风力涡轮机的最优化.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102900627 A (43)申请公布日 2013.01.30 C N 1 0 2 9 0 0 6 2 7 A *CN102900627A* (21)申请号 201210262695.1 (22)申请日 2012.07.27 11175585.6 2011.07.27 EP F03D 11/00(2006.01) (71)申请人西门子公司 地址德国慕尼黑 (72)发明人 H.劳尔贝格 A.N.拉斯姆森 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人徐红燕 刘春元 (54) 发明名称 风力涡轮机的最优化 (57) 摘要 公开了风力涡轮机的最优化。

2、。涉及使风力 涡轮机（8a、8b）的基础（1a、1b）的构造最优化的 方法。从而，分析构造位置的局部负荷环境情况 （LES），其导致局部负荷相关环境数据（ED），基于 此生成构造指令（CI）。这些进一步基于一组预 定义规则（R），用于处理局部负荷相关环境数据 （ED），使得沿着塔架（6a、6b）的圆周在基础（1a、 1b）的第一所选区域（15a、15b）中和/或在底座 （4）的第一所选区域中，与所选横截面中的基础 （1a、1b）的第二区域（13a、13b）相比，相对于可能 的最大负荷，基础（1a、1b）的承载结构（2a、2b）在 至少一个所选水平横截面中被削弱。还涉及风力 涡轮机的基础（1a、。

3、1b）和用于使基础（1a、1b）的 构造最优化的系统（35）。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书9页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 7 页 1/2页 2 1.使风力涡轮机（8a、8b）的基础（1a、1b）的构造最优化的方法，风力涡轮机（8a、8b）至 少包括塔架（6a、6b）和塔架（6a、6b）停靠在其上面的底座（4），塔架（6a、6b）和底座（4）两 者每个包括承载结构（2a、2b），具有以下步骤： 分析（A）其中将构建风力涡轮机（8a、8b）的构造位置的局部负荷环境情况（LE。

4、S）并 从该分析导出局部负荷相关环境数据（ED）， 产生（B）用于对基础（1a、1b）进行结构化的构造指令（CI），由此，构造指令（CI）是基 于局部负荷相关环境数据（ED）和一组预定义规则（R），其用于处理局部负荷相关环境数据 （ED），使得沿着塔架（6a、6b）的圆周在基础（1a、1b）的第一所选区域（15a、15b）中和/或在 底座（4）的第一所选区域中，与所选横截面中的基础（1a、1b）的第二区域（13a、13b）相比， 相对于可能的最大负荷，基础（1a、1b）的承载结构（2a、2b）在至少一个所选水平横截面中 被削弱， 输出（C）构造指令（CI）以进行进一步处理。 2.根据权利要求1。

5、所述的方法，由此，根据构造指令（CI）来构建（D）风力涡轮机（8a、 8b）。 3.根据权利要求1或2所述的方法，由此，基础（1a、1b）相对于可能的最大疲劳负荷被 局部地削弱。 4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，由此，预定义规则（R）使得基础（1a、 1b）在沿着所选水平横截面中的塔架（6a、6b）的圆周彼此相对地定位的至少两个第一区域 （15a、15b）中被削弱。 5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，由此，所考虑的局部负荷相关环境数据 （ED）选自以下各项中的至少一个： 关于构造位置中的盛行风的风数据（WD）， 关于构造位置中的地表面的表面数据， 关于构造位置中的离岸应用中的。

6、波浪的预期方向和/或强度的波浪性质数据， 并且由此，预定义规则(R）使得根据局部负荷相关环境数据（ED）来选择第一区域 （15a、15b）。 6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，由此，预定义规则（R）使得塔架（6a、6b） 在第一区域（15a、15b）中被局部地削弱。 7.根据权利要求6所述的方法，由此，预定义规则（R）使得塔架（6a、6b）包括一组构 造元件（19、21、23）群组，由此，至少第一群组的构造元件（21）与该组第二群组的构造元件 （19）相比被削弱。 8.根据权利要求7所述的方法，由此，第一群组的构造元件（21）具有与第二群组的构 造元件（19）不同的构造元件（21）的尺。

7、寸和/或形状和/或量。 9.根据权利要求6至8中的任一项所述的方法，由此， 预定义规则（R）使得通过局部 地减小其厚度或其构造元件（21）的厚度而局部地削弱塔架（6a、6b）。 10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，由此， 预定义规则（R）使得通过局部 地改变其材料质量和/或其构造元件（19、21、23）的材料质量而局部地削弱塔架（6a、6b）。 11.根据权利要求6至10中的任一项所述的方法，由此，预定义规则（R）使得通过局部 地改变其定向刚度而局部地削弱塔架（6a、6b）。 权 利 要 求 书CN 102900627 A 2/2页 3 12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，由。

