DE102007013885A1 - Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings - Google Patents
Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007013885A1 DE102007013885A1 DE102007013885A DE102007013885A DE102007013885A1 DE 102007013885 A1 DE102007013885 A1 DE 102007013885A1 DE 102007013885 A DE102007013885 A DE 102007013885A DE 102007013885 A DE102007013885 A DE 102007013885A DE 102007013885 A1 DE102007013885 A1 DE 102007013885A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wind
- rotor
- roof
- energy
- rotor blades
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 101100498160 Mus musculus Dach1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 210000002023 somite Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/34—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
- F03D3/0436—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor
- F03D3/0445—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor
- F03D3/0463—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor with converging inlets, i.e. the shield intercepting an area greater than the effective rotor area
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
- F05B2240/911—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an arrangement according to the preamble of Claim 1.
Erfindungsgemäß soll eine besonders effektive Ausnutzung der über Hausdächer strömenden Windenergie erreicht werden. Dazu werden erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgeschlagen.According to the invention, a achieved particularly effective utilization of flowing over rooftops wind energy become. For this purpose, the features of the claim according to the invention 1 proposed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.advantageous Embodiments of the invention can be found in the subclaims.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei denen die Windrotoren sich nicht schneller als die Windgeschwindigkeit drehen können, findet erfindungsgemäß eine Verdichtung der Windströmung statt, so dass die Rotoren auch erheblich schneller als die Windgeschwindigkeit rotieren. Ferner ist die dem Wind ausgesetzte Nutzfläche für die Drehung der Rotoren in der gewünschten Richtung erheblich größer als die schädliche Fläche der Rotoren, die einem Winddruck in der unerwünschten Richtung ausgesetzt sind. Da die Rotoren entsprechend Flugzeugflügeln gebaut sind, entsteht nicht nur eine Druckwirkung, sondern auch eine Sogwirkung des Windes, welche die relativ kleine schädliche Druckkraft auf den Flügeln ausgleicht. Auf diese Weise wird die Masse des Windes und nicht nur die Geschwindigkeit des Windes ausgenutzt.in the Contrary to the prior art, in which the wind rotors themselves can not turn faster than the wind speed finds According to the invention a compression the wind flow instead, so the rotors are also considerably faster than the wind speed rotate. Furthermore, the exposed to the wind surface for the rotation of the Rotors in the desired Direction considerably larger than the harmful ones area the rotors exposed to a wind pressure in the undesired direction are. Since the rotors are built according to aircraft wings, arises not only a pressure effect, but also a suction effect of the wind, which is the relatively small harmful one Pressure on the wings balances. In this way, the mass of the wind and not only the speed of the wind exploited.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und eines entsprechenden Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.in the Below, the invention with reference to drawings and a corresponding embodiment described in more detail. In all drawings, like reference numerals have the same meaning and therefore may only be explained once.
Die Vorteile des "Rooftop Generator" mit eigener Strom- und Wasserstofferzeugung vom Dach sind:
- – Energiebeschaffung durch Ausnutzung der Windenergie ohne die Landschaft zu verunstalten
- – Dachwindanlage, die unterhalb des Dachfirstes gebaut wird und somit eine nahezu durchgehende Energiegewinnung zur Folge hat
- – Durch Elektrolyse kann zusätzlich Wasserstoff gewonnen werden, um Autos anzutreiben
- – Die Windkraftanlage ist relativ leicht beherrschbar und wird durch den Handwerker in kurzer Zeit eingebaut und mit geringem Aufwand gewartet
- – Dieser DET Rooftop Generator ist bisher bekannten Systemen durch seinen Aufbau und seine Position weit überlegen, da der Wind an den Seiten und auf dem Dach deutlich schneller ist, eine Verdoppelung der Windgeschwindigkeit führt zum achtfachen Ertrag • Einspeisung ins Netz möglich
- - Energy procurement by exploiting wind energy without deface the landscape
- - Rooftop wind turbine, which is built below the roof ridge and thus has an almost continuous energy production result
- - By electrolysis, additional hydrogen can be obtained to drive cars
- - The wind turbine is relatively easy to control and is installed by the craftsman in a short time and maintained with little effort
- - This DET Rooftop generator is far superior to previously known systems due to its structure and position, as the wind is significantly faster on the sides and on the roof, doubling the wind speed leads to eight times the output • Feed into the grid possible
Der Entwicklung liegt das Problem zugrunde, eine Energiegewinnung zu schaffen, die die Windenergie ausnutzt, ohne die Landschaft zu verunstalten. Eine Lösung wird dadurch erreicht, dass eine Dachwindanlage, die vorzugsweise entlang und unterhalb des Dachfirstes montiert wird, mit dem Wind eine nahezu durchgehende Energiegewinnung bereitstellt. Diese gewonnene Energie kann für die D.E.T.® Wärmesysteme als Vollheizsystem eingesetzt werden. Im ganzen Jahr ist ausreichend Energie für die Warmwasseraufbereitung und Raumklimatisierung vorhanden.The development is based on the problem of creating an energy source that uses wind energy without destroying the landscape. A solution is achieved in that a roof wind turbine, which is preferably mounted along and below the roof ridge, provides a nearly continuous energy production with the wind. This energy can be used as a full heating system for the DET ® heating systems. There is sufficient energy throughout the year for hot water and air conditioning.
