DE102008046117A1 - Vertical wind power plant for use as periodic work machine for converting wind energy into mechanical operation, has circular rope path constructions guided between pylon at wheels, at which carrier surfaces are fixed at ropes - Google Patents

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    • Y02E10/70—Wind energy

Abstract

The plant has adjustable carrier surfaces (6) that convert wind energy. The carrier surfaces provided with a rotation axis are fixed at a circular base at both sides. The circular base consists of linear movable, circular rope path constructions, which are guided between a pylon (9) at upper and lower deflection wheels (3), at which the carrier surfaces are fixed at a guiding rope (1) and a power rope (2) of the constructions. The carrier surfaces drive the ropes front and back in a preferred direction. Sensors are provided at the surfaces for calculating flow conditions of the plant. The guiding rope and the power rope are designed as carbon fiber ropes.

Description

Die Erfindung betrifft eine vertikale Windkraftanlage mit verstellbaren, auftrieberzeugenden, Windenergie wandelnden Tragflächen, die in Einbaulage mit ihrer Drehachse senkrecht, verstellbar an umlaufenden Seilen befestigt sind. Damit können erstmalig fossile Brennstoffe adäquat durch Windenergie ersetzt werden, da diese Anlage einen ganzen Windpark ersetzt und dabei auf etablierte, kostengünstige Technik zurückgegriffen wird.The The invention relates to a vertical wind turbine with adjustable, power-generating, wind-energy transforming wings, in the installation position with its axis of rotation vertical, adjustable to circumferential Ropes are attached. This is the first time fossil fuels be adequately replaced by wind energy, as this plant replaced a whole wind farm, while maintaining established, cost-effective Technology is used.

Die bisher industriell eingesetzten Windkraftanlagen sind nahezu alle mit Rotoren bestückt, die konstruktionsbedingt nur bis zu einem bestimmten Rotordurchmesser hergestellt werden können. Rotordurchmesser von mehr als 100 m erfordern einen unverhältnismäßig hohen und unwirtschaftlichen Aufwand. Die Wirtschaftlichkeit einer Windkraftanlage aber hängt zu einem erheblichen Anteil von der ausbeutbaren, durchströmten Fläche ab. Windkraftanlagen in Größenordnungen von zweistelligen Megawattleistungen sind mit Rotortechnologie nur als Windpark zu realisieren, die allesamt bekannte, technische Probleme aufweisen. Eine Windkraftanlage, die einen ganzen Windpark ersetzt und auch noch kostengünstiger zu erstellen wäre, kann als ein technischer Sprung betrachtet werden. Die erfinderische Tätigkeit besteht darin, unter Beibehaltung der auftriebserzeugenden Merkmale, den konstruktiven Nachteilen der Rotoren derart zu begegnen, dass man den Rotor zerschneidet und in einem Rahmen vorder- und hinterseitig anordnet, wobei aus einer Rotationsbewegung eine lineare Bewegung wird. Technisch umgesetzt wird dieser Gedanke erfindungsgemäß durch etablierte Seil bahntechnologie. Die konstruktiven Merkmale von Seilkonstruktionen (z. B. Hängebrücken) erlauben es in der Technik Bauwerke von größtmöglichen Dimensionen zu errichten. Somit ist es ohne weiteres möglich Spannweiten von 500 m und mehr und Pylonenhöhen von 100 m und höher zu errichten. Die dazwischen gespannten Tragflächen in optimaler Einstellung ergeben 100 000 m2 durchströmbare Fläche, jeweils 50 000 m2 bei Vor- und Rücklauf, was einer Leistungsausbeute von 15 der größten handelsüblichen Windkraftanlagen (V 90) entspricht. Das Aufteilen des Rotors in mehrere Segmente ergibt einen weiteren, physikalischen Vorteil im Auftrieb und in der Leistungsentnahme. Die lineare Bewegung der Tragflächen vermeidet den Widerstand durch die Blattspitzengeschwindigkeit, die bei Rotoren erhebliche Leistungsverluste verursachen.The previously used industrial wind turbines are almost all equipped with rotors, the design can be made only up to a certain rotor diameter. Rotor diameters of more than 100 m require a disproportionately high and uneconomical effort. However, the profitability of a wind turbine depends to a considerable extent on the exploitable, flow-through surface. Wind turbines in the order of magnitude of double-digit megawatt power can only be realized with rotor technology as a wind farm, all of which have known technical problems. A wind turbine that replaces an entire wind farm and could also be cheaper to build can be considered a technical leap. The inventive step is to counteract the structural disadvantages of the rotors while maintaining the buoyancy-generating features such that the rotor is cut and arranged in a frame fore and aft, whereby a rotational movement becomes a linear movement. Technically implemented this idea according to the invention by established cable railway technology. The design features of rope constructions (eg suspension bridges) allow the construction of structures of the largest possible dimensions. Thus, it is easily possible to build spans of 500 m and more and pylon heights of 100 m and higher. The wings stretched between them in an optimal setting result in 100,000 m 2 of surface area, 50,000 m 2 each for flow and return, which corresponds to a power output of 15 of the largest commercially available wind turbines (V 90). Dividing the rotor into several segments provides another physical advantage in lift and power draw. The linear movement of the wings avoids the blade tip speed resistance, which causes significant power losses in rotors.

