DE102008003003A1

DE102008003003A1 - Rotor zur Umwandlung kinetischer Energie eines strömenden Mediums in mechanische Rotationsenergie

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Publication number: DE102008003003A1
Application number: DE102008003003A
Authority: DE
Original assignee: JATMAN DIM
Current assignee: JATMAN DIM
Priority date: 2008-01-02
Filing date: 2008-01-02
Publication date: 2009-07-09

Abstract

Für die Energiegewinnung aus Luft- oder Wasserbewegung werden u. a. Rotoren mit horizontaler oder vertikaler Drehachse eingesetzt. Die zum Stand der Technik gehörenden Rotoren haben entweder eine horizontale Drehachse und einen guten Wirkungsgrad oder eine vertikale Drehachse und einen deutlich kleineren Wirkungsgrad. Eine horizontale Rotordrehachse wirkt sich aber ungünstig auf die Rotorkonstruktion und Rotorsteuerung aus. Der neue Rotor soll die Vorzüge der beiden o. g. Rotortypen aufweisen. Die um die vertikale (oder horizontale) Rotordrehachse (1) angeordneten Widerstandskörper (2) haben die Form eines Flügels und können sich um eine eigene Drehachse (3) drehen. Die Widerstandskörper werden während der Rotation um ihre eigenen Drehachsen an den horizontalen Streben des Rotors angehalten (4). Mit Hilfe einer, im Rotor integrierten, Steuervorrichtung kann der Bewegungsablauf der Widerstandskörper darüber hinaus gezielt beeinflusst werden, um den Rotor in strömendem Medium z. B. schonend abschalten zu können oder die Leistungsaufnahme zu erhöhen. Der neue Rotor eignet sich sowohl für den Einsatz in Luft als auch in Wasser und kann auch bei sich stark wechselnden Strömungsverhältnissen zur Energiegewinnung eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung dieses Rotors in Gebieten mit unregelmäßigen und oftmals starken Winden wie z. B. Gebirge oder Polarregionen sowie auf Schiffen und in Meeren zur Energiegewinnung aus bodennahen Strömungen und Wellen.

