DE10007199A1 - Windenergiekonverter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Windenergiekonverter K zur Anbringung an einem umströmten Körper, insbesondere einem Gebäude 1, mit wenigstens einem Windradelement 4, das auf der Windschattenseite 6 des Gebäudes 1 anbringbar ist und teilweise in die Strömung und teilweise in den auf der Windschattenseite 6 des Gebäudes 1 sich ergebenden Totraum der Strömung ragt.
Description
Die Erfindung betrifft einen Windenergiekonverter mit einem
Windradelement zur Umwandlung der Strömungsenergie des Windes
in mechanische Energie.
Windenergie wird in Küstenregionen und Mittelgebirgen haupt
sächlich zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt. Hier
zu werden zumeist Windkraftanlagen mit mehreren freistehenden
Windturbinen eingesetzt, die die Windenergie mit großen Wind
radelementen in mechanische Energie umwandeln und über Genera
toren elektrische Energie daraus erzeugen. Es bestehen Wind
kraftanlagen mit einer elektrischen Leistung von 2 Megawatt.
Die elektrische Energie wird dann in öffentliche zentrale
Stromversorgungsnetze eingespeist.
Die bekannten großen Windturbinen weisen im Betrieb eine rela
tiv hohe Schallemission auf und können daher nur bedingt in
der Nähe von Gebäuden aufgestellt werden. Die Schatten der
drehenden Rotorblätter einer Windturbine werden als sehr stö
rend empfunden. Dies insbesondere dann, wenn die sogenannten
Schlagschatten bis in die Räume von Gebäuden reichen. Überdies
kritisieren Naturschützer die Aufstellung von Windturbinen
wegen des negativen Einflusses auf das ökologische Gleichge
wicht der Umgebung. So werden zum Beispiel bestimmte Tierarten
durch den Lärm, Schattenschlag, etc. der Windkraftanlagen aus
ihrem Lebensraum verdrängt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Umwandlung
von Windenergie zu vereinfachen, zu dezentralisieren und einen
effektiven Windenergiekonverter vorzuschlagen, der die oben
erwähnten Nachteile bekannter Windkraftanlagen vermeidet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einem Windenergie
konverter zur Anbringung an einem umströmten Körper, insbeson
dere einem Gebäude, mit wenigstens einem Windradelement, das
auf der Windschattenseite des Gebäudes anbringbar ist und
teilweise in die Strömung und teilweise in den auf der Wind
schattenseite des Gebäudes sich ergebenden Totraum der Strö
mung ragt.
Das Windradelement ist also dort angeordnet, wo die Windseite
in die Windschattenseite des Gebäudes übergeht. Im montierten
Zustand ist das Windradelement sehr nahe und unauffällig an
der Außenhaut des umströmten Gebäudes angebracht. Dadurch
nutzt die Konstruktion den Effekt aus, daß sich in der Nähe
der Oberfläche eines umströmten Körpers die Strömungsgeschwin
digkeit erhöht.
Auf der Abströmseite jedes umströmten Körpers tritt eine Ver
wirbelung der Strömung ein, auch als Ablösung bezeichnet.
Hinter dem Körper bildet sich dadurch ein Totraum, der mit
verwirbeltem Fluid angefüllt ist. Die Wirbelbildung wird da
durch aufrechterhalten, daß der Strömung Energie entzogen und
diese im wesentlichen in Wärme und/oder Schall umgewandelt
wird. Durch die Zwischenschaltung des Windradelements in den
Übergang zwischen der Windseite und der Windschattenseite wird
die Energie der beschleunigten Strömung zur Drehung des Wind
radelements ausgenutzt, bevor sie sich in dem Totraum verwir
belt. Der Totraum der Strömung entsteht dadurch in Strömungs
richtung gesehen erst hinter dem Windradelement.
Bei der Montage wird das Windradelement entsprechend der am
häufigsten auftretenden Windrichtung so ausgerichtet, daß der
Wind möglichst genau in Anströmrichtung auf das Windradelement
trifft, nämlich möglichst senkrecht zur Längsachse des Wind
radelements.
Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion läßt sich Windenergie
in direkter räumlicher Nähe des Verbrauchers in mechanische
Energie umwandeln. Die mechanische Energie kann dann für ver
schiedene Zwecke bereitgestellt werden. Im Gegensatz zur Aus
nutzung der Sonnenenergie steht Windenergie auch Nachts zur
Verfügung, so daß der Windenergiekonverter nahezu kontinuier
lich betrieben werden kann.
Eine zusätzliche Verbesserung ergibt sich dann, wenn ein Ge
bäude mit Firstdach und ein Windenergiekonverter kombiniert
werden, dessen Windradelement ein radiales Windlaufrad auf
weist, das sich entlang des Dachfirstes erstreckt. Die Dach
form des Firstdaches begünstigt die Umströmung des Gebäudes.
Die Strömung wird zunächst auf der Windseite des Daches all
mählich die Dachschräge hinauf beschleunigt. Hinter dem Dach
first ist auf der Windschattenseite des Daches das radiale
Windradelement installiert. Vorzugsweise erstreckt sich dessen
Windlaufrad nahezu über die gesamte Länge des Dachfirstes. Die
Schaufeln des Windlaufrads weisen wegen ihrer großen Länge
auch eine große Fläche auf und es kann ein hoher Anteil der in
der Umströmung des Gebäudes enthaltenen Energie in mechanische
Energie umgewandelt werden. Durch die großen Schaufelradflä
chen läuft das Windlaufrad bereits bei geringer Windstärke aus
dem Stillstand leicht an. Die Strömungsenergie wird mit hohem
Wirkungsgrad in mechanische Energie umgewandelt.
Ein weiterer Vorteil wird in dem geringen Durchmesser des
radialen Windlaufrads gesehen. Ein erfindungsgemäßer Wind
energiekonverter ist kaum sichtbar, wenn er an der Windschat
tenseite des Dachfirsts angebracht ist. Er erzeugt keine nennenswerten
Schlagschatten und ist wesentlich geräuschärmer als
eine große Windturbine.
Die Montage und Wartung läßt sich verbessern, wenn das Wind
laufrad aus mehreren hintereinandergefügten Windlaufradstücken
zusammengesetzt ist. Zweckmäßig sind die Windlaufradstücke so
ausgelegt, das sie sich zu Montage- und Wartungszwecken von
Hand hoch heben lassen. So kann auch ein langer Dachfirst sehr
einfach bestückt werden. Zur Verbindung der einzelnen Wind
laufradstücke ist günstigerweise eine Kupplung vorgesehen.
Hilfreich für die Montage ist es, wenn die Kupplung einen
eventuellen Parallelversatz und/oder Winkelversatz zwischen
zwei Windlaufradstücken ausgleichen kann.
Eine Erhöhung des Wirkungsgrades ergibt sich, wenn die Quer
schnitte der Schaufeln des Windlaufrades nach Art von Flug
zeugflügelprofilen ausgebildet sind. Die Strömung wird auf
diese Weise besonders gut wirksam auf die Schaufeln des Wind
laufrades übertragen und in mechanische Energie umgewandelt.
Ein weiterer Nutzen ergibt sich durch eine auf der Anströmsei
te des Windradelements vorgesehene Windleiteinrichtung. Mit
dieser läßt sich der Anströmwinkel der Strömung in Richtung
des optimalen Anströmwinkels korrigieren und die Windenergie
durch das Windlaufrad besser ausnutzen.
Auf der Abströmseite des Windradelements kann zur Erhöhung der
Abströmgeschwindigkeit ein sich verengender Luftleitkanal
vorgesehen sein. Bei Gegenwind kann dieser nach oben ge
schwenkt werden, so daß die Schaufeln des Windlaufrades nun an
der Unterseite angeströmt werden. Dadurch dreht sich das Wind
laufrad in gleicher Richtung weiter wie dann, wenn der Wind
aus entgegengesetzter Richtung über den Dachfirst strömt.