8、此，预定义规则（R）使得在其水平横 截面中的至少一个中沿着塔架（6a、6b）的圆周的直径（d 1 、d 2 ）不同。 13.一种至少包括塔架（6a、6b）和塔架（6a、6b）停靠在其上面的底座（4）的风力涡轮 机（8a、8b）的基础（1a、1b），塔架（6a、6b）和底座（4）两者每个包括承载结构（2a、2b）， 由此，沿着塔架（6a、6b）的圆周在基础（1a、1b）的第一所选区域（15a、15b）中和/或在 底座（4）的第一所选区域中，与所选横截面中的基础（1a、1b）的第二区域（13a、13b）相比， 相对于可能的最大负荷，基础（1a、1b）的承载结构（2a、2b）在至少一个所选水平横截面。

9、中 被削弱。 14.一种用于使风力涡轮机（8a、8b）的基础（1a、1b）的构造最优化的系统（35），风力 涡轮机（8a、8b）至少包括塔架（6a、6b）和塔架（6a、6b）停靠在其上面的底座（4），塔架（6a、 6b）和底座（4）两者每个包括承载结构（2a、2b），该系统至少包括： 输入接口（27），其用于表示其中将构建风力涡轮机（8a、8b）的构造位置的局部负荷 环境情况（LES）的数据（DLE）， 分析单元（29），其被实现为分析（A）局部负荷环境情况（LES）并从该分析导出局部 负荷相关环境数据（ED）， 规则数据库（DB），其在操作中供应一组预定义规则（R）以便处理局部负荷相关环境 。

10、数据（ED）， 指令单元（31），其在操作中产生用于对基础（1a、1b）进行结构化的构造指令（CI）， 构造指令（CI）是基于局部负荷相关环境数据（ED）和该组预定义规则（R），使得沿着塔架 （6a、6b）的圆周在基础（1a、1b）的第一所选区域（15a、15b）中和/或在底座（4）的第一所 选区域中，与所选横截面中的基础（1a、1b）的第二区域（13a、13b）相比，相对于可能的最大 负荷，基础（1a、1b）的承载结构（2a、2b）在至少一个所选水平横截面中被削弱， 输出单元（33），其用于输出（C）构造指令（CI）以进行进一步处理。 权 利 要 求 书CN 102900627 A 1/9页。

11、 4 风力涡轮机的最优化 技术领域 0001 本发明涉及一种使至少包括塔架(tower)和塔架停留在其上面的底座 （foundation）的风力涡轮机的基础的构造最优化的方法，所述塔架和所述底座两者每个包 括承载结构。其还涉及用于此类目的的系统和风力涡轮机的此类基础。 背景技术 0002 现在的风力涡轮机包括基于构造轮廓的塔架，这意指在任何水平横截面处能够找 到本质上圆的形状，即圆形形状。“本质上圆的”意指塔架可以完全是圆形的，如例如浇铸 混凝土塔架的情况可能的那样。然而，其还可以由沿着周界对准且沿着圆定向的普通元件 构成。换言之，在两种情况下，圆是赋予形状的几何图形，水平横截面形状基于该几何。

12、图形。 此类轮廓意味着塔架能够耐受来自任何方向的相同负荷，即在相同程度上来自风力涡轮机 的上方或来自其任何侧面。 0003 此类构造意味着实现了塔架的周界周围的相等强度的元件和/或相等强度的设 计。此强度是由计算或另外预测的最大负荷定义的。此负荷越高，承载结构的强度越大。那 还意味着用于构造的工作量、时间、材料和资金方面的成本因此越高。 0004 关于塔架的底座，其是基础的一部分，这可以是人工底座，诸如混凝土底座，或者 其可能是天然底座，诸如岩石。还可以实现其组合；根据现有技术，此类底座已被设计为在 任何水平横截面处是相等强度的，因为另外塔架中的负荷分布将满足底座中的不相等负荷 分布。因此，目。

13、的始终是使塔架能够抵抗的负荷分布与底座能够抵抗的负荷分布匹配。实 质上，可以作出结论，情况始终是底座提供遍及其水平横截面抵抗相等负荷的结构。再次 地，根据可能的最大负荷，此类底座的构造就工作量、时间、材料和资金而言可能是非常昂 贵的。 发明内容 0005 本发明的目的是提供上述种类的风力涡轮机的基础的最优化构造。 0006 由根据权利要求1的方法、由根据权利要求13的风力涡轮机的基础并由根据权利 要求14的系统来满足此目的。 0007 因此，依照本发明，上述种类的方法包括至少以下步骤： 分析将在那里构建风力涡轮机的构造位置的局部负荷环境状况并从该分析导出局 部负荷相关环境数据， 创建用于构造基。

