CH698880B1

CH698880B1 - Kraftwerksanlage.

Info

Publication number: CH698880B1
Application number: CH01419/06A
Authority: CH
Inventors: Ernst Schuerch
Original assignee: Ernst Schuerch
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2009-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftwerksanlage (1) zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem Tiefdruckwirbel, umfassend eine Mehrzahl von Strömungsleitkörpern (2), welche parallel zu einer senkrecht zum Erdboden (19) orientierten Längsachse (17) mit gleichmässigem Abstand voneinander um die genannte Längsachse (17) herum angeordnet sind. Die Strömungsleitkörper (2) sind so ausgestaltet, dass sie den einströmenden Luftmassen (5) nur einen kleinstmöglichen Widerstand bieten und dabei gleichzeitig das Abwandern des Tiefdruckwirbels verhindern. Erfindungsgemäss umfasst die Kraftwerksanlage mindestens eine Turbine (4, 4´), welche zwischen den Strömungsleitkörpern (2) im Wesentlichen in Richtung der einströmenden Luftmassen (5) angeordnet ist, sowie mindestens einen elektrischen Generator (10), welcher von der mindestens einen Turbine (4, 4´) angetrieben wird.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kraftwerksanlage zur Erzeugung elektrischer Energie aus sich bewegenden Luftmassen.

Stand der Technik

[0002] Für die Substitution herkömmlicher grosstechnischer Energieanlagen hat sich die Nutzung der Sonnenenergie als die sinnvollste der heute bekannten Möglichkeiten erwiesen. Sie ermöglicht die Erzeugung elektrischer oder chemischer (beispielsweise Wasserstoff) Energie. In tropischen Breitengraden kann bei optimaler Sonneneinstrahlung mit einer Bruttoleistung von rund 0,8 kW/m<2> gerechnet werden (Solarkonstante 0.812 kW/m<2> auf Erdoberfläche).

[0003] Die heute im Einsatz stehenden oder favorisierten direkten oder indirekten Sonnenenergieanlagen sind:
Windkraftanlagen
Sonnenkollektoren zur Gewinnung von Niedertemperaturwärmeenergie
Photovoltaikanlagen
Spiegelfokussieranlagen
Atmosphärenthermische Aufwindkraftwerke

[0004] Herkömmliche Windkraftanlagen nützen horizontale Windströmungen zur Erzeugung von elektrischer Energie, indem die sich horizontal bewegenden Luftmassen Rotoren in eine Drehbewegung versetzen. Solche herkömmlichen Windkraftwerksanlagen sind ihrer Grösse und damit auch in ihrer Energieleistung beschränkt.

[0005] Bei der Photovoltaikanlage wird das Sonnenlicht in Halbleiterzellen, die zu Panels zusammengefasst sind, direkt in elektrische Energie umgewandelt. Bei der Spiegelfokussieranlage werden die Einzelspiegel dem jeweiligen Sonnenstand nachgeführt. Die Spiegel reflektieren die einfallenden Sonnenstrahlen auf einen zentral angeordneten Fokuskörper, in dem eine Flüssigkeit verdampft. Der entstehende Dampf treibt eine Dampfturbine an.

[0006] Bei der thermischen Aufwindkraftwerkanlage wird die Luft unter einem lichtdurchlässigen Dach, das einen treibhausähnlichen Raum bildet, erwärmt. Die Warmluft steigt im rohrförmigen Turm auf, wo sie eine Turbine antreibt. Der Nachteil von Systemen wie Photovoltaik, Spiegelfokussieranlagen und der atmosphärenthermischen Aufwindkraftwerke besteht darin, dass die energieaktiven Elemente wie Halbleiterzellen, Spiegel oder Treibhausdach flächendeckend ausgelegt werden müssen. Dadurch werden die Anlagen wartungsintensiv und störungsanfällig. Die Wartungsintensität betrifft beispielsweise die stetige Reinhaltung der Energieaktivflächen, die andernfalls bei geringster Staubbeschlagung im Wirkungsgrad massiv einbrechen.

Die Investitions- und Wartungskosten der Energieaktivflächen, sowie die eingeschränkte Platzierungsmöglichkeit der Anlagen aus topographischen Gründen, verringert die Wirtschaftlichkeit dieser Anlagen.

Darstellung der Erfindung

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftwerksanlage der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, welche die oben erwähnten und andere Nachteile nicht aufweist, und insbesondere in der Lage ist, die Energie der sich in der Atmosphäre bewegenden Luftmassen besser auszunutzen.