Description

Im Bereich der Energietechnik werden u. a. Rotoren eingesetzt, welche die von bewegten Gasen und Flüssigkeiten auf einen Körper (im Folgenden als Widerstandskörper bezeichnet) ausgeübte Widerstands- und Auftriebskraft zur Energiegewinnung nutzen. Die verwendeten Rotoren können eine vertikale oder eine horizontale Drehachse haben. Zu den Rotoren mit horizontaler Drehachse zählen z. B. die Windräder und zu den Rotoren mit vertikaler Drehachse z. B. der Darrieus-Rotor und der Savonius-Rotor. Den höchsten Wirkungsgrad haben die Windräder. Jedoch weisen sie wegen der horizontalen Drehachse einige Nachteile auf: das Getriebe und der Generator müssen in einer großen Höhe untergebracht werden; der Rotor muss dem Wind nachgeführt werden; die Axialkomponente der auf den Rotor wirkenden Kraft verursacht signifikante Reibung in den Lager und führt zu einer starken Belastung des Turmfundaments; es sind spezielle Materialien (z. B. für Rotorblätter) und aufwändige Elektronik, die auch bei schlechtem Wetter (z. B. Gewitter) funktionieren muss, notwendig. Rotoren mit vertikaler Drehachse besitzen diese Nachteile zwar nicht, haben aber einen deutlich geringeren Wirkungsgrad, so dass man sie selten zur Energiegewinnung einsetzt.
Durch die, im Patentanspruch 1 angegebene, Erfindung sollen die Vorteile von gegenwärtig genutzten Rotoren mit vertikaler und horizontaler Drehachse kombiniert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, muss ein nach Patentanspruch 1 konstruierter Rotor eine vertikale Drehachse haben, um stets optimal zur Strömungsrichtung ausgerichtet zu sein, und einen Wirkungsgrad besitzen, der höher ist als der Wirkungsgrad herkömmlicher Rotoren mit vertikaler Drehachse. Der neue Rotor hat in seinem grundsätzlichen Aufbau Ähnlichkeiten mit einem Schalenkreuzanemometer, der dadurch gekennzeichnet ist, dass um seine Drehachse schalenförmige Widerstandskörper angebracht sind, deren Strömungswiderstand in Abhängigkeit von ihrer Lage zur Strömungsrichtung stark variiert, so dass bei der Umströmung des Schalenkreuzanemometers unterschiedliche Widerstandskräfte auf seine Widerstandskörper wirken. Die resultierende Differenzkraft verursacht schließlich die Drehung der Gesamtanordnung. Anders als beim Schalenkreuzanemometer, können die Widerstandskörper des neuen Rotors sich jeweils um mindestens eine eigene Achse drehen. Allerdings würden sich solche Widerstandskörper so zur Strömungsrichtung ausrichten, dass ihr Strömungswiderstand am kleinsten ist und der Rotor würde sich nicht drehen. Die Widerstandskörper müssen also an der freien Rotation um ihre Drehachsen derartig gehindert werden können, dass sie sich auf einer Seite eines, sich in strömendem Medium befindenden, Rotors so zur Strömungsrichtung ausrichten, dass sie einen möglichst hohen Strömungswiderstand haben und auf der anderen Seite frei um ihre Drehachsen rotieren können, um dort den kleinsten Strömungswiderstand aufzuweisen. Ferner ist bekannt, dass reine Widerstandsläufer einen im Vergleich zu den Auftriebsläufern deutlich kleineren Wirkungsgrad haben, so dass die Widerstandskörper des neuen Rotors so beschaffen sein müssen, dass sie auch einen möglichst hohen Auftriebsbeiwert aufweisen können. Darüber hinaus sollte der Rotor ohne fremde Hilfe anlaufen und in strömendem Medium möglichst effektiv zur Ruhe gebracht werden können.
Durch geeignete Auslegung des, im Patentanspruch 1 beschriebenen, Rotors sollen diese Anforderungen in dem von der Art der Anwendung des Rotors abhängigen Maß erfüllt werden. In den Patentansprüchen 2 und 3 sind die wesentlichen Merkmale eines Rotors angegeben, der alle aufgeführten Anforderungen erfüllen kann. 1 und 2 veranschaulichen die wesentlichen Details eines solchen Rotors. Er besteht aus einem Mast, auf dessen horizontalen Streben die Widerstandskörper so befestigt sind, dass sie sich um die Stangen, auf denen sie hängen, drehen können. Ein Widerstandskörper enthält außerdem eine weitere Stange, über deren Fortsätze er bei der Rotation um seine Drehachse an den horizontalen Streben des Rotors zum Stillstand gebracht werden kann (1). 