14、础的构造指令，由此，该构造指令是基于局部负荷相关环境数据和 一组预定义规则，该组预定义规则用于处理局部负荷相关环境数据，使得与所选横截面中 的基础的第二区域相比，相对于可能的最大负荷而言，在至少一个所选水平横截面中，在沿 着塔架的圆周的基础的第一所选区域中和/或在底座的第一所选区域中基础的承载结构 被减弱，即故意地使其更弱， 输出构造指令以用于进一步的处理。 说 明 书CN 102900627 A 2/9页 5 0008 本发明利用局部环境状况的分析并可以例如包括关于风力影响以及其它的参数 值（参见下文）。根据此分析，得到所谓的局部负荷相关环境数据。这些环境数据以优选地 非常详细的方式来表示局。

15、部负荷环境状况。特别地，它们优选地表示对风力涡轮机的基础 的预测负荷分布具有最大影响的局部负荷环境的那些特征。因此优选的是负荷环境数据包 括参数值，其影响总计为对风力涡轮机的基础的负荷分布的总影响的至少50%，最优选的是 70%。 0009 将这些局部负荷环境数据考虑在内，导出、即产生构造指令。可以将此类构造指 令视为构造指南，其包括用于给出所有相关信息的一组参数和/或命令，基于其能够构建 风力涡轮机的基础。此类构造指令可以基于标准类型的预定义指令集，其能够被用作一种 模板，该模板的某些或所有参数值能够被更改以便达到在本发明的上下文内期望的构造轮 廓。此外，可以由建筑师或土木工程师实现用户输入。

16、的（例如某些偏好的）使用。另外，实现 一组预定义规则的使用，其能够例如被存储在存储器中，即从数据库导出。 0010 基于这些规则，根据以上列出的输入来设计风力涡轮机的基础。因此，实质上，该 预定义规则包含使基础的特定设计成为可能的标准：此设计使得在沿着塔架圆周的基础的 第一所选区域中和/或在底座的第一所选区域中，在至少一个所选水平横截面中将基础的 承载结构设计得较弱。优选地，针对多个所选水平横截面、更优选地超过50%且最优选地所 有水平横截面规划此类减弱。特别地， 如果该规则适用于塔架的下半部中的至少50%、优选 地所有水平横截面，则是有利的。 0011 换言之，基础的某些区域与其它的相比明确。

17、地被减弱或者反之亦然使得某些 区域比其它的更强。遍及本说明，始终对区域的减弱而不是加强进行参考，因为对于在本发 明的上下文中希望得到的效果是材料和工作量是安全的而不是增加。因此，与现有技术风 力涡轮机基础相比，某些区域与之前相比更弱而不是更强。结果是构造指令，其被实现为使 得如果实现了该构造指令，则将构建非均匀基础底座和/或塔架。最后，本发明的一般思 想是基于根据负荷的方向来适配塔架的强度，即其抵抗负荷的能力该基础因此能够处理 比来自其它所选方向更多的来自所选方向的负荷。 0012 关于考虑在内的最大负荷，这些负荷可以直接来自基础上方和/或来自基础的任 何侧面。实质上，这些负荷最终将全部被指引。

18、到底座中且正常地被塔架或其部分传递。它 们可以是由风、波（在离岸条件下）或其它因素引发的。例如，如果在具有山的区域中构建风 力涡轮机，则地面的表面可以在一侧上升而在另一侧下降（即是倾斜的）。因此，可以预期在 表面下降的一侧处被指引到基础的力或负荷可能相当大地高于在相对侧处被指引到其中 的此类力或负荷，由此，需要对其施加应力，这是一般不适用的一般化。例如，此类负荷分布 可能由于风力条件而不同。 0013 当生成了构造指令时，它们被输出以进行进一步处理，例如通过打印出规划和/ 或为构造程序馈给构造指令所包括的命令和/或参数值。 0014 必须注意的是遍及本说明，在本发明的上下文中，将一个实际上相当。

19、可忽略的因 素完全排除在考虑之外：基础的“承载结构”被定义为使得并不明确地用于减弱承载结构的 门、窗或任何其它开口将不会被考虑在内。相反，对承载结构进行建模，如同其不根本不包 含此类开口一样。通常，一个人可以说塔架的这些开口区域中的承载结构正常地被框架等 加强，因此无论如何，在其上下文中，一个人不能论及承载结构的减弱而宁可是加强。 说 明 书CN 102900627 A 3/9页 6 0015 根据本发明的方法的一个效果是能够通过例如在风力涡轮机的基础的某个区域 中以其它方式减少材料和/或减弱部分和/或材料来节省材料、工作量和最后的成本。以 某种方式，一个人能够论及基于修整的基础，其将预期负荷。

