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EP-4614779-B1 - METHOD FOR ASSEMBLING A SEGMENTED GENERATOR OF A WIND TURBINE, GENERATOR SEGMENT, SEGMENTED GENERATOR AND WIND TURBINE

EP4614779B1EP 4614779 B1EP4614779 B1EP 4614779B1EP-4614779-B1

Inventors

  • Jöckel, Stephan
  • PHILIPP, ALEXANDER
  • SCHUMANN, Klaas

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20240304

Claims (13)

  1. Method (1000) for mounting a segmented generator (1) of a wind turbine (100), wherein the segmented generator (1) for the operation of the wind turbine (100) is formed from two or more generator segments (2), wherein the generator segments (2) each have a stator segment (3) and a rotor segment (4), wherein the stator segment (3) for fastening the stator segment (3) to a machine carrier flange (5a) of a machine carrier (5) has a stator flange (3a) and the rotor segment (4) for fastening to a rotor carrier (6a) of a main bearing (6) has a rotor flange (4a), wherein the two or more generator segments (2) in the circumferential direction (U) each extend between two connection interfaces (V1, V2) which are formed for connection with connection interfaces (V1, V2) of generator segments arranged adjacent in the circumferential direction (U), the method (1000) comprising the steps of: - providing (1010) a tower (102) of the wind turbine (100) in an installation state, - providing (1020) the machine carrier (5); and - lifting and positioning (1030) of the machine carrier (5) at an upper end of the tower (102), such that the machine carrier (5) can be rotatably coupled to the tower (102) via a tower bearing (103), - pre-fixing (1040) of the machine carrier to the tower (102) for mounting purposes, such that the machine carrier (5) with respect to the tower (102) by means of the tower bearing (103) is rotatably mounted, - providing (1050) two or more generator segments (2) in a transport position, wherein the stator segment (3) and the rotor segment (4) of the respective generator segment (2) are connected to one another, - lifting and positioning (1060) of one of the two or more provided generator segments (2) from the transport position to a mounting position in which the stator flange (3a) is arranged on the machine carrier flange (5a), - pre-fixing (1070) of the generator segment (2) for mounting purposes by means of the stator flange (3a) on the machine carrier flange (5a) in the mounting position, - lifting and positioning (1080) of at least one further of the two or more generator segments (2) from the transport position into a further mounting position on the machine carrier flange (5a) of the machine carrier (5), so that the already pre-fixed generator segment (2) can be connected to the generator segment positioned in the further mounting position via the connection interfaces of the respective generator segments, - pre-fixing (1090) of the further generator segment (2) for mounting purposes in the further mounting position o by means of the stator flange (3a) to the machine carrier flange (5a) and/or o to the already pre-fixed generator segment via the connection interfaces of the respective generator segments, whereby the steps lifting, positioning and pre-fixing with further of the two or more generator segments (2) are repeated until the lifted, positioned and fixed generator segments (2) can form the segmented generator (1), - providing (1100) the main bearing (6) and a hub (7) fastened to the main bearing (6) in the transport position, wherein preferably three rotor blade bearings (7a) are provided on the hub, wherein the main bearing (6) comprises the rotor carrier (6a) and an axle journal (6b), wherein the rotor carrier (6a) for the operation of the segmented generator (1) is rotatably mounted relative to the axle journal (6b), - lifting and positioning (1110) of the main bearing (6) so that the stator flange (3a) of the stator segment (3) is arranged between the machine carrier flange (5a) and the axle journal (6b), and - fastening (1120) of the axle flange (6b) to the machine carrier flange (5a) for the operation of the wind turbine, wherein the stator flange (3a) of the stator segment (3) is arranged between the machine carrier flange (5a) and the axle journal (6b), wherein the rotor carrier (6a) for mounting rotor blades (108) on the hub (7) is not yet or will not yet be connected to the respective rotor segments (4) of the generator segments (2).
