DE102009022537A1

DE102009022537A1 - Wind energy plant for wind park, has mast, rotor with rotor blade and nacelle, where rotation axis of rotor runs through nacelle, and nacelle has flow channel along rotation axis

Info

Publication number: DE102009022537A1
Application number: DE102009022537A
Authority: DE
Inventors: Yves Burgold
Original assignee: ATENA ENGINEERING GmbH
Current assignee: ATENA ENGINEERING GmbH
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2010-12-09

Abstract

The wind energy plant has a mast (203), a rotor (207) with a rotor blade and a nacelle (205), where the rotation axis of the rotor runs through the nacelle. The nacelle has a flow channel (211) along the rotation axis such that the air striking on the nacelle in the direction of the rotation flows through the nacelle along the rotation axis and leaves downstream from the nacelle. An independent claim is also included for a method for generating electricity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage (WEA) mit einem Mast, einem Rotor mit einem oder mehreren Rotorblättern und einer Gondel.The The invention relates to a wind energy plant (WEA) with a mast, a rotor with one or more rotor blades and a Gondola.

Im Rahmen der Stromerzeugung wird der Nutzung von Windenergie ein zunehmend hohes Potential als regenerative Energiequelle zugeschrieben. Eine flächendeckende Nutzung der Windenergie kann durch die Anordnung mehrerer Windenergieanlagen erzielt werden. Diese sogenannten Windparks können durchaus mehrere Hundert von Einzelanlagen umfassen.in the The scope of electricity generation is increasing the use of wind energy attributed high potential as regenerative energy source. A Full coverage of wind energy can be achieved through the Arrangement of multiple wind turbines are achieved. These so-called Wind farms can quite several hundred of individual plants include.

Allerdings unterliegt die Anzahl und Anordnung der einzelnen Windenergieanlage einer aufwändigen und einem insbesondere durch gesetzliche und gesellschaftliche Anforderungen geschaffenen Rahmenbedingungen eingeschränkten Planungsspielraum.Indeed subject to the number and arrangement of each wind turbine a complex and one in particular by legal and limited social requirements Planning scope.

Dabei spielen, neben der Effizienz der Stromerzeugung unter anderem:

– Standortgenehmigungen
– Lärmschutz
– Schattenwurf
– Vogelschutz

eine wichtige Rolle. Die vorliegende Erfindung adressiert vor allem die Effizienz, den Lärmschutz sowie die Senkung der Anlagenkosten durch die Möglichkeit des Leichtbaus.In addition to the efficiency of power generation, these include:

- Location permits
- Noise protection
- Shadow cast
- Bird protection

an important role. Above all, the present invention addresses the efficiency, the noise protection and the reduction of the system costs by the possibility of lightweight construction.

Bei Windenergieanlagen wird dem Wind, d. h. der strömenden Luft kinetische Energie entzogen. Dies geschieht dadurch, dass die an den Rotorblättern des Rotors vorbeiströmende Luft diesen Rotor in Rotation versetzt.at Wind turbines are the wind, d. H. the streaming Air deprived of kinetic energy. This happens because the flowing past the rotor blades of the rotor Air this rotor in rotation.

Bei herkömmlichen Rotoren ist dabei Voraussetzung, dass diese Strömung im Wesentlichen ungestört auf die Rotorblätter trifft, d. h. es wird eine laminare Strömung vorausgesetzt. Im Luftstrom vorhandene Wirbel können demgegenüber üblicherweise nicht zum Antrieb des Rotors beitragen. Dies bedeutet, dass die im Wind gegebenenfalls vorhandene turbulente Strömung, die ebenfalls kinetische Energie beinhaltet, nicht genutzt werden kann.at Conventional rotors is a prerequisite that this Flow essentially undisturbed on the rotor blades meets, d. H. it is assumed a laminar flow. In contrast, vortexes present in the airstream can usually do not contribute to the drive of the rotor. This means that the possibly in the wind turbulent flow, which also contains kinetic energy, can not be used can.

Die von dem Rotor der Windenergieanlage überstrichene Fläche kann als die Fläche angesehen werden, aus der dem Wind Energie entzogen werden kann. Dabei steigt die im Wind enthaltene Leistung P₀ mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit an.The area swept by the rotor of the wind turbine can be considered as the area from which energy can be withdrawn from the wind. The power P ₀ contained in the wind increases with the third power of the wind speed.

In dieser Gleichung enthalten sind die Luftdichte ρ, die vom Rotor überstrichene Fläche A, der Rotorradius R sowie die mittlere Windgeschwindigkeit c_m.Included in this equation are the air density ρ, the area A swept by the rotor, the rotor radius R and the average wind speed c _m .