20、在基础上的取决于其影响方向 的分布考虑在内，同时还仍考虑来自其它方向的可能峰值（或最大值）负荷。因此能够预期 的是能够预期基于借助于根据本发明的方法生成的构造指令产生的风力涡轮机的基础与 现有技术基础相比产生少了约20至30%的工作量（材料、构造时间和费用）。 0016 根据本发明，一种用于使至少包括塔架和塔架停靠在其上面的底座的风力涡轮机 的基础的构造最优化的上述种类的系统，所述塔架和所述底座两者每个包括承载结构，至 少包括： 输入接口，其用于表示其中将构建风力涡轮机的构造位置的局部负荷环境状况的数 据， 分析单元，其被实现为分析局部负荷环境状况并从该分析导出局部负荷相关环境数 据， 规则数。

21、据库，其在操作中供应用于处理局部负荷相关环境数据的一组预定义规则， 指令单元，其在操作中产生用于对基础进行结构化的构造指令，该构造指令是基于 局部负荷相关环境数据和所述组预定义规则，使得在沿着塔架的圆周的基础的第一所选区 域中和/或在底座的第一所选区域中，与在所选横截面中的基础的第二区域相比，相对于 可能最大负荷而言，在至少一个所选水平横截面中，基础的承载结构被减弱， 输出单元，其用于输出构造指令以进行进一步处理。 0017 该系统可以是包括上述所有元件的一个整体单元，但是术语“系统”还意指可以在 不同的位置上将这些元件中的任何组装，例如实现为在被诸如局域网和或因特网的计算机 网络互连的不同处。

22、理器上操作的基于计算机的单元。该系统因此可以包括外壳，其中包括 上述元件中的一个、多个或事实上任何一个，或者其可以仅仅由在计算机系统的一个或多 个处理器上运行的多个程序组成。因此可以推断所述系统和事实上其单元的任何一个可以 基于硬件和/或软件，而且还基于其组合。 0018 为此原因，本发明还涉及可直接加载到可编程设备的存储器中的计算机程序产 品，包括用于执行根据本发明的方法的步骤的软件代码部分。 0019 根据本发明的方法的结果最后可以是风力涡轮机的基础的构造。因此，本发明还 涉及上述种类的风力涡轮机的此类基础，其至少包括塔架和塔架停靠在其上面的底座，塔 架和底座两者每个包括承载结构。从而，在。

23、沿着塔架的圆周的基础的第一所选区域中和/ 或在底座的第一所选区域中，与在所选横截面中的基础的第二区域相比，基础的承载结构 相对于可能的最大负荷而言在至少一个所选水平横截面中较弱。实际上，本发明因此还涉 及包括根据本发明的基础的风力涡轮机。 0020 由从属权利要求给出本发明的特别有利的实施例和特征，例如在以下说明中揭示 的。从而，还可以在任何要求保护的产品的上下文中实现在方法的上下文中揭示的特征，并 且反之亦然。 0021 主要地，根据本发明的方法能够自己独立，例如由诸如建筑师和/或土木工程师 的设计者执行。例如，使用根据本发明的方法可以导致风力涡轮机的基础的轮廓，基于该轮 廓，设计者可以判定。

24、其不希望实现该构造项目，尽管由于本发明而可实现节省。如果在其中 说 明 书CN 102900627 A 4/9页 7 现有技术风力涡轮机的构造无论如何将太过昂贵和/或涉及太多工作量的此类情况下应 用根据本发明的方法，则例如情况可以如此。因此，可以应用根据本发明的方法，以便找出 通过使用本方法是否能够实现在给定情况下仍可行的构造。这可以由于根据本发明的方法 的节省效果而导致正面结果，但是其还可以导致另一负面结果，使得将不构建风力涡轮机。 在这种意义上，根据本发明的方法提供了用于可能在否则将不可行的位置上构造风力涡轮 机的机会与计算基础相组合。 0022 仍然最优选的是根据构造指令来构建、即构造风。

25、力涡轮机，即基于构造指令来构 建风力涡轮机的基础。这意味着构造指令不仅仅是规划参数和/或命令，而是它们是在通 过在实践中应用它们而实现的。 0023 为了确保基础的负荷抵抗力沿着基础的周界全部很好地平衡和分布，具有不仅仅 是两个具有用于负荷的不同抵抗力值的区域可能是有利的。因此优选的是构造指令使得在 沿着塔架的圆周的基础的第一所选区域中和/或在底座的第一所选区域中，与在所选横截 面中的基础的第二区域相比，相对于可能最大负荷而言，在至少一个所选水平横截面中，基 础的承载结构被减弱，并且在同一水平横截面中，存在与第一和第二区域相比相对于可能 的最大负荷而言具有又另一不同强度的第三所选区域。 002。

