DE102006061745B4

DE102006061745B4 - Mehrteilige Wind-, Meeresströmungs-Energie-Extraktionsanlage

Info

Publication number: DE102006061745B4
Application number: DE102006061745.2A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: DE102006061745A1

Abstract

Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage die schwachem und sehr starkem Wind, oder auch Meeresströmungen die Energie 24 Stunden am Tage, zum Zwecke der Energiegewinnung, entzieht und dabei
natürliche Landschaften, Meeresböden, Gelände und Örtlichkeiten zum Wind-, Strömung-Sammeln und Einleiten, bzw. Beschleunigen des Windes(Stromes) nutzt, und/oder
künstliche, von Menschen gemachte schon bestehende Örtlichkeiten, Bebauungen, Anpflanzungen, zum Wind-(Strömung-)-sammeln mit dem Trichterprinzip und Einleiten, bzw. Beschleunigen des Windes(Stromes) verwendet,
wobei höher gelegene Plateaus (z.B. Dächer) als Sockel zum Aufstellen der Energieanlagen genutzt
werden, und senkrechte und schräge Flächen von Örtlichkeiten genutzt werden, wobei der Wind (-Strom) durch die Flächen gesammelt und geleitet wird, und wallartige Örtlichkeiten, Canyons, Häuserzüge, Straßenschluchten, genutzt werden, um dem Wind(Strom) eine Richtung zu geben und ihn zu den Energieanlagen zu leiten,
dadurch gekennzeichnet, dass
Partikel an unterschiedlichen Stellen der Anlage dem Strom(Strahl) eingeleitet werden,
wobei sich
die Partikelgröße, bzw. Partikelart nach der Windgeschwindigkeit, Strahlgeschwindigkeit und Temperatur, richtet, als Partikel Flüssigkeitströpfchen, Nebel, Sprühnebel, oder spezielle aerodynamisch geformte Kugeln, Bürstenkugeln, oder auch Sandkörnchen, Staub, Wollkugeln, Kunststoffkugeln oder ähnliches verwendet werden, bei Unterwasseranlagen auch Gasbläschen eingesetzt werden, die Partikel, bzw. Gasbläschen mit Schlauch-, und Rohrsystemen, Pumpen, speziellen Düsen, Ultraschallvernebler, oder auch in Kombination mit Förderbändern, Schaufelförderbändern zum Einsatzort befördert werden, dabei Flüssigkeiten als Reinigungsmittel,
Schutzmittel, Eisschutz, Kühlmittel, Schmiermittel, und als Reibungsverminderungsmittel eingesetzt werden, die Partikel erzeugenden, oder Partikel einleitenden Systeme mit Auffangrinnen, Filtersystemen und Strömungsflächen zusammen einen
Kreislauf ergeben, verdunstende Flüssigkeiten, durch in Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeiten
ersetzt werden, dabei natürliche Niederschläge Regen, Nebel, Tau, Schnee, Gischt gezielt eingesetzt werden, wobei Sammelbehältnisse und trichterförmige Auffangschirme die Einleitungsmenge von natürlichen Niederschlägen erhöhen und sicherstellen, alle flächigen Anlagenbereiche mit Sammelrinnen zusammen als Sammelsysteme für Niederschläge und
Partikel dienen, wobei
die in den Luftstrom eingeleiteten speziellen Partikel, auf den
Strömungsoberflächenbereichen der Anlage entlangreiben und auch gegeneinander reiben, und
sich damit elektrostatisch aufladen, bei der nächsten Strömungsoberflächenkollision diese Elektrizität wieder abgeben wird und sich dieser Vorgang wiederholt, und diese freiwerdende Elektrizität mit metallenen Ableitungssystemen gesammelt und zu Nutzzwecken weitergeleitet wird, dabei alle Partikel am Ende der Prozedur aufgefangen werden, und dem Kreislauf von neuem zugeführt werden.

Description

Zusammenfassung Fortsetzung
Brauchen Rotoren und andere emeuerbare Energien noch ein Emeuerbare-Energien-Gesetz (EEG) um den zu teuren „konkurrenzlosen“ Strom über die Allgemeinheit finanziert zu bekommen, werden Wind- und Strömungslaser, sowie Partikelströmungslaser, mit spotbilligem Strom, keine öffentliche Zuschüsse mehr benötigen. Will die Branche emeuerbare Energie ernst genommen werden, muss sie billige, extrem konkurrenzfähige Energie produzieren, ansonsten ist sie keine richtige Alternative. Darzustellen wie die Alternative aussieht, und wie nicht, ist Gegenstand dieser Schrift.
Beschreibung Einleitung
Die Windenergiebranche ist mit ca. 23 Jahren ein relativ neue Branche. Schaut man sich die Anfänge des Autobaus an, so wird man zu dem Schluss kommen, das der historische Autobau mit 23 Jahren niemals einen Formel 1 Rennwaagen, oder andere Leistungsgiganten hätte hervorbringen können. In Zeiten ohne Computer, wenig Bildung und nichtvorhandener Fertigungsautomation, war es nicht möglich schnell perfekte Resultate zu erbringen.
Heutzutage sind 23 Jahre eine technologische Ewigkeit, die leistungsstarke Anlagen zur Produktion von billigem Umweltschutz- und Klimaschutzstrom hätte hervorbringen müssen, es aber bekanntlich nicht geschafft haben. Es zwängt sich die Frage auf, warum die Branche alternative Energie so kläglich versagt hat, trotz Computer und Highend- Technologie. Allerdings ist dieses zu beantworten nicht Gegenstand einer Patentschrift.
Technologie (das Prinzip am Beispiel des Wasserfalles erklärt) (bedingt die Zeichnung aus der Zusammenfassung verwenden)
Jede Strömung ist sozusagen ein sehr großer Strahl, der sich durch eine bremsende langsame Umgebung durchsetzen muss. Hat ein verkleinerter Strahl das selbe kinetische Energiepotenzial, das ein großer Strom hat, so ist seine Durchsetzungskraft gegenüber dem bremsenden umgebenden Medium größer. Er wird also nicht so stark und schnell durch die Umgebung gebremst. Damit wird die Energie des kompakten Strahls wirkungsvoller, als die selbe Energie des weniger kompakten Stromes.
Am einfachsten kann man das Prinzip am Beispiel des Wasserfalles erläutern. Beim Wasserfall visualisiert jeder etwas vor dem inneren Auge. Eine Luftströmung ist schlecht oder überhaupt nicht sichtbar. Dabei ist das, was Luftströmung macht, nur bedingt mit Wasser zu vergleichen (siehe keine Schwerkraft). So wie langsam fließendes Flusswasser beim Fallen seine Geschwindigkeit erhöht, gibt es auch einen Effekt, der Windströmung mit einer Barriere, bzw. einem Canyon beschleunigt (siehe Bernouli und Venturi).
Das Wasser läuft im Fluss vor dem Wasserfall relativ langsam, und fällt dann über eine breite und zerklüftete Abbruchkante. Resultat; es wird ein diffuser und breiter Wasserfall mit vielen Tröpfchen erzeugt, aber auf keinen Fall ein präziser durchsetzungsstarker Strahl.
Will man also einen schnell fallenden Strahl erzeugen, braucht man eine Staumauer und eine speziell gestaltete Abflussrinne. Dabei kann aufgrund der speziellen Formgebung der Staumauer und der Abflussrinne ein perfekter verwirbelungsfreier Strahl erzeugt werden. Der erzeugte Fallstrahl bietet der Luft augrund seiner geringe Angriffsfläche (Strahldurchmesser) wenig Fläche. Damit wird die bremsende Luftreibung stark reduziert. Somit bekommt der Strahl (siehe Kohäsion, cohaerere = zusammenhängen) schnell die volle Fallgeschwindigkeit und wird nur wenig durch die Luft gebremst. Allerdings ist der Strahl so nur auf die Fallgeschwindigkeit von 9,8 m/s² zu bringen (ca. 500km/h). Ohne die Strahlerzeugung würde nur viel weniger Geschwindigkeit des zerfransten Wasserfalles erzeugt, weil jeder einzelne Tropfen von der Luft stark gebremst würde (ca. 200km/h). Jeder Tropfen bräuchte relativ viel Zeit, um volle Fallgeschwindigkeit zu erreichen. Somit ist mit der speziellen Staumauer und eine Abflussrinne mehr als doppelt so hohe Geschwindigkeit und Verkleinerung des Wasserfalles zu einem Stahl (Volumen) zu erreichen. Damit ist die Energie des Flusses, erzeugt über die Schwerkraft, über das Hilfsmittel kleiner Strahl, besser und einfacher zu nutzen. Beim Stahl ist mehr Energie zu ernten, als beim diffusen Wasserfall, weil Reibungsverluste (Luftwiederstand) stark reduziert werden.
Um die Energie des großvolumigen Wasserfalles unter dem Wasserfall ernten zu können, müsste viel teurer Aufwand betrieben werden, um alles gefallene Wasser (Wassertröpfchen) großflächig aufzufangen, um die Fallkraft zu nutzen. Ggf. kommt unten auch nur noch Sprühnebel an, womit fast keine Fallkraft mehr vorhanden wäre, die man sinnvoll nutzen könnte. (Allerdings versuchen heutige Windrotoren etwas Vergleichlichtes mit großvolumigen schwachen Windströmen zu machen.)
Bei einem kleinvolumigen Strahl ist das Schaufelrad, auch klein und daher extrem stabil zu gestallten. Resultat das Schaufelrad ist relativ preiswert zu bauen, und oben vorteilhaft nahe unter der Abflussrinnen anzubringen. Damit ist viel Energie bei vergleichbar geringen Systemkosten zu ernten. Resultat.... billiger Strom.
Auch ohne Strahlerzeugung wäre mit dem Wasserfall natürlich Strom zu erzeugen. Allerdings wäre der Strom teuer und unwirtschaftlich. Die Fallkraft wäre fast nicht zu nutzen. Damit wird deutlich, das obwohl das gleiche Medium genützt wird, einmal billiger und einmal teurer Strom produziert werden könnte.
Somit ließe sich mit einer speziellen Systemplanung einmal, billiger, normalpreisiger, oder teurer Strom produzieren. Es ist also auch möglich teuren Strom zu produzieren, wenn der Konstrukteur versagt.
Wozu weitere Stufen
Die Staumauer und der Abflussrinne stellt im Vergleich sozusagen die erste Stufe (a) dar. Wozu weitere Stufen (b, c, ggf. mehr) benötigt werden, soll der nächste Text verdeutlichen.
Hat der erzeugte Wasserstrahl immer noch eine Durchmesser von 10 Metern, wird das Schaufelradsystem immer noch 10m breit groß und zu teuer. Ggf. ist es aber auch nicht mehr stabil in der Größe zu bauen. Dann bleibt nur noch, entweder das Wasser des Wasserfalles in mehrere kleine Strahl-Systeme zu zerteilen, und diese Strahlen dann auf das, dementsprechend zu verkleinernde, Schaufelrad zu strahlen.
Da nun mehrere Strahlen hintereinander gleichzeitig auf das Rad zu leiten sind, wird die runde Radgeometrie platztechnisch sehr ungünstig. Dabei wird hoffentlich deutlich, dass ein Bandsystem, aufgrund der Länge mehr Platz bietet, um mehrere Strahlen gleichzeitig problemlos, und im richtigen Winkel auf das Band strahlen zu lassen.
Es ist es aber auch möglich den 10m breiten Strahl als gesamtes weiter zu verkleinern.
Das mit einem normalen Trichter kein schneller Strahl zu erzeugen ist, lernt jedes Kind beim ersten Kaffeemachen. Dort kann man viel Wasser in den Filter gießen. Leider lässt sich das Wasser nicht schnell durch das Nadelöhr zwängen. Resultat...überlaufen des Systems.
Allerdings kann jedes Kind auch schnell einen voluminösen Duschstrahl, mit einer umgedreht gehaltenen Schöpfkelle (Suppenkelle), zu einem kompakten Strahl machen. Dabei entsteht kein Überlaufproblem. So kommt man schnell zu einer Gestaltungskombination aus ausgefeilter Suppenkellenform (Magnolienblatt, Seestem-Teilseitenfläche), und mehr oder weniger runden Trichterdüse, sowie ausgefeilten reibungsvermindernden Oberflächen. Damit wird deutlich warum „simple“ Lösungen durchaus wirkungsvoll zu verwenden sind, um eine Strahlverkleinerung zu realisieren. Derartige Systeme sind nicht so banal wie es auf den ersten Blick erscheint. Eine Flugzeugtragfläche, bzw. Rotorblatt ist demgegenüber eine sehr simple und primitive Geometrie, die nur aufgrund ihrer Größe und des Herstellungspreises beeindruckend ist.
Somit lässt sich der Strahl von 10m auf ca. 3,3m bringen (2.Stufe). Dabei wird das Schaufelrad um den gleichen Betrag (2/3tel) zu verkleinert sein, was eine Kostenreduktion und optisch, sowie stabilitätstechnisch vorteilhafte Verkleinerung der Antriebseinheit zur Folge hat. In der 3. Stufe kann der Strahl weiter auf 1m verkleinert werden, wenn dieses gewünscht wird. Damit ist das preiswerte Schaufelrad auch sehr klein (ca. 1m Breite) und extrem stabil zu gestallten.
Die preiswerteste und effizienteste Systemvariante wird also den eingehenden Flussstrom in 3 kleinere Fallströme aufteilen (1. Stufe). Diese einzelnen 3 Fallströme jeweils mit mehreren hintereinander geschalteten Stufensystemen (2. und 3 Stufe, ggf. noch mehr Stufen) in dünne Strahlen optimieren, und erst als letztes diese Strahlen auf ein sehr kleines Bandsystem leiten. Dabei ist so ein magnolienblattähnliches System (eine Stufe) eine Kreuzung aus Venturi-Rohr, Tragfläche, Barriere, Trichter und Mantelturbine. Das System wird durchströmt wie ein Rohr, aber auch angeströmt wie eine Tragfläche (nicht umströmt). Es funktioniert wie ein Reflektor in der Optik, erzeugt aber auch Sogwirkungen. Beide Kräfte halten sich in der Waage. Auch der Coanda-Effekt kommt zum Tragen.
Dabei wird einähnlicher Effekt realisiert, der bei einer Lupe in der Optik bekannt ist. Eine Strömungslupe erzeugt also einen Strahl, also eine fokussierte Strömung.
Später werden viele Bauprinzipien gezeigt, die perfekt zu verwenden sind. Dabei sind einige Baukonzepte für kleine und mittlere Anlagen zu verwenden (2. und weitere Stufen b und c). Andere Baukonzepte sind besser in großen Dimensionen zu verwenden (1. Stufe (a) z.B. Betonbau/Tiefbau).
Wirklich umweltfreundlich?
Eine Kraftwerksanlage der erneuerbaren Energie wird erst zur Umweltschutz- und Klimaschutzanlage, wenn sie billigen Strom produziert, viel mehr Energie produziert, als sie bei der Herstellung verbraucht hat, und nach Betrieb 100% wiederverwendet, bzw. zu kompostieren ist. Dabei gehören Leitungsnetze, genauso wie notwendige Versorgungsstraßen, Betriebsaufwendungen usw. in die Berechnung der wirklichen Umweltverträglichkeit hinein. Auch die Emissionen und Belastungen, die eine Windkraftanlage verursacht (Lärm, Einsabwurf, Stroboskopeffekt, Höhe, Sichtbarkeit usw.) sind Thema.
Mit einer Motorjacht und Spritfresser kommt man nicht preiswert und billig von A nach B. Auch ein Segeljacht mit Kunststoffrumpf wäre keine wirklich umweltfreundliche und preiswerte Alternative. Ebenso wenig kann mit teuren Luxus-Flugzeugtechnologie-Windrädem billiger Strom produziert werden.
Dabei wird nicht das Ziel im Auge behalten, nämlich billigen Strom produzieren zu wollen, sondern die technisch vermeintlich „beste“ aber viel zu teure Alternative gewählt (siehe Auftriebsläufer-Windräder) Manchmal sind vermeintlich „technisch schlechtere Konzepte“, wenn sie das Ziel (billige Energie) zu produzieren erreichen helfen, trotzdem bessere Konzepte. Technischer Perfektionismus ist ein schlechter Ratgeber, wenn es um Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit geht. Dabei steht außer Frage, das das Auftriebsläufer-Konzept bis jetzt die technisch beste, aber viel zu teure Konzeption war und ist.
Stand der Technik (siehe Zeichnung der Zusammenfassung)
Sehr große Rotorflächen sind nicht billig herstellbar, bzw. in Rotation zu versetzen. So ist auch kein Flugzeug unbegrenzt groß zu bauen. Viele kleine Rotoranlagen sind nicht wirtschaftlich zu warten und aufzustellen. Da aber nur große Flächen genügend Windenergie „einfangen“ sind Großflächenanlagen einzusetzen um billigen, und extrem konkurrenzfähigen Strom im industriellen Maßstab zu produzieren.
Ansätze für Extratoren (Strömungsbeschleunigungssysteme) gibt es einige. Dabei scheitern viele Konzepte an der schlechten Umsetzbarkeit in großen Dimensionen. Eine Mantelturbine ist in groß nicht billig herstellbar. Sie verwendet Flugzeugtechnologie, die eben nicht billig und umweltfreundlich in groß herstellbar ist. Rotor und Mantelturbine sind teure Bauteile die die Produktion von billigem, sauberen und umweltfreundlichen Strom ausschließen.
Sichtbare drehende Systeme verhindern die Akzeptanz in Wohngebieten (Stroboskopeffekt, negative Licht-Schatteneffekte, Eisabwurf und Geräuschentwicklung). Das bedeutet, das Rotoranlagen fern von Wohngebieten aufgestellt werden müssen. Die Emissionen zwingen dazu. Dazu kommen dann noch die teuren Leitungen und die teuren Wartungen des Leitungsnetzes bis zum Wohnort. Billiger Strom und Autonomie ist damit unmöglich zu realisieren. Leitungsbau und Wartung, und der damit verbundene Energieverbrauch, belasten die Umwelt unnötig, und führt zu Verschwendung von Ressourcen.
Übliche Rotorsysteme verlassen sich auf ein vorhandenes Leitungsnetz. Diese Leitungen sind in großen Ländern unmöglich billig flächendeckend zu installieren. Derartige Konzepte funktionieren dort nur in Ballungsgebieten und auch wieder nicht, weil die Akzeptanz der drehenden, weit sichtbaren Rotorsysteme nicht 100%ig vorhanden ist.
Stellt jemand einen kleinen Rotor in Deutschland auf das Dach, was im Prinzip immer möglich ist, wäre der Nachbar ein unberechenbarer Faktor. Resultat, Abbau der Anlage, weil der Nachbar sich wegen der Stroboskopeffekte und Lärm beschwert. Eine Rotor-Windkraftanlage die in der Höhe besser funktioniert ist eben auch weit sicht- und hörbar. Somit finden alle Konzepte die ein sichtbares drehendes Etwas favorisieren, (Ausnahme Kinderspielzeugwindrad) keine Akzeptanz und Toleranz. So kommt man, wenn man alle Konzepte (Strömungstechnik- Patente) zusammenaddiert immer noch kein funktionierendes Konzept heraus, auch wenn sinnvolle Ansätze vorhanden sind.
Lösungsansätze
Logische Konsequenz ist, dass sich ein System eben nicht drehen darf wie ein Rotor, um überall Akzeptanz zu finden. Dabei wäre ideale, aber viel zu teure ausladende Flugzeugtechnologie, ebensowenig zu verwenden. So lassen sich so nach und nach viele negative Konstruktionskriterien auflisten, die Windstrom unnötig nachteilig verteuern helfen.
Es bleiben trotzdem ein Reihe von preiswerten Prinzipien und Alternativen aus vielen Fachgebieten übrig, die perfekt zu verwenden sind. So muss sich ein System ohne Motor und Wind-Sensor automatisch in den Wind drehen. Kompliziert zu fertigende Einzelteile sind teuer in der 1ten Welt und überhaupt nicht in der 3ten Welt zu fertigen. Sie müssen durch einfache Bauteile ersetzt werden. Stabiler Leichtbau und Wabenprinzipien sind einzusetzen. Große, schräg zum Wind stehende Flächen, müssen mit genutzt werden, wo sie schon vorhanden sind. Dabei sind Dächer und Gebäudeseiten, Berghänge, Hügel im Prinzip simple Extratoren, die man mit kleinen Modifizierungen sofort nutzen kann. Allerdings nicht mit drehenden Rotoren (siehe Akzeptanz). Die Barrieren sorgen für eine Strömungsbeschleunigung (Bernouli und Venturi).
Dabei sollte ein Konzept, welches im Fluid Wind funktioniert, auch am Meeresboden im Fluid Wasser zuverlässig funktionieren (Stichwort, Anlagen unter Wasser verstecken). Ebenso soll das Prinzip bei allen Strömen, wie z.B. Wasserfällen auch ohne Probleme funktionieren.
Dabei sind die Systeme in mehreren Stufen aufgebaut. Die erste Stufe (a) wird aus Kostengründen strömungstechnisch nicht ganz ideal, aber großflächig und funktionell sein (z.B. auch Gebäudeseiten oder Dach). Die zweite (b) und alle weiteren kleineren Stufen (c) werden immer strömungstechnisch perfekter, aber weniger flächig und groß gestaltet. Die kleinere Dimensionierung der Stufen (b, c, ggf. noch mehr Stufen) lässt den größeren technischen Aufwand, also strömungstechnisch optimale Formgebungen zu. Dabei hallten sich die Kosten in Grenzen, weil die 2. und 3. Stufe viel kleiner sind, als die weniger perfekte große 1. Stufe.
Weltwirtschaftskrise
Wirtschaftsforscher und Klimaforscher prognostizieren eine Weltwirtschaftskrise. Nach Abschmelzen der Pole steigt das Wasserspiegel. Probleme, Überbevölkerung, Ozonloch, Klimakollaps, und teure und knappe Ressourcen führen unweigerlich zu extremen lebensbedrohenden Problemen.
Leider hat uralte Verbrennungstechnologie oder Kernkraft, bzw. Kernfusion oder erneuerbare Energien nichts zu bieten, um das Problem in jedem Land der Welt, an jedem Ort der Welt preiswert anpacken zu können.
Dabei geht es darum einen Wettbewerb zu initiieren, bei der die beste, überall taugliche Konzeption übrig bleibt. Nicht Kommerz, sondern Klimaprobleme zu beseitigen ist das Ziel. Die Technologie die wirkliches Potenzial hat soll übrig bleiben. Es macht mehr Sinn sich auf eine überall funktionsfähige Technologie zu konzentrieren, als die Ressourcen mit veralteter Technologie überall auf der Weit zu verschwenden. Dabei hilft kein deutschen Einspeisungsgesetz (Erneuerbare-Energien-Gesetz (2000), sondern nur weltweiter Wettbewerb, bzw. Zusammenarbeit.
Dabei ist der Zeitraum, um global Wind- und Strömungslaser noch installieren zu können relativ klein. In wenigen Jahren sind Materialien und Ressourcen so knapp und teuer, dass auch Wind- und Strömungslaser ggf. keine billige Alternative mehr sind.
Nur Wind und Silizium (Sand) sind als Ressourcen, überall auf der Welt zuverlässig immer vorhanden. Logisch ist primär diese Ressourcen mit sinnvoller Technologie zu nutzen.
Wenn mit Uralkonzepten Geld zu verdienen ist, werden Innovationen, vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet, nicht dringend gebraucht. Die Natur und das Klima würde das anders beurteilen. So müssen Anreize erzeugt werden, wirkliche sinnvolle Innovationen zu schaffen.
Einsatz
In Ländern in denen ein Leitungsnetz besteht sind Wind- und Strömungslaser -Großanlagen sinnvoll und wirtschaftlich einzusetzen. Natürlich sind sturmgeplagte Länder prädestiniert dazu sturmtaugliche Windlaser, als Quell des Reichtums vorrangig einzusetzen. Aber auch Länder mit weniger Wind kommen nicht zu kurz.
In großen Ländern, in denen kein perfektes flächendeckendes Leitungsnetz existiert sind kleinere, simple und einfach zu wartende autonome Windlaser bevorzugt einzusetzen. Großanlagen machen nur Sinn in diesen Ländern, wenn z.B. Wasserstoff, Glas oder Metall als Exportgut produziert werden kann und soll.
Länder mit Flüssen, oder einem Zugang zum Meer können zusätzlich auch Unterwasser-Strömungslaser verwenden. Diese haben den großen Vorteil, dass man sie sozusagen unsichtbar machen kann. Energieerzeugungssysteme die unsichtbar unter Wasser Strom erzeugen, bzw. denen man ihre Funktion nicht mehr ansieht (siehe Stern-Windlasergebäude, Hügel-Windlaserkonzepte) sind Konzepte die in der Zukunft punkten werden. Leider sind die unglaublichen Kräfte die im Meer wirken selten Thema.
Partikel nutzende Strömungslaser sind wohl nur in großen Dimensionen wirtschaftlich sinnvoll baubar.
Toleranz
Weit hörbare, sichtbare und riechbare Kraftwerksanlagen und Fabriken sind nicht geeignet ein Klima von Urlaubsflair, Kultur, Wohlstand und technischem Fortschritt, zu erzeugen.
Reiche Länder und Urlaubsstandorte brauchen tolerierbare, moderne und umweltfreundliche Konzepte, die nicht die Sinne beleidigen. Ein gut designtes großes Windlasergebäude soll nicht ohne Grund viele lästig drehende Rotoren ersetzen, und dabei preiswerter Arbeits-, Produktions- und Wohn- Ort werden.
Standorte / Nachteile
Viele tausend Dächer sind ein perfekter Standort für kleinere und mittlere Windlaseranlagen. Drehende Rotoranlagen finden selten bis überhaupt keine Genehmigung in deutscher Städten, weil die Licht-Schattenproblematik (Stroboskopeffekt), erzeugt durch drehende Rotorblätter, als unerträglich bis krankmachen (Epilepsieanfälle) eingestuft wird.
So wird deutlich, warum Windlaser, deren drehenden Teile unsichtbar und schallisoliert verpackt sind Toleranz in Städten und woanders finden werden.
Aufgaben Ziele
Energie im Überfluss mit „Wind-Lasern“ zu produzieren ist Gegenstand dieser Arbeit. Dabei profitiert die 3te Welt genauso wie die 1te Welt. Milliarden neuer Stromnutzer kommen hinzu. Sinnvolle Technologie ist angewandter Umweltschutz, macht unabhängig und schafft Wohlstand und Frieden. Auf die Kernfusion kann die 3te Welt genauso wenig warten, wie wir.
Technologische Nachteile von Rotoren
Heutige Windanlagennutzer betreiben einen sehr großen und kostspieligen Aufwand, um bis zu 90% der Windenergie ungenutzt und unangetastet zwischen den Rotorblättern hindurchfließen zu lassen. Dabei wird 100% der Strömungsenergie gebraucht, um die schweren Rotoren und die stromerzeugenden Systemteile bei Schwachwind noch antreiben zu können. So wunderte es niemanden, dass die massereichen Rotoren heutzutage oft still stehen.
Bei einem Sieb würde sich auch niemand wundern, dass man damit nicht vernünftig und effektiv schöpfen kann. Jemand der mit dem Wasserflaschenverkauf Geld verdienen will, hätte ein teures Produkt, wenn er ein großes teures Sieb als Schöpfmittel einsetzte. Ein kleiner billiger Löffel wäre effektiver, um die Flasche zu füllen.
Segel oder Photovoltaik-Zellen die zu 90% aus Löchern bestehen, wären genauso wenig effizient wie ein Sieb. Ein Geniestreich menschlichen Technologie wird also kein Eingeweihter hinter Rotortechnologie vermuten.
Dabei muss man wissen, dass nur ca. 60% der Windenergie wirklich auszubeuten sind (Betzsches Gesetz).
Eine perfekt funktionierende Rotor-Windkraftanlage wird also die Strömung, die um die drehenden Rotorblätter strömt, im besten Fall zu 60% abbremsen, und in Drehbewegung der drehenden Systemteile umwandeln. Direkt hinter den, weit sichtbaren drehenden Systemteilen, wird also nur noch eine 40%ige Windgeschwindigkeit herrschen.
Dabei wird eine Rotoranlage die bis zu 90% der Windkraft unangetastet zwischen den Rotorflügeln hindurchschlüpfen lässt, nur eine ca. Effizienz von 6% erreichen können, gemessen an der kreisrunden Fläche die die drehenden Rotorblätter beschreiben. Die kreisrunde Fläche, die der Rotor verbraucht, wird nicht wirklich genutzt. Auch der Bereich unter der kreisrunden Rotorfläche wird verbraucht, aber nicht genutzt.
Das Beispiel mit dem Sieb als Schöpfmittel ist gut als Vergleich. Auch dort wird viel Fläche verbraucht, aber nur wenig Schöpfeffekt realisiert. Allerdings soll ein Sieb filtern und sieben, und nicht schöpfen. Auch eine Windkraftanlage will mehr schöpfen als filtern/sieben. Will man schöpfen braucht man erst einmal unzerlöcherte Fläche, und keine zerlöcherte Siebstruktur.
So kommt man zu dem Extratorprinzip (Segelprinzip, Blütenblatt, bzw. Seestem), das zuerst voluminöse Strömung flächig 100%ig „einfängt“, bzw. einleitet, segmentiert, optimiert, bündelt, beschleunigt und dann erst kleine drehende Systeme zum Ausbeuten der Energie einsetzt. Dabei wird 100% Fläche/Energie auch wirklich genutzt. Mit langgestreckten Ketten-Bandsystemen, die eben nicht als Rotor(Sieb) ausgebildet sind, wird 60% Energie ausgebeutet. Damit wird das perfekt funktionierende Windlaser-System ca. 50% der einströmenden Windenergie auch wirklich nutzen (minus ca. 10% Reibungsverluste). Damit arbeitet das System bei der selben Windsituation ca. 8,3 mal so effizient wie ein Rotor (gemessen an der selben verbrauchten Rotorkreisfläche, die beim Rotor nicht vernünftig ausgenutzt wird).
Dabei ist noch zu erwähnen, dass leichte langgestreckte, schnell drehende Bandsysteme, die in einem sehr schnellen Strömungs-„Strahl“ stehen auch bei Schwachwind noch drehen. Bei Sturm wird das „kleine“ leichte solide Bandsystem, im Verhältnis zum „großen“ schweren labilen Rotor, ohne Probleme jeder Strömungskraft standhalten.
Das bedeutet, das Wind- und Strömungslaser bei allen Windsituationen Energie liefern. Dieses schaffen keine „modernen, großen“ Rotoren. Im Jahresdurchschnitt liefern Rotoren viel weniger Ertag liefern, weil sie entweder schwachwinduntauglich oder sturmuntauglich sind.
Ballistische Prinzipien mitverwenden
Leistungssteigernde Mittel werden bei Wind- und Strömungslasern eingesetzt(Turboeffekt). Dabei werden Partikel (spezielle Kugeln) dem erzeugten Strahl beigemengt. Auch Wasser-Sprühnebel wird bei Windlasern eingesetzt. Damit wird die Dichte und Wirkung des Strahls extrem erhöht. Dabei treffen dann zusätzlich ballistische Partikel auf das drehende Band und beschleunigen deren Drehbewegung zusätzlich. Eine Kühlung des Windes und des sehr schnell drehendes Bandes wird vorteilhaft realisiert. Wind kann, und muss um die Systemobjekte ausweichen, Partikel demgegenüber schlagen auf und geben die zuvor gespeicherte Energie zu 100% ab.
Dabei wird bei Windlasern ein Prinzip verwendet, das man vom Wasserstrahlschneiden her kennt. Reicht Wasser zum Schneiden nicht aus, werden abrasive Partikel mit beigemengt. Damit erhöht sich die Schneidwirkung ohne mehr Energie zu benötigen.
Dieses Prinzip ließe sich bei Rotoren oder Mantelturbinen nicht einsetzen.
Dazu wird ein schneller, energiereicher Partikel-Strahl benötigt. Diesen Strahl können die alten Anlagen nicht liefern.
Tauglichkeit und Aufgaben
„Große“ Rotorsysteme, die bei Schwachwind und Normalwind laufen können, sind nicht sturmtauglich.
„Große“ Rotorsysteme, die bei Sturm und Normalwind laufen können, sind nicht schwachwindtauglich.
Nach letztem Informationstand gibt es keine großen Auftriebsläufer-Rotoren (Repeller), die bei allen Windsituationen funktionieren.
So schaffen es nur kleine Rotoren und Mantelturbinen ins Modellgröße, oder solide Windlaser bei allen drei Windsituationen zu laufen.
Eine ernst zunehmende Windenergieanlage muss bei allen Windsituationen zuverlässig billigen Strom liefern. Sie muss dabei groß, flächig und belastbar wie ein Berg oder Hügel sein, um „billigen“ Strom im Industriemaßstab liefern zu können. Und das wichtigste von allem, sie muss keine extrem teure Flugzeugtechnologie verwenden, um billigen Strom produzieren zu können.
Dabei werden nicht zufällig, alle sturmbelastbaren großflächigen Objekte (Berge, Hügel, Steilhänge, Steilküsten, Gebäude, Großzelte usw.) modifiziert als spezielle Extratoren (Segelprinzip, Blütenblattform, bzw. Seestemform) bei Windlasern mitverwendet.
Konzepte die in Groß funktionieren, lassen sich auch in klein realisieren (siehe Schirm- oder Zelt-Windlaser). Derartige kleinen System lassen sich wie ein Schirm oder Zelt schnell auf- und abbauen.
Natürliche Ressourcen nutzen (Bionik)
Beispiel Fliege
Das eine Ameise 7x ihr eigenes Gewicht tragen kann ist bekannt. Ein Elefant ist im Vergleich ein Schwächling. Auch die simple Fliege ist ein Beispiel für Leistungsgigantomanie. Sie schafft es, in einem für sie zähen Luftmedium, so schnell zu fliegen wie ein Flugzeug. Dabei ist die Luft für die Fliege so Dick wie Öl für uns, bzw. ein Flugzeug wäre. Damit wird deutlich, das die Natur einen Millionenjahre alten technologischen Vorsprung hat. Diesen nicht zu nutzen währe unvernünftig. Nun ließe sich auch darauf erwidem, das auch Rotoren das Prinzip (siehe Vogelflügelprofil) nutzen und daher ihre Leistung gegenüber Wiederstandsläufen (Windmühlen) extrem verbessern konnten. Dieses ist sicherlich auch richtig. Dabei sollte mindestens das Kosten- und Stabilitätsproblem, auch erwähnt werden, das sich dadurch ergibt. Allerdings gibt es neuere Forschungsergebnisse die den Flug der Fliege endlich erklären können.
Dabei erzeugt die Fliege durch das Flügelschlagen (halber Bewegungsablauf), und die dabei stattfindende Drehbewegung, einen Unterdruck und einen Wirbel. Beim Zurückbewegen in die Ausgangsposition muss der Flügel durch den Wirbel und den Unterdruckwirbelbereich. Dabei wird das selbe Prinzip zweimal genutzt. Effekt... ist eine Katapultwirkung. Dabei katapultiert (saugt) die Kraft die Fliege nach vorne. Diese Sogkraft ist für die extreme Leistung und Geschwindigkeit verantwortlich. Einen Effekt mehrmals auszunutzen ist ein Prinzip das der Windlaser mit seinen Stufenprinzip nutzt. Auch dort werden starke Druckunterschiede hintereinander erzeugt.
Bis vor Kurzem konnte man mit allerlei von Menschen gemachten Gesetzen und Berechnungen (Formeln) nachweisen, dass eine Fliege, Hummel usw. nicht Fliegen kann. Die Natur weis das aber besser, denn die Fliege fliegt immer noch und lässt sich nicht beirren.
Dabei sollte eines auffällig sein, bzw. werden; Forscher (Menschen) unterschätzen die Natur und deren Leistungen, und überschätzen ihre wenig durchdachten technologischen Errungenschaften. Biologische Leistungsgiganten erst sehr spät zu analysieren, ist kein Aushängeschild für die Forschung im allgemeinen. Vielmehr sind Weltraumfahrer und Flugzeugbauer, die nicht wissen, wie eine simple Fliege fliegt, stark bildungsbedürftig.
So wird ein gewissenhaft arbeitender Konstrukteur, sich ersteinmal von Lehrmeister Natur beraten lassen, bevor er Hilfe bei renommierten Professoren und Institutionen sucht.
Sinnlose Material- und Ressourcenverschwendung sind verhängnisvolle Prinzipien, die man in der Natur glücklicherweise nicht findet.
So wird hoffentlich deutlich, warum Magnolienblüte, Seestem, und Hai usw. sehr viel zu bieten haben (Bionik) und hatten. Viele biologische Konstruktionsgrundlagen sind bei Windlasem und Varianten zum Einsatz gekommen. Dabei sind Formgebungen extrem wichtig. Aber auch Oberflächen und Materialien sind von starker Bedeutung.
Dabei ist erfreulich, dass viele deutsche Forscher die Windlaserprojekte, Strömungslaser und Partikelströmungslaser mit ihren Forschungsergebnissen unbeabsichtigt fördern (siehe Materialwissenschaften usw.).
Zeichnung Blatt A (Dez. 2006)
A01 zeigt nur die 1. Stufe der eigentlichen Anlage. Gezeigt wird ein Schirmsystembauart bei dem nur eine Strömungsteilfläche (55) sichtbar ist. Ein kompletter Schirm (8eck) besteht mindestens aus acht Strömungsteilflächen.
Gut sichtbar sind die gespreizten, gebogenen Verstrebungen (56a) lang und (56b) kurz, die in diesem Falle nicht mit Strömungsflächen versehen wurden. Zur besseren Anschauung wurden die weiteren sieben Strömungsteilflächen bei dieser Zeichnung weggelassen. Natürlich sind auch Systeme denkbar die nur 4 oder mehr Sternarme besitzen. Ein biologischer Seestern besitzt meistens 5 Sternarme.
Figur A02 zeigt ein Schirmsystem bei dem alle acht Strömungsteilflächen angebracht wurden. Deutlich wird bei dieser Zeichnung, dass der Seestern Vorbild war. Üblicherweise werden Schirmbauarten aus Stoff und Draht sehr materialsparend und leichtgewichtig hergestellt. Die Stabilität und Belastbarkeit ist dabei im Verhältnis zum Gewicht sehr beeindruckend. Insbesondere dann, wenn noch zusätzlich Spannseile wie bei einem Zelt verwendet werden.
In Figur A03 sieht man nur das aufgeklappte Gerüst des Schirmes. Das Konzept ist im Prinzip wie ein großer Sonnenschirm konzipiert, also auch schnell wieder zusammenklappbar.
In Figur A02b sieht man nur zwei Strömungsteilflächen, sowie die Möglichkeit dieses System in ein Rohr (58), sowie mit dem Schirmmast (57) in den Boden zu stecken. Bei diesem System muss der Wind zwangsläufig aus einer Richtung kommen müssen, damit das System funktioniert. Bei Figur A02 kann der Wind aus allen Richtungen kommen.
Bei Figur A02b wird das Rohr mit einem Gewinde fest in den Boden hineingedreht und damit verankert. Durch Einstecken des Schirmsystems in das Rohr ist es möglich, dass System soweit nach unten zu schieben, sodass nicht zwangsläufig ein freier Bereich unter dem Schirm bleibt, vielmehr können die gebogenen Träger auch unten am Boden befestigt werden. Somit hält das System Sturmstabilität.
Vorteile des Schirmprinzips
Im Prinzip gelten sämtliche Vorteile die auch bei einem Regenschirm vorhanden sind, und zwar obwohl der Regenschirm große Ausmaße hat, kann man ihn so zusammenklappen, dass er platzsparend wegtransportiert werden kann. Das ist natürlich ein Vorteil, wenn das System mobil und schnell auf- und abbaubar sein muss. Materialsparend und ressourcensparend ist das Konzept allemal. Die Seestemform hat eine Extratorfunktion, und zwar wird einströmende Strömung über dem Stemsystem gebündelt und beschleunigt. Es entsteht eine Fokussierungswirkung wie bei einer Lupe in der Optik (Extratorprinzip).
Bei Figur A01, Figur A02, Figur A 02b und Figur A03 wurde das Stromerzeugende System, das sich normalerweise direkt im Zentrum befindet, weggelassen.
Um die Formgebung der angeströmten Strömungsteilflächen Form zu verleihen, wurden die gespreizten Träger in Form gebogen. Zusätzlich werden kürzere Streben (56b) verwendet. Diese geben der Stöhnungsfläche die perfekte Form. Zur weiteren Stabilität dienen Seile bzw. Spannsysteme die dieStreben miteinander verbinden. Hier nicht zeichnerisch dargestellt. Diese Seile und Verspannungen geben dem System bei Sturm den nötigen Halt, wie ein Netz, das sich unter der Stofffläche befindet, wird so zusätzliche Stabilität aufgebaut. Jenachdem wie weit der Schirm aufgespannt wird,
bzw. wie weit oder in welchem Winkel die Flächen im Wind stehen, kann eine Regulierung der Strömung vorgenommen werden.
Vorteile der Seestemform
Gegenüber der Blütenformgebung der Mangnolie (Tulpenbaum) hat die Seestemform entscheidende Forteile. Obwohl die Funktion einer angeströhmten Seestemteilelemente ähnlich ist, wie die eines Magnolienblattes, wird die Seesternform sehr viel stabiler sein. Viel Fläche ist sozusagen am Boden zu verankern. Damit wird das Seestemsystem sehr viel sturmstabieier als das eine im Prinzip labilere Magnolienblütenform sein kann. Auf Unterwasserströmungssysteme wirken bekanntlich sehr viel größere Kräfte, als bei normalen Windgeschwindigkeiten. Sturmtaugliche Systeme sollten prinzipiel die Seestemform besitzen. Auch am Meeresboden eingesetzte Systeme müssen extrem stabil sein. Dabei realisiert eine Qualle mit Erhöhung des Innendruckes ihre Formstabilität bei Strömungsbelastung. Dieses Prinzip ist perfekt einzusetzen. Dabei muss allerdings eine Luft bzw. Wasserdichtheit realisiert werden. Auch ein normaler Autoreifen erhält durch Aufpumpen seine Elastizität bei gleichzeitiger Härte und Belastbarkeit.
Um Wasserdichtheit zu realisieren wird dann noch eine große Basisfläche benötigt (nicht gezeigt). Das Schirmsysteme hat dann auch etwas von einem Ballon (Schirmballon). Sicherlich ist auch ein Fundament, oder Ponton einsetzbar, um das System besser darauf verankern und zu können. Damit wird das System schwimmfähig. Beim Fluten des Pontons mit Wasser kann das System dann auf den Meeresgrund abgesenkt werden. Damit werden Strömungskräfte am Meeresboden ausbeutbar.
Figur A04, Figur A06, Figur A07, Figur A09 zeigt ein, der Magnolie nachempfundenes Dreiblattsystem, bzw. auch Sechsblattsysteme. Gut sichtbar ist der, im Zentrum des Systems befindliche, Mast (59), an dem sich das System schwenkbar automatisch ohne Motor in den Wind dreht. Es werden auch Stelzen (60), an denen die Halteseile (61) befestigt sind, gezeigt. Somit wird der Mast mit dem Mastsockel (59b) durch die Seile, bzw. Stelzen gestützt und stabilisiert.
Auch hier wird das Stufenprinzip verwendet. Vorne große Blütenblätter, weiter hinten kleinere und sehr kleine Blütenblätter. Somit besitzt dieses schwenkfähige Systeme drei Stufen. In drei Stufen wird der einströmende Wind beschleunigt, und in das Bandsystem geleitet. Die Stelzen sind vorteilhaft in Überflutungsbebieten oder in sumpfigen Landstrichen einzusetzen. Dabei wird die Stabilität der Stelzen durch deren Biegsamkeit erzielt. So wie ein Baum durch seine Flexibilität Stabilität und Standsicherheit erhält. Sicherlich sind auch weniger elastische Betonsäulen verwendbar. Simple Baumstümpfe sind eine perfekte grundsolide Halterung bzw. Fundament. Die weitverzweigten Wurzeln sind an Belastbarkeit kaum zu optimieren.
Die Stelzen haben einige Vorteile: Wie ein Vogel mir langen Stelzenbeinen durch sumpfiges Gelände kommt, kann man sicherlich mit dem Stelzenprinzip auch Windenergieanlagen aufbauen, wo es normalerweise schwierig bis unmöglich wäre. Überflutungsgebiete und Sümpfe sind somit perfekt nutzbar. Überflutung sind für die auf Stelzen befindlichen Systeme kein Problem. Weiter haben die Stelzen die Aufgabe, die Grundfläche des gesamten blütenblattähnlichen Systems zu verkleinern. Würden die Stelzen nicht eingesetzt werden, hätte das den Nachteil, dass die Seile die den Mast stützen sehr ausladend auf die Bodenfläche hinausragen. Im Prinzip können die Stelzen normale Metallträger sein, die in den Boden gerammt werden.
Bei Figur A05 befindet sich oben auf dem Seestemsystem ein sechsblättriger Windlaser. Die Strömung wird durch den Seestem schon auf die 2- 3fache Geschwindigkeit gebracht.
Bei Fig.A07. sind auch die stabilisierenden Verstrebungen (62) sichtbar, also der Käfig der alle Blütenblätter (63) hält, bzw. an dem viele Spannseile angebracht sind. Dabei werden die großen Blütenblätter wie Segel aus Stoff gefertigt, und mit Netzen, Rippen und Spannseilen in Form gebracht (nicht gezeigt). Dadurch wir das gesamte schwenkfähige System leicht und im Prinzip mobil.
Bei Figur A08 und Figur A010 wird das Bandsystem gezeigt. Bei diesen Zeichnungen wurden der Gehäusekasten, sowie die Halterungen für die drehfähigen Elemente entfernt.
Gut sichtbar wird damit der sonst vielseitig verschlossene Kanal, in den die Strahlströmung einfließt und hinten austritt.
Hier wurden der Einfachheit halber die Zapfen mit einem netzartigen, bzw. siebähnlichen Material erzeugt. Diese beweglichen Zapfen, die sich automatisch bei der anströmenden Strömung hochstellen, sind einfach herzustellen.
Dazu wird, wie in Figur A12 gezeigt, ein netzartiges Material zu einer Spirale (64) aufgewickelt und mit Ringelementen (65), die von oben aufgesteckt werden, stabilisiert. Dabei wird im Sockel (66) die Befestigung und der Klappmechanismus mit Feder eingebaut.
Im Prinzip ist jeder Zapfen eine dreidimensionales Netzsystem. Aber auch die Anordnung der Zapfen nebeneinander und versetzt voneinander ergibt eine dreidimensionale netzähnliche Struktur.
So wird einerseits die Strömung nicht gänzlich blockiert. Sie muss letztendlich durch die Hindernisse strömen. Nur so kann es erreicht werden, dass die Strömung durch den Kanal strömt und nicht einfach außen daran vorbei strömt.
Wird jeder Zapfen, bzw. die Netzspirale des einzelnen Zapfens zu eng gewickelt, bzw. die Netzstruktur zu grob und luftdurchlässig gewählt, kann eine Funktionsfähigkeit des Bandsystems nicht perfekt sein.
Sicherlich können, anstelle der in Figur A11 gezeigten Siebstrukturzapfen, auch tragflächenähnliche Systeme verwendet werden. Bei diesen tragflächenähnlichen System wird dann automatisch erreicht, dass durch den Auftrieb (Sog) der Tragflächen sich der Zapfen aufrichtet. Nach dem Beispiel der Auftriebsläufer (Tragfläche) wird dann der Tragflächen-Zapfen nach oben bewegt, aber auch das Band nach hinten gezogen. Allerdings haben derartige aufwendige Oberflächen und Profile fertigungstechnische Nachteile. Die Tragflächensysteme werden viel zu teuer. Als Verschleißteile ist es viel besser einfach normale Standardstahlnetze zu nehmen, die in Spiralform gebogen werden. Diese Verschleißteile können einfach und billig ausgetauscht werden. Auftrieb erzeugende Systeme müssen sauber und immer strömungstechnisch perfekt sein, um zu funktionieren.
Fig.A13 zeigt, das die Seesternteilelemente (hier 6 gezeigt) wenn man sie anders anordnet und ausrichtet, im Prinzip wie eine Magnolienblüte funktionieren. Hier wirken allerdings Windkräfte auf alle 6 Blätter der „Blüte“ gleichzeitig. Beim Seestemkonzept (Fig. A05) werden nur wenige 3 von 8 Flächen belastet und vom Wind (Wasserströmung) angeströmt, während die anderen unbelasteten 5 Flächen die belasteten Flächen stützen. Sie haben in dem Moment also keine Extrator-Strömungsfunktion. Sie sind Stütze und stabilitätsrelevant. Dabei kann der Innendruck in dem geschlossenen Seestemsystem bei Sturm erhöht werden und die gesamte Hülle zusätzlich stabilisieren. Diese Funktion kann ein offenes System wie eine Blüte nicht realisieren.
Wären die Strömungskräfte, die unter Wasser herrschen genauso „schwach“ wie die an Land wären Konzepte wie die der Blüte ausreichend. Blätter von Bäumen oder Blumen verbiegen sich einfach bei Sturm und bieten weniger Fläche zum Selbstschutz (siehe Nachteil von üblichen Windrotoren (Auftriebsläufem)).
Der Lebensraum unter Wasser ist ein anderer und braucht dabei solidere Konzepte (siehe Seesteme, Quallen usw.). Mit diesen Formgebungen wir deutlich, welche Kräfte unter der Meeresoberfläche herrschen. Leider sind derartige Kräfte wenig im Bewusstsein von Technikern (siehe unnötige und überflüssige Kernfusion).
Fig.A14
Grundsatz: Jede Kraftwerksanlage soll so klein und unauffällig sein wie es geht, dabei so effizient arbeiten, wie es technisch möglich ist.
Rechts wird die winzige Fläche gezeigt, die ein Rotor (Auftriebsläufer) in den Wind bringt. Viel Platz wird verbraucht, aber nur wenig Nutzfläche in den Wind gebracht (Pseudoflächennutzung). Ca. 90% der Windenergie geht zwischen den Rotorblättern ungenutzt und unausgebeutet hindurch. Mehr als die gleiche Fläche wird unterhalb des Rotors noch einmal verschwendet und zu 100% nicht genutzt. Effekt.... weit sichtbare drehende Rotorblätter und sehr wenig Ertrag in Rotation zur Flächenverschwendung und Sichtbarkeit.
Die Anlage links (Blütenprinzip) schafft die gleiche Fläche (oben) wirklich zu nutzen, und den Wind beschleunigt auf ein kleines, stabiles, seriell fertigbares, kleines Aggregat im Zentrum zu leiten. Dabei kann auf einen großen Zeppelin, oder auf teure handgemachte Rotorblätter (siehe Anlage Mitte) verzichtet werden. Allerdings wird auch unter dem System Platz verschwendet.
Stelzen (Turm) können sinnvoll sein, wenn Anlagen in Überflutungsgebieten stehen, oder wenn mit sehr hohen Wellen zu rechnen ist.
Sicherlich müssen sehr teure Systeme (Rotoren) in die Höhe bugsiert werden, weil dort mehr Wind herrscht. Somit wir versucht die Schwächen auszugleichen (sieh nur ca. 10% wirksame Fläche).
Fig.A15 zeigt einen eher halbherzigen, improvisierten Optimierungsversuch (keine wirkliche Alternative). Die Tropfengeometrie (z.B. Zeppelin, oder auch die blütenblattähnlichen Strömungsflächen) bündelt und beschleunigt den Wind in Richtung der drei 9 blättrigen Windanlagen. Die Fläche (Windenergie), die bei dem normalen Windrad (Fig.A14 Mitte) nur zu 10% genutzt wird, wird zu 100% genutzt. Kleinere 9 blättrige Windanlagen sind stabiler und preisgünstiger, und nutzen 3 mal mehr Fläche der Rotorblätter. Stabilisierende Seile können diese auch bei Starkwind, oder Sturm einsatzfähig machen. Trotzdem lohnt der Aufwand nicht. Die Konzeption ist viel zu teuer und damit auch der produzierte Strom.
Zeichnungen Blatt B
Die meisten Figuren dieser Zeichnungsseite werden Zeltbau- , bzw. Drachenbaukonzepte zum Aufbauen des Stemsystems gezeigt. Auch diese Bauarten sind gut geeignet, um leichte und sturmbelastbare Großflächen zu erzeugen. Dazu werden nach dem Käfigprinzip wieder Rahmenträger (67) zusammengesteckt, die dann zum Aufspannen der eigentlichen Strömungsfläche vorgesehen sind. Insbesondere beim Drachenbaukonzept werden viele Halteseile hier nicht dargestellt, verwendet. Dabei ist es ggf. sinnvoller alle Rahmenträger innen unsichtbar unterzubringen, um einen gewissen Verwitterungsschutz realisieren zu können (siehe auch Schirmbauprinzip).
Bei Figur B01 wird ein Stemsystem gezeigt, das sich am Boden befindet. Derartige System lassen sich auch auf Häusern, sowie Dächern aufstellen. Vorteilhaft dabei ist, das keine drehenden Elemente sichtbar sind. Bekannt ist, dass Rotorblätter mit den drehenden Rotorblättern und der Sonne, bzw. Himmel zusammen lästige Lichtschattenreflexe verursachen. Stroboskopartige Lichtschattenreflexe verursachen bei vielen Menschen epiliptische Anfälle. Weiter sind der Eisabwurf, und die Geräuschentwicklung zu nennen. Schallisolierende Gehäuse sind nicht anbringbar (Ausnahme Mantelturbine). Übliche Windräder lassen sich in Städten deshalb kaum verwenden.
Bei Figur B01 befindet sich über dem Seesternsystem (1. Stufe der Anlage) der schwenkbare Teil der Windkraftanlage. Dabei wird die einfließende Strömung durch das Seestemelement schon wirkungsvoll beschleunigt, dann in der zweiten Stufe weiter beschleunigt, und in der dritten Stufe noch einmal beschleunigt, bevor es zum Bandsystem geführt wird.
Bei Figur B07, Figur B08 und Figur B09 sind die beiden oberen Stufen, sowie das Gehäuse des Doppelband-Kettensystems, sichtbar.
Bei Figur B02 wird das in Figur B01 gezeigte System schräg von der Seite gezeigt.
Bei Figur B03 wird gezeigt, wie die einfließende Strömung (71) über dem Stemsystem einen Tropfenbogenverlauf nimmt. Direkt über der Spitze im Zentrum des Stemsystems entsteht dann eine beschleunigte Strömung (Extratorfunktion). Der Tropfen (71b) ist hierfür nur ein Hilfskonstruktion, die konvex gewölbte Fläche (69) erklärt.
Bei Figur B04 wird eine einzelne Strömungsfläche, bzw. deren Geometrie gezeigt. Diese Formgebung ist wie ein Segel mit verschiedenen Bauarten zu erzeugen. Dabei ist Gewebe, wie bei einem Segel (Zelt, Schirm) das materialsparendste Leichtbaukonzept. Im Prinzip besteht die Geometrie wie bei einem Magnolienblatt aus der mittleren schräg zur Strömung stehenden Barrierefläche, die aus einem unteren leicht konkav nach innen gewölbten Bereich (68), sowie aus dem oberen leicht konvex nach außen gewölbten Bereich (69).
Die schwierig mit Gewebe zu erzeugende löffelähnliche Geometrie des Magnolienblattes (Fig. E12) wurde vereinfacht, um das System preiswert in der Größe bauen zu können.
Die seitlichen beiden Canyonseitenleitflächen (70) schließen lückenlos im gerundeten Verlauf an den mittleren Bereich an. Damit sind die vier Bereiche der Strömungsteilfläche mit fließenden Übergängen windschnittig gestaltet. Selbstverständlich ist, dass diese Fläche winkelig als Barriere zum Wind stehen muß, damit die Barierewirkung und die Canyonwirkung (Venturi) und damit die Beschleunigungsfunktion und Sogwirkung des Systems zum Tragen kommen kann.
Bei Figur B05 und Figur B06 wird ein System gezeigt, das wiederum durch einen Mast schwenkbar gehalten ist, und das eine weitere 180° gedrehte Strömungsflächen besitzt. Damit wird die Leistung des Systemes verdoppelt. Die umgedreht herumstehende Strömungsfläche hat eine zusätzliche Funktion. Es wird dort Regen aufgefangen und in das System eingeleitet. Das hat den Vorteil, das dichtere Partikel in die Strömung mit einfließen. Damit wird die Strömungsdurchschlagskraft erheblich erhöht. Sozusagen hat die obere Anströmfläche dann eine Sammelfunktion wie ein umgedrehter Regenschirm.
Der obere Mastbereich (74b) hat eine Wassersammelfunktion. Es kann sich dort ein Behältnis für Wasser befinden. Dort wird eine bestimmte Menge Wasser bevorratet aufbewahrt.
Bei Figur B06 wird das in Figur B05 gezeigte System von der Seite gezeigt.
Bei Figur B07 und Figur B08 kann zum Sammeln des Wassers nur der obere Bereich des Mastes dienen.
Bei Figur B09 wird deutlich, dass das System von oben wie ein Drachen aussieht. Allein dadurch wird schon sichtbar, dass das System eine Strömungsrelevanz besitzt.
Figur B10 und Figur B11 zeigen Kugelelemente. Diese Elemente haben mehrere Funktionen. Sie werden in den Strömungsstrahl eingeleitet. Das bedeutet, das die beschleunigte Strömung diese Elemente mit sich nimmt. Diese, durch die Windkraft beschleunigten Kugeln, besitzen dann so wie der Strahl kinetische Energie.
Über das Stufenprinzip sehr beschleunigt prallen die Kugeln auf das Bandsystem und geben ihre Energie an das Bandsystem ab. Während bei Auftriebsläufem und Wiederstandsläufern die Luftströmung ausweichen kann prallen die Kugeln auf das Band, bzw. deren Zapfen und Funktionselemente. Damit wird ein ballistisches System bei derartigen Anlagen mitverwendet, welches die Leistung des System weiter extrem steigert.
Nach dem ballistischen Prinzip geht dann die Strömungsenergie der beschleunigten Strömung teilweise in diese schwereren Kugelelemente über. Damit wird die Strahl-Strömung schon vor dem Bandsystem gebremst. Die Energie geht aber nicht verloren. Sie befindet sich dann in den Kugeln. Die Energie der Kugeln wird dann frei, wenn diese kugelähnlichen Elemente auf ein festes Hindernis prallen.
Bekannt ist bei Wasserstrahltechnologie, dass ab einer bestimmten Materialstabilität z.B. Hartmetall, ein abrasives Material, z. B. Sand mit beigegeben werden muss, um eine ausreichende Schneidwirkung zu realisieren. Dieses Prinzip kann man gut bei Windlasem einsetzen. Wind- bzw. Wasserbewegung kann um ein Hindernis ausweichen. Partikel, die dichter sind als das Fluid das sie mit sich reißt, haben größere Wirkung als das Medium selbst.
Somit erhält der Fluidstrom mehr Durchsetzungskraft. Die festen Partikel können einerseits aus Wasser sein, oder andererseits aus Sand und anderen festen Körpern bestehen. Dabei hat Sand (siehe Wüsteneinsatz) sicherlich negative Abnutzungswirkung auf Oberflächen der Anlage, wodurch extrem harte und perfekte Oberflächen der Anlage besondere Bedeutung bekommen. Materialwissenschaften sind bei megaleistungsstarken und übergroßen Partikel-Windlasem von extrem starker Bedeutung.
Bei Figur B10 besteht die Kugel aus einem inneren schwereren Kern (72), sowie flexiblen federnden Elementen (73) und den äußeren speziell geformten Abrollflächen (74). Die Strömung kann sozusagen in die Kugel hineinströmen und muss zwangsläufig wieder hinaus. Dadurch wird ein Sog erzeugt der die Kugel mitsich reißt. Dieses Prinzip kann man soweit perfektionieren, dass die Kugel eine Rotation bekommt. Das kennt man bei Tennisbällen die eine Topspinnrotation haben. Dadurch bekommt die Kugel einen Auftrieb (Magnus Effekt). Dieser Auftrieb bewirkt, dass die Kugel nicht zwangsläufig mit den Strömungsteilflächen kollidiert.
Bei Figur B11 besteht die Kugel aus vielen kleinen bürstenähnlichen Elementen (76). Die Kugel hat damit eine Doppelfunktion, und zwar funktioniert sie wie eine reinigende Bürste, die die Strömungsflächen reinigt, und die natürlich auch nach dem ballistischen Prinzip Energie der Strömung aufnehmen kann. Bei beiden Kugeln wird der Aufschlag, oder die abrasive Wirkung des Aufschlags auf das Bandsystem, oder deren Zapfen, dadurch abgeschwächt, dass die Kontaktelemente biegsam und flexibel, also weich gehalten werden. Dadurch wird auch Schall auf ein erträgliches Maß reduziert. Durch das spezielle Schallschutzgehäuse (75) wird Schall weiter reduziert bis eliminiert.
Wichtig ist noch der Sogeffekt (Wechselwirkung) den die Kugeln, bzw. die Partikel für das Fluid, in dem sie sich befinden, erzeugen. Strömung weicht um Hindernisse aus und erzeugt aufgrund der Beschleunigungswirkung einen Sog. Dabei wird die kinetische Energie nicht gut ausgebeutet. Die Partikel können nicht ausweichen und erzeugen für die Strömung, die eigentlich stärker um das Hindernis vorbeiströmen würde, einen Sog. Dieser Sog, den die Partikel verursachen, bewirkt, dass die Strömung viel stärker auf das Hindernis wirkt. Einerseits reißt die Strömung die Partikel mit, andererseits reißen die Partikel die Strömung mit (Wechselwirkung), und ändern damit die Ausweichkurve, den die Strömung um das Hindernis herum sonnst nehmen würde.
Transport für die Partikel
Bei Regen (Nebel) oder Schnee sind genügend Partikel in der Luft, die zu nutzen sind. Dazu reichen normalerweise sämtliche im Regen stehenden Strömungsflächen aus, um diese Partikel zu sammeln. Jenach Windstärke, bzw. Strahlgeschwindigkeit werden die Regentropfen (Schnee) schon Richtung Bandsystem mitgerissen. Ob die Regentropfen allerdings beim Bandsystem ankommen ist von deren Größe (Gewicht, Oberfläche) abhängig. Somit wird viel Regen nicht am Bandsystem ankommen, und vorher durch Sammelrinnen der Anlage aufgefangen.
Um viel Regen nutzen zu können, muss das Wasser fein zerstäubt, bzw. vernebelt werden, und an bestimmte Stellen gepumpt werden. Dort erzeugen Zerstäubungsdüsen, feine Tröpfchen. Ultraschallsysteme erzeugen Nebel, und sehr feine Tröpfchen. Diese Tröpfchen werden an diversen Stellen erzeugt und in den Luft-Strahl eingeleitet.
Große schwere Partikel, bzw. Tropfen können vor dem Band in den Strahl eingeleitet werden. Dort ist die Strahlgeschwindigkeit hoch, also kraftvoll. Schwere Partikel werden ohne Probleme mitgerissen. In der z.B. 1. bzw. 2. Stufe, also weit vor dem Bandsystem, können nur feinere und leichtere Partikel (Nebel, Sprühpartikel) in die Strömung, bzw. Strahl eingeleitet werden. Dort ist die Strömung noch relativ schwach. Das ändert sich allerdings bei Sturm.
Aufgrund der großen Oberfläche von Schneeflocken sind diese viel leichter in einem Strom zu transportieren. Das bedeutet, dass ohne Probleme sehr viel Schneemasse schon in einem langsamen Strom Richtung Band befördert wird.
Sicherlich erzeugt der Windlaser auch ohne Partikel im Windstrom Energie.
Weniger Leistungsfähig wird der Windlaser, wenn kein Regen oder Schnee fällt, bzw. kein Nebel ist. Dann müssen, bzw. können andere Partikel genutzt werden (Figur B10 und Figur B11). Diese müssen zwangsläufig in einem Kreislauf immer wieder verwendet werden. Sie stehen nicht unbegrenzt zu Verfügung. Dabei wird ein Förderband diese Aufgabe übernehmen. Allerdings sind auch Pumpsysteme eine einfache Möglichkeit mehr oder weniger feste Partikel mit Wasser zusammen an den gewünschten Einsatzort zu bringen. Dabei ist die Pumpenvariante besser, weil Wasser als Kühlung des Bandes und zum Reinigen der Oberflächen verwendet wird.
Mehrere Kreisläufe nebeneinander bzw. gleichzeitig zu verwenden erscheint sinnvoll. Ein kurzer Pump-Kreislauf nutzt in Bandnähe (Stromerzeugung) viele „schwere“ Partikel und viele große Wassertropfen (ggf. Zugabe von Reinigungsmittel, bzw. Enteisungsmittel). Ein weiterer Kreislauf (ggf. Schaufelband) transportiert Schnee oder Eispartikel zur 2. bzw. 3. Stufe. Ein weiterer langer Pump-Kreislauf (zur 1. Stufe) nutzt Wasser und Reinigungsmittel, bzw. Enteisungsmittel und Nebel, bzw. sehr feine Tröpfchen.
Ein weiterer mittellanger Pump-Kreislauf (zur 2. Stufe) nutzt Wasser und Reinigungsmittel, bzw. Enteisungsmittel und mittelfeine Tröpfchen.
Dabei ist die verwendete Partikelmenge von der Windgeschwindigkeit, die vor dem PartikelStrömungslaser herrscht, abhängig. Bei Sturm kann viel Partikelmasse in der Anlage befördert werden. Bei Schwachwind nur wenig oder überbaut keine.
Dabei kann Nebel und feine Tröpfchen Schall durch Brechung vorteilhaft minimieren. Feste Partikel und Eispartikel, bzw. Schnee kann Geräusche erzeugen.
Weite ist zu nennen, dass Wasser natürlich auch im Bereich der Austrittsdüse zu Einspartikeln gefroren werden kann. Dabei wird allerdings viel Energie verbraucht. Hinter der Anlage wird das Eis wieder zu Wasser und kann wieder im Kreislauf gepumpt werden. Unklar ist, ob derartiger Aufwand, noch wirtschaftlich und sinnvoll ist.
Zeichnungen Blatt C
Figur C01 zeigt eine weitere Bauart mit der man sehr stabile und großflächige Anströmungsflächen, mit minimalem Arbeits- und Materialaufwand erzeugen kann. Will man sehr große Mega-Strömungsflächen (77) erzeugen, die jeweils einen km² Ausmaße besitzen, sind die bis jetzt gezeigten Bauprinzipien nicht mehr sinnvoll einzusetzen. Dazu braucht man andere Baukonzepte. Bei Figur C01 und Figur C02 wird nur eine Mega-Strömungsteilfläche eines Stemsystems gezeigt. Dieses Teilsegment wird dann eingesetzt, wenn die Strömung zuverlässig oft nur aus einer Hauptrichtung kommt. Da diese vorherrschende Windrichtung relativ selten zu finden ist, wird üblicherweise die Seesternform (Fig. C06) verwendet. Dort spielt die Windrichtung keine Rolle mehr.
Gut sichtbar ist bei Fig. C01, dass mit vielen Säulen jede schwierige Geometrie zu erzeugen ist. Je mehr unterschiedliche lange Säulen (Türme) (78) verwendet werden, desto feiner wird die Auflösung einer darzustellenden Geometrie. Gut einsetzbar läßt sich dieses Prinzip beim Bau von Städten, und zwar ist dann jede einzelne Säule ein Gebäude, das zu nutzen ist. Wichtig dabei ist die zentrale große Basissäule (Turm) (79), auf dem die anderen Stufen des Systems dann am Mast schwenkbar angebracht werden (siehe Zeichnungen Blatt A und Blatt B).
Um so ein Vorhaben preisgünstig und einfach gestalten und realisieren zu können, ist es vorteilhaft, wie in Figur C05 dargestellt, vorgefertigte Träger und auch Würfelverbindungselemente als Stecksystem zu verwenden. Dazu werden nur zwei unterschiedlich lange Trägerelemente (80, 81) als Serienbauteil eingesetzt. Ganz viele dieser einzelnen Träger und Würfelelemente lassen sich zu kompletten Säulen zusammenstecken. Dabei reicht ein Serienbauteil des, mit Löchern (83) versehenen, Würfels (82).
Figur C04 zeigt so ein würfelähnliches Verbindungselement, welches rundherum sehr viele Ausnehmungen aufweist. Dieses Würfelsystem hat mehrere Aufgaben:

