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Die Erfindung betrifft eine Windturbine mit vertikaler oder geneigter Rotorachse und Auftriebs- ausnutzung, bestehend aus einem Turm an dessen Spitze über ein horizontal oder geneigt liegen- des Drehlager eine Rotornabe mit Tragarmen drehbar angeordnet ist und die Leistung an einen oder mehrerer Generatoren, Hydraulik- oder Wasserpumpen übertragen wird, wobei wenigstens zwei an Tragarmen schwenkbar angeordnete Rotorflügel vorgesehen sind, welche ein aerodynami- sches Tragflügelprofil aufweisen, wobei die Flügellängsachse parallel oder in einem Winkel zur Rotorachse angeordnet ist und die Flügel während ihres Umlaufes um die Rotorachse zyklisch um eine parallel zur Flügellängsrichtung stehende Achse so gekippt werden,
dass die Flügel in jeder Position entlang ihres Umlaufes immer eine möglichst grosse Komponente der Auftriebskraft in Richtung der Tangente des Rotationskreises erzeugen.
Die Bedeutung der Nutzung der Windenergie durch Windkraftanlagen hat in den letzten Jahren eminent zugenommen, da einerseits der Einsatz computergesteuerter Komponenten im elektro- technischen und mechanischen Bereich die Beherrschbarkeit der Windenergie und der Wirkungs- grad der Windanlagen gestiegen sind und andererseits die erneuerbaren Energien allgemein an Bedeutung gewonnen haben, vor allem durch die Notwendigkeit der Reduzierung des C02-Aussto- #es (ist bei der Stromerzeugung im EU-Schnitt zu 30% beteiligt) und anderer Verbrennungsgase.
Der Einsatz von Windmotoren kann einen beträchtlichen Beitrag zu diesem Vorhaben leisten, wobei durch technische Optimierung der Windkraftanlagen in Verbindung mit sinnvollen Einspeise- tarifen das Auslangen gefunden werden kann und somit auch aus dieser Sicht eine wirtschaftlich verwertbare Energiequelle zur Verfügung steht.
Die bisher im Einsatz befindlichen und gebauten Windräder für höhere Nennleistungen, z.B.
300-1500 KW bei einer Windgeschwindigkeit von 13,5 m/s sind meist als Propellerwindräder aus- geführt. Die Nachteile der Propellerwindräder mit horizontaler Achse sind in mehrfacher Hinsicht der Energiegewinnung aus der Windströmung hinderlich und können aus konstruktiven und aero- dynamischen Gründen nicht vermieden werden. Einerseits ist es so, dass aufgrund der Kreisflä- chenform im Bereich innerhalb des halben Flügelradius nur mehr 25% der gesamten Fläche zur Verfügung stehen. Im Bereich zur Flügelnabe hin wird auch das gewinnbare Antriebsdrehmoment immer geringer Derjenige Teil der Kreisfläche, welcher in der Nähe der Achse liegt kann also nicht ausgenützt werden. Zudem kommt noch, dass sich die endliche Flügelzahl besonders an den Flü- gelspitzen ungünstig bemerkbar macht.
Die Ergebnisse der Propellertheorie tragen dem Rech- nung, wobei bereits von PRANDTL anstelle des wirklichen Durchmessers D der kleinere wirksame
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"Fortschrittsgrad" = v1/u wobei v1..... die Windgeschwindigkeit vor dem Windrad, und u.... die Um- fangsgeschwindigkeit darstellt. Ein weiterer Nachteil ist, dass der schwere Generator (bei grossen Anlagen mehrere Tonnen) an der Turmspitze angeordnet ist und ständig der Windrichtung nach- geführt werden muss. Die Leistungsabnahme z. B. mit Schleifringen stellt einen weitem Nachteil dar.
Weiters ist zu erwähnen die hohe Geräuschentwicklung infolge der hohen Geschwindigkeit an den Flugelspitzen, wobei hier bei grösseren Anlagen die Geräuschbelästigung im Infraschallbereich her- vorzuheben ist.
Im Bereich der Windmotoren mit vertikaler Drehachse gibt es bereits eine Reihe von Ausfüh- rungsvarianten, z. B. den Savonius-Rotor oder auch S-Rotor genannt, mit den halbzylinderförmigen Schalen (Leistungsfaktor Imax = 0,24), oder den Darrieus-Rotor bzw. den H-Darrieus-Rotor, wel- che bereits aerodynamische Flügelprofile aufweisen (siehe dazu "Windkraftanlagen" von E. HAU, 2. Aufl. 1995) Der Nachteil bei den Darneus-Rotoren ist allerdings, dass die Flügelprofile während ihres Umlaufes nicht verstellbar sind, der Leistungsfaktor daher mit rund 0,30 daher relativ niedrig liegt.
Weiters ist auch ein Windmotor mit vertikaler Achse und Auftriebsausnutzung bekannt (Disser- tation W. JUST, TH-Breslau 1936), bei welchem die senkrecht stehenden aerodynamisch geform- ten Flügel wahrend ihres Umlauf zyklisch mittels eines Exzenters angesteuert werden und so in jeder Position ein positives Drehmoment um die Rotorachse erzeugt wird. In dieser Schrift wird auch bereits nachgewiesen, dass ein Windmotor mit vertikaler Achse und Auftriebsausnutzung einen um 25% höheren Leistungsbeiwert aufweist als ein Propellerwindrad mit horizontaler Achse und gleicher Anströmfläche.
Was allerdings auch rein anschaulich bereits verständlich ist, da sich einerseits die Flügel bei dieser Ausführung - und im Unterschied zum Propellerwindrad - entlang ihrer gesamten Länge im gleichen grossen Abstand von der Rotorachse befinden und andererseits
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dem Wind auch auf der hinteren Seite der bestrichenen Rotorfläche Energie entnommen wird.
Diese Ausführung besitzt allerdings den Nachteil, dass sie aufgrund der mechanischen Flügelver- stellung mittels Gestänge nur für kleine Leistungen geeignet ist und keine Anpassung der erforder- lichen Flügelkippung an die jeweilige Windgeschwindigkeit erfolgt. Die Lagerung und Aufhängung der Flügel sind zudem aerodynamisch ungünstig. Ein weiterer Nachteil ist die nach diesem System grosse erforderliche Flügeltiefe, da dort davon ausgegangen wird, dass der Hauptanteil der dem Wind entzogenen Energie im vorderen Bereich des von den Flügeln bestrichenen Zylindermantels erfolgt. Das Grundprinzip dieses Systems ist auch bekannt als Voith-Schneider-Propeller in der
Schifffahrt, wo es sich für die ausgezeichneten Manövriereigenschaften bestens bewährt hat.
