BE1029335B1 - Geluiddempingsopstelling, geluiddempingsinrichting, verticaleaswindturbinesamenstel, en gebouw - Google Patents

Abstract

Geluiddempingsopstelling (1) voor een verticaleaswindturbine (2), omvattende een veelvoud aan op afstand van elkaar opgestelde eerste statorelementen (3) die samen daartussen een rotorruimte (4) voor een rotor (5) van de verticaleaswindturbine (2) definiëren, waarbij in ten minste één, bij voorkeur elk, van de eerste statorelementen (3) een geluiddempende kamer (6) is gevormd met ten minste één opening (7) die naar de rotorruimte (4) is gericht en waardoorheen luchtdrukgolven vanuit de rotorruimte (4) de geluiddempende kamer (6) in kunnen treden.

Description

Geluiddempingsopstelling, geluiddempingsinrichting, verticaleaswindturbinesamenstel, en gebouw

ONDERWERP De uitvinding heeft betrekking op een geluiddempingsopstelling voor een verticaleaswindturbine, alsmede op een geluiddempingsinrichting, een verticaleaswindturbinesamenstel, en een gebouw.

ACHTERGROND Verticaleaswindturbines zijn in diverse varianten bekend, bijvoorbeeld voor toepassing in een bebouwde omgeving, zoals aan een gebouw. Dergelijke windturbines kunnen op een relatief compacte wijze bijdragen aan een milieuvriendelijke energievoorziening, bijvoorbeeld voor het gebouw zelf.

In een bebouwde omgeving 1s het van bijzonder belang dat bij toepassing van windturbines hinder en overlast voor mensen binnen en buiten gebouwen wordt vermeden. Windturbines staan er in het algemeen echter om bekend dat ze geluidsoverlast kunnen veroorzaken. Verdere vormen van mogelijke hinder of overlast betreffen bijvoorbeeld met rotorbeweging geassocieerde schaduwbeweging en lichtflitsen, en ontsiering van het gebouw en de bebouwde omgeving.

Er zijn voorstellen bekend voor het verminderen van dergelijke hinder en overlast. Zo openbaart WO2012/076839A2 een turbineopstelling met een onafhankelijke gefixeerde structuur die een vrijstaande turbine omgeeft, waarbij geludabsorberende panelen zijn voorzien om de geluidsuitvoer van de turbine te verminderen.

Hoewel geluidabsorberende panelen op zich kunnen bijdragen aan enige vermindering van geluidshinder, is er behoefte aan verdere verbetering op dit gebied. Naarmate hinder en overlast verder kunnen worden tegengegaan, kunnen de voordelen van windturbines immers op uitgebreidere schaal worden benut in bebouwde omgevingen.

SAMENVATTING Een doel van de huidige uitvinding is om hinder en overlast door verticaleaswindturbines in bebouwde omgevingen tegen te gaan. Een doel is om geluidsuitvoer vanaf een verticaleaswindturbine te verminderen. Een doel is om uitgebreidere toepassing van windturbines in bebouwde omgevingen mogelijk te maken. Een doel is om ten minste één van bovengenoemde nadelen of een geassocieerd nadeel ten minste gedeeltelijk te verhelpen.

Volgens een eerste aspect wordt daartoe een geluiddempingsopstelling voor een verticaleaswindturbine verschaft. De geluiddempingsopstelling omvat een veelvoud aan op afstand van elkaar opgestelde eerste statorelementen die samen daartussen een rotorruimte voor een rotor van de verticaleaswindturbine definiëren. In ten minste één, bij voorkeur elk, van de eerste statorelementen is een geluiddempende kamer gevormd met ten minste één opening die naar de rotorruimte is gericht en waardoorheen luchtdrukgolven vanuit de rotorruimte de geluiddempende kamer in kunnen treden. In de rotorruimte kan een verticaleaswindturbine zijn opgenomen, of een horizontaleaswindturbine.

Geluid dat door de verticaleaswindturbine wordt geproduceerd kan zo in de vorm van luchtdrukgolven vanuit de rotorruimte via de ten minste ene opening de geluiddempende kamer bereiken, waardoor het geluid bijzonder effectief kan worden gedempt.

De eerste statorelementen kunnen bijvoorbeeld verticaal zijn georiënteerd en zich in een hoogte uitstrekken. Aldus kunnen de eerste statorelementen hoeken definiëren van de rotorruimte. De ten minste ene opening van de eerste statorelementen kan dan in hoofdzaak verticaal zijn georiënteerd en/of zich uitstrekken over nagenoeg de hoogte van het eerste statorelement. De ten minste ene opening is op voordelige wijze in hoofdzaak langwerpig uitgevoerd, bij voorkeur over nagenoeg de hoogte van het eerste statorelement. Zo kan geluid worden opgevangen over nagenoeg de hoogte van de rotorruimte.

De geluiddempende kamer en/of de opening kunnen daarbij werkzaam zijn als een zogenaamde Helmholtzresonator, die geluid bij een of meer bepaalde frequenties of frequentiebanden bijzonder sterk kan dempen. Aldus kan de kamer en/of de opening naar wens worden gedimensioneerd om een bijzonder sterke geluiddemping te verschaffen bij een of meer frequenties of frequentiebanden die in het bijzonder geassocieerd zijn met mogelijke hinder of overlast. Het kan daarbij bijvoorbeeld gaan om relatief lage geluidsfrequenties, die in het algemeen relatief ver kunnen dragen en dus bij onvoldoende demping in een vrij wijde omgeving hinder zouden kunnen opleveren.