Des Weiteren können durch die Mannigfaltigkeit der Anstellwinkel Strömungsverhältnisse optimal adaptiert werden und für unterschiedliche Windgeschwindigkeiten optimale Verhältnisse geschaffen werden, was bei Rotorkonstruktionen durch deren Starrheit ausgeschlossen ist und nur für eine Geschwindigkeit optimiert werden kann.Of Further, by the variety of angles of attack Flow conditions are optimally adapted and optimal for different wind speeds Conditions are created, which in rotor designs is excluded by their rigidity and only for one Speed can be optimized.

In der DE 102 24 32 4 A1 wird auf einen vertikalen Rotor mit lenkbaren Flügeln Bezug genommen. In der genannten Konstruktion werden die Winkeleinstellungen über Schubstangen realisiert, wobei die resultierende Kraft eine Drehbewegung um eine Drehachse hervorruft. Obwohl diese Konstruktion über frei einstellbare Flügel verfügt, ist sie in ihrer Auslegung den Restriktionen einer Einachsenkonstruktion unterworfen, wenn auch vertikal. Die heute mögliche, computerisierte Sensortechnik (Mechatronik) ermöglicht eine kostengünstige und präzise (Stall-)Strömungsabrissberechnung, die erfindungsgemäß in jeder Tragfläche zur Anwendung kommt, sodass ein technisches Auftriebsmaximum errechnet werden kann. Zukünftige Entwicklungen in der Stallberechnung können hier ohne Weiteres einfließen, da die Flexibilität des Tragflächen Ensembles dieses zulässt. Rotorflügel haben aufgrund ihrer Starrheit kein weiteres Innovationspotential mehr. Wegen der mit der Rotorlänge entlang der Rotorblätter zunehmenden Umfangsgeschwindigkeit steigt die Belastung des Rotorblattes entlang seiner Länge kontinuierlich, bis zur Belastungsgrenze des verwendeten Materials, an, was bei dieser Konstruktion aufgrund der linearen Bewegungen vermieden wird. Bei zunehmenden Windgeschwindigkeiten müssen die Rotoren daher gebremst oder winklig aus dem Wind gestellt werden um die Zerstörung der Anlage zu vermeiden. Besonders gefährdet sind die Rotorblätter, sowie das oben auf dem Turm schlecht zu erreichende Getriebe. Beschädigungen dieser Komponenten führen daher zum Totalschaden der Anlage. (Quelle: Wirtschaftlichkeitsberichte über Abschreibungen der Windparkfonds) Das Verhältnis von hohen Drehmomenten zu relativ geringen Eingangsdrehzahlen bei Rotoranlagen erzeugt hohe Belastungen. Bei der hier vorgestellten Lösung hingegen ist eine günstige Getriebekopplung möglich, es kann auch auf aufwendige Umrichtertechnologie verzichtet werden, weil die Seilgeschwindigkeit konstant gehalten werden kann. Ebenso ist die akustische Belastung um ein Vielfaches vermindert weil keine Blattspitzenüberschallgeschwindigkeiten erreicht werden.In the DE 102 24 32 4 A1 is referred to a vertical rotor with steerable wings. In the construction mentioned, the angle settings are realized by means of push rods, the resulting force causing a rotational movement about an axis of rotation. Although this construction has freely adjustable wings, its design is subject to the constraints of a single-axis design, albeit vertically. The currently possible, computerized sensor technology (mechatronics) enables a cost-effective and precise (stall) stall calculation, which is used according to the invention in each wing, so that a technical maximum lift can be calculated. Future developments in the stable calculation can easily be incorporated here, as the flexibility of the wing ensembles allows this. Rotor blades have no further innovation potential due to their rigidity. Because of the increasing peripheral speed with the rotor length along the rotor blades, the load of the rotor blade increases continuously along its length, up to the load limit of the material used, which is avoided in this construction due to the linear movements. With increasing wind speeds, the rotors must therefore be braked or placed at an angle