Um den Windenergiekonverter beispielsweise auch für Flachbau
ten einsetzen zu können, ist auf der Anströmseite des Windrad
elements eine geneigte Anströmfläche angeordnet. Vorteilhaft
ist die Neigung der Anströmfläche einstellbar. Dadurch kann
die mit der Anströmfläche bewirkte Umleitung der Luftströmung
an die momentan herrschende Windstärke angepaßt werden.
Weitere Vorteile werden in einem Windenergiekonverter gesehen,
der auf oder nahe bei einem Campingplatz montiert ist, um
diesen mit Energie zu versorgen. Auf diese Weise können weit
abgelegene Campingplätze, die nicht an ein zentrales öffentli
ches Stromversorgungsnetz angeschlossen sind, mit Energie
versorgt werden. Selbstverständlich kann bei geringem Energie
bedarf die gewonnene elektrische Energie beispielsweise in
Akkumulatoren gespeichert werden.
Damit der Windenergiekonverter bei sich ändernder Windrichtung
mit guten Wirkungsgrad betrieben werden kann, ist zumindest
das Windradelement horizontal angeordnet und um eine vertikale
Achse drehbar gelagert. So läßt sich die Längsachse des Wind
radelements immer etwa senkrecht zur vorherrschenden Wind
richtung ausrichten.
Vorteilhaft kann auch zumindest die Längsachse des Windrad
elements vertikal ausgerichtet sein. Auf diese Weise läßt sich
die Strömungsenergie des Windes beispielsweise außer am Dach
eines Gebäudes auch an den Seitenwänden des Gebäudes oder
einem speziell konstruierten Windleitkörper in mechanische
Energie umwandeln. Darüber hinaus kann ein Windenergiekon
verter auf Schiffen, Booten und anderen Schwimmkörpern vor
gesehen sein, um den dortigen Energiebedarf zu decken. Er läßt
sich beispielsweise an dem Mast eines Segelbootes anbringen,
um die von dem Segel abströmende Windenergie umwandeln. Auch
hierbei kann entweder die mechanische Energie des Windlaufra
des direkt ausgenutzt oder vorher in elektrische Energie umge
wandelt werden.
Nützlich ist der Windkonverter außerdem, wenn er auf dem Dach
eines Campingwagens oder auf einem Campingplatz oder nahe bei
einem Campingplatz montiert ist. Für einen Campingwagen ist
beispielsweise die Konstruktion mit einer Anströmfläche zweck
mäßig, die einfach auf dem flachen Dach eines Campingwagens
anzubringen ist. Durch die Mobilität des Campingwagens ergibt
sich weiterhin der Vorteil, daß der Windenergiekonverter immer
exakt nach der vorherrschenden Windrichtung ausgerichtet wer
den kann. Für einen Campingplatz ist beispielsweise eine Kon
struktion mit einem horizontal angeordneten Windradelement
zweckmäßig, das um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist.
Es ergibt sich stets eine gute Ausnutzung der Windenergie,
weil das Windradelement immer etwa senkrecht zur vorherrschen
den Windrichtung ausgerichtet werden kann beziehungsweise sich
selbst ausrichtet.
Bevorzugt ist dem Windradelement zur Ausnutzung der mecha
nischen Energie ein Generator nachgeschaltet, mit dem die
Drehbewegung des Windradelements in elektrische Energie um
setzbar ist. Elektrische Energie ist diejenige Energieform,
die in nahezu allen Gebäuden und Fahrzeugen auf dem Lande, zu
Wasser und in der Luft auf einfache Weise genutzt werden kann.
Die mechanische Energie des Windlaufrades kann alternativ auch
direkt zum Antrieb anderer Arbeitsmaschinen genutzt werden.
Aufwendige, teure und Genehmigungspflichtige Überlandleitungen
zum Transport von elektrischer Energie werden nicht benötigt.