Durch Elektrolyse kann auch Wasserstoff aus Wasser, um ein Auto anzutreiben, gewonnen werden. Die Windkraftanlage ist von Handwerkern leicht beherrschbar und ist in kurzer Zeit eingebaut. Der nachträgliche Einbau der Dachwindkraftanlage ist in jedem Neigungsdach möglich.By Electrolysis can also use hydrogen from water to power a car be won. The wind turbine is light by craftsmen manageable and installed in a short time. The subsequent installation the roof wind turbine is possible in every tilt roof.
Diese Entwicklung in dem Sektor der Windenergie ist allen anderen bisherigen bekannten Systemen durch seinen spezifischen Aufbau überlegen, obwohl das Energiepotenzial auf den Dächern schon bekannt ist.These Development in the sector of wind energy is all other previous ones superior to known systems by its specific structure, though the energy potential on the roofs already known.
An der technischen Uni in Delft haben Wissenschaftler ebenfalls Windströmungen an Hochhäusern im Computer simuliert und Erstaunliches festgestellt: Der Wind wird an den Kanten des Hauses beschleunigt. Das heißt: An den Seiten und auf dem Dach ist der Wind deutlich schneller als vor dem Haus und eine Verdoppelung der Windgeschwindigkeit etwa führt zu einem achtfachen Energieertrag.At Scientists at the technical university in Delft also have wind currents skyscrapers Simulated in the computer and astonishing noted: The wind is Accelerated at the edges of the house. That means: on the sides and on the roof the wind is much faster than in front of the house and a doubling the wind speed leads about to an eightfold energy yield.
Jetzt
haben sie einen Prototypen eines kleinen Rotors entwickelt, mit
dem sie das bisher brachliegende Potential der Hochhäuser nutzen
wollen. Der aufrecht stehende Rotor versorgt zwar nur eine vierköpfige Familie
mit Strom, aber auf jedem Hochhausdach können mehrere Rotoren montiert
werden. Die Wissenschaftler sind überzeugt: Diese Rotoren können – mitten
in der Stadt – riesige
Mengen Strom erzeugen (siehe auch die
Wirkungsweise:Mode of action:
Die Entwicklung bezieht sich auf eine Windkraftanlage zur Energiegewinnung und Einbau in ein Dachfirst. Auf der windzugewandten Seite des Daches entsteht bei Wind ein Überdruck und auf der windabgewendeten Seite des Daches entsteht bei Wind ein Unterdruck. Verbindet man die beiden Dachseiten mit einem Windkanal, so findet in diesem Windkanal ein Druckausgleich statt.The Development refers to a wind turbine for energy production and installation in a roof ridge. On the windward side of the roof Wind creates an overpressure and on the wind-turned off side of the roof arises in the wind a negative pressure. If you connect the two roof sides with a wind tunnel, so takes place in this wind tunnel pressure equalization.
Bei diesem Druckausgleich ist die Luftbewegung im Windkanal schneller als der momentane Wind. Baut man in den Windkanal einen Rotor ein, so kann die erhöhte Luftbewe gung im Windkanal genutzt und zur Energiegewinnung herangezogen werden.In this pressure equalization, the air movement in the wind tunnel is faster than the current wind. If you build a rotor into the wind tunnel, so the increased Luftbewe supply in the wind tunnel can be used and used for energy.