26、4 一般地，风力涡轮机基础抵抗任何种类的预期（最大）负荷是必要的。这特别地包 括极端负荷和疲劳负荷。极端负荷可以例如在风力涡轮机的操作完全失败时发生，例如在 风力涡轮机的吊舱水平上。此类故障可以导致沿着实际上任何方向的力和负荷，并且可以 将其视为一种最坏情况。相反，疲劳加载是由不断地或常常向风力涡轮机的基础上施加负 荷的力（和负荷）引起的，诸如由风和由波浪产生的力。此外，涡轮机自己的动态也是磨损 和疲劳的原因。这可以通过确保这些动态具有与塔架的本征频率不同的频率被减小至最小 值。这样，能够避免谐振效应。 0025 根据优选实施例，基础相对于可能的最大疲劳负荷而言被局部地削弱。由于一般 地能够从。

27、任何方向预期极端负荷，所以情况可能是通常不希望相对于极端负荷的削弱。此 类极端负荷可能是由暴风雨或巨大波浪、地震等引起的。然而，通常能够预先计算风力涡轮 机上的疲劳负荷分布，并且因此能够根据该特定分布来设计风力涡轮机。 0026 这具有这样的效果，即不需要预期即使在严重且极端的条件下基础的承载结构弱 于根据现有技术的风力涡轮机的基础的任何其它承载结构。换言之，一个人仅仅利用甚至 在例如风力涡轮机基础的典型寿命跨度的较长时间段上预测的疲劳因数。 0027 一般地，只能在一个第一区域中削弱基础并在任何其它区域中保持照常地强。然 而，优选的是在任何水平横截面中基础被对称地构建，即轴对称和/或相对于点。

28、、特别是风 力涡轮机塔架而对称。在本上下文中，最优选的是将塔架和/或底座设计为径向对称布置， 即其中垂直于水平横截面的多个切割平面产生粗略相等的块的布置。这能够增强基础、特 别是塔架的总体稳定性。 0028 具有特别优选的（径向）对称布置的一个此类实施例是用一种方法实现的，其中预 定义规则使得基础在至少两个第一区域中被削弱，所述至少两个第一区域在所选水平横截 面中沿着塔架的圆周彼此相对地定位。此类布置在其中来自一个特定方向的风和/或波浪 是负荷、特别是疲劳负荷的主要原因的情况下特别有用。例如，在西欧的许多地区中，通常 存在西风。因此，由风引起的基础的疲劳主要是在面朝西或面朝东的风力涡轮机的基础。

29、的 说 明 书CN 102900627 A 5/9页 8 那些部分中。因此，同时地沿着向北方和向南方方向削弱风力涡轮机并不组成风力涡轮机 的总体基础相对于疲劳负荷的任何特定附加削弱。 0029 如前已经所述，负荷相关环境数据能够表示各种因素。根据优选实施例，所考虑的 局部负荷相关环境数据选自以下各项中的至少一个： 关于构造位置中的盛行风的风数据，即风向和/或其强度， 关于构造位置中的地表面的表面数据， 关于构造位置中的离岸应用中的波浪的预期方向和/或强度的波浪性质数据。 0030 从而，预定义规则使得根据局部负荷相关环境数据来选择第一区域。 0031 关于风数据，这些可以例如从数据库导出，在该。

30、数据库中提供了可能与风强度的 值组合的关于风向的统计数据。此类数据可以是在没有任何特别困难的情况下针对地球 的实际上每个地点而生成的。另外或替换地可以使用的另一可能性是从由非常接近于正 在讨论中的风力涡轮机的其它风力涡轮机获取的数据导出风数据。如果已存在风力发电厂 （wind park）且将在此风力发电厂中或附近安装仅仅又另一风力涡轮机或多个附加风力涡 轮机，已经用风力发电厂的现有风力涡轮机或用在此风力发电厂的上下文中操作的风力计 测量风向，则还可以使用来自于其的数据。 0032 如前所述，基础包括底座和塔架。尽管可以在一个第一所选区域中局部地削弱底 座，优选的是预定义规则使得塔架在第一区域中。

31、被局部地削弱。虽然实际上局部地削弱底 座可能是困难且更加昂贵的，但此类削弱实际上当提到塔架时规划和实现起来是特别简单 的。这样，可以根据底座上的负荷分布的总体标准来设计底座，而被局部地削弱的仅仅是在 第一区域中的塔架。 0033 如果塔架被削弱，则存在此类削弱的多个可能实现方法。这些选择取决于多个因 素，尤其取决于被用于塔架的材料的种类。可以例如将此类塔架实现为（管状）钢塔架、壳体 塔架、网格塔架或混凝土塔架或者实际上作为那些中的任何一个的组合。 0034 根据第一实现方法，预定义规则使得塔架包括一组群组、即一个或多个构造元件。 从而，至少第一群组的构造元件弱于该组的第二群组构造元件。此类构造。

