AT510625B1 - WIND TURBINE - Google Patents

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AT510625B1 ATA1846/2010A AT18462010A AT510625B1 AT 510625 B1 AT510625 B1 AT 510625B1 AT 18462010 A AT18462010 A AT 18462010A AT 510625 B1 AT510625 B1 AT 510625B1
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Abstract

Es wird eine Windkraftanlage mit einem einen Aufwindkamin (1) ringförmig umschließenden, von einem lichtdurchlässigen Kollektordach (9) abgedeckten Kollektorraum (2) beschrieben, dessen Boden zumindest teilweise als ein über den Kollektorraum (2) radial nach außen verlängerter Absorber (5) ausgebildet ist. Um eine vorteilhafte Lufterwärmung zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das Kollektordach (9) in einem ringförmigen Außenabschnitt (10) einen Absorber (11) bildet.The invention relates to a wind turbine with a collector chamber (2) which surrounds a wind-up chimney (1) and is covered by a light-permeable collector roof (9), the bottom of which is at least partially formed as an absorber (5) extended radially outwards over the collector space (2) , In order to achieve advantageous air heating, it is proposed that the collector roof (9) forms an absorber (11) in an annular outer section (10).

Description

österreichisches Patentamt AT510 625B1 2012-07-15Austrian Patent Office AT510 625B1 2012-07-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Windkraftanlage mit einem einen Aufwindkamin ringförmig umschließenden, von einem lichtdurchlässigen Kollektordach abgedeckten Kollektorraum, dessen Boden zumindest teilweise als ein über den Kollektorraum radial nach außen verlängerter Absorber ausgebildet ist.Description: The invention relates to a wind power plant with a collector chamber enclosing a winding chimney and covered by a light-permeable collector roof, the bottom of which is at least partially formed as an absorber extended radially outwards over the collector space.

[0002] Windkraftanlagen, die eine Aufwindwirkung nützen, umfassen im Allgemeinen einen Aufwindkamin, der von einem ihn umschließenden, mit einem lichtdurchlässigen Dach abgedeckten Kollektorraum aufragt, sodass die im Kollektorraum durch Sonneneinstrahlung erwärmte Luft aufgrund ihrer geringeren Dichte im Aufwindkamin aufsteigt. Mit der kinetische Energie der sich dadurch im Aufwindkamin ergebenden Strömung wird beispielsweise eine im Aufwindkamin angeordnete Windturbine beaufschlagt, die einen elektrischen Generator antreibt. Da die Aufwindströmung im Aufwindkamin maßgeblich vom Dichteunterschied zwischen der im Kollektorraum erwärmten Luft und der Umgebungsluft im Austrittsbereich des Aufwindkamins abhängt, kommt der wirtschaftlichen Erwärmung der in den Kollektorraum angesaugten Luft eine besondere Bedeutung zu. Aus diesem Grund wurde bereits vorgeschlagen, den Boden des Kollektorraums als Absorber für die in den Kollektorraum eingestrahlte Wärmeenergie auszubilden und darüber hinaus den Bodenkollektor über den Kollektorraum radial nach außen zu verlängern, um über diese vergrößerte Absorberfläche eine vorteilhafte Erwärmung der angesaugten Luft sicherzustellen. Trotz dieser Maßnahmen bleibt der Bedarf nach einer verbesserten Lufterwärmung im Zusammenhang mit Aufwindkraftwerken bestehen.Wind turbines that use a Aufwindwirkung, generally include a Aufwindkamin that rises from a surrounding him, covered with a translucent roof collector space, so that the solar heated in the collector chamber air rises due to their lower density in the updraft chimney. With the kinetic energy of the thereby resulting in Aufwindkamin flow, for example, arranged in a Aufwindkamin wind turbine is acted upon, which drives an electric generator. Since the updraft flow in the updraft chimney largely depends on the density difference between the air heated in the collector chamber and the ambient air in the outlet region of the updraft chimney, the economic heating of the air sucked into the collector chamber is of particular importance. For this reason, it has already been proposed to form the bottom of the collector space as an absorber for the heat energy radiated into the collector space and, moreover, to extend the ground collector radially outwards via the collector space in order to ensure advantageous heating of the sucked-in air via this enlarged absorber area. Despite these measures, there remains a need for improved air heating in connection with updraft power plants.