Ferner hat der Erfinder aufgrund seiner Konstruktionszeichnung vom 09. 05.1981 (AEROTECH, Zeichungs-Nr. 01 101 00) zwei- und dreiflügelige Windmotoren dieser Bauart hergestellt und er- folgreich in Erprobung gebracht. Die Ausführung entsprach der Konstruktion nach Fig. 22. Dabei wurden die senkrecht stehenden Flügel -47,48- je mittels eines Gestänges-51,52-, welches an einem Exzenter -55- durch die Kugellager -56- gelagert war, je nach Windrichtung während des ge- samten Umlaufes gesteuert. Eine am Exzenter-55- befestigte Windfahne-57- verstellte je nach Windrichtung den Exzenter-55-, der um den Mittelpunkt (M) drehbar war. Oben und unten ange- ordnete Tragarme-45,46- dienten mit den Drehpunkten-49,50- der Lagerung der Flügel -47,48-.
Nachteilig bei dieser Ausführung war, dass zwar die Windnchtung automatisch bei der Flügelkip- pung berücksichtigt wurde, nicht jedoch die Windstärke. Es konnte lediglich die Exzentrizität (e) mittels eines Langloches von Hand verstellt werden.
Aus der US 4 410 806 ist ferner eine Windturbine mit vertikaler Achse und verstellbaren Flü- geln bekannt, es werden dabei jedoch nicht die unterschiedlichen Durchlassfunktionen an der Vor- der- und Rückseite der Turbine berücksichtigt, weshalb der Wirkungsgrad insgesamt gering blei- ben muss. Die US 3 897 170 beschreibt eine Windturbine, weiche Anemometerschalen aufweist und daher nicht das Auftriebsprinzip verwendet, wodurch die Energieausbeute von vorneherein sehr niedrig ist.
Ziel der Erfindung ist es eine Windturbine zu schaffen, welche einerseits dem höchst zu errei- chenden Leistungsfaktor möglichst nahe kommt und andererseits eine relativ einfache Konstruktion aufweist, damit ein wirtschaftlicher Einsatz bei preiswerter Produktion realisierbar wird. Weiters an- gestrebt wird die Verringerung der Schnelllaufzahl (#s = u/v.... Umfangsgeschwindigkeit zu Wind- geschwindigkeit), um aus einer die Umgebung belästigenden Schallfrequenz herauszukommen.
Um dieses Ziel zu erreichen und um die Nachteile der bisher bekannten Windenergieanlagen zu beseitigen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Verstellung der Flügel, welche eine Zylindermantel-, Kegelmantel- oder eine andere durch die Kreisbewegung hergestellte Mantelflä- che beschreiben, um die Achse parallel zur Flügellängsrichtung hydraulisch, pneumatisch, elektro- mechanisch oder mechanisch während des Umlaufes der Flügel, wahlweise getrennt und unab- hängig voneinander automatisch zyklisch erfolgt, wobei dieser Schwenkvorgang in Abhängigkeit von der jeweiligen Windrichtung und Windgeschwindigkeit, der Windturbinendrehzahl, der erforder- lichen Durchlassfunktionen, sowie der für den Antrieb des (r) bzw. Pumpe notwendi- gen Drehzahl bzw. Drehmoment und Leistung erfolgt, z.
B. unter Verwendung von elektrohydrauli- schen oder elektropneumatischen Proportional- oder Servoventilen, oder Elektroschaltern, wobei die an den Flügeln angreifenden Verstelleinrichtungen, wie z. B. doppelt wirkende Hydraulik- od.
Pneumatikzylinder, hydraulische od. elektrische Schwenkmotoren, elektrische Linearmotoren oder Hebeleinrichtungen eine integrierte oder externe Weg- bzw. Winkelaufnehmung aufweisen und ein Computer mit dem entsprechenden Rechnerprogramm laufend unter Berücksichtigung der erwähn- ten Parameter den augenblicklich erforderlichen Schwenkwinkel jedes einzelnen Flügels steuert bzw. regelt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Konstruktion durch Verringerung der Flügeltiefe so ausgebildet ist, dass auch in dem - bezüglich der Windangriffsrich- tung hinteren Zylinder- bzw. Kegelmantelflächenbereich - dem Wind ein höherer Energieanteil ent-
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einer Windturbine mit senkrecht stehender Achse, bzw. ein grösserer Anteil im hinteren Bereich bei Windturbinen mit geneigter Achse und einen Kegelmantel beschreibende Umlaufbewegung der Flügel.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
Zur Erläuterung des bisher Gesagten sei eine Abhandlung der grundlegenden Zusammen-
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hänge angeführt:
Hat der Wind weit vor dem Windrad die Geschwindigkeit v1 und ist m die sekundlich durch das Windrad strömende Masse des Windes in kg ist die dazugehörige Leistung L1 = (m/2).v12. Dem Wind kann man aber nur einen Teil seiner Gesamtenergie entziehen, weil der Wind ja weiterströ- men muss, d. h. die Windgeschwindigkeit v1 wird im Windrad auf die Windgeschwindigkeit v2 abge- bremst. Die dadurch zu erhaltene Leistung ist : = (m/2) . (v12-v22).
Wenn v' die Durchtrittsgeschwindigkeit des Windes durch die von den Flügeln bestrichene Fläche F ist, so ist m = p.F.v', wobei p die Luftdichte ist (p = 1,205 kg/m3). Also ist L = (p/2)F.V.
.(v12 - v2 2).
Die auf die Windradfläche F wirkende Schubkraft S infolge Verminderung von v1 auf v2 muss gleich der sekundlichen Änderung des Impulses sein : S = m.(v1 - v2). Andererseits ist die Leistung L = S.v' = m.(v1 - v2).v' = (m/2).(v12 - v22) Daraus folgt für die Durchtrittsgeschwindigkeit v' = (v1 + v2)/2.
Führt man nun die "Durchlassfunktion" k ein, sodass v' = k.v1 ist, also dass für k = 1 die Luft überhaupt nicht, für k = 0 völlig abgebremst wird, also 0 < k < 1, folgt: v' = k.v1 = (v1 + v2)/2 oder v2 = v1.(2k -1) In die Gleichung von L eingesetzt folgt:
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also : dUdk = 0. Daraus folgt 2k - 3k2= 0 oder k = 2/3.