Nachfolgend ist die Erfindung in einer Zeichnung beispielhaft
veranschaulicht und anhand der einzelnen Figuren detailliert
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Windenergiekonverters, der auf
der Windschattenseite eines Gebäudes mit einem First
dach montiert ist,
Fig. 2 eine Ansicht auf die Windseite des Firstdaches gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Dach mit zwei rechtwinklig
zueinander stehenden Dachfirststücken und zwei Wind
energiekonvertern,
Fig. 4 eine Seitenansicht auf ein Gebäude mit Flachdach, auf
dem ein Windenergiekonverter montiert ist,
Fig. 5 ein Segelboot mit einem Windenergiekonverter.
In Fig. 1 der Zeichnung ist die Umströmung eines Gebäudes 1
mit einem Firstdach 2 zu sehen, auf dem ein Windenergiekon
verter K angebracht ist. Die Bewegungsbahnen der Strömungs
teilchen sind als Stromlinien 3 dargestellt. Die Stromlinien
3 dienen als geometrisches Hilfsmittel zur Veranschaulichung
der Vorgänge bei der Umströmung des Gebäudes 1. Der Abstand
zwischen zwei Stromlinien 3 ist ein Maß für die Strömungs
geschwindigkeit. Ein großer Abstand zwischen zwei Stromlinien
3 deutet eine geringe und ein kleiner Abstand eine erhöhte
Strömungsgeschwindigkeit an.
Das Gebäude 1 stellt ein Hindernis für die Strömung dar, es
ragt in die horizontal verlaufenden Bewegungsbahnen der Strö
mungsteilchen hinein und erzwingt eine Umleitung der Strö
mungsteilchen.
Es gilt die Kontinuitätsgleichung, nach der der Massestrom
innerhalb eines vorgegebenen Strömungsquerschnitts konstant
ist. Der Teil des Massestromes, der theoretisch die Projek
tionsfläche der Gebäudefront in horizontaler Richtung durch
strömen würde, muß nun das Gebäude 1 umströmen. Wegen der
Kontinuität der Strömung muß die Umströmung mit einer erhöhten
Strömungsgeschwindigkeit geschehen. In der Nähe der Außenhaut
des Gebäudes 1 nimmt die Strömungsgeschwindigkeit demzufolge
zu.
Auch in der Nähe der Dachoberfläche herrscht eine erhöhte
Strömungsgeschwindigkeit. Die Stromlinien 3 sind dort dichter
eingezeichnet. In Dachnähe ergibt sich damit eine erhöhte
Energiedichte, die sich die vorliegende Konstruktion zunutze
macht.
In Strömungsrichtung betrachtet ist ein Windradelement 4 des
Windenergiekonverters K unmittelbar hinter dem Dachfirst 5 auf
der Windschattenseite 6 des Firstdaches 2 angeordnet. Es han
delt sich um ein Windradelement 4 mit einem radialen Wind
laufrad 7, das entlang des Dachfirstes 5 angeordnet ist. Das
Windradelement 4 ist sehr nahe und unauffällig an der Außen
haut des umströmten Gebäudes 1 angebracht. Es erstreckt sich
nahezu über die gesamte Länge des Dachfirstes 5. Die Schaufeln
8 des Windlaufrads 4 weisen eine große Fläche auf und es kann
ein hoher Anteil der in der Umströmung des Gebäudes 1 enthal
tenen Energie in mechanische Energie umgewandelt werden. Wegen
des geringen Durchmessers des radialen Windlaufrads 7 ist ein
an der Windschattenseite 6 des Dachfirsts 5 angebrachter Wind
energiekonverter K kaum sichtbar. Er erzeugt keine nennens
werten Schlagschatten und ist wesentlich geräuschärmer als
eine große Windturbine.
In Strömungsrichtung betrachtet tritt hinter dem Dachfirst 5
auf der Windschattenseite 6 des Firstdaches 2 eine Quer
schnittserweiterung des umströmten Körpers ein. Diese Quer
schnittserweiterung führt normalerweise zu einer Ablösung der
Strömung, bei der sich ein Strömungstotraum bildet, in dem
sich unter Energieentzug aus der Strömung eine ständige Wir
belbildung aufrechterhält. Durch die Anordnung des Windrad
elements 4 in dem Totraumgebiet auf der Windschattenseite 6
des Firstdaches 2 wird die Bildung eines Strömungstotraumes
vermindert. Die erhöhte Energie der über den Dachfirst 5 strö
menden Luft wird zu einem großen Teil mit dem Windenergiekon
verter K in mechanische Energie umgewandelt. Für eine Wirbel
bildung ist nur noch ein geringer Energieanteil vorhanden.