out of the wind to avoid the destruction of the plant. Particularly vulnerable are the rotor blades, as well as the top of the tower hard to reach gearbox. Damage to these components therefore leads to total damage to the system. (Source: Cost-effectiveness reports on depreciation of wind farm funds) The ratio of high torques to relatively low input speeds for rotor systems generates high loads. In the solution presented here, however, a favorable gear coupling is possible, it can be dispensed with complex converter technology, because the cable speed can be kept constant. Likewise, the acoustic load is reduced many times because no Blatttitzenüberschallgeschwindigkeiten be achieved.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Windkraftanlage, ausgeführt als periodische, nicht um eine Zentralachse rotierende Arbeitsmaschine zur Umwandlung von Windenergie in mechanische Arbeit, welche in Form umlaufender linearer Bewegung anfällt. Kennzeichen dieser Anlage sind: Erstens das Fehlen einer Zentralachse und Zweitens die ausschließlich lineare Bewegung der auftrieberzeugenden Tragflächen (6) sowie Drittens die Fähigkeit dieser Tragflächen (6) beim Rücklauf, durch Änderung des Anstellwinkels mittels Servomotoren (13), nochmals krafterzeugende Wirkung zu entfalten. Unter Ausnutzung der Auftriebs- und Abtriebskräfte mittels mehrerer, winkelverstellbarer Tragflächen (6) – die schmalseitig oben und unten an endlosen Seilen (1/2) von Seilbahnen befestigt sind, wobei ein Servomotor (13) im oberen Ende jeder Tragfläche (6) eingebaut ist und über die Drahtseile (1/2) mit der Betriebsspannung versorgt wird – wird die Bewegung von „Auftrieb erzeugenden” Volumenströmen (hier Wind) in lineare Bewegung umgesetzt. Die Kraftübertragung, der durch Auftrieb hervorgerufenen Bewegung, auf die Seile (1/2) erfolgt mittels modifizierter Gondelgruppenhalter (12), da die Tragflächen (6) dieselben Belastungen auf die Seile (1/2) übertragen wie Gondelgruppen bei Personenseilbahnen. Diese Belastungen sind erfindungsgemäß die Antriebskräfte der Seile (1/2). Darüber hinaus wird erfindungsgemäß eine zweiter Gondelgruppenhalter verwendet, sodass die Stabilität gewährleistet wird und die Antriebskräfte besser auf zwei Seile (1/2) verteilt werden. Diese lineare Bewegung wird in elektrische Energie gewandelt.The invention relates to a wind turbine, designed as a periodic, not rotating about a central axis working machine for the conversion of wind energy into mechanical work, which is obtained in the form of circulating linear motion. Characteristics of this plant are: First, the absence of a central axis and Second, the exclusively linear movement of the power-generating wings ( 6 ) and third, the ability of these wings ( 6 ) during the return, by changing the angle of attack by means of servomotors ( 13 ), again force-generating effect to unfold. Taking advantage of the buoyancy and output forces by means of several, angle-adjustable wings ( 6 ) - the narrow side above and below on endless ropes ( 1 / 2 ) are attached by cable cars, wherein a servomotor ( 13 ) in the upper end of each wing ( 6 ) and over the wire ropes ( 1 / 2 ) is supplied with the operating voltage - the movement of "buoyancy generating" volume flows (here wind) is converted into linear motion. Power transmission, the movement caused by buoyancy, on the ropes ( 1 / 2 ) is carried out by means of modified nacelle group holders ( 12 ), since the wings ( 6 ) the same loads on the ropes ( 1 / 2 ) transferred as gondola groups in passenger cable cars. These loads are according to the invention the driving forces of the cables ( 1 / 2 ). Moreover, according to the invention a second nacelle group holder is used, so that the stability is ensured and the driving forces better on two ropes ( 1 / 2 ). This linear movement is converted into electrical energy.