2 zeigt den Querschnitt des, sich in strömendem Medium befindenden, Rotors. Um einen hohen Auftriebsbeiwert aufzuweisen, besitzen seine, nach Patentansprüchen 2 ausgelegten, Widerstandskörper den Querschnitt eines Flügels. In 3 sind die wesentlichen Komponenten der Rotorsteuerung des in 1 und 2 gezeigten Rotors dargestellt. Auf dem höchsten Punkt des Rotors befindet sich die, im Patentanspruch 3 beschriebene, Steuervorrichtung (3 oben). Mit ihrer Hilfe soll im Folgenden das An- und das Abschalten des Rotors gesteuert werden. Der Widerstandskörper der Steuervorrichtung richtet sich in strömendem Medium immer nach der Strömungsrichtung aus und bewegt dabei ein mit ihm verbundenes Rad. In 3 zeigt der in der Mitte des Rades angeordnete durchgezogene Pfeil die Strömungsrichtung an und der gestrichelte Pfeil die Seite des Rotors, auf der seine Widerstandskörper in strömendem Medium an den horizontalen Streben des Rotors zum Stillstand kommen (vgl. 2). Auf der zur Zeigerichtung des gestrichelten Pfeils entgegengesetzten Seite des Rades ist eine leitfähige Beschichtung auf seiner Umfangsfläche aufgebracht. Das Rad ist von 4 Rollen umgeben, so dass über eine Rolle der Bewegungsablauf von einem Widerstandskörper des in 1 und 2 dargestellten Rotors geändert werden kann. Eine Rolle erfüllt die Aufgabe eines Schalters in einem Stromkreis, der in 3 unten dargestellt ist. Die beiden Motoren M1 und M2 befinden sich in einer horizontalen Strebe des Rotors und treiben dort eine Schiebeplatte an, die in die Lücke bewegt werden kann, die von den sich auf einem Widerstandskörper befindenden Stangenfortsätzen passiert werden muss, wenn er um seine Drehachse ungehindert rotiert (3 Mitte). Wenn der Steuerschalter 4 (3 unten) vom Bediener umgelegt wird (am besten über eine Funkschnittstelle), dann kann durch einen Motor (in 3: M1) Strom fließen, sobald der Rollenschalter 1 geschlossen ist, d. h. wenn eine Rolle über die leitfähige Beschichtung des Rades rollt. Der Motor wird die Schiebeplatte solange antreiben, bis sie auf einen Federschalter (in 3: Schalter 2) auftrifft, der den Stromfluss unterbricht. Die Feder der Federschalter 2 und 3 ist so weich, dass sie die Schiebeplatte nicht zurückstoßen kann, so dass der Motor im ausgeschalteten Zustand verbleibt. Erst wenn der Schalter 4 erneut umgelegt wird und der Rollenschalter 1 zu ist, wird der zweite Motor (in 3: M2) eingeschaltet, der die Schiebeplatte in die andere Richtung bewegen kann. Diese Variante der An-/Abschaltvorrichtung erfüllt außerdem auch die Funktion eines Reglers: wenn die Schiebeplatte durch eine äußere Kraft bewegt wird, dann wird der Federschalter des zuletzt aktiven Motors geschlossen, so dass durch ihn wieder Strom fließen kann und die Schiebeplatte in den ursprünglichen Zustand bewegt wird. Die Schiebeplatte ist mit einem Stoßdämpfer versehen (z. B. Federdämpfer wie im Schnitt nach C-D in 3), der die, beim Auftreffen eines Widerstandskörpers auf ihre Oberfläche entstehenden, Schwingungen dämpft. Die beschriebene An-/Abschaltvorrichtung kann also technisch einfach umgesetzt werden und ist unempfindlich gegenüber Störungen von außen. Durch ihren Einsatz kann der Rotor völlig unabhängig von den Strömungsverhältnissen ohne aktives Bremsen (abgesehen von einer einfachen Bremse zur Arretierung des Rotors) zum Stillstand gebracht werden. Das ist für Auf- und Abbauarbeiten sowie Wartungsarbeiten von großer Bedeutung. Einen Nachteil bringt diese Vorrichtung aber mit sich: der Rotor muss in eine Anfangsdrehung versetzt werden, um anzulaufen. Dieses Problem kann man durch das Anbringen schalenförmiger Widerstandskörper an die horizontalen Streben des Rotors lösen (1). Ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit wird der Rotor nach dem Lösen der Arretierungsbremse dadurch langsam anlaufen, damit die An-/Abschaltvorrichtung bei allen Widerstandskörpern aktiviert werden kann. Eigentlich kann der Rotor nur nach Patentanspruch 2 konstruiert werden, d. h. ohne Rotorsteuerung. Ein solcher Rotor hätte nicht nur eine einfachere Konstruktion, sondern würde auch ohne zusätzliche Widerstandskörper von alleine anlaufen, wenn seine Widerstandskörper (mind. 3 pro Rotorsegment) eine Drehung von höchstens 180° um ihre eigenen Drehachsen vollführen könnten. Aber bei einer Strömungsgeschwindigkeit, die höher ist als die Höchstgeschwindigkeit, für die der Generator ausgelegt ist, wäre es nicht mehr möglich, den Rotor schonend abzuschalten, was den Aufwand für Wartungsarbeiten deutlich erhöhen würde. Der Rotor müsste auch robuster gebaut sein, um die starken Belastungen im gebremsten Zustand aushalten zu können, d. h. nur wenn die Strömungsgeschwindigkeit keinen signifikanten Schwankungen unterliegt, wäre der Einsatz einer Rotorsteuerung nicht nötig. Zur Optimierung der Rotorkonstruktion muss untersucht werden, von welchen Größen und in welchem Maße die Rotorleistung abhängig ist. In 4 ist die Verteilung der Kräfte, die auf einen, an der Rotation um seine Drehachse gehinderten, Widerstandskörper des Rotors wirken, dargestellt. Die Widerstandskraft F_W und die Auftriebskraft F_A hängen bei konstantem Anstellwinkel β = 0° nur vom Umlaufwinkel α ab:

ρ:: Dichte des strömenden Mediums
c_W:: Widerstandsbeiwert eines Widerstandskörpers
A_W:: Angeströmte Fläche eines Widerstandskörpers
ν_S:: Strömungsgeschwindigkeit
ν_R:: Rotordrehgeschwindigkeit im Bereich der Drehachse eines Widerstandskörpers (D)
c_A:: Auftriebsbeiwert eines Widerstandskörpers
A_P:: Projektionsfläche eines Widerstandskörpers

Mit [1] und [2] kann das auf einen Widerstandskörper wirkende Drehmoment berechnet werden: MWK(α) = FW(α)rW(α)Rsinα + FA(α)rARcosα [3]

R:: Abstand zwischen der Rotordrehachse (D_R) und der Drehachse eines Widerstandskörpers
r_WR:: Abstand zwischen der Rotordrehachse und dem Angriffspunkt der Widerstandskraft
r_AR:: Abstand zwischen der Rotordrehachse und dem Angriffspunkt der Auftriebskraft

Der, von der zeitlichen Änderung des Umlaufwinkels α abhängige, Leistungsbeitrag eines Widerstandskörpers lasst sich aus dem auf ihn wirkenden Drehmoment [3] ermitteln:
Die Integration von [4] ergibt die, an einem Widerstandskörper verrichtete, Arbeit:
Bei konstanter Rotordrehgeschwindigkeit ν_R kann der Leistungsbeitrag eines Widerstandskörpers in Abhängigkeit vom erreichten Umlaufwinkel α folgendermaßen ermittelt werden:
Mit den Abkürzungen cW(α)AW(α)rW(α) = KW(α) und [7] cA(α)APrAKA(α) [8]lässt sich [6] umformen zu:
mit ν_R = ωR = const und 2π ≥ α > 0.
Die Rotorleistung ergibt sich aus der Summe der Leistungsbeiträge aller Widerstandskörper:

Δα:: Winkel zwischen den Drehachsen zweier benachbarter Widerstandskörper und der Rotordrehachse
n:: Anzahl der Widerstandskörper