Die Querschnitte der Schaufeln 8 des Windlaufrades 4 sind, wie
in Fig. 1 erkennbar, nach Art von Flugzeugflügelprofilen aus
gebildet. Mit der Geometrie eines Flugzeugflügels ausgestattet
wird die über den Dachfirst 5 streichende Strömung besonders
gut weitergeleitet in das Windlaufrad 7. Die Strömung behält
ihre Anströmrichtung bei und dringt in radialer Richtung in
das Windlaufrad 7, ohne direkt hinter dem Dachfirst 5 in einem
Strömungstotraum zu verwirbeln.
Auf der Anströmseite des Windradelements 4 ist eine einstell
bare Windleiteinrichtung 9 vorgesehen. Mit dieser läßt sich
der Anströmwinkel der Strömung in Richtung des optimalen An
strömwinkels korrigieren. Die Windleiteinrichtung 9 verbessert
die Ausnutzung der Windenergie durch das Windlaufrad 7. Die
Windleiteinrichtung 9 weist mehrere Windleitplatten 9a, 9b und
9c auf, die um vertikale Achsen 10a, 10b und 10c drehbar gela
gert sind.
Auf der Abströmseite des Windradelements 4 ist zur Erhöhung
der Abströmgeschwindigkeit ein sich verengender Luftleitkanal
11 vorgesehen. Der Luftleitkanal 11 ist in Fig. 1 mit gestri
chelter Linie dargestellt. Bei Gegenwind ist es vorteilhaft,
wenn der Luftleitkanal 11 nach oben geschwenkt wird, so daß
die Schaufeln 8 des Windlaufrades 7 nun an der Unterseite
angeströmt werden. Dadurch dreht sich das Windlaufrad 7 in
gleicher Richtung weiter wie dann, wenn der Wind aus entgegen
gesetzter Richtung über den Dachfirst 5 strömt.
In Fig. 2 ist ein Firstdach von der Windseite her betrachtet
dargestellt. Es ist eine Dacheindeckung E aus Dachpfannen
angedeutet. Der Windenergiekonverter K ist auf der rückwärti
gen Windschattenseite 6 des Firstdaches 2 angeordnet. Das
Windlaufrad 7 ist nach der vorliegenden Ausführungsform aus
mehreren hintereinandergefügten Windlaufradstücken 7a, 7b und
7c zusammengesetzt. Die Windlaufradstücke 7a, 7b und 7c sind
so ausgelegt, das sie sich zu Montage- und Wartungszwecken von
Hand hoch heben lassen. So kann auch ein langer Dachfirst 5
sehr einfach mit einem Windlaufrad 7 bestückt werden. Zur
Verbindung der einzelnen Windlaufradstücke 7a, 7b und 7c sind
Kupplungen 12a und 12b vorgesehen. Die Kupplungen 12a und 12b
gleichen einen eventuellen Parallelversatz und/oder Winkelver
satz zwischen zwei Windlaufradstücken 7a, 7b beziehungsweise
7c aus.
Zur Ausnutzung der mechanischen Energie ist dem Windradelement
4 in dem Ausführungsbeispiel ein Generator G nachgeschaltet,
der über eine Kupplung 12c mit dem Windlaufradstück 7c verbun
den ist. Mit dem Generator G ist die Drehbewegung des Windrad
elements 4 in elektrische Energie umsetzbar. Selbstverständ
lich kann zusätzlich ein Getriebe (nicht dargestellt) zwischen
den Windenergiekonverter K und den Generator G geschaltet
sein, um dem Generator die erforderliche Drehzahl bereitzu
stellen.