[0008] Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch eine erfindungsgemässe Kraftwerksanlage gemäss dem unabhängigen Anspruch. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.

[0009] Das Funktionsprinzip einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage beruht darauf, in einem Gebiet mit latentem Wirbelbildungspotential, vornehmlich in tropischen Breiten, einen Tiefdruckwirbel zu induzieren. Die Beschaffenheit des erwähnten Gebietes kann Land oder Wasser sein.

[0010] Die Entstehung eines Tiefdruckwirbels ist bei örtlich geeigneten atmosphärischen Bedingungen weitgehend eine Zufallserscheinung. Eine kleine Störung genügt, um einen Luftwirbel auszulösen, der sich zu einem Tiefdruckwirbel entwickeln kann. Die unscheinbare Störung kann durch zwei ungleiche, aneinander vorbeiströmende Luftmassen, eine örtliche Vertikalströmung geschichteter Luftmassen unterschiedlicher Temperatur oder Luftfeuchtigkeit, lokale Temperaturunterschiede des Bodens etc. verursacht werden. In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage wird diese Störung durch eine mittels einer geeigneten Starter-Vorrichtung erzeugte Aufwärtsströmung induziert.

[0011] Für die Erzeugung von Energie mittels einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage wird nun ein Tiefdruckwirbel genutzt, der sich aus einem lokal induzierten Luftwirbel entwickelt. Die erfindungsgemässe Kraftwerksanlage befindet sich dabei im Zentrum dieses Wirbels. Der dortige lokale Druckunterschied zwischen dem Wirbelzentrum (tiefer Druck) und Umgebung (höherer Druck) treibt eine oder mehrere Rotorvorrichtungen bzw. Turbinen.

[0012] Der Tiefdruckwirbel um die erfindungsgemässe Kraftwerksanlage wirkt wie ein Staubsauger, der die Energie in Form der sonnenerwärmten Luft vom naturbelassenen Boden aufsaugt, bei wachsender Intensität dem Wirbelzentrum zuführt, wo im Innern der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage die ursprüngliche thermische Energie über Turbine und Generator in mechanische beziehungsweise elektrische Energie umgewandelt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0013] Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Vorrichtung anhand von Zeichnungen erläutert.
<tb>Fig. 1<sep>zeigt in perspektivischer Seitenansicht eine erfindungsgemässe Kraftwerksanlage mit vier Strömungsleitflächen.

<tb>Fig. 2<sep>zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage mit drei Strömungsleitflächen, mit schematisch dargestellten Luftströmungen, (a) in perspektivischer Seitenansicht, und (b) im Querschnitt durch die Längsachse.

<tb>Fig. 3<sep>zeigt eine erfindungsgemässe Kraftwerksanlage mit fünf Strömungsleitflächen 2 und einer senkrecht orientierten Turbine, (a) in Seitenansicht mit schematisch dargestelltem Tiefdruckwirbel, (b) in einem Querschnitt durch die Ebene A-A, und (c) in Aufsicht entlang der Längsachse.

<tb>Fig. 4<sep>zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage, mit fünf im Wesentlichen waagrecht orientierten Turbinen. Fig. 4azeigt die Seitenansicht, (a) in Seitenansicht, (b) in einem Querschnitt durch die Ebene A-A, und (c) in einem Längsschnitt durch eine Turbine entlang der Ebene B-B.

Ausführung der Erfindung

[0014] Die erfindungsgemässe Kraftwerksanlage umfasst drei oder mehr Strömungsleitkörper, die zusammen einen Turm bilden, und eine oder mehrere Turbinen, welche einen oder mehrere Stromgeneratoren betreiben. Der Konstruktionswerkstoff der Strömungsleitkörper ist vorzugsweise Stahl oder Beton. Mögliche Ausführungsformen solcher erfindungsgemässer Kraftwerksanlagen sind beispielsweise in den Fig. 1bis 4 dargestellt.

[0015] Fig. 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage (1) mit vier Strömungsleitkörpern (2), welche kreisförmig um eine senkrecht zur Erdoberfläche orientierte Längsachse (17) gruppiert sind und einen Turm (7) bilden. Im Raum zwischen den Strömungsleitkörpern (2) ist eine Turbine (4) angeordnet, mit einer Rotationsachse parallel zur Längsachse (17). Der die Turbine umschliessende Turbinenmantel (9) ist als stumpfkegelförmiger Zuströmleitring (8) ausgebildet, welcher den Zu- und Abströmbereich der Turbine trennt. Im oberen Bereich des Turms (7) sind Verstrebungen (3) zwischen den einzelnen Strömungsleitkörpern (2) angebracht, welche die Stabilität der Gesamtanlage erhöhen bzw. die benötigte Materialmenge für den Bau der Anlage reduzieren.

