DE102007020632A1 - Wind turbine - Google Patents
Wind turbine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007020632A1 DE102007020632A1 DE102007020632A DE102007020632A DE102007020632A1 DE 102007020632 A1 DE102007020632 A1 DE 102007020632A1 DE 102007020632 A DE102007020632 A DE 102007020632A DE 102007020632 A DE102007020632 A DE 102007020632A DE 102007020632 A1 DE102007020632 A1 DE 102007020632A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wind turbine
- rotor
- missile
- outer body
- water
- 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
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 20
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 6
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 6
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N butyl 2-(2,4-dichlorophenoxy)acetate Chemical compound CCCCOC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 241001050985 Disco Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
-
- 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
- F03D3/002—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being horizontal
-
- 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
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/61—Application for hydrogen and/or oxygen production
-
- 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
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
-
- 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
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
- F05B2240/133—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
-
- 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
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/14—Casings, housings, nacelles, gondels or the like, protecting or supporting assemblies there within
-
- 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
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/21—Rotors for wind turbines
- F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
- F05B2240/213—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Savonius type
-
- 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
- F05B2240/917—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure attached to cables
-
- 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
- F05B2240/92—Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure
- F05B2240/922—Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure kept aloft due to buoyancy effects
-
- 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
-
- 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
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage (10) mit einer Bodenstation (12) und einem mit der Bodenstation (12) verbundenen Flugkörper (14), der mindestens einen Rotor (16; 52) und einen mit dem Rotor (16; 52) verbundenen Generator (18) aufweist. Erfindungsgemäß ist ein mit dem Rotor (16) zusammenwirkender Windkonzentrator (34; 40; 44; 48) vorgesehen.The invention relates to a wind power plant (10) having a ground station (12) and a missile (14) connected to the ground station (12), at least one rotor (16; 52) and a generator (16; 52) connected to the rotor (16; 18). According to the invention, a wind concentrator (34; 40; 44; 48) cooperating with the rotor (16) is provided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einer Bodenstation und einem mit der Bodenstation verbundenen Flugkörper, der mindestens einen Rotor und einen mit dem Rotor verbundenen Generator aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Windkraftanlage.The The invention relates to a wind turbine with a ground station and a missile connected to the ground station, the at least one rotor and a generator connected to the rotor. According to one second aspect, the invention relates to a method of operation a wind turbine.
Um bei einer Windkraftanlage auf einen Turm verzichten zu können, ist bekannt, eine Bodenstation beispielsweise über ein Drahtseil mit einem Flugkörper zu verbinden, an dem ein Rotor zum Erzeugen von elektrischem Strom angebracht ist. Bekannt ist beispielsweise eine Windenergieanlage der Firma Magenn, die einen heliumgefüllten Ballon aufweist, an dessen Umfang turbinenschaufelähnliche Ausstülpungen vorgesehen sind. Der Ballon ist aufgrund seiner Heliumfüllung leichter als Luft und wird an einem Seil steigen gelassen. Aufgrund des Windes beginnt der Ballon sich zu drehen, weshalb ein mit dem Seil und dem Ballon verbundener Generator Strom erzeugt. Der Strom wird über ein mit dem Seil verbundenes Kabel zum Boden geleitet.Around to be able to do without a tower in a wind turbine is known, a ground station for example via a wire rope with a missile connect to which a rotor for generating electrical power is appropriate. For example, a wind turbine is known the company Magenn, which has a helium-filled balloon, on whose Circumference turbine blade-like protuberances are provided. The balloon is lighter due to its helium filling as air and is allowed to rise on a rope. Due to the wind the balloon starts to spin, so one with the rope and The generator connected to the balloon generates electricity. The electricity is over Cable connected to the cable led to the ground.
Nachteilig an dieser Windkraftanlage ist, dass sie eine vergleichsweise geringe Drehzahl aufweist, so dass nur ein geringer Wirkungsgrad erreichbar ist. Es lässt sich daher nur in seltenen Fällen mit einer derartigen Anlage wirtschaftlich Strom erzeugen.adversely At this wind turbine is that they are a comparatively small Speed has, so that only a low efficiency achievable is. It can be therefore only in rare cases generate electricity economically with such a system.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.Of the Invention is based on the object disadvantages of the prior art to overcome.
