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1. WO2020109528 - AÉROGÉNÉRATEUR

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Windenergieanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Windenergieanlage.

Moderne Windenergieanlagen haben typischerweise eine Gondel, die schwenkbar auf einem Mast montiert ist, der die im Wesent lichen horizontale Rotorachse eines Rotors mit meist drei Ro torblättern hält, der einen Generator antreibt.

Neben den Teilen des Antriebsstrangs einer Windenergieanlage, die auf dem Mast montiert sind, befinden sich innerhalb der Gondel weitere Komponenten, die für den Betrieb der Anlage er forderlich sind. Daher muss das Wartungspersonal zu Wartungs zwecken die Gondel betreten, um auf die verschiedenen darin befindlichen Komponenten zugreifen zu können.

Aufgrund der spezifischen Eigenschaften der Gondel einer Wind energieanlage als Arbeitsplatz sind die Windenergieanlagen in der Regel mit hohen Sicherheitsvorkehrungen ausgestattet, ins besondere mit einem Brandschutzsystem. Es sind jedoch Fälle von Brandunfällen innerhalb einer Gondel bekannt, bei denen das Betriebspersonal innerhalb der Gondel die Umgebung inner halb kürzester Zeit verlassen muss.

Derzeit kann das Personal, um die Gondel zu verlassen, das Treppenhaus im Mast der Windkraftanlage benutzen, um zum Boden zu gelangen. Alternativ und insbesondere für Fälle, in denen das Treppenhaus durch Feuer blockiert ist, ist die Evakuierung mittels eines Abseilgeräts mit konstanter Abseilgeschwindig keit („Constant Rate Descenders", CRD) entlang eines von der Oberseite der Gondel herabgelassenen Seils bekannt. Die CRD-Evakuierung hat sich jedoch als eine recht zeitaufwändige Me thode erwiesen, die letztendlich zu tödlichen Verletzungen von Personal führen konnte, das nicht rechtzeitig den Boden er- reichte. Darüber hinaus erfordert die CRD-Evakuierung, dass dazu geeignete technische Ausrüstung (bspw. Abseilgeschirr) entweder vom Personal ständig getragen oder im Notfall ange legt werden muss. Das Anlegen und die ordnungsgemäße Verwen dung von CRD-Geräten erforderte eine regelmäßige Schulung, was sich nachteilig auf eine sichere Evakuierung in einer Stress situation auswirken kann, wie sie in Notsituationen anzunehmen ist .

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Windener gieanlage mit einer verbesserten Einrichtung zur Notfall-Evakuierung auszustatten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Windenergieanlage gemäß dem Hauptanspruch . Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegen stand der abhängigen Ansprüche.

Bei der Erfindung handelt es sich demnach um eine Windenergie anlage mit einem Rotor mit einer Anzahl von Rotorblättern, der drehbar an einer Gondel montiert ist, die wiederum drehbar an der Spitze eines Masts montiert ist, wobei die Gondel mit min destens einer fest installierten textilen Fluchtrutsche ausge stattet ist, die in ihrem Einbauzustand zusammengefaltet ist und sich beim Einsatz aufgrund der Schwerkraft automatisch von der Gondel entlang der Außenseite des Masts nach unten entfal tet .