[0016] Fig. 2 zeigt schematisch eine andere Ausgestaltungsform einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage (1) mit drei Strömungsleitkörpern (2), in perspektivischer Seitenansicht (a) und in einem Querschnitt senkrecht zur Längsachse (17). Die wirbelförmigen Luftströmungen (5) im Zentrum des Tiefdruckwirbels sind als schwarze Linien dargestellt.

[0017] Analog dazu zeigt Fig. 3eine Ausführung der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage (1) mit fünf Strömungsleitkörpern (2), in Seitenansicht (Fig. 3(a)), in Aufsicht (Fig. 3(b)) und in einem Querschnitt durch die Ebene A-A (Fig. 3(c)). Die Strömungsleitkörper (2), deren Skelettlinien gemäss dem horizontalen Profil der Spirale des Tiefdruckwirbels ausgelegt sind, werden im Kreis um das Turmzentrum auf den Zuströmlinien (5) positioniert. Die Strömungsleitkörper (2) können über die gesamte Höhe des Turms (7) parallel sein. Funktionell jedoch vorteilhafter ist, wenn die nach innen gerichtete Auslaufkante (11) der Strömungsleitkörper (2) von unten nach oben zunehmend zurückgenommen ist. In der sich daraus ergebenden Raumerweiterung im oberen Bereich des Turms kann sich der Tiefdruckwirbel (6) wirksamer entwickeln, was die Effizienz erhöht.

Zur mechanischen Stabilisierung dienen Verstrebungen (3), welche zwischen den einzelnen Strömungsleitkörpern angeordnet sind.

[0018] Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage (1), (a) in Seitenansicht, (b) in einem Querschnitt durch die Ebene A-A, und (c) in einem Längsschnitt durch eine Turbine entlang der Ebene B-B. Anstatt einer parallel zur Längsachse (17) angeordneten einzelnen Turbine sind im gezeigten Fall fünf kleiner dimensionierte Turbinen 4 zwischen den Leitkörpern (2) angeordnet, im Wesentlichen parallel ausgerichtet zur Luftströmung (5). Fig. 4(c) zeigt neben der Variante I mit waagrecht orientierter Turbine 4, wie sie auch in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt wird, auch noch eine zweite Variante II (gestrichelt) einer Turbine 4, mit einer gegen den Untergrund (19) hin um einen spitzen Winkel [alpha] geneigter Längsachse (20) der Turbine 4.

[0019] Die Anzahl Strömungsleitkörper in einer erfindungsgemässen Kraftwerksanlage muss mindestens zwei betragen, wobei vorteilhaft mindestens drei Strömungsleitkörper vorgesehen sind.

[0020] Die oben genannten beispielhaften Ausführungsformen von erfindungsgemässen Kraftwerksanlagen können auch kombiniert werden.

Start der Anlage

[0021] Die Strömungsleitkörper dienen auch als Starthilfe zur Einleitung des Tiefdruckwirbels. Die Temperatur der vorteilhaft dunkel gehaltenen Oberflächen steigt mit der Energieaufnahme durch die Sonneneinstrahlung. Die Oberfläche der Strömungsleitkörper wirkt dabei als Moderator, der die kurzwellige Sonnenstrahlung im sichtbaren und UV-Bereich absorbiert und mit den emittierten langwelligen Wärmestrahlen die Luft im Grenzschichtbereich erwärmt. Die lokal an den Strömungsleitkörpern erwärmte Luft steigt auf und zieht in Bodennähe aus der Umgebung erwärmte Luft nach, womit der Zirkulationsprozess des zu induzierenden Tiefdruckwirbels eingeleitet ist.

Funktion der Anlage

[0022] Die Luft strömt spirallinienförmig auf die erfindungsgemässe Kraftwerksanlage zu. Die unterschiedliche Dichte der zuströmenden Warmluft gegenüber der umgebenden Kaltluft lässt ein Auftriebspotential entstehen, woraus sich der Tiefdruckwirbel entwickelt. Energetisch alimentiert sich der Tiefdruckwirbel von der Luft, die beim Überstreichen des heissen, naturbelassenen Wüstenbodens, beziehungsweise der dampfenden Oberfläche tropischer Gewässer, Wärmeenergie aufnimmt. In den gezeigten Ausführungsformen ist dies ein Tiefdruckwirbel, der auf der nördlichen Erdhalbkugel im Gegenuhrzeigersinn dreht. Auf der Südhalbkugel wäre die Ausrichtung der Strömungsleitkörper natürlich umgekehrt zu wählen.