Dem gegenüber kann dem Wind nur ein bestimmter Anteil seiner Energie entzogen werden, wie vom Physiker Albert Betz bereits 1926 erkannt und dokumentiert wurde. So können theoretisch nur 59,3% der im Wind enthaltenen Energie genutzt werden. Der maximal mögliche Ausnutzungsgrad ist vom Verhältnis der Windgeschwindigkeit c₁ vor und c₂ nach dem Rotor abhängig und wird als Leistungsbeiwert c_p angegeben, wobei:

On the other hand, only a certain proportion of its energy can be withdrawn from the wind, as already recognized and documented by the physicist Albert Betz in 1926. So theoretically only 59.3% of the energy contained in the wind can be used. The maximum possible degree of utilization is dependent on the ratio of the wind speed c ₁ before and c ₂ after the rotor and is given as a power coefficient c _p , where:

Dieser Wert wird in der Praxis jedoch aufgrund weiterer Verlustmechanismen nicht erreicht. Weiterhin ergibt sich folgende Energiebilanz mit den Indizes 1 (vor WEA) und 2 (nach WEA): ERot = Elam,1 – Elam,2 – Eturb,2,wobei E_Rot die am Rotor umgesetzte Energie ist, E_lam,1 die vor der Windenergieanlage (WEA) im Bereich des Rotors vorliegende kinetische Energie des laminaren Anteils der Luftströmung, E_lam,2 die nach der WEA im Bereich des Rotors vorliegende kinetische Energie des laminaren Anteils der Luftströmung und E_turb,2 die nach der WEA im Bereich des Rotors vorliegende kinetische Energie des turbulenten Anteils der Luftströmung ist. Daraus wird ersichtlich, dass wünschenswert wäre, E_turb,2 möglichst klein zu halten, ohne dabei die Differenz von E_lam,1 und E_lam,2 wesentlich zu verringern.However, this value is not achieved in practice due to further loss mechanisms. Furthermore, the following energy balance is obtained with the indices 1 (before WEA) and 2 (after WEA): e red = E lam, 1 - E lam, 2 - E turb, 2 . where E _{red is} the energy converted to the rotor, E _{lam, 1} the kinetic energy of the laminar component of the air flow present in front of the wind turbine (WEA), E _{lam, 2} the kinetic energy of the turbine after the wind turbine in the area of the rotor _{2 is} the laminar _{component of} the air flow and E _{turb, 2 is} the kinetic energy of the turbulent portion of the air flow that is present in the area of the rotor after the wind turbine. From this it can be seen that it would be desirable to keep E _{turb, 2} as small as possible without substantially reducing the difference between E _{lam, 1} and E _{lam, 2} .

Dieser Aspekt wurde bereits vom Stand der Technik erkannt. Dementsprechend wird zum Beispiel in der WO2004/038217 eine Windkraftanlage vorgeschlagen, deren Oberfläche nicht glatt ist, sondern eine Struktur, beispielsweise ähnlich der eines Golfballes, aufweist. Bei der dort vorgeschlagenen Windkraftanlage mit Vertiefungen und Erhöhungen auf der Oberfläche ist der Umschlagpunkt, d. h. der Punkt an dem der Übergang von laminarer zur turbulenter Strömung stattfindet, nach hinten verschoben. D. h. im Vergleich zu Windkraftanlagen mit glatter Oberfläche bilden sich dort Verwirbelungen erst später, so dass der Strömungswiderstand verringert ist. Zu den in der WO2004/038217 genannten Vorteilen gehört, dass durch den geringeren Strömungswiderstand die Windkraftanlage weniger zu Schwingungen neigt, so dass die einzelnen mechanischen Bauteile geringer belastet werden. Außerdem wird als Vorteil genannt, dass die Luftströmung im Nachlaufbereich hinter der Windkraftanlage weniger gestört ist, so dass nachfolgende Windkraftanlagen kaum beeinträchtigt werden und es daher möglich ist, mehrere Windkraftanlagen in einem Windpark mit einem geringeren Abstand voneinander aufzustellen, so dass die Energiedichte der Windparkfläche erhöht werden kann. Letztlich wird als Vorteil auch noch genannt, dass Geräuschemissionen im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen verringert sind.This aspect has already been recognized by the prior art. Accordingly, for example, in the WO2004 / 038217 proposed a wind turbine whose surface is not smooth, but has a structure, for example similar to a golf ball. In the wind power plant proposed there with recesses and elevations on the surface of the transition point, ie the point at which the transition from laminar to turbulent flow takes place, moved backwards. Ie. In comparison to wind turbines with a smooth surface, turbulences form there only later, so that the flow resistance is reduced. To the in the WO2004 / 038217 heard benefits include that due to the lower flow resistance, the wind turbine less prone to vibrations, so that the individual mechanical components are less burdened. It is also mentioned as an advantage that the air flow in the tail area behind the wind turbine is less disturbed, so that subsequent wind turbines are hardly affected and it is therefore possible to have more Wind turbines in a wind farm with a smaller distance from each other, so that the energy density of the wind farm can be increased. Ultimately, it is also mentioned as an advantage that noise emissions are reduced in comparison to conventional systems.

