AT382688B

AT382688B - Halterung fuer einen windkonverter oder windgenerator hoher leistung zur erzeugung elektrischen stromes

Info

Publication number: AT382688B
Application number: AT0010585A
Authority: AT
Original assignee: Thaller Heinrich Ing
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1987-03-25
Also published as: ATA10585A

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für einen Windkonverter oder Windgenerator hoher
Leistung zur Erzeugung elektrischen Stroms, bestehend aus einem im Fundament verankerten Mast und einem am oberen Ende des Mastes angebrachten Maschinensatz (Impeller und Generator), wobei der Mast von einem Stützstab, vorzugsweise Hohlstab, gebildet ist, der mit Hilfe von im Boden verankerten Spannseilen in seiner Lage gehalten ist, wobei die vertikale Schwenkachse (Schwer- achse) des Maschinensatzes mit der mittleren Vertikalachse des Stützstabes ident ist und wobei die Antriebsflügel des Impellers zur Vertikalen in einem spitzen Freiwinkel angesetzt sind, der gleich oder grösser als der Anstellwinkel der einander gegenüberliegenden Spannseile ist.

Bei Windkonvertern bereitet die Aufstellung in der richtigen Betriebslage, d. h. in einer La- ge, bei der man für den mit dem Generator gekuppelten Impeller optimale örtliche Verhältnisse vorfindet, oft erhebliche Schwierigkeiten. Man hat sich früher meist damit begnügt, dass zur Lage- rung des Windkonverters ein frei aufgestellter Gittermast verwendet wird. Nachteilig hiebei ist, dass die aus Festigkeitsgründen beträchtliche Ausmasse bzw. Querschnitte aufweisenden Profile der
Gittermaste zu einer erheblichen Windschattenbildung für den Impeller und damit zu Betriebsstörun- gen, Rhythmusstörungen und zu einer Beeinträchtigung der Laufeigenschaften sowie zu einer Ver- ringerung des Wirkungsgrades des Maschinensatzes führen.

Zur Vermeidung einer Windabschattung des Impellers (d. h. zu einer weitgehenden Befreiung des Impellers vom Windschatten des Mastes) wurde nun vorgeschlagen, dass der Mast von einem mittleren Stab, vorzugsweise Hohlstab, gebildet ist, der mit Hilfe von vom oberen Ende des Stabes schräg nach unten geführten und im Boden ver- ankerten Spannseilen in seiner Lage gehalten ist.

Eine derartige Halterung ist in der Abbildung auf Seite 153 des Buches "Windenergie in praktischer Nutzung : Räder Rotoren, Mühlen, Windkraftwerke" von Felix von König, 2. durchgesehene und erweiterte Auflage Udo Pfriemer Verlag München 1978 geoffenbart. Bei dieser bekannten Halterung sind die im Boden verankerten Spannseile durch eine unterhalb des Maschinensatzes angeordnete Wartungsplattform hindurch zur Spitze des Mastes geführt und unmittelbar unterhalb des Maschinensatzes befestigt. Die am Rohrmast angeordnete Wartungsplattform hat dabei einen wesentlichen Abstand zum Maschinensatz.

Ähnliche Halterungen, allerdings ohne Wartungsplattform, sind in der DE-OS 2825061, in der DE-PS Nr. 459035 und in der DE-OS 3017886 dargestellt. Diese bekannten Halterungen haben sich zwar bewährt, doch müssen hiebei die Masten noch immer verhältnismässig massiv ausgebildet werden.

Bei der Vorrichtung nach der US-PS Nr. 533, 626 ist lediglich eine mit Seilen verspannte Plattform zur Ausführung von Wartungsarbeiten an der Windkraftmaschine vorgesehen. Diese gar nicht am obersten Ende des Mastes angebrachte Plattform hat zur eigentlichen Windkraftmaschine einen erheblichen Abstand und ist in etwa mit der in der erstgenannten Literaturstelle gezeigten Halterung vergleichbar.

Die US-PS Nr. 3, 561, 890 zeigt eine Anordnung mit einer verhältnismässg grossen Wartungsbühne, die an der Säule aus einer horizontalen Betriebsstellung in eine schräge Wartungsstellung um eine Achse schwenkbar ist. Dabei sind auf der einen Seite des Mastes Stangen und auf der andern Seite des Mastes Seile angebracht, um Schwenkung bzw. Verankerung des Mastes bzw. der Plattform zu ermöglichen. Bei dieser bekannten Anordnung ergeben sich Probleme hinsichtlich Aufstellungsmöglichkeit und Aerodynamik.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und eine Halterung für einen Windkonverter zu schaffen, die sich vor allem durch minimalen Materialaufwand, niedrige Montagekosten und günstige Aerodynamik auszeichnet.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Maschinensatz über eine Lagerplatte mit dem Stützstab verbunden ist und der Durchmesser des Stützstabes wesentlich kleiner als der Durchmesser der Lagerplatte des Windkonverters ist, wobei die Spannseile am äusseren Rand der Lagerplatte des Windkonverters angreifen.