Die Anlage besteht aus mindestens zwei, in maximalem Abstand übereinander montierten Einseil-Gruppen-Umlaufhahnen (Seilbahnen), welche zwischen zwei mit Stahlseilen (11) abgespannten Pylonen (9) angebracht sind. Der Abstand der Pylonen (9) soll, entsprechend den Dimensionen von Seilbahnen und Hängebrücken, um die Maximallänge liegen, wobei einer der Pylonen (9) die Generatoreinheiten (5) – mindestens eine pro (oberes und unteres) Umlenkrad (3) – trägt, während am Anderen die Seilspannvorrichtungen (4) und Umlenkräder (3) der Seilbahntechnologie befestigt sind.The system consists of at least two monobloc group cocks (cable cars) mounted one above the other at a maximum distance between two steel cables ( 11 ) guyed pylons ( 9 ) are mounted. The distance of the pylons ( 9 ) should be, according to the dimensions of cable cars and suspension bridges, to the maximum length, with one of the pylons ( 9 ) the generator units ( 5 ) - at least one per (upper and lower) deflection wheel ( 3 ), While at the other the rope tensioning devices ( 4 ) and deflection wheels ( 3 ) of the cableway technology are attached.

Statt der Gondelgruppen vollführen zwischen den Seilen (1/2) der Seilbahnen an den Gondelgruppenhaltern (7) montierte, hochkant gestellte, aerodynamisch geformte Tragflächen (6) – ausgeführt in Leichtbauweise aus Teilstücken – einen linearen Umlauf, wobei die Tragflächen (6) dem Volumenstrom (8) immer dieselbe, winkelverstellbare Schmalseite zuwenden. Die Gondelgruppenhalter (12) werden so modifiziert, dass sie an die Antriebswelle des zur Einstellung des auftrieberzeugenden Anstellwinkels in die Tragfläche (6) eingebauten Servomotors (13) angeflanscht werden. Die Verwendung von Servomotoren (13) ermöglicht eine gleichmäßige 90° Drehung der Tragflächen (6) während der 180° Drehung an den Umlenkrädern (3), damit die optimale Tragflächenanstellung auch im Rücklauf möglich ist. Die Stromversorgung der Servomotoren (13) wird durch das obere (2) und untere (1), endlose Führungsseil (1/2) zugeführt, welche auch für die HF-Frequenzen der, die Tragfläche (6) ebenfalls der Länge nach durchziehenden, Datenleitungen (19) verwendet werden.Instead of the gondola groups perform between the ropes ( 1 / 2 ) of the cable cars at the gondola group holders ( 7 ) mounted, upended, aerodynamically shaped wings ( 6 ) - designed in lightweight construction from sections - a linear circulation, the wings ( 6 ) the volume flow ( 8th ) always turn to the same angle-adjustable narrow side. The gondola group holders ( 12 ) are modified in such a way that they are connected to the drive shaft of the drive-adjusting angle of attack in the wing (FIG. 6 ) built-in servo motor ( 13 ) are flanged. The use of servomotors ( 13 ) allows a smooth 90 ° rotation of the wings ( 6 ) during the 180 ° rotation on the pulleys ( 3 ), so that the optimal wing position is also possible in the return. The power supply of the servomotors ( 13 ) is replaced by the upper ( 2 ) and lower ( 1 ), endless guide rope ( 1 / 2 ), which also for the RF frequencies of, the wing ( 6 ) also extending lengthwise, data lines ( 19 ) be used.