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stens 59,26% Energie dem Wind entziehen kann. Dieser Faktor wird auch als Leistungsfaktor bezeichnet, sodass I = 0,5926 (Betz-Zahl). Mit anderen Worten : muss der Wind auf 1/3 seiner ursprünglichen Geschwindigkeit abgebremst werden, um ihm die höchstmögliche Energie zu entziehen.
Nachdem der Wind also einen Teil seiner Energie abgegeben hat und mit der Geschwindigkeit v2 nach Verlassen des Windrades weiterströmt, könnte man auch versuchen dem Wind noch einmal Energie durch ein weiteres Windrad abzunehmen. Sodass die Gesamtleistung wäre Lges = Lvorn + Lhinten. Wenn man nun in obige Gleichungen einsetzt und für v2 = v1.(2k -1) setzt, erhält man wieder durch Differentieren und Nullsetzen, also (dLges/dk) = 0 den Wert für k = 0,75. Der Leistungsfaktor beträgt dann 1= 0,63. Die Steigerung wäre also nur 6,31% gegenüber einem Windrad, wodurch zwei Windräder hintereinander unwirtschaftlich wären. Allerdings ist dies - wie dies später gezeigt wird - nicht der Fall, wenn bereits mit einem Windrad mit vertikaler Achse dem Wind zweimal Energie, namlich an der vorderen und hinteren Seite, entzogen werden kann.
Bei einem Propellerwindrad ist nun der tatsächliche Leistungsfaktor, wie bekannt, nicht 0,5926 sondern es wird aus den oben bereits angeführten Gründen (Nichtausnützbarkeit der Kreisflache im Bereich der Nabenmitte, Flügelspitzenkorrektur usw. ), bei den besten Propellerwindrädem nur der Wert I = 0,5926 . 0,74 = 0,44 erreicht.
Bei der Berechnung des Leistungsfaktors von Windmotoren mit vertikaler oder geneigter Achse und Auftriebsausnutzung ist vorerst davon auszugehen, dass die Flügel so um eine vertikale bzw. geneigte Achse gekippt werden, dass die Flügel im Bereich der Windrichtungstangente zum Rotorkreis mit ihrer Profilsehne genau in Windrichtung stehen, also an diesen beiden Stellen keinen Beitrag zum Drehmoment bzw zur Leistung liefern können. Die Durchlassfunktion k wird also im Gegensatz zu früher jetzt variabel und ist abhängig vom jeweiligen Drehwinkel 5, sodass k = k(#) Wie aus obigem bereits bekannt, soll der Wert k möglichst nahe dem Wert 2/3 kommen.
Die einfachste Konstruktion mit Hilfe eines Exzenters in der Windradmitte und mit einem Gestänge zur Flügelkippung entspricht einer variablen Durchlassfunktion von k = 1 - x.sin± Aus den obigen Ausführungen ist ja bekannt, dass L = (p/2).F.v13/4.(k2- k3). Da hier die Durchlassfunktion k nicht mehr
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Bereich den Windmotors, also das Integral von 0 bis Ò so erhält man für die Kippbewegung, der k = 1 - x.sin#entspricht für x den Wert 0,4, bei welchem L ein Maximum wird. Eingesetzt ergibt sich dann für Lmax der Wert Lmax = (p/2).F v13.0,556. Der Leistungsfaktor beträgt also I = 0,556. Man sieht also, dass der Leistungsfaktor I bei Windturbinen mit senkrechter Achse und Auftriebsaus- nutzung gegenüber den Propellerwindrädern um rd. 25% höher liegt.
Eine Flügelspitzenkorrektion kommt bei den Windmotoren mit vertikaler oder geeigneter Achse
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nicht in Frage, da man - wie an sich bekannt - an den Flügelenden Scheiben anbringt, um den induzierten Flügelwiderstand zu verringern. Berechnet man nun die Energie, welche dem Wind an der hinteren Windmotorseite entzogen wird ergibt sich - wie auch im Vorigen berechnet, bei Hintereinanderschaltung von zwei Propellerwindrädern - dass nur ein geringer Leistungszuwachs erfolgt.
Erfindungsgemäss wird jedoch vorgeschlagen, dass an der vorderen Windradseite nicht gleich die grösstmögliche Energie entzogen wird, sondern nur ein Teil der möglichen Energie, damit auch im hinteren Bereich des Windrades noch ein möglichst grosser zu entziehender Energieanteil entfällt. Dies wird einerseits dadurch erreicht, dass die Flügeltiefe relativ gering gehalten wird (also schmäler als nach einem Windrad nach Diss. JUST) und andererseits die Durchlassfunktion k für die vordere und hintere Seite nicht ident gewählt wird, was aufgrund der elektronischen Computersteuerung leicht realisierbar ist, d. h. Lmax = Lvorn + Lhinten. Mittels eines Simulationsprogrammes kann nun bestimmt werden, wie sich die höchste Leistungszahl 1 durch Variation der Durchlassfunktionen k und der Flügeltiefe t realisieren lässt.
Da die Flügel während ihres Umlaufes jeweils von der linken und rechten Seite angeströmt werden, ist es sinnvoll ein symmetrisches Tragflügelprofil zu wählen (z.B. NACA 0012), wobei allerdings durch die Kreisbewegung sich ein derartiger Flügel so verhält, wie ein Flügel mit gekrümmtem Profil. Die Flügel können aber auch eine gekrümmte Profilsehne aufweisen, da sie damit im Bereich der Tangente des Windes an den Rotationskreis einen geringeren Widerstand aufweisen. Für eine zyklische Kippbewegung der Flügel, ausgehend von der Windrichtung kann ein in der Praxis leicht zu realisierbarer Wert a = ao . sin@(ao ... max. Anstellwinkel) angegeben werden.