[0023] Nachdem mit Hilfe der sonnenerwärmten Strömungsleitkörper eine vertikale Strömung die Zirkulation in Gang gebracht worden ist, weitet sich das Einzugsgebiet der Wirbelströmung entsprechend der Intensitätszunahme des Tiefdruckwirbels aus. Die Luft strömt auf logarithmischen Spirallinien dem Wirbelzentrum zu. Bei abnehmendem Wirbelradius nimmt die Radialgeschwindigkeit logarithmisch ab, die Spiralgeschwindigkeit nimmt indirekt proportional und die Steiggeschwindigkeit exponentiell zu. Bei Radius null würde wirbelsatzgemäss die Spiralgeschwindigkeit unendlich, was jedoch durch naturgesetzliche Grenzen verhindert wird. Das Wirbelzentrum bleibt daher strömungsfrei.

Der Tiefdruckwirbel, der von der zuströmenden Spirale in die aufsteigende Schraubenlinie übergeht, hüllt den Turm der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage vollständig ein. Über die Zwischenräume zwischen den Strömungsleitkörpern kann die um den Turm wirbelnde Luft in das Innere des Turmes eindringen, jedoch seitlich das Turminnere nicht mehr verlassen. Die Form der Strömungsleitkörper ist dabei so gewählt, dass diese der einströmenden Luft einen möglichst geringen Widerstand bieten, wenn der Wirbel auf die Längsachse der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage zentriert ist. Dies reduziert zum einen die auf die Strömungsleitkörper wirkenden Kräfte auf ein Minimum, und zum anderen befindet sich der Wirbel so in einem energetischen Minimum, was das Abwandern des Wirbels verhindert.

[0024] Die Spiral-Schraubenströmung mit der höchsten Geschwindigkeit und der entsprechend höchsten Energiedichte befindet sich innerhalb des Turms. Die energieintensive Wirbelzone um das strömungsfreie Auge des Wirbels bleibt somit gefangen. Über dem Turm steigt der Wirbel so weit auf, bis das Energiepotential ausgeschöpft ist, sich die aufsteigende Warmluft mit der umgebenden Kaltluft vermischt und der Wirbel sich auflöst.

[0025] Die nach oben strömenden Luftmassen erzeugen einen Unterdruck im Innenraum der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage, wodurch aufgrund des Druckgefälles zwischen Innenraum und Umgebung die Rotoren der Turbine in Bewegung gesetzt werden und der mit der Turbine zusammenwirkende Generator elektrische Energie erzeugt.

Luftdichte und Auftrieb

[0026] Der Auftrieb ergibt sich aus dem Dichteunterschied der Luft im Wirbel gegenüber der Umgebungsluft. Der Dichteunterschied verstärkt sich mit zunehmender Höhe. Die Dichte im Luftwirbel wird beeinflusst durch:
die erhöhte Temperatur der spiralförmig zuströmenden und schraubenförmig aufsteigenden, also wirbelbildenden, Luft wirkt dichtevermindernd
die Strömungsgeschwindigkeit in der Wirbelkernzone, wo nach Bernoulli der statische Druck sinkt und mit ihm die Dichte, wirkt dichtevermindernd
die Luftfeuchtigkeit (einflussstark bei Wirbel über Wasser) wirkt dichtevermindernd
die Geschwindigkeitszunahme, die eine adiabatische Expansion bewirkt, mit Temperaturrückgang als Folge, wirkt dichtevermehrend
die Kondensation als Folge kalter Höhenluft führt zu Wärmefreisetzung und Temperaturanstieg wirkt dichtevermindernd.

Einfluss der Kondensation

[0027] In den nach oben offenen, strömungsfreien Wirbelkern strömt (dank ihrer höheren Dichte als jener des aufsteigenden Warmluftwirbels) Kaltluft ein, was zur Kondensation wirbelseitig führt. Durch die Kondensation wird Wärmeenergie frei, die den aufsteigenden Luftwirbel noch zusätzlich intensiviert.