Mit den bisher vorhandenen Entwicklungen zur Ausnutzung der Windenergie ist die Montage von Windkraftanlagen wegen zu hoher Investitionen, Geräuschbelästigung und oder Geländeverunstaltung nur erschwerend möglich.With the existing developments for the exploitation of wind energy is the installation of wind turbines due to over-investment, noise pollution and or terrain blemish only aggravating possible.
Diese Entwicklung begünstigt die erwähnten Merkmale durch die Ausnutzung der Dachwindenergie.These Development favors the mentioned features through the use of roof-top energy.
Die Windkraftanlage wird vorzugsweise in das vorhandene Dach integriert und die hierfür notwendigen Investitionen fließen in kürzester Zeit zurück.The Wind turbine is preferably integrated into the existing roof and the one for that necessary investments flow in no time Time back.
Erreichte Vorteile:Achieved benefits:
- – autarkes System zur Heizenergieversorgung ohne irgendeine Nutzung von fossilen Brennstoffen- self-sufficient System for heating energy supply without any use of fossil fuels fuels
- – durch den spezifischen Ausbau konstante Windausnutzung möglich, auch bei Windstärken kleiner 2- by the specific expansion constant wind utilization possible, too at wind strengths smaller 2
Der nachträgliche Einbau der Dachwindkraftanlage ist in jedem Neigungsdach möglich. Es begünstigt die dezentrale Energieversorgung und kann bei entsprechenden Umrichter die Überschussenergie in das Versorgungsnetz einspeisen.Of the subsequent Installation of the roof-mounted wind turbine is possible in every pitched roof. It favored the decentralized power supply and can with appropriate inverter the surplus energy feed into the supply network.
Ein
Ausführungsbeispiel
der Entwicklung wird anhand der
Durch die Dachoberfläche wird der Wind auf der gesamten Dachfläche gesammelt und durch den Gegendruck des Daches verdichtet. Dabei erhöht sich die Dichte der Luftmasse.By the roof surface the wind is collected on the entire roof surface and by the back pressure of the roof compacted. This increases the density of the air mass.
Der Wind strömt der Dachneigung entsprechend zum Dachfirst.Of the Wind is pouring the roof pitch corresponding to the roof ridge.
Von der Gaube wird die Windströmung in den Windkanal umgelenkt. Durch den Unterdruck, der sich auf der windabgewendeten Seite des Daches aufbaut, der dichteren Luftmasse und der Luftströmung des Windes, erhöht sich die Energieausnutzung im Windkanal im Vergleich zum momentanen Wind.From the dormer becomes the windstream deflected into the wind tunnel. Due to the negative pressure, which is on the wind-turned off side of the roof, the denser air mass and the airflow of the wind, increased the energy utilization in the wind tunnel compared to the current one Wind.
Nutzung der Windenergie:Use of wind energy:
Die wichtigste Bezugsgröße für die Abschätzung des nutzbaren Windenergieangebotes ist die Windgeschwindigkeit am Aufstellungsort. Diese ist maßgeblich vom Aufstellungsort bzw. Geländeform, Bebauungsart, Bewuchs und Aufstellungshöhe abhängig.The most important reference for the estimation of the usable wind energy supply is the wind speed at the site. This is decisive from the place of installation or terrain, type of building, Vegetation and site altitude dependent.
Energie im Wind: Windgeschwindigkeit hoch drei Die Windgeschwindigkeit ist extrem wichtig in bezug auf die Energie, die eine Windkraftanlage in Elektrizität umwandeln kann: der Energiegehalt des Windes steigt kubisch mit der mittleren Windgeschwindigkeit. Wenn sich z.B. die Windgeschwindigkeit verdoppelt, steigt der Energiegehalt um das Achtfache (2 3 = 2 × 2 × 2 = 8).Wind Energy: Wind Speed Three Wind speed is extremely important in terms of the energy a wind turbine can convert to electricity: the energy content of the wind increases cubically with the average wind speed. For example, when the wind speed doubles, the energy content increases eightfold (2 3 = 2 × 2 × 2 = 8).