Vermutlich ist es zutreffend, dass die in der WO2004/038217 offenbarte strukturierte Windkraftanlage die genannten Vorteile gegenüber den damals bekannten Windkraftanlagen aufweist. Allerdings wird durch die Strukturierung der Umschlagpunkt lediglich in Strömungsrichtung nach hinten verlagert und keinesfalls ganz vermieden. Damit liegt nach wie vor hinter der WEA stromabwärts in erheblichem Maße turbulente Strömung vor, deren Wirbel anfangs großskalig sind und sich damit auf die umliegende, ungestörte Strömung auswirken. Die in der WO2004/038217 angesprochenen Probleme sind zwar reduziert, nicht jedoch vollständig vermieden.Probably it is true that in the WO2004 / 038217 disclosed structured wind turbine has the advantages mentioned over the then known wind turbines. However, due to the structuring, the transition point is only shifted rearward in the direction of flow and is by no means completely avoided. As a result, there is still considerable turbulent flow downstream of the WT downstream of which the vortices are initially large-scale and thus affect the surrounding, undisturbed flow. The in the WO2004 / 038217 Although addressed problems are reduced, but not completely avoided.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben angesprochen Nachteile der im Stand der Technik bekannten Windkraftanlagen weiter zu reduzieren. Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch eine Windkraftanlage gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dargelegten charakteristischen strukturellen Merkmalen.It is therefore the object of the present invention, which is addressed above Disadvantages of the known in the art wind turbines on to reduce. Solved according to the invention The object is achieved by a wind turbine according to the preamble of claim 1, with in the characterizing part of claim 1 set out characteristic structural features.

Ausgangspunkt für die Überlegungen des Erfinders war die Frage, welcher Bestandteil der Windenergieanlage den größten Beitrag zur Verwirbelung der Luftströmung (in Strömungsrichtung) hinter der Windenergieanlage liefert. Simulationen des Strömungsfeldes zeigten dann sehr deutlich, dass eine Gondel gemäß Stand der Technik massiv und nachhaltig zur Verwirbelung des Feldes beiträgt. Insbesondere bei den für den Betrieb von Windenergieanlagen interessanten Windgeschwindigkeiten ab 5 m/s besteht zum Beispiel die Gefahr der Bildung einer sogenannten Kármánschen Wirbelstrasse, die sich weit in den Raum hinter der Gondel fortpflanzen und damit die dahinter folgenden Windenergieanlagen stören kann.starting point for the consideration of the inventor was the question which component of the wind turbine the largest Contribution to the turbulence of the air flow (in the direction of flow) behind the wind turbine supplies. Simulations of the flow field then showed very clearly that a gondola according to state The technique contributes massively and sustainably to the swirling of the field. Especially for the operation of wind turbines interesting wind speeds from 5 m / s is for example the Danger of the formation of a so-called Kármánschen Vortex street, which propagate far into the space behind the gondola and so that the following wind turbines disturb can.

Eine zunächst naheliegende Verkleinerung des Gondeldurchmessers ist schon aufgrund der großen Hebelwirkung der Rotorblätter nur mit erheblichen technischen Schwierigkeiten und damit verbunden höheren Produktionskosten verbunden. Auch die Überlegung, die äußere Gondelgeometrie stromlinienförmiger auszugestalten, ist nicht wirklich zielführend, da dies eine erhebliche Verlängerung der Gondel stromabwärts zur Folge hätte und auch hierbei die technische Realisierung mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden wäre.A initially obvious reduction of the nacelle diameter is already due to the great leverage of the rotor blades only with considerable technical difficulties and associated with it higher production costs. Also the consideration, the outer nacelle geometry more streamlined To design is not really effective as this a substantial extension of the nacelle downstream would have the consequence and also here the technical realization would be associated with considerable difficulties.

Demgegenüber wird die erfindungsgemäße Gondel so ausgestaltet, dass sie einen zentralen axialen Luftstrom ermöglicht, d. h. die Gondel wird mit einem zentralen Strömungskanal ausgestattet. Dies hat zur Folge, dass derjenige Luftstrom, der die Gondel weiterhin aussen umströmt, am Ende der Gondel auf den axial und achsennah durch die Gondel strömenden Luftstrom trifft und sich mit diesem vorzugsweise laminar, d. h. ohne Wirbelbildung verlustarm einmischt.In contrast, the gondola according to the invention is designed that it allows a central axial air flow, d. H. The gondola comes with a central flow channel fitted. This has the consequence that the air flow, the the gondola still flows around the outside, at the end of the gondola the airflow flowing axially and axially through the nacelle meets and with this preferably laminar, d. H. without vortex formation low loss interferes.

Dieser Ansatz mag den Fachmann zwar verwundern, da eine zentrale Durchströmung der Gondel zunächst etwa aufgrund der eingebüßten wirksamen Rotorfläche auf Verluste hindeutet. Insbesondere im Zusammenhang mit dem Windpark, d. h. mit mehreren hintereinander angeordneten Windenergieanlagen zeigte sich aber, dass die mit einer erfinderischen Gondel unterdrückten Verwirbelungen und das damit verbundene verbesserte Strömungsverhalten den angesprochenen Verlust der wirksamen Rotorfläche mehr als ausgleicht. Zudem ließe sich die eingebüßte Querschnittsfläche infolge des Strömungskanals schon durch eine äußerst geringe Verlängerung der Rotorblätter ausgleichen.This Approach may surprise the skilled person, since a central flow the gondola initially about due to the lost effective rotor surface indicates losses. Especially in connection with the wind farm, d. H. with several in a row arranged wind turbines showed, however, that with a innovative gondola suppressed swirls and that associated improved flow behavior addressed the Loss of effective rotor area more than compensates. In addition, the lost cross-sectional area would be possible due to the flow channel already by a very compensate for minor extension of the rotor blades.