Maximalintensität und Auflösung des Luftwirbels

[0028] Die Luftströmung geht von einer Spirallinie in eine Schraubenlinie über. Bei der engsten Einschnürung des Spiral-Schrauben-Strömungsverlaufs, wo die Radialgeschwindigkeit gegen null geht, herrscht die höchste Spiralgeschwindigkeit mit dem tiefsten statischen Druck, der identisch ist mit dem Atmosphärendruck in jener Höhe, wo sich der Potentialwirbel auflöst. Die Wirbelintensität vermindert sich mit der Abnahme des Atmosphärendruckes bei zunehmender Höhe.
Der strömungsfreie Wirbelkern weitet sich aus, entsprechend geht die Spiralgeschwindigkeit zurück bis zu jener Höhe, wo die Spiralgeschwindigkeit beim Radius unendlich null wird und der Tiefdruckwirbel in einen entstehenden Hochdruckwirbel einmündet.

Drehrichtung des Tiefdruckwirbels

[0029] Die weiträumigen, wetteraktiven Tiefdruckwirbel drehen auf der nördlichen Erdhalbkugel im Gegenuhrzeigersinn, auf der südlichen Hemisphäre im Uhrzeigersinn. Ursache dieser Determination sind die auftretenden Corioliskräfte der Luftströmungen in Nord-Süd- beziehungsweise in Süd-Nord-Richtung. Für die Entstehung der regionalen und lokalen Tiefdruckwirbel spielt der Einfluss der Corioliskraft eine untergeordnete Rolle. Vielmehr werden diese Wirbel induziert durch unterschiedliche Bodentemperaturen und Bodenbeschaffenheit, Windböen, Luftstörungen durch bewegte Körper in Bodennähe, fest stehende Wirbelbildner usw.

[0030] Statistisch lässt sich feststellen, dass auch regionale und lokale Luftwirbel mehrheitlich den allgemeinen Gesetzen der wetterbestimmenden Tiefdruckwirbel folgen.
Bei der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage wird die Drehrichtung nach der Induktion im Sinn der allgemeinen Drehrichtungsgesetze durch die Gestaltung und Anordnung der Strömungsleitköper bestimmt. Mit der Anordnung der Strömungsleitkörper auf den Warmluftzuströmlinien, die auf das Turmzentrum und damit auf das Wirbelzentrum ausgerichtet sind, so dass diese der einströmenden Luft einen möglichst geringen Widerstand bieten, wird eine allfällige Abwanderung des Luftwirbels in jedem Fall verhindert.

Konstruktion der Strömungsleitkörper

[0031] Wird für die Konstruktion der Strömungsleitkörper Beton als Werkstoff verwendet, ist das System vor allem in der Startphase relativ träge. Beton jedoch bietet mit seiner Massigkeit den Vorteil, dass sich das System auch bei längerer Sonnenabsenz nur langsam abkühlt und so eine reduzierte Zirkulation aufrechterhält. Die Wärmeflussträgheit der Betonmassen lässt sich überwinden, was vor allem für die Startphase von Vorteil ist, indem die Betonoberfläche in geringem Abstand mit einer, vorzugsweise dunkel gefärbten, Metallhaut überzogen wird.

Positionierung der Turbine

[0032] Für die Positionierung der einen oder mehreren Turbinen gibt es verschiedene Möglichkeiten.

[0033] In einer möglichen Ausgestaltungsform wird eine Turbine senkrecht und parallel zur Längsachse im Zentrum der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage angeordnet, auf einer Höhe, bei welcher der Krümmungsradius der Spiral-Schraubenströmung am kleinsten ist; und so tief wie möglich, damit eine möglichst grosse Höhe der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage für die volle Entwicklung des Tiefdruckwirbels genutzt werden kann; und so hoch wie nötig, damit genügend Querschnitt für den Lufteinlauf zur ausreichenden Beaufschlagung der Turbine gewährleistet ist. Diese Variante entspricht den Fig. 1, 2und 3. Es können auch mehrere Turbinen hintereinander geschaltet werden.

[0034] In einer anderen Ausgestaltungsform wird eine Mehrzahl von Turbinen im Zuströmbereich zwischen den Strömungsleitkörpern angeordnet. In dieser Variante, die der Fig. 4 entspricht, sind die Turbinen im Wesentlichen horizontal orientiert und können zur Optimierung der Einströmungsrichtung auch um einen (spitzen) Winkel [alpha] geneigt sein.

Konstruktionshilfen

[0035] Um den auftretenden Kräften des Tiefdruckwirbels zu widerstehen, werden die Strömungsleitkörper über Verstrebungen miteinander verbunden und abgestützt. Je nach Grösse der Anlage können auf mehreren Ebenen des Turmes solche Verstrebungen zur Stabilitätsverstärkung angebracht werden.

