DE102004060230A1

DE102004060230A1 - Windkraftanlage mit zwei in der Horizontalebene miteinander gekoppelten in Gegenrichtung drehenden Rotoren mit vertikalen Drehachsen

Info

Publication number: DE102004060230A1
Application number: DE102004060230A
Authority: DE
Inventors: Piotr Kliminski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2006-06-29

Abstract

Bei den bekannten Windkraftanlagen mit der horizontalen Drehachse sind die Sicherheitsmängel und Geräuschentwicklung so enorm, dass die Montage von solchen Anlagen auf den Dächern nur selten zugelassen wird. Die vorliegende Erfindung soll es ermöglichen, effektiv und kostengünstig die elektrische Energie zu gewinnen und durch ihren relativ sicheren und umweltschonenden Betriebsablauf die Einsatzmöglichkeiten der Windkraftanlagen zu erweitern, z. B. auf Flachdächern von verschiedenen Bauarten (siehe Skizze). DOLLAR A Bei der im Punkt 1. genannten Windkraftanlage werden zwei Rotoren so miteinander gekoppelt, dass eine volle Drehung (360 DEG ) des einen Rotors eine in die Gegenrichtung laufende volle Drehung des anderen Rotors impliziert. Diese beiden Rotoren werden in einem speziellen Gehäuse platziert, das deren Drehmomente fördert. Das Gehäuse deckt einerseits die entsprechenden Hälften der Rotoren ab, andererseits lässt sich die durch das Gehäuse fließende Luftströmung beschleunigen, was die Wirkung der Antriebskräfte auf die Rotorflügel wesentlich erhöht. DOLLAR A Eine korrekte Stellung der Windmühle gegen die Windrichtung wird bei kleinen Anlagen durch die Steuerfahne und bei den größeren durch den elektronisch gesteuerten Azimuthalter (sog. Giermotor) gesichert.

Description

Überwiegende Mehrzahl von den heutigen Windkraftanlagen besteht aus den Windkrafträdern mit der horizontalen Drehachse sog. Horizontalachser. Die Windmühlen mit der vertikalen Drehachse findet man selten als effektiv arbeitende Anlagen. Die sog. Vertikalachser wie z.B. der SAVONIUS-ROTOR werden hauptsächlich in kleinen Ausführungen für den Antrieb von Ventilatoren auf den Dächern von Transportfahrzeugen verwendet. Auch die Anwendung eines anderen Vertikalachsers des DARRIEUS-ROTORS findet keine weite Verbreitung.

Entwurf einer Windkraftanlage mit der vertikalen Drehachse, die in der Lage ist, effektiv und kostengünstig die elektrische Energie zu gewinnen.

Lösung

Zwei miteinander gekoppelte Rotoren werden in einem speziell gestalteten Gehäuse platziert, das deren Drehmomente fördert.

Vorteile

Vorteile der vertikalen Achse bei den Windkrafträdern:

1. Einfacher Aufbau und Montage.
2. Der Stromgenerator, Getriebe und andere Bestandteile der Windkraftanlage können am Boden bleiben, was u.a. Wartung und Handhabung der Konstruktion erleichtert.
3. Umweltfreundlichkeit durch geringe Geräuschentwicklung.
4. Durch den relativ sicheren Betriebsablauf und im Punkt 3. erwähnte Umweltfreundlichkeit erweiterte Einsatzmöglichkeiten z.B. auf Dächern von verschiedenen Bauarten.

Zwei nebeneinander in der horizontalen Ebene arbeitende Luftrotoren einer Windkraftanlage werden mit dem angepassten Getriebe so miteinander gekoppelt, dass eine volle Drehung (360°) des einen Rotors eine in die Gegenrichtung laufende volle Drehung des anderen Rotors impliziert (siehe Skizze Nr.1). Diese zwei Rotoren werden in einem speziellen Gehäuse platziert (siehe Skizze Nr.2), dessen Aufgabe ist:

1. Abschattung der inneren Rotorflügeln womit die äußeren durch den Wind zur Drehung gebracht werden.
2. Mit seiner speziell gestalteten Form die Dreharbeit der Rotoren zu fördern.

Das Gehäuse besteht aus der Vorderwand, Seitenwänden, der oberen- und der unteren Wand. Die Vorderwand deckt einerseits die entsprechenden Hälften der Rotoren ab, anderseits leitet dank ihrer gekrümmten Seiteflächen die kondensierte Luftströmung in das Gehäuse herein. Dafür werden an der Aufwindseite platzierte Öffnungen (siehe Skizze Nr.2) vorgesehen.
Die durch das Gehäuse drängenden Luftmassen werden dank der runden Form der Seitenwänden (siehe Skizze Nr.3) in die Umfangsrichtung geleitet und damit ins Schleudern gebracht, was die Wirkung der Antriebskräfte erhöhen lässt.
Durch die auf der Rückseite platzierte Öffnung werden die Luftmassen das Gehäuse verlassen. Die konischähnliche Form der unteren Wand (siehe Skizze Nr.2) verursacht zusätzlich das Aufstauen der Luft, wodurch der größere Luftdruck auf die Rotorblätter gewährleistet wird.
Die obere Wand (siehe Skizze Nr.2) schließt den Gehäuseraum und schützt die ganze Anlage vor atmosphärischen Niederschlägen.
Eine korrekte Stellung der Windmühle gegen die Windrichtung wird bei kleinen Anlagen durch die Steuerfahne und bei den größeren durch den elektronischgesteuerten Azimuthalter (sog. Giermotor) gesichert.

Claims

Windkraftanlage mit zwei in der Horizontalebene miteinander gekoppelten, in Gegenrichtung drehenden Rotoren, mit vertikalen Drehachsen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Abstand der beiden Drehachsen zueinander beträgt etwa 100% bis 250% der Rotorflügellänge, b) die Rotorflügel weisen etwa radiale Richtung auf.
Das Gehäuse zu der in Patentanspruch 1. genannten Windkraftanlage gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die Vorderwand des Gehäusen schirmt nur diese Rotorflügel ab, die sich gegen die Windrichtung bewegen, b) die Seitenwände des Gehäusen weisen eine runde Form auf, c) das Gehäuse ist sowohl vorne (auf der Aufwindseite) als auch hinten (auf der Abwindseite) mit der Öffnung bzw. Öffnungen ausgestattet, d) die gesamte Fläche der auf der Rückseite liegenden Öffnungen, ist kleiner als die gesamte Fläche der vorne liegenden Öffnungen.