Van geluiddempende panelen, zoals die in de stand van de techniek worden voorgesteld, is bekend dat ze juist in hoofdzaak hogere geluidsfrequenties dempen, die in het algemeen toch al minder ver dragen en dus vaak minder relevant zullen zijn voor omgevingshinder. Overigens kunnen desalniettemin als aanvulling geluiddempende panelen, of meer in het algemeen geluiddempend materiaal, worden toegepast in een geluiddempingsopstelling volgens de huidige uitvinding. Zo kan bijvoorbeeld een binnenzijde van de geluiddempende kamer worden bekleed met geluiddempend materiaal. Een dergelijke combinatie van demping door Helmholtzresonantie enerzijds en demping door absorberend materiaal anderzijds kan voordeligerwijze over een bijzonder breed frequentiespectrum effectieve geluiddemping verschaffen.

Op welke specifieke frequentie(s) of frequentieband(en) de demping in het ontwerp van de geluiddempingsopstelling in hoofdzaak moet worden gericht, is afhankelijk van de specifieke eigenschappen van de verticaleaswindturbine en de omgeving waarin deze moet worden geplaatst.

Optioneel zijn de eerste statorelementen onderling in hoofdzaak rotatiesymmetrisch opgesteld ten opzichte van een centrale hartlijn van de rotorruimte. De centrale hartlijn correspondeert tijdens gebruik bijvoorbeeld met een hartlijn van een in hoofdzaak verticale rotoras van de verticaleaswindturbine. Optioneel zijn de eerste statorelementen opgesteld met regelmatige tussenruimtes rondom de rotorruimte.

Door een dergelijke in hoofdzaak rotatiesymmetrische opstelling kan de werking van de geluiddempingsopstelling en/of een daarmee geassocieerde windturbine in hoofdzaak ongevoelig zijn voor windrichting.

Optioneel is het aantal eerste statorelementen van het veelvoud aan eerste statorelementen in het bereik van drie tot en met acht, bij voorkeur in het bereik van drie tot en met zes. Meer bij voorkeur is het aantal eerste statorelementen vier. Aldus kunnen de eerste statorelementen hoeken definiëren van een veelhoekige rotorruimte.

Met een dergelijk aantal eerste statorelementen kan een relatief simpele maar toch effectieve geluiddempingsopstelling worden gerealiseerd, die bovendien relatief gemakkelijk op diverse locaties kan worden toegepast.

Optioneel zijn de eerste statorelementen aan een naar de rotorruimte toegekeerde respectieve zijde daarvan verbreed ten opzichte van een overgelegen, van de rotorruimte afgekeerde zijde.

Zo kan een effectieve opening worden gevormd die naar de rotorruimte is gericht, terwijl van buitenaf inkomende wind relatief weinig wordt gehinderd door het eerste statorelement.

Optioneel is aan de van de rotorruimte afgekeerde zijde een spits uiteinde gevormd dat ten opzichte van de rotorruimte naar buiten wijst.

Inkomende wind kan zo met relatief weinig energieverlies om het eerste statorelement heen worden geleid.

Optioneel is het eerste statorelement in hoofdzaak gevormd als vin- en/of vleugelelement, dat zich als zodanig in hoofdzaak verticaal uitstrekt, dat wil zeggen in hoofdzaak parallel aan de centrale hartlijn van de rotorruimte. Optioneel strekt de ten minste ene opening zich in hoofdzaak in dezelfde verticale of parallelle richting uit, bijvoorbeeld als langwerpige sleuf.

Optioneel is aan de naar de rotorrumte toegekeerde zijde een 5 wandsectie van het eerste statorelement gevormd, welke wandsectie een buitenvlak heeft dat naar een centraal deel van de rotorruimte is gericht.

Optioneel is de ten minste ene opening in, althans coplanair met, genoemde wandsectie van het eerste statorelement gevormd.

Een dergelijke wandsectie met opening kan op effectieve wijze bijdragen aan de genoemde Helmholtzresonantie, waarbij luchtvolumes aan weerszijden van de wandsectie, dus aan de zijde van rotorruimte en aan de zijde van de geluiddempende kamer, via de opening in onderlinge verbinding staan.

Optioneel is tussen naastgelegen eerste statorelementen van het veelvoud aan eerste statorelementen een doorgang gevormd waardoorheen wind de rotorruimte in en/of uit kan waaien.

Zo kan de betreffende verticaleaswindturbine goed bereikbaar zijn voor windstromingen, zodat de turbine op effectieve wijze windenergie uit dergelijke stromingen kan omzetten.

Optioneel wordt de doorgang in de richting van de rotorruimte geleidelijk nauwer, in het bijzonder door een vorm en/of opstelling van de naastgelegen eerste statorelementen.

Met een dergelijke vorm, bijvoorbeeld een trechtervorm, van de doorgang kan wind in de richting van de rotorruimte worden versneld, wat het rendement van de betreffende windturbine kan bevorderen. Een dergelijke vorm van de doorgang kan bovendien goed worden gecombineerd met een hierin beschreven voordelige vorm van het eerste statorelement. Op voordelige wijze kunnen de eerste statorelementen zijn uitgevoerd als profielelementen die de luchtstroming richting de in de rotorruimte opgestelde windturbine geleiden. Dergelijke profielelementen kunnen bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een vleugelvormig profiel of een druppelvormig profiel, waarbij de ten minste ene opening van het eerste statorelement naar de rotorruimte is gericht.

Optioneel wordt de doorgang in hoofdzaak overbrugd door een veelvoud aan met onderlinge tussenruimtes opgestelde tweede statorelementen. De tweede statorelementen zijn bij voorkeur uitgevoerd in de vorm van lamellen. De tweede statorelementen kunnen in het bijzonder aan een van de rotorruimte afgekeerde zijde van de doorgang de doorgang overbruggen. De tweede statorelementen kunnen bijvoorbeeld horizontaal georiënteerd zijn uitgevoerd.