Da die um die Aussenwand der Gondel herum strömende Luft am Gondelende im Wesentlichen dieselbe Geschwindigkeit wie die auf der Gondelachse strömende Luft aufweist, findet die Einmischung äusserst geräuscharm statt. Zwar wird das Hauptgeräusch der Windenergieanlage im Betrieb von den Rotorblättern erzeugt. Allerdings liegt das durch die an der Gondel vorbeiströmende Luft verursachte Geräusch in einem völlig anderen Frequenzbereich, so dass auch der durch eine herkömmliche Gondel verursachte Lärm durchaus störend wahrgenommen werden kann. Ein durch die erfindungsgemäße Gondel reduzierter Gondel-Geräuschpegel wird daher durchaus vorteilhaft wahrgenommen.There the air flowing around the outer wall of the nacelle Gondola at essentially the same speed as the on the gondola axis has flowing air, the interference is extremely quietly. Although the main sound is the wind turbine in operation from the rotor blades generated. However, this is due to the passing of the gondola Air caused noise in a completely different Frequency range, so that too by a conventional Gondola caused noise to be perceived quite annoying can. A reduced by the gondola according to the invention Gondola noise level is therefore perceived quite advantageous.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen und mit Hilfe der Figuren im Detail erläutert.The Invention will be described below by way of examples and with the aid explained in detail the figures.

Dabei zeigen die Figuren folgendes:there the figures show the following:

1 zeigt einen Ausschnitt einer schematisch dargestellten Windenergieanlage mit Gondel gemäß Stand der Technik. 1 shows a section of a schematically illustrated wind turbine with nacelle according to the prior art.

2 zeigt einen Ausschnitt einer schematisch dargestellten Ausführungsform einer Windenergieanlage mit erfinderischer Gondel. 2 shows a section of a schematically illustrated embodiment of a wind turbine with inventive gondola.

3 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren schematisch dargestellten Ausführungsform einer Windenergie mit einer erfinderischen Gondel. 3 shows a section of another schematically illustrated embodiment of a wind energy with an inventive nacelle.

4 zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Gondel mit den wichtigsten im Gondelinneren enthaltenen Komponenten. 4 shows the cross section through a nacelle according to the invention with the main components contained in the interior of the gondola.

5 zeigt schematisch und beispielhaft verschiedene Querschnittsformen einer erfindungsgemäßen Gondel. 5 shows schematically and exemplarily different cross-sectional shapes of a nacelle according to the invention.

6 zeigt schematisch den Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gondel mit nicht zentral verlaufendem Strömungskanal. 6 schematically shows the cross section through an embodiment of a nacelle according to the invention with non-centrally extending flow channel.

7 zeigt schematisch den Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gondel mit nicht zentral verlaufendem Strömungskanal. 7 schematically shows the cross section through a further embodiment of a nacelle according to the invention with non-centrally extending flow channel.

8a zeigt für eine konventionelle Gondel einen bestimmten Schwellenwert der Wirbelstärke des Strömungsfeldes in zunehmendem Abstand hinter der links dargestellten Gondel. Die Anlage wird dabei von links angeströmt. Die Abbildung wird unten von der Rotationsachse begrenzt. 8a shows for a conventional nacelle a certain threshold value of the vorticity of the flow field at an increasing distance behind the gondola shown on the left. The system is flowing from the left. The figure is bounded below by the axis of rotation.

8a zeigt für den Fall einer konventionellen Gondel die Wirbelstärke mit einem bestimmten Schwellenwert des Strömungsfeldes mit zunehmendem Abstand hinter der rechts dargestellten Gondel in Abhängigkeit vom Abstand von der Rotationsachse. 8a shows in the case of a conventional nacelle, the vorticity with a certain threshold of the flow field with increasing distance behind the nacelle on the right as a function of the distance from the axis of rotation.

8b zeigt für den Fall einer erfindungsgemäßen Gondel schematisch für denselben Schwellenwert wie in 8a die Wirbelstärke des Strömungsfeldes mit zunehmendem Abstand hinter der links dargestellten Gondel in Abhängigkeit vom Abstand von der Rotationsachse. 8b schematically shows for the case of a nacelle according to the invention for the same threshold as in 8a the vorticity of the flow field with increasing distance behind the nacelle shown on the left as a function of the distance from the axis of rotation.

9 zeigt die Nachlaufgeschwindigkeit des Strömungsfeldes direkt hinter der Gondel. 9 shows the trailing speed of the flow field directly behind the nacelle.

10 zeigt die Nachlaufgeschwindigkeit des Strömungsfeldes im Abstand von einem Rotordurchmesser hinter der Gondel. 10 shows the trailing speed of the flow field at a distance from a rotor diameter behind the nacelle.

11 zeigt einen erfindungsgemäßen Gondelquerschnitt mit den charakteristischen Durchmesserangaben. 11 shows a gondola according to the invention with the characteristic diameter information.

12 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gondel, bei der die Rotorblätter weit vorn angebracht sind, sodass die Rotorblattvorderkante oder ein fest stehender Teil der Blattwurzel direkt im Bereich des so genannten Staupunktes des Gondelquerschnittes liegen. Dadurch ist bei dieser Ausführungsform ein relativ großer Bauraum für die Rotorblattanschlüsse und die Lagerung des Rotorsystems vorhanden. 12 shows a further embodiment of the nacelle according to the invention, in which the rotor blades are mounted far forward, so that the rotor blade leading edge or a fixed part of the blade root lie directly in the region of the so-called stagnation point of the nacelle cross-section. As a result, a relatively large space for the rotor blade connections and the bearing of the rotor system is present in this embodiment.