Warum aber steigt die Energie mit der dritten Potenz? Aus der Alltagserfahrung ist vielleicht bekannt, daß man für ein Auto, welches mit doppelter Geschwindigkeit fährt, viermal soviel Bremsenergie braucht, um es zum Stillstand zu bringen (was nichts anderes ist als das Newton'sche Gesetz).Why but does the energy increase with the third power? From the everyday experience is perhaps known that one for a Car, which drives at twice the speed, needs four times as much braking energy, to bring it to a standstill (which is nothing else than that Newton's Law).
Im Fall der Windkraftanlage verwenden wir die Energie aus der Bremsung des Windes, und wenn wir die Windgeschwindigkeit verdoppeln, bekommen wir pro Sekunde doppelt soviel "Windscheiben" durch den Rotor. Jede dieser Scheiben enthält viermal soviel Energie, wie wir im Beispiel mit dem gebremsten Auto erwähnt haben.in the Case of wind turbine we use the energy from the braking of the wind, and if we double the wind speed, get We have twice as many "windshields" per second through the rotor. Each of these slices contains four times as much energy as we mentioned in the example with the braked car.
Die
Grafik (
Formel für die Leistung im WindFormula for the performance in the wind
Die
Leistung des Windes, der gerade durch eine kreisförmige Fläche bläst, beträgt
Dabei
bezeichnet P die Windleistung gemessen in W (Watt).
ρ = (rho)
= Dichte der trockenen Luft = 1,225 kg/m3 (Kilogramm
pro Kubikmeter, bei einem durchschnittlichen Luftdruck auf Meereshöhe bei 15°C). Durch
die Dachoberfläche
wird der Wind auf der ges. Fläche gesammelt
und durch den Gegendruck des Daches verdichtet. Dabei erhöht sich
die Dichte auf ca. 2,5 kg/m3
v = Windgeschwindigkeit
in m/s (Meter pro Sekunde). (Siehe den Teil Unterschiedliche Windgeschwindigkeit)
π = (pi) =
3,1415926535
r = Radius (d.h. der halbe Durchmesser) des Rotors in
m (Meter).
η =
Ges. Wirkungsgrad der WindanlageWhere P denotes the wind power measured in W (watts).
ρ = (rho) = dry air density = 1,225 kg / m 3 (kilograms per cubic meter, with average sea level air pressure at 15 ° C). Through the roof surface, the wind on the ges. Area collected and compacted by the back pressure of the roof. The density increases to about 2.5 kg / m 3
v = wind speed in m / s (meters per second). (See the part different wind speed)
π = (pi) = 3.1415926535
r = radius (ie half the diameter) of the rotor in m (meters).
η = Ges. Efficiency of the wind turbine
Die
in
In einem Gebiet mit einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit
von 5,5 m/s (siehe Wind Zone 2), ist die Luftgeschwindigkeit durch
das Dach verdoppelt und im Dachfirst nochmals potenziert.In the
In an area with an average wind speed of 5.5 m / s (see Wind Zone 2), the air velocity through the roof is doubled and increased again in the ridge.
Bei 16 m/s und einer Luftdichte der trockenen Luft von 1,225 kg/m3 bekommen wir 2509 W/m2 an Energie.At 16 m / s and a dry air density of 1.225 kg / m 3 we get 2509 W / m 2 of energy.
Durch die Dachoberfläche wird der Wind auf der gesamten Fläche gesammelt und durch den Gegendruck des Daches ver dichtet. Dabei erhöht sich die Dichte auf ca. 2,5 kg/m3, dies entspricht 5118 W/m2 an Energie pro Sekunde.Through the roof surface of the wind is collected on the entire surface and ver seals by the back pressure of the roof. The density increases to about 2.5 kg / m 3 , which corresponds to 5118 W / m 2 of energy per second.
Die
Fläche
des Rotorblattes beträgt
1,5 m2
Unterschiedliche WindgeschwindigkeitDifferent wind speed
An der technischen Uni in Delft haben Wissenschaftler ebenfalls Windströmungen an Hochhäusern im Computer simuliert und Erstaunliches festgestellt: Der Wind wird an den Kanten des Hauses beschleunigt. Das heißt: An den Seiten und auf dem Dach ist der Wind deutlich schneller als vor dem Haus und eine Verdoppelung der Windgeschwindigkeit etwa führt zu einem achtfachen Energieertrag.At Scientists at the technical university in Delft also have wind currents skyscrapers Simulated in the computer and astonishing noted: The wind is Accelerated at the edges of the house. That means: on the sides and on the roof the wind is much faster than in front of the house and a doubling the wind speed leads about to an eightfold energy yield.