Met dergelijke tweede statorelementen kunnen diverse voordelen worden gerealiseerd. Zo kunnen ze aanvullende geluddemping verschaffen, bijvoorbeeld door hun onderlinge tussenruimtes en/of door daarop aangebracht geluiddempend materiaal. Verder kunnen ze tegengaan dat de rotor van de turbine in zijn omgeving een bewegende schaduw kan veroorzaken, kunnen ze helpen om de turbine aan het zicht te onttrekken of te camoufleren, en kunnen ze de turbine, in het bijzonder de rotor, helpen beschermen, bijvoorbeeld tegen neerslag, vogels, of door de wind meegevoerd materiaal. Voor alternatieve of aanvullende bescherming of beveiliging, bijvoorbeeld tegen vleermuizen, kleinere vogels, of mensenhanden, kan de rotorruimte overigens worden voorzien van een afrastering, bijvoorbeeld aangebracht aan een naar de rotorruimte toegekeerde zijde van de doorgang.

Volgens een verder aspect wordt een geluiddempingsinrichting voor een verticaleaswindturbine verschaft. De geluiddempingsinrichting omvat de hierin beschreven geluiddempingsopstelling. De eerste statorelementen zijn daarbij bij voorkeur in hun onderlinge opstelling gefixeerd, bijvoorbeeld door een of meer frame-elementen, de optionele tweede statorelementen, een dakelement en/of een bodemelement.

Met de geluiddempingsinrichting kunnen bovengenoemde voordelen worden verschaft, waarbij de geluiddempingsopstelling bijzonder gemakkelijk te plaatsen 1s, bijvoorbeeld bij plaatsing van de verticaleaswindturbine.

Optioneel is de geluiddempingsinrichting ingericht als behuizing voor de verticaleaswindturbine. Zo kan de geluiddempingsinrichting bijvoorbeeld een omkasting voor de verticaleaswindturbine vormen.

Zo kan de geluiddempingsopstelling op een bijzonder compacte en beschermende wijze worden gecombineerd met een verticaleaswindturbine.

Optioneel omvat de geluiddempingsinrichting een generatorbehuizingsdeel voor behuizing van een generator van de verticaleaswindturbine. De rotorruimte kan dan in het bijzonder boven en/of onder het generatorbehuizingsdeel zijn gevormd.

Aldus kan de generator goed worden beschermd in een behuizing, die tegelijkertijd kan bijdragen aan gunstige windgeleiding en/of geluiddemping. Een afstand tussen generator en rotor kan daarmee relatief kort zijn, zodat het geheel compact is en aldus bijvoorbeeld relatief weinig uitsteekt ten opzichte van een dak en/of gevel van een gebouw.

Optioneel is de geluiddempingsinrichting voorzien van een ballast voor het stabiliseren van de geluiddempingsinrichting en/of een daarmee geassocieerde verticaleaswindturbine.

Een dergelijke ballast, bijvoorbeeld in de vorm van een betonnen dak- of bodemplaat, kan bijdragen aan het dempen van trillingen in de geluiddempingsinrichting zelf, en kan een vaste verbinding tussen de geluiddempingsinrichting en een ondergrond daarvoor, zoals een dak van een gebouw, overbodig maken.

Optioneel is de geluiddempingsinrichting en/of een daarmee geassocieerde verticaleaswindturbine voorzien van een dempingsmiddel om overdracht van trillingen via contactoppervlakken naar de omgeving, bijvoorbeeld een gebouw, tegen te gaan. Een dergelijk dempingsmiddel is bijvoorbeeld tussen een dak van een gebouw en een onderzijde van de geluiddempingsinrichting voorzien, en omvat bij voorkeur een dempend materiaal en/of een demper.

Optioneel is de geluiddempingsinrichting modulair ingericht, zodanig dat geluiddempingsinrichtingen onderling kunnen worden geschakeld, bijvoorbeeld gestapeld.

Een modulaire inrichting kan bijvoorbeeld worden gevormd door onderling samenwerkende koppeldelen die aan weerszijden van de geluiddempingsinrichting zijn voorzien, bijvoorbeeld aan een bovenzijde en een onderzijde, en/of elders.

Optioneel is de geluiddempingsinrichting voorzien van een lokale afdichting, in het bijzonder een dakafdichting. Daarmee kan de windturbine en/of de geluiddempingsinrichting aanvullend worden beschermd, in het bijzonder tegen neerslag en/of andere omgevingsinvloeden.

Optioneel is de geluiddempingsinrichting voorzien van een zonne- energie-inrichting, bijvoorbeeld een fotovoltaïsch paneel en/of een zonnecollector, bijvoorbeeld aan een bovenzijde van de geluiddempingsinrichting en/of aan een of meer van de optionele tweede statorelementen. Aldus kan ter plaatsen van het omzetten van windenergie met de verticaleaswindturbine eveneens zonne-energie worden omgezet.

Volgens een verder aspect wordt een verticaleaswindturbinesamenstel verschaft. Het verticaleaswindturbinesamenstel omvat een verticaleaswindturbine die is voorzien van de hierin beschreven geluiddempingsopstelling, bijvoorbeeld in de hierin beschreven geluiddempingsinrichting.