Eine Windenergieanlage 1 gemäß dem Stand der Technik wie in 1 gezeigt umfasst einen Mast 3 der typischerweise zwischen 40 m und 130 m hoch ist. Auf diesem Mast ist eine Gondel 5 vorgesehen, die typischerweise einen Durchmesser von 3 m bis 8 m aufweist. An der Gondel ist ein Rotor 7 vorgesehen, welcher Rotorblätter 9 aufweist. Typischerweise überstreichen die Rotorblätter eine Kreisfläche von zwischen 40 m und 100 m Durchmesser. Im Betrieb treibt der in der 1 dargestellte von links kommende Wind die Rotorblätter 9 an. Die im Zentralbereich der Gondel auftreffende Strömung fließt, wie in der 1 mittels gestrichelter Linien gezeigt, entlang der Gondeloberfläche stromabwärts. Außerdem ist in der 1 eine durch die Ablösung der Strömung von der Gondeloberfläche entstehende Verwirbelung angedeutet. Diese starken Verwirbelungen, infolge von Strömungsverlusten an der Gondel, führen zu einem gestörten Strömungsfeld hinten der Windenergieanlage. Insbesondere für nachfolgende Windenergieanlagen in so genannten Windparks müssen daher große Abstände zwischen den einzelnen Windenergieanlagen eingehalten werden. Typische Windgeschwindigkeiten für den Betrieb sind 5 m/s bis 35 m/s. Typische Rotationsfrequenzen des Rotors liegen zwischen ca. 6 und 30 Umdrehungen pro Minute.A wind turbine 1 according to the prior art as in 1 shown comprises a mast 3 which is typically between 40m and 130m high. On this mast is a gondola 5 provided, which typically has a diameter of 3 m to 8 m. At the gondola is a rotor 7 provided, which rotor blades 9 having. Typically, the rotor blades cover a circular area of between 40 m and 100 m in diameter. In operation, he drives in the 1 shown wind coming from the left the rotor blades 9 at. The flowing in the central region of the nacelle flow, as in the 1 shown by dashed lines, downstream of the nacelle surface. Moreover, in the 1 indicated by the detachment of the flow from the nacelle surface swirling. These strong turbulences, due to flow losses at the nacelle, lead to a disturbed flow field at the rear of the wind turbine. In particular, for subsequent wind turbines in so-called wind farms therefore large distances between the individual wind turbines must be complied with. Typical wind speeds for operation are 5 m / s to 35 m / s. Typical rotational frequencies of the rotor are between about 6 and 30 revolutions per minute.

Demgegenüber zeigt 2 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wiederum sitzt auf einem Mast 203 eine Gondel 205 an dem ein Rotor 207 vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weißt die Gondel 205 entlang der Rotationsachse einen Strömungskanal 211 auf. Der Durchmesser d des Strömungskanales 211 sollte in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:10 zum äußeren Durchmesser D der Gondel gewählt werden. Bei kleinerem Durchmesser des Strömungskanales 211 ist seine Wirksamkeit in Frage gestellt. Bei größerem Durchmesser d des Strömungskanals wird es schwierig, die benötigten technischen Komponenten in der Gondel unterzubringen. Bei einem Aussendurchmesser der Gondel 205 von 5 m wird daher bevorzugt ein Strömungskanal vorgesehen, welcher an seiner schmalsten Stelle einen Durchmesser von zwischen 0,8 m und 1,5 m aufweist. Beispielsweise kann bei D = 4 m ein Strömungskanal mit einem minimalen Durchmesser von d = 1,0 m verwendet werden. Für die Integrierbarkeit der technischen Komponenten der WEA kann der Außendurchmesser der Gondel gegenüber einer Gondel nach Stand der Technik vergrößert werden. Der Luftwiderstand der Gondel lässt sich bei optimierter Querschnittsform der Gondel trotzdem gering halten.In contrast, shows 2 a first embodiment of the present invention. Again sitting on a mast 203 a gondola 205 on which a rotor 207 is provided. According to the gondola 205 along the axis of rotation a flow channel 211 on. The diameter d of the flow channel 211 should be selected in a ratio of 1: 2 to 1:10 to the outer diameter D of the nacelle. With a smaller diameter of the flow channel 211 its effectiveness is questioned. With larger diameter d of the flow channel, it becomes difficult to accommodate the required technical components in the nacelle. With an outside diameter of the nacelle 205 of 5 m, therefore, a flow channel is preferably provided which has a diameter of between 0.8 m and 1.5 m at its narrowest point. For example, at D = 4 m, a flow channel with a minimum diameter of d = 1.0 m can be used. For the integrability of the technical components of the WEA, the outer diameter of the nacelle with respect to a nacelle according to the prior art can be increased. The air resistance of the nacelle can still be kept low with optimized cross-sectional shape of the nacelle.