Jetzt haben sie einen Prototypen eines kleinen Rotors entwickelt, mit dem sie das bisher brachliegende Potential der Hochhäuser nutzen wollen. Der aufrecht stehende Rotor versorgt zwar nur eine vierköpfige Familie mit Strom, aber auf jedem Hochhausdach können mehrere Rotoren montiert werden. Die Wissenschaftler sind überzeugt: Diese Rotoren können – mitten in der Stadt – riesige Mengen Strom erzeugen.Now they have developed a prototype of a small rotor with they use the untapped potential of the skyscrapers want. The upright rotor supplies only a family of four with electricity, but on each skyscraper roof several rotors can be mounted become. The scientists are convinced: These rotors can - in the middle in the city - huge Generate quantities of electricity.
Modellcharaktera model
Das Besondere an diesem System ist die Möglichkeit ein autarkes System zur Erstellung der eigenen Heizenergie und der Warmwasseraufbereitung herzustellen, dass durch seinen spezifischen Aufbau stabil das ganze Jahr über verteilt, genug Energie produziert, um diesen Zweck zu erfüllen.The Special about this system is the possibility of a self-sufficient system for the production of own heating energy and the hot water treatment produce that by its specific construction stable the whole Year over distributed, produces enough energy to fulfill this purpose.
Umweltentlastungenvironmental relief
- – Eine Umweltentlastung wird durch das Überflüssigwerden von fossilen Brennstoffen mit CO2 Ausstoß in der Heizungsbranche erreicht werden.- One Environmental relief is made redundant of fossil fuels with CO2 emissions in the heating industry become.
- – Durch die Elektrolyse werden Alternativen zur Benzinherstellung geschaffen.- By Electrolysis creates alternatives to gasoline production.
zu
Die
Rotorblätter
werden so fixiert, dass die Tragflächen parallel zur Längsachse
stehen und tangential zur Wellenoberfläche. Durch diese Neigung (90° zum Radius
und zur Achse) bekommen wir die maximale Windbremsfläche und
das maximale Drehmoment auf der Achse. Weil die ganze Kraft des
Windes nur unterhalb der Achse aufdrückt, kann eine hohe Verdichtung
vorgenommen werden. Diese führt zu
einer Verbesserung der gesamten Leistung der Anlage. Bei anderen
Modellen wäre
dies nicht möglich
(siehe
Weiter zu
Wir beobachten hier den Staudruck d auf die Rotorblätter bei Stillstand. Der Druck auf Rotorblatt V1 ist kleiner als der Druck auf Rotorblätter V7 und V8. F1 < F2, daher dreht das Rad (siehe Prinzip des Druckluftmotors).We observe here the dynamic pressure d on the rotor blades at standstill. The pressure on rotor blade V1 is smaller than the pressure on rotor blades V7 and V8. F1 <F2, therefore the wheel turns (see principle of the compressed air motor).
Wenn
die Turbine dreht, strömt
die Luft (Pfeil
Zu
Der
maximale Unterdruck
Zu
Längen bis zu 12 Metern sind ohne große oder aufwändige Engineeringprobleme möglich.Lengths to to 12 meters are without big or complex Engineering problems possible.
Zu
Wir beobachten auch hier den Windruck auf die Rotorblätter bei Stillstand. d1 und d2 ist Winddruck mit exakt der gleichen Potenz, S1 und S2 ist Windsog mit exakt der gleichen Potenz. Wir sehen hier, dass keine hohe Verdichtung vorgenommen werden kann! Die Drehrichtung ist nur durch die Windgeschwindigkeit vorgegeben.We Watch the wind pressure on the rotor blades here as well Standstill. d1 and d2 is wind pressure with exactly the same power, S1 and S2 is wind suction with exactly the same power. We see here, that no high compression can be made! The direction of rotation is only determined by the wind speed.