1. hält es die Verstrebung und 2. soll es auch eine gewisse Elastizität realisieren. Dazu sind im Innern des Würfels Federelemente und Haltelemente für die Verstrebungen vorgesehen, damit das ganze System eine Flexibilität bekommt.

In dem Zusammenhang ist es interessant noch zu erwähnen, dass sich durch die Verbindung aller Verstrebungen, durch die speziellen Würfel, auftretende Strömungskräfte gleichmäßig auf das ganze Stecksystem verteilen. Somit werden Schwingungen abgefedert und eliminiert. Kräfte die bei Stürmen auftreten werden zuverlässig auf die Ganze Konstruktion verteilt. Eine Überbelastung von Teilbereichen wird verhindert. Dabei ist die Seestemformgebung ideal für den Städtebau. Nur einige Strömungsflächen werden durch Luftströmung belastet. Die wenig belasteten Bereiche stützen die belasteten Flächen, womit sich die Kräfte gleichmäßig verteilen (siehe Spinnennetzprinzip).
Dieses Prinzip wird auch bei der Tragwerk-Konstruktion verwendet. Dabei werden die einzelnen Säulen mit Netzstrukturen verbunden.
Figur C03 zeigt die Säulen von oben. Werden die Säulen längs und quer mit Seilen, oder Trägem verbunden erhält man eine Netzstruktur wie bei einem Spinnennetz. Noch mehr Belastbarkeit ergibt sich, wenn die Säulen über Kreuz verbunden werden. Dann besteht das Netz nicht nur aus Vierecken, sondern aus Dreiecken.
Bei Figur C07 wird deutlich, dass bei dem im Zentrum befindlichen Würfel (82c), alle Ausnehmungen des Würfels verwendet werden. Bei dem am Rand befindlichen Würfel (82d), werden nur einige dieser Ausnehmungen verwendet. Mit nur drei unterschiedlichen Bauelementen wird damit jede schwierige Geometrie herzustellen sein. Vereinfacht und beschleunigt wird der Bau eines sehr großen sternenähnlichen Systems, indem vorgefertigte sechseckige Baumodule vor Ort über dem Fundament des Sternsystems, einfach nur noch verbunden und zusammengesteckt werden müssen. Dabei werden in Nähe der Baustelle die Module zusammengebaut. Damit ist logistisch vieles vereinfacht. Diese Vorfertigung von Modulen kennt man aus dem Schiffbau.
Bei Figur C06 sieht man, dass mit einer Hülle versehene System. Diese Hülle bildet gleichzeitig die Anströmfläche für den Wind. Sicherlich sind transparente Scheiben als Hülle perfekt zu verwenden. Der Stern teilt sich in 8 gleiche Bereiche (wie Tortenstücke). Dabei muss im Prinzip nur 8mal das gleiche Teilstück zusammengesetzt werden. So muss die Konstruktion eigentlich nur ein Tortenstück realisieren und 7 mal vervielfältigen. Derartige Konzepte machen die Serienherstellung von Anlagen, oder Städteanlagen sehr wahrscheinlich. Natürlich sind derartige Konzepte perfekt unter Wasser zu verwenden.
Bei Figur C08 sind nur die Säulen eines sternförmigen Systems zu sehen. Befinden sich die einzelnen Säulen (Türme) (83) des Canyonteilbereiches sehr dicht nebeneinander, erzeugen sie eine Canyonwand. Allein diese Canyonwände reichen aus, um eine gute Strömungsfunktion zu realisieren. Auch die Lückenbereiche (84) können mit Säulen ausgefüllt werden. Damit erzeugen alle Säulen eine geschlossene Oberfläche, bzw. einen kompakten Körper. Eine teure Glashülle wird überflüssig. Die strömungsrelevante Funktion wird allein schon durch die Säulen, insbesondere deren Spitzen realisiert. Dazu bekommen die Spitzen der Säulen eine Kuppel als Abrundung. Alle Spitzen ergeben die Strömungsfläche.
In kleineren Dimensionen von Windlaseranlagen sind Bäume, Bambus, Metallträger, Betonträger als Säulen zu verwenden. Auch aufblasbare Systeme sind perfekt als Leichtbau-Säulen zu verwenden. Dabei wird wieder durch den Innendruck eine Stabilität erzeugt. Aufgepumpte Wabenzellen können zu einer Stemgeometrie aufgebaut werden (Lego-Baukastenprinzip). Schwimmfähige Leichtbausysteme sind Thema in Zeiten von abschmelzenden Polen und Klimakollaps. Überflutungen werden immer mehr zum Problem. Das Sprichwort jemand hat auf Sand gebaut, wird ggf. bald lauten, jemand hat auf Land gebaut.
Einsatz von Schienen oder Magnetschwebeprinzipien (Figur C09)
Sehr große Windkraftanlagen die sich komplett automatisch in den Wind drehen, sind nur relativ schwer und teuer bis überhaupt nicht baubar. Sehr große Anlagebereiche sind im Grunde genommen wenig schwenkfähig zu konzipieren. Allerdings ist es möglich, die zweite bzw. dritte Stufe automatisch schwenkfähig über einem sternähnlichen System zu positionieren. Bei einer sehr großen Dimensionierung selbst dieser zweiten Stufe und dritten Stufe, ist ggf. eine Mast-Konzeption, zum halten der schwenkfähigen Sektion, sowie in einigen Zeichnungen dargestellt, nicht mehr ratsam. Zu diesem Zweck wird eine kreisförmig angeordnete Schienenkonzeption verwendet, um das Gewicht tragen zu können. Die Mastbelastbarkeit ist ggf. nicht mehr ausreichend. Diese ganze Windkraftanlage (ggf. nur 2. und weitere Stufen) ist sozusagen auf diesem Ring-Schienensystem, um einen Zentrum herum schwenk- und drehbar. Das hat den Vorteil, dass der Mast nicht mit sehr vielen stabilen Seilen gehalten werden muss, weil der Großteil der Belastung auf diesem Schienensystem, bzw. auf dem Magnetschwebesystem abgefedert wird. Von der Magnetschwebebahn sind die Prinzipien bekannt, die ein reibungsfreies Gleiten, ohne Kugellagerung ermöglichen.
Figur C09 zeigt einen Windlaser mit einem Schienensystem (83c) oder Magnetschwebesystem mit dem verkürzten Mast (83b) im Zentrum. Das System befindet sich auf dem Stemsystem (1. Stufe).
Die Unterschiede von kalter bzw. warmer Luft
Logischerweise befördert kalte und nebelige Luft mehr kinetische Energie, als warme trockene Luft. Die enthaltende Feuchtigkeit hat eine bestimmte Masse und ein bestimmtes Gewicht, das bedeutet, dort wirken wieder ballistische Prinzipien. Bei üblichen Windkraftanlagen können diese festen Partikel, bzw. Wassertröpfen nicht wirklich genutzt werden. Bei normalen Rotoranlagen sind z. B. Verschmutzungen durch Insekten und Festkörper, die in dem Luftstrom befindlich sind, ein großer Nachteil. Sie setzen sich an den Windrotoren ab und minimieren so die Leistungsfähigkeit der Rotoranlage. Bei Windlaseranlagen sind kleinere Partikel, wie schon erwähnt, perfekt einzusetzen. Neblige Luft, oder auch noch mit mehr Feuchtigkeit geschwängerte Luft, wird auch künstlich produziert.
Wie bekommt man also Nebel oder feine Partikel zusätzlich in den Windstrom?
Dabei gibt es feine Düsen, die feine Sprühnebel erzeugen können. Dazu muss Wasser vorhanden sein, bzw. auch an den Einsatzort gepumpt werden. Auch Ultraschall kann noch viel feineren Nebel erzeugen. Dabei wir allerdings auch Energie verbraucht.
Wellenkraft mitbenutzen (Figur C10)
Um die Windströmung ohne Energieaufwand mit kleinen Wasserpartikeln zu versehen, können Meereswellen verwendet werden. Jeder kennt das von bestimmten Inseln bei denen die Brandung sozusagen Löcher in den Fels erodiert hat. In diese bestimmten Holräume brandet die Welle, kann letztendlich nicht entweichen, und muss zwangsläufig in die Richtung strömen, aus der die Welle ursprünglich kam, bzw. wo eine Ausweichmöglichkeit bleibt. Dadurch entstehen eine Art von Fontänen, die auch einen dichten Sprühnebel erzeugen. Dieses Prinzip lässt sich perfekt einsetzen, um einen Sprühnebel gezielt zu erzeugen. Die auf schwimmfähigen Pontons befindlichen Windkraftanlagen können diesen Nebel nutzen. Pontonhohlräume befinden sich dazu im Brandungsbereich der Wellen, und haben ungefähr die umgedrehte Form eines halben Tropfens. Damit werden auf einfache Weise kleine zusätzliche Partikel in den Luftstrom gebracht.
Figur C10 zeigt Aushöhlungen in einem schwimmfähigen Ponton (84a), die eine Tropfenformgebung aufweisen. Der Ponton dient als Basis für den Windlaser (hier nicht gezeigt). Das Ende der Höhlung besitzt eine magnolienblattähnliche bzw. Tropfenformgebung. Der breite Aushöhlungsbereich (84b) hat unten mehr Tiefe. Der schmale Bereich (84c) oder auch eine Durchgangsbohrung (hier nicht gezeigt) ist winkelig zur Wellenbewegungsrichtung ausgerichtet. Dabei erzeugt die ankommende Welle die Druckkraft (Staudruck) die das Wasser durch den schmalen Bereich, bzw. durch die Durchgangsbohrung (hier nicht gezeigt) drückt. Dabei wird ein Wasser-Strahl erzeugt, der mit einer speziellen Düse zerstäubt wird.
Dabei füllt eine kleine, langsame Welle den Hohlraum nur teilweise aus, erzeugt aber keinen Strahl. Eine höhere und schnellere Welle füllt den Hohlraum ganz und erzeugt einen Drucküberschuss, der sich einen Ausweg sucht. In diesem Falle ist der schmale Bereich (84c), oder auch die Durchgangsbohrung die einzige Möglichkeit der Drucküberschuss abfließen zu lassen. Nach unten ist überall das Wasser, dort könnte der Druck nicht abfließen. Im Prinzip lässt sich so auch eine Wellenkraftanlage konzipieren, die in den Strahl ein drehfähiges System und Generator bringt. Allerdings sind die Verstopfungsprobleme durch Algen oder ähnliches ein Thema, welches nicht zu unterschätzen ist.
Die feinen Tröpfchen des Sprühstrahles werden als Partikel im Luftstrom genutzt. Im Prinzip funktioniert die Wellenkraft-Strahlerzeugung ähnlich wie die beschriebene Fluid-Strahlerzeugung. Dabei wird auch der Staudruck genutzt, um das Fluid durch einen schmalen Ausweichbereich zu drücken. Dabei wird die Beschleunigung des Strahles erzeugt (Venturi).
Windkraftanlagen nachträglich an Masten, oder Türmen anbringen (Figur C11) Windkraftanlagen, die wie ein Wetterhahn konzipiert sind, drehen sich automatisch in den Wind. Heutzutage werden normale Windrotoren mit Sensoren und aufwendigen Stellsystem (Motoren) erst in den Wind gedreht. Das passiert nicht automatisch, weil die Rotorflächen nicht hinter dem Mast (Turm), sondern nachteilig vor dem Mast angebracht sind. Diese Schwierigkeit besitzen sämtliche, in denen Figuren dargestellten Varianten der Windlaser-Kraftanlagen nicht. Sie sind so konzipiert, dass sie sich automatisch in den Wind drehen. So wird die Windkraft auch zum automatischen Ausrichten mitverwendet.
Wenn man einen Turm, Baum etc. nachträglich mit einer kleineren Windlaseranlage versehen will ist dieses durchaus einfach möglich. Auf den zylindrischen Körper des Mastes oder Turmes, wird ein Ringsystem geklemmt, auf dem sich das Windkraftsystem rollbar bewegen kann. Dabei werden natürlich die angeströmten Flächen der Windkraftanlagen nicht direkt hinter den Schornstein positioniert, sondern seitlich davon abgespreizt. Zu diesen Zweck werden dann zumindest immer zwei angeströmte Flächen verwendet.
Figur C11
An der Palme sind Ringschienensysteme (83d) angebracht, auf denen das System automatisch in die Windrichtung rollt. Dabei sind die Ringsysteme wie Schienen ausgebildet, auf denen die Rollen des Grundgerüstes (83e) entlang rollen. Je nach Größe der Windlaser sind ggf. mehrere Systeme übereinander an der Palme (Mast, Turm, Schornstein, usw.) anzubringen.
Dabei ist es ratsam den säulenähnlichen Körper durch Seile zu stützen, damit bei Sturm kein Umsturzproblem erzeugt wird.
Zeichnungen in Blatt D

Figur D01 zeigt eine Vergrößerung des in Figur D06 gezeigten Systems.
Figur D02 zeigt eine Vergrößerung der Detailzeichnung des in Figur D06 gezeigten Systems.
Figur D03 zeigt insbesondere die Schaufel des in Figur D06 gezeigten Systems.
Figur D04 zeigt den vorderen, trichterähnlichen Bereich des in Figur D06 gezeigten Systems.
Figur D05 zeigt das Innenleben des in Figur D06 gezeigten Systems. Dabei wurde der Luftdurchlasskanal enfernt. Sichbar sind die runden Schaufeln, die am Band befestigt sind.