Weitere Vorteile

[0036] Die erzwungene Auslösung der Tiefdruckwirbel könnte neben der energetischen Nutzung noch einen, wenn auch begrenzten, Katastrophenschutz bewirken. Werden die Tiefdruckwirbel künstlich ausgelöst und an Ort gehalten, kann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit angenommen werden, dass sie weniger dort entstehen, wo sie unerwünscht sind und auf ihren unberechenbaren Wanderungen Zerstörung und Verwüstung anrichten.

Betriebskosten

[0037] Das Tiefdruckwirbelenergiesystem verbraucht keine nicht erneuerbare Rohstoffe wie Kohle Erdöl, Gas oder Uran. Es verursacht weder Entsorgungs- noch Rekultivierungskosten. Es verursacht keine Belastung der Luft noch der Gewässer. Von der Anlage geht weder im Betrieb noch bei Naturkatastrophen noch bei kriegerischer Gewalteinwirkung Gefahr aus. Die Anlage ist weitgehend umweltneutral und wartungsextensiv, einem Flusswasserkraftwerk vergleichbar.

Bezugszeichenliste

[0038]
<tb>1<sep>Kraftwerksanlage

<tb>2<sep>Strömungsleitkörper

<tb>3<sep>Verstrebung

<tb>4, 4<sep>Turbine

<tb>5<sep>Luftwirbelströmung

<tb>6<sep>Tiefdruckwirbel

<tb>7<sep>Turm

<tb>8<sep>Zuströmleitring

<tb>9<sep>Turbinenmantel

<tb>10<sep>Generator

<tb>11<sep>Auslaufkante

<tb>17<sep>Längsachse

<tb>18<sep>Innenraum

<tb>19<sep>Untergrund

<tb>20<sep>Längsachse

Claims

1. Kraftwerksanlage (1) zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem Tiefdruckwirbel, umfassend eine Mehrzahl von Strömungsleitkörpern (2), welche parallel zu einer senkrecht zum Erdboden (19) orientierten Längsachse (17) mit gleichmässigem Abstand voneinander um die genannte Längsachse (17) um einen Innenraum (18) herum angeordnet sind, wobei die Strömungsleitkörper (2) so ausgestaltet sind, dass sie den einströmenden Luftmassen (5) nur einen kleinstmöglichen Widerstand bieten und dabei gleichzeitig das Abwandern des Tiefdruckwirbels verhindern;

mindestens eine Turbine (4, 4) welche zwischen den Strömungsleitkörpern (2) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Turbine (4, 4) im Wesentlichen in Richtung der einströmenden Luftmassen (5) angeordnet ist; und mindestens einen elektrischen Generator (10), welcher von der mindestens einen Turbine (4, 4) angetrieben wird.

2. Kraftwerksanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsprofil der Strömungsleitkörper (2) dem spiralförmigen Bewegungsmuster von Luftmassen (5) im Zentrum eines Tiefdruckwirbels (6) entspricht.

3. Kraftwerksanlage (1) nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Strömungsleitkörper (2) vorhanden sind.

4. Kraftwerksanlage (1) nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegen den Innenraum (18) gerichtete Auslaufkanten (11) der Strömungsleitkörper (2) mit steigendem Abstand vom Erdboden (19) zunehmend weiter von der Längsachse (17) entfernt verlaufen.

5. Kraftwerksanlage (1) nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verstrebungen (3) zwischen einzelnen Strömungsleitkörpern (2) vorhanden sind.

6. Kraftwerksanlage (1) nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitkörper (2) dunkel, vorzugsweise schwarz, gefärbt sind.

7. Kraftwerksanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Turbine (4) koaxial zur Längsachse (17) im Innenraum (18) zwischen den Strömungsleitkörpern (2) angeordnet ist.

8. Kraftwerksanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass um die mindestens eine Turbine (4) herum ein Zuströmleitring (8) angeordnet ist.

9. Kraftwerksanlage (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Turbine (4) auf einer koaxial zur Längsachse (17) angeordneten Säule ruht.

10. Kraftwerksanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Turbine (4) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Strömungsleitkörpern (2) angeordnet ist.

11. Kraftwerksanlage (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (20) der mindestens einen Turbine (4) horizontal oder zum Erdboden (19) hin um einen Neigungswinkel [alpha] geneigt ist.

12. Kraftwerksanlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel [alpha] der mindestens einen Turbine (4) verstellbar ist.