32、元件可以例如是 壳体和/或网格和/或板。其中的一组包括相互邻近地定位的此类构造元件。例如，此类 构造元件可以本质上沿着圆的圆周对准，其定义特定水平横截面中的塔架的圆周。 0035 在此上下文中，优选的是第一群组的构造元件具有与第二群组的构造元件不同的 构造元件的尺寸和/或形状和/或量。例如，在第一群组中可以存在较小的构造元件，或者 替换地相对于构造元件的至少一个延伸部分而言较大的构造元件。属于第一群组的构造元 件的形状可以组成一个平面，而属于第二群组的那些构造元件可以在一个方向上是非线性 的或者替换地相反。根据第一群组的构造元件的尺寸，具有预定义延伸部分的某个区域中 的量、即尺寸还可以变化。 。

33、0036 除第一实现方法之外或作为其替换可以使用的用于局部地削弱塔架的第二实现 方法是预定义规则使得通过局部地减小塔架的厚度和/或其构造元件的厚度来局部地削 弱塔架。特别地，构造元件和/或塔架的厚度指的是确定塔架的外表面的覆盖结构。通过 简单地使区域比其它的更薄实现的此类局部削弱特别容易规划和产生。其还具有优点，即 甚至一旦已经实现了风力涡轮机并将其完全构造，则通过改变材料强度或厚度实现的此类 削弱甚至能够被非专家容易地检测。这样，在任何时间甚至在风力涡轮机的建立的余波 说 明 书CN 102900627 A 6/9页 9 （aftermath）中将清楚的是已根据本发明构造此特定风力涡轮机。当。

34、提到特定维护工作 或到塔架的添加时可以考虑此类事实，例如当在某处向塔架的表面中钻孔时。 0037 再次地，除之前所述的那个之外或作为其替换可以使用的第三实现方法是预定义 规则使得通过局部地改变塔架的材料质量（即尤其是其覆盖或其各部分的材料质量）和/或 其构造元件的材料质量来局部地削弱塔架。术语“材料质量”特别地指的是材料的强度，即 其能够抵抗的负荷。例如，可以选择不同的材料以便局部地削弱塔架，并用相同但具有处于 较低水平的质量的主要材料。因此在仅在特定区域中使用必要材料的意义上塔架是“定制 的”，此必要性是由（预期，即计算或预测）总负荷分布定义的。此第三方法提供了是容易实 现措施的优点，然而，。

35、用该容易实现措施能够实现巨大的节省。 0038 再次地，除任何前述那些之外或作为其替换可应用的第四实现方法是预定义规则 使得通过局部地改变塔架的定向刚度来局部地削弱塔架。这可以例如通过在塔架内使用不 同的支撑体来实现，特别是遵循塔架的本质上竖直的总体延伸部分的此类支撑体。例如，可 以沿着能够组成用于塔架的外部壳体元件的支撑体的风力涡轮机塔架的大体轮廓的周界 建立或多或少的金属线或栏。当塔架由钢筋混凝土（steel reinforced concrete）制成时 也可以使用此类线，使得与第二区域相比较少的钢线被引入如上文定义的第一区域中的混 凝土中。 0039 根据再次地除任何其它的之外或作为其。

36、替换使用的第五实现方法，预定义规则使 得在塔架的水平横截面的至少一个中沿着其圆周的直径不同。这意味着作为水平横截面中 的塔架的纯圆形轮廓的替代，塔架具有包括拐角的形状或者其由于稳定性原因而是最优 选的其具有诸如椭圆形状的本质上非圆形形状。在底座的上下文中，还可以应用形状、即 形式、即几何形状的变化。 0040 然而，可以注意的是本质上组成圆形形状的横截面形状被明确地从这种方法排 除，因为其被归入“圆形形状”的定义。可以通过在圆形形状周围布置、即固定构造元件来 实现此类近圆形形状，方式为其相互邻近地对准。在这种情况下，塔架的外部形状不需要必 须是完全圆形的，而是在其被布置在圆形结构周围的意义上其。

37、仍基于圆。 0041 优选地，并且特别是相对于刚刚所说的内容，预定义规则使得塔架的重心被保持 在塔架的几何中心处。通过实际上经历所有水平横截面并导出其重心来导出重心，然后从 重心导出中间值。如果此中间值与塔架的几何中心一起下降，则保证了塔架本身特别稳定， 尽管有如在本发明的上下文中希望的削弱。 0042 如果要削弱底座（除塔架之外或仅是其本身），则优选的是这通过省去加强元件来 实现，该加强元件将是实现底座中的总的相等负荷分布所需的。还可以在其中底座不是纯 人造的底座、即自然和人工底座的组合、因此包括自然和人造元件两者的此类情况下使用 此类加强元件。特别地，可以添加或省却人造部分内的此类加强元件。