11 zeigt die charakteristischen Durchmesser der erfindungsgemäßen Gondel. Das Verhältnis des kleinsten Kanaldurchmessers d zum Gondelaußendurchmesser D wurde bereits beschrieben. Aus aerodynamischer Sicht ist außerdem der Staupunktdurchmesser d_SP von Bedeutung. Der Querschnitt durch die erfindungsgemäße Gondel weißt idealerweise ein aerodynamisch günstiges Profil auf, wie in 2, 4 und 5 erkennbar ist. Als Staupunkt wird der Punkt auf diesem zweidimensionalen Profil bezeichnet, an dem die Strömung lokal senkrecht auf das Profil auftrifft und dadurch in zwei Teilströme geteilt wird. Ein Teil der Strömung passiert im Falle der erfindungsgemäßen Gondel den inneren Strömungskanal, der andere Teil umströmt die Gondel an der Außenseite. Im dreidimensionalen Falle der Gondel entspricht der Staupunkt einer Kreisbogenlinie. Die von diesem Kreisbogen mit dem Durchmesser d_SP eingeschlossene Fläche A_SP steht nicht der Windenergienutzung durch den Rotor zur Verfügung, jedoch stellt sie je nach Dimensionierung nur einen vernachlässigbar geringen Anteil an der übrigen Rotorfläche dar. 11 shows the characteristic diameter of the nacelle according to the invention. The ratio of the smallest channel diameter d to the nacelle outer diameter D has already been described. From an aerodynamic point of view, the stagnation point diameter d _SP is also important. The cross section through the nacelle according to the invention ideally has an aerodynamically favorable profile, as in 2 . 4 and 5 is recognizable. When Stagnation point is the point on this two-dimensional profile, where the flow impinges locally vertically on the profile and is thereby divided into two partial flows. Part of the flow happens in the case of the nacelle according to the invention, the inner flow channel, the other part flows around the nacelle on the outside. In the three-dimensional case of the nacelle, the stagnation point corresponds to a circular arc. The enclosed by this circular arc with the diameter d _SP area A _SP is not the use of wind energy through the rotor available, however, it represents depending on the dimensions of only a negligible proportion of the remaining rotor surface.

Bei einem Rotordurchmesser von 50 m sowie einem Staupunktdurchmesser von d_SP = 4 m gehen gegenüber einer konventionellen Bauweise nur 0,33% der wirksamen, vom Rotor überstrichenen Fläche verloren.With a rotor diameter of 50 m and a stagnation point diameter of d _SP = 4 m, compared to a conventional design, only 0.33% of the effective area swept by the rotor is lost.

Der Durchmesser d_SP kann nach folgender Gleichung aus dem Kanaldurchmesser d und dem Gondelaußendurchmesser D berechnet werden.The diameter d _SP can be calculated from the channel diameter d and the gondola outer diameter D according to the following equation.

Der Skalierungsfaktor f_SP nimmt üblicherweise Werte zwischen 1,7 und 2,5 an. Endgültige Werte für d_SP lassen sich durch Optimierungen des Gondelquerschnitts, beispielsweise anhand von Strömungssimulationen, erzielen.The scaling factor f _SP usually assumes values between 1.7 and 2.5. Final values for d _SP can be achieved by optimizing the nacelle cross-section, for example, using flow simulations.

Die Strömung, welche im achsennahen Bereich auf die Gondel 205 trifft, tritt in den Strömungskanal 211 ein, strömt entlang diesem durch die Gondel 205 hindurch und tritt stromabwärts achsennah aus der Gondel wieder heraus, um sich dort mit der außen um die Gondel herum verlaufenden Strömung zu einem im wesentlichen laminaren Strömungsfeld zu vereinigen. Damit werden Wirbelfelder weitestgehend vermieden.The flow, which in the area near the axle on the nacelle 205 meets, enters the flow channel 211 A, flows along this through the gondola 205 and exits downstream of the nacelle downstream of the nacelle, where it merges with the flow around the outside of the nacelle to form a substantially laminar flow field. This avoids vortex fields as far as possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Drehbewegung der Nachlaufströmung des Rotors berücksichtigt. Diese hat einen der Drehbewegung des Rotors entgegen gesetzten Drehsinn der in einer Optimierung des Strömungskanalaustritts berücksichtigt werden kann. Die Strömung im Bereich dieser Einmischung besitzt trotzdem einen Restdrall, also eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung, die nahe der Rotationsachse nahezu Null beträgt.In a preferred embodiment of the present invention the rotational movement of the wake flow of the rotor is taken into account. This has an opposite direction of rotation of the rotor rotation considered in an optimization of the flow channel exit can be. The flow in the area of this interference still has a residual spin, so a speed component in the circumferential direction, which is almost zero near the axis of rotation.

In der 2 ist außerdem eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gondel gezeigt. Der Strömungskanal wird dort nämlich durch einen Fortsatz 213 des Rotors 207 gebildet. Dies hat einerseits den Vorteil, dass die im Kanal vorherrschende Strömung durch die rotierende Strömungskanalwand in leichte Rotation versetzt wird und dadurch dem Drall der Aussenströmung entgegen wirkt, wodurch im Bereich der Vermischung beider Luftströmungen die gestörte, von der Gondelaußenseite abgelöste Strömung mit Energie der aus dem Strömungskanal austretenden Luft versehen wird. Weiterhin können auf der rotierenden Strömungskanalwand Einrichtungen vorgesehen werden, die diese Drallbildung gezielt hervorrufen, beispielsweise Luftleitbleche. Ein weiterer Vorteil der rotierenden Strömungskanalwand besteht darin, dass hierdurch verhindert wird, dass sich in dem Kanal Vögel oder andere Tiere dauerhaft einnisten können.In the 2 In addition, a particularly preferred embodiment of the nacelle according to the invention is shown. The flow channel is namely there by an extension 213 of the rotor 207 educated. This has the advantage on the one hand that the flow prevailing in the channel is caused to rotate slightly by the rotating flow channel wall and thus counteracts the swirl of the outer flow, whereby in the region of the mixing of the two air flows the disturbed flow detached from the outer side of the gondola with energy from the flow Flow channel is provided exiting air. Furthermore, devices can be provided on the rotating flow channel wall, which specifically cause this swirling, for example air baffles. Another advantage of the rotating flow channel wall is that it prevents that birds or other animals can permanently nest in the channel.