[0003] Bei einer aus der WO 01/96740 A1 bekannten Aufwindkraftanlage ist der Aufwindkamin mit einem Kranz von in Umfangsrichtung nebeneinandergereihten, sich radial zum Aufwindkamin erstreckenden Kollektorkammern versehen, die nach außen abfallende Glasdächer in zwei mit radialem Abstand voneinander angeordneten Abschnitten aufweisen, zwischen denen die Kollektorkammern als Absorber ausgebildete Dachabschnitte tragen. Der nicht über die radiale Erstreckung der Kollektorkammern vorstehende Kammerboden bildet ebenfalls einen Absorber, sodass innerhalb der Kollektorkammern die diese Kollektorkammern durchströmende Luft mit Hilfe der Sonnenenergie aufgewärmt werden kann. Nachteilig ist allerdings, dass die zwischen den Glasabschnitten vorgesehenen Absorberabschnitte der Kammerdächer den Bodenabsorber gegenüber einem Strahlungsdurchtritt abschirmen, sodass die die Kollektorkammern durchströmende Luft innerhalb der Kollektorkammern kaum auf eine höhere Temperatur erwärmt werden kann.In a known from WO 01/96740 A1 Aufwindkraftanlage the updraft chimney is provided with a ring of circumferentially juxtaposed, radially to the updraft chimney extending collector chambers, which have outwardly sloping glass roofs in two radially spaced sections between which carry the collector chambers designed as an absorber roof sections. The chamber bottom which does not protrude beyond the radial extent of the collector chambers likewise forms an absorber, so that the air flowing through these collector chambers can be warmed up within the collector chambers with the aid of solar energy. However, it is disadvantageous that the absorber sections of the chamber roofs provided between the glass sections shield the bottom absorber against a radiation passage so that the air flowing through the collector chambers can hardly be heated to a higher temperature within the collector chambers.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, konstruktiv wenig aufwendige, zusätzliche Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe die in den Kollektorraum angesaugte Luft auf eine höhere Temperatur erwärmt werden kann.The invention is therefore based on the object constructive little expensive to provide additional measures by means of which the aspirated into the collector chamber air can be heated to a higher temperature.

[0005] Ausgehend von einer Windkraftanlage der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Kollektordach in einem ringförmigen Außenabschnitt einen Absorber bildet.Starting from a wind turbine of the type described above, the invention solves the problem by the fact that the collector roof forms an absorber in an annular outer portion.

[0006] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei einem durchgehend lichtdurchlässigen Kollektordach mit einem über den Kollektorraum radial vorstehenden Bodenabsorber der Hauptanteil der in den Kollektorraum angesaugten Luft über das Kollektordach angesaugt wird, und zwar wegen der im Vergleich mit der Dichte der im Bereich des Überstands des Bodenkollektors erwärmten Luft höheren Dichte des über das Kollektordach strömenden Luftanteils. Es kann daher durch eine Vorwärmung dieses über das Kollektordach in den Kollektorraum strömenden Luftanteils in einfacher Art die Lufttemperatur im Kollektorraum erhöht werden. Zu diesem Zweck ist lediglich das Kollektordach in einem ringförmigen Außenabschnitt als Absorber auszubilden, wobei allerdings darauf zu achten ist, dass die Dichte der über den Dachabsorber erwärmten Luft höher als die Dichte der über den Bodenkollektor außerhalb des Kollektorraums erwärmten Luft bleibt. Die angestrebte Absorberwirkung kann in einfacher Weise, aber nicht einschränkend durch eine dunkle Beschichtung der Außenabschnitte des Kollektordachs oder durch einen dunklen Werkstoff für diese Außenabschnitte erreicht werden. 1 /10 österreichisches Patentamt AT510 625B1 2012-07-15 [0007] Um die Einströmbedingungen der in den Kollektorraum angesaugten Luft vorteilhaft zu gestalten, kann der durch das Kollektordach gebildete Absorber im Bereich seines Außenumfangs eine Leiteinrichtung in Form einer den Kollektorraum umgebenden Ringdüse aufweisen. Eine zusätzliche Anpassung an die jeweiligen Wind- und Strömungsverhältnisse kann dadurch erreicht werden, dass die Ringdüse der Leiteinrichtung einen Kranz von Leitwandsektoren umfasst, die um tangential zum Kollektordach verlaufende Achsen schwenkverstellbar gelagert sind. Über den Anstellwinkel dieser ebenfalls als Absorber ausgebildeten Leitwandsektoren lassen sich unterschiedliche düsenartige Einströmverhältnisse erzielen, die eine Einflussnahme auf die über das Kollektordach in den Kollektorraum gelangende, durch den Dachabsorber vorgewärmte Luftströmung erlauben.The invention is based on the finding that in a continuous light-permeable collector roof with a radially projecting over the collector bottom absorber of the main portion of the sucked into the collector chamber air is sucked over the collector roof, because of compared with the density of the Area of the supernatant of the bottom collector heated air higher density of air flowing through the collector roof air content. It can therefore be increased by preheating this over the collector roof in the collector space flowing air fraction in a simple way, the air temperature in the collector chamber. For this purpose, only the collector roof is to be formed in an annular outer portion as an absorber, although care must be taken that the density of the heated air above the roof absorber remains higher than the density of the heated above the bottom collector outside the collector space air. The desired absorber effect can be achieved in a simple manner, but not limited by a dark coating of the outer sections of the collector roof or by a dark material for these outer sections. In order to make the inflow conditions of the air sucked into the collector chamber advantageous, the absorber formed by the collector roof may have in the region of its outer circumference a guide device in the form of an annular nozzle surrounding the collector chamber. An additional adaptation to the respective wind and flow conditions can be achieved in that the annular nozzle of the guide comprises a ring of baffle sectors, which are mounted pivotable about axes extending tangentially to the collector roof. By way of the angle of attack of these guide wall sectors, which are likewise designed as absorbers, it is possible to achieve different nozzle-like inflow conditions which allow influence on the air flow passing over the collector roof into the collector space and preheated by the roof absorber.