Berechnet man die Flügel nach der Gauert'schen Theorie der nichtstationären ebenen Potentialströmung, so ergibt sich nach Diss. JUST ein Wert für die Flügelbreite von t = (1,56.D)/ [(z).cao.c.(c2 + k2)], dabei ist D... Windraddurchmesser, z.... Flügelanzahl, cao...... Auftriebsbei-
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vorgeschlagen, in der Formel anstelle von z/2 die gesamte Flügelanzahl z zu setzen, somit wird die Flügeltiefe um 50% verringert und es wird erreicht, dass auch im hinteren halbzylinderförmigen von den Flügeln bestrichenen Bereich mehr Energie dem Winde entzogen wird. Ein zusätzlicher Effekt ist die Steigerung der Drehzahl. Der Wert c = u/v (Schnelllaufzahl) ist nicht so hoch wie bei den Propellerwindrädern (c = 5 bis 15), sondern wird in der Grössenordnung den Wert c = 2 erreichen.
Dies ist aber erwünscht, um die Geräusche und die Belastung der Flügel zu verringern.
Anhand von Zeichnungen soll nun der Erfindungsgegenstands näher erläutert werden:
Fig.1 zeigt eine beispielsweise Windturbine in Seitenansicht;
Fig. 2 die Windturbine in Draufsicht;
Fig. 3 in Vogelperspektive;
Fig. 4 zeigt die Lagerung der Flügel;
Fig. 5,6 und 7 zeigen Formen der Tragarme;
Fig. 8 und Fig. 9 zeigen das Schema für die Funktion bzw. für die Berechnung;
Fig. 10, 11 und 11A zeigen eine weitere Ausführungsform;
Fig.12, 13 und 14 zeigen einen Windmotor mit kegelförmiger Rotorfläche; Fig. 15 eine weitere Ausführung mit geeigneter Achse;
Fig. 16 und Fig. 17 ein Grosswindrad; Fig. 18 und Fig. 19 Ausführungen von Flügelenden;
Fig. 20 und Fig. 21 weitere Ausführungen der Flügel bzw.
Tragarme:
Fig. 22 eine Ausführung zum Stand der Technik;
Fig. 23, 24 und 25 weitere Varianten von Flügelformen;
Fig. 26 und Fig. 27 eine Windturbine mit einem grossen Verhältnis Höhe zu Durchmesser;
Fig.28 und Fig. 29 Flügelstellungen;
Fig. 30 hydraulisches Steuerschema ; Fig. 31 Abtriebssituation:
Fig. 32 Antrieb der Generatoren:
Fig. 33 bis Fig. 36 verschiedene Generatorschaltungen.
Die Fig. 1,2 und Fig. 3 zeigen eine Windturbine der erfindungsgemässen Art, wobei die Erfin- dungsmerkmale aus diesen Zeichnungen noch nicht hervorgehen, jedoch der grundsätzliche Auf- bau bereits gegeben ist. Auf einem rohrförmigen Mast-1-, meist ein Stahlrohr, befindet sich oben ein waagrecht liegendes Drehlager -2-, an welchem eine Rotornabe-3- drehbar befestigt ist.
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Mittels der Tragarme -4,4a;5,5a;6,6a- gelagert befinden sich um Umfang angeordnet, senkrecht stehende aerodynamisch geformte Flügel -7,8,9-. Die Tragarme -4,4a;5,5a;6,6a- sind mittels diagonal angeordneten Verstrebungen-5b- verstärkt, wobei sowohl alle Tragarme -4,4a;5,5a;6,6a-, als auch die Verstrebungen aerodynamisch geformte Profile darstellen, um den Luftwiderstand so gering wie möglich zu halten.
Im Beispiel nach Fig. 1,2 und Fig 3 sind auch konkrete Masse eingetragen um die Relationen besser darstellen zu konnen. Es handelt sich dabei um eine 600 KW Anlage Die angeströmte Windfläche errechnet sich dabei zu F = D. h. An der Unterseite des Turmes-1- befindet sich eine Türe -1a- und seitlich ist eine Aufstiegshilfe -1b-angeordnet, welche vorzugsweise jedoch innen vorgesehen sein wird. Der Generator befindet sich am Fusse des Turmes-1-. Da es sich um einen hohen Turm-1- handelt (im Beispiel ca 50 m) bietet sich an oben am Turm-1- eine Aussichtsterrasse -1c-vorzusehen. Im Beispiel nach Fig. 2 ist ein symmetrisches Flügelprofil angegeben z. B. NACA 0012, welches auch bei den ausgeführten Windturbinen des Erfinders bereits Anwendung gefunden hat.
Fig 4 zeigt die Lagerung der Flügel -7,8,9-. Ein Tragarm-4-, welcher schwenkbar um die Achse-16- angeordnet ist, besitzt an seinem vorderen Ende eine Lagerstelle -14- in welcher ein Lagerblech -10- schwenkbar gelagert ist, welches den Flügel -8- trägt. Ein Hydraulikzylinder-11- greift an der Lagerstelle -13- in das Lagerblech ein und ist gleichzeitig am Tragarm-4- beim Punkt-12gelagert. Mittels der Hydraulikleitungen -19,20- wird der Hydraulikzylinder -11- mit Drucköl versorgt. Die Kippbewegung der Flügel -7,8,9- kann auch mittels hydraulischer Schwenkmotoren realisiert werden. Der Tragarm-4- ist mittels der Laschen -15,15a - mit der Rotornabe-3- verbunden.
Diese Ausführung ist für alle drei Flügel -7,8,9- gleich. Die unteren Tragarme -4a,5a,6a- benötigen normalerweise keinen eigenen Schwenkzylinder -11-, jedoch ein Schwenklager, welches axial mit dem Lager-14- zusammenfällt. Die waagrecht liegenden Lagerachsen -17,18- sind die weiteren Lagerstellen für die beiden anderen Lagerarme-5,6-. Ebenso schwenkbar sind die unteren Lagerarme -4a,5a,6a-. Durch diese Schwenkmöglichkeit sind die Komponenten wesentlich einfacher zu montieren. Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen einen Schnitt A-B durch den Lagerarm-4- und zeigen verschiedene aerodynamische Ausbildungen der Tragarmprofile -4',4",4"'-. Günstigerweise befindet sich die Lagerstelle -14- in Höhe des Druckpunktes des Profiles der Tragflügel -7,8,9-, um das erforderliche Schwenkmoment so gering als möglich zu halten.