In den Zeichnungen Blatt A, Figur A08 und Figur A10 wurde ein Bandsystem gezeigt, das aus einem oberen und unteren Band besteht. Dabei wird der Durchflusskanal durch die Bänder selber teilweise realisiert. Die seitlichen Abdeckungen (nicht gezeigt) realisier en dann den eigentlichen Strömungskanal.
Bei dem, in den Zeichnungen Blatt D, gezeigtem Bandsystem, ist vorteilhaft nur ein Band notwendig. Damit die Luft des erzeugten Strahles nicht so leicht ausweichen kann, wird dort ein Rohrsystem (85) verwendet. Nach dem Beispiel des Pusterohres, laufen die Schaufeln (86) des Bandes (oder Kette) (87) innerhalb des Rohres um sich drehende Walzen, bzw. Laufräder (91b). Dieses wird dadurch realisiert, dass das ganze Rohr, bzw. auch der Einleittrichter (88) durchgehend einen Schlitz (89) aufweisen. In diesem Schlitz befinden sich kleine Verschlusselemente (90), diese bewegen sich längs des Schlitzes. Diese kleinen Verschlußelemente sind ebenso wie die Schaufeln am Band befestigt. Die Schaufeln selber sind kippfähig gelagert, sodass sie bei anliegender Strömung nach oben klappen und bei Abreißen der Strömung Richtung Band zurückklappen. Die Schaufeln besitzen eine scheibenähnliche runde Geometrie, wenn sie von der anliegenden Strömung nach oben geklappt werden. Seitlich draufgeschaut, sowie in Figur D01 oder Fig. D08 gezeigt, besitzen diese Schaufeln ein Tropfenform. Die Dimensionierung des Rohres ist so gestaltet, dass zwischen Rohrinnenseite und Schaufel genügend Platz bleibt, damit die Luft an den Schaufeln vorbeifließen kann. Im Prinzip können bei dem Rohr, als auch bei dem Einleittrichter auch die Prinzipien der Mantelturbine verwendet werden. Das bedeutet, dass das Rohr eine trichterförmige Geometrie aufweist (siehe kleine Öffnung vorne, und große Öffnung hinten, siehe Mantelturbine). Nach dem Beispiel der Mantelturbine kann der Einleittrichter eine tragflächenförmige Profilierung besitzen.
In Figur D07 sind die Schaufeln und deren Rundheit gezeigt, wenn sie hochgeklappt im Rohr stehen. In Figur D08 sieht man die Schaufel von der Seite und deren Tropfenprofil.
Der Vorteil dieser Konzeption besteht in der geringen Baugröße des Bandes (Kette) und der Laufrollen. Die Gestaltung des Rohres innen, ist schwierig zeichnerisch darzustellen. Dort kommen Prinzipien zum Einsatz, die bekannt sind. Und zwar hat die Innenseite dieses Rohres eine wellige Oberfläche. Diese wellige Oberfläche soll die Luftreibung minimieren, die In der Natur werden Luftdruckunterschiede mit der Bildung von Wirbeln ausgeglichen.
Ein Beispiel dafür sind Tomados, oder Hurrikans.
Um Widerstände z. B. Luftunterschiede auszugleichen und dieses zu fördern, können geordnete Profilierungen eingesetzt werden. Man sieht dieses in Figur D09 Figur D10 und Figur D11. Dort sind unterschiedliche Geometrien gezeigt. Wie eine Wendelung von einem Gewinde wird eine Oberflächenkontur in Rohren eingefügt. Allerdings viel langgestreckter als bei den Zeichnungen gezeigt. Damit wird der Luftdurchflüß innerhalb einen Rohres optimiert.
In den gezeigten Figuren, z.B. Figur D06 wurden die Halterungen für die Achsen (91) des Bandes, sowie die Halterungen für das Rohr weggelassen.
Die runden Schaufeln können innen ein Loch besitzen (nicht zeichnerisch dargestellt). Nach dem Beispiel der Lochscheibe, die in der Strömungstechnik bekannt ist, wird auch ein kleineres Rohr eingesetzt. Dabei fließt die Luft nicht mehr außen an den Schaufeln vorbei, sondern durch dieses Loch der Lochscheiben selbst. Das hat den Vorteil, dass der Durchmesser des Rohres und des Einleittrichters verkleinert werden kann. Gegebenenfalls ist es aber auch sinnvoll, Lochschaufeln so einzusetzen, dass die Strömung außen und innen vorbeiströmen kann.
Die in den Zeichnungen Blatt B, Figur B10 und Figur B11 gezeigten Kugeln prallen auf diese tellerförmigen Schaufeln. Und klappen diese nach oben. Auch Sandkörnchen bzw. auch Tröpfchen prallen auf diese Schaufeln und erhöhen so die Durchschlagskraft der durchstömenden Luftströmung.
Unter dem Rohrsystem befindet sich eine Auffangrinne (92). Diese kann auch ein Schaufel-Förderband sein. Damit werden die Partikel oder Wasser zu den Strömungsflächen befördert. Somit bleiben die Kugeln als auch das aufgefangene Wasser in einem Kreislauf. Zum Befördern der Kugeln, bzw. des Wassers, wird Energie aufgewendet. Die aufzuwendende Energie ist geringer als der Effekt, der mit Partikeln realisiert werden kann. Der Vorteil von der Kombination aus festem Partikeln und Wasser besteht darin, dass einerseits eine bessere Reinigungswirkung erzielt werden kann, als auch eine Kühlung dabei erreicht wird.
Das schnelldrehende Band wird zwangsläufig durch die hunderte Km/h durchströmenden Luft sehr schnell gedreht, damit auch erwärmt.
Ich bezeichne Windenergieanlage, die feste Partikel einsetzen, als Festkörperpartikel-Windkraftanlagen, oder Partikel-Wind laser, bzw. Partikelströmungslaser. Der Vorteil von schnelldrehenden sich erwärmenden Bandsystem besteht darin, das eine Enteisung automatisch realisiert wird. Beim Einsatz von normalem Wasser gibt es allerdings ein Vereisungsproblem, welches damit gelöst wird, dass Enteisungsmittel mit eingesetzt werden; aber auch andere nicht vereisende Flüssigkeiten, wie Öle sind prinzipiell einsetzbar.
Allerdings haben Flüssigkeiten immer Nachteile insbesondere Verunreinigung mit Insekten oder anderen Staubpartikeln ergeben zwangsläufig unsaubere Flüssigkeiten, die gefilter und gereinigt werden müssen. Bei festen Partikeln ist diese Problematik mehr oder weniger nicht vorhanden. Die Festkörperpartikel haben allerdings auch Nachteile, sie nutzen Oberflächen ab. Insbesondere die der Schaufeln, alsauch die Bauteile, die mit den Partikeln in Berührung kommen, sind Verschleiß unterworfen und müssen dementsprechend schnell austauschbar konzipiert sein. Sicherlich läßt sich auch Wasser in Form von gefrorenen Eispartikeln oder auch Schnee zur Optimierung der Windkraftanlage umsetzen.
Letztendlich besteht dann der Windstrom aus einem bestimmten Anteil von festen Partikeln, die der Strömung mehr Durchschlagskraft geben. Dabei kann man sich das Prinzip so vorstehen, dass wenn ein Staubkömchen mit zwanzig Stunden km sich fortbewegt, es im Grunde genommen wenig Wirkung hat. Stelle man sich jetzt ein Staubkömchen in einem Windkanal vor, das mit 300 km beschleunigt wird, dann hat dieses kleine Teilchen auf Grund seiner Beschleunigung eine hohes und großes Gewicht und schlägt dann sozusagen als „schweres Partikelteilchen“ auf die Schaufeln des Bandsystemes auf.
Die Figur B10 und Figur B11 gezeigten runde Partikel sind auch ein Bionikprojekt. Insbesondere kennt man dieses von dem Löwenzahn (Pusteblume). Dort bekommen die kleinen fallschirmähnlichen Samenkapseln mit ihren struppigen Elementen eine sehr große Oberflächen.
Darum geht es auch bei den kleinen flugfähigen, bzw. schwebefähigen Partikeln, die auf der einen Seite ein gewissen Gewicht mitbringen sollen, auf der anderen Seite sollen sie aber auch noch durch eine Strömung bewegt werden können. Schwierig dabei ist das, z. B. bei einer sehr langsamen Strömungsgeschwindigkeiten nur ganz leichte Partikel mit dem Strom mitgerissen werden. Bei Sturmgeschwindigkeiten von 120 oder mehr, können sehr viel schwerere Partikel mit dem Strom mitgerissen und in Richtung Fließband bewegt werden.
Dabei wird deutlich, dass schwere Partikel nicht zwangsläufig schon in der ersten Stufe eingesetzt werden können, wo die Windgeschwindigkeit noch relativ langsam ist. Jenachdem wie das Gewicht der Partikel, bzw. die Konzeption der Windkraftanlage aussieht, werden diese festen Partikel in der zweiten oder dritten Stufe dem Strom beigemengt. Jenachdem wie stark die Windgeschwindigkeit ist, werden diese Partikel entweder schon der ersten Stufe beigemengt (starke Windgeschwindigkeit) oder bei schwächeren Windgeschwindigkeiten werden die festen Partikel erst in der zweiten oder dritten Stufe mit dem Strom vermengt, wo schon schnellere Strömungsgeschwindigkeiten fließen.
Fig. D12 zeigt einen halben Tropfen (92b), mit der relevanten äußeren Kontur. Dabei wird der Tropfenkurvenverlauf aus zwei Radien, dem kleineren konvexen Radius (R1) und dem größeren konkaven Radius (R2) gebildet. Normalerweise wird auch die Spitze des Tropfens, durch die Strömung leicht verformt, also abgeplattet (nicht dargestellt).
Fig. D13 zeigt einen halben Tropfen (92c), mit der relevanten inneren Kontur. Dabei wird der Tropfenkurvenverlauf ebenso aus zwei Radien, dem kleineren konkaven Radius (R1) und dem größeren konvexen Radius (R2) gebildet.
Fig. D14 zeigt schematisch sehr vereinfacht die 1. Stufe, sowie die 2. Stufe der Strömungsoptimierung, sowie das Doppel-Fließband. Stützende und haltende Komponenten wurden entfernt.
Fig. D15
Unten wird ein mobiler mehrteiliger Zeppelin(Blimp) gezeigt, der in den Wind gedreht, den Wind über drei Stufen beschleunigt und bündelt, und dann zu dem Aggregat in der Mitte der Anlage führt. Dabei ist es möglich das mobile System nur bei Starkwind irgendwo einzusetzen. (bei Verdoppelung der Windgeschwindigkeit von 55 km/H auf 110 km/H ist ca. 8mal mehr Energie zu erzeugen). Mit Tragflächen (nicht gezeichnet) wird eine Auftrieb erzeugt, der es ermöglicht, das nur bei Starkwind und Sturm ein Schweben zustande kommt (Drachenprinzip). Ggf. will man mit derartigen Systeme an der Küste nicht die selben optischen Nachteile produzieren, wie mit üblichen, immer sichtbaren Windanlagen. Natürlich wäre eine Einsatz auf hoher See wohl die optisch nichtstörendste Lösung. Dort ist auch der Wind immer optimal. Der Wellengang bei Sturm wäre kein Problem. Auch Überflutungsgebiete wären perfekte Einsatzorte. Schwebende Systeme sind mobil und brauchen kein teures Fundament. Umweltfreundlicher geht es nicht, weil kein Boden verletzt werden muss.
Zeichnungen Blatt E
In Figur E12 wir ein Magnolienblütenblatt gezeigt. Unten an dem Blütenblatt befindet sich ein stabilisierender Steg (93). Dieser Steg ist auch ein gutes Mittel dieses Element flexibel und beweglich und schwenkbar befestigen bzw. justieren zu können. Um diese schwierige Geometrie herstellen zu können, insbesondere bei sehr großen Oberflächen, sind relative Grenzen gesetzt. Die Tropfenkurven-Verläufe des Magnolienblattes sind strömungstechnisch natürlich optimal, allerdings schwer in groß fertigbar. Die mehr dreieckigen Flächen des Sternsystems, die in Figur B04 dargestellt wurde, ist sehr viel einfacher und großflächiger zu fertigen. Diese Bauprinzipien wurden schon in den Zeichnungen Blatt A und Zeichnungen Blatt B gezeigt.
Die wulstigen Bereiche (93b) des Blattes haben zwei Aufgaben. 1. stabilisieren sie den Randbereich, bzw. das ganze Blatt. Weiter wird durch die Sogwirkung die die Blattform erzeugt, Luft in das Blatt befördert, die normalerweise am Blatt vorbei ginge. Durch die Runde Gestaltung der Blattkante wird die angesaugte Luft im perfekten Bogen eingeleitet. Negative Verwirbelungen bleiben aus. Logischerweise sollten auch bei Seestembauformen derartige runde wulstige Seitenbereiche (93c) vorhanden sein. Allerdings erschweren und verteuert diese Formgebung den Bau der Systeme. Deswegen wurden diese runden wulstigen Seitenbereiche oft weggelassen. Perfektionismus ist schlecht, wenn es die Baukosten extrem erhöht, und damit die Kosten des zu produzierenden Energie verteuert.
Figur E01 zeigt eine Bauart eines magnolienblütenblattähnichen Systems. Und zwar wird die geschwungene Geometrie mit Längsrippen (94) erzeugt. Jede dieser Rippen moduliert sozusagen teilweise die Oberfläche eines Magnolienblütenblattes nach. Spannt man auf diese Rippen ein stoffähnliches Element, wird eine runde, löffelähnliche Oberfläche erzeugt. Um eine wulstähnliche Kontur am Randbereich des Mangnolienblütenblattes zu realisieren, wird ein schlauchähnliches System (95) oben aufgebracht. Die Rippen selber werden durch einen Rahmen (96) gehalten der ungefähr eine Dreiecksform aufweist. Bei Figur E02 werden die Oberflächen des Magnolienblütenblattes (93d) in eine seesternähnliche Formgebung integriert. Auch die wulstigen Randbereiche des Magnolienblütenblattes (93b) sind vorhanden. Hier wird deutlich, dass auch so eine Formgebung relativ schwierig zu fertigen und zu bauen sein wird.
In Figur E03 werden mehrere unterschiedlich große Blütenblätter vertikal zu einander angeordnet. Diese Konzeption besteht aus drei Stufen. Auch hier wird deutlich, dass so ein System in groß nur sehr kompliziert und aufwendig herzustellen sein wird. Die Magnolienblütenform ist der strömungstechnischen Konzeption des Seestems sehr ähnlich.
Figur E08 zeigt ein blütenähnliches System, dass schräg in den Hang gebaut werden kann. Dabei ist die Ausrichtung variabel einzustellen, und ist so an unterschiedliche Hangneigung anzupassen. Nicht immer ist es sinnvoll bis möglich eine größere Anzahl von Windläsem auf der Bergspitze zu positionieren. Manchmal ist der Berghang sehr viel besser geeignet, um viele kleinere Windlaser dort anzubringen. Auch hier dreht sich der Windlaser um dem Mast und in den Wind. Egal von wo der Wind kommt, wird trotzdem die Strömung optimal ausgenutzt.
Figur E07 ist das blütenähnliche System von nahen gezeigt. Innerhalb des Käfigs werden die segelähnlichen Blütenblattsysteme aufgespannt und mit Seilen in Form gebracht. Aus dem Fallschirmbau sind Prinzipien bekannt, wie man Stoffbahnen so in Form bringt, dass eine relativ komplizierte Geometrie daraus entsteht. Dazu werden immer auch Haltespannseile verwendet.
Die Fertigung von massiven Blütenblättern ist nur in den zweiten und dritten Stufe vorgesehen. In der ersten Stufe werden immer Leichbauprinzipien verwendet. Massivere Bauarten sind normalerweise zu aufwendig und zu teuer zu fertigen.
In Figur E10 wird eine Fertigung eines Magnolienblütenblattes mit einer Bootsbautechnik umgesetzt. Querrippen (97) erzeugen so die schalenförmige Formgebung des Blütenblattes. Mehrere Längsrippen, bzw. ein solider Holm (98) halten die Querrippen. Um eine wellige und hügellige Oberfläche zu erzeugen, werden Seile auf diesen Querrippen längs verspannt. Auf diesen Seiten befinden sich tropfenähnliche Perlen-Elemente (99). Nach Aufbringen einer Stoffoberfläche auf diese Perlenoberfläche wird eine hügelige Oberfläche sichbar. In dieser Zeichnung wurde nur eine Hälfe des Blütenblattes mit diesen Seilen verspannt. So wie die Figur E01 ist das eine Bauart, die auch noch relativ groß fertigbar sein wird. In den drei kleinen Zeitzeichnungen in Figur E11 wird dieses Blütenblatt einmal von oben, von der Seite und von vorne gezeigt.
Anstelle der Seile lassen sich die Rippen natürlich auch wie im Bootsbau beplanken. Ggf. sind bei großen Systemen runde vollständige Baumstammsegmente zu verwenden. Dabei sind Bretter, halbrunde, also halbe Baumstämme, oder ganze runde Baumstämme zu verwenden. Die Stabilität von Holz sollte bei vielen Konzepten schon ausreichen. Das hat umweltrelevante Vorteile, und führt zu Akzeptanz.
Figur E06 zeigt ein trichterähnliches, bzw. rohrähnliches Teilsegment in das die Blütenblattgeometrie (100) mehrmals integriert wurde. Wie bei einer Mantelturbine sind in diesem Trichter, bzw. Ring, auch Tragflächenprofilierungen eingefügt. Die zusätzlichen Profilierungen, oder Aushöhlungen, der blütenblattähnlichen Formgebung, haben zusätzlich eine beschleunigende Funktion für die einströmemde Luftströmung. Als Einleittrichter (88), siehe Figur D04 (Zeichnungen in Blatt D) kann dieser Ring, bzw. Trichter auch verwendet werden.
Figur E09 zeigt zwei tropfenähnliche, bzw. magnolienblütenblattähnliche Gestaltungen. Um diese Formgebung sehr stabil zu gestalten, sind nur Löcher (101) sozusagen in die tropfenähnlichen Holkörper eingefügt. Sehr materialsparend erzeugt man so eine sehr belastbare einteilige Geometrie (Gussteil).
Als letzte Stufe einer Wind- Strömungskraftanlage ist dieses Prinzip vorgesehen. Hier sieht man auch, dass das System am Ende eine geschlossene trichterähnlichen Auslass (102) hat. Dort wird das in Figur B06 gezeigte System eingefügt. Durch Spreitzen der Teilhälften mit einer Hydraulik, so wie in der Zeichnung darüber dargestellt ist, wird ein Regulieren der Luftströmung möglich. Innerhalb dieser Auslaßöffnung werden dann die Partikel über Düsen dem Luftstrom beigemengt. Dazu wird das System aus zwei Hälften zusammengefügt, und ist dann wie eine Schere auseinanderzuspreizen. Anstelle einer Bremse für die Bänder, ist damit der Luftstrom zu unterbrechen und damit die Banddrehbewegung zu stoppen oder zu verlangsamen, bzw. zu regulieren. Bei extremen Stürmen, bei denen kein kühlender Regen (siehe weitere Partikelfunktion) fällt, kann es notwendig werden das System und deren Wirkung zu begrenzen. Dieses ist allerdings die Möglichkeit, die am einfachsten und preiswertesten ist. Sicherlich kann auch der Zufluss von Partikeln die Wirkung der Anlage schon reduzieren.
Figur E13 zeigt verschiedene Stadien einer Tropfenbildung. Als erstes sieht man die normale Tropfenformgebung eines kleinen Tropfens. Vergrößert sich nun das Volumen des Tropfens, wird der Tropfen in der Spitze weiter zusammengedrückt. Er bekommt dann eine mehr oder weniger perfekte Hutform. Im Endstadium, des Erzeugens eines großen voluminösen Tropfens, hat der Tropfen ungefähr eine fallschirmähnliche Formgebung.
Ab einen bestimmten Bereich zerreißt es den „Tropfen“ und er kann die in Figur E14 dargestellte Formgebung nicht mehr erreichen. Die Luftströmung zerreißt die Flüssigkeit vorher. Würde der Tropfen aus einem zäheren Material bestehen, würde er die Formgebung die in Figur E14 dargestellt wird, nehmen. Diese Formgebung kennt man ähnlich bei einer Mantelturbine, die auch eine Tragflächenprofilierung an der Innenseite besitzt. So eine oder eine ähnliche Geometrie wird als Auslaßöffnung in der letzten Stufe des Blütenblattes verwendet. Auch als Einlaßöffnung (Einleittrichter) für das rohrähnliche Kettensystem wird diese Formgebung verwendet (siehe ähnlich Fig. E06).
Zeichnungen Blatt F
Fig. F01 zeigt perspektivisch, dass in Fig. F02 von der Seite gezeigte System, mit den diversen Strömungsflächen. Schematisch vereinfacht sind die Käfige, also alle Haltesysteme und Verbindungselemente der Bauteile entfernt worden. Die beiden großen Strömungsflächen (f01) können auch aus 8 Teilsegmenten zu einem Stern zusammengesetzt werden. Alle kleineren Elemente (f02, bis f07) sind schwenkbar an einem Mast, nach dem schon gezeigten Prinzip gelagert.
Am Beispiel der brandenden Welle (nicht gezeichnet), die gegen die großen beiden Strömungsflächen (f01) prallt, ist am einfachsten zu erläutern, wozu die vielen Strömungsflächen dienen (1. Stufe). Die Welle brandet gegen den konkaven Brandungsbereich (K2). Dabei drückt der Staudruck der Welle über den Brandungsbereich (K1) hinaus Richtung konvexen Flächenbereich (K1), und Richtung Reflexions-Strömungsfläche (f02). Dabei ergibt sich die erste Beschleunigung, sowie Teilung der brandenden Welle durch das Venturiprinzip (Canyoneffekt), Staudruck und die schrägen Barriere. Es ergeben sich zwei Strahlbereiche die gegen die beiden Reflexions-Strömungsfläche (f02) prallen. Dort wird ebenfalls eine Strahlteilung, Strahlverkleinerung und weitere Beschleunigung der beiden Strahlbereiche erzeugt. Damit ist die Strahloptimierung der 1. Stufe, mit der zugehörigen Reflektionsstufe abgeschlossen.
Die beiden Strahlbereiche werden durch die Strömungsflächen in der 2. Stufe (f03 und f04) nach dem gleichen Prinzip weiter zu einem einzigen schnellen Strahl optimiert. Der austretende Strahl wird durch die Strömungsflächen in der 3. Stufe (f05 und f06) nach dem gleichen Prinzip weiter optimiert. Der sehr schnelle austretende Strahl treibt das Bandsystem (f07) an.
Mit Windströmung, die parallel in das System einströmt, wird ein Mischstrahl aus Wasser und Luft erzeugt. Dabei werden in den Brandungsbereich (K2) der Strömungsfläche (f01) auch Aushöhlungen, Bohrungen und Düsen nach dem Beispiel (Fig. C10) eingefügt. Damit wird ein Sprühnebel mittels Wellenenergie dem Strömungsstrahl beigemischt.
Deutlich wird dabei hoffentlich, das eine vorteilhafte Wellenkontur des Strahles zischen den Strömungsflächen erzeugt wird. Diese Wellenkontur wird Richtung Bandsystem schlanker und feiner. Zu jeder Zeit wird ein Ausweichen der Strahlströmung über, bzw. unter den Strömungsflächen ermöglicht.
Jede Strömungsfläche besitzt einen Einstellwinkel (W1). Diese Einstellwinkel aller Strömungsflächen müssen nicht zwangsläufig identisch sein.
Auch die konkaven und konvexen Bereiche jeder Strömungsfläche haben nicht zwangsläufig einen identischen Radius (R1 und R2). Es wäre sicherlich wirtschaftlich Vorteilhaft nur wenig unterschiedliche Strömungsflächen realisieren zu müssen. Dabei ordnet sich die technische Perfektion den Kosten normalerweise unter.
Alle Mittelpunkt (M) der kurvigen Strömungsfläche, ergeben verbunden einen Zickzackverlauf. Dieser und die Einstellwinkel (W1) definieren den Wellenverlauf, denn die Strömung später nimmt. Dabei weist dieser Zickzackverlauf (gemittelt), bei windnutzenden Systemen, nach oben, bei wassernutzenden Systemen (Wasserfall) nach unten, und bei wasser-, partikel-, und windnutzenden Systemen horizontal, oder nach unten.
Diverses
Stabile leichte Netze erzeugen
Natürliche Großflächen von Bergen sind schon sturmbelastbar, besitzen aber nicht automatisch eine strömungsoptimierte Oberfläche. Auch Länder ohne Berge wollen große leistungsstarke billige Windlaser.
Will man eine tragfähige, bzw. extrem sturmbelastbare künstliche Großfläche erzeugen braucht man perfekte Konzepte und die richtigen Materialien. Eine textile Gewebeschicht oder Glas reichen dazu nicht aus. Um stabile und tragfähige Untergrund-Netze für diese Oberflächenschichten aufzubauen, werden mehrere Netz-Schichten eingesetzt.
Als gröbste Schicht, wird ein Prinzip, wie bei einer Spinne verwendet. Beim Spinnennetz existieren strahlenförmige Verspannungen, ein Netzzentrum und kreisförmig angeordnete Querverspannungen. Über diesem groben „Spinnennetz“ wird ein Netz aus Waben aufgebracht. Die Waben selbst sind überlicherweise auch wieder unterteilt, sodas sozusagen die Wabe nur aus Dreiecken besteht.
Dieses aus Dreieck bestehende Wabennetz, wird oben auf das Spinnenetz aufgebracht. Über dieser mittleren Schicht wird noch ein viel feineres Netz aus Waben aufgebracht. Erst dann kann auf dieses feine Netz eine transparente Planenfolie oder auch Glasscheiben angebracht werden. Das hat den Vorteil, dass sämtliche Windkräfte nicht nur auf die Folie bzw. auf das Glas wirken, sondern die Kräfte mehr oder weniger durch die Netze abgefangen werden. Das grobe Spinnennetz wird dann mit Masten gestützt und gehalten. Somit sind relativ einfach schwierige Hüllen-Formengebungen möglich. Um ein gebogenes und geschwungenes Modelieren dieser Netzstruktur erreichen zu können, müssen auch federnde Elemente eingebracht werden. Diese federnde Elemente ermöglichen einerseits die Formgebung, andererseits aber die flexible Struktur dieses Netzes. Wird mit diesem Netz bzw. mit den geschlossen Oberflächen ein vuluminöser Körper erzeugt, ist es möglich durch Erhöhen des Innendrucks in diesem Körper zusätzlich Stabilität zu erzeugen. Wie bei einem Ballon oder einer Qualle wird der Innendrück erhöht, wenn auf die Oberfläche des Systems erhöhter Druck ausgeübt wird. Das hat den Vorteil, dass die Hülle im Prinzip nicht sehr stabil sein muß. Der künstlich erzeugte Innendruck erzeugt sozusagen den größten Teil der benötigten Stabilität. Erhöht sich nun die Windkraft, die auf dieses Hüllensystem wirkt, wird zwangsläufig automatisch der Innendruck des Systems erhöht, um damit Deformierungen auszugleichen.
Großanlagen (Betonbau, Tiefbau)
Insbesondere in Ländern in denen viele Wüsten existieren, ist die Verwendung von Sand als Baumaterial eine wichtige Grundlage. Dieser Sand kann im Betonbau, bzw. Tiefbau verwendet werden. Dabei werden Säulen wie in Figur C01, bzw. Fig. C08 aufgestellt. Diese Säulen können auch als Rohrelemente zusammengesteckt werden. Vorgefertigte Module werden dann aufeinander zu Säulen geschichtet. Die Modulbauweise hat den Vorteil, dass die kleinen Elemente bzw. Module in jeder beliebigen Länge zusammengesteckt werden können. Dazu wird natürlich ein massives Fundament zuerst in den Boden verankert. Betonbau bzw. Tiefbausysteme werden aufgrund ihres schweren Gewichtes nicht als transportable Lösung angesehen. Allerdings können diese Module auch wieder auseinander genommen werden und weiter verwendet werden. Fundamente gehen natürlich verloren.
Windkraftanlagen aus Naturmaterialien
Insbesondere kleine mittlere, aber auch große Anlagen können aus Bambusholz und vielen natürlichen Materialien hergestellt werden. Verwendung von Kokosfasern oder auch Eukalyptus ist zu nennen. Dabei können dann in 3.Weltländem umweltschonende traditionelle Bauarten, Schiffsbau oder Bootsbau eingesetzt werden. Dabei ist die Verwendung von Naturmaterialien besonders umweltschonend und klimafreundlich. Dabei muss man wissen, dass Bambus zum Bau von Wolkenkratzern schon lange verwendet wird. Die Verwendung von Bambus bei großen Windkraftanlagen ist also keine Utopie. Bambus wird in asiatischen Ländern dort eingesetzt, wo wir in Europa Stahl verwenden.
Aufgrund der steigenden Stahlpreise, und der in den nächsten Jahren stetig steigenden Energiekosten, wird Stahl als normales Baumaterial ggf. nicht mehr verwendet werden können. Es werden also Alternativen zwangsläufig benötigt. Es wird also zwangsweise zu einer Wiederbelebung von Naturmaterialen kommen, und dieses nicht nur aus Umwelt- und Klimagründen. Die in Figur C05 gezeigte Stecksystemkonzeption kann sicherlich auch mit Bambusstäben realisiert werden. Ebenso sind die in Figur C01 bzw. Figur C08 gezeigten Konzeptionen mit Bambus zu realisieren. Es wäre also nicht unvernünftig schon derzeit die Zukunft zu visualisieren und sich darauf einzustellen. Materialknappheit wird zu Vernunft zwingen.
Schiffbauprinzipien, bzw. ausgemusterte Schiffe zu Windkraftanlagen umbauen Ausgemusterte Schiffe wie z.B. große Einhüllentanker, die in der Zukunft auf den Weltmeeren als Tanker nicht mehr fahren dürfen, sind perfekt umzubauen, und werden damit zu wasserstoffproduzierenden Schiffen, und Standorten von großen Windlaseranlagen.
U-Bootbau, bzw. Schiffbau bei Unterwasserlasern.
Welche Kräfte unterseeischen Strömungen erzeugen, ist im Bewusstsein vieler Menschen leider nicht präsent. Aufgrund der großen Masse und Durchsetzungskraft von Wasserströmungen wird in diesen Wasserströmungen viel mehr Energie transportiert als an oberirdischen Luftströmungen. Die Form des Seestems wurde von der Natur nicht zufällig gewählt. Sie hat eine strömungsrelevante Funktion. Der Seestem kann mit dieser Formgebung zweierlei Dinge erreichen. Er kann einerseits seine Form so weit verändern, dass die Strömung den Seestem an den Boden drückt und somit am Untergrund fixiert. Zweitens kann der Seestem die Form so ändern, dass die Formgebung wie eine Tragfläche funktioniert. Das bedeutet, wenn Strömung unter den Seestem kommt, wird er sozusagen wie eine Tragfläche nach oben befördert und schwebt sozusagen mit ganz minimalem Einsatz von Beinkraft, bzw. seiner Armkraft über den Erdboden. Die Verwendung von sternförmigen Strömungslasem, insbesondere der ersten unteren großen Stufe, ist deshalb als Seestemform, bzw. als Teilmodul Figur C02, oder als Mehrteilmodul perfekt einzusetzen. Um dieses möglich zu machen wird ein schwimmfähiger Ponton, bzw. schiffähnliches Konzept verwendet. Dieses Konzept trägt den oberen Teil, bzw. die erste Stufe des Windlasers bzw. Strömungslasers. Mit diesem Schiff bzw. Ponton kann der Strömungslaser auf den Weltmeeren positioniert werden und dort nach dem U-Bootprinzip an den Meeresgrund abgesenkt werden. Dazu werden sämtliche Tanks geflutet, und das System wird auf den Meeresboden gesenkt. Perfekt ist dieses Konzept, weil Toleranz keine Frage mehr ist. Dies Systeme sind unsichtbar für Menschen und Erdbewohner am Meeresboden tätig.
Sicherlich sind auch Sicherungssysteme vor der Strömungsanlage einzusetzen, damit z. B. keine Fische, oder Algen von der Strömung mitgerissen werden. Dazu werden dann Wamungssysteme, Lichtquellen oder andere, für die Fische abschreckende Systeme, eingesetzt. Auch Netzte und bestimmte Filter, bzw. Siebstrukturen sind relevant, damit keine Algen oder andere größere Objekte in die Strömungsanlage geraten können.
Partikel im Windstrom erzeugen statische Aufladung
Statische Energie ist Strom ohne Generator
Bekannt ist das Wassertropfen, oder andere feste Partikel, in Strömungen und Wolken, aufgrund der Reibung, die diese Partikel aneinander, oder bzw. auch in den Luftschichten erzeugen, sich statisch aufladen. Blitze, bzw. Gewitter sind letztendlich die Folgen dieser statischen Aufladung. Die beschriebenen Windkraftanlagen, die feste größere Partikel, aber auch kleine Aerosolpartikel in ihrer Konzeption mit verwenden, erzeugen damit statische Aufladungen. Wie und ob diese statischen Aufladungen zur Stromproduktion genutzt werden können, ist derzeit noch ungeklärt. Logisch ist dabei, dass nur große Anlagen soviel statische Aufladungen produzieren, dass diese zu nutzen sind. Wolle und Kunststoff sind Möglichkeiten, sehr viel statische Elektrizität zu produzieren. Diese Partikel dem Windstrom beizumengen dürften prinzipiell kein Problem sein. Die Kugeln, die in Figur B10 bzw. Figur B11 gezeigt sind, können dementsprechend aus Kunststoff und auch aus Wolle sein. Reiben diese Systeme aneinander wird statische Elektrizität produziert. Diese statischen Aufladungen kontinuierlich zur Entlang zu bringen, erzeugt einen Stromfluss. Diesen zusätzlich zu nutzen, ist logische Konsequenz. Diese Stromerzeugung funktioniert ohne jegliche Generatoren.
Statische Abstoßungskräfte nutzen
Weitere Möglichkeiten dieser statischen Aufladungen, sind die Prinzipien, die lange Zeit bekannt sind. Positive und negative Partikel ziehen sich an. Nur gleich geladenen Teilchen stoßen sich ab. Dieses Prinzip kann man sich zu Nutze machen, um die Partikel bzw. diese Kugeln, die in Figur B10 bzw. und Figur B11 gezeigt sind, von Strömungsflächen fern zu halten. Damit stoßen sich die Flächen voneinander ab, und die Kollisionen der Kugeln untereinander und die Kollisionen der Kugeln mit den Strömungsflächen können ebenfalls reduziert werden. Dabei ist unklar welcher Effekt wirkungsvoller ist. Magnuseffekt (Auftrieb durch Rotation), oder statischer Abstoßungseffekt.
Magnetismus verwenden
Sowie statische Aufladungen abstoßende sowie anziehende Kräfte produzieren, sind auch Magnetkräfte einzusetzen, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen. Dazu werden die Kugeln Figur B10 bzw. Figur B11 mit Magneten versehen. Auch die Strömungsoberflächen der Windlaser werden mit Magneten versehen. Wenn nun die negativen Pole jeweils aufeinandertreffen, gibt es abstoßende Kräfte, die dazu führen, dass die Kugeln nicht zwangsläufig mit den Flächen der Windkraftanlage kollidieren.
Das hat mehrere Vorteile, die Windkraftanlagen-Oberflächen werden nicht abgenutzt, und sicherlich werden auch die Kugeln in dem Zusammenhang nicht abgenutzt. Das hat allerdings aber auch noch weitere Vorteile, weil weniger Reibung produziert wird.
Allerdings hatte ich schon erwähnt, dass Reibungskräfte auch eine statische Aufladung produzieren, die auch gewollt genutzt wird. Dabei ist abzuwägen, welches Konzept verfolgt werden soll. Natürlich wird auch statische Aufladung produziert, wenn die Kugeln an den Oberflächen der Windkraftanlage entlang rollen. Das Reibung auch gezielt zur Erzeugung von Wärme bzw. auch zum Abtauen und Enteisen der Anlage eingesetzt werden kann, sei hier noch erwähnt.
Spezielle Formgebung der Kugeln
Das Golfbälle kleine Einkerbungen (Dellen) haben, ist bekannt. Diese haben strömungsrelevante Vorteile. Sie erzeugen eine längere Flugbahn des Golfballes. Auch Tennisbälle haben kleine
Vertiefungen, die eine bestimmte störungsrelevante Funktion haben. Die Toppspinnrotation dient bei den Sportarten zur Erzeugung eines Auftriebes bzw. zu einem Kurvenflug (Magnuseffekt). Dazu wird der Ball in eine Drehrotation versetzt, und nimmt dann einen Kurvenverlauf. Dieses Prinzip kann dann auch verwendet werden, um die Kugeln von der Oberfläche der Windkraftanlagen weg zu bewegen. Zu diesem Zweck sind dann die Kugeln mit bestimmten Ausnehmungen und Vertiefungen versehen. Dabei kann der Golfball aber auch der Tennisball als Vorlage dienen.
Vereisungsproblematik
Die Vereisungsproblematik bei großen Windrotoren ist sicherlich ein bekanntes Problem. Eis löst sich von den Rotoren, und gefährdet somit Montagearbeiter und Wartungspersonal. In Wohngebieten sind die Rotoren nicht einzusetzen. Auch die vereisten Rotoren werden damit zusätzlich belastet und weniger wirksam. Gerade in kalten Zeiten wird Strom zu heizzwecken benötigt. Anlagen die ausfallen, oder weniger produktiv sind, sind ein Problem.
Es müssen teure und aufwendige großflächige Enteisungssysteme in den Rotorblättern eingebracht werden. Bei Windlasem sind sämtliche großen Flächen mehr oder weniger elastisch. Das bedeutet, dass Vereisung in dem Sinne zwar realisiert wird, aber auf Grund der Elastizität der Oberflächen sich nicht halten kann. Die Anlagenbereiche insbesondere die Bandsysteme werden auf Grund ihrer hochtourigen schnellen Umdrehung, und auf Grund ihrer kleinen Bauart, nicht so sehr von der Vereisungsproblematik tangiert. Sicherlich können schwarze Oberflächen eine Enteisung automatisch vornehmen. Dazu erwärmt die Sonne die schwarzen Oberflächen und realisiert damit eine Enteisung.
Damit wird deutlich, dass alle sehr komplexen und harten Oberflächen bei Windkraftanlagen eine Nachteil im Zusammenhang mit Vereisung sind. Sicherlich können auch andere Elemente dem Strom beigemengt werden. Hierzu sind z. B. Magnesium, Feuerstein oder Metallkombinationen. Möglichkeiten Wärme oder auch Reaktionswärme zu erzeugen, die gezielt eingesetzt werden kann. Bei den sternförmigen Windlasern, die als erste Stufe sehr große Flächen benutzen, ist die Vereisungsproblematik oder auch die Schneeproblematik kein Thema. Sie beeinträchtigt die Funktion der Windkraftanlage minimal. Gegebenfalls sind sogar Eispartikel oder auch Schneepartikel im Strom,. nach dem Prinzip der Beimengung von Partikeln von Vorteil. Das bedeutet, dass große Flächen nicht enteist werden müssen.
Große Stemflächen sind auch baubar als Landschaftsbaumaßnahme. In dem Sinne wird ein Müllberg, oder auch irgendein Berg oder Hang zu einer Seestemform umfunktioniert. Somit ist z.B. Gras auf der Stemoberfläche ein natürlicher Schutz vor Enteisung. Um den Bewuchs der Oberflächen zu ermöglichen, sind die Oberflächen an keiner Stelle schräger als 45 Grad. Das bedeutet, dass sich Gras oder Pflanzen auf derartigen Flächen perfekt halten können. Wie schon erwähnt geht es ja darum, große Oberflächen zu nutzen.
Dazu ist zu sagen, dass jede natürliche Oberfläche, ob es nun ein Berg ist oder ein schräger Hang, oder Gebäudeoberflächen, prinzipiell perfekt zu nutzen sind. Wird z. B. ein sternförmiges Gebäude realisiert, stellt sich die Frage der Vereisung mehr oder weniger nicht mehr, weil jedes Gebäude eine bestimmte Wärme besitzt und sich ein Eisproblem nicht ergibt. Auch Abwärme des Gebäudes ist zur Enteisung zu nutzen.
Reibung minimieren Verschmutzungen verhindern
Dentikel sind kleine bewegliche Zähne (Schuppen) der Haihaut.
Sie optimieren die reibungsärmere, also weniger energieaufwendige Bewegung des Haies.
Hier geht es um die Sichtweise, bzw. Interessen des Haies, nämlich Energie sparen und schnellere Bewegung ermöglichen. Dabei ermöglicht die raue Oberfläche auch, dass wenig Fremdkörper (siehe ähnlich Lotuseffekt) auf diesen rauen Oberflächen haften bleiben. Dieser Effekt spart weitere Energie und hält die Oberflächen sauber. Das die Oberflächen von Lotusblüten wenig mechanisch belastbar sind werden härter belastbare Systeme bei Windlasern benötigt. Haischuppen sind perfekt als kachelähnliche Systeme zu verwenden.
Schall minimieren
Die kleinen Wirbel die durch die spezielle Haischuppen-Oberfläche entstehen minimieren Schall. Dabei wird auftretender Schall im Bereich der Verwirbelungen gebrochen und somit reduziert bis ausgelöscht. Der Hai tarnt sich somit und kann sich anschleichen. Lärmminimierung ist auch ein Thema bei Windlasem. Diese Prinzipien oder ähnliche können also Perfekt eingesetzt werden. Bei Windlasem können also schuppen-, kachelähnliche Elemente aufgebracht werden, um diese Effekte zu realisieren.
Die Mobilitätstechnik ist nicht primär die Aufgabe dieser Schrift. Allerdings ist das Verschmutzen von Oberflächen ein wichtiges Thema.
In dieser Schrift geht es einerseits um die Optimierung der Strömung selbst, deren reibungsminimierte und geräuscharme Weiterleitung über spezielle Oberflächen, andererseits um die möglichst reibungsfreie und geräuscharme Drehbewegung des Bandsystems.
Sandfisch und perfekte unverwüstliche Oberflächen
Auch der Sandfisch und seine Hautoberfläche haben etwas zu bieten, das perfekt zu nutzen ist. Eine Oberfläche, der auch Sand nichts anhaben kann, ist extrem interessant bei Partikel-Wind- und Strömungslasern einzusetzen. Leider sind die Oberflächen noch in der Entwicklung.
Metallisches Glas
Auch metallisches Glas und deren Haltbarkeit ist als Materialinnovation perfekt einsetzbar.
Reibungsarme Bewegung
Wie sieht also eine perfekte Objektoberfläche aus, die die reibungsarme Bewegung des Windes über diese Oberfläche ermöglicht? (siehe Wellen des Ozeans und Wellen auf Sanddünen). Das die Strömung Wasser in eine Tropfenform bringt ist bekannt. Wieso die Strömung aber eine wellige, rillige und hügelige Oberfläche schafft ist weniger bewusst. So wie austretendes Wasser aus einem runden Schlauch automatisch eine bestimmte wellige, verdrehte Oberfläche bildet, bildet die Strömung eine wellige, rillige und hügelige horizontal ausgerichtete Oberfläche. Auf diesen Flächen kann die Strömung reibungsärmer fließen.
Derartige großflächige Oberflächen zu erzeugen ist technisch gesehen nicht banal, sondern kompliziert. So werden in der Natur, durch die immer vorhandene Strömung, Lebewesen in Millionen Jahren geformt, und spezielle Oberflächen erzeugt.
Optimierte Bauart wenn keine gerundeter Hügel (Berg) vorhanden ist
Um Großanlagen (ggf. Stadt) auch ohne gerundeten Hügel schnell und wirtschaftlich bauen zu können werden zuerst Ausnehmungen im Boden ausgebaggert, und zu einem höheren sternförmigen Fundament aufgeschüttet. Auf dieses Bodenfundament wird ein Betonfundament gesetzt. Auf diesem stabilen Sockel-Fundament, das teilweise tief in den Boden reicht, wird nach dem Beispiel (Fig. C06 und Fig. C08) schnell das Sternsystem als Leichtbausystem errichtet. Die zuvor errichteten Vertiefungen dienen zum Sammeln von Wasser (siehe Partikelerzeugung, Sammelfunktion). Die aufgeschütteten Erhöhungen schützen das System (ggf. ganze Stadt) vor Überflutungen, sind aber auch angeströmte Teilfläche für die Windlaserfunktion.
Dabei werden Leichtbau, Betonbau, Tiefbau und Landschaftsbau miteinander sinnvoll kombiniert, sodass sie sich ergänzen und zu Leistungssteigerungen der Windlaserfunktion führen, und dabei gleichzeitig eine Schutzfunktion für das gesamte System ergeben.
Optimierte Bauart wenn schon eine gerundeter Hügel (Berg) vorhanden ist
Dabei wird 2/3tel bzw. 3/4tel des Berges zur Sternform gestaltet. Nur oben auf der abgeplatteten Spitze des Berges wird das fehlende Sternsystem als Leichtbauprinzip gebaut.
Das in (Fig. C06) gezeigte Stemsystem besteht also nur oben aus Leichtbau. Das untere 2/3tel ist der natürliche umgestaltete Berg. So geht „natürlicher Berg“ und künstliche Anlage ineinander über. Die Formgebung macht die Anlage tolerierbar auch für technologiefeindliche Personen.
Diverse Bauarten (mindestens 8 unterschiedliche Möglichkeiten)