[0008] Ist mit Windverhältnissen zu rechnen, die keine über den Umfang weitgehend gleichförmige Lufteinströmung in den Kollektorraum zulassen, so kann die Leiteinrichtung an einen Kranz von Dachabschnitten anschließen, die um in Umfangsrichtung verlaufende Schwenkachsen gegen den Boden des Kollektorraums abklappbar gelagert sind. Damit wird es in einfacher Weise möglich, die Ringdüse je nach den Windverhältnissen in bestimmten Umfangsbereichen zu schließen, sodass der einseitig in die Ringdüse einströmende Wind über den Kollektorraum dem Aufwindkamin zugeleitet wird.Is to be expected with wind conditions that do not allow largely uniform over the circumference of air inflow into the collector chamber, the guide can connect to a ring of roof sections, which are mounted hinged to circumferentially extending pivot axes against the bottom of the collector space. This makes it possible in a simple manner to close the annular nozzle depending on the wind conditions in certain peripheral areas, so that the unilaterally flowing into the annular nozzle wind is fed via the collector space the updraft chimney.

[0009] In Verbindung mit einer Leiteinrichtung aus einem Kranz von Leitwandsektoren können die Leitwandsektoren auch vorteilhaft dazu genützt werden, einen die gerichtete Anströmung des Kollektorraums unterstützenden Staudruck aufzubauen, wenn die Leitwandsektoren an Dachabschnitte anschließen, die zum Schließen des Kollektorraums im Umfangsbereich der zugehörigen Leitwandsektoren um deren Schwenkachsen oder um dazu parallel verlaufende Schwenkachsen nach außen abklappbar gelagert sind. Auf der der Windströmung zugekehrten Umfangsseite des Kollektorraums kann somit durch eine entsprechende Anstellung der Leitwandsektoren die Windströmung in den Kollektorraum geführt werden, während auf der der Windströmung abgekehrten Umfangsseite der Kollektorraum durch ein Abklappen der Dachabschnitte geschlossen wird. Mit dem Abklappen dieser Dachabschnitte wird das Kollektordach in einem den Leitwandsektoren in Strömungsrichtung vorgelagerten Bereich geöffnet, sodass mit Hilfe der entgegen der Windströmung angestellten Leitwandsektoren eine entsprechende Windströmung durch das Kollektordach entgegen der äußeren Strömungsrichtung in den Kollektorraum geleitet werden kann.In conjunction with a guide from a ring of Leitwandsektoren the Leitwandsektoren can also be used to advantage to build a directional flow of the collector space supporting back pressure when connect the Leitwandsektoren to roof sections, the closing of the collector space in the peripheral region of the associated Leitwallsektoren order whose pivot axes or parallel thereto pivot axes are mounted hinged outwards. On the wind flow facing the circumferential side of the collector space can thus be guided by a corresponding employment of the Leitwandsektoren the wind flow in the collector space, while on the wind flow away from the circumferential side of the collector space is closed by folding the roof sections. By folding down these roof sections, the collector roof is opened in a region upstream of the guide wall sectors in the flow direction, so that a corresponding wind flow can be directed through the collector roof against the outer flow direction into the collector space with the aid of the guide wall sectors against the wind flow.