Die vorliegende Erfindung hat erkannt, dass trotz der Bedenken von Experten hinsichtlich der tatsächlichen Nutzbarkeit in Notsituationen, Fluchtrutschen eine vorteilhafte Variante für einen Fluchtweg aus der Gondel einer Windenergieanlage dar stellen. Aufgrund ihrer geringen Baugröße im Einbauzustand lassen sie sich leicht in die Gestaltung einer Gondel integ- rieren. Darüber hinaus ist ihre tatsächliche Anwendung unkom pliziert und erfordert keine spezielle Schulung.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei Windenergieanlagen die unter den Experten bestehenden Vorbe halte aufgrund eines vermeintlichen Risikos, dass eine von der Gondel einer Windenergieanlage bis zum Boden hängende textile Fluchtrutsche - was in der Regel eine Länge der Fluchtrutsche von über 100 m bedeutet - durch Windeinwirkungen unkontrol liert schwingen und den Mast treffen könnte, was zu schweren Verletzungen von die Rutsche benutzenden Personen führen könn te, im Allgemeinen ungerechtfertigt sind. Während es Windsze narien geben mag, in denen eine textile Fluchtrutsche tatsäch lich gegen den Mast gedrückt werden könnte, wird bei den bis herigen Risikoüberlegungen nämlich der Fakt außer Acht gelas sen, dass bei solchen Starkwindsituationen die Wartungs- oder sonstige Arbeiten in der Gondel einer Windenergieanlage be reits aus arbeitsschutzrechtlichen Gründen strengstens verbo ten sind. Mit anderen Worten darf sich in Starkwindsituatio nen, in denen eine textile Fluchtrutsche tatsächlich problema tisch sein könnte, ohnehin keine Person in der Gondel befin den, so dass die textile Fluchtrutsche in diesen Situationen gar nicht benötigt wird oder benutzt werden müsste. Bei Wind stille, in denen tatsächliche Wartungsarbeiten in der Gondel einer Windenergieanlage durchgeführt werden können, ist hinge gen eine von der Gondel hängende textile Fluchtrutsche ausrei chend sicher, um gegebenenfalls als Fluchtweg genutzt zu wer den .

Textile Fluchtrutschen als solche sind als Notausgänge von konventionellen Gebäuden bekannt. Die am Gebäude fest instal lierten Fluchtrutschen erstrecken sich jedoch - im Einsatzzu stand - neben und nahe der Gebäudestruktur, womit Windlasten abgewehrt werden können. Freihängende Fluchtrutschen an Gebäu- den wie Windkraftanlagen, die aufgrund des typisch runden Mastdurchmessers in der Regel keinen Windschutz bieten, sind im Stand der Technik hingegen unbekannt, da sie als zu gefähr lich für die Nutzung angesehen wurden. Es ist der Verdienst der vorliegenden Erfindung, festgestellt zu haben, dass die Verwendung einer textilen Fluchtrutsche bei Windenergieanlagen entgegen der landläufigen Meinung tatsächlich möglich und so gar vorteilhaft ist, da die vermuteten Risiken nicht in denje nigen Situation auftreten, in denen eine textile Fluchtrutsche aufgrund verschiedener anderer Zugangsbeschränkungen zur Gon del einer Windenergieanlage tatsächlich als Notausgang erfor derlich sein könnte.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist am hinteren Ende der Gondel innerhalb der Gondel oder auf einer überhängenden

Plattform auf der Oberseite der Gondel eine Falltür vorgese hen, wobei die textile Fluchtrutsche sich unterhalb der Fall tür befindet. In diesem Zusammenhang bezeichnet das "hintere Ende der Gondel" das vom Rotor und den Rotorblättern entfernte Ende der Gondel der Windenergieanlage. Die Lage der Falltür am hinteren Ende der Gondel innerhalb der Gondel ist vorteilhaft, da hier die Gefahr, durch Feuer eingeschlossen zu werden, am größten ist. So reduziert die Bereitstellung eines Fluchtweges an diesem Ort das Risiko von Todesfällen erheblich. Dasselbe gilt im Allgemeinen, wenn sich die textile Fluchtrutsche auf einer überhängenden Plattform auf der Oberseite der Gondel be findet, insbesondere wenn genügend Fluchtwege innerhalb der Gondel vorgesehen sind, um die überhängende Plattform zu er reichen .

Vorzugsweise ist die Falltür mit einem Mechanismus ausgestat tet, der beim Öffnen der Falltür die Fluchtrutsche automatisch auslöst. Auf diese Weise wird die Auslösung der Fluchtrutsche beschleunigt, da für den Einsatz anstelle von zwei oder mehr Handgriffen, z.B. das Öffnen der Falltür und das Lösen des der Fluchtrutsche, nur ein Handgriff, nämlich das Öffnen der Fall tür, erforderlich ist.