Fig. 8 zeigt das Schema der Steuerung während des Umlaufes des senkrecht stehenden Flügels -7-. Der Wind strömt mit v1 auf die vordere Seite des Flügels -7- auf, wobei der Flügel gegen- über der x-Achse so geneigt ist, dass die resultierende Geschwindigkeit vR aus Umfangsgeschwindigkeit u und v1 in einem Anstellwinkel a zum Flügelprofil steht, sodass ein Auftrieb A entsteht, mit einer Tangente At zum Rotationskreis -21-. Ebenso entsteht an der hinteren Seite, wo der Wind nur mehr die abgebremste Geschwindigkeit v2 aufweist, ein Auftrieb A' zur Verstärkung des Drehmomentes Die Flügel -7,8,9- werden nun so gesteuert, dass sie in jeder Position - ausgenommen wenn die Flügel -7,8,9- genau in Windrichtung stehen - ein positives Antriebsmoment A. r, bzw. At. R erzeugen.
In Fig. 8 ist ferner der Schwenkwinkel p dargestellt, der Winkel zwischen Profilsehne und der jeweiligen Tangente zum Rotationskreis. Da die Flügel -7,8,9- unabhängig voneinander steuerbar sind, kann eine unterschiedliche mittlere Durchlassfunktion an der Vorder- und Rückseite - in Bezug auf die Windrichtung - der Windturbine realisiert werden. Wenn also dem Wind z. B. vorne (also von 0 bis Ò) und von hinten (von 1{ bis 2.Ò) gleich viel Leistung entnommen werden soll, muss die Abbremsung im vorderen Bereich von v1 auf v2 wie folgt sein :
Da die sekundliche Gesamtenergie des Windes vor dem Windrad Lo = (p/2).F.v13 beträgt und der Wind nur max. auf 1/3 seiner ursprünglichen Geschwindigkeit abgebremst werden kann, um ihm die grösstmögliche Leistung zu entziehen, kann man damit die Durchlassfunktionen kv (vorne) und kh (hinten) berechnen.
Da vorne und hinten dann nur mehr 1/3 von der Gesamtenergie ent-
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= 1/12; d. h. die Durchlassfunktion vorne ist etwa kv= 1/3. Im vorderen Bereich verliert also der Wind nur ca 1/3 seiner Geschwindigkeit (v2 = (1/3).v1), im hinteren Bereich dann das weitere Drittel. Die Durchlassfunktion k = 1 - x.sin# und damit der Wert x ist abhängig vom jeweiligen Anstellwinkel a des Flügels -7-. Werden z. B. die Flügel -7,8,9- im vorderen Bereich von 0 bis Òso gesteuert, dass diese zur resultierenden Windrichtung vR immer so stehen, dass kein Auftrieb entsteht, ist k = 1, der Wind wird nicht abgebremst, d. h. x = 0 Der Wert x ist ein Mass für den maximalen Verstellwinkel und somit für den Anstellwinkel a. Bei zunehmendem Anstellwinkel a
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wird dem Wind mehr Energie entzogen werden.
Der Wert x ist ferner ein Mass für die Exzentrizität e nach Fig. 22, d. h. im einfachen Fall ist e = c1 + c2.x, (c1,c2 .... Konstante). In eine Mikropro- zessorsteuerung kann nun der Wert x für die vordere kv und hintere Durchlassfunktion kh eingeben werden, bzw. wird automatisch im Computer aufgrund der geforderten Antriebsdaten generiert.
Fig. 9 wurde bereits bei der mathematischen Ableitung erwähnt
Fig. 10 zeigt eine beispielsweise Ausführung eines erfindungsgemässen Windmotors, wobei die radial angeordneten Tragarme-4,4a;6,6a- mit Hilfe eines Tragflächenstückes -23,23a- ein Gelenk- viereck -24,24a,25,25a- bilden. Mit Hilfe eines Seilzuges -22,22a- und einer nicht dargestellten
Seilwinde oder eines Hydraulikzylinders -22b- kann das Gelenkviereck -24,24a,25,25a- mit den um die Achsen-14,14'- verstellbaren Flügeln -7,8- in vertikaler Richtung gehoben oder gesenkt wer- den. Beim Absenken ergibt sich somit ein kleinerer Durchmesser D', dies kann z. B. bei Sturm angebracht sein und mittels automatischer Regelung erfolgen. Die Tragarme-4,4a;6,6a- bestehen zumindest im äusseren Bereich aus Tragflächenprofilen, wie in der Fig. 11, welche den Schnitt C-D darstellt, ausgeführt ist.
Durch entsprechende Ausbildung entsteht somit ein Auftrieb A", da die Tragarme-4,4a;6,6a- mit der Geschwindigkeit u" angeblasen werden Der Auftrieb A" verringert nun die Lagerbelastung des Drehlagers -2-, womit Reibungsenergie eingespart werden kann. In
Fig. 11A ist ein Schnitt X-X dargestellt, der zeigt, dass das Verbindungsstück-23,23a- ebenfalls als Tragflächenprofil ausgebildet ist, wodurch in diesem Bereich ein "Doppeldeckersystem" entsteht, mit dem Effekt eines höheren Auftriebes. An der Spitze der Rotornabe-3- ist eine Windmessein- richtung-99- vorgesehen, welche sowohl die Windgeschwindigkeit als auch die Windrichtung lau- fend misst und an eine Mikroprozessorsteuerung weitergibt. Ebenfalls laufend gemessen wird die Position der Tragarme-4,5,6- in Bezug auf die jeweilige Windrichtung und die augenblickliche Win- kelstellung der Flügel -7,8,9-.
Die Mikroprozessorsteuerung regelt somit laufend die Flügelstellung während ihres Umlaufes unter Bezugnahme auf die gewünschten Leistungsparameter, wie Dreh- zahl, Drehmoment usw. In Fig. 10 ist ferner die Verankerung -1b- der Windturbine erkennbar, wo- bei - wie an sich bekannt - im Boden ein Betonring mit Stahlstreben zum Montagesockel vorgese- hen ist, an welchem der zylinder- oder kegelförmige Rohrturm -1- aufgeschraubt wird.
Fig. 12,13 und Fig. 14 (Schnitt durch den Flügel -28-) zeigen eine erfindungsgemässe Varian- te, bei welcher die Rotomabe -35- in einem Winkel # schräg steht. Die Flügel -27,28,29,30- bewe- gen sich auf einer Kegelmangelfläche mit einem Spitzenwinkel von etwa 90 . Die Flügel -27,28,29,30- sind ebenfalls um eine Lagerung-33- verdrehbar angeordnet, um den jeweils opti- malen Anstellwinkel zu erzielen. Wie in Fig. 13 erkennbar ist dabei die Anströmfläche eine Ellipse -31-. Im oberen Bereich ist sowohl ein Drehlager -34- als auch ein Schwenklager -36- vorgesehen.