Die Erfindung löst das Problem durch eine gattungsgemäße Windkraftanlage, die einen mit dem Rotor zusammenwirkenden Windkonzentrator aufweist.The Invention solves the problem by a generic wind turbine, the one Having cooperating with the rotor wind concentrator.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass aufgrund des Windkonzentrators ein vergleichsweise kleiner Rotordurchmesser gewählt werden kann, der eine hohe Drehzahl erreicht. Aus diesem Grund kann vorteilhafterweise ein vergleichsweise kleiner Generator verwendet werden. Ein kleiner Rotor stellt zudem geringere Anforderungen an die zu verwendenden Materialien, da nur eine kleinere Gewichtskraft aufgefangen werden muss.Advantageous On the invention is that due to the wind concentrator a comparatively smaller Rotor diameter selected which can reach a high speed. For this reason can advantageously a comparatively small generator can be used. A little Rotor also makes lower demands on which to use Materials, since only a smaller weight force can be absorbed got to.
Vorteilhaft ist zudem, dass die erfindungsgemäße Windkraftanlage leicht in großen Höhen, beispielsweise jenseits der Prandtl- bzw. der Ekman-Schicht betrieben werden kann. Jenseits dieser Schichten weist die Atmosphäre weniger Turbulenzen auf, so dass mechanische Spitzenbelastungen der Windkraftanlage vermieden werden. Das erhöht die Lebensdauer der Windkraftanlage. Vorteilhaft ist zudem, dass der Windkonzentrator mit einfachen Mitteln realisierbar ist. Bewegliche Bestandteile sind entbehrlich, so dass der Windkonzentrator wenig verschleißt und leicht zu fertigen ist. Der Windkonzentrator führt zudem dazu, dass die Windkraftanlage auch bei kleinen Windgeschwindigkeiten anläuft und daher nur geringe Stillstandszeiten auftreten.Advantageous is also that the wind turbine according to the invention easily in huge heights for example, operated beyond the Prandtl or the Ekman layer can be. Beyond these layers the atmosphere is less Turbulence on, allowing mechanical peak loads of the wind turbine be avoided. That increases the Life of the wind turbine. It is also advantageous that the Wind concentrator can be realized with simple means. portable Components are expendable, so the wind concentrator little wear and easy to manufacture. The wind concentrator also leads to that the wind turbine even at low wind speeds starts and therefore only small downtimes occur.
Unter einer Bodenstation wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung insbesondere jede Komponente der Windkraftanlage verstanden, die dazu ausgebildet ist, um den Flugkörper relativ zur Erde zu fixieren. Die Bodenstation kann beispielsweise ein Fundament oder ein hinreichend schwer dimensioniertes, auf der Erde liegendes Massenstück sein. Für eine Anwendung auf hoher See kann die Bodenstation auch einen Ponton umfassen, der über eine Verankerungsvorrichtung oder ein Gewicht am Meeresboden befestigt ist. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Bodenstation unbeweglich ausgebildet ist. Die Bodenstation kann beispielsweise auch durch ein Schiff gebildet sein, an dem der Flugkörper befestigt ist. Auf diese Weise kann die Windkraftanlage dazu verwendet werden, um Strom für Schiffe zu erzeugen und gegebenenfalls zusätzlich als Segel zu wirken.Under a ground station is within the scope of the present description In particular, each component of the wind turbine understood that to do so is trained to the missile to fix relative to the earth. The ground station can, for example a foundation or a sufficiently heavy dimensioned, on the Earth lying mass piece. For one Application on the high seas, the ground station can also use a pontoon include, over one Anchoring device or a weight attached to the seabed is. It is possible, not necessary, however, that the ground station is immobile is. The ground station can, for example, by a ship be formed, on which the missile is attached. In this way, the wind turbine can be used be to power for ships to produce and optionally also act as a sail.
Unter einem Flugkörper wird insbesondere eine Komponente der Windkraftanlage verstanden, die ohne Zuführung externer Energie in der Luft schweben kann.Under a missile is understood in particular a component of the wind turbine, the without feed external energy can float in the air.