Das erfindungsgemäße Prinzip: Besser eine große unsichtbare Fläche senkrecht zum Winddruck als eine filigrane Fläche auf der Wiese (übliche hohe Windräder).The inventive principle: Better a big one invisible surface perpendicular to the wind pressure as a filigree area in the meadow (usual tall wind turbines).
Der
Aufbau des Radial Wheel, die Anordnung und Geometrie der Schaufeln
sind in
Der Durchmesser der Welle ist proportional zu dem Durchmesser des Rotors und wird durch die Geometrie eines gleichschenkligen Dreiecks vorgegeben. Dieses verleiht optimale Stabilität mit einem Minimum an Gewicht. Andere Vorteile sind: Maximale Kraft F2 und maximales Drehmoment auf der Achse durch Kraft F2, eine senkrechte Tragfläche (F8) und Tragfläche (F7) 45° zur Windrichtung. Der Winddruck an der Traufe von Hochhausdächern kann durch Tragflächen in die erfindungsgemäße Windturbine gelangen. Diese kann dekorativ gestaltet werden. Selbst an der Ecke von Hochhäusern, wo zwischen städtischen Hochhäusern viel Windenergie verloren geht, kann eine interessante Gestaltung vorgenommen werden.Of the Diameter of the shaft is proportional to the diameter of the rotor and is dictated by the geometry of an isosceles triangle. This gives optimum stability with a minimum of weight. Other advantages are: maximum force F2 and maximum torque on the axle by force F2, a vertical wing (F8) and wing (F7) 45 ° to the Wind direction. The wind pressure at the eaves of skyscraper roofs can through wings in the wind turbine according to the invention reach. This can be designed decorative. Even on the corner of skyscrapers, where between urban skyscrapers A lot of wind energy is lost, can be an interesting design be made.
Wichtig
ist außerdem
der Einlasstrichter zum Verdichten der Luft und damit zum Erzeugen
eines Überdrucks
sowie die Abdichtung der Schaufeln gegenüber der Innenseite des Gehäuses. Wie
bereits aus der
Die
erfindungsgemäße Windturbine
nutzt das Prinzip der einfachsten Linearmotoren, bei denen ebenfalls
die Kraft F1 in Rückwärtsrichtung
kleiner ist als die Kraft F2 in Vorwärtsrichtung (vgl.
Oszillierende Linearmotoren führen während ihres Betriebs eine selbsttätige hin- und hergehende Bewegung aus, deren Frequenz durch die Bauart des Motors und die durchströmende Luftmenge ganz genau auf den jeweiligen Werkzeugtyp angepasst werden kann. Typisches Anwendungsgebiet von oszillierenden Linearmotoren sind Presslufthämmer, Niethämmer und pneumatische Meißel.oscillating Linear motors lead during her Operating an automatic reciprocating motion, whose frequency is determined by the design of the engine and the flowing through Air quantity can be adjusted exactly to the respective tool type can. Typical application of oscillating linear motors are jackhammers, riveting hammers and pneumatic chisels.