1. Einfach aufzuklappen und sehr schnell aufzubauen Schirmprinzip (klein, transportabel, ggf. auch schwimmfähig baubar).
2. Einfach aufzubauen (Zeltbauprinzip, Drachenbau, bzw. Ultra-Leichtflieger, Fallschirmbau) (klein, mittlere und große Anlagen, wieder auf- und abbaubar). Transportabel auch schwimmfähig wegen der materialsparenden und leichten Bauweise.
3. (klein, mittlere und große Anlagen) leicht, stabil, Flugzeugbau, Bootsbau, Segelflugzeugbau, sehr stabil und flexibel. Mittleres Gewicht aber stabiler als bei (1. und 2.).
4. Großanlagen (Betonbau, Tiefbau). Siehe Sandnutzung der Wüsten (z.B. Ägypten). Schwere und stabile, aber nicht transportable und mobile Lösungen. Vorgefertigte 6eck Module zusammensetzen.
5. Großanlagen, Wabenprinzip, Modulbauweise (Baukastensysteme, Stecksysteme, wie beim Schiffbau), ggf. schwimmfähig, weil als Leichtbaukonzept konzipiert.
6. (kleine, mittlere und große Anlagen) Bambus, Holz usw. Naturmaterialien (historische Bauarten, Bootsbau usw.)
7. Ballonbau, Zeppelinbau mit Innendruckerzeugung, Quallenform, bzw. mehrere Zeppeline oder Blimps wie eine Mantelturbine (zusammensetzen). Schwebefähig und extrem mobil.
8. Großanlage teilweise auf Schienen schwenkbar gelagert.

Sogwirkung geht über die Strömungsfläche hinaus
Schnelle Strömung erzeugt Sogwirkungen. Dabei wird der Wirkungsbereich der Strömungsfläche vergrößert und über die Strömungsfläche hinaus ausgedehnt. Das bedeutet, das auch Randbereiche der Strömungsflächen belastet werden, bzw. auch umströmt werden. Strömung die eigentlich an der Strömungsfläche vorbei gehen würde, wird noch Richtung Strömungsfokus hinbewegt. Der wulstige Randbereich des Magnolienblattes hat deshalb eine Doppelfunktion. Einerseits stabilisiert der wulstige Randbereich das Blatt, andererseits fließt die angesaugte Strömung, im strömungsoptimierten Kurvenverlauf, über diesen Randbereich. Dadurch werden Verwirbelungen verhindert und zusätzliche Energie wird im Strömungsfokus wirksam.
Strömung erzeugt sich selber perfekte Oberflächen
Schaut man sich die Oberflächen einer Sanddüne an, so wird einem eine wellige Oberfläche auffallen, diese ist ähnlich wie die der Meereswellen gestaltet. Auch der Sandboden am Meeresgrund ist so wellig gestaltet.
Warum wird eine derartige Oberflächenformgebung gebildet? Derartige Oberflächen sind strömungsoptimiert modifiziert. Dabei kann die Energie der Strömung die „festere“ Oberfläche modifizieren. Bekanntlich modifiziert die Strömung den Tropfen zur Tropfenform. Aus der Sichtweise des Tropfens modifiziert er seine Form, um schneller und mit weniger Energie durch die Strömung fallen zu können. Aus der Sicht der Strömung ist es am wenigsten energieaufwendig, um diese Tropfenformgebung herumzuströmen.
Welche Formgebung würde die Strömung realisieren, wenn sie auf eine geleeartige festere schräge Oberfläche träfe? Das sich dabei eine konkave Formgebung, mit rilliger, welliger oder hügeliger Oberfläche bildete, die ähnlich wie die Innenseite des Magnolienblattes gestaltet ist, ist naheliegend. Dabei entsteht wieder der typische Tropfenkurvenverlauf (siehe konkaver Radius vorne (klein) und sich anschleißender konvexer Radius (groß).
Damit wird deutlich, dass die Strömung Flora und Fauna in Jahrmillionen strömungsoptimiert modifiziert. Leben, dass sich nicht mehr merklich formverändert ist dementsprechend fertig modifiziert. Lebenssituationen ändern sich, Strömungssituationen bleiben konstant. Das bedeutet, das die Strömungsoptimierung ein Vorgang ist, der als erstes abgeschlossen ist. Nur wenn sich Strömungssituationen ständig verändern würden, was nicht der Fall ist, wäre Bedarf Formgebungen noch zu verändern. So findet man in der Natur viele strömungstechnisch perfekte Formgebungen. Allerdings nur unter Schallgeschwindigkeit. Über Schallgeschwindigkeit sind natürliche Formgebungen wenig sinnvoll verwendbar.
Beschreibung Einleitung (Dezember 2005)
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage.
Wenn sich der Konstrukteur, oder Normalmensch heutige Windanlagen anschaut, muss er verwundert feststellen, das diese bei Sturm und Schwachwind oft nicht betrieben werden können. Weiter wird Wind, den man eigentlich, zum Zwecke der Stromgewinnung nutzen will, zu 90% zwischen den üblichen drei Rotorblättern ungenutzt hindurchgelassen.
Ein Segelschiff, deren Segel aus 90% Löchern bestehen, wäre wenig effizient. Eine Photovoltaikanlage, zum Nutzen der Sonnenkraft, wären mit Flächen bestehend aus 90% Löchern ebenso wenig effizient. Das eine übliche Windkraft-Anlage nichts leisten kann, sollte deutlich werden. Bei Sturm könnten diese, auf nur einer Stelze aufgestellten, üblichen Anlagen umstürzen. Man könnte meinen, das stabilisierende Seile, die bei Segelschiffen die Masten halten und stabilisieren, eigentlich auch bei Stelzen- Windanlagen ein Mittel der Wahl gewesen wären.
Oder die Wahl von 5 Beinen (siehe Bürostuhl) würde auch die Standsicherheit sicherstellen.
Das Ablenken, oder auch das Sammeln von Wind (siehe Segel bei Schiffen) wäre ein Mittel, um entweder zu viel „zerstörerischen Wind“ von den Anlagen wegzuleiten, oder zu den Anlagen hin zu lenken, wären Mittel die hilfreich sein könnten, um die fehlkonstruierten Anlagen wettertauglich zu machen. Simple justierbare trichterähnliche Prinzipien (siehe Bernouli und Venturi), kombiniert mit Segeln, würde der Konstrukteur verwenden, um Windmengen nach Wunsch dosierbar zu machen. Auch das Einbringen von Windanlagen in stabile und standfeste Objekte (Hochhäuser, Berge, Hügel usw.) wären Möglichkeiten.
Seriell, preiswert herstellbare, kleinere, sturmtaugliche Stahl-Anlagenkonzepte, wären großen, teuren, anfälligen und handgemachten Laminat-Einzelstücken vorzuziehen. Auch Prinzipien wie Wiederverwendbarkeit, oder Unschädlichkeit von Materialien sollte Berücksichtigung finden, bei Anlagen die eigentliche umweltfreundlich sein sollen.
Große Anlagen bombardieren sich sozusagen ungewollt ins Blickfeld, und ruinieren die Schönheit der Landschaft. Besonders Fotografen können davon berichten. Es ist fast nicht mehr möglich an Deutschlands Küsten Fotos zu machen, ohne nervige Windanlagen mit im Bild zu haben. Der übliche Tourist kann mit derartigen Fotos eigentlich nichts mehr anfangen. Der Fotograf muss die Bilder teuer und zeitaufwendig nachbearbeiten.
Normale vernünftige Konstruktionsmerkmale sucht man heutzutage bei fehlkonstruierten Wind-Anlagen vergeblich.
Anstelle sich anzuschauen, wie Segelschiffe funktionieren, und den Wind fast perfekt nutzen, wurden Konstruktionsprinzipien verwendet, die bei Propeller-Flugzeugen, oder Kinderspeilzeug gut funktionieren mögen, bei Windanlagen aber völlig fehl am Platze sind. Die segelnde Qualle (Velella Velella) nutzt Wind-Strömungen schon Millionen Jahre. Logisch ist es sich von der Natur inspirieren zu lassen.
Selbst alte Windmühlen, welche schon Segel auf den Blättern nutzen, hätten dem einfallslosen Konstrukteur heute mehr zu bieten gehabt. Derartige Segel wären schnell und preiswert justierbar zu machen, um auf Windverhältnisse flexibel reagieren zu können.
Man braucht kein Akademiker sein, um zu der Aussage zu kommen, es sollte möglichen sein, ganz andere Anlagen zu bauen, die 20-100 mal mehr Strom im Jahr produzieren können.
Dabei zwingen einem die Merkmale der üblichen Anlagen einem schon Richtlinien auf. Nach dem Motto, ich weis nicht welche Konstruktion ich brauche, aber die eben beschriebenen (Siehe heutige Windrotoren) dürfen es auf keinen Fall sein. Ein Windmühlenprinzip, wie im Mittelalter kann keine Lösung sein.
So bleiben nur ein Paar Konstruktionsrichtlinien übrig.
Somit hat der Konstrukteur schon genügend Ausgangsmaterial, um vernünftig mit seiner Arbeit zu beginnen. Man möchte doch Wind nutzen, also braucht man Fläche (siehe Segelschiff). Je mehr Segel, desto mehr Kraft. Man möchte doch kleine stabile unauffällige Anlagen, dann muss man eine große Wind-Fläche bündeln (Strahl/Teiltrichter) und auf die kleine sturmtaugliche Anlage leiten. So kommt man schnell zu so genannten „Wind-Lasern“.
Schaut man sich die Zerstörungen an, die Stürme so hinterlassen können, kommt man schnell zu dem Wunsch, derartige Kräfte sinnvoll nutzen zu wollen.
Die Kräfte eines Blitzes zu nutzen mag schwer möglich sein, demgegenüber sollte es eine Kleinigkeit sein, die Kräfte eines Sturmes nutzbar zu machen. GGf. sind Sturm-Anlagen profitabler, und tolerierbarer, die nur bei Starkwind und Sturm ihren Betrieb aufnehmen, und bei schwach und Normalwind zusammengeklappt, umweltfreundlich versteckt, irgendwo liegen. Auch mobile Systeme, die immer dort positioniert werden, wo sich ein Sturm zusammenbaut sind möglich.
Es sollte aber auch möglich sein Schwachwind soweit zu bündeln und zu beschleunigen, dass daraus Starkwind und Sturm wird (siehe Teiltrichterprinzip, bzw. Segel). Dann entstehen Schwachwindanlagen mit vorschaltbarem sozusagen „Turbotader“. Bei Verdoppelung der Windgeschwindigkeit von 55 auf 110km/H ist ca. 8 mal mehr Energie zu gewinnen. Wind auf das 5 - 10fache seiner Ausgangsgeschwindigkeit zu beschleunigen ist möglich.
Windenergie-Anlagen die durch die eigene Energieproduktion, die Schaffung weiterer gleicher Anlagen, sozusagen zum Nulltarif ermöglichen, sind das Ziel. Nach dem Beispiel der Natur(Reproduktion) ist das ein einfach zu erreichendes Ziel.
Inhaltsübersicht
In dieser Schrift werden Mittel beschrieben, wie selbst aus schwachen bis mäßigen Windbewegungen, sehr hohe Energieerträge erzeugt werden können. Damit werden andere, teure, zerstörerische, gefährliche und hässliche Energiekonzepte komplett überflüssig. Auch stärkste Stürme sind extrem profitabel zu nutzen.
Zu beweisen, dass in der Windkraft vielmehr Sonnenkraft (Energie) steckt als vermutet, soll Gegenstand des Forschungsprojektes sein. Mittel aufzuzeigen, wie diese natürliche Kraft endlich effektiv und preiswert auszubeuten ist, ist Gegenstand dieser Schrift.
So etwas wie der „Laser“ unter den Windenergietechnik - Systemen wird beschrieben.
Damit machen umweltfreundliche Energieerzeugungssysteme eine Quantensprung in der Entwicklung. Auch wenn Windlaser, oder Strömungslaser eigentlich eine falsche Bennennung ist, kann sie in Kürze schon etwas aussagen.
Wichtige Grundlagen moderner Naturnutzung und Bionik werden behandelt. Es entstehen damit unzählige naturverträgliche Windenergieprodukte, die sich zum Zwecke der Energieproduktion optimal in die Natur/Stadt integrieren lassen.
Selbst Bepflanzungen werden genutzt, um Winderträge zu optimieren und Anlagenbereiche teilweise zu verbergen. Örtliche Gegebenheiten werden ergebnisoptimierend in die Grundkonzeption mit eingebunden.
Dabei kann jede Person erfolgreicher Energieproduzent mit kleinen, mittleren oder großen Anlagen werden.
Weiter werden übliche Windkraftanlagen mit den neuen Optimierungssystemen kombiniert und in ihrer Effizienz verzigfacht.
Auch ein, mit einem Windstrom-Optimierungssystem kombiniertes, zig mal so effektives Windkraft-Schaufelsystem, anstelle des üblichen Windrades, oder Rotors wird beschrieben.
Simple Maßnahmen an Gebäuden ermöglichen die optimale Windkraftnutzung, mit den neuen effektiven Konzepten.
Sturmtaugliche Zeppeline (Blimps, Ballone) als mobile Windenergie erzeugende Systeme werden beschrieben.
Oberflächen der Windanlagen nutzen gleichzeitig die Sonnenkraft.
Es werden auch Mobilitätssysteme kurz beschrieben, die ohne Motor auskommen und spezielle „Segel“ sowie produzierte schnelle Stark-Windströme als Antrieb in Kanälen und Röhren nutzen.
Windenergiekraftwerk/Gebäude, in denen man wohnen kann werden beschrieben.
Selbst wie Oberflächen von Flugzeugen und Autos usw. zum Energiesparen optimiert werden, ist beschrieben.
Statische Probleme, von Gebäuden, die sich aufgrund von anliegender Windströmung ergeben, werden mit technischen Mitteln, abgeschaut von der Natur, extrem reduziert.
Unterwasser-Energieanlagen, die wie strömungsoptimierte Seesterne, die Wasserströmungen am Meeresboden, ggf. Flussboden nutzen, werden beschrieben.
Auch Unterwasser-Gebäude und Städte, die sich aufgrund ihrer speziellen Form selber mit Energie versorgen sind kurz erwähnt.
Auch schön gestaltete Kunstobjekte, die als strömungsoptimierende Systeme zum Energiesammeln dienen, werden beschrieben. Dabei entsteht ein neue Branche „nützliche Energiekunst“.
Zusammenfassung
Die Windgeschwindigkeiten vielerorts reichen nicht aus, um daraus genügend Energie zu gewinnen. Sturm ist viel zu selten vorhanden, um diese Kraft stetig Ausbeuten zu können.
Um Energie, wie bei einem Sturm, aus schwacher Windbewegung zu generieren, und diese dann profitabel nutzen zu können, wird ein Effekt erzeugt, der vergleichlich aus der Optik (Sammellinse, Lupe) bekannt ist. Ein vergleichliches, aber mechanisches Prinzip wird genutzt, um einen energiereichen „Wind-Laserstrahl“ zu erzeugen.
Dieser Superstrom verhält sich fast wie ein Flüssigkeit, nur das er vorteilhaft „kein“ Gewicht hat. Deshalb ist er einfacher und preiswerter zu nutzen als Wasserkraft, aber genauso energiereich. Dieser Superstrom wird auf schaufelradähnliche Kettensysteme geleitet, welche den Strom erzeugen.
Mit den Varianten der Systeme ist überall auf der Welt preiswert sauberer Strom im Überfluss zu generieren, ganz egal ob in der Stadt, oder in freier Natur.
Diverse Varianten der Systeme sind so einfallsreich konzipiert, dass sie äußere Gegebenheiten, Berge Hügel, Gebäude, Bäume usw. zur Optimierung des Windes mit einbeziehen.
Dabei sind die Systeme optisch und funktionell natürlichen Systemen abgeschaut und integrieren sich deshalb, besser als Windrotoren, in die Landschaft und in die Stadt.
Wichtige Konstruktionsdetails
Vieles ist, um es zeichnerisch besser deutlich zu machen, stark schematisch vereinfacht worden (siehe Zeichnungen Blatt 1 bis 20) (Blatt A bis E zeigen konkretere Ausgestaltungen und Bauarten).
Wie Systeme aussehen, richtet sich nach vorherrschender Windstärke, Landschaft/Örtlichkeit und die dort benötigte Strommenge. Nur eine Konzeption reicht leider nicht.
Wichtigste Grundlage
Sechs wesentliche Effekte werden benutzt, um Windströme beschleunigen und optimieren zu können. Diese werden im folgenden näher beschrieben.
Was passiert, wenn der Wind frontal auf eine senkrechte Fläche(z.B. Wand), die auf dem Boden steht trifft?
(Zeichnungen Blatt 18 Fig.48f)
Effekt 1 (Ausweichströmungsverhalten)
Beim frontalen (90° Winkel) Aufprall des Windes auf eine 2D - Fläche (z.B. Hauswand (33)), wird dieses 3D -Volumen Wind genötigt auszuweichen. In drei Richtungen kann und muss der Wind ausweichen (nach oben (33a), rechts (33b) links (33c)). Warum der Strom primär nach oben ausweicht ist einfach zu erklären, dort ist mehr Platz vorhanden, als zu den Seiten. Zu den Seiten begrenzt der Boden die freie Entfaltung/Ausweichung des Windes. Trifft der Wind auf eine leicht schräge Hauswand (Fläche) kann sich das ändern. Dann weicht der Wind auch nach links, oder rechts aus. Primäre Ausweichrichtung ist aber Richtung Himmel.

Mit einer glatten, festen Fläche kann das Ausweichströmungsverhalten des Windes nicht zuverlässig reguliert und vorhergesagt werden. Somit ist die optimale Positionierung für einen Repeller, oder Ähnliches im optimalen Strömungsbereich nicht möglich.
Das dieses Ausweichverhalten des Windes zur optimalen Energiegewinnung genutzt werden kann ist darin begründet, das der Wind seine Geschwindigkeit beim Ausweichen verdoppelt. Das nützt einem aber nichts, wenn der Wind nach drei Seiten ausweichen kann.
Dieses kontrollierbar, vorhersehbar und diktierbar machen können, wohin der Wind fließen soll, fällt mit einer fest positionierten, glatten Fläche (33) schwer bzw. ist nicht möglich.
Um Wind besser ausbeutbar zu machen sind spezielle Flächen, Konturen und Oberflächen von entscheidender Bedeutung. Glatte Gebäudeflächen sind somit nur schwer nutzbar. Dazu später mehr.
Effekt 1 ist die Ursprungsidee (Barrierewirkung)
Logisch ist, wenn man Wind über eine Barriere beschleunigen kann (siehe ist schon bewiesen), dann sollte es möglich sein, verdoppelte Windgeschwindigkeit, mit dem gleichen Prinzip weiter zu verdoppeln. Somit entsteht die mehrstufige Windströmungs-Optimierungs-Anlage, die pro weiterer Stufe den eingeleiteten/gefangenen Windstrom beschleunigt.
Dabei errechnen sich Leistungswerte der Anlagen, die nach vielem hin und her rechnen spektakulär sind.
(Zeichnungen Blatt 18 Fig.48m)
Effekt 2 (Das Luftkissenprinzip) Reibung vermindern
Luftschichten bleiben vor/auf der Wandfläche (33) haften/liegen und bilden ein Luftkissen (35). Auf dem kann die nachströmende Luft(Wind) reibungsvermindert beschleunigt „abrollen“, bzw. fließen. Dabei kann man beobachten, dass das Luftkissen und der umströmte Körper dann wieder eine Tropfenkurve bilden (siehe 48m). Die nachfolgende Luft kann dann wieder einen optimalen und beschleunigten Tropfenkurvenverlauf über dieses Tropfen-Luftkissen nehmen.
Durch schalenförmige Vertiefungen in Oberflächen kann sich dieses Luftkissen besser bilden, und der Wind wird sozusagen durch sich selbst reibungsvermindert beschleunigt. Somit erhält der Wind sozusagen keinen verlustreichen direkten Kontakt mit der zu umströmenden Objektoberfläche. (siehe auch Zeichnung Blatt 16 45).
Wie kann man diese Verdoppelung der Windgeschwindigkeit weiter optimieren? Und wozu ist das nützlich? Dazu später mehr. (siehe Zeichnung Blatt 18).
Sturmschäden
Ein Phänomen wurde beobachtet, welches genau die selben Hintergründe hat. Sturmschäden hatten gezeigt, dass nicht Bäume am meisten geschädigt werden, auf die der Wind frontal am Rand des Waldes trifft, sondem Bäume weiter im Inneren viel stärker geschädigt bis entwurzelt wurden. Weiter vom Waldrand entfernt wurden viel höhere Windgeschwindigkeiten gemessen, als vor dem Wald, bzw. bei der Waldrand-Anströmfläche.
Versuche hatten gezeigt, dass sich Schäden verhindern lassen, wenn vor dem wandartigen angeströmten Waldrand niedrigere Büsche und Hecken angepflanzt werden, damit die wandartige Struktur(Fläche) des Waldesrandes durch viele kleine Strukturen gebrochen wird.
Effekt 3 (Trichterwirkung/Canyoneffekt)
Ggf. kennen Sie den Effekt gut aus lang gestreckten Straßenzügen mit Hochhäusern links und rechts (z.B. Neu-York). Dort entstehen starke Windgeschwindigkeiten unten auf der Straße.
Wodurch wird dieser Effekt verursacht und wie kann man ihn nutzen?
Hier kommen Trichtergegebenheiten (Venturiprinzip), kombiniert mit dem eben beschriebenen Effekt 1 ggf. Effekt 2 zum Tragen. Dort wird der Strom genötigt einerseits andere weniger geradlinige Verläufe zu nehmen, wodurch sich die Windgeschwindigkeit merkwürdigerweise erhöht und nicht verlangsamt, wie man meinen könnte.
Andererseits wirken die glatten Straßenzüge wie ein Kanal für den Wind. Verwirbelungen, die Windbewegungen bremsen würden, werden vermieden. Eine Art Glättung und Addition von unterschiedlich schnellen Strömen wird durch die Wände und Straßen erreicht.
Eine ungewollte Optimierung der Strome, äußert sich in der beschleunigten starken Windbewegung bei langen Straßenzügen und Hochhäusern. Dabei weicht die Strömung auch nach oben über die Canyonleitflächen hinaus aus. Simple gerade Geometrien sind nicht strömungstechnisch optimiert und führen zu Verwirbelungen und Energieverlusten.
Effekt 4 (negative Formgebung) (Zeichnungen Blatt 16)
Erklärungen/Aufgaben
Luftmassen sind bestrebt einen Luftdruckausgleich zu erzeugen, sich also zu vermischen und zu addieren. Wird irgendwo ein Druck (siehe Wand) erzeugt, wird woanders automatisch ein Unterdruck/Sog erzeugt. Dadurch entsteht beschleunigte Windbewegung.
Dort wo Beschleunigungen von Wind durch Hindernisse/Gegebenheiten erreicht werden sind immer mehrere Faktoren im Spiel. Diese Faktoren so zu kombinieren, dass sich Ergebnisse nicht nur verdoppeln, sondern verzigfachen ist die Aufgabe.
Als Mensch ist es nicht ganz einfach derartige Effekte nachzuvollziehen. Ströme, ob nun Wind oder Wasser sind kompakte 3D-Gebilde und auch wieder nicht. Sie haben dreidimensionale Ausmaße und auch wieder nicht. Stellt sich ihnen etwas in den Weg, bilden sie mehrere kleine schnelle Ströme, die bestrebt sind sich wieder zu vereinigen. Man kann also von einem sozusagen „Gedächtnis von Strömen“ reden. Das der Wind immer den kürzesten und bequemsten Weg sucht (siehe auch Wasser-nur zwei Dimensionen) sucht und wählt zeugt von der Berechenbarkeit der Ströme.
Stellt sich einem Strom aus Autos/Menschen etwas in den Weg gibt es einen Stau, also verlangsamte Bewegung. Als Mensch ist man geneigt die Denkmodelle einzusetzen die geläufig und verständlich sind. Das nun ein Windstrom, der ein Hindernis überwinden muss, durch beschleunigte Bewegung reagiert, ist ggf. etwas schwer verständlich aber ein Faktum.
Windkraft(Speicher) ist eigentlich die bessere Sonnenkraft
Letztendlich wird Windbewegung von Sonnenenergie erzeugt.
Die Sonne heizt Wasser und Land auf. Dieses Wasser, oder Land wiederum heizt die Luft auf. Warme Luft steigt nach oben. Windströme fangen an zu fließen. Die Sonnenenergie befindet sich jetzt umgewandelt und gespeichert in dem Windstrom. Wolken reflektieren viel Sonnenstrahlung und minimieren die Sonnenwirkung.
Will man Sonnenenergie einer Fläche(z.B. Photovoltaikzelle) nutzbar machen, geht es eigentlich um die Zeitdauer, und Intensität, die die Sonne auf diese Fläche scheint. Diese sozusagen „Zeitdauer“ kann man in Form von Wärme, oder Elektrizität speichern. In der Nacht nicht, und bei Bewölkung nur sehr wenig.
Der Wind demgegenüber ist schon ein „Zeitspeicher“. Er speichert die
Sonnenschein/Zeitdauer/Intensität in seiner Bewegung zu jeder Zeit auf der halben Sonnen beschienenen Erdoberfläche. Dieser Energiespeicher, die Wind-Bewegung lässt sich von Wolken, oder Nacht nicht behindern.
Wenn wir hier Nacht haben können wir keine Sonnenenergie ernten. Wir haben also vom Tag(Sonne) woanders nicht das geringste. Teure Energiespeicher für Sonnenenergie müssen eingesetzt werden. Mit dem Wind ist das anders, wir können die Windenergie, die woanders durch die Sonne produziert wird hier bei uns perfekt zu jeder Zeit nutzen. Nachts herrscht allerdings weniger Wind.
Es ist einfacher einen Speicher(Windbewegung) zu nutzen, als diesen Speicher erst wie bei der Sonnenkraft erzeugen, oder direkt ausbeuten zu müssen.
Vergleiche/Optimierungsergebn isse/Ertragssteigerungen
Berechnung 1 (übliches Windkraftsystem auf der Wiese)
Bei einer Windbewegung von nur 10kmH wird durch die übliche Anlage eine Effizienz von nur 1x erreicht.
Berechnung 2 (mit schlichten Hauskörper als Sockel)
Bei einer Windbewegung von nur 10kmH wird durch die erhöhte Aufstellung des Systems auf einem Sockel, z.B. Hausdach die Windbewegung auf 20kmH beschleunigt. Hat der Repeller (Rotor) kein Optimierungssystem mit Windsammel- Fokussier- Funktion liegt der Ertrag bei „schon“ 8x. Dieses Resultat ist schon unglaublich genug, aber schon bewiesen worden. Somit liefert ein System den Ertrag den sonnst 8 sehr teure Anlagen unten am Boden liefern würden.
Fig.01
Berechnung 3 (mit Hauskörper als Sockel und Windsammel- Fokussier- Funktion)
Bei einer Windbewegung von nur 10kmH wird durch die erhöhte Aufstellung des Systems auf einem z.B. einfachen Sockel (Hausdach) die Windbewegung auf 20kmH beschleunigt.
Durch die Schrägstellung der meisten Sammelblätter (1) wird der Wind weiter beschleunigt ca. 40kmH.
Durch die vergrößerte Windnutzfläche und die Trichterfunktion, sowie die Linsenfunktion der Sammelblätter (1), wird der Wind im Zentrum weiter beschleunigt.
Vergleich aus der Optik
Durch eine Sammellinse gebündeltes Licht kann Feuer entzünden. Ohne die Fokussierung, ist das Licht der Nutzfläche der Sammellinse nicht wirklich nützlich einzusetzen, weil kaum spürbar.
So ähnlich ist dieses mit dem Wind. Bläst er schwach kann er nicht wirklich genutzt werden, es sei denn er wird gebündelt und beschleunigt. Dieses ist das Ziel (Extratorfunktion).
Ist der Laser das Optimum der „Lichtbündelung“ (Energietransport), sind die hier beschriebenen Maßnamen so ungefähr vergleichlich für den Wind. Das dabei so überraschende Resultate herauskommen, wie beim dem Laser, soll Gegenstand dieser Schrift sein.
Zielsetzung bei Schwachwind
Bläst er schwach kann der Wind nicht wirklich genutzt werden, so jedenfalls die heute verbreitete Meinung. Aufzuzeigen, das dass nicht stimmt, weil durch einfache Mittel Effekte, wie vergleichlich mit der Sammellinse, auch auf schwachen Wind anzuwenden sind, ist Gegenstand dieser Schrift.
(Siehe Wind ist eigentlich die bessere Sonnenkraft). Es liegt nahe dort die gleichen, ggf. bessere Resultate zu erzielen, als mit der Sonne und der Sammellinse. Also vorher kaum wahrnehmbare Wärme, später über tausend Grad.
Auch bei Wassserströmen einsetzbar?
Diese hier beschriebenen Effekte lassen sich auch auf Wasserströme anwenden.
Wasser hat aber entscheidende Nachteile. Es kann an Land nur nach unten ausweichen (siehe Schwerkraft). Es ist schwer, und damit müssen auch alle Bauteile einer Anlage sehr massiv, also teuer sein. Wasser ist verunreinigt und schleift damit selbst massive Stahloberflächen ab. Die Filterung ist zu aufwendig. Die Schwerkraft die auf Wasser wirkt, aber nicht auf die Luft erschwert so einiges bei der Konstruktion. Materialsparender Leichtbau ist bei Wassernutzung nicht möglich. Luft/Wind hat ja „kein Gewicht“ und ist deshalb viel besser verwendbar. So muss nicht immer auch das Gewicht gehändelt werden, wie das bei Wasser der Fall wäre. Sich mit Wasserkraft an Land zu beschäftigen ist wohl eher Zeitverschwendung, kennt man die Resultate die mit Wind möglich sind. Eine Ausnahme sind dabei Wasserströmungen in Meeresbodennähe. Diese Ströme verhalten sich ähnlich wie Windströme. Sie haben sozusagen auch kein „Gewicht“.
Pro Argumente für die Windkraft
Welches Medium ist eigentlich besser zu greifen, zu handeln und zu nutzen, Licht oder Wind, genauer gesagt die im Wind gespeicherte Sonnenkraft?
Wir machen dieses täglich mit dem Gebrauch von Öl, Kohle usw. schon vor. Auch dort ist sozusagen die Sonnenkraft in Form von Biomasse gespeichert. Also auch dort wird Sonnenscheindauer (Zeit) in einem 3D-Medium konserviert und deponiert. Leider ist dieses 3D-Medium, anders als der Wind, begrenz. Den Wind zu nutzen, lange bevor die anderen Ressourcen zu Ende gehen ist also nahe liegender, als andere Möglichkeiten zu favorisieren. Wind und Silizium ist überall auf der Welt vorhanden, andere Ressourcen leider nicht. Deren Nutzung zu favorisieren ist logische Konsequenz.
Öl ist zu schade um es zu verbrennen
Es hat Millionen Jahre gebraucht, um zu entstehen.
Geht man davon aus, dass Öl ein Fossil ist, also alt und kostbar, und Materialien, wie aus im hergestellte Kunststoffe technische optimale, schwer nachzumachende Eigenschaften haben, kann man das Verbrennen von Öl nicht wirklich akzeptieren. Die Umweltproblematik dabei nicht mal berücksichtigt. Fossiles Öl ist synthetisch nicht herstellbar.
Ein Windstrom (3D-Volumen) hat vier Dimensionen (siehe Zeit als vierte),
eine mit Sonne beschienene Fläche nur drei Dimensionen, Länge und Breite und die Zeit, die Zeit eben auch nur halb (siehe Nacht und Wolken).
Somit nutz derjenige der Windenergie ausbeutet immer 1,5 Dimension mehr für seine Zwecke. Alleine das ist schon ein fast KO -Argument für die Sonnenenergienutzung.
Wer Sonnenkraft ausbeuten will, braucht sehr viel perfekte optische 2D- Fläche um sie zu bekommen. Das ist das eigentliche Problem, welches Sonnenkraft schwer und teuer ausbeutbar macht.
Das gilt zwar teilweise auch für die Windkraft, Fläche ist dort auch ein Thema, aber der Windstrom hat zu jeder Zeit auch noch die Tiefe als viel einfacher zu nutzende Dimension. Kinetische Energie (Wind) ist schon Bewegung, die Prinzipiell viel einfacher zu nutzen ist.
Da wir uns in einer dreidimensionalen Welt befinden, ist es nahe liegend und logisch Wind, als dreidimensionales Medium, einfacher und besser mit dreidimensionalen Mitteln ausbeuten zu können, als das nicht greifbare Licht, Kernkraft, und Kernfusion.
Warum nicht einfach die Natur für sich arbeiten lassen?
Die halbe Oberfläche der Erde (siehe Tag-Nacht) wird von der Natur als Ressource zu Windproduktion kostenlos und ohne Aufwand genutzt, und das 24 Stunden ohne Unterbrechung. Wollte man dieses Leistung mit Sonnenkraft ähnlich bewerkstelligen, müsste man mindestens die halbe Erdoberfläche mit Sonnen-Technologie flächig vollpflastem.
Die Kräfte des Windes werden immer deutlich, wenn extreme Stürme (250kmH) über Länder ziehen und dabei unglaubliche Kräfte entfalten. Warum diese Kräfte nicht stärker genutzt werden ist unklar.
Ein Windstrom muss man sich als Volumen-Körper vorstellen, in dem die Sonnenenergie gespeichert ist. Ein nicht versiegender Windstrom kann man sich als Volumenkörper unendlicher Größe(Tiefe) vorstellen. In diesem unendlichen Volumen ist dann auch „unendlich“ viel Sonnen-Energie enthalten. Dabei lässt sich mit einer Windkraftanlage immer nur, abhängig von der Fläche die die Anlage in die Strömung bring, ein winziger Teil nutzen.
Derzeit boomt die Sonnenkraft, weil Wind und deren Bedeutung nicht wirklich verstanden wurde, und Sonnenlicht, viel mysteriöser und rein, und Wind schlicht zu banal (siehe Segelschiffe) und eher antiquiert gilt. Diesem falschen Denken auf die Sprünge zu helfen ist mein Anliegen.
Verbrennung, um Energie zu erzeugen gehört in die Steinzeit. Dort lernten die Menschen das Feuer für sich zu nutzen. Für das 21 Jahrhundert sind derartige Technologien mehr als problematisch.
Einige Überlegungen
Der schnelle, starke Windstrom verdrängt den schwachen. Das könnte den Schluss zulassen, dass die Energie des langsamen Stromes eher dazu geeignet ist den starken Strom zu behindern, zu verlangsamen und zu verwirbeln, als ihn zu verstärken und zu beschleunigen. Klingt eigentlich logisch, ist es aber nicht wirklich. Außerdem befinden wir uns nicht in einem üblichen deutschen Unternehmen, Klassenzimmer, oder Behörde.
Rechnerisch gilt was anderes, addiert man die Energie des schwachen Stromes zu der Energie des starken, schnellen Stromes, hat man die Summe aus beiden, also mehr Energie. Nur sind beide Ströme nicht so einfach kompatibel. Diesem Problem/Vorteil widmen wir uns später ausführlicher.
Hier soll nur einmal aufgezeigt werden, wie schwierig die Materie ist. Menschliche Maßstäbe und Erfahrungen sind eher hinderlich, um Wind-Ströme verstehen zu können. Versteht man Ströme nicht, kann man sie auch nicht nutzen. Ströme folgen keiner wirklichen schnell erkennbaren Logik, diese „Logik“ des Windes verstehbar zu machen ist Gegenstand des Forschungsprojektes und dieser Schrift.
Siehe Wetterproblematik, dort existieren Hoch- und Tiefdruckgebiete sowie Strömungen nebeneinander. Es ist schwer vorherzusagen, wie diese sich gegenseitig beeinflussen. Die Logik/Vernunft und das „Gedächtnis“ von Wind ist aber vorhanden. Dazu später mehr.
Fakten/Lösungsansätze/Sepparierungen und Additionen

1. Trifft eine schnelle Luft-Strömung auf langsame Luftmassen, wird die Abbremsung des schnellen Stromes durch diese Luftmassen erheblich sein (Reibungsproblematik).
2. Treffen gleich schnelle Luftströmungen in einem flachen Winkel und gleiche Richtung aufeinander werden sie sich nicht merklich bremsen, sondern verbinden und addieren, also verstärken. Es entsteht dann ein breiterer, größerer und stärkerer Strom.
3. Treffen drei unterschiedlich schnelle, kleine Strömungen an unterschiedlichen, entfernten Stellen auf langsame Luftmassen, werden diese auch stark abgebremst durch die langsamen Luftmassen (siehe 1.).Jede einzelne, kleine, schnelle Strömung kann sich nicht durchsetzen Will man das Abgebremst werden besonders des schnellsten dieser drei Ströme (Nutz-Strom zur Energiegewinnung), als auch der anderen beiden Ströme minimieren, kann man einen Trick 1 anwenden.