Unter einem Rotor wird insbesondere jede Vorrichtung verstanden, die einen Luftstrom in eine Drehbewegung umwandelt. Rotoren sind beispielsweise ein Propeller, ein Tangentialrotor, ein Querstromrotor, ein Darrieus-Rotor, ein Savonius-Rotor oder sonstige Bauformen. Der Rotor kann, muss aber nicht notwendigerweise, einstufig ausgebildet sein, d. h., dass sich alle beweglichen Teile in die gleiche Richtung drehen. Es ist alternativ auch möglich, dass der Rotor mehrstufig aufgebaut ist. Beispielsweise kann der Rotor zweistufig aufgebaut sein und zwei Propellerstufen umfassen, die sich gegenläufig drehen. Auf diese Weise können auf einfache Weise Drehmomente aufgefangen werden.Under A rotor is understood in particular to mean any device which has a Airflow converts into a rotary motion. Rotors are for example a propeller, a tangential rotor, a cross-flow rotor, a Darrieus rotor, a Savonius rotor or other types. The rotor can, must but not necessarily, one-level education, d. H., that all moving parts rotate in the same direction. It is alternatively possible that the rotor is constructed in several stages. For example, the Rotor be constructed in two stages and include two propeller stages, in opposite directions rotate. That way you can Torques can be absorbed in a simple way.
Unter einem Windkonzentrator wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, mit der Wind auf den Rotor gebündelt wird. Ein Windkonzentrator ist ausgebildet, um die Windgeschwindigkeit am Rotor zu erhöhen.Under A wind concentrator is understood in particular to mean a device bundled with the wind on the rotor becomes. A wind concentrator is designed to control the wind speed to increase the rotor.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Flugkörper ausgebildet, um in der Luft zu schweben. Insbesondere besitzt der Flugkörper einen Tragkörper, der leichter als Luft ist und der ausgebildet ist, um als Windkonzentrator zu wirken. Vorteilhaft hieran ist, dass der Tragkörper zwei Funktionen wahrnimmt, nämlich einerseits die, den Flugkörper ohne Zuführung externer Energie auf einer Flughöhe oberhalb des Erdbodens zu halten, und andererseits die, als Windkonzentrator zu wirken, so dass ein besonders kleiner und damit leichter Rotor verwendet werden kann. Gleichzeitig ermöglicht diese doppelte Funktion eine besonders einfache und elegante Konstruktion, die einfach zu fertigen und zu transportieren ist.In a preferred embodiment, the missile is designed to float in the air. In particular, the missile has a support body which is lighter than air and which is designed to act as a wind concentrator. The advantage of this is that the support body perceives two functions, namely on the one hand, the missile without supply of external energy at an altitude above on the other hand, to act as a wind concentrator, so that a particularly small and thus lighter rotor can be used. At the same time, this dual function allows a particularly simple and elegant construction that is easy to manufacture and transport.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rotor um eine Rotordrehachse drehbar gelagert, wobei der Tragkörper einen stromlinienförmigen, bevorzugterweise einen rotationselliptischen, eine Tragkörperlängsachse aufweisenden Zentralkörper besitzt, wobei die Tragkörperlängsachse der Rotordrehachse entspricht und wobei die Rotorblätter quer zur Rotordrehachse über den Zentralkörper hinausragen. Beispielsweise ragen die Rotorblätter senkrecht zur Rotordrehachse über den Zentralkörper hinaus. Auf diese Weise wird Luft, die in der Nähe der Tragkörperlängsachse auf den Zentralkörper zu strömt, um den Zentralkörper herum auf die Rotorblätter geleitet. Der Zentralkörper wirkt dann als WindkonzentratorIn a preferred embodiment the rotor is rotatably mounted about a rotor axis of rotation, wherein the supporting body a streamlined, preferably a rotational elliptical, a support longitudinal axis having central body, wherein the support body longitudinal axis corresponds to the rotor axis of rotation and wherein the rotor blades transverse to Rotor axis about the central body protrude. For example, the rotor blades protrude perpendicular to the rotor axis of rotation over the central body out. In this way, air is applied near the longitudinal axis of the support on the central body to stream around the central body around on the rotor blades directed. The central body then acts as a wind concentrator
Besonders bevorzugt besitzt der Tragkörper einen Rotormantel, der radial außerhalb des Rotors angeordnet ist und mit dem Rotor einen Impeller bildet. Auf diese Weise wird ein Discoeffekt vermieden, bei dem auf der Erdoberfläche das Sonnenlicht in schneller Folge beschattet und beleuchtet wird, was für sich in dem Gebiet aufhaltende Personen sehr störend ist. Vorteilhafterweise wird zudem der Wirkungsgrad des Rotors erhöht.Especially Preferably, the support body has a Rotor jacket, the radially outside the rotor is arranged and forms an impeller with the rotor. In this way, a disco effect is avoided, in which on the earth's surface the sunlight is shaded and illuminated in rapid succession, what kind of Persons residing in the area are very disturbing. advantageously, In addition, the efficiency of the rotor is increased.