Die erfindungsgemässe Halterung hat gegenüber den bekannten Anordnungen folgende Vortei- le :
1. Einfachster Aufbau (Lagerplatte unmittelbar unter dem Windgenerator, keine komplizierten
Zwischenteile, einfachste Seilverspannung).

2. Optimale Aerodynamik (Lagerplatte unmittelbar unter dem Wingenerator sowie flache Ausbil- dung des Drehlagers).

3. Optimale Stabilität (Lagerplatte am obersten Ende des Stützstabes).

4. Weitgehende Wartungsfreiheit (u. a. deshalb, weil die Spannseile im Boden fest verankert sind).

5. Einsatzmöglichkeit bei Windkonvertern sehr hoher Leistung (trotz Vermeidung einer Wind- abschattung immer noch genügend Festigkeitsreserven bzw. Sicherheit).

6. Minimaler Aufwand an Bauteilen (auf Grund unmittelbarer Anbringung der Spannseile an der Lagerplatte).

7. Besonders einfache Montage (Befestigung der Spannseile nur am Boden bzw. am Rand der
Lagerplatte).

8. Geringstmögliche Windabschattung des Impellers [nur eine (weitläufige) Anordnung von rundum verteilten Spannseilen vorhanden].

9. Besonders stabiles und leichtgängiges flaches Drehlager mit entsprechenden Führungen.

10. Winkonverter kann sowohl als Vorwindläufer als auch als Nachwindläufer ohne Einbusse auch nur einer der vorgenannten positiven Eigenschaften verwendet werden.

Die Erfindung soll nun an Hand der schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen zeigen Fig. l eine Seitenansicht und Fig. 2 eine Rückansicht der erfindungsgemässen Halterung für den Windkonverter.

Gemäss den Zeichnungen ist ein in einem Betonfundament-l-verankerter Mast vorgesehen, an dessen oberem Ende der Maschinensatz --3--, bestehend aus einem Impeller --4-- mit zwei Antriebsflügeln --4a und 4b-- und einem Generator --5-- zur Erzeugung elektrischen Stroms ange- bracht ist. Zur Vermeidung einer Windabschattung des Impellers bzw. der Antriebsflügel ist der
Mast von einem schlanken mittleren, in Richtung seiner Längsachse ausschliesslich auf Druck bean- spruchten Stab --2--, vorzugsweise Hohlstab, gebildet, der mit Hilfe von vom oberen Ende des Stabes schräg nach unten geführten und in Entfernung vom unteren Ende des Stabes --2-- im Boden verankerten Spannseilen --6-- in seiner Lage gehalten ist.

Die Anbringung des Maschinensatzes am oberen Ende des Mastes erfolgt vorteilhaft in der Weise, dass das durch die verhältnismässig hohe Leistung bedingte Gewicht des Maschinensatzes --4, 5--im Ruhezustand den Stabquerschnitt bei freistehendem Stab rundum gleichmässig auf Druck beansprucht. Die nachträglich angebrachten rundum einander gegenüberliegenden Spannseile sollen dann ein Wippen des Mastes und damit eine unzulässige Biegebeanspruchung unter Windeinwirkung verhindern. In der Schwerachse des Maschinensatzes ist der Windkonverter oder Windgenerator auf einem massiven Drehlager --7-- befestigt, das aus einem Rotor und einem auf einer Lagerplatte - montierten Stator besteht. An dem äusseren Rand der Lagerplatte --8-- greifen die Spannseile --6-- an.

Auf diese Weise kann sich der Maschinensatz durch einen nicht dargestellten Leitflügel mit einer entsprechenden Drehbewegung optimal in die energieträchtigste Hauptwindrichtung einpendeln. Der Windflügel oder Impeller ist aerodynamisch so ausgebildet, dass der Wind sowohl von vorne als auch von hinten einwirken kann.

Claims

PATENTANSPRUCH : Halterung für einen Windkonverter oder Windgenerator hoher Leistung zur Erzeugung elektrischen Stroms, bestehend aus einem im Fundament verankerten Mast und einem am oberen Ende des Mastes angebrachten Maschinensatz (Impeller und Generator), wobei der Mast von einem Stützstab, vorzugsweise Hohlstab, gebildet ist, der mit Hilfe von im Boden verankerten Spannseilen in seiner Lage gehalten ist, wobei die vertikale Schwenkachse (Schwerachse) des Maschinensatzes mit der mittleren Vertikalachse des Stützstabes ident ist und wobei die Antriebsflügel des Impellers zur Vertikalen in einem spitzen Freiwinkel angesetzt sind, der gleich oder grösser als der Anstell- <Desc/Clms Page number 3> winkel der einander gegenüberliegenden Spannseile ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinensatz (3) über eine Lagerplatte (8)

mit dem Stützstab (2) verbunden ist und der Durchmesser des Stützstabes (2) wesentlich kleiner als der Durchmesser der Lagerplatte (8) des Windkonverters (3) ist, wobei die Spannseile (6) am äusseren Rand der Lagerplatte (8) des Windkonverters angreifen.