Diese Datenleitungen (19) verbinden 4 Reihen von Stall-Sensoren (14) welche sich auf beiden Seiten der Tragfläche (6) im vorderen und hinteren Bereich über die gesamte Länge jeder Tragfläche (6) verteilen und erfindungsgemäß Informationen über Strömungszustand und drohenden Strömungsabriss an einen ebenfalls in jeder Tragfläche (6) enthaltenen Mikroprozessor (17) liefern – mit diesem Mikroprozessor (17), welcher einerseits die Steuerleitungen des Servomotors (13) ansteuert und andererseits über die Umlaufseile (1/2) mit einem Zentralrechner kommuniziert, sodaß zum Einen immer Stall berechnet werden kann, zum Anderen die Steuerung internetfähig wird. Bevorzugt wird ein Datenbus mit TCP/IP-Protokoll (19).These data lines ( 19 ) connect 4 rows of stall sensors ( 14 ) which are on both sides of the wing ( 6 ) in the front and rear over the entire length of each wing ( 6 ) and according to the invention information about flow state and imminent stall to a likewise in each wing ( 6 ) contained microprocessor ( 17 ) - with this microprocessor ( 17 ), which on the one hand the control lines of the servomotor ( 13 ) and on the other hand via the circulating cables ( 1 / 2 ) communicates with a central computer, so that on the one hand always stable can be calculated, on the other hand the control becomes internet-enabled. A data bus with TCP / IP protocol ( 19 ).

Die an den oberen und unteren Umlenkrädern (3) unterhalb der Anlagen angeschlossenen Elektromotoren (5) fungieren beim Start der Anlage als Motoren und werden später im laufenden Betrieb der Anlage durch zuschaltbare Generatoren (5) ersetzt oder als Generatoren (5) betrieben. Die Anlage wird nach den Regeln der Technik standsicher gemacht (z. B. Abspannungen). Sollten sich, durch die unterschiedliche Kraftwirkung auf die Tragflächen (6), unterschiedliche Seilstellungen ergeben, sollen die Generatoren (5) gegebenenfalls mittels „elektrischer Welle” (Resolver) kommunizieren. Es sind Leistungen im zweistelligen Megawatt Bereich möglich, dimensionsbedingt durch größtmögliche durchströmte Flächen. Die auftrieberzeugenden Tragflächen sind erfindungsgemäß symmetrische Ausführungen der NACA-Spezifikationen, die an ihren schmalseitigen Enden strömungsoptimiert berechnet werden. Die Auslegung der Drucksensoren (14) zur Srömungsabrißberechnung wird gemäß der Spezifikation des Flugzeugbaus übernommen. Die Kombination (7) aus Servomotoren (13) und Gondelgruppenhaltern (12) sind erfindungsgemäß entsprechen den [1.1] und [1.1.1] herzustellen.The at the upper and lower pulleys ( 3 ) electric motors connected below the systems ( 5 ) act as motors at the start of the system and are later replaced during operation by switchable generators ( 5 ) or as generators ( 5 ) operated. The system is made stable according to the rules of technology (eg bracing). Should, due to the different force on the wings ( 6 ), give different cable positions, the generators ( 5 ) if necessary by means of "electrical wave" (resolver) communicate. There are achievements in the double-digit megawatt range possible, due to dimension due to the largest possible flow areas. According to the invention, the support-producing airfoils are symmetrical designs of the NACA specifications, which are calculated with optimized flow at their narrow ends. The design of the pressure sensors ( 14 ) is calculated in accordance with the specification of the aircraft construction. The combination ( 7 ) from servomotors ( 13 ) and gondola group holders ( 12 ) are in accordance with the invention [ 1.1 ] and [ 1.1.1 ] produce.

Servomotoren (13) mit hohem Drehmoment ermöglichen die gleichmäßige 90° Drehung der Tragflächen (6) während der 180° Drehung an den Umlenkrädern (3), damit die optimale Tragflächenanstellung auch in Rücklauf möglich ist. Die Tragflächen (6) sind in Leichtbauweise aus Teilstücken zusammengesetzt.Servomotors ( 13 ) with high torque allow the even 90 ° rotation of the wings ( 6 ) during the 180 ° rotation on the pulleys ( 3 ), so that the optimal hydrofoil adjustment is also possible in return. The wings ( 6 ) are composed in lightweight construction of sections.

