[发明专利]用于确定运行载荷和设计塔建筑物的方法、塔建筑物和风能设备

说明书

本发明涉及一种用于确定塔建筑物的的运行载荷的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，所述运行载荷尤其是风载荷。本发明还涉及一种用于设计塔建筑物的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，一种用于确定塔建筑物的使用寿命的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，以及一种塔建筑物，尤其风能设备的塔建筑物，和一种风能设备。用于确定塔建筑物的运行载荷的方法包括：确定在一个负载方向上的载荷参数；确定所述负载方向的出现分布；确定以所述负载方向的分布进行修改的载荷参数。

技术领域

本发明涉及一种用于确定塔建筑物的运行载荷的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，所述运行载荷尤其是风载荷。本发明还涉及一种用于设计塔建筑物的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，一种用于确定塔建筑物的使用寿命的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，以及一种塔建筑物，尤其是风能设备的塔建筑物，和一种风能设备。

背景技术

运行载荷的确定通常是塔建筑物设计的一部分或者在塔建筑物设计之前进行。运行载荷例如能够是风载荷。特别地，这些运行载荷是时间上可变的、改变的载荷，所述载荷会引起塔建筑物的疲劳应力。针对塔建筑物所确定的运行载荷越高，塔建筑物就必须设计的越有抵抗能力，以便在所计划的使用寿命内承受住运行载荷，尤其也在疲劳应力方面。

用于确定运行载荷的现有方法尝试尽可能精确地确定运行载荷，以便在设计时避免将塔建筑物的尺寸确定为过大的。然而，其它改进是所期望的。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于确定塔建筑物的运行载荷的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，所述运行载荷尤其是风载荷，一种用于设计塔建筑物的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，一种用于确定塔建筑物的使用寿命的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，以及一种塔建筑物，尤其风能设备的塔建筑物，和一种风能设备，它们相对于现有的解决方案得以改进。特别地，本发明的目的是，提供一种用于确定塔建筑物的运行载荷的方法，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，所述运行载荷尤其是风载荷，所述方法能够实现塔建筑物的有利的设计和/或塔建筑物的延长的使用寿命。

德国专利商标局在PCT本申请的优先权申请中检索到下述现有技术：US 6,850,821 B2和US 2013/0125632 A1。

该目的通过一种用于确定针对塔建筑物的运行载荷的方法来实现，所述塔建筑物尤其是风能设备的塔建筑物，所述运行载荷尤其是风载荷，所述方法包括：确定在负载方向上的载荷参数；确定负载方向的出现分布；确定以负载方向的分布进行修改的载荷参数。

本发明尤其基于如下认知：在用于确定运行载荷的现有方法中，确定在如下负载方向上的载荷参数，所述负载方向通常对应于主负载方向。针对该载荷参数设计塔建筑物。然而，尤其在与方向相关的载荷参数中，这会引起尺寸确定为过大的，因为仍未考虑在不同的负载方向上的负载的方差(Varianz)。

特别地，在风能设备的塔建筑物中，呈风载荷形式的载荷参数起重要作用。在风能设备的开发中，例如通常将风能设备的相应的部件，例如塔建筑物设计为，使得风能设备的运行在所预计的使用寿命内是可行的。风能设备的使用寿命例如能够为20年、25年或者30年。

风能设备和其部件经受静态的和瞬态的负载。瞬态负载例如能够通过风湍流、倾斜迎流和风速的高度廓线引起。由此，作用于风能设备的负载谱是各式各样的，并且优选整体地评估相应的负载情况。这通常通过载荷谱(Lastkollektiv)来进行，所述载荷谱是负载情况的总和。作用于风能设备的瞬态负载能够引起风能设备的部件的疲劳。因此，风能设备的每个部件优选设计为，使得仅在达到风能设备的使用寿命时或达到风能设备的使用寿命之后才发生失效临界的疲劳。