Alternativ kann die Fluchtrutsche auch auf der Gondel in einem Aufnähmerahmen montiert vorgesehen werden, der dazu ausgebil det ist, dass er über den Rand der Gondeloberseite geschoben oder verschwenkt werden kann, um die textile Fluchtrutsche dann zu entfalten. Entsprechende Konfigurationen - die grund sätzlich von Fluchtrutschen für Hochhäuser bekannt sind - ha ben den Vorteil, dass die Fluchtruschen weniger Umwelteinflüs sen ausgesetzt sind, als z.B. eine Fluchtrutsche, die auf ei ner fest auskragenden Plattform montiert ist. Dies gilt insbe sondere, wenn die Fluchtrutsche mit einer Abdeckung versehen ist, die die Rutsche weiter schützt und in eben dieser Konfi guration mit einem Aufnähmerahmen einfach zu realisieren ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fluchtrutsche so ausgebildet, dass sie nach dem Entfalten an Befestigungspunk ten am unteren Ende des Masts befestigt werden kann. Auf diese Weise wird das Risiko, dass die Fluchtrutsche mit dem Mast der Windkraftanlage in Berührung kommt, weiter reduziert. Damit die Fluchtrutsche jedoch an diesen Befestigungspunkten befes tigt werden kann, muss sichergestellt sein, dass sich am Boden des Masts geeignetes Personal befindet.

Zusätzlich oder alternativ kann die Fluchtrutsche mit aufblas baren Versteifungselementen und/oder aufblasbaren Polstern in Längsrichtung versehen sein, die beim Entfalten der textilen Fluchtrutsche automatisch aufgeblasen werden. Die Verstei fungselemente können die seitliche Durchbiegung der Fluchtrut sche während des Gebrauchs reduzieren, während die aufblasbare Polsterung den Aufprall der textilen Fluchtrutsche, falls sie mit dem Mast in Kontakt kommen sollte, weiter reduzieren kann.

Nochmals ist zu beachten, dass nach der Erkenntnis der vorlie genden Erfindung ein möglicher Kontakt der Fluchtrutsche mit dem Mast für die Personen, die die Rutsche benutzen, nicht ge fährlich ist. Der Komfort der Rutsche kann jedoch durch diese Polsterung erhöht werden.

Es ist bevorzugt, dass die Fluchtrutsche aus feuerfestem Gewe be besteht. Dies gewährleistet die Sicherheit des Fluchtwegs im Falle eines Brandes in der Gondel.

Es wird auch bevorzugt, wenn die Fluchtrutsche aus zumindest teilweise transparentem oder lichtdurchlässigem Gewebe be steht. Aufgrund der beträchtlichen Länge der Fluchtrutsche in einer Windkraftanlage besteht darin der Vorteil, dass die Men schen ein allgemeines Gefühl dafür bekommen, in welcher Höhe sie sich befinden. Dieser Vorteil kann bereits bei einem lichtdurchlässigen Gewebe ausreichend realisiert werden, noch mehr bei einem transparenten Gewebe.

Die Erfindung wird nun in Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben:

Figur 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel einer Windenergie- anlage mit einer Fluchtrutsche im Einbauzustand,

Figur 2 : die Windenergieanlage aus Figur 1 mit entfalte ter Fluchtrutsche,

Figur 3 : ein zweites Ausführungsbeispiel einer Windener gieanlage mit einer Fluchtrutsche im Einbauzu stand, und

Figur 4 : die Windenergieanlage aus Figur 3 mit entfalte ter Fluchtrutsche.

Figur 1 stellt eine schematische Darstellung einer ersten Aus führungsform einer Windenergieanlage 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dar.

Die Windenergieanlage 1 umfasst einen Rotor 2 mit einer Mehr zahl von Rotorblättern 3 (nur in Teilen dargestellt) . Der Ro tor 3 ist drehbar an einer Gondel 4 montiert, um einen Genera tor anzutreiben (nicht dargestellt) , wobei die Rotorachse im Wesentlichen horizontal ist. Die Gondel wiederum ist drehbar auf der Oberseite eines Masts 5 montiert. Der weitere Aufbau und die allgemeine Funktionsweise der Windenergieanlage 1 ent sprechen dem Stand der Technik und müssen daher nicht näher erläutert werden.