Met het verticaleaswindturbinesamenstel kunnen bovengenoemde voordelen worden bereikt. De verticaleaswindturbine zelf kan op diverse wijzen, waaronder op zich bekende wijzen, worden gerealiseerd. Een verticaleaswindturbine heeft doorgaans een rotor met één of meer rotorbladen die door wind kunnen worden aangedreven om een in hoofdzaak verticale rotatieas, waaraan een generator is gekoppeld die de rotorbeweging kan omzetten in een bruikbare vorm van energie, in het bijzonder elektrisch vermogen. De huidige uitvinding is niet beperkt tot enig specifiek type verticaleaswindturbine, en is aldus bijzonder breed toepasbaar.

Volgens een verder aspect wordt een gebouw verschaft dat is voorzien van ten minste één hierin beschreven verticaleaswindturbinesamenstel.

Het ten minste ene verticaleaswindturbinesamenstel is bijvoorbeeld op of aan een dak van het gebouw voorzien, maar kan bijvoorbeeld ook aan een gevel van het gebouw en/of elders zijn voorzien.

Een generator van de verticaleaswindturbine kan elektrisch zijn verbonden met een elektrische installatie van het gebouw. Zo kan door de turbine opgewekte elektrische energie in het gebouw worden verbruikt en/of via het gebouw aan een daarmee verbonden elektriciteitsnet worden geleverd. Op voordelige wijze kan aldus een gebouw verschaft worden dat zelfvoorzienend is in de eigen energievoorziening.

Optioneel is het verticaleaswindturbinesamenstel voorzien van een meetinrichting en/of een regelinrichting, met bijvoorbeeld een bedrade of draadloze verbinding naar een centraal meet- en/of regelsysteem, dat bijvoorbeeld vanuit het gebouw te gebruiken is.

Het aantal en/of de dimensionering van geluiddempingsopstellingen, geluiddempingsinrichtingen en/of verticaleaswindturbinesamenstellen kan worden gekozen in afhankelijkheid van de aan of bij het gebouw beschikbare ruimte, alsmede andere mogelijke randvoorwaarden zoals maximale dakbelasting, eisen die samenhangen met vergunningen, etc.

Ter plaatse van een trappenkern of liftkern van het gebouw kan bijvoorbeeld een grotere dakbelasting mogelijk zijn, zodat dit een voorkeurslocatie kan zijn voor plaatsing van een of meer verticaleaswindturbinesamenstellen.

Wanneer genoemde dimensionering aan de hand van relevante standaarden, bijvoorbeeld ISO-standaard 668, wordt uitgevoerd, kan daarmee efficiënte productie, transport en installatie worden bevorderd. Zo kan een buitenmaat, in het bijzonder een breedte, van een geluiddempingsinrichting bijvoorbeeld worden afgestemd op een binnenmaat, bijvoorbeeld een breedte of lengte, van een standaard vrachtcontainer. Daarmee kan dan een vooraf bepaald aantal geluiddempingsinrichtingen of verticaleaswindturbinesamenstellen efficiënt worden vervoerd in een standaard vrachtcontainer, bijvoorbeeld een enkele reeks van vijf inrichtingen of samenstellen zij aan zij in een standaard 40- voet vrachtcontainer. In het geval van bijzonder compacte verticaleaswindturbines, bijvoorbeeld met een generator ter hoogte van de rotor, zouden verticaleaswindturbinesamenstellen eventueel gestapeld kunnen worden in een standaard vrachtcontainer, zodat bijvoorbeeld tien (5 x 2) samenstellen in een standaard 40-voet vrachtcontainer passen. Als alternatief of aanvulling kan de dimensionering worden uitgevoerd aan de hand van afmetingen van reeds op de markt beschikbare verticaleaswindturbines.

Een verticaleaswindturbinesamenstel wordt bij voorkeur dicht nabij een gebouw geplaatst, in het bijzonder in hoofdzaak direct op, in of aan een dak of een gevel van het gebouw. Eventueel kunnen geluiddempingsinrichtingen en/of verticaleaswindturbinesamenstellen worden geschakeld, bijvoorbeeld zijdelings gekoppeld en/of gestapeld, waardoor een modulaire opstelling kan worden gerealiseerd. In dat geval kan tussen een verticaleaswindturbinesamenstel en het gebouw niettemin een tussenliggend verticaleaswindturbinesamenstel worden voorzien.

De geluiddempingsinrichting wordt bij voorkeur in grote mate stabiel geplaatst, in het bijzonder zodanig dat de geluiddempingsinrichting in hoofdzaak niet onder invloed van wind kan bewegen. Aldus kunnen de statorelementen na plaatsing stabiel gepositioneerd blijven, in hoofdzaak onafhankelijk van windrichting of windkracht.

Niettemin kunnen elementen zoals statorelementen eventueel naar wens verstelbaar worden uitgevoerd, waarbij een fixering van hun positie bijvoorbeeld tijdelijk kan worden verminderd om handmatige of andere verstelling toe te laten.

Zo kan bijvoorbeeld eventueel de ten minste ene opening verstelbaar worden uitgevoerd, om daarmee dempingseigenschappen zoals dempingsfrequenties van de geluiddempingsinrichting naar wens te kunnen aanpassen.