Um die Windkraftanlage bei übermäßig starkem Wind abschalten zu können, sind Rotorblätter des Rotors, insbesondere alle Rotorblätter, durch Bewegen auf die Rotordrehachse zu in einen Windschatten des Zentralkörpers bringbar. In dieser Position erfahren sie keine gerichtete Anströmung mehr durch den Wind, so dass kein Drehmoment mehr am Generator anliegt und dieser so leicht stillgelegt werden kann.Around the wind turbine at excessively strong To switch off the wind, are rotor blades of the Rotor, especially all rotor blades, by moving on the Rotor axis can be brought into a slipstream of the central body. In this position they no longer experience directional flow the wind, so that no more torque is applied to the generator and This can be shut down so easily.
Bevorzugt besitzt der Tragkörper einen toroidalen Außenkörper, der radial außerhalb des Rotors angeordnet ist, so dass eine Rotorblattbahn der Rotorblätter zwischen dem Außenkörper und dem Zentralkörper verläuft. Unter einem toroidalen Außenkörper ist ein Körper zu verstehen, dessen Querschnitt eine konvexe geschlossene Kurve hat und der ringförmig um die Tragkörperlängsachse verläuft. Beispielsweise hat der Außenkörper einen elliptischen oder tropfenförmigen Querschnitt. Für den Fall eines kreisförmigen Querschnitts ergibt sich ein Außenkörper in Form eines Torus. Der Torus ist also ein Sonderfall des toroidalen Außenkörpers im Sinne dieser Beschreibung.Prefers owns the supporting body a toroidal outer body, the radially outside of the rotor is arranged so that a rotor blade path of the rotor blades between the outer body and the central body runs. Under a toroidal outer body is a body to understand its cross section a convex closed curve has and the ring around the supporting body longitudinal axis runs. For example, the outer body has a elliptical or teardrop-shaped Cross-section. For the case of a circular Cross section results in an outer body in Shape of a torus. The torus is thus a special case of the toroidal Outer body in Meaning of this description.
Vorteilhaft an einem derartig gestalteten toroidalen Außenkörper ist dessen einfache geometrische Gestalt, so dass er sehr leicht zu fertigen ist. Aufgrund seiner Form ist der toroidale Außenkörper zudem selbststabilisierend. Es ist daher möglich, nicht aber notwendig, dass der toroidale Außenkörper ein Innengerüst aufweist. Der Außenkörper kann insbesondere halbstarr oder als im Wesentlichen nur durch einen Innendruck von in dem Außenkörper vorhandenem Traggas stabilisierter Prallkörper ausgebildet sein.Advantageous on such a designed toroidal outer body is the simple geometric Shape so that it is very easy to manufacture. Because of his Form is the toroidal outer body as well self-stabilizing. It is therefore possible, but not necessary, to that the toroidal outer body a interior framework having. The outer body can in particular semi-rigid or substantially only by an internal pressure of present in the outer body Suspension gas stabilized impact body be educated.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform besitzt der Tragkörper zwei prismatische Außenkörper, die sich entlang paralleler Außenkörper-Längsachsen erstrecken und mit ihren Außenkörper-Längsachsen nebeneinander so angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein Strömungskanal gebildet ist, wobei mindestens zwei um jeweilige Rotorlängsachsen drehbare Savonius-Rotoren vorgesehen sind und wobei die Rotorlängsachsen parallel zu den Außenkörper-Längsachsen und zwischen den Außenkörper-Längsachsen verlaufen.According to one alternative embodiment has the supporting body two prismatic outer bodies, the along parallel outer body longitudinal axes extend and with their outer body longitudinal axes are arranged side by side so that between them a flow channel is formed, wherein at least two about respective rotor longitudinal axes rotatable Savonius rotors are provided and wherein the rotor longitudinal axes parallel to the outer body longitudinal axes and between the outer body longitudinal axes run.