[0010] Damit die Strömungsverhältnisse innerhalb des Kollektorraums bei einer Einleitung der Windströmung von einander diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten nicht nachteilig durch Luftströmungen beeinflusst werden können, die über im Wesentlichen in Richtung der Windströmung verlaufenden Umfangsbereichen in den Kollektorraum gelangen, kann die radiale Erstreckung der Leitwandsektoren zumindest der radialen Erstreckung der abklappbaren Wandabschnitte entsprechen, sodass die sich beim Abklappen der Dachabschnitte in die Schließstellung für den Umfangsbereich des Kollektorraums ergebenden Dachöffnungen durch die über die Dachöffnungen geschwenkten Leitwandsektoren verschlossen werden können. Damit wird es ohne zusätzlichen Konstruktionsaufwand möglich, wahlweise den Kollektorraum entweder in ausgewählten Umfangsbereichen oder über den gesamten Umfangsbereich zu verschließen.Thus, the flow conditions within the collector chamber at an initiation of the wind flow from diametrically opposite circumferential sides can not be adversely affected by air currents that pass over substantially extending in the direction of the wind flow peripheral areas in the collector space, the radial extent of the Leitwandsektoren at least the Radial extension of the hinged wall sections correspond, so that the resulting when folding the roof sections in the closed position for the peripheral region of the collector space roof openings can be closed by the tilted over the roof openings Leitwandsektoren. This makes it possible without additional design effort, either to close the collector space either in selected peripheral areas or over the entire peripheral area.

[0011] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0012] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Windkraftanlage in einem schematischen Längsschnitt, [0013] Fig. 2 eine Draufsicht auf die Windkraftanlage der Fig. 1, [0014] Fig. 3 eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage in einem schematischen Längsschnitt, [0015] Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung der Windkraftanlage nach Fig. 3, jedoch bei einer ausgeprägten Windanströmung und [0016] Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl der Fig. 4. 2/10 österreichisches Patentamt AT510 625B1 2012-07-15 [0017] Die Windkraftanlage gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst einen Aufwindkamin 1, der von einem ihn umschließenden Kollektorraum 2 umschlossen ist. Innerhalb des Aufwindkamins 1 ist eine axial anströmbare Windturbine 3 vorgesehen, über die ein schematisch angedeuteter, elektrischer Generator 4 angetrieben wird. Der Boden des Kollektorraums 2 wird durch einen Absorber 5 gebildet, zwischen dem und dem Untergrund 6 eine Wärmedämmung 7 vorgesehen ist. Der Absorber 5 erstreckt sich jedoch nicht nur über den Bodenbereich des Kollektorraums 2, sondern auch über einen den Kollektorraum 2 radial nach außen verlängerten Außenbereich 8. Aufgrund dieser Verlängerung des Absorbers 5 in einen Außenbereich außerhalb des Kollektorraums 2 kann die in den Kollektorraum 2 strömende Luft einer Vorwärmung unterworfen werden, was zu höheren Lufttemperaturen innerhalb des Kollektorraums 2 führt, der durch das lichtdurchlässige Kollektordach 9 hindurch mit einer Wärmestrahlung beaufschlagt wird.In the drawing, the subject invention is shown, for example. 1 shows a wind power plant according to the invention in a schematic longitudinal section, [0013] FIG. 2 shows a plan view of the wind power plant of FIG. 1, [0014] FIG. 3 shows a variant of a wind power plant according to the invention in a schematic longitudinal section, [0015] FIG Fig. 4 is a view corresponding to Fig. 3 of the wind turbine of Fig. 3, but with a pronounced Windanströmung and Fig. 5 is a section along the line Vl-Vl of Fig. 4. 2/10 Austrian Patent Office AT510 625B1 The wind power plant according to the illustrated exemplary embodiments comprises a wind chimney 1, which is enclosed by a collector space 2 enclosing it. Within the updraft chimney 1, an axially inflatable wind turbine 3 is provided, via which a schematically indicated, electric generator 4 is driven. The bottom of the collector chamber 2 is formed by an absorber 5, between which and the substrate 6, a heat insulation 7 is provided. However, the absorber 5 extends not only over the bottom region of the collector chamber 2, but also over the collector chamber 2 radially outwardly extended outer region 8. Due to this extension of the absorber 5 in an outdoor area outside the collector chamber 2, the air flowing into the collector chamber 2 be subjected to a preheating, which leads to higher air temperatures within the collector chamber 2, which is acted upon by the light-transmitting collector roof 9 through a heat radiation.