Addiert man zuerst die beiden langsamen Ströme miteinander, und lässt diese an einem Punkt X auf die stehende Luftmasse treffen, so entsteht ein Misch/Additionsbereich aus langsamer Luftmasse und den langsamen Strömen, also ein relativ breiter vorbeschleunigter Misch/Additions-Strom. Leitet man nun den schnellsten der drei Ströme (Nutz-Strom zur Energiegewinnung) in diesen Misch/Additions-Strom wird dieser nicht mehr so stark und schnell abgebremst. Er behält länger seine Energie und Geschwindigkeit. Die langsamen Ströme helfen dem schnellen Strom sich gegenüber der stehenden Luftmasse länger durchzusetzen. Letztendlich ergibt das auch ein Addition der Ströme.
Nach diesem Prinzip ist es möglich, mit dem Barriere-Effekt 1, in mehreren Stufen immer schnellere, kleinere Ströme zu erzeugen, die am Ende zu Energiegewinnung dienen.
Siehe Effekt 21 Reibung minimieren / Luftpolsterbildung
Die Luftpolsterbildung wirkt zusätzlich strömungsbeschleunigend. Man provoziert winzige rotierende Strömungsbereiche, auf denen der Nutz-Strom reibungsvermindert abrollt. Wie schon erwähnt vermischen sich unterschiedlich schnelle Ströme nicht zwangsläufig. Diese Luftpolster werden mit z.B. kleinen Aushöhlungen realisiert. Also Bereiche die als Mini-Barriere für die Strömung dienen. Das wäre bei Wasser(Schwerkraft) z.B. nicht möglich, weil Wasser nicht oben, über ein Hindernis ausweichen kann. (Ausnahme Strömungen am Meeresboden, sind sozusagen auch schwerelos).
Optimierungen der Erträge / Prinzipien / Wirtschaftlichkeit

1. Dabei gilt, je größer die Fläche (Volumen) des anströmenden Windes ist, und je mehr davon genutzt wird, desto besser ist es.
2. Schnelle Ströme und Sturm erzeugen mehr Ertrag.
3. In der Höhe gelegene Positionen für die Anlage optimieren die Erträge.
4. Örtlichkeiten die immer hohe Windgeschwindigkeiten bieten sind wirtschaftlich ergiebiger.
5. Eine vorherrschende Windrichtung, ist der ständig drehenden Windrichtung aus Kostengründen vorzuziehen.
6. Viele Stufen (siehe mehr als 33) und kleine Querschnitte des Superstromes ergeben bessere Ergebnisse, also mehr Energie und Ertrag.
7. Je besser und präziser die Anlage auf die momentane Windgeschwindigkeit anzupassen ist (Justierungen), desto besser werden die Erträge sein.
8. Natürliche Gegebenheiten, Landschaft, Berg, Hochplateaus, Bebauungen, Bäume usw. vernünftig in die Konzeption der Anlage mit einzuplanen, optimiert die Erträge.

Die optimalen Standorte und Bedingungen für teure Großanlagen
Hier werden kurz die idealen Bedingungen genannt (nicht nach Priorität geordnet).

1. Kein Regen, kein Schnee, kein Schmutz, kein Sand im Windstrom (siehe Ausnahme PartikelStrömungslaser)
2. Viel Sonne (siehe Photovoltaik integriert)
3. Eine vorherrschende Windrichtung Seewärts
4. Keine wechselnden Windrichtungen und Fallwinde.
5. Starker Wind und oft Sturm von Seewärts
6. Anlage zum Erzeugen von Wasserstoff, oder Stromleitung vorhanden
7. Zugänglich, ggf. Straße, Hafen oder direkt an der Küste
8. Industrie-Infrastruktur / Stadt in mittelbarer Nähe
9. Keine starken Erdbeben
10. Keine krassen Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht
11. Steilhang, Berg, Steilküste nutzbar im Anlagenkonzept
12. Neue Hochhäuser geplant (nutzbar im Wind-Anlagenkonzept)

Technische Beschreibung
Fakt ist, will man effektiv Windkraft-Anlagen bauen muss diese Problematik/Lösung verstanden haben.
Bei den meisten Anlagen, wie den hier beschriebenen, entstehen viele unterschiedlich schnelle Ströme und wenig Verwirbelungen. Will man die Kräfte dieser Ströme zu einem starken Strom verbinden, werden Windstrombündlern/Windstromaddierer benötigt.
Dabei wird von einem Grundsatz ausgegangen. Aus einem langsamen, großen, flächigen schwer zu nutzenden Strom werden viele kleine gebündelte, schnelle Ströme gemacht. Diese werden mit sozusagen „aerodynamischen Sammellinsen“ komprimiert, beschleunigt und wieder zu einem Super-Strom addiert. Das Ergebnis ist ein kleiner, aber sehr schneller energiereicher Strom, der von einem kleinen preiswerten Windkraft-Schaufelsystem kostengünstig, effektiv ausgebeutet werden kann, eben weil er kompakt und klein in den Ausmaßen ist.
Effekt 5 (Der Wirbelsturm - Effekt) Wirbelschleppeneffekt
Bei bestimmten Geschwindigkeiten und Konstellationen kommt es automatisch zu Rotationen um die Längsachse dieses optimierten energiereichen Stromes.
Diesen Effekt kennen wir von Wirbelschleppen bei Flugzeugtragfächen. Wirbel und Rotationen optimieren Ströme, genauer gesagt die Druckunterschiede zwingen die Ströme dazu sich zu Drehen, bzw. zu rotieren. Wir erzeugen diesen Rotations-Effekt gewollt durch technische Mittel, weil davon ausgegangen wird, dass rotierende Ströme kompakter sind, sich weniger von langsamen umgebenden Luftschichten verwirbeln lassen, und schlicht optimierter sind. Nach dem Beispiel (ein gedrehtes geflochtenes Seil ist stabiler und kompakter als die einzelnen Strippen). Durch Unsymmetrien der Kontaktflächen, mit denen der Nutz-Strom direkt, oder mittelbar in Berührung kommt, sind diese Rotationen zu erzeugen bzw. zu verstärken.
Ströme verhalten sich nicht wie wir es gerne hätten, bzw. wie wir das leichter verstehen könnten, sondern kurvenreich, rotiert und eben nicht geradlinig. Diesem Grundsatz wird hier Sorge getragen. Siehe auch Mäanderbildung bei Wasser.
Effekt 6 (Oberflächen)
(Hügelige Flächen bis Rillenoberfläche / Ausfransen)
Siehe auch Fig.47c Blatt 17 und die Beschreibung
Eine glatte und glänzende Oberfläche ist schön anzusehen und fühlt sich schön an, dass ist aber auch schon alles. Diese glatte Oberfläche zu favorisieren ist realistisch gesehen ein Fehlschluss. Man möchte, dass sich Ströme geradlinig verhalten, weil dieses einfacher zu verstehen und zu planen wäre, tun sie aber eben leider nicht.
Eine Oberfläche, siehe Vogelfedem, ist eben nicht glatt und glänzend, sondern hügelig (siehe Einzelfedern), und rillig siehe Federstruktur. Die Natur liefert nichts Zufälliges. Alles ist sparsam und effektiv konzipiert. Randbereiche der Feder fransen/biegen sich bei Anströmungen weg und leiten einen Teil der anströmenden Luft von dem Körper weg. Dabei wird die Reibung vermindert und Luftpolster gebildet.
Der Lotuseffekt hatte schon bewiesen, was unglatte Oberflächen technisch zu bieten haben.
Glatte Oberflächen sind bei der Windkraft ein extremer Konstruktionsfehler und soll möglichst vermieden werden.
Es erfordert keine besondere Kreativität, um sich Dinge aus der Natur abzuschauen. Ein wenig analytischer Verstand reicht prinzipiell schon aus.
Nachteil 1 übliche Windräder / Kritik
Kraftwerksanlagen sollen immer so klein, effektiv und unauffällig sein wie möglich.
Bei einem langsamen, großen, flächigen Strom würde nachteilig ein großes, viel zu teures Aggregat (Repeller/Rotor) benötigt, welches die Landschaft verschandelte, und dazu noch 90% der Windströmung ungenutzt zwischen den drei Rotorblättern hindurch fließen lässt, oder den Wind, links, rechts, oben und unten gänzlich ungenutzt an der Anlage vorbei fließen lässt (siehe 01a).
Bei Sturm sind diese Anlagen stark gefährdet. Beim wenig Wind sind die Anlagen nicht in Bewegung zu bringen.
Das einzige Mittel fehlkonstruierte Systeme in der Leistung zu verbessern besteht darin, die Systeme auf langen Stelzen in die Höhe zu bugsieren, weil dort der Wind stärker bläst. Dabei entsteht Umsturzgefahr. Leider sind die Anlagen damit ein Killer für die Schönheit der Landschaft, dazu wackelig, anfällig und schwer aufzubauen.
Kosten und Nutzen sind damit sehr schlecht. Touristen bleiben weg. Somit ist der schwache Energieertrag und der Ausfall durch ausbleibenden Touristen eher kontraproduktiv als nützlich.
Grundkonzept, Ziel und Kritik
Es geht bei dieser Schrift nicht darum nur eine, die beste technische Lösung für ein Problem herauszustellen. Vielmehr geht es darum diverse Möglichkeiten aufzuzeigen, wie man Erträge mit kleinen, oder riesigen Windanlagen gleichermaßen optimieren kann.
Biologische Systeme produzieren dort Energie wo sie benötigt wird, also am Ort des Geschehens. Leitungssysteme wären viel zu Materialaufwendig. Materialverschwendung gibt es in der Natur nicht.
In der Realität gibt es viele Konstellationen/Örtlichkeiten in denen Windkraftanlagen eingesetzt werden wollen. Eine technische Lösung würde bei weitem nicht ausreichen.
So werden hier mehr die Bau-Konzeptions-Grundlagen bearbeitet und nicht spezielle perfekte ortsabhängige komplette Einzellösungen.
So ziemlich am Ende der Schrift werden mögliche Aufstellungsorte und Konzepte aufgelistet.
Zeichnungen und dazugehörige Beschreibungen erläutern diverse Bauarten (Zeichnungen Blatt A bis Blatt E)
Nachteil 2 / Sonnenkraftnutzung
Fakten sind, dass in nördlicheren Breiten der Wind zuverlässiger bläst, als das die Sonne zuverlässig scheint.
Optische Systeme sind materialaufwendig und teuer, und die Oberflächen müssen sauber gehalten werden. Durch viele Reinigungsprozesse (Sand, Staub usw.) sind die Systeme irgendwann zerkratzt und matt und liefern keine Energie mehr.
Dort wo Wind bläst und Staub/Sand zwangsläufig mitbringt, sind optische Systeme schnell zerstört (siehe Schleifwirkung). In der Wüste(viel Sonne) sind deshalb übliche optische Systeme am schlechtesten einzusetzen. Schutzsysteme für alle optischen Flächen bei Sandstürmen aufzubringen macht Strom teuer und wenig konkurrenzfähig.
Um Sonnenkraft wirklich gut nutzen zu können wird Windstille, Sauberkeit und lange hoher Sonnenstand benötigt. Derartige Orte sind praktisch nicht vorhanden (Ausnahme Weltraum). Systeme immer am Sonnenstand auszurichten ist aufwendig und praktisch nicht kostengünstig zu haben. Die Dritte Welt hat wenig von derartigen unbrauchbaren Hoch-Technologie-Konzepten. Einfache Sonnenkollektoren um Wasser zu erwärmen sind natürlich simpel mit schwarzen Folien und Rohren zu realisieren.
Einschätzung / Vergleich
Windkraftanlagen, wie sie hier beschrieben sind, machen der üblichen Photovoltaik von der Effektivität und Kosten den Gar aus, so jedenfalls Wissensstand zu diesem Zeitpunkt. Viele Probleme treten gar nicht auf, bzw. sind gar nicht vorhanden. Auch Öl, Kohle und Gas könnte kaum mithalten.
Das würde die Lösung des Energieproblems weltweit bedeuten. Besonders sturmgeplagte Länder können sehr viel Energie produzieren. Kernfusion und Atomkraft wird gänzlich überflüssig.
Ziel dieser Patentanmeldung
Dieses ist das Ziel dieser Patentanmeldung, Mittel aufzuzeigen, wie teure Anlagen (Rotoren, Windkraftanlagen) mit einfachen, preiswerten Optimierungssystemen in ihrer Effizienz verzigfacht werden können. Aber auch ein Beispiel für ein zigmal so effektives Windkraft-Schaufelsystem, sowie ein Ketten-Windkraft-Schaufelsystem anstelle des Repellers, oder Rotors wird beschrieben.
Grundlage Bionik / die Tropfenform
In der Natur gibt es viele strömungsoptimierte Systeme. Der Tropfen zeigt die optimale aerodynamische Ausgangsform, bei Geschwindigkeiten unter der Schallgeschwindigkeit.
Die Tropfenform ist aerodynamisch tatsächlich am günstigsten. Warum das so ist, lässt sich am leichtesten anhand eines herunterfallenden Wassertropfen erklären: Mit seiner dickeren, bauchigen Seite drückt der Tropfen zuerst die Luft auseinander. Diese strömt dann eng an der spitz zulaufenden Oberfläche des Tropfens entlang. Dadurch treten fast keine Ablösungen auf. Das bedeutet: Die Luftströmung verläuft eng an der Oberfläche des Tropfens und es treten nur sehr geringe Luftwiderstände auf. (Hier bewegt sich die Luft auch wieder nicht geradlinig.)
Allerdings hat die Tropfenform nur bis zur Schallgeschwindigkeit die windschnittigste Figur. Für Geschwindigkeiten von etwa 1000 Kilometern pro Stunde wird dagegen eine viel spitzer zulaufende Form benötigt. Das liegt daran, dass im Überschallbereich neue Luftströmungsphänomene auftreten. Hier bildet sich eine Art „Luft-Bugwelle“ vor einem breiten und massigen Körper. Deshalb muss bei diesem Tempo die aerodynamisch günstigste Form wesentlich spitzer zulaufen. (mit zunehmender Geschwindigkeit werden die Radien größer).
Darauf hat beispielsweise auch die Armee mit ihren Überschalljets reagiert. Sie haben den Luftwiderstand verringert, indem sie die Spitzen und die Flügelkanten ihrer Jagdflieger deutlich spitzer als bei herkömmlichen Flugzeugen anfertigen lassen. Doch damit sind die Forschungen im Bereich der Aerodynamik noch nicht abgeschlossen.
Hier muss man also von zwei Konstruktionsgrundlagen ausgehen. Unter- und Überschall-Konstruktion.
Bei diesem Forschungsgegenstand widmen wir uns hauptsächlich den Unterschall-Konzeptionen, die die Tropfenform favorisieren.
Sollten Windgeschwindigkeiten bei Sturm über der Überschallgeschwindigkeit zu erzielen sein, muss darauf ebenso konzeptionell reagiert werden.
Aber auch Pflanzen haben Know-how zu bieten.
Eine Blüte versucht durch die Blütenblätter, deren Anzahl und Form, Oberfläche, Biegung und Ausrichtung möglichst viel Pollen aus der Luft ins Zentrum der Blüte zu transportieren.
Sie verlässt sich nicht nur auf Insekten. Nicht nur um Insekten anzulocken sind die oft bunten Blütenblätter vorhanden.
Selbst die Blütenblätter sind oft aufwendig und fleischig, sowie aerodynamisch geformt, manchmal aber auch nur wie einfache längliche Schalen. Auch gebogene Blütenblätter sind wohl kein Zufall. Nach diesem Beispiel vieler Blüten, Blumen und Blätter sind einige Innovationen (siehe Zeichnungen) nachgebildet. Gebogene Konzeptionen für Blätter sind hier der Einfachheit (Schema) zuliebe nicht gezeigt worden. (Siehe Zeichnungen Blatt A und Blatt E). Dabei hat die Magnolie (Tulpenbaum) und deren Blätter viel Strömungstechnisches Know-how.
Das Fell von Tieren als Beispiel für effiziente Strömungsvernichter/Strömungssammler /Windfalle (Zeichnung Blatt 14 / Fig. 38, 39 und 40)
Pustet man einem fellbehaartes Tier von hinten gegen den Strich ins Fell richten sich die Haare auf. Man kann so das Tier sozusagen anschieben. Der Wind „verhackt“ sich in den Haaren. Gegen den Strich ist das Fell also alles andere als aerodynamisch. So wie Wind, der in ein Kornfeld streicht, seine kinetische Bewegungsenergie, in Bewegung der Halme umwandelt und verliert.
Es kann als „Schub-Segel“ dienen. Durch die vielen Haare wird der Strom in unzählige kleine Ströme geteilt und gebrochen. Dieses ist ein natürliches Mittel Windenergie effizient und preiswert auszubeuten.
Pustet man mit dem Strich also von vorne auf das Fell legt sich das Fell strömungsoptimiert an und erzeugt keinen zusätzlichen Widerstand.
Diese beiden Effekte (in einem System) nutzen wir zum Sammeln der Windkraft bei speziellen Schaufeln (Zeichnung Blatt 14), die die Windenergie sozusagen einfangen, aber auch zum Anlegen dieser Schaufeln in Bewegungsrichtung (38).
Blatt 01 Zeichnungen
01 zeigt ein Wind-Strömungsbild mit Pfeilen. Es zeigt wie die Windsammel- Fokussier- Funktion des Halbrund-Systems (B) funktioniert. Durch die Sammelblätter (1) wird der Wind zu dem Repeller (2) geleitet und dabei auf die doppelte Ausgangsgeschwindigkeit gebracht. Selbst hinter dem Repeller, bzw. Rotor ist die Windkraft noch so stark, dass ein zweiter, oder dritter Repeller weitere Erträge bringt (nicht gezeichnet).
Erst wenn hinter der Anlage „40% Windstille“ herrscht wurde die ganze Windkraft (60%) durch das System effektiv aufgenommen. Das ist das Hauptziel jeder effizient funktionierenden Windkraftanlage. Von denen 1a sehr weit entfernt ist.
01a zeigt viele ungenutzte (3a) (siehe auch 01b dort aber genutzt) und nur eine kleine Wind-Nutzflächen (kreisförmig) (3) bei üblichen, schlecht konzipierten Windkraft-Anlagen. Dort wird die Windgeschwindigkeit nur einfach genutzt. Der Wind, links, rechts, oben und unten, der an der Anlage vorbeizieht kann nicht genutzt werden. Ergibt = teure Anlage und sehr wenig Ertrag. Dort sind Auch keine Windstrom-Optimierungssysteme zum Bündeln und Beschleunigen des Windes vorgesehen.
Selbst zwischen den drei Rotorblättem des Systems streicht der Wind gänzlich ungenutzt vorbei. Nur ein Bruchteil der Windenergie der Fläche (3) wird bei dieser (1a) Konstellation wirklich genutzt.
01b zeigt wie bei der gleich großen Windkraft-Anlage (Repeller, hier verdeckt) mindesten 10fach mehr Windfläche durch die Windsammel- Fokussier- Funktion gesammelt, fokussiert und genutzt wird.
Das wäre alleine durch diese Maßnahme ca. 8mal mehr Ertrag.
02 zeigt ein rundes Windsammel- Fokussier- System (später nur noch Rundes- (C) bzw. halbrundes (B) System genannt) von der Seite.
03 zeigt ein Rundes- System (C) von oben.
04 zeigt ein Rundes- System schräg von oben (perspektivisch), mit seinem, gitterförmigen mehrfach verstrebten, ebenfalls runden Käfig (4). Unten besitzt der Käfig eine Standfläche (6).
Hier wird die blütenähnliche Konzeption des System deutlich.
Warum kein üblicher Trichter, warum Sammelblätter (1)?
Den Windstrom durch einen üblichen zylindrischen, mehr oder weniger runden Trichter zu leiten und zu bündeln wäre wenig effizient. Schließlich ist ein Trichter kein strömungsoptimiertes System. Der Strom müsste durch ein Nadelöhr und würde gebremst anstelle beschleunigt. Der Strom würde außerhalb des Trichters, aber nicht im Trichter beschleunigt. Die Bündelung würde nicht realisiert werden können. (siehe auch Mantelturbine)
Abweichungen vom Grundkonzept
Einige Sammelblätter (1) können auch anders ausgerichtet sein, als gezeichnet. Das bedeutet, dass nicht immer die flachen Seiten zum Boden und in den Himmel weisen. Auch müssen die Spitzen (1e) (siehe Blatt 02 Zeichnungen) nicht immer genau ins Zentrum des Käfigs (4, bzw. 5) weisen. Somit haben die Sammelblätter Trichterwirkung ohne deren nachteilige Effekt. Ggf. ist es notwendig weiter hinter dem Käfig weitere Sammelblätter zu positionieren um den Strom in eine Richtung zu lenken.
Blatt 02 Zeichnungen
(Mehrstufenprinzip, die Zeichnungen Blatt 01 haben nur eine Stufe) Prinzipiell haben die dargestellten unterschiedlichen flächigen Elemente mehrere Aufgaben.

1. Sammeln und „Fangen“ des Windes (große flächige Elemente mit z.B. segelähnlichen Funktionen). Weiterleiten zu den nächsten Elementen.
2. Segmentieren des gefangenen Stromes in gebremsten Strom (nicht genutzt/viel Volumen) und beschleunigten Nutz-Strom (genutzt/wenig Volumen). Weiterleiten zu den nächsten Elementen, bzw. zu den Aggregaten(Rotoren) (siehe Zeichnungen Blatt 01).
3. (siehe.Zeichnungen Blatt 12) Weiter Beschleunigen des schon beschleunigten Nutz-Stromes. Wiederholtes Segmentieren des schon beschleunigten Nutz-Stromes in gebremsten Strom (nicht genutzt/wenig Volumen) und beschleunigten Strom (genutzt/geringes Volumen). Weiterleiten zu den nächsten Elementen.
4. Die Prozedur je nach Anforderungen wiederholen (zusätzliche Prozess-Stufen).
5. Zuleiten zum energieerzeugenden Aggregat.
6. Addieren mehrerer beschleunigter Nutz-Ströme zu einem.