Hoewel de uitvinding is toegelicht aan de hand van verticaleaswindturbines, kan deze evengoed toegepast worden op horizontaleaswindturbines. Horizontalaswindturbines voor op bijvoorbeeld een dak van een gebouw in een urbane omgeving zijn wel bekend. De eerste statorelementen van de geluiddempingsinrichting kunnen dan bijvoorbeeld verticaal of horizontaal georiënteerd zijn. Bij een verticaleaswindturbine kunnen de eerste statorelement in hoofdzaak verticaal georiënteerd zijn.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Hierna zal de uitvinding met verwijzing naar tekeningen nader worden toegelicht aan de hand van voorbeelden van uitvoeringsvormen. De tekeningen zijn schematisch en tonen slechts voorbeelden. In de tekeningen worden overeenkomstige elementen aangeduid met overeenkomstige _ verwijzingstekens. In de tekeningen toont: Fig. 1 een opengewerkt bovenaanzicht van een voorbeeld van een verticaleaswindturbinesamenstel; Fig. 1A een met Fig. 1 corresponderend bovenaanzicht, waarin aanvullend perforaties in een geperforeerde plaat zijn getoond;

Fig. 2 een opengewerkt en gedeeltelijk doorzichtig zijaanzicht van het verticaleaswindturbinesamenstel van Fig. 1; Fig. 3 een zijaanzicht van een verder voorbeeld van een verticaleaswindturbinesamenstel; en Fig. 4 een isometrisch aanzicht van een voorbeeld van een gebouw met verticaleaswindturbinesamenstellen.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING De tekeningen tonen een voorbeeld van een geluiddempingsopstelling 1 voor een verticaleaswindturbine 2, omvattende een veelvoud aan op afstand van elkaar opgestelde eerste statorelementen 3 die samen daartussen een rotorruimte 4 voor een rotor 5 van de verticaleaswindturbine 2 definiëren.

Zoals het beste is te zien in Fig. 1, is in ten minste één, hier elk, van de eerste statorelementen 3 een geluiddempende kamer 6 gevormd met ten minste één opening 7 die naar de rotorruimte 4 is gericht en waardoorheen luchtdrukgolven vanuit de rotorruimte 4 de geluiddempende kamer 6 in kunnen treden.

De kamers 6 met openingen 7 zijn hier elk werkzaam als Helmholtzresonator, zodat in het bijzonder laagfrequent geluid goed kan worden gedempt. Binnen de kamers 6, en overigens optioneel elders in en/of aan de opstelling 1, kan geluiddempend materiaal 20 worden voorzien, in het bijzonder voor demping van meer hoogfrequent geluid. Geluiddempend materiaal 20 kan bijvoorbeeld wol zoals glaswol of steenwol, of schuim zijn, of materiaal dat op zich bekend is voor gebruik in geluiddempende panelen. Het geluiddempende materiaal 20 kan in de vorm van panelen worden toegepast, maar dat is niet noodzakelijk.

De openingen 7 zijn in dit voorbeeld gevormd als een langwerpige sleuf die zich in hoofdzaak parallel aan een centrale hartlijn C van de rotorruimte, oftewel in hoofdzaak verticaal, uitstrekt. Als alternatief kan bijvoorbeeld bij elke kamer een reeks van openingen worden voorzien die onderling bijvoorbeeld verschillende verticale posities hebben.

In dit voorbeeld is de geluiddempingsopstelling 1 omvat in een geluiddempingsinrichting 13 voor de verticaleaswindturbine 2. De eerste statorelementen 3 zijn daarbij in hun onderlinge opstelling gefixeerd.

Samen met de verticaleaswindturbine 2 vormt de geluiddempingsinrichting 13, althans de geluiddempingsopstelling 1, hier een verticaleaswindturbinesamenstel 17. In Fig. 4 is zijn voorbeelden te zien van hoe een gebouw 18 op diverse wijzen kan zijn voorzien van een of meer verticaleaswindturbinesamenstellen 17. Zo kunnen verticaleaswindturbinesamenstellen 17 op of aan een dak 19 van het gebouw 18 zijn geplaatst, en/of aan een gevel 24 van het gebouw 18. Verticaleaswindturbinesamenstellen 17 kunnen daarbij eventueel geschakeld zijn, bijvoorbeeld zijdelings en/of in een stapel.

De geluiddempingsinrichting 13 is daartoe bij voorkeur modulair ingericht, bijvoorbeeld met gestandaardiseerde maatvoering en/of met koppeldelen die aan een of meer buitenzijden van de inrichting 13 kunnen zijn voorzien, bijvoorbeeld in samenhang met een of meer frame-elementen 22. In Fig. 4 is als voorbeeld met een gestreepte lijn een verticaleaswindturbinesamenstel 17 aangegeven dat zo op modulaire wijze naar wens kan worden geschakeld met naburige samenstellen 17 die daar met doorlopende lijnen zijn getekend.

Een verticaleaswindturbinesamenstel 17 kan enigszins uitsteken ten opzichte van het dak 19 of de gevel 24, maar dat is niet noodzakelijk.

Zo toont Fig. 4 onder andere een voorbeeld van een verticaleaswindturbinesamenstel, aangeduid met 17%, waarvan een of meer buitenvlakken in hoofdzaak zijn uitgelijnd met een buitenvlak van het dak 19 en/of de gevel 24.

Wanneer een gebouw 18 zo is voorzien van een of meer verticaleaswindturbinesamenstellen 17, kan een generator 15 van de respectieve verticaleaswindturbine 2 zijn verbonden met een elektrische installatie van het gebouw 18. Als alternatief kan de generator 15 bijvoorbeeld meer rechtstreeks zijn verbonden met een elektriciteitsnet.

Terugkerend naar Fig. 1, is daar te zien dat in dit voorbeeld de eerste statorelementen 3 onderling in hoofdzaak rotatiesymmetrisch zijn opgesteld ten opzichte van een centrale hartlijn C van de rotorruimte 4, in het bijzonder met regelmatige tussenruimtes rondom de rotorruimte 4. Het aantal eerste statorelementen 3 van het veelvoud aan eerste statorelementen 3 is hier vier, hoewel andere aantallen mogelijk zijn.