Eine Verstrebung-32- verhindert, dass die Flügel -27,28,29,30- nach aussen wandern. Hier wird also dem Wind hauptsächlich auf der hinteren Seite Energie entzogen, da die Flügel -27,28,29,30- im oberen Bereich eine waagrechte Position durchlaufen. Der Generator-38- kann hier ebenfalls im Bereich des Turmfusses angeordnet sein, wobei die Leistungsübertragung mittels einer Welle -37- und zwei Kardangelenken-37a,37b- erfolgt. Durch das Anströmen des Windes auf der konkaven Seite des Windrades ergibt sich ein zusätzlicher Staueffekt, womit eine Erhöhung des Leistungs- faktors zu erwarten ist. Fig. 15 zeigt eine ähnliche Windturbine, wobei der Turm-26a- bis nach unten schräg verlaufend vorgesehen ist und die Drehung in Windrichtung erst an einem unter Lager-36a-, welches auf einem Sockel montiert ist, erfolgt.
Die Windturbinen nach Fig. 12 und Fig. 15 richten sich automatisch zum Wind, können aber zusätzlich mit einer elektrischen Wind- richtungsverstelleinrichtung ausgerüstet sein.
Fig. 16 zeigt eine Grosswindanlage mit z.B. D = 120 m Durchmesser. Die weit ausladenden Tragarme-4,4a,5,5a- sind wie in Fig. 17 (Schnitt E-F) erkennbar durchgehend als Tragflächenprofi- le ausgebildet, ebenso wie die senkrechten Verstrebungen-4b-. Stahlseile -40,41- halten die Trag- arme -4,4a,5,5a- nach oben. Ansonsten sind die Flügel -7,8,9- ebenso wie vorhin beschrieben durch die Zylinder -11- steuerbar. An diesem Beispiel ist erkennbar, dass es mit Hilfe der erfin- dungsgemässen Ausführung sehr leicht möglich ist Windturbinen mit sehr hoher Leistung zu reali- sieren ; im dargestellten Beispiel mit ca. 2000 KW Nennleistung. In Fig. 16 sind die Flügel -7,8,- an beiden Seiten bereits mit Endscheiben-42- versehen, zur Verringerung des induzierten Widerstan- des an den Flügelenden. In Fig. 18 ist eine Endscheibe-42- dargestellt.
Eine weitere Möglichkeit den induzierten Widerstand an den Flügelenden zu verringern besteht darin, dass man mehrere schmälere Flügel -43,43a,43b- hintereinander vorsieht. Dieses Prinzip wurde von den Vogelflügeln
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abgeschaut.
Fig. 20 zeigt eine Ausführung für die Tragflügelkonstruktion der umlaufenden Flügel -8a-, bei welcher der hintere Flügelteil als Klappe -8b- zur Veränderung der Auftriebszahl schwenkbar aus- gebildet ist. Es muss somit nicht der gesamte Flügel -7,8,9- um die Schwenkachse-14- geschwenkt werden, sondern nur ein kleinerer Flügelanteil -8b- mit der Drehachse-44-. Die Verstellung in die Positionen-8b'- und-8b"- kann hier ebenfalls elektrohydraulisch oder elektromechanisch usw. erfolgen. Die Einbindung des Flügels -8a- in den Tragarm-4- kann hier auf einfache Weise starr, mittels des Verbindungsbleches -10'- durchgeführt werden.
Fig. 21 zeigt, dass auch die Tragarme -4,4a- mittels Hochauftriebshilfen -4c, 4c'- einem veränderbaren Auftrieb zugeführt werden können, sodass während des Umlaufes der Tragarme-4,4a- diese in Abhängigkeit von der jeweiligen Wind- anblasegeschwindigkeit (vw) an der Vorder- und Rückseite mittels des Computerprogrammes so gesteuert werden können, dass alle Tragarme-4,5,6- immer einen gleich grossen Auftrieb erhalten, zur gleichmässigen Entlastung des Drehlagers -2-.
Fig. 22 zeigt die bereits Eingangs beschriebene Ausführungsform eines bekannten vom Erfin- der gebauten Windmotors. Die Laschen-53,54- sind an den Flügeln -47,48- dieses zweiflügeligen Modells angeschraubt. Um eine erfindungsgemasse Windturbine zu konstruieren ist es notwendig, die starren Steuerstangen -51,52- z. B. durch Hydraulikzylinder zu ersetzen und eine automatische Verstellung der Exzentrizität (e) ebenfalls mittels eines elektrohydraulischen oder elektromechani- schen Verstellelementes umzusetzen. In der Ausführung nach Fig. 22 erfolgt die Verstellung nach der Windrichtung durch die Windfahne-57- rein mechanisch, ein System, dass für kleinere Lei- stungen (bis 200 KW) durchaus positiv zu beurteilen ist.
Für die Computersteuerung für grosse Anlagen könnte als Basis ein Rechenmodell nach dem Bewegungsschema nach Fig. 22 erstellt werden Da nach Fig. 22 die Steuerstangen-51,52- gleich lang sind ergibt sich je nach der erfor- derlichen Exzentrizität (e) ein unterschiedlicher Gierwinkel s, der die Richtung des Mittelpunktes M zum Lagerpunkt-56- der Exzenternocke -55- beschreibt Je kleiner nun die Windgeschwindigkeit ist um so grösser muss die Exzentrizität (e) sein, um die Flügel -47,48- in die optimale Auftriebs- position zu bringen. Die Flügel -47,48- beschreiben einen Rotationskreis-21-, während die Steuer- stangen-51,52- dazu exzentrische Kreise beschreiben. Die Flügel -47,48- sind in dem Beispiel als symmetrische Flügel ausgebildet, es können jedoch auch gekrümmte Profile vorgesehen werden.
Die Fig. 23,24 und 25 beschreiben unterschiedliche Flügelformen. Nach Fig. 23 sind die Flügel -60,61- mit dem Radius (RF) gekrümmt ausgeführt. Mittels Seilen -66- können die Flügel -60,61- zusätzlich gehalten werden. Die Flügelverschwenkung erfolgt dabei um die senkrecht stehenden Achsen-14'-. Fig 24 zeigt eine Ausführung mit geknickten Flügeln -62,63-, wobei die Tragarme als Fachwerke ausgebildet sind, ähnlich wie bei Kranauslegern, wie auch in Fig. 24A dargestellt. Aller- dings sollten dabei die Rohre aus aerodynamisch oder ovalförmig geformten Profilen bestehen. In Fig. 25 sind Tragflügel-64,65- mit nach aussen hin konkaver Form dargestellt; es soll mit den gekrümmten Profilen -60,61,62,63,64,65- den Belastungen durch die Fliehkräfte besser Rechnung getragen werden.