[0018] Das Kollektordach 9 ist jedoch nicht durchgehend lichtdurchlässig ausgebildet, sondern bildet in einem ringförmigen Außenabschnitt 10 einen Absorber 11, der über die aufgenommene Wärmestrahlung die über das Kollektordach 9 radial nach außen strömende Luft erwärmt. Mit der Erwärmung der Luft im Außenbereich 8 des Bodenabsorbers 5 ergibt sich bei durchgehend lichtdurchlässigen Kollektordächern zwischen der Umgebungsluft im Randbereich des Kollektordachs 9 und der durch den Bodenabsorber 5 erwärmten Luft ein Dichteunterschied, der dazu führt, dass ein wesentlicher Anteil der in den Kollektorraum 2 angesaugten Luft über das Kollektordach 9 zugeführt wird. Dieser Luftanteil kann aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung über den Dachabsorber 11 mit dem Vorteil vorgewärmt werden, dass innerhalb des Kollektorraums 2 eine höhere Lufttemperatur und damit eine geringere Luftdichte erreicht wird. Die über den Dachabsorber 11 strömende Luft darf allerdings aufgrund ihrer Erwärmung keinen Auftrieb erfahren, der ihre Umleitung um den Dachrand in den Kollektorraum 2 gefährdet.However, the collector roof 9 is not formed continuously translucent, but forms in an annular outer portion 10, an absorber 11, which heats the absorbed heat radiation via the collector roof 9 radially outward air. With the heating of the air in the outer region 8 of the bottom absorber 5 results in continuous translucent collector roofs between the ambient air in the edge region of the collector roof 9 and the heated air through the bottom absorber 5, a density difference that causes a significant proportion of sucked into the collector chamber 2 Air is supplied via the collector roof 9. This proportion of air can be preheated due to the inventive design on the roof absorber 11 with the advantage that within the collector chamber 2, a higher air temperature and thus a lower air density is achieved. However, the air flowing over the roof absorber 11 may not experience buoyancy due to their heating, which endangers their diversion around the edge of the roof into the collector space 2.

[0019] Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 bildet der Absorber 11 im Bereich seines Außenumfangs eine Leiteinrichtung 12, sodass sich bei im Wesentlichen gleichförmigen Strömungsbedingungen entlang des Umfangs des Kollektorraums 2 rotationssymmetrische Strömungsverhältnisse ergeben, wie sie in der Fig. 1 durch Strömungspfeile angedeutet sind. Durch die Ringdüse wird ein Teil der über den Bodenabsorber 5 vorgewärmten Luft zusammen mit einem wesentlichen Anteil der über den Dachabsorber 11 erwärmten Luft in den Kollektorraum 2 geleitet, um nach einer zusätzlichen Aufwärmung im Kollektorraum 2 und einer Umlenkung in den Aufwindkamin 1 die Windturbine 3 in einer Aufwindströmung zu beaufschlagen. Bei Strömungsbedingungen mit einer ausgeprägten Windrichtung 13 empfiehlt es sich allerdings, den Kollektorraum 2 auf der Windschattenseite des Kollektorraums 2 zu verschließen, um eine Windströmung durch den Kollektorraum 2 hindurch zu vermeiden. Zu diesem Zweck schließt die Leiteinrichtung 12 an einen Kranz von Dachabschnitten 14 an, die um in Umfangsrichtung verlaufende Schwenkachsen 15 gegen den Boden des Kollektorraums 2 abklappbar gelagert sind. Aufgrund dieser schwenkbaren Lagerung der Dachabschnitte 14, kann ein Umfangsbereich des Kollektorraums 2 verschlossen werden, wie dies in der Fig. 1 strichpunktiert angedeutet und in der Fig. 2 mit vollen Linien dargestellt ist. Die auf der Windschattenseite des Kollektorraums 2 abgeklappten Dachabschnitte 14 bedingen einen Strömungsstau mit der Wirkung, dass die Windströmung umgelenkt wird und auch von der der Windrichtung 13 entgegengesetzten Richtung in den Aufwindkamin 1 gelangt.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the absorber 11 forms in the region of its outer circumference a guide 12, so that arise at substantially uniform flow conditions along the circumference of the collector space 2 rotationally symmetric flow conditions, as shown in Fig. 1 by flow arrows are indicated. Through the annular nozzle, part of the air preheated via the bottom absorber 5 is conducted into the collector space 2 together with a substantial proportion of the air heated via the roof absorber 11, in order to heat up the wind turbine 3 after an additional warming up in the collector chamber 2 and a deflection into the updraft chimney 1 to act on an updraft flow. In flow conditions with a pronounced wind direction 13, it is recommended, however, to close the collector space 2 on the lee side of the collector space 2 in order to avoid wind flow through the collector space 2. For this purpose, the guide 12 connects to a ring of roof sections 14, which are mounted hinged to circumferentially extending pivot axes 15 against the bottom of the collector chamber 2. Because of this pivotable mounting of the roof sections 14, a peripheral region of the collector chamber 2 can be closed, as indicated in phantom in FIG. 1 and shown in FIG. 2 with solid lines. The folded down on the lee side of the collector space 2 roof sections 14 cause a flow congestion with the effect that the wind flow is deflected and also passes from the wind direction 13 opposite direction in the updraft chimney 1.