5 bis 8d zeigt Sammelblätter die mehr oder weniger wie Blütenblätter gestaltet sind.
Mit der Spitze (1e) sind diese auf das Zentrum, Fokus der Wind-Anlage gerichtet (hier nicht gezeichnet).
05 zeigt ein spezielles aerodynamisch geformtes Sammelblätt (1) von der flächigen Seite, mit seinen Flächenbereichen (1f).
06 zeigt das Sammelblätt von oben. Es zeigt die zugrunde liegende strömungsoptimale Tropfenform / bzw. den tropfenförmigen Kern (1d).
07 zeigt das Sammelblätt schräg von der Seite (Perspektive).
08 zeigt das Sammelblätt von vome.
Das die Sammelblätter und deren Ausrichtung von besonderer Bedeutung sind, soll hier noch einmal erwähnt werden. Aber auch die Oberflächen die nicht glatt, sondern leicht rillig und huckelig sind steigern die Effizienz der Anlage. Die Sammelblätter sind hier hohl gestaltet.
Es ist sinnvoll bei großen Anlagen Ballon - und Zeppelinbautechniken zur Fertigung der Sammelblätter einzusetzen. Aber auch preiswerte segelähnliche Systeme sind vorgesehen.
08a zeigt ein sich verjüngendes Sammelblatt (1c), rechts der Befestigungsbereich zum Zentrum /Fokus gerichtet.
08b zeigt ein einfaches Sammelblatt (1b) als Meterware (Profil) lieferbar.
08c zeigt ein eher natürliches kompliziertes (Blütenblatt/Sammelblatt (1a), rechts der Befestigungsbereich zum Zentrum des Systems gerichtet.
8d zeigt ein Tropfenhalbschalen-Blatt (1d) mit Öffnung (1n)
Für die Gestaltung der Sammelblätter gibt es viele mehr, oder weniger gut geeignete Möglichkeiten. Nicht nur die Effizienz ist von Bedeutung, sondern auch die Optik. Schließlich sind die Systeme sichtbar und ggf. ordnet sich der Ertrag der Optik unter. Ein bisschen weniger Ertrag ist ggf. hinnehmbar. Gebogene Sammelblätter sind in keiner Zeichnung realisiert, aber auch vorgesehen.
8e zeigt ein Tropfen-viertel-schalen-Blatt, einmal ohne und einmal mit seitlichen Deckeln.
Aus Platzgründen ist es manchmal notwendig schmalere Elemente zu verwenden. Diese dienen nicht zum Sammeln/Fangen des Windes (siehe erste, bzw. zweite Stufe), sondern zum Weiterleiten und weiteren Beschleunigen. Das gilt auch für 8f.
8f zeigt ein Tropfenkurven Segment-(Blatt), einmal ohne und einmal mit seitlichen Deckeln.
Aus Platzgründen ist es manchmal notwendig schmalere Elemente zu verwenden.
Nachteilig ist es, dass der umgebende Wind in die segmentierte zu beschleunigende Strömung sozusagen verunreinigt und behindert. Die seitlichen Deckel verhindern diese ungewollte Einleitung. Auch das Einfließen von Regenwasser kann mit den Deckeln verhindert werden.
Blatt 03 Zeichnungen
09 zeigt eine sehr große runde Anlage. Ist ein Bau eines Käfigs (2) zu teuer und zu aufwendig reichen einfache Masten (7) und Seile (8) zum Positionieren der Sammelblätter (1). In diesem Falle können die Sammelblätter einfach wie Segel gestaltet sein (nicht gezeichnet).
10 zeigt ein Halbrundes- System (B) von oben. (siehe auch 16 und 17, Zeichnung Blatt-05 und Blatt-06).
11 zeigt ein Halbrundes- System von der Seite.
12 zeigt ein Halbrundes- System von vome (perspektivisch).
Blatt 04 Zeichnungen
13 zeigt wie sich die kleinen Systeme auf Bäumen relativ gut in die Landschaft integrieren lassen. Als wären es große Vogelnester, und nicht technische Objekte, verschwinden die Systeme in der Landschaft.
Wald/Park ca. jeder bis jeder 20igste große Baum wird genutzt. Der Wald als Energie-Kraftwerk. Dabei wird eine elastische Tragstelze für die Wind-Anlage dem Baum umgebunden. Der Baum wird dabei nicht beschädigt. Bei starkem Wind wird der Baum allerdings mehr belastet. Nur 100% gesunde Bäume werden genutzt. Elastische Halteseile können den Baum bei Starkwind/Sturm entlasten.
14 zeigt Beleuchtungs-Systeme, die wie Palmen an der Straße stehen. Auch hier, kombiniert mit richtigen Bäumen, sind die Systeme gut in das tägliche Leben zu integrieren, was normale Windkraftanlagen nicht von sich behaupten können.
Hier sind die Sammelblätter unterschiedlich groß gestaltet, um einen natürlicheren Eindruck zu vermitteln.
Durch das Sonnenlicht (Photovoltaikflächen) und Wind sammeln die Systeme Energie, die sie Nachts in Form von Licht (LEDs) wieder abgeben. Somit lassen sich überall autonome Lichter installieren. Sicherheit und Licht wird damit an jedem Ort finanzierbar. Unfälle aus Sichtmangel werden vermieden
Windkraft und Beleuchtung in einem / Straßenlaternen
Dabei können ganze Straßenzüge mit neuartigen Windkraft- LED-Latemen bestückt werden. Die LED-Systeme verbrauchen sowieso schon weniger Energie. Die Windanlagen, die oben auf den Laternen sind, liefern dann permanent Strom ins Netz, weil die LED's selber wenig Strom verbrauchen. Es produziert dann jede Straßenlaterne Strom im Überfluss anstatt ihn zu verbrauchen. Straßen auf dem Lande, die üblicherweise nicht mit Laternen versehen sind, werden dann beleuchtet und liefern dazu Strom 24Stunden am Tag ins Netz.
Es werden mehrere Effekte gleichzeitig erzielt. Streulicht nach oben wird durch die Windkraftanlagen abgehalten (siehe Lichtsmog). Unter der Windanlage ist dann die Beleuchtung angebracht.
15 zeigt ein mit vier Systemen bestücktes Hausdach und einen Baum mit einem System. Auch der Einsatz der Systeme auf Balkonen, oder Hauswandseiten oder Garten etc. ist vorgesehen. Auch hier sieht es eher nach Storchennestern aus, als nach Energie liefernden Systemen. Viele kleine Systeme lassen sich besser in die Optik das Landschaft integrieren. Ein großes System wäre negativ auffällig.
Blatt 05 Zeichnungen
16 zeigt das Runde-System (C) von nahem. Hier werden die Dimensionen deutlich. Der, bzw. die „kleinen“ Repeller (2) (Rotoren) sind im Focus (Zentrum) der Anlage untergebracht.
Den Wind verwirbelungsfrei zu dem(n) Repeller(n) zu leiten ist eine Aufgabe der Sammelblätter (1). Die Windgeschwindigkeit dabei zu vervielfachen ist eine weitere Aufgabe der Sammelblätter (1).
Hier ist auch sichtbar, dass die Sammelblätter (1) durch den Käfig (4) gehalten und ausgerichtet werden. Ggf. ist ein steuerbares Ausrichten der Sammelblätter (1) je nach Größe der Anlage sinnvoll. Bei großen runden Anlagen mit Fokussierung, bei denen der Wind aus jeder Richtung kommen kann, ist es nicht notwendig das gesamte System in den Wind zu drehen. Dort wird nur der Repeller, wie üblich in den Wind gedreht.
Zur Übersicht ist das System (02, 03 und 04) noch einmal von verschiedenen Ansichten gezeigt.
Blatt 06 Zeichnungen
zeigt noch mal 10, 11 und 12), sowie ein halbkreisförmiges Systeme 17.
17
Bei kleineren Anlagen mit Fokussierung wird das gesamte halbrunde- System (B) in den Wind gedreht (hier kein Drehpunkt-Schwenkbereich /Achse Gelenk gezeichnet). Weil der Wind nur aus einer Richtung kommt reicht prinzipiell immer eine halbkreisförmige Anlage, die sich samt Rotor in den Wind dreht.
Je nachdem wo der Drehpunkt angebracht ist, kann sich die Anlage automatisch in den Wind drehen, wenn dieses gewünscht wird. Ein steuerbares Ausrichten der Sammelblätter (1) ist bei kleinen Anlagen nicht vorgesehen. Der hier dargestellte Repeller ist für derartige Anlagen nicht optimal, weil der Wind in der Anlage nicht direkt von vome kommt.
Den geeigneten optimalen Repeller, bzw. Rotor zu konzipieren ist eine andere Aufgabe, die hier in den Zeichnungen vernachlässigt wurde. Zu diesem Bereich ist in den Zeichnungen Blatt 14 und 15 mehr beschrieben.
Grundsätzlich ist es ein Fehler den, oder die Repeller (Rotoren) direkt in den Fokus der Luftströme zu stellen. Es würden sonnst ganz andere Rotoren benötigt, weil die Windströme aus vielen Richtungen kommen. 26, 27 und 28 lösen das Problem besser und einfacher.
Blatt 07 Zeichnungen
18 zeigt eine Stufenpyramide von der Seite mit diversen Halbrund-Systemen (B).
19 zeigt die Stufenpyramide von oben mit diversen Halbrund-Systemen (B). Gut sichtbar sind die sternförmig angeordneten trichterförmig, zulaufenden Tropfentrichter-Wände (1j), die direkt auf die Anlage gerichtet sind und die den Wind schon vor der Anlage beschleunigen und zu den Systemen führen. Diese Wand (1j) kann aus Bäumen und Hecken bestehen. Somit verbirgt sich die Anlage dann teilweise hinter Bäumen und Hecken und erhält trotzdem mehr Effektivität und liefert mehr Ertrag.
Auch hier kann man prinzipiell mit einer halben Pyramide auskommen, weil der Wind aus einer Richtung zur Zeit kommt. Dann muss sich die halbe Pyramide aber ebenso in den Wind drehen lassen. Große Systeme (hier gezeigt) lassen sich nicht drehen, und müssen, da der Wind aus allen Richtungen kommen kann, rund gestaltet sein.
20 zeigt die Stufenpyramide schräg von Seite (perspektivisch) mit seinen diversen Halbrund-Systemen.
21 zeigt nur die Stufen- Pyramidenform ohne Systeme.
22 zeigt nur die Stufen- Pyramidenform mit seinen angeschrägten Flächen.
Einerseits integriert sich eine Pyramide ganz gut in die Landschaft, und sieht wie ein Berg aus der Feme aus, andererseits optimiert und beschleunigt die Pyramidenform die Windbewegung. Der Ertrag pro verbauter Fläche steigt auf ein Vielfaches. Somit lassen sich viele identische, serielle und preiswerte Halbrund-Systeme mit der Pyramide optimal positionieren.
Sicherlich sind Berge und Hügel als runde Pyramide umzufunktionieren.
Blatt 08 Zeichnungen
Grundlagen
Oben auf dem Deich ist mehr Wind, als unten am Sockel des Deiches. Ist den wenigsten Menschen wohl ernsthaft aufgefallen, ist aber ein Faktum. Natürlich nur wenn der Wind frontal auf die Stirnseite des Deiches trifft.
Herrscht eine Windrichtung an einem Ort vor, sind Deiche oder Ähnliches ein guter Standort für kleinere Windkraftanlagen.
23 und 24 zeigen Möglichkeiten Halbrund-Systeme in Reihe aufzustellen, und dabei in einen lang gestreckten, stufigen Hügel oder Deich zu integrieren. Das macht natürlich nur Sinn, wenn die Windrichtung hauptsächlich aus dieser Richtung (Pfeile ca. 150° 23) kommt.
23 zeigt den Stufen-Deich von oben, und die versetz angebrachten Halbrund-Systeme. Nur so hat jedes Halbrund-System unter sich eine freie Fläche, wo sich der Wind mittels der Deichschräge beschleunigen kann.
24 zeigt Halbrund-Systeme von der Seite, sowie ein Schnitt durch den Stufendeich mit seinen Terrassen. Durch den Deich, beziehungsweise seine Schräge wird einerseits die Windgeschwindigkeit verdoppelt, andererseits wird der Wind mehr oder weniger waagerecht ausgelenkt, wenn er auf die Halbrund-Systeme trifft. Durch die leicht schräge nach unten weisende Anordnung der Halbrund-Systeme wird deren Effizienz noch gesteigert.
Die Systeme einfach nur oben auf einem normalen, nicht stufigen Hochwasserschutzdeich aufzustellen zeigt die vielseitigen Einsatzorte für die Systeme (hier nicht zeichnerisch dargestellt). Auch für die Integration der Systeme in Hügel oder Berge steht prinzipiell nichts im Wege.
Blatt 09 Zeichnungen
25 zeigt Strömungsbarrieren (11), die den Wind an den schrägen Seiten der Pyramide trichterförmig zu den Systemen leiten. Durch diese Elemente wird der Wind weiter beschleunigt.
25a
Wahrscheinlicher ist, dass alleine die Stufenpyramide den Wind pro Pyramidenstufe weiter beschleunigt. Ggf. mach es mehr Sinn nur oben auf der Pyramide Systeme aufzustellen. Ggf. gilt auch dort was für das Haus (siehe Grundlagen) gilt. Ggf. reicht eine intelligent aufgestellte Anlage in der Höhe aus, um viele teure Anlagen weiter unten zu ersetzen.
Hiermit soll nur verdeutlicht werden, dass das Windkraft erzeugende System (Repeller oder Rotor) erst später Bedeutung hat. Fast wichtiger ist das Drumherum, also die Windstrom optimierenden Systeme der Anlage. Allerdings macht das Eine ohne das Andere keinen Sinn.
Blatt 10 Zeichnungen
26, 27 und 28 zeigt eine Optimierung der Anlage. Es wird somit möglich übliche Repeller und Rotoren (z.B. H-Rotoren) zu verwenden, auch wenn dieses eigentlich nicht sinnvoll ist. Die Repeller oder Rotoren sind nicht effektiv genug, um den Wind auszubeuten.
Damit die vielen kleinen, durch die Sammelblätter erzeugten Luftströme nicht aufeinander treffen und verwirbeln und dabei ihre Kraft gegenseitig eliminieren, teilt, bzw. verbindet der Windstromteiler/Windstromaddierer (10) die vielen kleinen Luftströme, die in dem Halbrund-System erzeugt werden in zwei große Ströme.
Besonders die Luftströme, die frontal auf den Windstromteiler/Windstromaddierer (10) treffen, werden durch ihn auch noch weiter beschleunigt. Diese geteilten beiden Luftströme werden durch die ausgefeilte aerodynamische Form (28b) des Windstromteiler/Windstromaddierer (10) aber gleich wieder miteinander verbunden. Der nun entstandene große sehr schnelle Luftstrom wird zu dem weiter hinten gelegenen Repeller (H-Rotor) (2) geführt. In die Windstromteiler/Windstromaddierer (10) können auch ein, oder mehrere Repeller, oder Rotoren integriert sein.
Wie schon erwähnt, ist es sinnvoll mehrere Repeller, oder Rotoren hintereinander ggf. versetz voneinander aufzustellen, um die Windkräfte aus dem Strom optimal zu nutzen. Es macht keinen Sinn eine großen Aufwand zu betreiben, um den Luftstrom zu beschleunigen, zu kanalisieren und zu komprimieren, aber nur durch einen Repeller(Rotor) ca. 10% der Windenergie zu Nutzen. Mehrere Repeller (Rotoren) können den betriebenen Aufwand optimaler nutzen, aber leider trotzdem zu schlecht, um hier wirklich voll zu überzeugen.
Der Luftstrom der von dem ersten Repeller kommt ist noch stark genug, um mindestens einen weiteren zu rechtfertigen. Somit wird die verbaute Fläche der Anlage optimal genutzt. In den Zeichnungen Blatt 1 bis 10 wurden Repeller der Anschaulichkeit halber gezeigt, weil jeder diese kennt. Diese sind wie schon erwähnt viel zu wenig effizient. Sie nutzen die verbrauchte Fläche schlecht.
Ggf. kommt aber auch wieder das alte Prinzip zum Einsatz (nicht zeichnerisch dargestellt). Hinter dem 1ten Repeller wird eine Barriere in den schon teilweise ausgebeuteten Luftstrom gestellt.
Wie schon erwähnt wird durch die Barriere (siehe Hauswand-Beispiel / Effekt 1) der Luftstrom an einigen Stellen auf das doppelte beschleunigt. An diesen Stellen wird dann der zweite Repeller(Rotor) gestellt.
Das hört sich zwar so an, also ob man dieses Prinzip immer wieder anwenden kann, um den
Luftstrom zu beschleunigen, Fakt ist aber, dass nur so viel Wind-Energie wie vorne in die Anlage rein geleitet wird auch wirklich zur Ausbeutung zur Verfügung steht. Es kommt nur darauf an diese Energie auch aus dem Luftstrom heraus zu bekommen. Das Rotoren und Repeller dazu alleine nicht geeignet sind, ist Gegenstand dieser Schrift.
29
Hier ist der Windstromteiler/Windstromaddierer (10) im Zentrum der Anlage gut zu sehen. Die aerodynamische ausgefeilte Form wurde nicht zeichnerisch dargestellt. In 28b ist eine Oberfläche, bzw. Profil gezeigt, welches für die Addierer (10) prinzipiell auch geeignet ist.
Blatt 11 Zeichnungen
30 und 31 zeigt ein in einem Gehäuse (13) untergebrachtes Windkraft-Schaufelrad. Nur ein Bereich des Rades (22c) wird dem, vorher durch das Optimierungssystem optimierten Strom, ausgesetzt. Dabei werden immer nur die drei Schaufeln (22a) flächig (22d) dem Strom entgegengestellt, die ihm direkt ausgesetzt sind.
Die Schaufeln, die nicht dem Strom ausgesetzt sind, werden in Drehrichtung (22e) des Rades ausgerichtet, um die Drehbewegung nicht durch unnötigen Widerstand zu bremsen.
32 zeigt die Schaufel (22e) und deren verwendetes Tropfenprofil.
Das in den Zeichnungen Blatt 11 gezeigte System ist ein Vorläufer. Die Zeichnungen Blatt 14 und 15 zeigen noch optimalere Konzeptionen. Sicherlich sind auch Tragflächenprofile einsetzbar.
Blatt 12 Zeichnungen
In den Zeichnungen Blatt 2 wurden schon Sammelblätter gezeigt, die die Aufgabe haben den Wind zu sammeln, zu beschleunigen und auf das eigentliche windkraftausbeutende System zu lenken.
Das Bündelungs- und Beschleunigungsprinzip
Beispiel Suppenkelle, bzw. Löffel (Wasser bündeln, bzw. beschleunigen)
Um einfacher verstehen zu können worum es geht, kann man das Beispiel anführen, das jeder kennt. Lässt man Wasser senkrecht auf den holen Löffel fließen, wird der Strahl diffus in alle Richtungen verteilt. Wird der Löffel etwas gekippt wird das Wasser in eine andere Richtung fächerig umgelenkt. Die Bündelung des Strahl ist mit der Löffelgeometrie nicht möglich.
Nimmt man nun die Tropfenhalbschale (ggf. Suppenkelle) und lässt das Wasser des Duschkopfes schräg auf den Anfang des breiten holen Bereiches fließen, wird der Strahl zum schmalen Bereich hin gebündelt, beschleunigt und umgelenkt.
Leider funktioniert der Vergleich mit Wasser nicht wirklich so wie mit Luft. Schließlich bleibt immer ein wenig Wasser in der Schale (siehe Schwerkraft) und bremst das nächste einfließende Wasser stark ab. Im schlechtesten Fall kommt gar kein Bündelungs-Beschleunigungs-Effekt zustande.
Man muss also den ganzen Versuch umdrehen, sodass das Wasser aus der Schale fließen kann. Man strahlt also das Wasser von unten gegen die hohle Tropfenhalbschale. Jetzt ist der Effekt vergleichlich mit der Luft. Luft ist der Schwerkraft „nicht“ ausgesetzt und deshalb viel besser mit Tropfenhalbschalengeometrien zu optimieren. Dabei ist es prinzipiell egal wie die Tropfenhalbschale selber ausgerichtet ist (siehe Gegensatz zu Flüssigkeiten). Allerdings darf die Tropfenhalbschale bei Regen nicht voll laufen.
Optimiert der Luftstrom ein Flüssigkeit zu einer Tropfenform, kann man mit der gegensätzlichen Tropfengeometrie, der Tropfenhalbschale die Luftströmung perfekt optimieren, also umlenken, beschleunigen, bündeln, also die Windstromfläche verkleinern, oder auch viele unterschiedliche kleine eingeleitete Strömungen zu einem schnellen Super-Strom addieren.
Mehrere dieser Tropfenhalbschalengeometrien kombiniert und winkelig zueinander angeordnet optimieren den Windstrom extrem und auf schlichte simple Art und weise.
Will man also einen Windstrom der Fläche 0,5km × 2km (Berg/Vulkan) zu 90% ausbeuten hätte man mit üblichen Rotorsystemen heute nicht die geringste Chance. Es werden also Systeme gebraucht die Strömungsvolumen in einen kompakten Strahl verkleinern.
33 zeigt Schematisch vereinfacht, wie prinzipiell vorgegangen wird, um derartig großflächige Ströme 0,5km × 2km² nutzbar zu machen. Der Löffel -Tropfenschalen Reflektor (1h) wird in den Berg (16) integriert. Dabei kann die Fläche direkt in den Berg (Hügel) geschlagen/gegraben werden. Das macht natürlich so nur Sinn, wenn der Ort eine Hauptwindrichtung (siehe kurze Pfeile) hat. Glatte Berg-Oberflächen sind erst einmal gar nicht für den Reflektor (1h) unbedingt notwendig bis sinnvoll.
Der 0,5km × 2km² breite Windstrom wird durch die erste Stufe schon auf ca. 20m Durchmesser optimiert.
In der nächsten Optimierungsstufe optimiert der Tropfenschalen Reflektor (1f) den Strom auf ca. 4m Durchmesser.
In der nächsten Optimierungsstufe optimiert der justierbare längliche Tropfenschalen Reflektor (1g) den Strom auf ca. 1m Durchmesser. Die gesamte Kraft, fast ohne Reibungsverluste (siehe keine Schwerkraft), des ursprünglich 0,5km × 2km² breite Stromes befindet sich jetzt in dem gebündelten, sehr schnellen 1m Durchmesser Super-Strom. Ggf. sind derartig krasse Strömungsverkleinerungen aber nicht möglich (siehe Magnolienblatt 3/3tel werden zu 1/3tel).
Kräfte wie bei einem kleinen Wirbelsturm werden in ihm nutzbar. Derartige Gewallten sind mit üblichen Repellem und Rotoren nicht ausbeutbar. Bei den Windgeschwindigkeiten des Superstromes verhält sich der Strom schon fast wie eine Flüssigkeit, weicht weniger stark um Objekte aus, und kann, wie bei Wasserkraftwerken üblich, ausgebeutet werden. Mit zunehmender Strahlgeschwindigkeit kommen ballistische Prinzipien ins Spiel.
Berge (Müllberge) und Erhebungen sind ideal zu Windkraftnutzung. Sicherlich sind auch Gebäude Hochhäuser, Wolkenkratzer perfekte Einsatzorte für derartige Konzepte. Allerdings sind glatte bestehende Hausflächen nicht optimal nutzbar, weil die Ströme geteilt werden und schlecht kontrollierbar sind. Alle Flächen eines neu konzipierten und geformten Gebäudes sind ideal nutzbar (siehe Zeichnungen Blatt 16)
Aber auch waagerechte Ebenen und Felder (siehe Zeichnung Blatt 13) sind gut nutzbar. Dort lassen sich die Anlagen gut verbergen.
34 zeigt den oberen Bereich des Schemas.
35 zeigt die schematisch vereinfachte Anlage von der Seite.
Blatt 13 Zeichnungen
37 zeigt eine mehrere km² große Ebene. Dort wird mittels der geschwungenen Tropfentrichter-Wand (1j) oder mit Bebauungen (21) (Bäumen und Büschen), ggf. berankte Gitter, Segel etc. der Wind in Richtung Windkraftanlage (C) geleitet und schon optimiert und beschleunigt. Die Höhe der flächigen Bebauung (21) entspricht ungefähr der eigentlichen Windkraftanlage. Das bedeutet, das die eigentliche Windkraftanlage von der Feme nicht immer direkt sichtbar ist. Die tiefer gelegenen Flächen(z.B. Acker) können ganz normal genutzt werden.
36 zeigt ein Windoptimierungssystem (zylindrisch) welches Wind, der aus allen Richtungen kommen kann, effektiv optimiert (siehe 33 und 34 das Prinzip).
Die schalenförmigen Tropfenschalen Reflektoren (1f) (hier nicht gut sichtbar), die in die Zylinderseitenflächen eingelassen sind, bündeln den Wind, teilen ihn in mehrer Ströme und leiten ihn weiter an die justierbaren, länglichen Tropfenschalen Reflektoren (1g). Dort weiter optimiert werden die vielen unterschiedlich schnellen, Ströme an die länglichen Windstromverbinder (1k) weitergeleitet und dort zu weniger Strömen addiert. In der letzten Stufe (hier nicht gezeigt) können die Ströme zu einem Super-Strom addiert werden. Dabei wird wieder das Tropfenhalbschalenprinzip, oder der Verwirbler / Rotierer (24) mit tropfenförmigen Erhöhungen (24b) (28b) verwendet. Nun kann der Superstrom (c) zum Ketten-Windkraft-Schaufelsystem (23) (40a und 40b) geleitet werden.
Die Konzeption kann auch schwebefähig, wie ein Zeppelin, über einem energieerzeugenden System positioniert werden (siehe auch Zeichnungen Blatt 15).
Blatt 14 Zeichnungen
Optimale Aggregate zur Windausbeute sollten eigentlich nicht Gegenstand dieser Schrift werden, es war aber notwendig Mittel aufzuzeigen, wie optimale Systeme aussehen können, die einen „Windstrahl“ ausbeuten können. Übliche Repeller und Rotoren waren ja nicht optimal einzusetzen, (Umsturzgefahr) bei extrem schnellen und kompakten Strömen. Bei wenig Wind funktionieren diese Rotoren gar nicht. Und wenn der Wind reicht, wird er zu Großteil zwischen den Rotorblättern ungenutzt hindurchgelassen.
Geht man davon aus, dass eine fallende Flüssigkeit einen Tropfen, als eine aerodynamische optimale Form bildet, kann man davon ausgehen, das der Wind eine Tropfengeometrie am besten umfließen kann. Es muss also auch eine Geometrie geben, die der Wind am ungünstigsten umfließen kann.
Zu jedem positiven Zustand gibt es auch ein Gegenteil.
Diese Zeichnungen beschäftigen sich mit dem Gegenteil von Aerodynamik.
Wie kann man Strömungen am besten bremsen, behindern, um ihnen dabei die Energie zu entziehen?
Wie sieht ein Körper/Oberfläche aus, damit diese(r) vom Wind am besten beschleunigt, geschoben und ggf. rotiert werden kann? Dabei soll möglichst kein Wind am Objekt abprallen und ungenutzt in diverse Richtungen strömen.
40 zeigt eine schnelle optimierte Luftströmung (a), die gegen die Innenseite eine Tropfenhalbschale, rückwärts herum eingeleitet wird. Dabei wird der vorher gebündelte optimierte Superstrom wieder entbündelt, verbreitert, gebremst und in sich selbst zurückreflektiert (b). Damit kommt es zu Auslöschungen der Energie, weil die selbe Luft mehrmals sozusagen eingeleitet, reflektiert wieder eingeleitet etc. wird. Die Windenergie treibt damit die Tropfenhalbschale, mit stehen gelassenem Bereich (d) optimal in die Windrichtung.
Dieser Schub-Effekt wir noch verstärkt durch die Diffuser (1e). Das sind in diesem Falle haarähnliche Strukturen, welche die eingeleitete Luft brechen und verwirbeln, also Chaos und Aufspaltung für den Strom bedeuten. Der vorher so aufwendig optimierte Strom wird in diesem Schritt genauso aufwendig eliminiert. Beispiele aus der Akustik (Lärmdämmung) sind in diesem Zusammenhang zu nennen. Hierdurch wird auch der entstehende Schall optimal eliminiert.
Das Ziel war es ja die möglichst gesamte geradlinige Windenergie, in zu nutzende Rotation/Schub zu überführen. Dabei sollten hinter dem System keine Windströmungen mehr geradlinig ausströmen.
Das Sieb-Prinzip
Die Halbschalen mit Löchern zu versehen ist eine weitere Optimierung, die hier nicht zeichnerisch dargestellt wurde. Wie schon beschrieben sucht sich Wind immer den einfachsten und schnellsten(direktesten) Weg, um ein Hindernis umströmen zu können.
Wind ist sozusagen nicht Dumm. Warum sollte er in ein Hindernis hineinströmen, und sich bremsen lassen, wenn er auch einfacher außen vorbei kann, um dabei nicht eliminiert, sondern beschleunigt zu werden (siehe das Wind-Beschleunigungsprinzip). Damit wären die dargestellten Systeme (Zeichnung) unbrauchbar.
Damit es dem Wind nicht so leicht gemacht wird, wird er zusätzlich sozusagen durch ein Netz geschickt. Dabei muss mehr als 50% der Flächen (Schale 1d) nicht mehr vorhanden sein. Ansonsten bildet der Wind ein Luftpolster und fließt außen beschleunigt und nicht gebremst vorbei.
Er nimmt dann nicht den Weg in, bzw. durch die Schale(Sieb). Ist mehr als 50% der Fläche nicht mehr vorhanden muss er das Objekt zwangsläufig durchströmen. Er kann kein Luftpolster mehr bilden. Es ist einfacher das Objekt zu durchströmen. Die Entstehende Reibung(Bremsen) ist genau was dort gewünscht ist. Die Windmolekühle erhalten mit möglichst viel Fläche Kontakt.
Wie viel Windenergie lässt sich maximal pro Schale entnehmen?
Das bedeutet zwangsläufig, dass sich ca. 51% der Windenergie mit nur einer Schale nicht nutzen lassen. Deshalb sind mehrere hintereinander (Kette und nicht Rad) angebracht. Bremst die erste Schale den Wind nicht, tut es die Nächste wieder um 50% usw.. Am Ende ist die zu erntende Windenergie in den Schalen, bzw. Kette (12) und dann in den Rädern, Achsen, Zahnrädern, Ketten und am Ende im stromerzeugenden Generator.
Siehe das Stromoptimierungs-Prinzip.... vordoppeln der Windgeschwindigkeit (1Stufe), weiteres Verdoppeln mit der 2. Stufe usw. usw.. Hier wird das Prinzip sozusagen rückwärts wieder aufgelöst. Bremsen 1. Stufe 50%, gebremsten Strom weiter um 50% bremsen usw... (siehe auch Betzsches Gesetzt, es sind Grenzen gesetzt).
Kühlrippen Prinzip (viel Oberflächen = viel Reibung)
Kühlrippen außen an den Halbschalen verbessern die Effizienz des Systeme weiter, weil damit auch die Oberflächen vergrößert werden. Die Rippen sind in Windrichtung ausgerichtet.
Beispiel Natur (Pusteblume/Löwenzahn)
Schaut man sich die Samen vieler Blumen an, kann man viel Know-how einfach nutzen.
Dort zeigt die Natur sozusagen kleine Fallschirme. Anstelle der Fläche(Schirm) sind dort haarige Strukturen angebracht. Diese Haare weisen konfus in unterschiedliche Richtungen.
Das sind die perfekten Lösungen um Wind abzubremsen. Die Teile (1e) können deshalb auch so konfus gestaltet werden. Auch außen an den Schalen können derartige Haarstrukturen angebracht sein.
Es wird damit versucht die Oberfläche auf die der Wind trifft bzw. die er um-, bzw. durchströmen muss zu vergrößern. Weiter werden die viele winzige Ströme erzeugt, und in unzählige Richtungen gebrochen.
Ist mit den Maßnahmen Tropfenhalbschale rückwärts, Sieb, Rippen, und konfuse Haare ist die Windenergie zu 60% auszubeuten?
Nach ersten Schätzungen ist nur 50% der Energie wirklich aus dem System zu höhlen. Durch Reibungen usw. gehen ca. 10% verloren.
38 zeigt ein Ketten-Windkraft-Schaufelsystem das mit zwei Kettensystemen arbeitet. Beide System-Achsen (17) bzw. Walzen (18) werden mit Ketten und Zahnrädern verbunden (hier nicht gezeichnet). Dann kann eine große Turbine die Kraft beider Ketten nutzen. Oder zwei kleine Generatoren werden mit jeweils einem Bandsystem verbunden.
Das Fellprinzip
Auf den Kettengliedern (12) sind die Tropfenschalen Blätter (1d), die ja die Schaufelfunktion haben, mit Gelenken (19) und Federn (hier nicht sichtbar) beweglich gehalten. Strömt der Strahl auf diese Schaufeln (1d) klappen diese aus und stellen den optimalen Widerstand für den Strom dar.
In Drehbewegung der Kette liegen die halben Tropfenhalbschalen (1d) stromlinienförmig an und erzeugen wenig Windwiderstand. Damit drehen sich die Ketten, angetrieben durch den starken Windstrahl.
Natürlich sind auch die Kettenglieder (12) selber noch zu optimieren (hier nicht gezeigt). In eine Richtung sind die dann stromlinienförmiger ausgebildet, als in die entgegengesetzte Richtung.
Im Prinzip ist diese das Fellprinzip. Gegen den Strich schlecht aerodynamisch, mit dem Strich optimal windschnittig.
Damit von vorne gesehen keine bis wenig Lücken zwischen den halben Tropfen (1d) entstehen, zwischen die der Wind ohne Widerstand schlüpfen könnte, sind die halben Tropfen (1d) der oberen und der unteren Kette versetz angebracht.
Preiswerte Vereinfachung durch das Fellprinzip
Der Ganze beschriebene Aufwand lässt sich mit dem Fellprinzip wohl einfacher, preiswerter und genauso effizient, ggf. sogar besser realisieren. Zu diesem Zweck werden dünne Stäbe auf der Kette (12) bzw. Kettengliedern (Textilband, Zahnriemen, etc.) Reihe für Reihe angebracht. Ohne den Winddruck liegen diese künstlichen „Haare“ an der Kette(Band) an.
Einerseits können die „Haare“ aus flexiblem biegsamen Gummi, oder Kunststoff, oder Federstahl sein, Andererseits sind bei großen Anlagen mit Federn und Achsen gelagerte Stäbe die bessere Wahl.
Es macht natürlich Sinn die Reihen mit den Haaren(Stäben) immer versetz anzubringen, um Lücken zwischen die der Wind schlüpfen könnte zu vermeiden.
Ggf. macht es Sinn die Haare (Stäbe) einseitig rau und anderseitig glatt zu gestallten. Dabei trifft der schnelle einströmende Wind auf raue löchrige Flächen, bei Drehbewegung der Kette werden aber nur glatte Flächen der Haare(Stäbe) der umgebenden Luft präsentiert. So werden Reibungsverluste in die entgegen gesetzte Einströmungsrichtung verhindert.
Im Prinzip wäre das so wie in der Zeichnung 38 nur mit einfach herzustellenden Haaren/Stäben anstelle der aufwendigen Tropfen-Halbschalen. Selbst komplett und konfus durchlöcherte Stäbe machen Sinn. Durch diese kann der Wind strömen.
Bartenprinzip (Wale)
So wie der Wal mit den Barten aus dem Meerwasser seine Nahrung Plankton heraus filtert, so kann man mit dem Bartenprinzip die Windenergie sozusagen herausfiltem.
Vorhandenes preiswertes Material nutzen (3te Weltkonzepte) / Improvisierte Mittel
Das man viele handelsübliche Gliederketten (Fahrrad, Motorrad usw.) nebeneinander verwenden kann sei hier noch erwähnt. Flache Bänder(12) kann man so preiswert improvisieren.
Derartige Ketten sind auch leicht abzuändern, sodass die Haare/Stäbe darauf angebracht werden können. Natürlich sind auch übliche Zahnräder einzusetzen.
Als improvisierte Schaufeln kann man z.B. alte aufgeschnittene Dosen, oder alte aufgeschnittene Plastikflaschen nutzen.
Somit sind die aufwendigen, teuren Repeller, mit sozusagen improvisierten Mitteln in der 3. Welt einfach, billig zu ersetzen. Resultat, weniger Finanzeinsatz, bei zigfach mehr Ertrag, ergibt Erfolgskonzept.
Auch die Weiterverwendung von z.B. alten Auto-Lichtmaschinen als Generator ist gut möglich. Konzepte sollen auch in der 3. Welt funktionieren. Perfektionismus ist oft genug fehl am Platze.
Umweltschutz/ Material immer wieder verwenden
Teure, handgefertigte Rotorblätter (Laminate) werden überflüssig.
Ausrangierte Rotorblätter und gesamte Windkraftanlagen verursachen ein erhebliches Material-Umweltproblem und gehören deshalb schon ersetzt.
Ausgeleierte Stahlketten, Stahlstäbe/Haare, sowie Zug-, bzw. Druck-Federn demgegenüber können wieder eingeschmolzen, und das Material immer wieder verwendet werden.
Der Maschinenbau ist dem Rotorbau, (siehe so aufwendig und teuer wie Flugzeugbau), aus Kostengründen erheblich überlegen. Das hat besonders in der Dritten Welt besondere Bedeutung.
Mobilitätskonzepte
39 zeigt ein aufklappbares Schubsegel. Angebracht hinten auf neuartigen Fahrzeugen wird es von dem Wind optimal vorwärts geschoben. Klappt es zusammen wird der Schub verringert und das Fahrzeug wird langsamer. Damit sind auf einfachste weise Mobilitätskonzepte ohne Motor realisierbar.
Luftströmungskanäle und Segelfahrzeuge (keine Zeichnungen)
Aber auch Konzepte, mit oben offenen Luftströmungskanälen sind machbar. Fahrzeuge mit dieser Art Segel nutzen die Luftströmung im Kanal zur Fortbewegung. Alle 50 Meter wird der starke Luftstrom in den oben offenen Kanal eingeleitet. In jedem Kanal wird nur in eine Richtung gefahren. Die Fahrzeuge werden im Luftstrom angeschoben.
Mobilitätskonzepte (weitere Einsatzmöglichkeiten der Systeme) (keine Zeichnungen)
Nach dem Beispiel der Rohrpost ist es möglich den von den Anlagen erzeugten, starken schnellen Luftstrom so zu nutzen, dass in Röhren befindliche Fahrzeuge angetrieben werden. Somit ist kein Treibstoff oder Motor zur Fortbewegung notwendig. Der optimierte Windstrom wird dann über Rohre in die Fahr-Röhren eingeleitet.
Blatt 15 Zeichnungen
40a zeigt den zylindrischen, oberirdischen Bereich (D) und den unterirdischen Bereich (E) der Anlage. Anlagen die großteils unterirdisch untergebracht sind verschandeln nicht die Umwelt und das ggf. auftretende Lärmproblem wird zur Nebensächlichkeit minimiert. Das kleine kompakte Ketten-Windkraft-Schaufelsystem (23) wird hier gut sichtbar. Natürlich sind derartige Pyramiden gut in/auf Bergen und Hügeln unterzubringen.
40b zeigt die selbe Anlage (perspektivisch).
40c zeigt perspektivisch wie eine 5 stufige Großanlage (nur Teilbereich-Schema) aussieht.
Bei 40a und 40b werden nur 3 Stufen zur Beschleunigung und nicht 5 verwendet.
Dabei ist es schwierig eine 5 stufige Anlage so zu konstruieren, dass diese nicht zu tief und groß wird. Um die Außenflächen optimal zu nutzen, wurden hier die ersten Stufen (Tropfenhalbschale) verdreht abwechseln angebracht.
Blatt 16 Zeichnungen
41 bis 44 zeigen profilierte, oder vorbehandelte senkrechte Oberflächen. Das können in diesem speziellen Fall auch Gebäude sein.
Geht man davon aus das der Wind immer den kürzesten und unproblematischsten Weg nehmen will, um ein Hindernis zu umfließen, so kann man das Verhalten des Windes vorhersagen und ihm den eigenen Willen auferlegen. So nimmt er dann den Weg denn man will, und man kann vereinfacht die Windkräfte ausbeuten.
Am liebsten „will“ der Wind nun also ein Objekt von der Form eines Tropfens umströmen. Er lässt also die kurzfristige „Teilung/Unterbrechung“ des Stromes zu, es bleibt ihm auch nichts andres übrig. Findet er diese Tropfenform nicht vor (siehe Gedächtnis von Wind) so sucht er ähnliche Strukturen und Oberflächen, die er dann vereinfacht umströmen kann.
Die Tropfenhalbschale kann er zwar nicht optimal umfließen, aber diese Oberfläche kann ihn bündeln und beschleunigen. Dieses ist die weit bessere Alternative für den Wind. Sich in kleine Ströme zu teilen, die sich kurzfristig beschleunigen, um sich später wieder zu vereinigen ist die Natur des Windes.
Bei 41 befinden sich vor dem 6eckigen Gebäude Schilder/Segel (28), welche sehr vereinfacht die Tropfenhalbschalengeometrie zeigen. Der spitze Bereich des Schildes weist zum Gebäude. Der breite Bereiche des Schildes ist weiter vom Gebäude entfernt. So trifft der Wind auf eine leicht schräge Fläche und wird dadurch schon nach unten genötigt zu fließen. Unter dem Gebäude kann der Wind nun genutzt werden.
Das ganze kann man wie in 43 auch umdrehen. Dort wird der Wind oben auf dem Gebäude genutzt. Dort ist die sehr vereinfachte Tropfenhalbschalengeometrie (27) in die Fassade des Gebäudes integriert. Oben ist das Gebäude verjüngt (hier nicht sichtbar). Der Wind triff damit auf eine leicht schräge Fläche und wird damit nach oben reflektiert‟.
Der transparente Folienschild (28) wirkt wie ein Schutz für das Gebäude. Einerseits wird das Gebäude nicht so schnell auskühlen, weil der Wind nicht direkt auf der Oberfläche des Gebäudes trifft, andererseits wird die Windenergie optimal genutzt. Beides sind Kostenvorteile.
Bei 42 wird der Wind genötigt, durch die Tropfenform-Erhöhung (29) einen Weg nach unten zu nehmen. Weiter ist das Gebäude nach unten verjüngt (siehe auch 41), also schmäler. Der Wind trifft also auch auf eine leicht schräge Fläche. Diese beiden Maßnahmen zwingen den Wind sich zu bündeln und sich nach unten leiten zu lassen.
Unter, bzw. oben auf dem Gebäude kommen dann die schon beschriebenen Weiterleit- oder Bündelungsmaßnahmen, bzw. die Ausbeutung des Windes zum Zuge.
Derartige vereinfachte Windfänger-Geometrien sind natürlich auch für Zeppeline oder Ballone interessant. Dann schwebt der Zeppelin(Blimp) über den eigentlichen schweren Weiterleit- oder Bündelungssystemen sowie den Aggregaten.
Das Tannenbaumprinzip (siehe auch Fig.47b / Zeichnungen Blatt 17)
Wie schütz sich eine Tanne vor Sturm?
Hier die Natur nur annähernd nachempfunden.
Durch die mit Absicht sehr unaerodynamisch gestalteten Oberflächen wird der Wind sozusagen in die Irre geführt. Die zugrunde liegende negative Tropfenform (31) in Verbindung mit der Aushöhlung (30) stellt sozusagen eine Teiltrichterform dar. Diese kann der Wind nur durch Bildung eines Luftkissens (wird in der Höhlung (30) gebildet), sowie nach oben Ausweichen bewältigen. Das seitliche Ausweichen wäre ein Umweg. So wird der angreifende Wind auf die optimale und schnellste Art vom Objekt weggeleitet (Schutzfunktion).
Auf dem Luftpolster wird der Wind optimal reibungsvermindert nach oben beschleunigt. Das Luftpolster selbst rotiert und wird ständig wieder neu aufgebaut. Das Ziel ist es ein Luftpolster zu bilden, welches eine Tropfengeometrie hat. Auf diesem tropfenförmigen Luftkissen wird der nachfolgende Strom optimal gelagert. Diese Reibungsminderung kann keine reale feste 3D-Oberfläche so optimal erzeugen. Die Bildung von stabilen tropfenförmigen Luftpolstern hat deshalb Priorität. Allerdings bildet der Wind oft schon mit simplen eckigen Geometrien diese instabilen Luftpolster (siehe 48m). Ein leichte seitliches anströmen der schlechten primitiven Geometrie verhindert die Bildung des stabilen Polsters und macht den zu lagernden Strom unkontrollierbar. 45 Die auftretenden Windkräfte sind unten stärker als oben: Damit wir die Tanne nicht so stark gebogen und belastet.
Durch die nach oben kleiner werdenden Stufen wird der Wind an die Spitze der Pyramide geleitet und Stufe für Stufe, Luftpolster für Luftpolster beschleunigt, gebündelt und hat dort die optimale nutzbare Struktur um die Wind-Ausbeutung, nach den schon beschriebenen Maßnahmen zu beginnen.
Ob sich Gebäude mit derartig schwieriger Geometrie bauen lassen ist unklar. Kleinere Strömungspyramiden oder Zeppeline(Blimps) oder Ballone sind aber sicherlich umsetzbar.
Hier gilt auch wieder, kommt der Wind abwechselnd aus allen Richtungen kann die große Pyramide rund sein (siehe Zeichnung). Die halbe Pyramide muss sich in den Wind drehen lassen und besitzt dann unten einen Drehpunkt.
Derartige Oberflächen kann man sicherlich auch für lang gestreckte Wände, Wälle, Lärmschutzwände usw. realisieren. Die aufwendige Luftpolsterbildung verhindert Schallentstehung und Lärm.
Luftpolster zu erzeugen, um sich damit Beschleunigung und Reibungsverminderungen des Stromes zu verschaffen, sind eigentlich das Gegenteil von üblicher Aerodynamik, erzeugen aber noch bessere Resultate.
Dieses ist ein Beispiel dafür, dass selbst auf den ersten Blick wenig aerodynamische Oberflächen und Objekte überaus strömungsoptimierend für den Luftstrom sein können. Dabei werden auch die Objekte und deren Oberfläche geschützt und geschont.
45b zeigt ein schematisch vereinfachte Zeichnung eines mehrteiligen energieerzeugenden Zeppelins (bzw. Blimp).
Schwebende Zeppeline (Blimps/Luftschiffe) als Windkraftanlage
In der Höhe herrschen bessere Windbedingungen, deshalb sind kleinere preiswertere, seriell zu fertigende Zeppeline eine gute Möglichkeit Strom mittels Wind zu produzieren.
Zwei in Reihe verbundene Zeppeline (ggf. lange Zeppelinkette), oder ähnliches (Blimp ohne stabilisierendes Metallgerüst) drehen sich automatisch in den Wind. Das Seil (48), ggf. mit Mast ermöglicht dieses. Das Seil dient auch als Kabel und leitet den produzierten Strom nach unten. Dabei dient der erste komplizierter geformte Zeppelin (43) zum Optimieren und Beschleunigen des Windstromes, und leitet diesen in Richtung des zweiten (47).
Die Vorderen Zeppeline erzeugen mit Absicht einen Windwiderstand. Erst dadurch, dass ein Bereich des Stromes abgebremst wird, wird eine beschleunigtes Ausweichstromverhalten kleiner Teilströme provoziert. Die beschleunigten und optimierten Teilströme werden zum Aggregat (46) geführt.
Der Zeppelin besteht aus mehreren Bereichen. Aus stromlinienförmiger Spitze (43), die tropfenförmig gestaltet ist, aus dem stufenförmigen Anströmungsbereich (44) mit seinen kreisförmig angeordneten Tropfenerhöhungen (45), und den damit erzeugten Strömungstälem, die am Ende des Zeppelins (45b) spitz zusammenlaufen. Dort wird der beschleunigte Strom zu dem Energieerzeugungs-Aggregat (46) hin fokussiert.
Prinzipiell können viele Konstruktionsmöglichkeiten (Pyramiden-Stufen / siehe 45c) angewendet werden, die schon beschrieben wurden, um den Windstrom zu beschleunigen, zu bündeln und zu optimieren, und dann erst zu dem Aggregat (46) zu leiten.
An einem Schiff befestig dienen die Anlagen auch als Zugsystem (Segel, Drachen) für Wasserstoff erzeugende Schiffe.
Der hintere Zeppelin (47) teilt sich die Trageaufgabe für das Aggregat mit dem vorderen Zeppelin. Durch die spezielle Formgebung der Zeppeline kann die Last des energieproduzierenden Systems in der Mitte gut gehalten werden. Natürlich kann man mit diesem Prinzip auch lange Ketten von Zeppelinen realisieren. Dabei muss aber zwischen den einzelnen Zeppelin-Einheiten genügend Platz gelassen werden.
45 kann prinzipiell auch als Zeppelin(Blimp) genutzt werden. Dann wird die Form um 90° bzw. gedreht (siehe Mehrstufenprinzip). Siehe auch 45c.
Nachteile/Vorteile
Hohe Wellen bedrohen grundsätzlich alle auf den Meeresoberflächen positionierten Windkraftanlagen. Diese Nachteile technisch Auszugleichen macht die Anlagen zu teuer, um optimal zu sein.
Das Positionieren auf der Meeresoberfläche ist bei schwimmenden Anlagen im tiefen Meer nur teuer und aufwendig zu realisieren, weil die Verankerungen schwer in der Tiefe zu setzen sind.
Dieser Problematik sind kleinere, schwebende Zeppeline nicht ausgesetzt, wenn sie in flacheren Gewässern, oder an der Küste angebracht und positioniert sind.
Je mehr Wind, desto ertragreicher sind die Systeme. Hohe Wellen sind bei diesen Konzeptionen gar kein Thema.
Diese schwebenden Systeme sind zusätzlich optimal mobil, und können fast überall schnell positioniert werden. Natürlich sind große Gewässer und Meere dafür ideal, weil diese Flächen nicht sichtbar sind für Normalsterbliche. Deshalb stellen diese Konzeptionen optisch vertretbare und tolerierbare Lösungen dar. Leider verteuern tiefe Meere technische Konzeptionen, und somit wird die Anzahl der möglichen Standorte eingeschränkt.
Schiffe die Wasserstoff produzieren
Um den auf hoher See produzierten Strom zum Land zu leiten bestehen wohl wenig Möglichkeiten. Die Kosten für Kabel wären wahrscheinlich zu hoch. Es wäre wirtschaftlicher ein Schiff zu verwenden, welche elektrische Energie in Wasserstoff verwandeln. Dieser Wasserstoff ist als perfekter Energiespeicher mit kleineren Transport-Schiffen zum Festland zu transportieren. Ob aus dem Wasserstoff wieder elektrische Energie wird, bleibt jedem überlassen.
Drachenprinzip
Zeppeline mit Tragflächen zu versehen (nicht gezeichnet) kann einen starken Auftrieb erzeugen, zumal das System wie ein Drachen an der Leine hängt. Mit dem Auftrieb kann der Zeppelin wie gewünscht in der Höhe positioniert werden. Es braucht kein Auftrieb durch warme Luft (Ballon) erzeugt werden. Auch ein Befüllen mit zusätzlichem Gas ist nicht notwendig, um ein Steigen zu ermöglichen. Zeppeline können auch als „Drachen-Zugsystem“ für das Wasserstoff produzierende Schiff dienen. Dabei werden die Zeppeline (Blimps ect.) am Schiff befestigt.
Blatt 17 Zeichnungen
46 zeigt am Beispiel mit dem Tropfenhalbschalen-Blatt (1d) mit Öffnung (1n) wie die Trichter- und Beschleunigungsfunktion des langsamen Windstromes (32) realisiert wird.
Hier wird schematisch dargestellt, wie die optimalen Wunschergebnisse (nur eine Stufe) aussehen könnten. Diese werden real nicht erreicht.
Die Länge eines Volumenabschnittes des Windstromes (32a) ergibt eine 150mal so lange optimierte Strömungsstrecke (32c), siehe Strecke (32d) aneinandergereiht.
Theoretisch ergäbe das die 150ig fache Beschleunigung des langsamen Windstromes (32).
Der ursprüngliche langsame Strom (32) würde so auf ein 150zistel seines ursprünglichen Durchmessers reduziert. Ein 150m Strom (Durchmesser) wird also auf 1,5m (Durchmesser) reduziert. Ein 10kmH Windchen würde so auf 1500kmH (Superstrom) beschleunigt.
Diese theoretischen, falschen Werte werden sich aber stark reduzieren, weil die Reibung in der Tropfenhalbschale, sowie die Bremsfunktion der langsamen umgebenden Luft im Ausströmungsbereiches (1n) dieses verhindern.
Der langsame einströmende Wind (32) wird durch das Tropfenhalbschalen-Blatt (1d) und seine Kurvenformgeometrie zu der Öffnung (1n) hin winkelig umgeleitet und fokussiert.
Durch das Tropfenhalbschalen-Blatt (1d), das sozusagen ein optimaler halber, also offener Trichter ist, wird dem Strom ermöglicht einen Luftdruckausgleich vornehmen zu können. Das wäre bei einem geschlossenen, üblichen Trichter und einer geraden Einleitung des Stromes (32) nicht möglich.
Durch die Größe der Öffnung (1n) wird vorgegeben, wie der Strom später aussehen soll. Will man eine größere Öffnung (breiteren Strom) wird die ideale Tropfenform einfach abgeschnitten und verkürzt, wodurch sich die Öffnung automatisch vergrößert.
Durch die Öffnungsgröße (1n) und deren Geometrie und die Kombination mit der Tropfenhalbschalengeometrie (Länge, Breite, Tiefe, ggf. auch Biegung) wird die Optimierung des Stromes entscheidend mit beeinflusst (Siehe Magnolienblatt als Vorbild).
Bei schneller einströmendem Wind werden ggf. längere und andere Tropfengeometrien benötigt, als bei langsam einströmendem Wind.
Den Strom in einer Stufe so weit optimieren zu können, wie gewünscht wird ist eher unwahrscheinlich. Deshalb sind mehrere Stufen zur Optimierung des Stromes vorgesehen.
Auch die inneren Oberflächen der Tropfenhalbschale und die spezielle Gestaltung (hier beides nicht sichtbar) des Öffnung (1n) werden die Ergebnisse verbessert. Somit gibt es eine ganze Reihe von Parametern, die aufeinander abgestimmt und kombiniert werden müssen.
Über die Kombination und Addition von mehreren Strömen, und der damit verbundenen Optimierungen wurde schon berichtet (siehe Fakten/Lösungsansätze/Sepparierungen und Additionen).
Die besondere Kunst ist es, innerhalb der Schale (1d) kleine rotierende Luftkissen (nicht dargestellt) zu erzeugen, auf denen die einströmende Luft reibungsvermindert gelagert und geleitet wird. Diesen Effekt wird mit der speziellen Oberfläche der Schale realisiert. Die einströmende Luft (32) erhält somit keinen Reibungskontakt mit der Schale (1d) und wird dadurch perfekt beschleunigt.
Allerdings reicht bei kleinen Anlagen auch die Bildung des Luftkissens aus, welche die Tropfenhalbschale automatisch produziert.
Ein Energiekraftwerk/Gebäude, in dem man wohnen kann
47b zeigt
wie die optimale Tropfengeometrie (v) in ein z.B. Gebäude integriert wird. Dabei entsteht etwas, das so ähnlich aussieht wie spezielle riesige Urwaldbäume (bzw. Seestemform).
Dabei müsste man sich fragen, ob ein sehr großer Baum eine derartige Form zur Standoptimierung entwickelt, oder ob die Form und die Oberfläche zusätzlich Windbelastungen verringern kann.
Diese spezielle Formgebung dient in diesem Beispiel dazu, sechs Trichterbereiche (w), bei der sechseckiger Geometrie des Gebäudes zu erzeugen.
Da der Wind nur aus einer Richtung zur Zeit kommt, werden immer drei Trichterbereiche durch den Wind angeströmt. Immer einer der drei Trichterbereiche optimiert den Strom am besten, weil er am frontalsten von dem Wind angeströmt wird. Es werden also drei Ströme zur Zeit erzeugt, von denen einer der Energiereichste und schnellste ist.
Die Trichterform leitet die Strömungen unter Bildung mehrerer rotierender Luftpolster zu Spitze und zu dem Energie erzeugenden System (A). In diesem Falle ist es ein schon beschriebenes Rundes-Windkraftsystem.
Dadurch, dass die Ströme sehr schnell beschleunigt werden (Luftpolsterprinzip), entsteht weniger Reibung und damit auch weniger Belastung für das Gebäude (siehe Baumbeispiel/Frage).
Im System (A) werden die ankommenden Ströme weiter beschleunigt und zu einem Strom addiert und am Schluss durch das Aggregat ausgebeutet.
Dieses ist ein weiteres Beispiel dafür, wie nützlich und sinnvoll es ist, nicht nur die Rotoren etc. zu verbessern, sondern die Gebäude; Umgebung mit in die Planung zu integrieren.
Die Optimierung der Wind-Strömung vor den Aggregaten ist wichtiger (siehe „Wind-Laserprinzip“).
Im besten Falle kann ein derartiges Gebäude seinen Energiebedarf selber decken, weil es auch in der Nacht profitabel arbeitet, wo bekanntlich weniger Strom verbraucht wird.
Noch besser ist es, wenn das Gebäude seine Errichtungskosten, durch die profitable Energieproduktion im Laufe seiner Existenz wieder hineinbringt.
Intelligentes Stromsparen durch z.B. LED Beleuchtungen, die keinen Lebensqualitätsverlust bedeuten sind eine weitere Möglichkeit dazu.
Da das Gebäude große Oberflächen hat, ist die Verwendung von Photovoltaikzellen natürlich auch vorgesehen um noch mehr Strom zu produzieren.
Somit entsteht ein Energiekraftwerk, in dem man ohne schlechtes Gewissen wohnen und arbeiten kann.
Das mehrere speziell geformte Gebäude intelligent angeordnet werden können, und damit ähnliche Effekte erzielt werden können, sei hier noch kurz erwähnt. Man gruppiert dann die einzelnen Gebäude stemähnlich zueinander. Somit kann man die schwierige Geometrie (siehe 47b) vereinfachen. Der Bau von z.B. vier, bis sechs gleichen Gebäuden dürfte wirtschaftlicher, technisch aber eher schlechter sein.
Sicherlich könnte die Konzeption auch anders aussehen. Mann stellt das System A auf den Boden und lässt den so, oder ähnlich geformten Ballon(Blimp) oder Zeppelin darüber schweben. Stabile Befestigungen Seile, oder Rahmen zum Halten des Zeppelins machen natürlich Sinn, um dem Wind etwas entgegensetzten zu können.
Ziel Selbstreproduktion / Natur als Vorbild / Windanlagen „reproduzieren“ sich selbst
Windenergie-Anlagen die durch die eigene Energieproduktion, die Schaffung weiterer Anlagen sozusagen zum Nulltarif ermöglichen, sind das Ziel. Nach dem Beispiel der Natur ist das ein großes wünschenswertes Ziel.
Beispiel: Durch den Betrieb einer Anlage(Ertrag) kann der Bau von zwei weiteren Anlagen finanziert und ermöglicht werden. Mit den 3 vorhandenen Anlagen können darauf 6 weitere Anlagen finanziert und produziert werden. Somit sorgt sozusagen die erste Anlage zu deren Vermehrung und „Arterhaltung“. Erst wenn Technologie soweit ist, kann sie sich als perfektioniert betrachten.
Das Feder-Kettenprinzip / Flugzeuge / Autos sämtliche Oberflächen optimieren
47c zeigt Strömungsverläufe bei unangeströmten und angeströmten Fedem(Oberflächen).
Es geht ja darum, Reibungsverluste durch spezielle Oberflächen zu minimieren, um optimal viel Strom produzieren zu können.
Natürlich sind derartige Prinzipien auch in der Luftfahrt/Autobau usw. relevant. Damit wird schlicht Treibstoff (Energie) eingespart. Man bedenke ....... Öl ist zu schade, um es zu verbrennen. Oberflächen (Gebäude-Statik) werden damit geschont.
Will man also schnelle Ströme mit mechanischen Mitteln erzeugen, unterliegen diese Luftströme auch den Gesetzen der Reibung. Allerdings viel weniger als Wasser, weil sie praktisch kein Gewicht haben.
Je schneller allerdings der Windstrom ist, desto mehr verhält er sich wie Wasser (siehe schnell ansteigender Windwiderstand bei Beschleunigung eines Fahrzeuges). Die Luft wird bei Beschleunigung dichter, hat aber dabei „kein“ Gewicht.
Der Bereich (f2) zeigt vier anliegende, nicht angeströmte, ruhende Federn (q2). Beim Losfliegen des Vogels, werden die angeströmten, belasteten Federn (q3) automatisch in eine Tropfen-Wellenform gebracht (f3).
Dabei bilden sich Ausfransungen, also sich hochstellende Bereiche (q4) der Federn (q3).
(Siehe dieses Verhalten bei einer Flüssigkeit, es bildet sich eine Tropfengeometrie). Das selbe Verhalten (siehe Tropfenerzeugung) zeigen die elastischen flexiblen Federn, die eben nicht bretthart am Vogel kleben dürfen (siehe Putzverhalten von flugfähigen Vögeln).
Durch diese Verformungen der Federn kann nun der Luftstrom seinen natürlichen gewünschten, optimalen Strömungsverlauf (r) unter Zuhilfenahme der entstandenen Luftpolster (r2) nehmen.
Im Bereich der Luftpolster (r2) rollt die Strömung sozusagen perfekt gelagert ab. Die entstehende Reibung wird somit reduziert, weil die Strömung nicht die ganze Federfläche reibend und bremsend umströmt. Dabei reduziert die erste Feder die Reibung für die Zweite, die Zweite für die Dritte usw..
Der Bereich (f5) zeigt die Tropfen-Verkettungen (s). Diesen Strömungsverlauf kann der Strom am besten und einfachsten folgen (siehe Äquivalent die Mäanderbildung bei Flüssen, Sinuswellen usw.).
Weitere Reibungsverminderungen entstehen durch die rauen rilligen Oberflächen der Federn (Federaufbau) selbst (siehe auch Lotuseffekt ähnlich). Bei Geschwindigkeit hat die Luft keine Zeit jede schräg gestellte Rille sozusagen präzise, flächig zu umströmen. Es bilden sich unzählige winzige sozusagen festklebende Luftpolster, auf denen die Luftströmung perfekt abrollen kann.
Somit steckt in einem Vogel, bzw. jeder einzelnen Feder ein in Jahrmillionen perfektioniertes Knowhow, welches man einfach durch Nachbauen der Natur nutzen kann.
Mann erzeugt also einfach schrägrillige, hügelige/wellige Oberflächen mit hoch stehenden Ausfransungen.
Schallreduktion / Lärm verhindern
Das durch Reibung schall entsteht weis jeder aus Erfahrung. Je mehr Reibung, desto mehr Schall entsteht. Das mit dem Feder-Prinzip nicht nur Reibung, sondern auch gleichzeitig Schall reduziert, bzw. vermieden wird, ist ein zusätzlicher und erfreulicher Nebeneffekt, (siehe auch schuppige Haihaut)
Parameter aktiv justieren, oder passiv justierbar machen
Welche Parameter sind änderbar?