Die
maximale Windbremsfläche
wird durch ein Oktogon vorgegeben (siehe
- 24
- Dachkonstruktion
- 25
- abgekantetes Stahlblech
- 26
- Stahllasche
- 27
- Aussteifung
- 28
- Dachpfanne
- 29
- Tragfläche
- 30
- Pfeil Dortmund: Windrichtung SW, Windgeschwindigkeit zwischen 4 und 5 m/s, Jahresdurchschnitt 75
- 31
- Gitterrost
- 32
- Winddruck (Pfeil)
- 33
- Achse
- 34
- Tragfläche
- 35
- Verstärkungsprofil
- 36
- Windsog (Pfeil)
- 37
- Pfeil: Windrichtung ONO, Geschwindigkeit zwischen 4 und 5 m/s, Jahresdurchschnitt 25
- 45
- untere Dichtfläche
- 46
- obere Dichtfläche
- 24
- roof construction
- 25
- beveled steel sheet
- 26
- steel strap
- 27
- stiffening
- 28
- pantile
- 29
- wing
- 30
- Pfeil Dortmund: Wind direction SW, wind speed between 4 and 5 m / s, annual average 75
- 31
- grating
- 32
- Wind pressure (arrow)
- 33
- axis
- 34
- wing
- 35
- reinforcement profile
- 36
- Wind suction (arrow)
- 37
- Arrow: Wind direction ONO, speed between 4 and 5 m / s, annual average 25
- 45
- lower sealing surface
- 46
- upper sealing surface
- 38
- Winddruck (Pfeil)
- 39
- Tragfläche
- 40
- Rotorblatt
- 41
- Rotor der Radialturbine
- 42
- Windsog
- 43
- Winddruck
- 38
- Wind pressure (arrow)
- 39
- wing
- 40
- rotor blade
- 41
- Rotor of the radial turbine
- 42
- suction
- 43
- wind pressure
- 48
- Unterdruck
- 48
- vacuum
- 47
- Drehrichtung
- 47
- direction of rotation
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007013885A DE102007013885A1 (en) | 2006-03-20 | 2007-03-20 | Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006013020 | 2006-03-20 | ||
DE102006013020.0 | 2006-03-20 | ||
DE102007013885A DE102007013885A1 (en) | 2006-03-20 | 2007-03-20 | Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007013885A1 true DE102007013885A1 (en) | 2007-09-27 |
Family
ID=38438594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007013885A Ceased DE102007013885A1 (en) | 2006-03-20 | 2007-03-20 | Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007013885A1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202008012430U1 (en) | 2008-09-18 | 2008-12-11 | Kobelt, Ingo | Plant for the conversion of wind energy into electrical energy |
WO2009066323A2 (en) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Lappasi Sundararajan Vidhyasag | Tangential flow rotor assembly embodiments |
DE102008047961A1 (en) | 2008-09-18 | 2010-04-08 | Ingo Kobelt | Plant, particularly wind power plant for converting wind energy into electric energy, and particularly for use in buildings, has wind mills arranged within buildings, where wind mills have plane elements connected with assembly |
DE102009010087A1 (en) | 2009-02-24 | 2010-08-26 | Rolf Hamann | Arrangement for installing in e.g. facade of industrial building to convert kinetic wind energy into mechanical rotational energy, has turbine that is propelled by developing increased pressure in storage chamber |
GB2475100A (en) * | 2009-11-07 | 2011-05-11 | Peadar O'dowd | Modular roof ridge mounted turbine |
DE102010045660B4 (en) * | 2010-09-17 | 2012-05-16 | Dennis Patrick Steel | Air conditioning II |
DE202011109401U1 (en) | 2011-12-22 | 2013-03-25 | Aera Technologies Gmbh | Device for generating electrical energy from the wind |
EP2607686A2 (en) | 2011-12-22 | 2013-06-26 | AeRa Technologies GmbH | Device for generating electrical energy from the airstream |
DE102013019496A1 (en) | 2013-11-21 | 2015-05-21 | Taci Aydin Kutlu | Multivector wind generator system for generating electrical energy from the wind. Can be used in motor vehicles, lorries, electric or hybrid vehicles, trains, aircraft, electrical gensets or means of transportation |
EP3208461A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-23 | The Boeing Company | Internal mounted cylindrical turbine for electricity generation using exterior flush and scoop intakes |
DE202019101053U1 (en) | 2019-02-24 | 2019-03-14 | Rüdiger Schloo | Small wind turbines on house roofs |
-
2007
- 2007-03-20 DE DE102007013885A patent/DE102007013885A1/en not_active Ceased
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009066323A2 (en) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Lappasi Sundararajan Vidhyasag | Tangential flow rotor assembly embodiments |
WO2009066323A3 (en) * | 2007-11-22 | 2010-11-04 | Sundararajan Vidhyasagar Lappasi | Tangential flow rotor assembly embodiments |
DE202008012430U1 (en) | 2008-09-18 | 2008-12-11 | Kobelt, Ingo | Plant for the conversion of wind energy into electrical energy |
