DE102009010087A1

DE102009010087A1 - Anordnung zur Umwandlung von kinetischer Windenergie in mechanische Rotationsenergie

Info

Publication number: DE102009010087A1
Application number: DE102009010087A
Authority: DE
Inventors: Rolf Hamann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umwandlung von kinetischer Windenergie in mechanische Rotationsenergie. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln, die Wind aus einer, mehreren oder allen Himmelsrichtungen nutzen kann und Windstärkeschwankungen ausgleicht. Erfindungsgemäß steht eine mit mindestens einer Turbine verbundene Staukammer direkt oder über mindestens einen Luftleitkanal mit Lamellen, welche an geeigneten Flächen angeordnet sind, in Verbindung und wird mittels Stauklappen vor den Lamellenzwischenräumen und Luftleitkanalöffnungen entsprechend der Windrichtung wirksam, wobei mindestens eine Turbine durch den entstehenden erhöhten Druck in der Staukammer angetrieben wird. Durch die Trennung von Lamellenzwischenräumen und Luftleitkanälen von der Staukammer kann ein Druckabfall in der Staukammer nur durch die Turbinen erfolgen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umwandlung von kinetischer Windenergie in mechanische Rotationsenergie.
Stand der Technik
Herkömmliche Windkraftanlagen nutzen im allgemeinen das unmittelbare Auftreffen des Windes auf die Leitflächen der Flügel von Turbinen. Das hat den Nachteil dass nur die Energie, und dies auch nur teilweise, des Windes aus der von den Flügeln überstrichenen Fläche genutzt werden kann. Auch müssen solche Windkraftanlagen immer in die Windrichtung gedreht werden, um optimal zu arbeiten. Auch Windböen wirken sich auf die Konstanz der Leistungsabgabe bei kleineren Anlagen negativ aus.
Andere Anlagen wie z. B. DE 10 2007 013 885 A1 nutzen bei ihrer Wirkungsweise in Windströmungen entstehende höhere dynamische Drücke aus, arbeiten aber bei Windböen sehr ungleichmäßig.
Das gleiche gilt für die Anlage DE 20 2004 007 287 U1 .
Aufwindkraftanlagen DE 198 31 492 A1 sind zwar von der Windrichtung unabhängig haben aber den Nachteil dass der Platzbedarf sehr groß ist und entsprechend Sonne zur Aufheizung der Luft vorhanden sein muss.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu entwickeln, die Wind aus einer, mehreren oder allen Himmelsrichtungen nutzen kann und Windstärkeschwankungen ausgleicht.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Umwandlung von kinetischer Windenergie in mechanische Rotationsenergie ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mit mindestens einer Turbine verbundene Staukammer direkt oder über mindestens einen Luftleitkanal mit Lamellen, welche an geeigneten Flächen angeordnet sind, in Verbindung steht und mittels Stauklappen vor den Lamellenzwischenräumen und Luftleitkanalöffnungen entsprechend der Windrichtung wirksam wird, wobei mindestens eine Turbine durch den entstehenden erhöhten Druck in der Staukammer angetrieben wird.
Durch die Trennung von Lamellenzwischenräumen und Luftleitkanälen von der Staukammer kann ein Druckabfall in der Staukammer nur durch die Turbinen erfolgen.
Die geeigneten Flächen sind senkrechte oder geneigte Flächen und sind in einer, zwei und/oder mehreren Windrichtungen angeordnet. Bei den geeigneten Flächen handelt es sich um Fassaden, Dächer, Schallschutzwände oder dgl..
Das Öffnen und Schließen der Stauklappen erfolgt entsprechend der Windrichtung und -stärke durch Federn oder Gewichte an den Stauklappen selbsttätig oder elektromechanisch durch Druckmesssensoren.
In einer weiteren Ausführungsform bestehen die Stauklappen aus elastischem Material.
Beispiele
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen
1 die erfindungsgemäße Anordnung aus Lamellen, Luftleitkanälen, Stauklappen, Staukammern und Turbinen an einer geeigneten Fläche als Schematische Darstellung
2 die erfindungsgemäße Anordnung aus Lamellen, Luftleitkanälen, Stauklappen, Staukammern und Turbinen an einem Gebäude
3 Ausschnitt zu 2
Die Erfindung entspricht einer Anordnung aus Lamellen, Luftleitkanälen, Stauklappen, Staukammern und Turbinen entsprechend 1.
Der Wind, der auf eine mit Lamellen bestückte Fläche 1 trifft wird, wie in 1 dargestellt, durch einen Luftleitkanal 4 in eine Staukammer 5 geleitet. In der Staukammer 5 entsteht ein erhöhter Druck, der durch dass Schließen der Stauklappe 6 nur durch die Turbine 10 entweichen kann und diese damit antreibt.
Die Lamellen können, wie in 2 dargestellt, an einer geeigneten senkrechten Fläche 1, z. B. an einer Fassade oder auch an einer geneigten Fläche 2, z. B. auf einem Dach angeordnet sein. Der auftreffende Wind 3 wird durch die Lamellen direkt oder durch einen Luftleitkanal 4 in eine Staukammer 5 geleitet. Die Staukammer 5 ist mittels Stauklappen 6 und 7 von den Lamellenzwischenräumen 8 und den Luftleitkanalöffnungen 9 getrennt.
Bei Ausrichtung mehrerer mit Lamellen bestückter Flächen 1 oder 2 in mehrere Himmelsrichtungen werden die Stauklappen 6 durch den auftreffenden Wind geöffnet und die Stauklappen 7 in der dem Wind abgewandten Seite geschlossen, so dass keine Ausrichtung der Anlage in die Windrichtung erforderlich ist. Bei Ausrichtung von mit Lamellen bestückten Flächen in alle Himmelsrichtungen, z. B. an allen Fassaden eines Hauses, kann die Windenergie aus jeder Windrichtung genutzt werden ohne die Anlage zu verändern.
Die Stauklappen 6 öffnen sich wenn der durch den Wind 3 erzeugte Druck außerhalb der Staukammer 5 größer ist als innerhalb der Staukammer 5. Das Öffnen und Schließen der Stauklappen 6 und 7 kann durch Federn oder Gewichte an den Stauklappen 6 und 7 selbsttätig erfolgen oder elektromechanisch realisiert und mittels Druckmesssensoren geregelt werden. Eine Stauklappe 6 oder 7 aus elastischem Material, ähnlich wie bei sogenannten „Flatterventilen”, kann ebenfalls die Aufgabe des Druckausgleiches zwischen dem Äußeren und dem Inneren der Staukammer 5 erfüllen.
Wie in 3 dargestellt kann die Staukammer 5 auch direkt mit dem Lamellenzwischenraum 8 verbunden sein.
Durch den erhöhten Druck in der Staukammer 5 kann eine oder auch mehrere Turbinen 10 angetrieben werden, die z. B. im Dachfirst eines Hauses angeordnet sein können. So werden bei geringer Windstärke eine oder bei stärkerem Wind mehrere Turbinen 10 angetrieben.
Durch die Staukammer 5 können Windböen und die daraus resultierenden Druckschwankungen ausgeglichen werden.
Bei Anordnung der Lamellenflächen in alle Himmelsrichtungen kann die Windenergie aus jeder beliebigen Richtung genutzt werden, da die Stauklappen 7 einen Druckverlust durch die in der dem Wind abgewandten Seite liegenden Luftleitkanäle und Lamellen 1 oder 2 verhindern. Dabei ist keinerlei Ausrichtung der Anlage auf die Windrichtung erforderlich.
Auch eine Anlage mit Ausrichtung der Lamellenfläche auf eine Windrichtung, z. B. an Autobahnschallschutzwänden oder Fassaden von Industriegebäuden, nutzt zwar nur die Windenergie aus einer Richtung, bietet aber gleichfalls alle anderen beschriebenen Vorteile. So wird in 1 die erfindungsgemäße Anordnung aus Lamellen 1, Luftleitkanälen 4, Stauklappen 6, Staukammern 5 und Turbinen 10 an einer anderen geeigneten Fläche, wie beispielsweise einer Schallschutzwand, gezeigt.