Die Gondel 4 ist mit einer fest installierten textilen Flucht rutsche 10 ausgestattet. Die Fluchtrutsche 10 befindet sich an einem Mannloch 12 unter einer Falltür 11 innerhalb der Gondel 4, die am hinteren Ende der Gondel 4 vorgesehen ist. Die Fall tür 11 ist in der Regel geschlossen und kann betreten werden, ist aber in Figur 1 zur Veranschaulichung im geöffneten Zu stand dargestellt.

Die Fluchtrutsche 10 besteht aus transparentem und feuerhem mendem Gewebe und wird im in Figur 1 gezeigten zusammengefal teten Zustand gehalten, solange die Falltür 11 geschlossen ist .

Sobald die Falltür 11 geöffnet wird, wird die Fluchtrutsche 10 freigegeben, woraufhin sich die Fluchtrutsche 10 aufgrund der Schwerkraft automatisch entfaltet. Die Windenergieanlage 1 aus Figur 1 mit einer entfalteter Fluchtrutsche 10 ist in Figur 2 dargestellt .

Wie dargestellt ist, erstreckt sich die Fluchtrutsche 10 von der Gondel 4 bis zum Boden des Masts 5, wo sie eine Austritts- Öffnung 13 aufweist. Personen, die die Gondel 4 verlassen, können in die Fluchtrutsche 10 am Mannloch 12 in der Gondel 4 einsteigen und , wie es bei textilen Fluchtrutschen 10 üblich ist, geschwindigkeitsbegrenzt durch die Rutsche 10 gleiten, bis der Boden erreicht ist und die Fluchtrutsche 10 über die Öffnung 13 verlassen werden kann.

Entlang der Fluchtrutsche 10 und damit verbunden befindet sich ein aufblasbares Versteifungselement 14, das dabei hilft, die Fluchtrutsche 10 im entfalteten Zustand gerade zu halten. Da sich das Versteifungselement 14 auf der Fluchtrutsche 10 zum Mast 5 hin angeordnet ist, dient es gleichzeitig als Polste rung für den unwahrscheinlichen Fall, dass die Fluchtrutsche 10 mit dem Mast 5 in Berührung kommt. Das Versteifungselement 14 wird automatisch mittels eines Druckgasbehälters (nicht dargestellt) aufgeblasen, sobald die Rutsche 10 an der Gondel 4 entfaltet wird. Das zum Aufblasen des Versteifungselements 14 verwendete Gas ist nicht brennbar.

Figur 3 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel ei ner Windenergieanlage 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Windenergieanlage 1 als solche ist identisch mit der in den Figuren 1 und 2 dargestellten aufgebaut. Es wird daher auf das oben Gesagte für allgemeine Erläuterungen verwiesen. Im Fol genden wird nur die unterschiedliche Gestaltung der Fluchtrut sche 10 erläutert.

Die Fluchtrutsche 10, die wiederum aus lichtdurchlässigem und feuerhemmendem Gewebe besteht, ist an einem Aufnähmerahmen 15 auf der Oberseite der Gondel 4 montiert. Im Einbauzustand be findet sich der Aufnähmerahmen 15 in aufrechter Position und die Fluchtrutsche 10 in zusammengefalteten Zustand. Zum Ent falten der Fluchtrutsche 10 wird der Aufnähmerahmen 15 über den Rand der Gondel 4 verschwenkt, wie durch den Pfeil 90 an gezeigt ist.

Der Auslösezustand der Fluchtrutsche 10 ist in Figur 4 darge stellt. Nach dem Verschwenken des Aufnähmerahmens 15 in eine horizontale Position entfaltet sich die Fluchtrutsche 10 auf grund der Schwerkraft vom Aufnähmerahmen 15 an der Gondel 4 bis zum Boden des Masts 5 und schafft so einen zusätzlichen Fluchtweg aus der Gondel 4.