Eine Anlage ersetzt einen ganzen Windpark bei einmaligen Aufstell- und Transportkosten. Rücklaufende Flächen sind ebenfalls auftriebserzeugend, dies verdoppelt die durchströmte Fläche. Die Offshore Tauglichkeit der Anlage ist ein weiterer konzipierter Einsatzbereich, der durch Pontonmontage und Seilabspannung ohne teure Fundamente auf dem Meeresgrund wirtschaftlich machbar wird. Flutbare Pontons und Seilverankerung, oder die Verwendung unrentabel gewordener Schiffe ermöglichen einfache Positionswechsel und reduzieren Kosten. Geringe Korrosions- und Verschmutzungsanfälligkeit durch angewandte Seilbahntechnik, an den Umlenkrädern (3) können die Tragflächen (6) gewartet und gereinigt werden. Leicht austauschbare Komponenten bedingen preiswerte Reparaturen, auch durch den Einsatz ausgereifter Umlauf Seilbahntechnik. Das Prinzip des Baukastensystems, auch der Tragflächen (6), vermeidet Schwertransporte. Autarke Tragflächen (6) von denen jede ihren optimalen Anstellwinkel selbstständig regelt werden von Mikroprozessor (17) gesteuerter Sensorik (14) und Einstellelektronik in jeder Tragfläche (6) ermöglicht, ebenso wie die Messdatenspeicherung/Verarbeitung für einen Windantizipator „Computer Thinking Forward”, ein Zentralcomputer übernimmt die Vorhersage zur Grobeinstellung jeder Einzeltragfläche (6). Bidirektional gleichberechtigte Laufrichtung in Abhängigkeit der Windrichtung ist möglich, die Anlage ist nicht um eine Achse drehbar. Es erfolgt ein proportionaler Leistungszuwachs durch Erhöhung der Tragflächenanzahl.A system replaces an entire wind farm with one-off installation and transport costs. Returning surfaces are also buoyant, doubling the area flowed through. The offshore capability of the system is another conceived area of application that can be made economically feasible by pontoon assembly and cable guying without expensive foundations on the seabed. Floodable pontoons and rope anchoring, or the use of unprofitable ships allow easy position changes and reduce costs. Low susceptibility to corrosion and soiling by applied ropeway technology, on the pulleys ( 3 ), the wings ( 6 ) are serviced and cleaned. Easily exchangeable components The cost of repairs is due to the use of sophisticated circulating ropeway technology. The principle of the modular system, including the wings ( 6 ), avoids heavy transport. Self-supporting wings ( 6 ) each of which is controlled by its own optimal angle of attack by microprocessor ( 17 ) controlled sensors ( 14 ) and adjustment electronics in each wing ( 6 ), as well as the data storage / processing for a Windantizipator "Computer Thinking Forward", a central computer assumes the prediction for coarse adjustment of each single wing ( 6 ). Bidirectional equal running direction depending on the wind direction is possible, the system is not rotatable about an axis. There is a proportional increase in performance by increasing the number of wings.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Umlaufseile (1/2) als Kohlefaserseile auszuführen um die möglichen Spannweiten zu vergrößern und um die Durchhängung der Umlaufseile (1/2) zu reduzieren. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Anlage auf schwimmenden Pontons, die teilweise flutbar sind, zu montieren. Eine weitere Ausgestaltung der Tragflächen (6) sieht vor, diese aufblasbar zu gestalten und mit einer flexiblen Oberfläche zu versehen, z. B. Kunstseide. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Anlage um die Mitte ihrer Pylonen (9) schwenkbar zu gestalten, um sie unter Brücken zu montieren ohne den Durchgang zu versperren. Eine weitere Ausgestaltung der Tragflächen (6) sieht vor, diese nach Erkenntnissen der Bionik an den schmalseitigen Tragflächenenden aufzufächern.A further embodiment of the invention provides, the circulating cables ( 1 / 2 ) as carbon fiber cables to increase the possible spans and to the sagging of the circulating cables ( 1 / 2 ) to reduce. Another embodiment of the invention provides to mount the system on floating pontoons, which are partially floodable. Another embodiment of the wings ( 6 ) provides to make them inflatable and provided with a flexible surface, for. B. Artificial silk. A further embodiment of the invention provides, the plant around the center of their pylons ( 9 ) to be mounted under bridges without obstructing the passageway. Another embodiment of the wings ( 6 ) envisages fanning them out according to findings of bionics on the narrow-side wing ends.