Neben Nachteilen für den Vogelschutz würden diese Tiere wiederum das Strömungsfeld ungünstig beeinflussen.Next Disadvantages for bird protection would be these animals again unfavorably affect the flow field.

Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung. Die feststehenden Bestandteile der Gondel sind dabei in einer für die Herstellung vorteilhafte Zylinderform eingepasst. Der Rotor umfasst in diesem Fall am Anfang und am Ende der Gondel symmetrisch angeordnet jeweils zwei Rotorblätter. Erfindungsgemäß umfasst auch die in 3 gezeigte Gondel einen zentralen Strömungskanal. Die in 3 gezeigte Ausführungsform gilt auch für nur einen Rotor auf der dem Wind zugewandten Seite, wobei dann auf der dem Wind abgewandten Seite ein strömungsgünstiger Abströmkonus oder eine spezielle Abrisskante vorgesehen sein sollte.The 3 shows a second embodiment according to the present invention. The fixed components of the nacelle are fitted in an advantageous for the production cylinder shape. The rotor comprises in this case at the beginning and at the end of the nacelle symmetrically arranged two rotor blades. According to the invention also includes in 3 shown gondola a central flow channel. In the 3 embodiment shown also applies to only one rotor on the windward side, in which case on the side facing away from the wind, a streamlined outflow cone or a special spoiler edge should be provided.

Ausgehend von Gondeln gemäß dem Stand der Technik würde der Fachmann bei den erfindungsgemäßen Gondeln vermutlich das Problem sehen, den zentralen Strömungskanal realisieren zu müssen, ohne jedoch auf die für die Stromerzeugung, Verstellung und Lagerung notwendigen Komponenten verzichten zu können. Die 4 zeigt, dass dies in einfacher Weise möglich ist. Dort ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Gondel gezeigt und insbesondere die wesentlichen für die Stromerzeugung notwendigen Komponenten. Dargestellt sind beispielsweise das Rotorgehäuse 311, ein Wälzlager 313, sowie die Blattverstellung 315, die es gestattet, die Rotorblätter entsprechend dem Betriebspunkt auszurichten. Außerdem sind das Statorgehäuse 317, ein Generator-Stator, sowie der Generator-Rotor 321 und das Gondelgehäuse 333 gezeigt. Damit sind die (wesentlichen und raumfüllenden Komponenten in der Gondel angeordnet.Starting from gondolas according to the prior art, the person skilled in the gondolas according to the invention would probably see the problem of having to realize the central flow channel, but without being able to dispense with the components necessary for power generation, adjustment and storage. The 4 shows that this is possible in a simple manner. There is shown a cross section through a nacelle according to the invention and in particular the essential components necessary for power generation. Shown are, for example, the rotor housing 311 , a rolling bearing 313 , as well as the blade adjustment 315 which allows the rotor blades to be aligned according to the operating point. In addition, the stator housing 317 , a generator stator, as well as the generator rotor 321 and the gondola housing 333 shown. Thus, the (essential and space-filling components are arranged in the nacelle.

Eine bisher offene Frage ist die der inneren Struktur des Strömungskanals. Hier können, je nach den typischen Windverhältnissen vor Ort, unterschiedliche Profile vorteilhaft sein. 5 zeigt dementsprechend ein zylindrisches (a), ein konkaves (b) und ein konvexes (c) Innenprofil des Strömungskanals. Die Wirkung des Strömungskanales ist umso effizienter, je besser das Profil des zentralen Strömungskanals dafür sorgt, dass sich die Luftströmung um die Gondel sowie die durch den Strömungskanal beim Austritt verlustarm und somit wirbelfrei vermischen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Innenprofil des Strömungskanales auf die unterschiedlichen Windverhältnisse und Anlagen anpassbar. In ihrer Form veränderliche Strömungskanäle können zum Beispiel mechanisch realisiert werden. Außerdem ist es möglich, im Bereich des Gondelendes einen Sensor oder ein Sensorsystem vorzusehen, um die Verwirbelung durch eine Verstellung des Strömungskanalquerschnittes zu beeinflussen. Beispielsweise kann die Aussenströmung am Ende der Gondel mit der Strömung kurz vor dem Strömungskanalausgang verglichen werden. Für den optimalen Betrieb kann dann versucht werden, sowohl die axiale als auch die umfangsgerichtete Strömungsgeschwindigkeit des Strömungskanals, welche die Rotation der Strömung bestimmt, der äußeren Gondelumströmung anzupassen. Diese Beeinflussung kann beispielsweise durch einen an einer bestimmten Stelle veränderbaren Querschnitt des Strömungskanals sowie durch Einrichtungen an der Innenseite des Strömungskanals, die der Strömung einen Drall aufprägen, realisiert werden.An open question is the inner structure of the flow channel. Here, depending on the typical wind conditions on site, different profiles may be advantageous. 5 shows accordingly a cylindrical (a), a concave (b) and a convex (c) inner profile of the Strömungska Nalles. The effect of the flow channel is the more efficient, the better the profile of the central flow channel ensures that the air flow around the nacelle and the flow through the flow channel at the outlet low loss and thus vortex mix. According to a particularly preferred embodiment, the inner profile of the flow channel is adaptable to the different wind conditions and installations. In their form variable flow channels, for example, can be realized mechanically. In addition, it is possible to provide a sensor or a sensor system in the region of the nacelle end, in order to influence the turbulence by an adjustment of the flow channel cross section. For example, the outside flow at the end of the nacelle may be compared to the flow just before the flow channel exit. For optimum operation, it may then be attempted to match both the axial and circumferential flow rates of the flow channel which determine the rotation of the flow to the outer gondola flow. This influence can be realized, for example, by a cross section of the flow channel which can be changed at a specific point and by means on the inside of the flow channel which impart a twist to the flow.