Bevorzugt sind die Savonius-Rotoren so angeordnet, dass sie teilweise im Strömungskanal und teilweise in einem Windschatten der Außenkörper rotieren. Auf diese Weise wird ein besonders hoher Wirkungsgrad des Savonius-Rotors erreicht, da der Teil des Savonius-Rotors, der sich entgegen der Windrichtung bewegt, im Windschatten läuft.Prefers The Savonius rotors are arranged so that they are partially in the flow channel and partly rotate in a slipstream of the outer body. In this way a particularly high efficiency of the Savonius rotor is achieved, because the part of the Savonius rotor, which is against the wind direction moved, in the slipstream.
Es ist bevorzugt, dass der Zentralkörper und/oder der Außenkörper ein Traggas, insbesondere Wasserstoff oder Helium beinhaltet bzw. beinhalten. Vorteilhaft an dem Wasserstoff ist neben seiner Verfügbarkeit seine besonders geringe Dichte, so dass ein besonders großer Auftrieb erreicht wird. Aufgrund der Flughöhe des Flugkörpers stellt der Wasserstoff zudem kein signifikantes Sicherheitsrisiko dar. Vorteilhaft am Helium ist dessen Unbrennbarkeit. Es ist möglich, dass der Tragkörper sowohl Helium als auch Wasserstoff, beispielsweise in redundanten, getrennten Kammern, enthält.It it is preferred that the central body and / or the outer body Carrying gas, in particular hydrogen or helium includes or include. The advantage of hydrogen is in addition to its availability Its particularly low density, giving a particularly high buoyancy is reached. Due to the altitude of the missile poses the hydrogen also does not pose a significant security risk. The advantage of helium is its incombustibility. It is possible that the supporting body both helium and hydrogen, for example, in redundant, separate Chambers, contains.
Bevorzugt umfasst der Flugkörper eine Elektrolysevorrichtung zum Elektrolysieren von Wasser. Auf diese Weise kann Traggas in Form von Wasserstoff nachgeliefert werden, der unvermeidlicherweise durch eine Außenhülle des Tragkörpers nach außen diffundiert.Prefers includes the missile an electrolyzer for electrolyzing water. On this way, carrier gas can be replenished in the form of hydrogen, inevitably by an outer shell of the support body after diffused outside.
Bevorzugt ist der Flugkörper mittels eines flexiblen Verbindungselements mit der Bodenstation verbunden, beispielsweise einem Kabel aus hochreißfestem Kunststoff. Geeignet sind beispielsweise hochfeste Polyethylenfasern wie Dyneema®.Preferably, the missile is connected by means of a flexible connecting element with the ground station, such as a cable made of highly tear-resistant plastic. Suitable examples are high strength polyethylene fibers such as Dyneema ®.
Zum Ableiten von elektrischem Strom, der vom Generator erzeugt worden ist, ist bevorzugt ein elektrisches Kabel vorgesehen, das mit dem Verbindungselement verbunden ist. Zum Nachliefern von Wasser zu der Elektrolysevorrichtung ist beispielsweise ein Wasserschlauch mit dem Verbindungselement verbunden. Um Wasser im Wasserschlauch über große Höhen pumpen zu können, ohne dass der Wasserschlauch eine große Druckfestigkeit besitzen muss, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mindestens eine Wasserpumpe zum Pumpen des Wassers vorgesehen, die an dem Verbindungselement befestigt ist. Die Wasserpumpe wird beispielsweise elektrisch angetrieben. Alternativ umfasst die Wasserpumpe eine Brennstoffzelle zum Umwandeln von in dem Flugkörper erzeugten Wasserstoff in Strom, wobei der Wasserstoff über einen Gasschlauch angeschlossen ist, der ebenfalls am Verbindungselement befestigt ist. Es ist zudem möglich, dass ein Gasschlauch vorgesehen ist, um entweder Wasserstoff als Traggas zum Flugkörper oder um im Flugkörper elektrolysierten Wasserstoff zur Bodenstation zu leiten.For deriving electrical power generated by the generator, an electrical cable is preferably provided which is connected to the connecting element. For subsequent delivery of Water to the electrolysis device, for example, a water hose is connected to the connecting element. In order to be able to pump water in the water hose over great heights without the water hose having to have a high compressive strength, according to a preferred embodiment, at least one water pump is provided for pumping the water, which is fastened to the connecting element. The water pump is electrically driven, for example. Alternatively, the water pump comprises a fuel cell for converting hydrogen generated in the missile into electricity, wherein the hydrogen is connected via a gas hose, which is also attached to the connecting element. It is also possible that a gas hose is provided to direct either hydrogen as a carrier gas to the missile or to hydrogen in the missile electrolyzed hydrogen to the ground station.