[0020] Gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 3 bis 5 ergibt sich eine zusätzliche Einflussmöglichkeit auf die Strömungsverhältnisse in Abhängigkeit von einer äußeren Windströmung, weil die Leiteinrichtung 12 aus einem Kranz von Leitwandsektoren 16 aufgebaut ist, die ebenfalls als Absorber 11 ausgebildet und um tangential zum Kollektordach 9 verlaufende Achsen 17 schwenkverstellbar gelagert sind, sodass sich über die schwenkverstellbaren Leitwandsektoren 16 unterschiedliche düsenartige Einströmbedingungen einstellen lassen. Der Anstellwinkel dieser Leitwandsektoren 16 kann ja entsprechend den jeweiligen äußeren Strö-mungs- und Temperaturbedingungen gewählt werden.According to the embodiment of FIGS. 3 to 5 there is an additional possibility of influencing the flow conditions as a function of an external wind flow, because the guide 12 is constructed from a ring of Leitwandsektoren 16, which is also formed as an absorber 11 and tangential to the collector roof 9 extending axes 17 are pivotally mounted, so that can be adjusted 16 different nozzle-like Einströmbedingungen about the pivotally adjustable Leitwandsektoren. The angle of attack of these baffle sectors 16 can indeed be selected according to the respective external flow and temperature conditions.

[0021] Die Fig. 3 veranschaulicht rotationssymmetrische Strömungsverhältnisse, wie sie bei fehlenden äußeren Windströmungen auftreten. Ändern sich jedoch diese rotationssymmetri- 3/10Fig. 3 illustrates rotationally symmetric flow conditions, as they occur in the absence of external wind currents. However, these rotationally symmetrical changes 3/10

Claims (6)