  2. A method according to the preceding claim 1, comprising the steps of: - providing a first rotor blade (108), - lifting and positioning the first rotor blade (108) on a first rotor blade bearing of the three rotor blade bearings (7a), and - fastening the first rotor blade (108) to the first rotor blade bearing (7a), - wherein preferably the first rotor blade bearing (7a) is provided in a 4 o'clock position or in an 8 o'clock position, so that a connection of the first rotor blade (108) to the first rotor blade bearing (7a) is made in the 4 o'clock position or in the 8 o'clock position.
  3. A method according to the preceding claim 2, comprising the steps of: - providing a second rotor blade (108), - lifting and positioning the second rotor blade (108) on a second rotor blade bearing of the three rotor blade bearings (7a), and - fastening the second rotor blade (108) to the second rotor blade bearing (7a), - wherein preferably the second rotor blade bearing (7a) is provided in a 4 o'clock position or in an 8 o'clock position, so that a connection of the second rotor blade (108) to the second rotor blade bearing (7a) is made in in the 4 o'clock position or in the 8 o'clock position.
  4. A method according to the preceding claim 3, comprising the steps of: - providing a third rotor blade (108), - preferably rotating the hub (7) with the two fastened rotor blades (108) so that one of the two rotor blades is aligned in a 10 o'clock position and the other of the two rotor blades (108) is aligned in a 6 o'clock position, - lifting and positioning the third rotor blade on a third rotor blade bearing of the three rotor blade bearings (7a), and - fastening the third rotor blade (108) to the third rotor blade bearing (7a), - wherein preferably the third rotor blade bearing (7a) is provided in a 2 o'clock position or in a 10 o'clock position, so that a connection of the third rotor blade (108) to the third rotor blade bearing (7a) is made in the 2 o'clock position or in the 10 o'clock position.
  5. A method according to any one of the preceding claims 1 to 4, wherein the stator segment (3) of at least one generator segment (2), preferably in the region of the stator flange (3a), has a locking device (8) and the rotor carrier (6a) of the main bearing (6) has a locking receiver, in which the locking device (8) can engage in order to prevent a rotational movement of the rotor carrier (6a) and thus of the hub (4) with respect to the stator segment (3) or the machine carrier (5), respectively, during the mounting of one of the rotor blades (108) in a mounting position, and can release to allow a rotational movement of the rotor carrier (6a) and thus of the hub (4) with respect to the stator segment or the machine carrier (5), respectively, into a desired mounting position for the mounting of one of the rotor blades (108), the method comprising the steps of: - locking the rotor carrier (6a) of the main bearing (6) to the stator segment (3) and/or the machine carrier (5) before mounting the first rotor blade (108) on the hub (7), and - releasing the lock after mounting the first two rotor blades (108) on the hub, and - rotating the hub (7) with the two mounted rotor blades (108) before mounting the third rotor blade (108) so that one of the two already mounted rotor blades is aligned in a 6 o'clock position and the other of the two rotor blades is aligned in a 10 o'clock position or in a 2 o'clock position, and - locking the rotor carrier (6a) of the main bearing (6) to the stator segment (3) and/or the machine carrier (5) before mounting the third rotor blade (108) on the hub (7), and - mounting the third rotor blade (108) on the hub (7).
  6. A method according to the preceding claim 5, wherein the locking device (8) comprises at least one displaceable locking bolt (8a) and the locking receiver on the rotor carrier (6a) forms at least one bolt receiver opening (8b) corresponding to the locking bolt (8a), wherein the step of locking comprises a displacing of the at least one locking bolt into the corresponding bolt receiver opening and/or the step of releasing comprises a displacing of the at least one locking bolt out of the corresponding bolt receiver opening.
  7. A method according to any one of the preceding claims 1 to 6, comprising the steps of: - connecting the rotor carrier (6a) to the respective rotor segments (4) of the generator segments (2), and then - releasing the stator segment (3) from the rotor segment so that the rotor (106) is rotatable with respect to the stator.