1. Langsamer Wind (32) Einlenkwinkel auf die Tropfenhalbschale (1d) (ggf. änderbar / Justierung, aktiv oder passiv). Dabei wird natürlich die Tropfenhalbschale (1d) justiert, und damit der Windstrom.
2. Oberfläche (innen) der Tropfenhalbschale (1d) (Aktiv durch z.B. Aufpumpen).
3. Länge, Breite, Tiefe sowie ggf. die Biegung zur Längsachse der Tropfenhalbschale (1d). Ggf. aktiv und passiv änderbar.
4. Ggf. Abplattung der runden Tropfengeometrie (Flunderform)
5. Verformbarkeit der flexiblen Tropfenhalbschale (bei wenig Wind Form normal, bei viel Wind und Sturm aktives, oder passives Verändern der Form, und der Stabilität/Flexibilität.
6. Aktives, oder passives Verändern der Größe der Öffnung (1n) ggf. variabel (schwach Wind und Sturm)

Mit Aktiv ist gemeint, dass die Geometrie und Form der Tropfenhalbschale (1d) durch Einstellungsvorgänge (Motor, Spannen, Aufpumpen etc.) verändert wird. Mit Passiv ist gemeint, dass das ggf. flexible Material der Tropfenhalbschale (1d) bei starkem Wind sich selber verbiegt, verformt. Nach dem Beispiel eines Segels sind dann Justierungen möglich. Nach dem Beispiel eine Ballons sind durch Aufpumpen, oder Ablassen von Luft Justierungen einfach möglich.
Durch Kombinieren mehrerer aktiver Vorgänge sind dann Resultate zu optimieren, je nach Windverhältnissen und nach Wunschresultaten(Energie-Ertrag).
47 zeigt, Volumenverhältnisse. In einen Abschnitt (32a) des langsamen Stromes passen ca. 150 mal die Abschnitte des optimierten Stromes (32c). Das wäre ca. die Strecke (32d).
Begriff das Subsegel/ subsegeln (sub- lateinische Vorsilbe für unter-)
Optimiert man durch das Segeln, also einstellen des Segels, die Schiffsgeschwindigkeit, kann man durch Einstellen des „Subsegels“ die Geschwindigkeit und Eigenschaften des Windstromes beeinflussen. Des Begriff kann man also als „subsegeln“ bezeichnen (siehe Parameter justieren).
Zeichnungen Blatt 18
Die Zeichnungen beschäftigen sich mit Oberflächen und Anordnungen von Vertiefungen und Erhöhungen. Nötigt der Windstrom eine Flüssigkeit in die optimale Tropfenform, kann mit der Tropfenform auch der Wind optimal beeinflusst werden kann.
Bietet man dem Windstrom mehrere Objekte und Oberflächen an, so „bevorzugt“ der Wind die Objekte und Formen, in denen irgendwie die Tropenkurve vorkommt. Er würde also dem Tropfenkurvenverlauf einfacher und schneller folgen können als einer anderen Kurve/Kontur.
Eine Provokation eines Luftkissens durch eine extra ungünstige Formgebung ist ein anderes Konzept, das hier nicht berücksichtigt wurde (siehe 44 und 45).
Dieses Gedächtnis und Geist von Luftströmen, hat in der Mäanderbildung (Kurvenverlauf) von Flüssen seine Entsprechung.
Damit es nicht Zufall bleibt, wohin der Wind als Ausweichreaktion um ein Hindernis fließt (48g), kann die einfache Kerbe (40) als Minimallösung schon genügen. Allerdings nicht, wenn sich der Wind wenig dreht.
48a zeigt wie bei einer angeströmten, ungünstigen lang gestreckten Fläche (33d), mit Vertiefungen und Einkerbungen der breite, schlecht nutzbare Strom (34) in mehrere kleine nutzbare Ströme geteilt wird. Dabei entstehen präzise Positionen, an denen z.B. Repeller (Rotoren), oder ähnliches aufgestellt werden können. Dieses Kammprinzip hat dabei Bündelungs-, und gleichzeitig Optimierungsfunktionen.
Die Vertiefung besteht aus Tropfenkontur (48h (37)), aber auch eine Tropfenhalbschalen-Vertiefung (48c (38)). Dabei entsteht auch eine Vertiefung (48h (39)) an der Vorderfläche, in die der Strom genötigt wird zu fließen. Selbst leicht schräg an die Fläche (33d) anströmende Wind wird damit sozusagen eingefangen. Die abgerundete Kannte (48d (42)) verstärkt die Einströmungen in die Vertiefung.
Auch bei 48j werden gleiche Effekte erzeugt, nur mit positiven Tropfenerhöhungen (41).
Mit den Tropfenerhöhungen, und/oder mit den speziellen Vertiefungen/Rillen/Kanälen, deren Anordnung, deren Ausrichtung, deren Länge können mehrere Effekte erzielt werden. Einerseits soll die Positionierung der Wellen auf Flächen (sehr vereinfacht z.B. 48k) die Wind-Flächen-Reibung vermindern, andererseits können unterschiedlich schnelle Ströme, die auf die Wellenflächen geleitet, addiert und durchmischt werden (siehe Additionsproblematik von unterschiedlich schnellen Strömen).
48e zeigt wie der Wind sich teilt, die Tropfen umströmt, sich beschleunigt und sich wieder vereinigt. Dabei kommt es hinter dem Tropfen nicht zu Verwirbelungen, weil alle Teilströme gleich schnell sind. Treffen unterschiedlich schnelle Ströme aufeinander kommt es zu Verwirbelungen, die Windenergie ungünstig auslöscht.
Blatt 19 Zeichnungen
49a zeigt ein elastisches Tropfenhalbschalen-Segel (54), das mit Zylindern (50) (Hydraulik / Pneumatik) justiert und verformt wird. Dabei hält der Rahmen (53) (hier nur die längs ausgerichteten Gitterstäbe gezeichnet) die Zylinder und das Segel. Die Ausrichtung (Schrägstellen) der gesamten Einheit kann ebenso mit Hydraulik realisiert werden (nicht gezeichnet).
Mit den vielen Justierungsmöglichkeiten kann die Wirkung, die das Tropfenhalbschalen-Segel (54) auf den einströmenden Wind hat, präzise eingestellt werden. Wann und ob ein derartiger Aufwand überhaupt benötigt wird ist unklar. Derartiger Aufwand macht ggf. für spezielle Segel auf Booten und Schiffen Sinn, also an Stellen wo nur ein Tropfenhalbschalenelement verwendet werden soll, und nicht mehrere Stufen.
Weiter können auf den Zylindern flächige Elemente (Schuppen) positioniert sein, welche die Tropfenhalbschalegeometrie, wie Schuppen nachbilden. Auf das elastische Tropfenhalbschalen-Segel (54) kann dann ggf. auch verzichtet werden. Damit wird die Belastbarkeit es ggf. nicht so starken Tropfenhalbschalen-Segels verbessert.
49b zeigt ein netzartiges Justiersystem, welches aus diversen (Hydraulik / Pneumatik) Zylinderketten (51) besteht. Gelenke (52) realisieren die Verbindungen zwischen den Zylindern.
Durch Verlängem(Einstellen) der Zylinderlängen, werden die Verformungen des Tropfenhalbschalen-Segels (nicht gezeichnet) realisiert. Das gesamte System muss mindestens an zwei Punkten aufgehängt werden. Ein Rahmen wie in 49a gezeigt macht Sinn.
Aber auch Gitterkäfige und spannbare und aufwickelbare Seile, Kabelaufroller, Ösen und spezielle Seilführungen (Rollen) sind zum Justieren und Formverändem der Tropfenhalbschalen-Segel bestens und als preiswerte Alternative geeignet.
50a zeigt 8 Objekte von der Seite (Perspektive). Hier wurden die energieerzeugenden Aggregate nicht gezeichnet.
Seesterne und andere strömungsoptimierte natürliche Systeme
Das auf dem Meeresboden ähnliche Strömungsverhältnisse (Wasser-Strömungen) sind, wie vergleichlicht auf Land (Wind) ist leicht zu verstehen. Wind hat sozusagen kein Gewicht. Ebenso hat Wasser im Meer sozusagen kein Gewicht. Das Bedeutet, dass sich die Strömungen am Meeresboden ähnlich bis gleich, wie Windströme auf Land, verhalten.
Auch erwärmtes Wasser würde übrigens nach oben Steigen, genauso wie erwärmte Luft nach oben steigt.
Prinzipiell wollte ich Wasserkraftnutzung hier nicht behandeln, aber im Verlaufe der Arbeit haben sich Dinge ergeben, die interessant sind, und die einfach nicht zu ignorieren sind.
Unklar ist allerdings, ob sich mit den Wasserströmungen mehr Energieerträge erzeugen lassen. Vom Kostenstandpunkt sind die Wasserkraft-Systeme sicherlich etwas problematischer.
Anstelle von Luft, wie bei den schwebefähigen Konzepten, können die Systeme unter Wasser sicherlich Wasser verwenden. Damit sind die Überwasser-Konzepte, leicht in Unterwasser-Konzepte umzuwandeln. Wenig Luft könnte eine einfachen Auftrieb, und somit ein einfaches Ausrichten der Objekte realisieren. Man bedenke, dass die materialsparenden Konzepte, die Luft und Wasser als volumengebenden Materialien verwenden, hier einfach mehr überzeugen.
Das die Natur Seesterne und andere ähnliche Konzepte (Kleistorganismen, Kakteen, Quallen) so ähnlich wie in den Zeichnungen gestaltet hat ist kein Zufall der Natur. Schließlich will ein Seestern bei starken Strömungen nicht einfach weg geschoben werden. Die Formgebung drückt in mittels Wasserströmung energiesparend nach unten zum Boden: Ggf. kann er seine Form auch zur Tragfläche verformen und wird so von der Strömung getragen.
Aber auch seine Nahrung wird über die Strömung und seine Formgebung direkt zum Maul befördert. Somit erreicht die Formgebung genau dass, was wir bei Energieerzeugungssysteme wollen, nämlich die Konzentrierung und Bündelung, sowie Beschleunigung des Stromes zu einem Zentrum. Nach dem Beispiel sind Unterwasser-Gebäude und Städte realisierbar, die sich selber mit Strömungs-Energie versorgen.
Kunstobjekte als strömungsoptimierende Systeme / „nützliche Energiekunst“
Ob man die zeichnerisch dargestellten Objekte nun als Kunstobjekte verstehen will, oder nicht bleibt Geschmackssache. Das energieerzeugenden Systeme auch wie Kunstwerke aussehen können, macht die Angelegenheit auch für Künstler und Architekten interessant.
Kunstobjekte, die gleichzeitig Energie liefern, also zu der ästhetischen, noch eine praktische und profitable Seite mit einbringen, dürfte eine extrem spannende Angelegenheit sein. Somit werden hässliche, eckige Bauwerke und besonders Kunstobjekte, die einfach nicht den geringsten praktischen Sinn haben, in Zukunft anders betrachtet werden müssen.
50b zeigt 8 Objekte von oben. Hier wurden die energieerzeugenden Aggregate nicht gezeichnet. Die Sternform wird deutlich. Aber auch die Kuppelform mit den eingedrückten Bereichen (50a) werden sichtbar.
Bei den Zeichnungen 50a und 50b ergeben sich unterschiedliche Strömungseffekte. Dabei kann die Strömung seitlich, oder von oben anliegen. Dabei können einige Geometrien auch nur die Spitzen von Zeppelinen oder ähnlichem sein. Auch zum Addieren und zusammenführen unterschiedlich schneller Ströme werden derartige Geometrien eingesetzt.
Schutzfunktionen
Um große Anlagen vor extremen Stürmen zu schützen sind spezielle Maßnahmen notwendig.
Eine Möglichkeit besteht darin das große Element zum Windsammeln (z.B. große Tropfenhalbschale) zu verformen (siehe 49a und 49b).
Klappsysteme
Eine weitere Möglichkeit ist das Aufteilen der Fläche in mindestens zwei, vier oder mehr mit Scharnieren verbundenen Teilen (nicht gezeichnet). Bei Sturm werden diese Elemente auseinander geklappt. Schlitze entstehen, und der Wind kann dazwischen durchschlüpfen.
Auch die Optimierung des Stromes wird dabei verschlechtert.
Zapfenprinzip
Diese Möglichkeit sei nur der Vollständigkeit zu liebe kurz erwähnt.
Ein sehr großer Aufwand ist ggf. möglich, in dem die ganze Tropfenhalbschale sozusagen aus Stäben nachgeformt wird.
Jeder kennt das Prinzip (nicht gezeichnet).
Beispiel Kinderspiel/Designobjekt: Drückt man mit der Hand auf diese unzähligen Stäbe formt sich einerseits das Hand-Negativ, und andererseits das Hand-Positiv auf den Stäben ab.
Das Prinzip kann auch als Anwendung hier verwendet werden.
Dazu muss allerdings jeder Stab z.B. hydraulisch, oder pneumatisch bewegt werden, bis die Tropfenhalbschalenform erzeugt wurde.
Durch Verändern der Stabpositionen kann die Form und deren Wirkung der erzeugten Tropfenhalbschalenform verändert werden.
Derartige Systeme wären selbst bei 300kmH und mehr noch gut belastbar.
Weitere grundsätzliche Überlegungen
Kuppelbauten/ und Windschatten
Annähern runde, bzw. ovale, Gebäude(z.B. Kuppeln), also Gebäude mit mehr als 5 und 6 eckigen Grundflächen sind optimal, um auf ihnen Windkraftsysteme (bzw. Teile des System) zu positionieren. Dabei können die Oberflächen der z.B. Kuppel nach einem simplen Kerbenprinzip (siehe Zeichnungen Blatt 18) leicht eingedrückt werden. Der Wind fließt dann sicher nach oben zu Kuppelspitze und nicht am Gebäude vorbei.
Das bedeutet für alle derartig konzipierten Gebäude, dass unten am Haus im Windschatten des Gebäudes, mehr Windstille herrscht, weil der Wind durch die Kuppel nach oben geleitet wird. Das ergibt eine optimale Nutzbarkeit der Vorgartenflächen. Damit sind auch auskühlende Effekte des kalten Windes für das Gebäude zu minimieren, was Energie zum Heizen spart.
Windenergie-Systeme müssen sich harmonisch in die Umgebung einfügen
Systeme die die Landschaft und die Stadt verschandeln sind schwer durchsetzbar. Deshalb sind Konzepte die aus der Natur stammen unschlagbar. Drehende Rotorsysteme finden in Städten zu Recht keine Genehmigung.
Tarnfarben einsetzen
Ein System, welches vor einer roten Wand steht, sollte auch rot sein. Ein System, welches auf einem Baum steht, sollte grün und braun sein. So kann man das weiter fortführen.
Bei uns ist der Himmel meisten Grau und manchmal auch Blau, warum heute Windkraftanlagen meist weis sind bleibt ein Rätsel. Derartige Anlagen gehören getarnt mit grau-blauen Anstrichen versehen.
Zwei Fliegen mit einer Klappe
Solarenergie und Windenergie kombinieren
Die in alle Richtungen ausgerichteten Sammelblätter (1) (Blattl Zeichnung), aber auch andere Flächen der Windkraftanlagen(Gebäude) können flächig mit Photovoltaikzellen bestückt werden. Die unterschiedliche Ausrichtung stellt sicher, dass immer genügend Zellen optimal zur Sonne ausgerichtet sind, ohne diese ständig zu Sonne ausrichten zu müssen. Der Windstrom kühlt die Zellen effektiv und macht diese optimal einsatzfähig und effizient.
Schwarze, dunkelgrüne Sammelblätter /Tropfenhalbschalen/Oberflächen, können aber auch Sonnenwärme sammeln und zumindest Warmluft zum Heizen liefern.
Doppelnutzungen von Systemen sind effektiv. Die Landschaft einmal mit Sonnenkraftanlagen und dann auch noch mit Windanlagen zu verschandeln ist keine Lösung.
Windkraftanlagen die gleichzeitig optimal Sonnenkraft nutzen können sind unschlagbar.
Die Pyramidenform, bzw. die kugelige Blütenform sind unübertreffbar, weil sie große Flächen bereitstellen. Dabei ist es dann egal, von wo Wind/Sonne kommt. Immer gleich viel Fläche liegt im Wind/Sonne.
Konstruktionsgrundlagen
Leichtbau ist auch hier Thema. Materialsparen macht die Systeme preiswert. Leichte Systeme sind gut transportierbar. Auch das leichte Zusammenbauen der Systeme ist vereinfacht möglich.
Für den Bau des Käfigs stehen mehrere Möglichkeiten zu Verfügung (hier nicht alle gezeigt).
5er und 10er Teilungen sind optimal für den Käfig, aber auch für die Sammelblätter (siehe 5 Beine stehen sicher, siehe Bürostuhl).
Flexible Sammelblätter, die wie Segel funktionieren erhöhen die Wirkung der Anlage.
Konzepte, die die Systeme besonders bei Sturm einsetzbar machen sind gefragt. Bei zu viel Wind geben die Sammelblätter/Tropfenhalbschalen wie in der Natur nach, und werden dann nicht vom Wind zerstört. Dazu sind viele kleine, seriell herstellbare, stabile und teilelastische Systeme vorzuziehen. Große Systeme sind zu anfällig, zu teuer, schwer transportierbar und zu schwer aufzustellen.
Tarnung und Schutz
Ein Schutznetz (ggf. Tarnnetz) über, bzw. um die Systeme verhindert Beschädigung (Hagelschlag), sowie Vogelbrüten, grobe Verschmutzung usw.. Aber auch Vögel werden damit geschützt. Ein bisschen weniger Ertrag ist akzeptabel.
Kosten minimieren
Versetz am Käfig angebrachte Sammelblätter (siehe 10 und 12 und 03 und 04) sind vorzuziehen.
Viele kleine Systeme (Zellenprinzip) zu großen Anlagen zusammenzuschließen (siehe 18 bis 24) ist die bessere Alternative. Große Einzel-Anlagen verschandeln die Umwelt und sind zu teuer.
Die serielle Fertigung weniger unterschiedlicher kleiner bis mittleren Anlagen macht die Systeme preiswert, und damit den zu erzeugenden elektrischen Strom. Allerdings ist die Wartung vieler kleiner Anlagen ein Problem. Deshalb sind als Beispiel große Flugzeuge normalerweise wirtschaftlicher als kleine. Die Frage wann eine bestimmte Größenordnung vernünftig, bzw. wirtschaftlich ist, ist nicht ganz einfach.
Konstruktionsgrundlagen um die Systeme sehr preiswert zu machen
Einige weitere wichtige Konstruktionsgrundlagen, wie die Systeme sehr preiswert zu bauen und aufzustellen sind stehen nur in den Patentansprüchen.
Aufgeblasene Ballone
haben genau die Eigenschaften die benötigt werden, um fast alle Elemente der Anlage zu realisieren. Durch Steuern der Luftmenge in den Systemen können Elastizität aber auch aerodynamische Eigenschaften beeinflusst werden. Bei Sturm kann Luft abgelassen werden und die Systeme können sich durch mehr Elastizität sozusagen selber schützen, weil sie im Sturm nachgeben. Ggf. ist aber auch das Gegenteil sinnvoll (siehe Autoreifen). Bei mehr Zuladung wird der Reifendruck erhöht. Derartige Systeme können leicht transportiert, zusammengefaltet und vor Ort erst aufgeblasen und im Boden verankert werden. Damit werden die Anlagen mobil und flexibel.
Auch der Drachenbau und Leichtflugzeugbau, Flugzeugbau, Segelmacherei werden eingesetzt. Moderne Papierbautechniken, siehe Airbus Fußboden kommen zum Einsatz. Wabenartige Strukturen machen die Systeme(Teilbereiche) leicht, aber durchaus sehr stabil. Spannbare Segel und Masten sind die einfachste Optimierungsalternative für viele Bauelemente der hier beschriebenen Anlagen.
Wasserproblematik
Die Tropfenhalbschalen sind Schalen, können sich also bei ungünstiger Ausrichtung auch mit Regenwasser füllen. Das muss natürlich durch vernünftige Konzeption der Anlage verhindert werden.
Deshalb können in Nähe das Standfläche (6) (4) keine nach oben weisende Tropfenhalbschalen (1d) verwendet werden. Diese würden sonnst mit Wasser vollaufen.
Schwimmfähige Systeme
Diese Leichtbautechniken machen die Systeme schwimmfähig und prinzipiell auf Kanälen, Seen, Flüssen und Meeren einsatzfähig. Boots- und Schiffbautechniken wird ebenso in die Konstruktion integriert.
Fachgebiete und Zusammenarbeit
Hiermit wird deutlich, dass diese vielen Möglichkeiten, für spezielle Systeme, auch viele Fachgebiete betreffen. Die Zusammenarbeit vieler Fachabteilungen wird notwendig, um die diversen Systeme zu entwickeln und für alle Einsatzbedingungen einsatzfähig zu machen.
Lärmschutz
Durch strömungsoptimierte Systeme wird Lärm vermieden. Sämtliche Komponenten müssen also strömungsoptimiert (siehe z.B. Tropfenform/Tropfenhalbschale) sein, um Lärm zu verhindern. Dieses ist wohl das komplizierteste Detail dieser Anlagen. Strömungen sind schon kompliziert, diese aber in Verbindung mit Strömungs-Akustik, dann wird deutlich, dass die Anlagen nicht so banal sind, wie auf den ersten Blick ggf. gedacht wird.
Das Beispiel mit dem Mikrofon kennt jeder. Bläst der Wind nur schwach hört man nichts. Bläst der Wind mit 250kmH auf das Mikrofon wird es laut. Jede angeströmte Fläche erzeugt Schall, mal viel mal wenig. Wird die angeströmte Oberfläche und Geometrie schall-, und strömungsoptimiert wird der Schall gegen Null reduziert. (siehe Haihaut).
te-Welt-Tauglichkeit
Serienprodukt Fahrraddynamo nutzen
Oft sind Konstruktionen nur in 1te und 2te Weltländern herstellbar und verkaufbar. Die Konstrukteure wollen zeigen was sie können, und machen Dinge oft unnötig kompliziert und teuer. Technisch oft wenig schlechtere Alternativen, die aber machbar und besser finanzierbar sind, werden nicht berücksichtigt. Manchmal ist Perfektionismus ein Fehler.
Erst wenn Konzepte auch in 3te Weltländem funktionieren sind sie wirklich gelungen.
Es gibt leistungsstarke Fahrraddynamos (Lichtmaschine, Autobatterien), oder ähnliche Bauteile, welche ggf. bei kleinen Anlagen genutzt werden können, um simples LED-Licht zu produzieren.
Je nachdem wie Stark die Anlage ist, werden dann mehrere gleiche Dynamos eingesetzt. Bei Sturm zu schnell drehende und lärmende Rotoren(Repeller), Schaufelsysteme werden dann durch Zuschalten weiterer Dynamos soweit abgebremst, dass der Lärm sinkt und sich die Stromausbeute erhöht. Systeme die nur bei bestimmten Windverhältnissen Strom liefem können sind fehlkonstruiert. Systeme die bei Sturm zu schnell drehen und damit Vibrationen und Lärm erzeugen sind fehlkonstruiert.
Konstruktionsprinzip..... immer erst nutzen was schon vorhanden und brauchbar ist, erst wenn es nicht anders geht aus dem Vollen schöpfen.
Sparen von teuren Stromleitungen und Material
Strom sollte dort produziert werden wo er gebraucht wird., nämlich vor Ort, bei den Menschen, oder bei den Fabriken usw.. Windenergieanlagen müssen also ins tägliche Leben integriert werden. Hässliche Strommasten, bzw. lange Leitungen sind nicht mehr notwendig. Derartige Material- und Energieverschwendungen sind Relikte aus einem vergangenem Energieverschwendungs-Jahrhundert. Will man aber Vorhandenes nutzen, können die Masten als Sockel zum Aufstellen der neuen Windanlagen dienen.
Das Segelprinzip / optimierbare Boote und Schiffe
Lässt sich über das Segel ein Boot mit dem Wind antreiben. Kann man mit dem feststehenden Segel natürlich auch den Wind antreiben und beschleunigen.
So kommt man zu der Tropfenhalbschale als optimierte Segelform für Boote und Schiffe. Abgeleitet davon wird die Tropfenhalbschale als Optimierungsinstrument für unseren Wind (Wind-Laser) verwendet.
Einsatzorte Liste (ggf. nicht vollständig)
Kleinere Anlagen
Die Anzahl macht den Ertrag. Siehe am Beispiel der Photovoltaikzellen, dort macht auch der Verbund aus vielen Zellen die Wirtschaftlichkeit aus. Auch die serielle und preiswerte Herstellung ist damit realisierbar. Macht bei Windlasern und Rotoren nur Sinn, wenn wenig bis keine Wartung anfällt.
Im Prinzip kann jeder Stromproduzent werden, ganz gleich ob Mieter, Hausbesitzer oder Unternehmer.
Beispielstandorte für kleine Anlagen

• Einfamilienhaus(Mehrfamilienhaus, Gartenlaube, Schrebergarten, Garage)
• Balkon/Terrasse
• Garten (z.B. auf Rasen)
• auf einzelnen Gartenbäumen und großen Büschen
• Wald/Park
• Straßenlaternen
• Lärmschutzwall mittelgroße Anlagen
• Hochhausnutzung
• Hochwasserschutzdeich
• Türme/Schomsteine/alte Strommasten
• schwimmende Anlagen Kanäle (siehe nur Kanäle mit passender Windeinströmung nutzen / siehe vorherrschende Windrichtung)
• Schwebende Zeppeline (Blimp/Luftschiffe) als Windkraftanlage

Große Anlagen (Einzelanlagen und Windparks)

• brachliegende Felder
• genutzte aber stark gefährdete Felder (siehe Erosion - Wind - Wasser)
• schwimmende Großanlagen Meer(See, Fluss) (ersetzen hässliche Anlagen auf dem Land)
• Wüsten/Steppen
• Urwälder
• Berganlagen
• nicht zu nutzende Steilhänge
• Hügelanlagen
• Müllberganlagen

Jeder wird Stromproduzent/ Forschungsprojektziele
Erträge von mehreren tausend EURO pro Tag für gelieferten Strom sind möglich.
Hier wird Beispielhaft aufgezeigt, wie es derzeit aussieht, und wie es aussehen könnte.
Hier sind keine präzisen Berechnungen Grundlage des nachfolgenden Textes. Es soll nur zeigen, wie lukrativ die Angelegenheit sein kann, teilweise aber auch schon ist (siehe übliche Windkraftanlagen).
Präzise fundierte Zahlen zu liefern ist Gegenstand des Forschungsprojektes.
Energieproduktion der Öffentlichkeit zugänglich zu machen ist die übergeordnete Aufgabe.
Bezeichnungen und Teileliste (Dez. 2005)
Zeichnungen Blatt 01 bis 19
Sammelblätter (1) wie Blütenblätter mit der Spitze (1e) auf Zentrum/ Fokus gerichtet, mit tropfenförmigen Kern (1d) und Flächenbereichen (1f)

gebogenes Sammelblätt (1a) blütenblattähnlich
gebogenes Sammelblätt (1b) einfach als Profil
gebogenes Sammelblätt (1c) mit verjüngtem Bereich
Tropfenhalbschalen-Blatt (1d) ohne Öffnung (1p) und mit Diffuserelementen (1e)
Tropfenhalbschalen-Blatt (1d) mit Öffnung (1n)
Stehen gelassener Bereich (d) des Tropfenhalbschalen-Blatt (1d)
Einströmender Wind (a)
Restlicher reflektierter Wind (b)
Ausströmender Wind (c)
Tropfenhalbschalen Reflektor (1f)
Justierbarer, länglicher Tropfenhalbschalen Reflektor (1g)
Löffel -Tropfenhalbschalen Reflektor (1h)
Tropfentrichter-Wand (1j)
Windstromverbinder (1k)
Trichterbereich (1m)
Halbrund-System (B) Windkraftsystem
Rundes- System (A) Windkraftsystem
oberirdischen Bereich (D)
unterirdischen Bereich (E)
Repeller (2) (bzw. Rotor, oder H-Rotor)
Wind-Nutzflächen (kreisförmig) (3)
Ungenutzte Flächen (kreisförmig) (3a)
runder Käfig (4) für große Systeme
schwenkfähiger, halbrunder Käfig (5)
Schwenkbereich, Achse, Gelenk (5b) des Halbrund- Systems (B)
Standfläche (6) des Käfigs (4 bzw. 5)
Masten (7) und Seile (8)
Windstrombündler (9)
Windstromteiler, bzw. Windstromaddierer (10)
Strömungsbarrieren (11)
Kette mit Kettengliedern (12)
Gehäuse (13) für Windkraft-Schaufelrad (14) mit beweglichen steuerbaren einfachen Tropfen-Profil-Schaufeln (15)
Berg (16)
Achsen (17)
Walzenrad (18)
Gelenk mit Feder (19) für Tropfenschalen-Blatt (1d)
Pyramidenstufen (20)
Bebauung (21) (Bäume Hecken Büsche usw.)
Windkraft-Schaufelsystem (22) mit Schaufel (22a) (30 , 31)
Gehäuse (22b)
Rad (22c)
Schaufel (22a) quergestellt (22d)
Schaufel (22a) stromlinienförmig ausgerichtet zur Raddrehrichtung (22e)

Zeichnungen Blatt 01 bis 19

Ketten-Windkraft-Schaufelsystem (23)
Verwirbler / Rotierer (24) mit tropfenförmigen Erhöhungen (24b) (28b)
Optimierter Wind-Strom (25)
Wind (26)
Gebäudefassade mit Tropfenhalbschalengeometrie (27)
Schild (28)
Tropfenform-Erhöhung (29)
Aushöhlung (30)
negative Tropfenform (31)
langsamer Windstrom (32)
Volumenabschnitt des Windstromes (32a)
Länge (32c) des optimierten und beschleunigten Windstromes (32c) (ca.150 mal) Strecke (32d)
Hauswand (33)
oben (33a), rechts (33b) links (33c)
lang gestreckte Fläche (33d)
langsame Wind (34)
Luftkissen (35)
Tropfenkontur (37)
Tropfenhalbschalen-Vertiefung (38)
Vertiefung (39)
Kerbe (40)
positiven Tropfenerhöhungen (41)
abgerundete Kannte (48d (42))
Vorderer Zeppelin (43) mit Anströmungsbereich (44) und Tropfenerhöhungen (45) Fokussierbereich (45b)
Energieerzeugungs-Aggregat (46)
Hinterer Zeppelin (47)
Befestigungsseil (48)
Integrierte Tropfengeometrie (v)
Drei Trichterbereiche (w) bei sechseckiger Geometrie
Nicht angeströmte ruhende Feder (q2)
Angeströmte belastete Feder (q3)
Sich hochstellender Bereich (q4) der Feder (q3)
Optimaler Strömungsverlauf (r)
Luftpolster (r2)
Tropfen (s)
(50) Zylinder (Hydraulik Pneumatik)
(51) Zylinderketten
(52) Gelenkverbindung
(53) Rahmen-Gitterstäbe (Längsausrichtung)
(54) elastisches Tropfenhalbschalen-Segel

Zeichnungen Blatt 01 bis 19
Ende Bezeichnungen und Teileliste vom (Dez. 2005)
Bezeichnungen und Teileliste (Dez. 2006)
Zeichnungen Blatt A

Strömungsteilfläche (55)
gebogenen Verstrebungen (56a) lang
gebogenen Verstrebungen (56b) kurz
Schirmmast (57)
Rohr (58),
Mast (59)
Mastsockel (59b)
Stelzen (60)
Halteseile (61)
Verstrebungen (62)
Blütenblätter (63)
Spirale (64)
Ringelementen (65)
Sockel (66)

Zeichnungen Blatt B

Rahmenträger (67)
leicht konkav nach innen gewölbter Bereich (68),
leicht konvex nach außen gewölbter Bereich (69).
Canyonseitenleitflächen (70)
einfließende Strömung (71)
Tropfen (71b)
innerer schwererer Kern (72),
flexible federnde Elemente (73)
speziell geformte Abrollflächen (74)
obere Mastbereich (74b) ggf. mit Behältnis für Wasser Schallschutzgehäuse (75)
bürstenähnliche Elemente (76).