38、。因此，在要削弱的底 座的那些区域中，省却一些更多的所有加强元件将是如何有效地且节省成本地削弱第一区 域中的底座的容易方式。此类元件可以例如是包含在混凝土底座中的金属元件，可以改变 其量和/或质量，使得该量和/或质量在第一区域中减少而在第二区域中没有（或未达到这 种程度）。 附图说明 说 明 书CN 102900627 A 7/9页 10 0043 根据结合附图考虑的以下详细说明，本发明的其它目的和特征将变得显而易见。 然而，应理解的是附图仅仅是出于图示的目的设计的且并不作为本发明的限制的定义。 0044 在附图中，类似的附图标记自始至终指示类似的对象。图中的对象不一定按比例 描绘。 0045。

39、 图1示出根据本发明的方法的实施例的示意性方框图， 图2示出根据现有技术的塔架的顶视图， 图3示出如在图2中描绘的相同塔架的侧视图， 图4示出特定构造位置上的风分布的图， 图5示出根据本发明的第一实施例的风力涡轮机的基础的水平横截面的示意图， 图6示出根据本发明的第二实施例的风力涡轮机的基础的水平横截面的示意图， 图7示出根据本发明的实施例的系统的示意性方框图。 具体实施方式 0046 图1在示意性方框图中示出根据本发明的方法的实施例的步骤。在步骤A中，分 析其中计划构建风力涡轮机的构造位置的局部环境情况LES。根据该分析，结果得到表示局 部环境情况LES的局部负荷相关环境数据ED。特别地，这。

40、些局部负荷相关环境数据ED可 以包括表示风力条件和/或其它天气条件的参数值。此外，如果要在离岸位置上构建风力 涡轮机，则其可以表示波浪的影响，特别是构造位置上的波浪方向和波浪的典型最大高度。 相反，如果要在岸上位置上构建风力涡轮机，则其还可以表示要构建风力涡轮机的位置的 表面条件。例如，可以包括表面是平坦地水平还是本质上与水平方向成角度（即倾斜）的信 息。 0047 这些局部负荷相关环境数据ED随后（在第二步骤B）中被用于产生构造指令CI。 从而，实现来自数据库DB的一组预定义规则R的使用，该规则R给出如何从局部负荷相关 环境数据ED导出构造指令CI的指示。这些构造指令CI使得基于该构造指令的。

41、风力涡轮机 的基础的实现导致以下各项：沿着风力涡轮机的塔架的圆周在风力涡轮机的基础的第一所 选区域中和/或在塔架底座的第一所选区域中，与所选横截面中的基础的第二区域相比， 相对于可能的最大负荷而言，基础的承载结构在至少一个所选水平横截面中被削弱。 0048 在第三步骤C中，构造指令CI被输出到用户和/或诸如计算机处理器等的另一处 理装置。 0049 在可选步骤D中，基于构造指令CI来构建风力涡轮机，特别是风力涡轮机的基础。 0050 图2和3示出了根据现有技术的风力涡轮机8的塔架6。塔架6包括承载结构2。 连同底座4一起（参考图3），塔架6是风力涡轮机8的基础1的一部分。 在面朝底座4的 其下。

42、端处，塔架6具有下圆周5，而在面朝吊舱（nacelle）（未示出）的其顶端上，其具有顶部 圆周3，其直径小于下圆周5的直径。上和下圆周3、5两者具有本质上圆形的形状，其是由 许多壳体9的形式定义的，每个壳体具有平面形式且其在圆形线路周围相互邻近地对准， 所述圆形线路定义塔架6的任何水平横截面中的圆周。塔架6具有被接口7互连的多个水 平面，在接口7处，不同水平的壳体9沿垂直方向对准。塔架6还包括被实现为门11的开 口11。当参考塔架6的承载结构2时，门11和事实上任何其它类似开口（未示出）被忽视。 0051 塔架6和底座4、即风力涡轮机8的完整基础1被完全构造，使得在塔架6的周围 说 明 书CN。

43、 102900627 A 10 8/9页 11 和在底座4的任何横截面中，能够抵抗、即补偿相等的负荷。这是由于构造参数而引起的， 该构造参数考虑到必须抵抗来自实际上任何方向、特别是来自侧方向的负荷，使得实际上 来自风力涡轮机8的任何侧面的最大预测负荷是总体基础的强度的计算的基础。可以注意 的是塔架6和底座4的最大可能负荷仍可以改变。 0052 图4示出风力涡轮机8所处于的所选构造位置处的风力条件的示意图。相比于从 风方向吹的风的时间的风数据WD，描绘了以%为单位的概率P，该风具有提供在其标称功率 输出的25%的门限值以上的风力涡轮机8的功率输出的功率。可以看到的是本质上此构造 位置上的风来自西。