De eerste statorelementen 3 zijn hier aan een naar de rotorruimte 4 toegekeerde respectieve zijde daarvan verbreed ten opzichte van een overgelegen, van de rotorruimte 4 afgekeerde zijde, waaraan hier een spits uiteinde 8 is gevormd dat ten opzichte van de rotorruimte 4 naar buiten wijst.

Aan de naar de rotorruimte 4 toegekeerde zijde is hier een wandsectie 9 van het eerste statorelement 3, welke wandsectie 9 een buitenvlak 10 heeft dat naar een centraal deel van de rotorruimte 4 is gericht.

De ten minste ene opening 7 is hier in genoemde wandsectie 9 gevormd. In het getoonde voorbeeld is de opening 7 steeds decentraal in de wandsectie 9 gevormd, in het bijzonder nabij een stompere van twee hoeken van het eerste statorelement 3, maar dat is niet noodzakelijk.

De eerste statorelementen 3 zijn in dit voorbeeld in hoofdzaak onregelmatig gevormd, in het bijzonder met vorm die ten opzichte van een vlak waarin de centrale hartlijn C zich uitstrekt in hoofdzaak asymmetrisch is. Een dergelijke onregelmatige vorm kan voordeligerwijze bijdrage aan effectieve geluiddemping, onder meer doordat ongunstige geluidsreflecties kunnen worden tegengegaan.

Tussen naastgelegen eerste statorelementen 3 van het veelvoud aan eerste statorelementen 3 is hier steeds een doorgang 11 gevormd waardoorheen wind de rotorruimte 4 in en/of uit kan waaien.

In dit voorbeeld wordt de doorgang 11 in de richting van de rotorruimte 4 geleidelijk nauwer, in het bijzonder door een vorm en/of opstelling van de naastgelegen eerste statorelementen 3. In het zijaanzicht van Fig. 2 is te zien dat de doorgang 11 aldus een trechterachtige vorm heeft, die naast de eerste statorelementen 3 wordt bepaald door een hellend buitenvlak van een generatorbehuizingsdeel 14.

Overigens wordt ter verduidelijking opgemerkt dat, vanwege de in Fig. 1 zichtbare symmetrie van het verticaleaswindturbinesamenstel 17, het zijaanzicht voor elk van de vier zijden hier in hoofdzaak is zoals weergegeven in Fig. 2. De rotor 5 bevindt zich in het aanzicht van Fig. 2 deels achter de daar weergegeven eerste statorelementen 3, die in die zin gedeeltelijk doorzichtig zijn weergegeven.

In Fig. 1 en 2 is te zien dat hier een afrastering 21 is aangebracht aan de naar de rotorruimte 4 toegekeerde zijde van de doorgangen 11. Hoewel elke afrastering 21 zich hier in hoofdzaak in een recht vlak uitstrekt, kan een dergelijke afrastering bijvoorbeeld ook worden gevormd met een kromming die een buitenomtrek van de rotor 5 volgt, zodat de rotorruimte 4 bijzonder compact kan zijn ten opzichte van de rotor 5.

De doorgang 11 kan in hoofdzaak worden overbrugd door een veelvoud aan met onderlinge tussenruimtes opgestelde tweede statorelementen 12, bij voorkeur in de vorm van lamellen, in het bijzonder aan een van de rotorruimte 4 afgekeerde zijde van de doorgang 11. De tweede statorelementen 12 worden in Fig. 2 niet getoond, om zo de daarachter gelegen structuren te kunnen tonen. In het zijaanzicht van Fig. 3 zijn de tweede statorelementen 12 wel te zien. In dit voorbeeld zijn de tweede statorelementen 12, hier uitgevoerd als lamellen, bekleed met een geluiddempend materiaal 20. Door de tussenruimtes tussen de tweede statorelementen 12 blijft de doorgang 11 goed doorgankelijk voor wind.

In Fig. 2 en 3 is ook te zien dat de geluiddempingsinrichting 13 is ingericht als behuizing, bijvoorbeeld omkasting, voor de verticaleaswindturbine 2. De geluiddempingsinrichting 13 kan zo de verticaleaswindturbine 2 op een beschermende wijze omgeven en in hoofdzaak aan het zicht onttrekken.

In Fig. 1 en 2 is met cijfer 14 een generatorbehuizingsdeel 14 aangeduid voor behuizing van een generator 15 van de verticaleaswindturbine 2. In dit voorbeeld strekt het generatorbehuizingsdeel 14 zich onder de rotorruimte 4 uit en verder naar buiten onder eerder genoemde hellende buitenvlakken die de doorgangen 11 aan een onderzijde daarvan begrenzen.

Zo kan de generator 15 bijvoorbeeld op korte afstand recht onder de rotor 5 worden voorzien, terwijl de generator 15 goed wordt afgeschermd van weersinvloeden.

In het generatorbehuizingsdeel 14 kan eventueel geluiddempend materiaal worden aangebracht om zo geluid te dempen dat tijdens gebruik door de generator 15 zelf wordt geproduceerd.

In het generatorbehuizingsdeel 14, bijvoorbeeld in een of meer van de genoemde hellende ondervlakken van de doorgangen 11, kan een toegangsluik of dergelijke worden voorzien voor onderhoud aan de generator 15. In Fig. 2 is verder te zien dat als optie aan een onderzijde van de rotorruimte 4 en/of tussen de rotorruimte 4 en het generatorbehuizingsdeel 14 één of meer geperforeerde platen 25 kunnen zijn voorzien, die verdere aanvullende geluiddemping kunnen verschaffen.

De afmetingen van de perforaties in de platen 25 kunnen zodanig worden gekozen dat via het eerder aangehaalde principe van Helmholtzresonantie ter plaatse van de platen 25 geluiddemping optreedt bij één of meer vooraf bepaalde geluidsfrequenties.