Zeichnungen Blatt C

Mega-Strömungsflächen (77)
Säulen (Türme) (78)
Zentrale große Basissäule (Turm) (79)
Trägerelemente (80, 81)
Mit Löchern (83) versehener Würfel (82)
im Zentrum befindlicher Würfel (82c),
am Rand befindlicher Würfel (82d),
Säulen (Türme) (83)
Schienensystem (83c) oder Magnetschwebesystem verkürzter Mast (83b)
Ringschienensystem (83d)
Grundgerüst (83e)
Lückenbereiche (84)
schwimmfähige Ponton (84a),
breiter Aushöhlungsbereich (84b)
schmaler Bereich (84c) oder auch eine Durchgangsbohrung

Zeichnungen Blatt D

Schaufeln (86) des Bandes (oder Kette) (87)
Einleittrichter (88)
Schlitz (89)
Verschlusselemente (90),
Achsen (91)
Walze, Laufrad (91b)
Auffangrinne (92).
halber Tropfen (92b)
kleiner konvexe Radius (R1)
großer konkave Radius (R2)
halber Tropfen (92c)
kleiner konkave Radius (R1)
großer konvexe Radius (R2)

Zeichnungen Blatt E

Steg (93)
wulstige Randbereiche des Magnolienblütenblattes (93b)
runde wulstige Seitenbereiche (93c)
Oberflächen des Magnolienblütenblattes (93d) in eine seesternähnliche Formgebung integriert Längsrippen (94
schlauchähnliches System (95)
Rahmen (96)
Querrippen (97)
Mehrere Längsrippen, bzw. ein solider Holm (98)
Seile mit tropfenähnlichen Perlen-Elementen (99).
Blütenblattgeometrie (100)
Löcher (101)
Löcher (101)
trichterähnlicher Auslass (102)

Zeichnungen Blatt F

Strömungsfläche (f01) (1. Stufe)
Reflexions-Strömungsfläche (f02) (1. Stufe)
Strömungsflächen (f03) (2. Stufe)
Reflexions-Strömungsfläche (f04) (2. Stufe)
Strömungsfläche (f05) (3. Stufe)
Reflexions-Strömungsfläche (f06) (3. Stufe)
konkave Brandungsbereich (K2)
konvexe Flächenbereich (K1)
Bandsystem (f07)
Einstellwinkel (W1)
Radius (R1 und R2)
Mittelpunkt (M)

Claims

Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage die schwachem und sehr starkem Wind, oder auch Meeresströmungen die Energie 24 Stunden am Tage, zum Zwecke der Energiegewinnung, entzieht und dabei natürliche Landschaften, Meeresböden, Gelände und Örtlichkeiten zum Wind-, Strömung-Sammeln und Einleiten, bzw. Beschleunigen des Windes(Stromes) nutzt, und/oder künstliche, von Menschen gemachte schon bestehende Örtlichkeiten, Bebauungen, Anpflanzungen, zum Wind-(Strömung-)-sammeln mit dem Trichterprinzip und Einleiten, bzw. Beschleunigen des Windes(Stromes) verwendet, wobei höher gelegene Plateaus (z.B. Dächer) als Sockel zum Aufstellen der Energieanlagen genutzt werden, und senkrechte und schräge Flächen von Örtlichkeiten genutzt werden, wobei der Wind (-Strom) durch die Flächen gesammelt und geleitet wird, und wallartige Örtlichkeiten, Canyons, Häuserzüge, Straßenschluchten, genutzt werden, um dem Wind(Strom) eine Richtung zu geben und ihn zu den Energieanlagen zu leiten, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel an unterschiedlichen Stellen der Anlage dem Strom(Strahl) eingeleitet werden, wobei sich die Partikelgröße, bzw. Partikelart nach der Windgeschwindigkeit, Strahlgeschwindigkeit und Temperatur, richtet, als Partikel Flüssigkeitströpfchen, Nebel, Sprühnebel, oder spezielle aerodynamisch geformte Kugeln, Bürstenkugeln, oder auch Sandkörnchen, Staub, Wollkugeln, Kunststoffkugeln oder ähnliches verwendet werden, bei Unterwasseranlagen auch Gasbläschen eingesetzt werden, die Partikel, bzw. Gasbläschen mit Schlauch-, und Rohrsystemen, Pumpen, speziellen Düsen, Ultraschallvernebler, oder auch in Kombination mit Förderbändern, Schaufelförderbändern zum Einsatzort befördert werden, dabei Flüssigkeiten als Reinigungsmittel, Schutzmittel, Eisschutz, Kühlmittel, Schmiermittel, und als Reibungsverminderungsmittel eingesetzt werden, die Partikel erzeugenden, oder Partikel einleitenden Systeme mit Auffangrinnen, Filtersystemen und Strömungsflächen zusammen einen Kreislauf ergeben, verdunstende Flüssigkeiten, durch in Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeiten ersetzt werden, dabei natürliche Niederschläge Regen, Nebel, Tau, Schnee, Gischt gezielt eingesetzt werden, wobei Sammelbehältnisse und trichterförmige Auffangschirme die Einleitungsmenge von natürlichen Niederschlägen erhöhen und sicherstellen, alle flächigen Anlagenbereiche mit Sammelrinnen zusammen als Sammelsysteme für Niederschläge und Partikel dienen, wobei die in den Luftstrom eingeleiteten speziellen Partikel, auf den Strömungsoberflächenbereichen der Anlage entlangreiben und auch gegeneinander reiben, und sich damit elektrostatisch aufladen, bei der nächsten Strömungsoberflächenkollision diese Elektrizität wieder abgeben wird und sich dieser Vorgang wiederholt, und diese freiwerdende Elektrizität mit metallenen Ableitungssystemen gesammelt und zu Nutzzwecken weitergeleitet wird, dabei alle Partikel am Ende der Prozedur aufgefangen werden, und dem Kreislauf von neuem zugeführt werden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Energie erzeugende Aggregate übliche Windrotoren (Repeller), oder neue effektivere panzerähnliche Doppel-Ketten-Systeme, oder Schaufelräder verwendet werden, ein oder zwei ringförmige Ketten(Bänder) Verwendung finden, wobei jeweils nach Beispiel des Fließbandes, oder des Panzers ein Band(Kette) über drehfähig gelagerte Rollen(Zahnräder) geleitet wird, an den Ketten(Bändern) diverse bewegliche Zapfen bzw. Schalen(Schaufeln), nach Beispiel des Schaufelrades angebracht sind, die Zapfen, bzw. Schalen(Schaufeln) sich bei anliegender Strömung, nach dem Fellprinzip, ausklappen, und bei nicht umströmt werden, an die Kette(Band) zurückklappen, und dann flächig an der Kette(Band) anliegen, dabei Zug-Federn, oder Elastizitätskräfte der elastischen, bzw. scharniergelagerten Zapfen, bzw. Schalen(Schaufeln) Verwendung finden, zwei gleiche Kettensysteme übereinander leicht schräg voneinander versetzt positioniert werden, so das die Zapfen, bzw. Schalen(Schaufeln) der einen Kette, immer versetzt mit den Zapfen bzw. Schalen(Schaufeln) der anderen Ketten reisverschlussähnlich nebeneinander positioniert werden, eine Achse der oberen Kette mit der anders herum drehenden anderen Achse der unteren Kette über Zahnräder, miteinander verbunden werden, eine der Achsen, bzw. deren Zahnrad mit dem eigentlichen energieerzeugenden Aggregat verbunden ist, wobei ein Gehäuse mit Lufteinlass-, bzw. auch Luftauslassöffnung verwendet wird, die Zapfen einfach aus zylindrischen, elastischen Material-Stäben bestehen, die an einem Ende am Band befestigt werden, die Zapfen aus zylindrischen Metallstäben bestehen, welche einseitig, flächig mit Kerben, Rauheiten, Höhlungen versehen sind, und mit Scharnieren und Federn elastisch an der Kette(Band) angebracht sind, die zylindrischen Metallstäbe(Zapfen) auch konfus durchlöchert sind (Metall-Kunststoffschaum), die Schalen(Schaufeln) eine Tropfenhalbschalengeometrie aufweisen, und durchlöchert sind, im hohlen Bereich der Schale mit unzähligen feinen Zapfen, oder flächigen Lamellen (Metall-Kunststoffschaum), versehen ist, wobei der schmale Tropfenbereich von der Kette(Band) wegweist, für die Kette(Bänder) übliche Konzepte Verwendung finden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dabei viele Details dieser Innovation in unterschiedlichen anderen Fachgebieten, z.B. Mobilitätskonzepten, Fahren, Fliegen, Schweben, Segeln, Architektur, Statik zu verwenden sind.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1 bis 3, wobei Reibungsverminderungen durch spezielle Oberflächen nach Art der Vogelfeder erzeugt werden, dabei eine sich ständig wiederholende Verkettung aus Wellenberg, Wellental und sich anschließende abgebrochenen, von der Oberfläche abstehende, Teilwellenberg, eingesetzt werden, und dabei zusätzlich feine Rillenkonturen in der gesamten Fläche vorgesehen sind, dabei alle Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe und statisch durch Luftströmung ungünstig belastete Objekte mit derartigen Oberflächen versehen werden, das sich mit dem Wind(Strom)-Optimierungssystem auch schnelle Luftströmungen in Röhren oder Kanälen(Halbröhren) erzeugen lassen, und sich damit ein motorloses Schubfahren(Segeln) erzeugen lässt, wobei schaufelähnliche aufklappbare Tropfenhalbschalen, oder ähnliche Schalen zum Segeln verwendet werden, wobei die Fahrgeschwindigkeit mit dem Aufklappen, bzw. Zusammenklappen der Schubsegel reguliert wird, bei Segelschiffen justierbare Tropfenhalbschalensegel Verwendung finden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass viele großflächigere Oberflächen der Anlage dunkel gehalten sind, wenn Sonnenwärme bei Tage mit dem Kollektorprinzip gesammelt wird, und dabei warme Luft, oder warmes Wasser erzeugt und weitergeleitet wird, und dabei Leitungssysteme eingesetzt werden, dabei auch ein nutzbarer Auftrieb der ballonähnlichen Systemen erzeugt wird, viele Oberflächen mit Photovoltaikzellen versehen werden, um zusätzlichen Strom bei Tage zu produzieren.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei blütenähnlichen Systemen, ein hochkant aufgestelltes, tragflächenähnliches Element zum Teilen, bzw. Verbinden mehrerer Teil-Ströme im Zentrum verwendet wird, und dieses Element mindestens einmal, oder mehrmals die Tropfenform integriert hat.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass viele identische Anlagen zum Zwecke der optimalen Nutzung versetzt zueinander auf erhöhten z.B. runden, oder mehreckigen Stufenpyramiden, angebracht sind, zwischen den einzelnen Anlagen genügend Platz gelassen wird, und unter jeder Anlage trichterförmige Strömungsbarrieren (Tropfenkurvenverlauf) auf den Schrägen der Pyramide, angebracht sind, aber auch Deiche, Stufendeiche, Pyramiden, oder ähnliches verwendet werden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren der Systeme Leichtbauprinzipien, Metall-Kunststoffschaum, Laminiertechniken, Materialschichtkombinationen, Dreiecksverstrebungen, Bespannungen, Spannsysteme, Spinnengewebematerialien, Papier/Karton/Kunststoff/Metall-Wabentechniken, Luftkammersysteme, Druckluft, Wasserkammer-Systeme (unter Wasser) und Ballonbautechniken, Segelmachertechniken Verwendung finden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auch Flussströmungen zur Energieproduktion genutzt werden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie-Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Magneten in den kugelförmigen Partikeln, sowie im Bereich der Strömungsflächen angebracht sind, die Polung der Magneten identisch ist, sodass eine Abstoßung realisiert wird, und auch statische gleiche Aufladungen der kugelförmigen Partikeln, sowie der Strömungsflächen einen gleichen Effekt erzeugt, die Funktionseinrichtungen für Magneten und statische Aufladungen, bzw. Stromableitungen hauptsächlich im Symmetrieachsenbereich der Strömungsflächen angebracht sind, wodurch die Partikel nicht mehr mit den Strömungsflächen in Berührung kommen, um deren Beschleunigung im Strahl zu optimieren.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem bekannten Leichtbauschirmprinzip, das z.B. von Sonnenschirmen und Regenschirmen bekannt ist schnell belastbare seesternähnliche textile Strömungsfläche aufzuklappen ist, die Teilrohrgestänge (Blechbiegeelemente) des Schirms geschwungene Formen besitzen, sich vorteilhaft unterhalb der angeströmten textilen Strömungsfläche befinden, längere und kürzere Teilrohrgestänge (Drahtgestänge) verwendet werden, der zentrale Haltemast in einem im Boden verankerten Rohr einzustecken ist, danach die Enden der Teilrohrgestänge stabilisierend im Boden verankert werden, und zur weiteren Stabilisierung Spannseile verwendet werden, auch in Schlaufen und Ringkanäle der textilen Strömungsfläche biegsame Rohre zur Stabilisierung einzuschieben sind, wobei das Schirm-Sternsystem die untere 1. Stufe der Anlage darstellen, und auf den zentrale Haltemast von oben die weiteren Teile der Anlage aufzustecken sind, und sich diese Teile der Anlage, gelagert in dem Haltemast, automatisch in den Wind drehen, wobei auch nur halbe Schirme oder Teilsegmentschirme eingesetzt werden, wenn die Windrichtung primär nur aus einer Richtung kommt, oder ganze Sternsystemschirme eingesetzt werden, wenn die Windrichtung dreht.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie-Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem bekannten Zeltbau-, Drachenbauprinzip schnell mit Rohren ein Dreieckrahmen (Dreieckkäfig) zusammenzustecken ist, in diesem Dreieckrahmen die textile Strömungsfläche aufzuspannen und einzuhängen ist, die Strömungsfläche mit Seilen am Rahmen stabilisiert und in Form gebracht wird, auch in Schlaufen und Ringkanäle der textilen Strömungsfläche, biegsame Rohre zur Stabilisierung einzuschieben sind, wobei mehrere Dreieckkäfige mit den Strömungsflächen an einem im Bodenrohr eingesteckten zentralen Haltemast, mit der schmalen Seite des Dreieckkäfiges anzubringen sind, alle Käfige am Boden verankert werden, und auf den zentralen Haltemast von oben die weiteren Teile der Anlage aufzustecken sind, wobei das Zeltbau-, Drachenbausystem die untere große Stufe, der am Boden angebrachten Anlage darstellt, und sich die schwenkfähigen Teile der Anlage gelagert in dem Haltemast automatisch in den Wind drehen, wobei auch nur einzelne Dreieckrahmen, oder mehrere Dreieckrahmen eingesetzt werden, wenn die Windrichtung primär aus einer Richtung kommt, oder ganze Sternsysteme aus Dreieckrahmen zusammengesetzt werden, wenn die Windrichtung ständig dreht.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreieckkäfige einzeln, als paar, oder als Drilling zusammengesetzt schwenkbar an einem zentralen Schwenk-Haltemast angebracht werden, sich im Berührungsbereich der schmalen Dreieckkäfige die weiteren Anlagenteile (2. ggf. 3 Stufe und Bandsystem) befinden, wobei die Dreieckkäfige mit ihren Strömungsflächen die untere Stufe der Anlage darstellen, sich alle Teile der Anlage, gelagert an dem Schwenk-Haltemast, automatisch in den Wind drehen, wobei an einem Schwenk-Haltemast mehrere Schwenksysteme gleichausgerichtet, oder verkehrt herum, oder im rechten Winkel dazu schwenkbar anzubringen sind, dabei teilweise nur ein Schwenksystem mit einem stromerzeugenden Bandsystem versehen ist, die anderen Schwenksysteme nur die einfließende Strömung zu dem Bandsystem leiten.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit unzähligen Rohrstücken, bzw. mit unzähligen langgestreckten Stäben und unzähligen, mit Ausnehmungen versehenen Würfelelementen, Module zusammengesetzt werden, ein Modul eine Sechseckaußenform aufweist, und diese Waben-Module zu Säulen zusammengesetzt werden, aus den unterschiedlich langen, parallel zueinander ausgerichteten Säulen Volumenform-Geometrien erstellt werden, die Säulen untereinander an den Spitzen mit Verstrebungen, Netzknotenpunkten, verbunden werden, und auf die Verstrebungen und Netzschichten kachelähnliche Elemente, Glas, Fotozellen, oder Textil-, oder Folienflächen aufgebracht und befestigt werden, die erzeugten Oberflächen als Strömungsfläche dienen, wobei jede Säule mit einem Bodenfundament gestützt wird, aber auch ein großes, oder mehrere große Teilfundamente, für alle Säulen gleichzeitig, oder für eine Gruppe von Säulen verwendet wird, wobei das Fundament auch ein schwimmfähiger Ponton oder Schiffskörper ist, die stabilisierenden Netzschichten der Hülle aus mehreren unterschiedliche feinen, bzw. groben Lagen bestehen, wobei die untere, gröbste Netzschicht, nach dem Beispiel des Rad-Spinnennetz gestaltet ist, wobei strahlenförmig, von einem Strahlenzentrum, ausgehenden Haltefäden, sowie kreisförmig, bzw. mehreckige, um das Strahlenzentrum angeordnete Ringfäden verwendet werden, eine mittlere, mittelfeine Wabennetzschicht, sowie eine feine obere Wabennetzschicht eingesetzt wird, wobei jede einzelne Wabe der Netzschichten in sechs Dreiecke unterteilt ist, um eine zugbelastbare Struktur zu ergeben, wobei alle Elemente mit Zwischensetzen, oder Einbauen von federähnlichen sich verlängernden Elementen dehnfähig gestaltet werden, die Säulen nicht nur an der Spitze miteinander verbunden werden, um Stabilität und Schwingen und Aufschaukeln zu verhindern, hydraulische sich verlängernde teleskopartige Systeme an den Säulenspitzen die Hülle Spannen oder Verformen, um die Strömungswirkung zu beeinflussen, die Säulen bei großer Dimensionierung der Säulen perfekt als Gebäude dienen.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie-Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Druckerhöhung im Inneren der luft- und wasserdichten Hülle mehr Stabilität der Struktur erzeugt wird, wenn Kräfte von außen die Hülle übermäßig belasten, wobei Prinzipien zu Druckerzeugung des Ballonbaus, Zeppelin-Blimbbaues verwendet werden, die Seesternfomgebung aufgrund ihrer schrägen Flächen schon eine Schutzfunktion realisiert, weil Strömungskräfte nach oben wirkungsvoll abgeleitet werden, und die Hüllen-Systemteilbereiche, die nicht in der Strömung liegen, die anderen Hüllen-Systemteilbereiche stützen, wobei die verwendeten Netze punktuell auftretenden Kräfte auf die gesamte Netzstruktur verteilen, die miteinander verbundenen Säulen dieses Netzprinzip ebenso realisieren, wobei viel Volumen und viel flächige stabile Strömungsfläche durch die Sternbauart erzeugt wurde, die innere dreidimensionale Netzstruktur, die zweidimensionale Netzstruktur der Hülle stabilisiert, die zweidimensionale Netzstruktur der Hülle aber auch die dreidimensionale Netzstruktur im Innern stabilisiert, wobei aus dem Achterbahnbau viele Prinzipien bekannt sind die ebenso mitverwendet werden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem aus dem Bootsbau bekannten Bauprinzipien größere magnolienblattähnliche Geometrien erzeugt werden, wobei ein Kiel und diverse speziell geformte Spanten(Rippen), sowie entgegen dem Bootsbau, innen angebrachte, und innen belastete Planken, eine strömungsbelastbare Innenform ergeben, anstelle der Planken auch mit perlenähnlichen Elementen versehene gespannte Seile, bzw. Perlengeflechte verwendet werden, alternativ dazu auch spezielle Ketten verwendet werden, die oben mit einer flächigen Bespannung oder Geflechten versehen werden, sich die Perlen (Kettenglieder) bei Strömungsbelastung in die Bespannung hineindrücken und damit eine wellige, bzw. hügelige Strömungsoberfläche erzeugen, wobei der Kiel viel ausladender und stabiler als bei Booten gestaltet wurde, alle Bauteile mit Löchern und Ausnehmungen versehen wurden, um Material und Gewicht einzusparen, bzw. Verspannungen zu ermöglichen, die Spannten an den Enden gerundete kugelähnliche Bereiche besitzen, diese zum Spannen und Halten der Bespannung dienen, anstelle der Beplankung auch geflochtene Flächen eingesetzt werden, welche mit einer textilen Deckschicht versehen werden, wobei ebenfalls eine gewollte hügelige Oberfläche der Deckschicht erzeugt wird.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem dreieckigem Rahmen und in diesen Rahmen eingesetzte Rippen sowie Bespannungen jede gewünschte konkave Geometrie erzeugt wird, wobei die Oberflächen der Rippen Teilbereiche der konkaven Innenkontur abbilden, diese konkave Innenkontur erst durch die Bespannung vervollständigt wird, die Rippen längs oder quer im Rahmen eingefügt sind, Rahmen und Rippen mit Löchern, bzw. Ausnehmungen versehen sind, um Material und Gewicht einzusparen, zum Erzeugen einer strömungsrelevanten, wulstigen Rand-Formgebung, ein schlauchähnliches Teil vorgesehen ist, deren Formgebung weniger gut auch mit den Rippenkonturen zu erzeugen ist, quer zu den Rippen auch mit perlenähnlichen Elementen versehene gespannte Seile, verwendet werden, alternativ dazu auch spezielle Ketten verwendet werden, die oben mit einer flächigen Bespannung versehen sind, sich die Perlen (Kettenglieder) bei Strömungsbelastung in die Bespannung hineindrücken und damit eine wellige, bzw. hügelige Strömungsoberfläche erzeugen
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Gusstechnik oder Abformtechniken tropfenähnliche Hohlkörperbauteile erzeugt werden, wobei zwei spiegelsymmetrische Schalen-Teilhälften zu einem Hohlkörperbauteil zusammenzufügen sind, die Teilhälften mit Gelenken und Hydraulik auseinander und zusammenzudrücken sind, wobei mindestens ein Loch im Hohlkörper, als Strahleinlass vorgesehen ist, das sich verjüngende Tropfenende als Düse oder Düsenring und als Strahlauslass ausgebildet ist, die Innenflächen der Schalenhälften und des Strahlauslasses mit speziellen Oberflächen versehen sind, wobei Mantelturbinenprofile, und/oder konkave Blütenblattvertiefungen, und/oder Innenwendelungen im Strahlauslass vorgesehen sind, sowie schuppige, und/oder hügelige, und/oder Innenwendelungen in den Innenoberflächen im Kontaktbereich mit dem Strahl eingesetzt werden, wobei das Hohlkörperbauteil das Ende der mehrstufigen Strahloptimierung darstellt, und kurz vor dem Bandsystem zum Einsatz kommt, alternativ zu dem zweiteiligen spreizbaren Hohlkörperbauteil auch ein einteiliges Hohlkörperbauteil verwendet wird, welches mit Verschlussregulierungssystemen im Düsenauslass, und/oder Strahleinlass versehen ist, wobei auch Partikel- und/oder Fluid-Einleitungssysteme in diese Hohlkörperbauteile integriert sind, die Verschlussregulierungssysteme als beweglichen Klappen oder als Spannfuttersystem gestaltet sind.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem im Zentrum befindlichen Mast Strömungsflächen und ganze Windkraftanlagen mit Käfigen drehfähig gelagert werden, wobei der Mast, wie bei einem Segelschiff, oder Zelt mit Seilen gestützt wird, die Seile an den ringförmig um den Mast angeordnete Stelzen (Stützen) angebracht sind, wobei Mast und Stelzen (Stützen) so lang sind, dass die Strömungsflächen, bzw. die schwenkfähigen Bereiche der Windkraftanlage, in Entfernung über dem Boden automatisch in den Wind schwenken kann, wobei die Entfernung über dem Boden die Anlage vor Überschwemmungen und hohen Wellen schützt, die Stelzen untereinander mit Seilen und/oder Streben verbunden sind, wodurch die Querschnitte der Stelzen und des Mastes vorteilhaft zu verkleinern sind, wobei wiederum mehr Stabilität durch Biegsamkeit und Elastizität erzeugt wird, die Stelzen an Land auch Bäume sind, denen untere Astbereiche fast bis oben entfernt wurden, als Mast auch ein größerer längerer Zentrum-Baum verwendet wird, wobei Ringsysteme, bzw. Schienensysteme am Zentrum-Baum angebracht wurden, auf denen die gesamte Windkraftanlage rollbar in den Wind schwenkt, wobei die Stelzen und der Mast auch auf einem schwimmfähigen Ponton, oder Schiffskörper aufgestellt sind, beim Verzicht von Stelzen, und Verwendung eines kleineren, kürzeren im Zentrum befindlichen Mastes, kreisförmig angeordnete Schienen und Magnetschwebesysteme zum Halten und Führen der Strömungsflächen und der schwenkbaren Windkraftanlagenbereichen verwendet werden, und sich damit die Traglast auf den Mast stark reduziert, dabei auch Motoren, Windrichtungsmesser und Steuerungen zum Drehen der Anlage in die Windrichtung eingesetzt werden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen konkaven Strömungsflächen nach Beispiel des Ballonbaus (Fallschirmbaus) aus zugeschnittenen Stoffbahnen zur Grundform zusammengenäht wurden, spezielle Netze und Netzspannseile die belastbare Formgebung von außen Formstabilisieren, weitere dickere Halteseile wiederum das Netz von außen stabilisieren, wobei nach dem Beispiel des Drachens auch flexible gerade oder gebogenen Stäbe in die Schlaufen und Kanäle der textilen konkaven Strömungsflächen eingeschoben wurden, die ganze Strömungsfläche in einem Rahmen, bzw. Käfig aufgespannt und gehalten wird, der Käfig wiederum um einen Mast drehfähig in den Wind schwenkt.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gerundete abgeplattete Hügel, Berg, Vulkan, Schräghang oder Gebäudeschrägfläche zur Sternform oder konkaven Sternteilsegment umgeformt wird, dabei die vorhandene(n) modifizierte(n) Fläche(n) die erste große Stufe der Windkraftanlage darstellen, sich die eigentliche Anlage, also die 2. und weitere Stufen, sowie das drehfähige Bandsystem und Generator, sich auf diesem Bereich schwenkbar befindet.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Brandungsbereich von Wellen Aushöhlungen in massive Körper integriert werden, wobei die Aushöhlung unten breiter und tiefer ist als oben, eine Bohrung (Düse) in Richtung Himmel weist, diese Bohrung mit dem schmaleren Bereich der Höhlung verbunden ist, wobei brandende Wellen die Höhlung hineindrücken und dabei Wasserüberschuss durch den schmalen Bereich, bzw. Bohrung (Düse) treiben, dabei ein Strahl oder Sprühnebel erzeugt wird, dieser Strahl mit Energieanlagen auszubeuten ist, bzw. dieser Sprühnebel als Partikelquelle dient, der den Windstrom mit ballistischer Masse anreichert.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsflächen Magnolienblattform, bzw. sich verjüngende Abflussrinnenform (Suppenkellenform) besitzen, bzw. auch Teilsegmentform eines Seesterns haben, jede konkave Strömungsfläche, bzw. Strömungssegmentfläche aus mehreren miteinander verbundenen Teilflächen bestehen, wobei eine teils konkave, teils konvexe mittlere Teilfläche als Barriere dient, und dabei winkelig zu der Strömung steht, sowie zwei spiegelsymmetrischen, gegenüberliegenden Canyonflächen, welche sich an der mittleren Teilfläche anschließen, diese Canyonflächen sich vorne verjüngen, und verlaufend und gerundet mit der mittleren Teilfläche verbunden sind, die Canyonflächen jeweils seitlich gerundete, wulstige, oder schlauchartige Bereiche besitzen, wobei die wulstigen oder schlauchartigen Bereiche aus Kostengründen auch weggelassen werden, wobei die Teilsegmentform eines Seesterns aus halben Seesternarm, mittleren Bereich und weiterem anderen halben Seesternarm besteht, und der gesamte Seestern aus mehreren Teilsegmenten besteht.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein breiter Wasserfall mit einer Staumauer versehen wurde, eine speziell geformte, winkelig Richtung Schwerkraft weisende Abflussrinne, in der Mitte der Staumauer vorgesehen ist, die Staumauer und die Abflussrinne fließend geschwungen ineinander übergehen, wobei das Wasser verwirbelungsfrei und geordnet in diese Rinne strömt und beim Austreten aus der Rinne eine Strahlform besitzt, die Abflussrinne, bzw. Staumauer unterhalb mit einem Schaufelrad, bzw. langgestreckten Band-Schaufelsystem versehen ist, wobei der Wasserstrahl auf diese drehenden Systeme geleitet wird, und diese in Rotation versetzt, bei sehr breiten Wasserfällen auch mehrere Abflussrinnen verwendet werden, deren Wasserstrahlen auf ein, oder mehrere drehfähige Systeme gerichtet sind, wobei nach dem Stufenprinzip auch weitere kleine Strömungsflächen, bzw. Strahloptimierungsdüsen vorgesehen sind, welche den Strahl weiter vorteilhaft verkleinern und beschleunigen, und somit auch die drehfähigen Systeme verkleinern helfen, dabei spezielle wellige schuppige Oberflächen nach Haivorbild, der Staumauer und der Abflussrinnen vorgesehen sind.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der mehrstufigen Strahloptimierung nur ein einzelnes schmales Bandsystem, bzw. Kettensystem verwendet wird, wobei neben/über dem Band in Längsrichtung ein Rohr, bzw. langgestreckter Trichter angebracht wurde, dieses Hohlsystem einen durchgehenden Schlitz besitzt, am Band bzw. Kette dicht nebeneinander kürzere eckige Verschluss-Zapfen, als auch in Abständen voneinander, Haltezapfen verwendet werden, an den Haltezapfen kippfähige Klappen angebracht sind, sich die Klappen im Hohlsystem befinden, die Verschluss-Zapfen den Rohrschlitz verschließen, wobei die Klappen rund, bzw. ringförmig gestaltet sind, ein Tropfenprofil oder Tragflächenprofil und Abrundungen besitzen, wobei ein, mit Schlitz versehener Trichter, nach Beispiel der Mantelturbine, vor dem Hohlsystem im Bereich der Strahleinleitung positioniert wurde.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie-Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen, bzw. die Zapfen, die sich auf den Fließbändern befinden, das Tragflächenprofil, bzw. Tragflächenprofilteilbereiche besitzen, wobei der Auftrieb die Systeme bei anliegender Strahlströmung hochklappt, und die Sogwirkung der Tragflächenprofile, das Band in Drehbewegung bringt.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie-Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen aus spiralförmig aufgewickelten Netzen erzeugt werden, die Spiralwicklung mit Ringen stabilisiert wird, wobei die größeren Zwischenräume der Wicklungen mit Distanzbereichen der Ringe realisiert werden, die Zapfen an ihren Enden einseitig mit Deckel, und andererseits mit Gelenksystem versehen sind, wobei der dünne Stabkern der Zapfen, Ringe, Deckel und Gelenksystem verbindet, wobei durch die Verbindung, bzw. Verkettung aller Teile, trotz Leichtbauprinzip extreme Stabilität und Flexibilität erzeugt wird.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in teilweise in Richtung Schwerkraft weisendes Förderschaufelbandsystem, im Strom bzw. Strahl befindliche Partikel auffängt, deren Gewicht und Fallkraft und Geschwindigkeit Drehbewegung des Bandes erzeugt, und damit keine zusätzliche Antriebsenergie zum Befördern von gewichtigen Partikeln und Flüssigkeiten benötigt wird.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Partikel mitnutzende Anlagen ihre Funktionsstufen hintereinander von oben nach unten, und um 180° gedreht anordnen, wobei angeströmte Strömungsflächen zum Boden weisen, dabei Fallkräfte der Partikel Richtung Boden besser berücksichtigt werden, während die Partikel zusätzlich nicht mitnutzende Anlagen, ihre Funktionsstufen hintereinander von unten nach oben anordnen, wobei angeströmte Strömungsflächen meist zum Himmel weisen, und tendenziell primär nach oben ausweichende Strömung besser nach oben fließen kann, und diese beiden Varianten auch zu einer Kombinationsanlage kombiniert werden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Pontons-, oder Schiffen materialsparender Leichtbau, bzw. Unsinkbarkeit realisiert wird, wobei aus luftgefüllten Wabenzellen, bzw. aus luftgefüllten Wabenplatten, oder luftgefülltem Schaum, schwimmfähige Sockel-Fundamentsysteme aufgebaut werden, sich auf diesen Systemen die Windkraftanlagen befinden, die Pontons Waben-Sechseckform besitzen, weiter sechseckige, wenig voluminöse federnde und puffernde schwimmfähige Waben-Distanzelemente verwendet werden, die die Pontons mit ihren Windkraftanlagen mit Distanz voneinander positionieren und halten, mit vielen Pontons und vielen verbundenen Distanzelementen eine netzartige Oberfläche realisiert wird, welche Wellenbrecherfunktion besitz, wobei Küstenbereiche vor starken bzw. brechenden Wellen zu schützen sind, aber auch das ganze Netzsystem sich selbst durch die Wellenbrecherfunktion schützt, die Verbindung der Elemente zu Netzen Sturmstabilität jedes einzelnen Elementes erzeugt, weil sich das flächige Netzsystem nicht vom Wind umschmeißen lässt.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus geraden oder gebogenen Rohrstücken, die sich zusammenstecken lassen, die Käfige erzeugt werden, wobei die Strömungsflächen in den Käfigen aufgespannt werden.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass magnolienblattähnliche Strömungsflächen, sowie Stern-Teilsegmentflächen im Symmetrieachsenbereich geteilt werden, und damit aus zwei spiegelsymmetrischen Hälften zusammengesetzt werden, dabei in einer Lücke des Symmetrieachsenbereiches Fließbänder, bzw. Förderbänder oder drehfähige Ketten angebracht wurden, dabei die langgestreckten Systeme mit Förderschaufeln oder strömungsrelevanten Elementen versehen sind.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zischen den Seesternarmen (Canyonflächen) Bassins mit Wasser vorhanden sind, diese einerseits zum Sammeln von Regenwasser, deren Flüssigkeit auch zum Erzeugen von Partikeln genutzt wird, wobei Wärme die die Hülle, bzw. Oberflächen der schwarzen Strömungsflächen und die Fundamentfläche (ggf. Ponton) erzeugen, nach dem Sonnenkollektorprinzip in den Bassins gesammelt wird, wobei die Wärmeisolierung der Bassins mit Sorgfalt realisiert wurde, diese Wärme mit Wärmepumpen und Filtern zu Nutzzwecken optimiert wird, wobei die Bassins auch als Ballasttanks verwendet werden, um schwimmfähige Systeme zu stabilisieren und auszurichten.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwebfähigen Systeme als Zellen, als einzelnes Objekt, oder als Zellenverbund verwendet werden, dabei außen stabile, aber elastische Wabensechseckrahmen (Käfige) um die schwebfähigen Systeme angebracht sind, diese Käfige entweder direkt miteinander verbunden werden, oder auch Distanzrahmenkonstruktionen zwischengesetzt werden, wobei Lücken zwischen den schwebfähigen Systemen bleiben, diese Lücken Strömungen durchlassen, dabei dieser Zellenverbund stabiler und belastbarer ist, als ein vergleichlicht gleichgroßes geschlosseneres Einzelsystem, dabei Möglichkeiten der nachträglichen flexiblen Vergrößerung oder Verkleinerung des Zellenverbundes bleiben.
Mehrteilige Wind-, Meeresströmungsenergie -Extraktionsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, den Strahl(Strömung) optimierende Stufe, aus größerer(n) Strömungsfläche(n) und kleineren(r) Reflexionsströmungsfläche(n) besteht(en), und die angeströmten Flächen einer Stufe zueinander weisen, mindestens eine strahloptimierende Stufe verwendet wird, die erste(n) in Brandungsnähe befindliche(n) große(n) Strömungsfläche(n) mit speziellen Aushöhlungen, Bohrungen und Düsen versehen sind(ist), wobei durch brandende Wellen Sprühnebel erzeugt werden, und dem Windstrom automatisch beigemischt werden, und der Strahl zwischen den Strömungsflächen einen kurvigen Wellenverlauf nimmt, dabei alle Strömungsflächen, also alle Stufen bei windnutzenden Systemen nach oben verlaufen, dabei alle Strömungsflächen, also alle Stufen, bei wassernutzenden Systemen (Wasserfall) nach unten, der Schwerkraft folgend, verlaufen, dabei alle Strömungsflächen, also alle Stufen, bei wind-, wasser, und partikelnutzenden Systemen horizontal, oder nach unten verlaufen.