Wenn die umströmten Widerstandskörper sich gegenseitig beeinflussen, dann können solche Einflüsse durch eine dafür geeignete Messung der Koeffizienten K_W und K_A in der Leistungsberechnung berücksichtigt werden. Wenn der Anstellwinkel β nicht Null und/oder nicht konstant ist, dann hängen in der Beziehung [9] nur die Koeffizienten K_W und K_A von α und β ab. Um das Integral aus [9] berechnen zu können, muss man die, für einen Widerstandskörper gemessenen, Koeffizienten K_W und K_A mitteln, damit sie als Konstanten betrachtet werden können. Aus [9] ist ersichtlich, dass die Rotorleistung nicht direkt vom Rotorradius R abhängt. Es ist also nicht notwendig, den Rotor möglichst groß zu bauen, um eine große Leistungsausbeute zu erzielen. Nach [10] ist es ist auch nicht sinnvoll, die Widerstandskörper unabhängig vom Rotorradius sehr groß zu gestalten, weil sie sich dann gegenseitig zu stark verdecken würden, so dass die Mittelwerte der Koeffizienten K_W und K_A eines Widerstandskörpers sich verkleinern würden. Vielmehr ist die Anzahl der Widerstandskörper von Bedeutung, denn aus [1] und [2] ist erkennbar, dass die auf einen Widerstandskörper wirkende Gesamtkraft wegen der starken nichtlinearen Abhängigkeit von α signifikanten Schwankungen unterliegt. Damit die auf den Rotor wirkende antreibende Kraft nicht zu stark schwankt, muss er mit einer ausreichender, experimentell ermittelten, Anzahl von Widerstandskörpern versehen sein. Diese Anzahl hängt auch von der Rotordrehgeschwindigkeit ab – je niedriger diese ist, desto mehr Widerstandskörper sind nötig, damit der Rotor gleichmäßig läuft. Zwei weitere wichtige Parameter, die variiert werden können, sind die Koeffizienten K_W und K_A. Man kann ihre Mittelwerte über eine aktive Änderung des Anstellwinkels β eines Widerstandskörpers erhöhen. Dazu müsste die Steuervorrichtung des Rotors mit weiteren, von Rollen umgebenen, Rädern versehen sein. Diese zusätzlichen Rollenschalter würden beim Erreichen bestimmter Umlaufwinkel α_i eine Verstellvorrichtung einschalten, mit der β in Abhängigkeit von der aktuellen Rotordrehgeschwindigkeit verstellt werden würde solange ein Rollenschalter zu ist. Mit Hilfe eines weiteren Rollenschalters würde die Verstellvorrichtung sich dann in die Ausgangslage (β = 0°) bewegen. Der Einsatz einer solchen Vorrichtung würde den Wirkungsgrad des Rotors bei einer kleinen Anzahl von Widerstandskörpern (es würden bereits 3 oder sogar 2 ausreichen) hoch halten, der Rotoraufbau wäre aber komplizierter. Mit Hilfe dieser Vorrichtung wäre es auch möglich, den Rotor beim Anlaufen in eine Anfangsdrehung zu versetzen. Es wäre also denkbar, eine Verstellvorrichtung dann einzusetzen, wenn die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit niedrig ist und der Rotor eine möglichst kleine Masse haben soll.
Einen nach Patentanspruch 1 konstruierten Rotor kann man sowohl für die Energiegewinnung aus strömender Luft als auch aus strömendem Wasser einsetzen. Für den Einsatz in Luft ist es sinnvoll, den Rotor nach Patentanspruch 2 und 3 zu entwerfen. Wenn die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit der Luft recht hoch ist, dann könnte eine relativ kleine Anzahl von Widerstandskörpern ausreichen und die Rotorsteuerung sich nur auf das An- und Abschalten des Rotors beschränken. Die Rotorkonstruktion wäre demnach recht einfach (siehe Ausführungsbeispiel). Da die Drehgeschwindigkeit des Rotors deutlich kleiner sein muss als die Windgeschwindigkeit, wäre der Verschleiß der Lager gering. Der Generator und das Getriebe würden sich im Sockel des Rotorturms befinden und wären somit von der Außenwelt abgeschirmt und für Wartungsarbeiten gut zugänglich. Sie hätten auch viel Platz, was für ihre optimale Auslegung von Bedeutung ist. Durch diesen Aufbau wäre der Rotor sehr robust und praktisch wartungsfrei. Deshalb würde er sich sehr gut für den Einsatz in Gebieten mit unregelmäßigen und/oder oftmals sehr starken Winden, wie z. B. Gebirge, Küsten- und Polarregionen, eignen. Man kann den neuen Rotor wegen seiner geringen Mindesthöhe und den relativ kleinen Radialkräften auch auf Schiffe anbringen und als ein, von der Windrichtung unabhängiges, Segel nutzen. Mit Hilfe einer speziellen Rotorsteuerung wäre es möglich, die vom Rotor erzeugte Leistung weitgehend unabhängig von der Windgeschwindigkeit an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen, z. B. könnte man bei einem aus mehreren Segmenten bestehenden Rotor einzelne Segmente mit der An-/Abschaltvorrichtung gezielt an- und abschalten oder die Anstellwinkel der Widerstandskörper mit der Verstellvorrichtung gezielt beeinflussen, um die Leistungsaufnahme des Rotors zu ändern. Ein nach Patentanspruch 2 konstruierter Rotor kann auch im Wasser zur Energiegewinnung eingesetzt werden. Die Strömungsgeschwindigkeiten des Wassers sind relativ konstant und klein, so dass eine Rotorsteuerung nicht nötig ist. Allerdings muss die Anzahl der Widerstandskörper größer sein als bei einem in Luft betriebenen Rotor. Das würde die Rotormasse erhöhen. Um dem entgegenzuwirken, könnte man im Inneren der Widerstandskörper Auftriebssäcke platzieren. Der Einsatz dieser, mit Helium oder Wasserstoff gefüllten, Säcke hätte auch einen anderen Vorteil: beim Herausholen des Rotors aus dem Wasser würden sie sich ausdehnen und das Wasser aus dem Inneren der Widerstandskörper aktiv entfernen und somit den Prozess des Herausholens vom Meeresboden auf ein Schiff beschleunigen. Um die Installation des Rotors auf dem Meeresgrund zu erleichtern, könnte man ihn mit Spreizstützen versehen, damit er auf dem Meeresboden nicht extra verankert werden muss. Da der Rotor keine Steuerung besitzt, würde er beim Eintritt ins Wasser anfangen sich zu drehen, so dass die Ablassanlage diese Rotation ermöglichen müsste. Deshalb wäre es durchaus sinnvoll, wenn der Rotor eine horizontale Drehachse besitzen würde – man könnte ihn nicht nur leichter auf dem Meeresboden installieren, sondern er hätte auch wegen der geringeren Höhe und eines größeren Abstandes zwischen den Spreizstützen einen besseren Halt. Allerdings könnte ein solcher Rotor nur in Gebieten mit nahezu konstanter Strömungsrichtung des Wassers eingesetzt werden. Darüber hinaus wäre es wegen des Salzwassers aufwändig, die Widerstandskörper mit isolierten Kugellagern drehbar zu lagern, so dass es zweckmäßiger wäre, sie auf salzwasserbeständigen Torsionsseilen aufzuhängen. Mit einem, nach Patentanspruch 2 entworfenen, Rotor kann man auch aus Wasserwellen Energie gewinnen. Der Rotor hätte fast den gleichen Aufbau wie ein auf dem Meeresgrund eingesetzter Rotor. Er müsste aber auf jeden Fall eine horizontale Drehachse und einen relativ kleinen Radius haben. Damit der Rotor sich nicht mit der Wasseroberflache bewegen kann, müssten seine Stützen mit dem Meeresboden fest verankert sein. Daher wäre es günstiger, ihn in Küstennähe einzusetzen. Man könnte einen solchen Rotor aber auch in einer größeren Entfernung von der Küste nutzen. Dazu müsste er auf der Wasseroberfläche schwimmen und über straffe Seile mit dem Meeresboden verbunden sein, so dass er von einer Welle nicht über ein bestimmtes Niveau angehoben werden kann. Durch diesen Aufbau könnte der Rotor nur die Aufwärtsbewegung der Welle zur Energiegewinnung voll ausnutzen, so dass sein Wirkungsgrad geringer wäre. Ein wichtiger Vorteil eines, im Wasser betriebenen, nach Patentanspruch 2 konstruierten, Rotors ist seine langsame Drehgeschwindigkeit. Dadurch verlangsamt sich der Verschleiß der salzwasserdichten Lager in erheblichem Maße, so dass der Rotor über einen langen Zeitraum im Wasser verbleiben kann. Ein nach Patentanspruch 1 gebauter Rotor könnte i. A. auch zur kostengünstigen Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser eingesetzt werden. Das wäre v. a. bei einer stark schwankenden Leistungsaufnahme des Rotors sinnvoll.