44、南方向且很少时间来自东北方。因此，可以推断的是主负荷且特别是风 力涡轮机8的基础1在此类构造位置上必须补偿的主疲劳负荷将来自那两个所述主要方向 （principal direction）。相反，实际上，并不预期风来自东南和西北方向。 0053 现在使用这些风数据WD作为如在图5和6中示例性地示出的根据本发明的风力 涡轮机的基础的构造的最优化的基础，例如以便构造要非常接近于风力涡轮机8构建的第 二风力涡轮机。被归入相同构造位置的定义的非常接近是在先前建立的风力涡轮机8的10 kms、优选地 5kms、最优选地1 km的范围内。 0054 图5和6示出了根据本发明的基础的两个不同实施例。 0055。

45、 在图5中，示出了风力涡轮机8a的基础1a。其沿着塔架6a的垂直延伸部分的任 何地方在水平横截面中包括塔架6a的承载结构2a。沿着其圆周，塔架6a由壳体19、21构 成。在两个第一区域15a、15b中，布置了比在两个第二区域13a、13b中较小的强度、即厚度 的壳体21，其中，壳体19相反地比首先提到的壳体21厚。两个第二区域13a、13b面向西南 和东北方向。结果，与在此特定水平横截面中的第二区域13a、13b相比，塔架6a以及连同 其基础1a一起在两个第一区域15a、15b中被削弱。从而优选的是所有沿着塔架6a的垂直 延伸部分，实现了较强和较弱区域的这样的原理轮廓(principle ou。

46、tline)。 0056 此外，塔架6a具有非圆形形状。这可以通过在图5中描述的两个直径d 1 、d 2 上观 看而看到。在同一水平横截面中，连接两个第一区域15a、15b的第一直径d 1 大于连接两个 第二区域15a、15b的第二直径d 2 。这构成塔架6a的水平横截面的本质上椭圆形状。这样， 塔架6a还被局部地削弱，分别地在其它区域中被加强。在此特定情况下，塔架6a相对于来 自东南和西北侧的负荷被加强。因此，通过将各壳体21的厚度削弱已在这两个方向上削弱 了塔架6a，而同时通过增加的第一直径d 1 将其加强。此加强由于壳体21的减小的厚度而 未完全补偿所述削弱，但而是平衡它到某个有限程度。。

47、 0057 图6示出了与参考图5所讨论的特征相同的特征，使得附图标记1b、2b、6b和8b 指基础1a、承载结构2a、塔架6a和风力涡轮机8b。特征在一个方面不同，即第一区域15a、 15b在其范围内被减小，并且第三区域17a、17b、17c、17d定位于第一区域15a、15b和第二区 域13a、13b之间，其中，壳体23的厚度在位于第一区域15a、15b中的壳体21与位于第二区 域13a、13b中的壳体19的厚度之间。因此，由第三区域17a、17b、17c、17d中的壳体23实 现了一种传递区域，使得负荷电阻（load resistance）并未如在图5所示的实施例中的情 况那样被急剧地减小。

48、。 0058 图7示出了根据本发明的实施例的系统35的示意性方框图。其包括输入接口27， 经由输入接口27，能够接收表示局部环境情况LES的数据DLE。 0059 这些数据DLE被传递至分析单元29，其分析局部负荷环境情况LES并由此导出局 说 明 书CN 102900627 A 11 9/9页 12 部负荷相关环境数据ED。然后使用这些局部负荷相关环境数据ED以便产生构造命令CI。 在如在图1的上下文中描述的意义上，这是基于来自规则数据库DB的规则R执行的。这些 构造命令CI然后经由被实现为输出接口33的输出单元33被输出。它们然后例如能够被 发送到打印设备和/或显示设备，使得构造人员能够评。

49、估构造指令CI并可能基于该构造命 令CI来构造风力涡轮机的基础。 0060 虽然以优选实施例及其变型的形式公开了本发明，但应理解的是在不脱离本发明 的范围的情况下此外可以实现许多附加修改和变型。特别地，塔架可以具有浇铸形状，例如 由混凝土制成，而不是由诸如壳体的构造元件构成。并且，能够以与参考塔架所述的类似方 式来适配基础的底座。从而，能够使特定的焦点指向可以被添加或减少以便局部地削弱底 座的底座中的加强元件。 0061 为了明了起见，应理解的是遍及本申请的“一”或“一个”的使用不排除多个，并且 “包括”不排除其它步骤或元件。 说 明 书CN 102900627 A 12 1/7页 13 图 1 说 明 书 附 图CN 102900627 A 13 2/7页 14 图 2 说 明 书 附 图CN 102900627 A 14 3/7页 15 图 3 说 明 书 附 图CN 102900627 A 15 4/7页 16 图 4 说 明 书 附 图CN 102900627 A 16 。