österreichisches Patentamt AT510 625B1 2012-07-15 sehen Strömungsverhältnisse, so können gemäß den Fig. 4 und 5 die Leitwandsektoren 16 bezüglich einer vorgegebenen Windrichtung 13 so eingestellt werden, dass im Bereich der vom Wind beaufschlagten Umfangsseite des Kollektorraums 2 die Leitwandsektoren 16 eine Einlaufdüse bilden und die im gegenüberliegenden Umfangsbereich auf der Windschattenseite befindlichen Leitwandsektoren 16 eine Umlenkung der Windströmung in den Kollektorraum 2 bewirken, wie dies durch die Strömungspfeile 18 und 19 angedeutet ist. Diese Strömungsum-lenkung ist allerdings nur dann sinnvoll, wenn wiederum der Kollektorraum 2 in einem Umfangsbereich auf der Windschattenseite durch Dachabschnitte 14 geschlossen werden kann, wie dies den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist. Die Dachabschnitte 14 brauchen in diesem Fall nicht um gesonderte Schwenkachsen gelagert zu werden, weil die Schwenkachsen dieser Dachabschnitte 14 und der Leitwandsektoren 16 vorzugsweise unmittelbar benachbart liegen und daher auch eine gemeinsame Schwenkachse 17 aufweisen können. Mit den nach unten abgeklappten Dachabschnitten 14 ergeben sich zugleich an die Leitwandsektoren 16 anschließende Dachöffnungen, sodass die Windströmung über diese Dachöffnungen in den Kollektorraum 2 gegensinnig zur Windrichtung 13 umgelenkt wird. [0022] Damit über die im Wesentlichen in Windrichtung 13 verlaufenden Umfangsbereiche des Kollektorraums 2 kein nachteiliger Einfluss auf die gemäß der Fig. 4 gegensinnige Beaufschlagung des Kollektorraums 2 durch die Windströmungen 18 und 19 in Kauf genommen werden muss, können die Leitwandsektoren 16 in diesen in Windrichtung 13 verlaufenden Umfangsbereichen des Kollektorraums 2 die durch die abgeklappten Dachabschnitte 14 freigegebenen Dachöffnungen verschließen, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist. Zu diesem Zweck muss die radiale Erstreckung der Leitwandsektoren 16 zumindest der radialen Erstreckung der abklappbaren Dachabschnitte 14 entsprechen. [0023] Da die Leitwandsektoren 16 aufgrund ihrer sektorförmigen Umrisse beim Verschwenken zwischen sich keilförmige Spalte bilden, empfiehlt es sich, diese Spalte durch elastische Lippen 20 abzudecken. Gleiches gilt für die Dachabschnitte 14. [0024] Die Verstellung der Leitwandsektoren 16 der Leiteinrichtung 12 bzw. der Dachabschnitte 14 erfolgt vorteilhaft über eine entsprechende Steuerung automatisch in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie der Windgeschwindigkeit, der Windrichtung, der Lufttemperatur im Ansaugbereich und im Bereich des Kollektorraums 2, der Aufwindgeschwindigkeit innerhalb des Aufwindkamins 1 und der Turbinenleistung. [0025] Wird der Bodenabsorber 5 aus einer schwarzen Kunststofffolie gebildet, was einfache Konstruktionsbedingungen schafft, kann diese Kunststofffolie mit einem darüberliegenden, grobmaschigen Drahtgitter befestigt werden, das punktuell im Untergrund 6 verankert wird. [0026] Die Erwärmung der in den Kollektorraum 2 angesaugten Luft erfolgt einerseits über den Bodenabsorber 5 und anderseits durch den lichtdurchlässigen Abschnitt des Kollektordachs 9 einwirkende Wärmestrahlung des Sonnenlichts. Zur Wärmespeicherung kann an den Bodenabsorber 5 ein Wärmespeicher 21 angeschlossen werden, beispielsweise in Form von im Kollektorraum 2 konzentrisch verlegten Windungen eine mit einem Wärmeträger, vorzugsweise Wasser, gefüllten Rohrschlange. Der Wärmeinhalt dieses Wärmespeichers 21 kann dann genützt werden, wenn die äußeren Wärmeverhältnisse ein Absinken der Lufttemperatur im Kollektorraum 2 bedingen. Patentansprüche 1. Windkraftanlage mit einem einen Aufwindkamin (1) ringförmig umschließenden, von einem lichtdurchlässigen Kollektordach (9) abgedeckten Kollektorraum (2), dessen Boden zumindest teilweise als ein über den Kollektorraum (2) radial nach außen verlängerter Absorber (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollektordach (9) in einem ringförmigen Außenabschnitt (10) einen Absorber (11) bildet.Austrian Patent Office AT510 625B1 2012-07-15 see Fig. 4 and 5, the Leitwandsektoren 16 with respect to a predetermined wind direction 13 can be adjusted so that form the Leitwandsektoren 16 an inlet nozzle in the area acted upon by the wind peripheral side of the collector chamber 2 and the guide wall sectors 16 located in the opposite circumferential area on the lee side effect a deflection of the wind flow into the collector space 2, as indicated by the flow arrows 18 and 19. However, this Strömungsum steering is only useful if again the collector space 2 can be closed in a peripheral region on the lee side by roof sections 14, as shown in FIGS. 4 and 5 can be seen. The roof sections 14 need not be stored in this case to separate pivot axes, because the pivot axes of the roof sections 14 and the Leitwandsektoren 16 are preferably immediately adjacent and therefore may also have a common pivot axis 17. With the downwardly folded