Gemäß einer Ausführungsform besitzen der Zentralkörper und/oder der Außenkörper ein Gerüst, das Traggaszellen umgibt. In anderen Worten sind der Zentralkörper und/oder der Außenkörper als Starrluftschiffe ausgebildet. Alternativ können der Zentralkörper und/oder der Außenkörper als halbstarre Luftschiffe, insbesondere als Kielluftschiffe ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Alternative sind der Zentralkörper und/oder der Außenkörper unmittelbar mit dem Traggas gefüllt. In diesem Fall sind sie als Prallluftschiffe ausgebildet.According to one embodiment own the central body and / or the outer body Scaffolding, that Surrounds carrier gas cells. In other words, the central body and / or the outer body as rigid airships educated. Alternatively you can the central body and / or the outer body as semi-rigid airships, designed in particular as Kielluftschiffe be. According to one Another alternative is the central body and / or the outer body directly filled with the carrier gas. In this case, they are designed as impact airships.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt den Schritt des Erfassens einer Flughöhe des Flugkörpers, eines Vergleichs der Flughöhe mit einer Soll-Flughöhe und des Elektrolysierens von Wasser, so dass Wasserstoff entsteht und als Leiten des Wasserstoffs in den Tragkörper pumpt. Günstigerweise wird das Elektrolysieren des Wassers im Flugkörper selbst durchgeführt.The inventive method preferably comprises the step of detecting a flying height of the missile, a Comparison of flight altitude with a target altitude and electrolyzing water to produce hydrogen and pumping as passing the hydrogen into the support body. conveniently, the electrolysis of the water in the missile itself is carried out.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:in the Below are embodiments of Invention with reference to the attached Drawings closer explained. Showing:
Der
Propeller
Im
Folgenden bezeichnen Bezugszeichen ohne Zählsuffix das entsprechende
Objekt als solches. Die Rotorblätter
Der
Zentralkörper
Der
Zentralkörper
Der
Flugkörper
Die
- 1010
- WindkraftanlageWind turbine
- 1212
- Bodenstationground station
- 1414
- Flugkörpermissile
- 1616
- Propellerpropeller
- 1818
- Generatorgenerator
- 2020
- Halteseiltether
- 2222
- Längsträgerlongitudinal beams
- 2424
- Rotorblattrotor blade
- 2626
- Armpoor
- 2828
- Nabehub
- 3030
- Zahnkranzsprocket
- 3232
- Zahnradgear
- 3434
- Zentralkörpercentral body
- 3636
- Hülleshell
- 38.1,.2,38.1 .2,
- 38.3,.438.3, .4
- TraggaszelleLifting gas cell
- 4040
- Rotormantelrotor casing
- 4242
- Stegweb
- 4444
- toroidaler Außenkörpertoroidal outer body
- 4646
- Luftspaltair gap
- 48.1, 48.248.1, 48.2
- prismatischer Außenkörperprismatic outer body
- 5050
- Strömungskanalflow channel
- 52.1, 52.252.1, 52.2
- Savonius-RotorSavonius rotor
- 5454
- Zahnradgear
- 56.1, 56.256.1, 56.2
- Generatorgenerator
- 58.1, 58.258.1, 58.2
- Schaufelshovel
- 6060
- Ballasttankballast tank
- 6262
- Wasserschlauchwater hose
- 6464
- Gasschlauchgas hose
- 6666
- Stromkabelpower cable
- 6868
- Elektrolysevorrichtungelectrolyzer
- 7070
- WasserstoffleitungHydrogen line
- 7272
- DruckgasspeicherCompressed gas storage
- 7474
- Auslassoutlet
- 7676
- Pumpepump
- 7878
- Pumpepump
- 8080
- Pumpepump
- 8282
- unterbrechungsfreie Stromversorgunguninterruptible power supply
- 8484
- WasserstoffspeicherHydrogen storage
- 8686
- Wasserspeicherwater-tank
- 8888
- ZusammenstoßwarnlichterCollision lights
- LL
- Längsachselongitudinal axis
- WW
- Windwind
- RR
- RotordrehachseRotor axis of rotation
- A1, A2A1, A2
- Außenkörper-LängsachseOuter body longitudinal axis
- R1, R2R1, R2
- Rotorlängsachserotor axis
Claims (24)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007020632A DE102007020632A1 (en) | 2007-04-30 | 2007-04-30 | Wind turbine |
PCT/DE2008/000640 WO2008131719A2 (en) | 2007-04-30 | 2008-04-15 | Suspended wind power plant comprising a wind concentrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007020632A DE102007020632A1 (en) | 2007-04-30 | 2007-04-30 | Wind turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007020632A1 true DE102007020632A1 (en) | 2008-11-06 |