Fig. 26 zeigt eine dreiflügelige Windturbine der erfindungsgemässen Bauart, wel- che durch mehrere Etagen gebildet wird. Dabei ist das Verhältnis Höhe h zu Durchmesser D, also h/D besonders gross, somit erhöht sich auch die Drehzahl der Turbine. Zwischen mehreren Trag- sternen -67- befinden sich die Flügel -7,8,9-, welche jeweils um die Achsen -14,14a,14b- schwenk- bar sind. Die Windturbine sowie der Mast-1- sind nach oben hin verjüngend ausgebildet. Die Fig. 28 und Fig. 29 zeigen verschiedene Flügelstellungen. In Fig. 28 ist die Sturmstellung darge- stellt; alle Flügel -7,8,9- werden ab einer gewissen Höhe der Windgeschwindigkeit ständig in Wind- richtung stehend geregelt. Das Windrad steht dabei. Fig. 29 zeigt ein Schema für den Anlauf des Windrades, die Positionen des Flügels -7- während der Startphase.
Hierbei arbeitet das Windrad als Widerstandsläufer; bei Erreichen einer gewissen Drehzahl werden die Flügel automatisch auf Auftriebssteuerung umgeschaltet.
Fig 30 zeigt einen beispielsweisen elektrohydraulischen Regelkreis anhand eines Servoventi- les bzw. Proportionalventiles -71-. Der Servo-Verstellzylinder -11- für die Flügelverstellung der Flü- gel -7,8,9- weist ein integriertes Wegmesssystem-69- mit einer Auswerteelektronik -70- auf. Das Regelventil -71- regelt den Hub des Servozylinders -11-, wobei über einen Ventilverstärker -72- der Magnet des Regelventiles -71- erregt wird. Ein Positionsregler -73- vergleicht nun die Stellung des Kolbens des Servozylinders -11- mit dem in der übergeordneten Steuerung-74- vorgegeben augenblicklichen Wert.
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Fig. 31 und Fig. 32 zeigen ein Antriebsschema für den Generatorantrieb. In Fig. 31 ist das Drehlager -2- dargestellt, welches eine Innenverzahnung aufweist, wobei der Innenring des Dreh- lagers -2- mit der Rotornabe-3- fest verbunden ist. Das Drehlager -2- nimmt alle Querkräfte und senkrechten dynamischen und statischen Kräfte der kreisenden Bauteile auf. In die Verzahnung des Innenringes des Drehlagers -2- greift ein Ritzel -75- ein, welches mit einer nach unten führen- den Welle -77-, am besten einer Hohlwelle - verbunden ist. Durch Lagerungen-76- geführt wird die Welle -77- über eine Kupplung-77a- zum Getriebe-78,78a- geführt und treibt über eine Überset- zung mit schrägverzahnten Stirnrädern z. B. zwei oder auch mehrere Generatoren-81,82- an.
Bei der Verwendung von mehreren Generatoren-81,82- können diese je nach Windanfall digital zu- oder abgeschaltet werden, wobei dies mittels Elektromagnetkupplungen -79,80- oder steuerbaren hydrodynamischen Kupplungen (Wandlergetrieben) - wie an sich bekannt - durchführbar ist. Über Transformatoren-83,84- wird die Leistung in das Netz-85- eingespeist.
Die Fig. 33 bis Fig. 36 zeigen beispielsweise Ausführungen für die Schaltung von Asynchron- bzw. Synchrongeneratoren zur Netzeinspeisung. In Fig. 33 ist ein Asynchrongenerator-87- mit direkter Netzeinspeisung dargestellt. Die Windturbine-98- treibt über einen Antriebsstrang-77- das Getriebe-78- an, welches über die Kupplung -80- mit dem Generator-87- in Verbindung steht. Für kleinere Leistungen ist dieser Aufbau brauchbar ; grösseren Asynchronmotoren ohne besondere Vorrichtungen ist der entstehende Netzaufschaltstoss jedoch unerwünscht. Da der Blindleistungsbe- darf eines Asynchrongenerators leistungsabhängig ist, kann eine statische Kompensation nur für einen bestimmten Betriebspunkt gelten. Der Asynchrongenerator-87- wird mit einer konstanten Drehzahl, z.B. 1500 Upm, betrieben. Über den Trafo-90- wird in das Hochspannungsnetz einge- speist.
Fig. 34 bis Fig. 36 zeigen drehzahlvariable Generatorsysteme. Fig. 34 zeigt einen Syn- chrongenerator-87a- mit statischem Frequenzumformer -93,94-. Mit dieser Konzeption ist ein grosser Drehzahlbereich der Windturbine möglich, da der Gleichstromzwischenkreis eine völlige Entkopplung der Generatordrehzahl von der Drehzahl der Windturbine und damit von der Netzfre- quenz bewirkt. Das Generatormoment kann über eine geeignete Steuerung des Gleichstrom- zwischenkreises geregelt werden. Fig. 35 zeigt einen Asynchrongenerator-88- mit übersynchroner Stromrichterkaskade-95,96-. Die normalerweise verlorene Schlupfleistung des Läufers kann durch Rückspeisung mittels eines einfachen Zwischenkreises, bestehend aus einem ungesteuerten Gleichrichter und einem netzgeführten Wechselrichter genutzt werden.
Ein Nachteil ist der hohe Blindleistungsbedarf dieser Konzeption. Fig. 36 beschreibt einen doppeltgespeisten Asynchron- generator mit Direktumrichter-97-. Dieses System wurde bei Grosswindanlagen eingesetzt und kann im über- oder untersynchronen Drehzahlbereich sowohl motorisch als auch generatorisch betrieben werden. Mit Hilfe einer geeigneten Regelung wird die vom Umrichter-97- erzeugte Fre- quenz der Frequenz des Läuferdrehfeldes überlagert, sodass die abgegebene überlagerte Fre- quenz unabhängig von der Läuferdrehzahl konstant bleibt. Bei Verwendung von mehrerer Genera- toren besteht auch die Möglichkeit, die verschiedenen Konzeptionen sinnvoll miteinander zu ver- knüpfen, um somit eine höhere Leistungsausbeute zu erzielen.