Aldus kunnen de perforaties eventueel ook onderling verschillen in hun afmeting en/of vorm, zodat de plaat 25 bijvoorbeeld een band van geluidsfrequenties kan dempen. De plaat 25 kan zo bijvoorbeeld middelhoge geluidsfrequenties dempen, als aanvulling op de demping van voornamelijk lage frequenties door de openingen 7 en de demping van voornamelijk hoge frequenties door het geluiddempend materiaal 20. Aldus kan bijzonder goede geluiddemping worden bereikt over een breed spectrum aan geluidsfrequenties. De plaat kan aldus zijn uitgevoerd met zogenaamde kleine Helmoltzresonatoren, als vierkante of ronde perforaties, en kan worden voorzien tussen de motor en de windmolen, of aan de bovenzijde van de windmolen. Eventueel kunnen in de eerste statorelementen, ook dergelijke geperforeerde platen aanvullend voorzien worden.

In Fig. 1 zijn voor duidelijkheid van de tekening geen perforaties getekend in de daar aangeduide plaat 25. Voor een schematisch voorbeeld van dergelijke perforaties in genoemde plaat 25 wordt verwezen naar de overigens met Fig. 1 corresponderende Fig. 1A. Dergelijke perforaties zijn aldus bij voorkeur langs een geheel ondervlak van de rotorruimte 4 verspreid aangebracht. In Fig. 1A is ook te zien dat de plaat 25 optioneel kan zijn opgebouwd uit meerdere, hier in hoofdzaak driehoekige of trapeziumvormige, plaatsecties, die bijvoorbeeld rondom de centrale hartlijn C naast elkaar zijn opgesteld om samen een geperforeerde plaat 25 te vormen. De dichtheid van de perforaties in de plaat 25 kan in verschillende gebieden van de rotorruimte 4 en/of de plaat 25 al dan niet gelijk zijn.

Voor verdere aanvulling van de geluiddemping kan aangrenzend aan, bijvoorbeeld tussen, de één of meer platen 25 geluiddempend materiaal 20 zoals wol worden aangebracht, zoals getoond in Fig. 2.

In Fig. 2 zijn als voorbeeld aan de boven- en onderzijde van de geluiddempingsinrichting 13 betonplaten 16 te zien die dienen als ballast 16 voor het stabiliseren van de geluddempingsinrichting 13 en/of de verticaleaswindturbine 2. Het moge duidelijk zijn dat althans de bovenste betonplaat 16 niet wordt getoond in het opengewerkte bovenaanzicht van Fig. 1, zodat de daaronder gelegen structuren zichtbaar zijn. Een onderzijde van de bovenste betonplaat 16 kan bijvoorbeeld worden bekleed met geluiddempend materiaal.

Een optionele afdichting 23, in Fig. 2 als voorbeeld getoond langs een bovenzijde van betonplaat 16, kan verder bijdragen aan een goede bescherming van de verticaleaswindturbine 2 en de geluiddempingsinrichting 13.

Aldus worden verbeterde middelen verschaft om hinder en overlast door verticaleaswindturbines in bebouwde omgevingen tegen te gaan, in het bijzonder om geluidsuitvoer vanaf een verticaleaswindturbine te verminderen. Zo wordt uitgebreidere toepassing van windturbines in bebouwde omgevingen mogelijk gemaakt.

Hoewel de uitvinding hierin is toegelicht aan de hand van voorbeelden van uitvoeringsvormen, vormen deze voorbeelden geen beperking van de uitvinding, die is gedefinieerd in de conclusies. Vele variaties, combinaties en uitbreidingen zijn mogelijk, zoals voor de vakman duidelijk zal zijn. Zo kan een geluiddempingsopstelling een in hoofdzaak rechthoekige buitenvorm hebben, of een andere vorm, zoals een vorm van een vijfhoek, zeshoek, etc. Verdere voorbeelden zijn op diverse plaatsen in de beschrijving aangegeven.

Ten behoeve van duidelijkheid en een bondige beschrijving worden maatregelen hierin beschreven als deel van dezelfde of afzonderlijke uitvoeringsvormen, echter, het zal duidelijk zijn dat het bereik van de uitvinding uitvoeringsvormen kan omvatten met combinaties van alle of sommige van de beschreven maatregelen. Het moge worden begrepen dat de getoonde uitvoeringvormen dezelfde of gelijkende componenten hebben, afgezien van waar zij worden beschreven als zijnde verschillend. Het enkele feit dat zekere maatregelen worden genoemd in onderling verschillende conclusies geeft niet aan dat een combinatie van deze maatregelen niet ten voordele kan worden gebruikt. Vele varianten zullen duidelijk zijn voor de vakman.

Alle varianten worden geacht inbegrepen te zijn binnen het bereik van de uitvinding die is gedefinieerd is de volgende conclusies.

LIJST VAN VERWIJZINGSTEKENS

1. Geluiddempingsopstelling

2. Verticaleaswindturbine

3. Eerste statorelement

4. Rotorruimte

5. Rotor

6. Geluiddempende kamer

7. Opening

8. Spits uteinde

9. Wandsectie

10. Buitenvlak van wandsectie

11. Doorgang

12. Tweede statorelement

13. Geluiddempingsinrichting

14. Generatorbehuizingsdeel

15. Generator

16. Ballast

17. Verticaleaswindturbinesamenstel

18. Gebouw

19. Dak van gebouw

20. Geluiddempend materiaal

21. Afrastering

22. Frame-element

23. Afdichting

24. Gevel van gebouw

25. Geperforeerde plaat C. Centrale hartlijn

Claims (16)

CONCLUSIES

1. Geluiddempingsopstelling (1) voor een verticaleaswindturbine (2), omvattende een veelvoud aan op afstand van elkaar opgestelde eerste statorelementen (3) die samen daartussen een rotorruimte (4) voor een rotor (5) van de verticaleaswindturbine (2) definiëren, waarbij in ten minste één, bij voorkeur elk, van de eerste statorelementen (3) een geluiddempende kamer (6) is gevormd met ten minste één opening (7) die naar de rotorruimte (4) is gericht en waardoorheen luchtdrukgolven vanuit de rotorruimte (4) de geluiddempende kamer (6) in kunnen treden.