1: Lamellen an einer senkrechten Fläche
2: Lamellen an einer geneigten Fläche
3: auftreffender Wind
4: Luftleitkanal
5: Staukammer
6: Stauklappen
7: Stauklappen
8: Lamellenzwischenräumen
9: Luftleitkanalöffnung mit Stauklappe
10: Turbine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007013885 A1 [0003]
- DE 202004007287 U1 [0004]
- DE 19831492 A1 [0005]

Claims

Anordnung zur Umwandlung von kinetischer Windenergie in mechanische Rotationsenergie dadurch gekennzeichnet, dass eine mit mindestens einer Turbine (10) verbundene Staukammer (5) direkt oder über mindestens einen Luftleitkanal (4) mit Lamellen, welche an geeigneten Flächen angeordnet sind, in Verbindung steht und mittels Stauklappen vor den Lamellenzwischenräumen (8) und Luftleitkanalöffnungen (9) entsprechend der Windrichtung wirksam wird, wobei mindestens eine Turbine (10) durch den entstehenden erhöhten Druck in der Staukammer (5) angetrieben wird.
Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die geeigneten Flächen senkrechte Flächen mit Lamellen (1) und/oder geneigte Flächen mit Lamellen (2) sind, welche in einer, zwei und/oder mehreren Windrichtungen angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den geeigneten Flächen um Fassaden, Dächer, Schallschutzwände oder dgl. handelt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und Schließen der Stauklappen entsprechend der Windrichtung und -stärke durch Federn oder Gewichte an den Stauklappen selbsttätig erfolgt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und Schließen der Stauklappen entsprechend der Windrichtung und -stärke elektromechanisch durch Druckmesssensoren erfolgt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das die Stauklappen aus elastischem Material bestehen.