Family
ID=39809562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007020632A Ceased DE102007020632A1 (en) | 2007-04-30 | 2007-04-30 | Wind turbine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007020632A1 (en) |
WO (1) | WO2008131719A2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2395235A3 (en) * | 2010-06-11 | 2014-04-16 | Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG | Wind turbine with a drop shaped housing |
DE102010019581B4 (en) * | 2010-05-05 | 2014-10-23 | Thorsten Meiss | Method and device for recovering energy from moving fluid, mainly wind, without direct connection to the ground, to the energy supply, to transport and flying |
ITBZ20130030A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-26 | Stefano Armanini | WIND DEVICE FOR THE EXPLOITATION OF WIND ENERGY |
WO2020249582A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | Andreas Nuske | Balloon-guided high-altitude wind turbine generator for generating electric energy |
DE102019125467A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-25 | Christian Schrumpf | Aircraft wind power plant |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3029172A1 (en) * | 1980-08-01 | 1982-03-04 | Pavel 2422 Bosau Raska | Anchored airship for electric current generation - uses wind force applied to ship's propeller |
US4350899A (en) * | 1980-10-24 | 1982-09-21 | Benoit William R | Lighter than air wind energy conversion system utilizing a rearwardly mounted internal radial disk diffuser |
US4450364A (en) * | 1982-03-24 | 1984-05-22 | Benoit William R | Lighter than air wind energy conversion system utilizing a rotating envelope |
DE19613924A1 (en) * | 1996-03-06 | 1997-09-11 | Otto Gerd | Air flow converter for harmful material-free electrical power generation |
DE19744174A1 (en) * | 1997-10-07 | 1999-04-08 | Otto Gerd Albrecht | Air flow converter for generating electrical energy without harmful substances on ocean |
DE29913625U1 (en) * | 1998-12-15 | 1999-11-04 | Metzler Richard | Wind turbine |
US20060251505A1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-11-09 | Ferguson Frederick D | Systems and methods for tethered wind turbines |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE830628C (en) * | 1950-02-14 | 1952-02-07 | Johann Adam Heubeck Dipl Ing | Wind power plant |
DE883428C (en) * | 1951-12-07 | 1953-07-16 | Walter Dr-Ing Bredtschneider | Wind power plant |
US3944840A (en) * | 1974-08-07 | 1976-03-16 | Troll John H | Wind power conversion system |
US4166596A (en) * | 1978-01-31 | 1979-09-04 | Mouton William J Jr | Airship power turbine |
US4350898A (en) * | 1980-10-24 | 1982-09-21 | Benoit William R | Lighter than air wind energy conversion system utilizing an external radial disk diffuser |
IL65465A0 (en) * | 1982-04-11 | 1982-07-30 | Sivan Dev & Implement Tech Sys | Wind power utilization |
GB8907889D0 (en) * | 1989-04-07 | 1989-05-24 | Kirby John | Flying generator |
DE19626360A1 (en) * | 1996-07-01 | 1998-01-08 | Johann Emanuel Dipl In Popescu | Turbo wind generator |
AU4223597A (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-29 | Theodorus Istvan Van Bakkum | Wind turbine mounted on buoyant wing kite |
US5969430A (en) * | 1998-03-05 | 1999-10-19 | Forrey; Donald C. | Dual turbine wind/electricity converter |
PL349519A1 (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-10 | Miroslaw Bargiel | Method of utilising wind energy and apparatus therefor |
FR2854205B1 (en) * | 2003-04-24 | 2006-06-02 | Cita | HYDROGEN-PRODUCING WIND TURBINE |
US20080048453A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-28 | Amick Douglas J | Tethered Wind Turbine |
-
2007
- 2007-04-30 DE DE102007020632A patent/DE102007020632A1/en not_active Ceased
-
2008
- 2008-04-15 WO PCT/DE2008/000640 patent/WO2008131719A2/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3029172A1 (en) * | 1980-08-01 | 1982-03-04 | Pavel 2422 Bosau Raska | Anchored airship for electric current generation - uses wind force applied to ship's propeller |
US4350899A (en) * | 1980-10-24 | 1982-09-21 | Benoit William R | Lighter than air wind energy conversion system utilizing a rearwardly mounted internal radial disk diffuser |