1 Skizze der Windkraftanlage 1 Sketch of the wind turbine

1.1 Tragfläche mit Servomotor, Stabilisator, Strom- & Datenleitung, Mikroprozessor 1.1 Support surface with servomotor, stabilizer, power & data line, microprocessor

1.1.1 Tragflächensensorik Motorteilstück 1.1.1 Wing sensors, engine section

2 Draufsicht Variante mehr Tragfläche(n)

1
Führungsseil unten
2
Kraftseil oben
3
Umlenkräder
4
Seilspannvorrichtung
5
Antriebs- und Generatoreinheiten
6
Tragfläche
7
Anstellwinkel Einstelleinheit (Stabilisator und Servomotor mit Elektronik)
8
Hauptwindrichtung
9
Pylone
10
Seilstütze
11
Abspannung
v
zur Verdeutlichung angenommene Bewegungsrichtung
2 Top view variant more wing (s)
1
Guide rope below
2
Power cable above
3
guide wheels
4
Rope tensioner
5
Drive and generator units
6
wing
7
Angle adjustment unit (stabilizer and servomotor with electronics)
8th
Prevailing wind
9
pylons
10
cable support
11
guying
v
assumed direction of movement

1.1 Tragfläche mit Servomotor, Stabilisator, Strom- & Datenleitung, Mikroprozessor

12
Stabilisator (modifizierter Gondelgruppenhalter)
13
Servomotor
14
Sensoren (4 Reihen)
15
Datenleitungen
16
Steuerleitungen
17
Mikroprozessor
18
Stromleitungen
19
Datenleitung HF Signal ( ISA-Bus TCP/IP )
1.1 Support surface with servomotor, stabilizer, power & data line, microprocessor
12
Stabilizer (modified nacelle group holder)
13
servomotor
14
Sensors (4 rows)
15
data lines
16
control lines
17
microprocessor
18
power lines
19
Data line HF signal ( ISA bus TCP / IP )

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10224324 A1 [0004] DE 10224324 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - ISA-Bus TCP/IP [0012] - ISA Bus TCP / IP [0012]

Claims (12)

