargestellte Windenergieanlage errichtet wird, müssten mit den bisher bekannten Mitteln mittels Kranschiffen die jeweiligen Teile einer Rotoreinheit auf die Trägerspitzen bzw. das dort an- geordnete Maschinenhaus gesetzt werden.

Zur Montage einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage kann jedoch der gesamte Träger um seine Trägermittelachse 10 verschwenkt werden, so dass-wie in Figur 2 dargestellt-ein Trägerarm in die Sechs-Uhr- Position (also vertikal nach unten auf die Wasserebene gerichtet) ausge- richtet ist. Dadurch ergibt sich ein geringstmöglicher Abstand zwischen der Spitze des Trägerarms 7 und dem Schiff, welches Rotoreinheit für die Mon- tage an der Windenergieanlage aufnimmt.

Die gesamte Rotoreinheit kann beim Anheben mittels eines entsprechen- den Hebezeugs an die Tragarmspitze 12 herangeführt werden, wobei dass Hebezeug bevorzugt in oder an der Windenergieanlage selbst ausgebildet ist und somit ein Schiffskran nicht unbedingt erforderlich ist. Dieses Hebe- zeug kann beispielsweise aus einem entsprechend ausgelegten Seilzug bestehen, welcher aus ein oder mehreren Seilen besteht, die durch den Tragarm 7, der seinerseits innen hohl ausgebildet ist, geführt ist. Die ge- samte Rotoreinheit oder die wesentlichen Teile hiervon können also mittels des Hebezeugs vom Schiff angehoben oder dorthin abgelassen werden. Ist die Rotoreinheit am Tragarm 7 montiert, kann dieser (nach Montage der ersten Rotoreinheit) weiter verdreht werden bis der nächste Tragarm 7 sich in der Sechs-Uhr-Position befindet usw. bis also sämtliche Rotoreinheiten am Tragarm montiert sind.

Hiernach kann die gesamte Tragkonstruktion wie in Figur 1 verschwenkt werden, so dass die einzelnen Rotoreinheiten 3,4, 5 insgesamt eine ma- ximale Höhe über dem Meeresspiegel aufweisen.

Figur 3 zeigt in der Seitenansicht die in Figur 2 dargestellte Anordnung, wobei zu erkennen ist, dass der Träger mit den daran angebrachten Trag- armen 7 in einer Ebene seitlich versetzt zum Turm 2 liegt und somit mittels des Azimutlagers 9 um den Turm herum geschwenkt werden kann. In Figur 3 ist auch ein als Seilzug ausgebildetes Hebezeug 13 zu erkennen, wobei eine Seilaufnahmerolle 14 innerhalb des Trägers ausgebildet ist und das davon aufgenommene Seil 13 selbst durch die hohl ausgebildeten Tragar- me 7 geführt werden kann, um die Rotoreinheiten 3,4, 5 oder deren we- sentliche Teile zu tragen. Es versteht sich von selbst, dass grundsätzlich jeder Tragarm 7 mit einem eigenen Seil ausgebildet werden kann, bevor- zugt jedoch nur ein einziges Seilsystem mit einem einzigen Seil 13 ausge- bildet ist, welches je nach Positionierung der Tragarme 7 in diese herabge- lassen wird.

Im dargestellten Beispiel weisen die einzelnen Rotoreinheiten 3,4, 5 selbst kein Azimutlager mehr bezüglich der Tragarme 7 auf, so dass also die ge- samte Einstellung der Tragarme 7 zum Wind über das einzige Azimutlager 9 erfolgt. Im Bedarfsfall kann jedoch auch am Übergang zwischen einer Rotoreinheit 3,4, 5 und einem Tragarm 7 ein eigenes Azimutlager ausge- bildet werden (wie das Azimutlager bei bisher bekannten Anlagen zwischen dem Maschinenhaus und dem Turm einer Windenergieanlage).

Figur 4 zeigt eine Skizze bei Montage einer erfindungsgemäßen Windener- gieanlage. Hierbei nimmt ein Schiff 15 mit einem Hilfsträger 16 eine Rotor- einheit 3 auf. Nachdem das Hebezeug an dieser Rotoreinheit 3 verankert worden ist, wird die gesamte Rotoreinheit 3 nach oben gezogen (im Be- darfsfall um einen gewünschten Winkel geschwenkt) und kann dann am Tragarm 7 befestigt werden.

Sollte aus Wartungsgründen oder aus sonstigen Gründen eine gesamte Rotoreinheit oder wesentliche Teile hiervon überholt werden müssen, kann über das Hebezeug entsprechend die gesamte Rotoreinheit 3 oder wesent- liche Teile hiervon auf das Wartungsschiff 15 herabgelassen werden, auf welchen dann die Wartung selbst durchgeführt wird oder die dann das zu überholende Element an Land verfrachtet.

Wenn bei der Wartung eine Rotoreinheit 3 abgenommen werden muss, können die beiden weiteren-sich dann in 10-und 2-Uhr-Position befind- lichen-Rotoreinheiten weiter betrieben werden, so dass immer noch ein maximal möglicher Strom-und Leistungsertrag gewährleistet ist.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einzusetzen bei Windenergieanla- gen mit großer Leistung d. h. also bei Windenergieanlagen die insgesamt über eine Leistung von beispielsweise 8 MW bis 30 MW verfügen.

Weist jede einzelne Rotoreinheit beispielsweise eine Leistung von 4 MW bis 5 MW auf, kann mit der erfindungsgemäßen Windenergieanlage insge- samt eine Leistung von 12 MW bis 15 MW in dem Betrieb bereit gestellt werden.

Während des Betriebs einer solchen Windenergieanlage ist darauf zu ach- ten, dass der Minimalabstand zwischen der einzelnen Rotorblattspitze (in Sechs-Uhr-Position des betroffenen Rotorblattes) auf den Meeresspiegel eine gewisse Mindesthöhe (z. B. 50m) nicht unterscheidet. Damit ist eine Kollision für den üblichen Schiffsverkehr ausgeschlossen.

Die dargestellte Windenergieanlage hat durch ihre Größe auch den Vorteil, dass sie eher als bisher übliche Windenergieanlagen und deren Türme auch die notwendigen Räumlichkeiten für das Wartungs-und Serviceper- sonal aufnehmen kann. Leicht wird nämlich übersehen, dass die Wind- energieanlagen im Offshore-Bereich nicht nur betrieben, sondern auch vom entsprechenden Personal bedient werden müssen. Einem solchen Perso- nal muss ein entsprechendes soziales Umfeld wie Räume (Gemeinschafts- räume, Küchen, Schlafräume, Werkstatt etc. ) zur Verfügung gestellt wer- den. Eine solche Einrichtung ist bei sehr großen Türmen viel einfacher möglich als bei relativ kleinen Türmen mit relativ geringen Durchmessern.

Auch sind die Kosten für einen einzelnen Turm-auch wenn dieser sehr groß ist-deutlich geringer als für die Errichtung von drei Türmen, zumal jeder einzelne Turm über ein eigenes Fundament verfügen muss und nur selten im Offshore-Bereich für jeden Turm das gleiche Fundament (gleiche Tiefe usw. ) für verschiedene Anlagen eines Offshore-Windparks vorausge- setzt werden darf.

Zur Erhöhung der Stabilität des Trägers kann es auch sinnvoll sein, dass die Tragarme miteinander verspannt sind.