Die Mikroprozessorsteuerung ver- arbeitet laufend die einlaufenden Signale der Sensoren, wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Position der Tragarme-4,5,6- zur jeweiligen Windrichtung, Kippwindkel der Flügel -7,8,9- zur Tangente des Rotations-kreises-21-, Auftrieb der Tragarme-4,5,6-, Position der Auftriebsklappen -4c, 4c'- der Tragarme-4,5,6-, Windturbinendrehzahl, Generatordrehzahl, Spannung und Frequenz; sowie laufende Überwachung und Statistik der in das Netz eingespeisten Arbeit in KWh. Mittels Bildschirm kann ständig der Betriebszustand überprüft werden, wobei laufend Kontrollfunktionen durchgeführt werden. Eine Fernüberwachung mittels Datenübertragung an eine zentrale Stelle garantiert den effizienten und sicheren Einsatz einer derartigen Windenergieanlage.
Damit sind einige Beispiele der erfindungsgemässen Windturbine beschrieben, wobei im Rah- men der Grundidee weitere Variationen denkbar wären. Z. B. könnte die Achse der Rotornabe-3- als Spezialfall auch völlig waagrecht angeordnet sein ; derNachteil ist allerdings, dass die Windtur- bine dann ständig der Windrichtung nachzuführen wäre. Betreffend des Antriebes wäre auch denk- bar, dass über eine vom Triebstrang-77- angetriebene regelbare Hydraulikpumpe der bzw. die Generator (en) betrieben werden. Die Steuerung der Hydraulikpumpe könnte dann so erfolgen, dass unabhängig von der Drehzahl der Windturbine der Generator stets mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird.
Wird eine Windturbine nur zur Warmwasserbereitung verwendet, kann ein Hydrau- liköl mittels eines geschlossenen Kreislaufes ständig über eine verstellbare Drossel im Kreis
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gepumpt werden und das so erhitzte O1 mittels einer Wärmetauscherspirale in einem Wassertank das darin befindliche Wasser erwärmen
Da die Flügel -7,8,9- gegenüber den Flügeln der herkömmlichen Propellerwindräder nicht ver- schränkt sein müssen und die Flügel -7,8,9- über ihre gesamte Länge den gleichen Querschnitt aufweisen, sind diese auch billiger herzustellen. Als Material kann z.B. gewählt werden Alu-Blech oder Kunststoffplatten (Polycarbonat) oder die Flügel -7,8,9- werden aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder Kohlefaserverbundwerkstoffen gefertigt.
Abschliessend soll noch erwähnt werden, dass der erforderliche Einspeisetarif für eine wirt- schaftliche Nutzung der Windenergie bei der beschriebenen Konstruktion nicht so hoch zu sein braucht wie bei den Propellerwindrädern, da durch den um 25% höheren Leistungsbeiwert die Anlage bei gleicher Leistung kleiner baut und durch das Konstruktionsprinzip selbst die Herstell- und Wartungskosten vergleichsweise weit niedriger sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1 Windturbine mit vertikaler oder geneigter Rotorachse und Auftriebsausnutzung, bestehend aus einem Turm an dessen Spitze über ein horizontal oder geneigt liegendes Drehlager eine Nabe mit Tragarmen drehbar angeordnet ist und die Leistung an einen oder mehrere
Generatoren, Hydraulik- oder Wasserpumpen übertragen wird, wobei wenigstens zwei an
Tragarmen schwenkbar angeordnete Rotorflügel vorgesehen sind, welche ein aerodynami- sches Tragflügelprofil aufweisen, wobei die Flügellängsachse parallel oder in einem Winkel zur Rotorachse angeordnet ist und die Flügel während ihres Umlaufes um die Rotorachse zyklisch um eine parallel zur Flügellängsrichtung stehende Achse so gekippt werden,
dass die Flügel in jeder Position entlang ihres Umlaufes immer eine möglichst grosse Kompo- nente der Auftriebskraft in Richtung der Tangente des Rotationskreises erzeugen, wobei die Verstellung der Rotorflügel unter Zuhilfenahme einer Mikroprozessorsteuerung in Ab- hängigkeit von Windturbinendrehzahl, Windgeschwindigkeit und Windrichtung mittels Ver- stelleinrichtungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Flügel (7,8,9;
27,28,29,30 ; 47,48 ; 60,61 ; 62,63 ; 64,65), welche eine Zylindermantel-, Kegelmantel- oder eine andere Rotationsfläche beschreiben, um die Achse (14,14'; 14",14") parallel zur Flü- geflängsrichtung - wie an sich bekannt - hydraulisch, pneumatisch, elektromechanisch oder mechanisch während des Umlaufes der Flügel (7,8,9; 27,28,29,30 ; 60,61;
62,63 ;
64,65), wahlweise getrennt und unabhängig voneinander automatisch zyklisch er- folgt, wobei dieser Schwenkvorgang zur Erreichung des jeweiligen Schwenkwinkels (#) ab- hängig von den Durchlassfunktionen (kv, kh), sowie - wie an sich bekannt - der für den An- trieb des(r) Generators (en) (81,82,87,87a, 88,89) bzw. Pumpe notwendigen Drehzahl bzw.
Drehmoment und Leistung erfolgt, z. B. unter Verwendung von elektrohydraulischen oder elektropneumatischen Proportional- oder Servoventilen (71), oder Elektroschaltern, wobei die an den Flügeln (7,8,9; 27,28,29,30; 47,48 ; 60,61 ; 62,63 ; 64,65) angreifenden Verstell- einrichtungen, wie z.B. doppelt wirkende Hydraulik- od. Pneumatikzylinder (11), hydrauli- sche od. elektrische Schwenkmotoren, elektrische Linearmotoren oder Hebeleinrichtungen eine integrierte oder externe Weg- bzw. Winkelaufnehmung (69) aufweisen und ein Com- puter laufend unter Berücksichtigung der erwähnten Parameter (kv, kh, v1, Windrichtung,
Drehzahl) den in der augenblicklichen Position erforderlichen Schwenkwinkel (#) jedes ein- zelnen Flügels (7,8,9; 27,28,29,30; 47,48 ; 60,61 ; 62,63 ; 64,65) steuert bzw. regelt.