Claims

Rotor zur Umwandlung kinetischer Energie eines strömenden Mediums in mechanische Rotationsenergie, der durch die Einwirkung der Widerstands- und der Auftriebskraft eines strömenden Mediums auf seine, um die Rotordrehachse angeordneten, Widerstandskörper in Drehbewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Widerstandskörper des Rotors so beschaffen ist, dass sein Strömungswiderstand sich in Abhängigkeit von seiner Lage zur Strömungsrichtung in erheblichem Maße unterscheidet und dass mindestens ein Widerstandskörper des Rotors jeweils um mindestens eine Achse, die jeweils eine beliebige Lage zur Rotordrehachse haben kann, rotieren und daran gehindert werden kann.
Rotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder drehbar gelagerte Widerstandskörper des, sich in strömendem Medium befindenden, Rotors während seiner Relativbewegung bezüglich des Rotors mindestens einmal angehalten oder verlangsamt werden kann und in Abhängigkeit von seiner Ausrichtung zur Strömungsrichtung entweder einen großen Widerstandsbeiwert oder einen großen Auftriebsbeiwert aufweisen kann (2).
Rotor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsablauf von mindestens einem seiner Widerstandskörper in einem strömenden Medium mit Hilfe einer Steuervorrichtung beeinflusst werden kann. Sie besteht aus mindestens einem drehbar gelagerten Rad, das mit einem Körper, der sich in strömendem Medium befindet, verbunden ist. Auf der äußeren Umfangsfläche eines Rades ist mindestens eine elektrisch leitfähige Zone vorhanden. Um mindestens ein Rad ist jeweils mindestens eine Rolle angeordnet, die auf seiner äußeren Umfangsfläche rollen kann, wenn es sich relativ zum Rotor bewegt. Mindestens zwei zylinderförmige Bereiche von jeweils mindestens einer Rolle sind elektrisch leitfähig. Der Abstand zwischen zwei solchen Bereichen ist so groß, dass über sie elektrischer Strom fließen kann, wenn eine, mit ihnen versehene, Rolle auf mindestens einer elektrisch leitfähigen Zone von mindestens einem Rad rollt (3, oben). Dieser Strom steuert mindestens eine Vorrichtung, die den Bewegungsablauf von mindestens einem Widerstandskörper des, sich in strömendem Medium befindenden, Rotors ändern kann (3, Mitte und unten).