DE102008047961A1 (en) | 2008-09-18 | 2010-04-08 | Ingo Kobelt | Plant, particularly wind power plant for converting wind energy into electric energy, and particularly for use in buildings, has wind mills arranged within buildings, where wind mills have plane elements connected with assembly |
DE102009041421A1 (en) | 2008-09-18 | 2010-04-08 | Kobelt, Ingo | Device for converting and controlling wind energy into electrical energy |
DE102009010087A1 (en) | 2009-02-24 | 2010-08-26 | Rolf Hamann | Arrangement for installing in e.g. facade of industrial building to convert kinetic wind energy into mechanical rotational energy, has turbine that is propelled by developing increased pressure in storage chamber |
GB2475100A (en) * | 2009-11-07 | 2011-05-11 | Peadar O'dowd | Modular roof ridge mounted turbine |
DE102010045660B4 (en) * | 2010-09-17 | 2012-05-16 | Dennis Patrick Steel | Air conditioning II |
DE202011109401U1 (en) | 2011-12-22 | 2013-03-25 | Aera Technologies Gmbh | Device for generating electrical energy from the wind |
EP2607686A2 (en) | 2011-12-22 | 2013-06-26 | AeRa Technologies GmbH | Device for generating electrical energy from the airstream |
DE102011121941A1 (en) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Aera Technologies Gmbh | Device for generating electrical energy from the wind |
DE102013019496A1 (en) | 2013-11-21 | 2015-05-21 | Taci Aydin Kutlu | Multivector wind generator system for generating electrical energy from the wind. Can be used in motor vehicles, lorries, electric or hybrid vehicles, trains, aircraft, electrical gensets or means of transportation |
EP3208461A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-23 | The Boeing Company | Internal mounted cylindrical turbine for electricity generation using exterior flush and scoop intakes |
US10443570B2 (en) | 2016-02-18 | 2019-10-15 | The Boeing Company | Internal mounted cylindrical turbine for electricity generation using exterior flush and scoop intakes |
US10865776B2 (en) | 2016-02-18 | 2020-12-15 | The Boeing Company | Internal mounted cylindrical turbine for electricity generation using exterior flush and scoop intakes |
DE202019101053U1 (en) | 2019-02-24 | 2019-03-14 | Rüdiger Schloo | Small wind turbines on house roofs |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007013885A1 (en) | Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings | |
DE69828082T2 (en) | RAIN, WIND, WAVES AND SOLAR ENERGY 4 IN 1 POWER GENERATION | |
AT512326B1 (en) | TURBOMACHINE | |
DE202010009981U1 (en) | Arrangement for generating electrical energy (III) | |
DE3407881A1 (en) | Energy supply system | |
DE202011000798U1 (en) | Canal as a pumped storage power plant | |
DE202013011686U1 (en) | Combined wind turbine | |
DE102010044400A1 (en) | double facade | |
DE102009015669A1 (en) | Small wind turbine | |
DE10123544A1 (en) | Vertical water and wind wheel turbine has rotor with vertically active vanes on vertical main shaft, vane synchronizing components with angle of attack optimization, speed and flow control | |
DE2620862C2 (en) | Tower wind power plant with vertical rotors | |
WO2001061187A1 (en) | Wind energy converter | |
DE3300049A1 (en) | Wind gyro, a wind energy converter with a vertical axis for all magnitudes up to and including the 100 MW range | |
DE202008014838U1 (en) | Self-supporting vertical axis H flow-through rotor | |
DE202008015173U1 (en) | Axial symmetric wind turbine with vertical axes and photovoltaic | |
DE202015004469U1 (en) | Device for obtaining flow energy by means of a rotor with wing arrangement in analogy to the sailing ship theory by means of membranes | |
AT412011B (en) | METHOD AND DEVICE FOR EFFICIENT USE OF WIND ENERGY | |
DE202009009428U1 (en) | Combined wind and solar power plant | |
DE202010009987U1 (en) | Turbine III | |
DE102021005815A1 (en) | Self-regulating paddle wheel | |
DE202024102191U1 (en) | A wind turbine with deflected rotor blades, wind vertically absorbing blade surface and controllable speed | |
DE202006018464U1 (en) | Wind generator mounted on vehicle to provide supplementary electrical power, comprises system of micro wind generator modules | |
DE102005011018A1 (en) | Combination power generator used mechanical power source to drive generator through regulated belt drive | |
DE102016013414A1 (en) | Energy recyclers as auto-active modules for equipping vertical or horizontal wind turbines and / or water turbines | |
DE102022003706A1 (en) | Wind rotor with individual aerodynamic elements, self-propelled flow optimization, variable rotor diameter in modular design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20121127 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20140110 |