Die beste Energieausbeute wird dann erreicht, wenn die An
strömung des Windlaufrades 4 sowohl in horizontaler Richtung
als auch rechtwinklig zur Längsachse des Windlaufrades 7 er
folgt. Bis zu einem Anströmwinkel von etwa 45° zur Längsachse
des Windlaufrades 7 ist noch eine Energieumwandlung möglich.
Eine besonders gute Ausnutzung der Windenergie wird gemäß Fig.
3 dann erreicht, wenn eine Gebäude 1 mit zwei Dachfirststücken
D1 und D2 zur Verfügung steht, wobei die Dachfirststücke D1
und D2 in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet
sind. An jedem Dachfirststück D1 und D2 ist auf den Windschat
tenseiten 6a beziehungsweise 6b ein Windenergiekonverter K1
beziehungsweise K2 angeordnet. Bei einer sowohl horizontalen
als auch rechtwinklig zur Längsachse erfolgenden Anströmung
des ersten Windenergiekonverters K1, gemäß der dargestellten
Windrichtung W1 erreicht dieser die bestmögliche Energieaus
beute. Gleichzeitig wird der zweite Windenergiekonverter par
allel zu seiner Längsachse angeströmt und dreht sich nicht.
Idealisiert wird die Energieausbeute des ersten Windenergie
konverters K1 mit 100% und die des zweiten Windenergiekonve
ters mit 0% angegeben. Das gleiche gilt für den Fall, daß der
zweite Windenergiekonverter K2 gemäß Windrichtung W2 rechtwinklig
und der erste parallel zu seiner Längsachse angeströmt
wird.
Weicht die momentane Windrichtung um einen Winkel von 45° von
den besprochenen Windrichtungen W1 oder W2 ab, so ergeben sich
die drei Windrichtungen des W3, W4 oder W5, die alle zu einer
gleichen etwa 50%igen Energieausbeute des ersten und des zwei
ten Windenergiekonverters führen. Alle übrigen Windrichtungen,
die zwischen den Windrichtungen W3 und W5 liegen, ergeben eine
unterschiedliche Aufteilung der Energieausbeute zwischen dem
ersten und zweiten Windenergiekonverter K1 beziehungsweise K2.
In Fig. 4 ist ein Gebäude 20 mit einem Flachdach 21 zu sehen.
An dem Gebäude 20 ist ein Windenergiekonverter K montiert, der
zwei Windlaufräder 7, einen Generator G und eine geneigte
Anströmfläche 22 für eines der Windlaufräder 7 aufweist. Die
Anströmfläche 22 ist auf dem Flachdach 21 montiert. Durch die
Neigung der Anströmfläche 22 wird die Strömungsgeschwindigkeit
der Strömungsteilchen allmählich erhöht und die Strömung
schließlich dem ersten Windlaufrad 7 zugeführt. Überdies wird
die an einer Seite des Gebäudes 20 vorhandene Luftströmung mit
einem zweiten zusätzlichen Windlaufrad 7 mit vertikaler Längs
achse ausgenutzt. Beide Windlaufräder 7 geben ihre mechanische
Energie an den gemeinsamen Generator G ab, der die mechanische
Energie in elektrische Energie umwandelt. Die Neigung der
Anströmfläche 22 ist über einen Kraftzylinder 23, etc. ein
stellbar, damit der Grad der Umleitung der Luftströmung ange
paßt werden kann an die momentan herrschende Windstärke. So
ist es beispielsweise möglich, einen Generator G nahezu immer
mit der für ihn optimalen Drehzahl anzutreiben.
Schließlich ist in Fig. 5 eine interessante Konstruktion dar
gestellt, bei der ein Windenergiekonverter K auf einem Segel
boot 30 zum Einsatz kommt. Das vertikal angeordnete Windlauf
rad 7 des Windenergiekonverters K ist einfacherweise an dem
Mast 31 des Segelbootes 30 angebracht. Die mit erhöhter Ge
schwindigkeit von dem Segel 32 abströmende Luft strömt in das
Windlaufrad 7 und wird in mechanische Energie gewandelt. Diese
kann direkt genutzt werden, beispielsweise zum Antrieb einer
im Wasser wirkenden Antriebsschraube (nicht dargestellt) oder,
wie in Fig. 4 gezeigt, mittels eines Generators G in elek
trische Energie umgewandelt werden.