roof sections 14 result at the same time to the Leitwandsektoren 16 subsequent roof openings, so that the wind flow is deflected through these roof openings in the collector chamber 2 in the opposite direction to the wind direction 13. So that over the substantially extending in the direction of wind 13 peripheral regions of the collector chamber 2 no adverse effect on the opposite in Fig. 4 acting on the collector chamber 2 by the wind currents 18 and 19 must be accepted, the Leitwandsektoren 16 in these in Wind direction 13 extending peripheral regions of the collector chamber 2 close the released by the folded roof sections 14 roof openings, as shown in FIG. 5. For this purpose, the radial extent of the guide wall sectors 16 must correspond at least to the radial extent of the fold-down roof sections 14. Since the Leitewallsektoren 16 form due to their sector-shaped outlines when pivoting between them wedge-shaped column, it is recommended that cover this column by elastic lips 20. The same applies to the roof sections 14. The adjustment of the guide wall sectors 16 of the guide device 12 or of the roof sections 14 is advantageously effected automatically by appropriate control as a function of various parameters, such as the wind speed, the wind direction, the air temperature in the intake area and in the area the collector space 2, the updraft speed within the updraft chimney 1 and the turbine power. If the bottom absorber 5 is formed of a black plastic film, which creates simple design conditions, this plastic film can be attached to an overlying, coarse-meshed wire mesh, which is anchored at points in the ground 6. The heating of the sucked into the collector chamber 2 air takes place on the one hand on the bottom absorber 5 and on the other hand through the translucent portion of the collector 9 acting heat radiation of sunlight. For heat storage, a heat accumulator 21 can be connected to the bottom absorber 5, for example in the form of concentric convolutions in the collector chamber 2, a coil filled with a heat carrier, preferably water, is inserted. The heat content of this heat storage 21 can then be used if the external heat conditions cause a drop in the air temperature in the collector chamber 2. 1. Wind turbine with a Aufwindkamin (1) annularly enclosing, by a translucent collector roof (9) covered collector space (2) whose bottom is at least partially formed as an over the collector space (2) radially outwardly extended absorber (5), characterized in that the collector roof (9) in an annular outer portion (10) forms an absorber (11). 2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Kollektordach (9) gebildete Absorber (11) im Bereich seines Außenumfangs eine Leiteinrichtung (12) in Form einerden Kollektorraum (2) umgebenden Ringdüse aufweist. 4/10 österreichisches Patentamt AT510 625 B1 2012-07-152. Wind power plant according to claim 1, characterized in that the absorber (11) formed by the collector roof (9) has in the region of its outer circumference a guide device (12) in the form of a collector chamber (2) surrounding annular nozzle. 4/10 Austrian Patent Office AT510 625 B1 2012-07-15 3. Windkraftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdüse der Leiteinrichtung (12) einen Kranz von um tangential zum Kollektordach (9) verlaufende Achsen (17) schwenkverstellbar gelagerten Leitwandsektoren (16) umfasst.3. Wind turbine according to claim 2, characterized in that the annular nozzle of the guide (12) comprises a ring of around tangential to the collector roof (9) extending axes (17) pivotally mounted Leitwandsektoren (16). 4. Windkraftanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (12) an einen Kranz von Dachabschnitten (14) anschließt, die um in Umfangsrichtung verlaufende Schwenkachsen (15, 17) gegen den Boden des Kollektorraums (2) abklappbar gelagert sind.4. Wind turbine according to claim 2 or 3, characterized in that the guide (12) adjoins a ring of roof sections (14) which are mounted hinged to circumferentially extending pivot axes (15, 17) against the bottom of the collector space (2) , 5. Windkraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kranz der abklappbaren Dachabschnitte (14) und der Kranz der Leitwandsektoren (16) eine übereinstimmende Teilung aufweisen.5. Wind turbine according to claim 4, characterized in that the ring of the hinged roof sections (14) and the rim of the Leitwandsektoren (16) have a matching pitch. 6. Windkraftanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung der Leitwandsektoren (16) zumindest der radialen Erstreckung der abklappbaren Dachabschnitte (14) entspricht. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 5/106. Wind turbine according to claim 4 or 5, characterized in that the radial extent of the Leitwandsektoren (16) corresponds to at least the radial extent of the hinged roof sections (14). For this 5 sheets drawings 5/10
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