  8. A method according to any one of the preceding claims 1 to 7, wherein the generator segments (2) in the circumferential direction each extend between two connection interfaces (V1, V2), comprising the steps of: - preparing the connection interfaces of the generator segments (2) for the mounting of adjacently arranged generator segments, and - fastening the connection interfaces (V1, V2) of the adjacently arranged generator segments.
  9. A method according to any one of the preceding claims 1 to 8, comprising the steps of: - fastening the pre-fixed generator segments (2) for operating the wind turbine, in particular after mounting the rotor blades (108) and/or without the aid of a crane, and/or - fastening (1130) the pre-fixed machine carrier (5) to the tower (102) for operating the wind turbine (100), in particular after mounting the rotor blades (108) and/or without the aid of a crane.
  10. A method according to any one of the preceding claims 2 to 4 or according to any one of the preceding claims 2 to 4 and to any one of the preceding claims 5 to 9, comprising the step of: - fastening the rotor carrier (6a) to the rotor segments (4) of the generator segments (2) after the rotor blades (108) have been fastened to the hub (7), in particular without the aid of a crane.
  11. A generator segment (2) for a segmented generator of a wind turbine, comprising: - a stator segment (3), wherein the stator segment (3) for fastening the stator segment to a machine carrier flange (5a) of a machine carrier (5) has a stator flange (3a), and - a rotor segment (4), that has rotor flange (4a) for fastening to a rotor carrier (6a) of a main bearing (6), - wherein the generator segment (2) in the circumferential direction (U) extends between two connection interfaces (V1, V2) which are formed to be connected to connection interfaces of generator segments (2) arranged adjacent in the circumferential direction, wherein - the stator segment (3) can be coupled to the rotor segment (4) via a locking device (8) for mounting purposes, wherein the locking device is provided in the region of the rotor flange (4a) and the stator flange (3a), so that the rotor segment (4) and the stator segment (3) have, in the region of the rotor flange (4a) and the stator flange (3a), at least one locking receiver formed as a bolt receiver opening (8b), through which one locking bolt (8a) each for locking the rotor segment (4) to the stator segment (3) can be inserted from a release position so that the locking device (8) takes a locking position, wherein the locking bolt (8a) can be removed from the locking receiver for the operation of the segmented generator, so that the locking device takes a release position, and/or - the stator flange (3a) has fastening connections for pre-fixing the generator segment (2) to the machine carrier flange (5a) for mounting purposes and has fastening connections for fastening the generator segment (2) to the machine carrier flange (5a) for the operation of the wind turbine (100).
  12. Segmented generator (1) for a wind turbine (100), having two or more generator segments (2) according to the preceding claim 11.
  13. Wind turbine (100) comprising a generator segment (2) according to the preceding claim 11 and/or a segmented generator (1) according to the preceding claim 12.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines segmentierten Generators einer Windenergieanlage. Ferner betrifft die Erfindung ein Generatorsegment für einen segmentierten Generator einer Windenergieanlage, einen segmentierten Generator für eine Windenergieanlage sowie eine Windenergieanlage. Für die Montage einer Windenergieanlage, insbesondere eines Generators bzw. von Generatorsegmenten eines segmentierten Generators, der Rotorblätter, der Nabe und der Gondel, sind üblicherweise große Lastenkräne erforderlich. Deren Verfügbarkeit ist einerseits beschränkt und andererseits ist der Einsatz solcher Lastenkräne teuer. EP 4016809 A1 offenbart ein Verfahren zur Montage eines Generators einer Windenergieanlage. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage eines segmentierten Generators einer Windenergieanlage, ein Generatorsegment, einen segmentierten Generator und eine Windenergieanlage bereitzustellen, welche gegenüber der bekannten Lösung verbessert ist. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage eines segmentierten Generators einer Windenergieanlage, ein Generatorsegment, einen segmentierten Generator und eine Windenergieanlage bereitzustellen, welche eine aufwandsärmere Montage des Generatorsegments, des segmentierten Generators und der Windenergieanlage ermöglicht. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage eines segmentierten Generators einer Windenergieanlage, ein Generatorsegment, einen segmentierten Generator und eine Windenergieanlage bereitzustellen, welche die erforderliche Montagezeit von Windenergieanlagen mit solchen Lastkränen minimiert. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Dieses Verfahren ist ein Verfahren zur Montage eines segmentierten Generators einer Windenergieanlage. Ein solch segmentierter Generator wird für den Betrieb der Windenergieanlage aus zwei oder mehreren Generatorsegmenten gebildet, wobei die Generatorsegmente jeweils ein Statorsegment und ein Rotorsegment aufweisen. Hierbei ist vorgesehen, dass das Statorsegment zur Befestigung des Statorsegments an einem Maschinenträgerflansch eines Maschinenträgers einen Statorflansch aufweist. Das Rotorsegment weist zur Befestigung an einem Rotorträger eines Hauptlagers einen Rotorflansch auf. Es ist in bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Rotorsegmente einen segmentierten Rotor des segmentierten Generators bilden können und/oder die Statorsegmente einen segmentierten Stator des segmentierten Generators bilden können. Vorzugsweise sind der segmentierte Rotor und der segmentierte Stator koaxial zur Drehachse des Generators angeordnet. Der segmentierte Rotor kann für den Betrieb hierbei derart am Hauptlager befestigt werden, dass dieser im Betrieb um die Drehachse des segmentierten Generators gegenüber dem feststehenden segmentierten Stator dreht. Hierzu ist zwischen dem Rotor und dem Stator im Betrieb ein entsprechender ringförmiger Luftspalt vorgesehen, der sich in Radialrichtung zwischen dem Rotor und dem Stator erstreckt. Vorzugsweise ist der segmentierte Rotor in Bezug auf die Drehachse des segmentierten Generators gegenüber dem segmentierten Stator in Radialrichtung außen angeordnet. Alternativ kann es bevorzugt sein, dass der segmentierte Rotor in Bezug auf die Drehachse des segmentierten Generators gegenüber dem segmentierten Stator in Radialrichtung innen angeordnet ist. Insoweit kann der segmentierte Generator als Innenläufer oder als Außenläufer ausgebildet sein. Es ist vorgesehen, dass sich die zwei oder mehreren Generatorsegmente in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Verbindungsschnittstellen erstrecken, die zur Verbindung mit Verbindungsschnittstellen von in Umfangsrichtung benachbart angeordneten Generatorsegmenten ausgebildet sind. Vorzugsweise weisen die Verbindungsschnittstellen zumindest abschnittsweise Flansche auf, die zur Verbindung mit benachbart angeordneten Generatorsegmenten ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Verbindungsschnittstellen für eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung benachbart angeordneter Generatorsegmente ausgebildet. Insbesondere kann es bevorzugt sein, dass die Verbindungsschnittstellen für eine formschlüssige Verbindung benachbart angeordneter Generatorsegmente entsprechende Erhebungen und/oder Ausnehmungen aufweisen, wobei vorzugsweise zu jeder Erhebung eine korrespondierende Ausnehmung ausgebildet wird. Insbesondere weisen die Verbindungsschnittstellen Zentrierbolzen und/oder Zentrierstifte und entsprechende Aufnahmen bzw. Öffnungen für die Zentrierbolzen und/oder Zentrierstifte auf. Dies minimiert in bevorzugter Weise den Aufwand für das Ausrichten eines Luftspaltes des segmentierten Generators. Insbesondere ermöglichen die Zentrierbolzen und/oder Zentrierstifte und die entsprechenden Aufnahmen bzw. Öffnungen für die Zentrierbolzen und/oder Zentrierstifte eine Ausrichtung des Luftspaltes über die Verbin