K Windenergiekonverter
1
Gebäude
2
Firstdach
3
Stromlinie
4
Windradelement
5
Dachfirst
6
Windschattenseite
6
a Windschattenseite
6
b Windschattenseite
7
Windlaufrad
7
a Windlaufradstück
7
b Windlaufradstück
7
c Windlaufradstück
8
Schaufel
9
Windleiteinrichtung
9
a Windleitplatten
9
b Windleitplatten
9
c Windleitplatten
10
a vertikale Achse
10
b vertikale Achse
10
c vertikale Achse
11
a Luftleitkanal
11
b Luftleitkanal
11
c Luftleitkanal
12
a Kupplung
12
b Kupplung
12
c Kupplung
20
Gebäude
21
Flachdach
22
Anströmfläche
23
Kraftzylinder
30
Segelboot
31
Mast
32
Segel
E Dacheindeckung
G Generator
D1 Dachfirststück
D2 Dachfirststück
K1 Windenergiekonverter
K2 Windenergiekonverter
W1 Windrichtung
W2 Windrichtung
W3 Windrichtung
W4 Windrichtung
W5 Windrichtung
E Dacheindeckung
G Generator
D1 Dachfirststück
D2 Dachfirststück
K1 Windenergiekonverter
K2 Windenergiekonverter
W1 Windrichtung
W2 Windrichtung
W3 Windrichtung
W4 Windrichtung
W5 Windrichtung
Claims (12)
1. Windenergiekonverter (K, K1, K2) zur Anbringung an einem
umströmten Körper, insbesondere einem Gebäude (1), mit
wenigstens einem Windradelement (4), das auf der Wind
schattenseite (6, 6a, 6b) des Gebäudes (1) anbringbar ist
und teilweise in die Strömung und teilweise in den auf der
Windschattenseite (6, 6a, 6b) des Gebäudes (1) sich er
gebenden Totraum der Strömung ragt.
2. Windenergiekonverter nach Anspruch 1 für ein Gebäude (1)
mit einem Firstdach (2) oder Schrägdach, dadurch
gekennzeichnet, daß das Windradelement (4)
ein radiales Windlaufrad (7) aufweist, das sich entlang
des Dachfirstes (5) erstreckt.
3. Windenergiekonverter nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Windlaufrad (7) aus meh
reren hintereinandergefügten Windlaufradstücken (7a, 7b,
7c) zusammengesetzt ist.
4. Windenergiekonverter nach Anspruch 2 oder 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Quer
schnitte der Schaufeln (8) des Windlaufrades (7) nach Art
von Flugzeugflügelprofilen ausgebildet sind.
5. Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Anströmseite des Windradelements (4) eine Windleitein
richtung (9) vorgesehen ist.
6. Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Abströmseite des Windradelements (4) zur Verstärkung der
Abströmgeschwindigkeit ein sich verengender Luftleitkanal
(11) vorgesehen ist.
7. Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Anströmseite des Windradelements (4) eine geneigte An
strömfläche (22) angeordnet ist.
8. Windenergiekonverter nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Neigung der Anströmfläche
(22) einstellbar ist.
9. Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
das Windradelement (4) in horizontaler Lage angeordnet und
um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist.
10. Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
die Längsachse des Windradelements (4) vertikal ausge
richtet ist.
11. Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß er auf dem
Dach eines Campingwagens oder auf einem Campingplatz oder
nahe bei einem Campingplatz montiert ist.
12. Windenergiekonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Wind
radelement (4) ein Generator (G) nachgeschaltet ist, mit
dem die mechanische Energie der Drehbewegung des Windrad
elements (4) in elektrische Energie umsetzbar ist.
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---|---|---|---|
DE10007199A DE10007199A1 (de) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Windenergiekonverter |
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