Vertikale Windkraftanlage mit verstellbaren, auftrieberzeugenden, Windenergie wandelnden Tragflächen, die in Einbaulage mit ihrer Drehachse senkrecht, verstellbar beidseitig an umlaufenden Basen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet dass die umlaufenden Basen, die aus linear beweglichen, umlaufenden Seilbahnkonstruktionen bestehen, die zwischen Pylonen (9) an oberen und unteren Umlenkrädern (3) geführt werden, an denen die, die Seile in die Vorzugsrichtung vorn antreibenden und hinten rücktreibenden, anstellwinkelverstellbaren Tragflächen (6) an oberen (2) und unteren (1) Umlaufseilen (2/1) der Umlauf-Seilbahnen befestigt sind.Vertical wind turbine with adjustable, power-generating, wind energy-converting wings, which are mounted in the installed position with its axis of rotation perpendicular, adjustable on both sides of rotating bases, characterized in that the circulating bases, which consist of linearly movable, circulating cable car constructions between pylons ( 9 ) on upper and lower pulleys ( 3 ), in which the, the ropes in the preferred direction of the driving front and back driving back, adjustable angle adjustable wings ( 6 ) at upper ( 2 ) and lower ( 1 ) Circulating ropes ( 2 / 1 ) of the circulating cable cars are attached. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass mindestens 10 auftrieberzeugende, verstellbare Tragflächen (6) vorgesehen sind, die gleichmäßig voneinander beabstandet über den Umlaufweg auf der Seilkonstruktion (1/2) angeordnet sind, sodass der Flächenfüllungsgrad der vorderen durchströmten Fläche dem Flächenfüllungsgrad der hinteren durchströmten Fläche entspricht.Vertical wind turbine with power generating wings according to claim 1, characterized in that at least 10 power generating, adjustable wings ( 6 ) are provided, which are equally spaced from each other via the circulation path on the cable construction ( 1 / 2 ) are arranged so that the surface filling degree of the front flow-through surface corresponds to the surface filling degree of the rear flow-through surface. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungsrichtung der durch die auftrieberzeugenden Tragflächen in Bewegung gesetzten Seile (1/2) umkehrbar ist.Vertical wind turbine with power-generating wings according to claims 1 or 2, characterized in that the direction of movement of the set by the power-generating wings in motion ropes ( 1 / 2 ) is reversible. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet dass Der Verfahrweg der auftrieberzeugenden Tragflächen bis auf die Umlenkräder (3) linear ist.Vertical wind turbine with power-generating wings according to claims 1 to 3, characterized in that the travel of the power-generating wings except for the deflection wheels ( 3 ) is linear. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass jede auftrieberzeugende Tragfläche (6) stirnseitig einen Servomotor (13) oder Schrittmotor, der über den modifizierten Gondelgruppenhalter (12) mit dem Umlaufseil (1/2) verbunden ist, aufweist.Vertical wind turbine with power generating wings according to claim 1, characterized in that each power generating wing ( 6 ) frontally a servomotor ( 13 ) or stepper motor via the modified nacelle group holder ( 12 ) with the circulating cable ( 1 / 2 ) is connected. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die auftrieberzeugenden Tragflächen (6) der Länge nach über 4 Reihen von Drucksensoren (14), 2 Reihen auf jeder Seite nahe den Außenkanten zur Strömungsmessung verfügen.Vertical wind turbine with power-generating wings according to claim 1, characterized in that the power-generating wings ( 6 ) lengthwise over 4 rows of pressure sensors ( 14 ), 2 rows on each side near the outside edges for flow measurement. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach den Ansprüchen 5 und 6 dadurch gekennzeichnet dass jede auftrieberzeugende Tragfläche (6) über eine Mikroprozessoreinheit (17) sowie deren zugehörige Steuerleitung (16) an den Servomotor (13) führend sowie eine HF-Datenleitung (19) verfügt.Vertical wind turbine with power generating wings according to claims 5 and 6, characterized in that each power generating wing ( 6 ) via a microprocessor unit ( 17 ) and its associated control line ( 16 ) to the servomotor ( 13 ) and an RF data line ( 19 ). Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach den Ansprüchen 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet dass in jedem Mikroprozessor (17) jeder auftrieberzeugenden Tragfläche (6) ein Steuerprogramm implementiert ist.Vertical wind turbine with impulse generating wings according to claims 5 to 7, characterized in that in each microprocessor ( 17 ) of each impulse generating surface ( 6 ) a control program is implemented. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach den Ansprüchen 5 bis 8 dadurch gekennzeichnet dass ein Zentralrechner mit TCP/IP-Protokoll alle aufgenommenen Daten der jeweiligen Mikroprozessoren (17) der jeweiligen auftrieberzeugenden Tragflächen (6) erhält und daraus die wahrscheinlichste Anstellwinkelkonstellation für alle auftrieberzeugenden Tragflächen des antizipierten Umlaufs berechnet.Vertical wind turbine with power generating wings according to claims 5 to 8, characterized in that a central computer with TCP / IP protocol all recorded data of the respective microprocessors ( 17 ) of the respective power generating wings ( 6 ) and calculates therefrom the most probable angle of attack constellation for all the impulse generating wings of the anticipated revolution. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach den Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet dass die auftrieberzeugenden Tragflächen (6) in ihrer Profilauslegung nach den Erkenntnissen der Bionik aufgefächerte Tragflügelenden an den Befestigungsseiten aufweisen.Vertical wind turbine with power generating wings according to claims 1 to 9 characterized in that the power generating wings ( 6 ) in their profile design according to the findings of bionics fanned wing ends on the attachment sides. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Stromversorgung der auftrieberzeugenden Tragflächen (6) über die oberen und unteren Umlaufseile (2/1) erfolgt.Vertical wind turbine with power generating wings according to claim 1, characterized in that the power supply of the power generating wings ( 6 ) over the upper and lower circulating cables ( 2 / 1 ) he follows. Vertikale Windkraftanlage mit auftrieberzeugenden Tragflächen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Fundamentierung der Pylonen (9) auf Pontons erfolgen kann und Off-Shore Tauglichkeit gesichert ist.Vertical wind turbine with power-generating wings according to claim 1, characterized in that the foundation of the pylons ( 9 ) can be done on pontoons and off-shore capability is assured.
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