US4450364A (en) * | 1982-03-24 | 1984-05-22 | Benoit William R | Lighter than air wind energy conversion system utilizing a rotating envelope |
DE19613924A1 (en) * | 1996-03-06 | 1997-09-11 | Otto Gerd | Air flow converter for harmful material-free electrical power generation |
DE19744174A1 (en) * | 1997-10-07 | 1999-04-08 | Otto Gerd Albrecht | Air flow converter for generating electrical energy without harmful substances on ocean |
DE29913625U1 (en) * | 1998-12-15 | 1999-11-04 | Metzler Richard | Wind turbine |
US20060251505A1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-11-09 | Ferguson Frederick D | Systems and methods for tethered wind turbines |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010019581B4 (en) * | 2010-05-05 | 2014-10-23 | Thorsten Meiss | Method and device for recovering energy from moving fluid, mainly wind, without direct connection to the ground, to the energy supply, to transport and flying |
EP2395235A3 (en) * | 2010-06-11 | 2014-04-16 | Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG | Wind turbine with a drop shaped housing |
ITBZ20130030A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-26 | Stefano Armanini | WIND DEVICE FOR THE EXPLOITATION OF WIND ENERGY |
WO2020249582A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | Andreas Nuske | Balloon-guided high-altitude wind turbine generator for generating electric energy |
DE102019125467A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-25 | Christian Schrumpf | Aircraft wind power plant |
DE102019125467B4 (en) | 2019-09-23 | 2022-12-29 | Christian Schrumpf | airborne wind power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008131719A3 (en) | 2009-06-18 |
WO2008131719A2 (en) | 2008-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102013111115B3 (en) | Floating offshore wind turbine | |
EP0077914A1 (en) | Wind power plant with at least one rotating blade | |
DE102010053372A1 (en) | Altitude Aircraft | |
EP1878916B1 (en) | Wind driven electric generator | |
DE102011112425B4 (en) | Installation vehicle for a tidal power plant and method for its operation | |
DE19744174A1 (en) | Air flow converter for generating electrical energy without harmful substances on ocean | |
DE102007020632A1 (en) | Wind turbine | |
WO2018172545A1 (en) | Floating offshore wind power plant having a vertical rotor and modular wind farm comprising a plurality of such wind power plants | |
DE102011015303A1 (en) | Wind power plant comprises counterrotating rotor blades, which work in comb-shaped manner on collecting shaft and engage into each other by aligned pinions | |
DE19629417A1 (en) | Floating, tethered power and energy converter | |
DE102016007054A1 (en) | FLOW CONVERTER WITH A FLOW PIPE | |
DE202017002323U1 (en) | Device for generating energy | |
DE2524360A1 (en) | WIND POWER PLANT | |
DE102019125467B4 (en) | airborne wind power plant | |
DE3049331A1 (en) | Solar energy panels frame support - has double mast and guy-line arrangement for orientation and high wind stability | |
DE102011100039A1 (en) | Wind energy system e.g. wind power station, for producing current, has generator station located at bottom part, and energy transmission unit transmitting mechanical energy from wind wheel to power consumption station | |
WO2020249582A1 (en) | Balloon-guided high-altitude wind turbine generator for generating electric energy | |
DE10240890A1 (en) | Wind energy utilization to generate electrical energy, involves placing current generating system in without fixed support in gondola whose entire interior space is filled with light gas | |
EP0193624A1 (en) | Wind power propulsion | |
DE102021004136B4 (en) | Device for a rotary wing vehicle or for a rotary wing turbine | |
DE102021106494A1 (en) | power generating device | |
DE3125908A1 (en) | Water vehicle for converting wind energy into electrical energy | |
DE102013012711B4 (en) | Turbine device and its manufacture and use | |
DE102009026143A1 (en) | Vertical axis rotor | |
DE3501682A1 (en) | Drives for boats and ships |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20140912 |