2. Geluiddempingsopstelling volgens conclusie 1, waarbij de eerste statorelementen (3) onderling in hoofdzaak rotatiesymmetrisch zijn opgesteld ten opzichte van een centrale hartlijn (C) van de rotorruimte (4), in het bijzonder met regelmatige tussenruimtes rondom de rotorruimte (4).

3. Geluiddempingsopstelling volgens conclusie 1 of 2, waarbij het aantal eerste statorelementen (3) van het veelvoud aan eerste statorelementen (3) in het bereik van drie tot en met acht is, bij voorkeur in het bereik van drie tot en met zes, meer bij voorkeur vier.

4. Geluiddempingsopstelling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste statorelementen (3) aan een naar de rotorruimte (4) toegekeerde respectieve zijde daarvan verbreed zijn ten opzichte van een overgelegen, van de rotorruimte (4) afgekeerde zijde, waaraan bij voorkeur een spits uiteinde (8) 1s gevormd dat ten opzichte van de rotorruimte (4) naar buiten wijst.

5. Geluiddempingsopstelling volgens conclusie 4, waarbij aan de naar de rotorruimte (4) toegekeerde zijde een wandsectie (9) van het eerste statorelement (3) is gevormd, welke wandsectie (9) een buitenvlak (10) heeft dat naar een centraal deel van de rotorruimte (4) is gericht,

waarbij de ten minste ene opening (7) bij voorkeur in, althans coplanair met, genoemde wandsectie (9) is gevormd.

6. Geluiddempingsopstelling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij tussen naastgelegen eerste statorelementen (3) van het veelvoud aan eerste statorelementen (3) een doorgang (11) 1s gevormd waardoorheen wind de rotorruimte (4) in en/of uit kan waaien.

7. Geluiddempingsopstelling volgens conclusie 6, waarbij de doorgang (11) in de richting van de rotorruimte (4) geleidelijk nauwer wordt, in het bijzonder door een vorm en/of opstelling van de naastgelegen eerste statorelementen (3).

8. Geluiddempingsopstelling volgens conclusie 6 of 7, waarbij de doorgang (11) in hoofdzaak wordt overbrugd door een veelvoud aan met onderlinge tussenruimtes opgestelde tweede statorelementen (12), bij voorkeur in de vorm van lamellen, in het bijzonder aan een van de rotorruimte (4) afgekeerde zijde van de doorgang (11).

9. Geluiddempingsinrichting (13) voor een verticaleaswindturbine (2), omvattende een geluiddempingsopstelling (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste statorelementen (3) bij voorkeur in hun onderlinge opstelling zijn gefixeerd.

10. Geluiddempingsinrichting volgens conclusie 9, waarbij de geluiddempingsinrichting (13) is ingericht als behuizing, bijvoorbeeld omkasting, voor de verticaleaswindturbine (2).

11. Geluiddempingsinrichting volgens conclusie 9 of 10, omvattende een generatorbehuizingsdeel (14) voor behuizing van een generator (15) van de verticaleaswindturbine (2), waarbij de rotorruimte (4) in het bijzonder boven en/of onder het generatorbehuizingsdeel (14) is gevormd.

12. Geluiddempingsinrichting volgens een van de conclusies 9 — 11, voorzien van een ballast (16) voor het stabiliseren van de geluiddempingsinrichting (13) en/of een daarmee geassocieerde verticaleaswindturbine (2).

13. Geluiddempingsinrichting volgens een van de conclusies 9 — 12, waarbij de geluiddempingsinrichting (13) modulair is ingericht zodanig dat geluiddempingsinrichtingen (13) onderling kunnen worden geschakeld, bijvoorbeeld gestapeld.

14. Verticaleaswindturbinesamenstel (17) omvattende een verticaleaswindturbine (2) die is voorzien van een geluiddempingsopstelling (1) volgens een van de conclusies 1 — 8, bijvoorbeeld in een geluiddempingsinrichting (13) volgens een van de conclusies 9 — 13.

15. Gebouw (18) voorzien van ten minste één verticaleaswindturbinesamenstel (17) volgens conclusie 14, bijvoorbeeld op of aan een dak (19) van het gebouw (17), waarbij bijvoorbeeld een generator (15) van de verticaleaswindturbine (2) elektrisch is verbonden met een elektrische installatie van het gebouw (18).

16. Geluiddempingsopstelling (1) voor een horizontaleaswindturbine (2), omvattende een veelvoud aan op afstand van elkaar opgestelde eerste statorelementen (3) die samen daartussen een rotorruimte (4) voor een rotor (5) van de horizontaleaswindturbine (2) definiëren, waarbij in ten minste één, bij voorkeur elk, van de eerste statorelementen (3) een geluiddempende kamer (6) is gevormd met ten minste één opening (7) die naar de rotorruimte (4) is gericht en waardoorheen luchtdrukgolven vanuit de rotorruimte (4) de geluiddempende kamer (6) in kunnen treden.