Bisher wurde ein Strömungskanal diskutiert, der zentral durch die Gondel verläuft. Es ist auch eine dezentrale und/oder dreidimensionale Kanalführung denkbar, z. B. für konventionelle Anlagen mit Getriebestrang. Dabei kann der Strömungskanal vorbei an den Komponenten im Inneren der Maschinengondel verlaufen. Dies ist beispielsweise in 6 und auch in 7 dargestellt. Wichtig bleibt aber, dass weiterhin Lufteinlauf und Luftaustritt so ausgestaltet sind, dass im Gondelnachlauf eine deutlich reduzierte Wirbelbildung auftritt.So far, a flow channel has been discussed, which runs centrally through the gondola. It is also a decentralized and / or three-dimensional channel management conceivable, for. B. for conventional systems with gear train. In this case, the flow channel can run past the components in the interior of the nacelle. This is for example in 6 and also in 7 shown. However, it remains important that the air intake and the air outlet are also designed so that a significantly reduced vortex formation occurs in the gondola wake.

Außerdem ist es möglich, nicht nur einen Strömungskanal vorzusehen, sondern zwei oder eine Vielzahl von Strömungskanälen vorzusehen.Furthermore is it possible, not just a flow channel provide, but two or a plurality of flow channels provided.

Generell lässt sich sagen, dass bei der Realisierung der offenen Gondel sinnvollerweise eine insgesamt strömungsgünstige Außenform der Gondel gewählt werden soll. Dies trifft vor allem im Bereich der Gondelhinterkante zu, wo die Mischung beider Luftströme stattfindet.As a general rule can be said that in the realization of the open Gondola reasonably an overall aerodynamic Exterior shape of the gondola should be selected. This especially in the area of the gondola trailing edge, where the mixture both air flows takes place.

Es ist möglich, die Wirkung der Erfindung anhand einer numerischen Simulation zu veranschaulichen. Hierzu wird die Wirbelstärke des Strömungsfeldes hinter der Gondel für unterschiedliche Abstände hinter der Gondel sowie unterschiedliche Abstände von der Rotationsachse berechnet. Unter der Wirbelstärke ist vereinfacht ausgedrückt die Rotation des Geschwindigkeitsfeldes zu verstehen.It is possible, the effect of the invention based on a numerical To illustrate simulation. For this purpose, the vorticity the flow field behind the gondola for different Distances behind the nacelle and different distances from calculated the axis of rotation. Under the vorticity is in simple terms, the rotation of the velocity field to understand.

Dementsprechend zeigt 8a für den Fall einer konventionellen Gondel schematisch für einen Schwellenwert die Wirbelstärke des Strömungsfeldes mit zunehmendem Abstand hinter der links dargestellten Gondel in Abhängigkeit vom Abstand von der Rotationsachse. Der Bereich mit einer Wirbelstärke oberhalb des Schwellenwertes ist schraffiert dargestellt.Accordingly shows 8a for the case of a conventional nacelle schematically for a threshold value, the vorticity of the flow field with increasing distance behind the nacelle shown on the left as a function of the distance from the axis of rotation. The area with a vortex strength above the threshold is shown hatched.

Demgegenüber zeigt 8b für den Fall einer erfindungsgemäßen Gondel schematisch für denselben Schwellenwert wie in 8a die Wirbelstärke des Strömungsfeldes mit zunehmendem Abstand hinter der links dargestellten Gondel in Abhängigkeit vom Abstand von der Rotationsachse. Auch hier ist der Bereich mit einer Wirbelstärke oberhalb des Schwellenwertes schraffiert dargestellt. Dabei ist deutlich zu sehen, dass für die erfindungsgemäße Gondel ein wesentlich kleinerer Bereich hinter der Gondel Wirbelstärken oberhalb des Schwellenwertes aufweißt.In contrast, shows 8b in the case of a nacelle according to the invention schematically for the same threshold as in 8a the vorticity of the flow field with increasing distance behind the nacelle shown on the left as a function of the distance from the axis of rotation. Again, the area with a vortex strength above the threshold is shown hatched. It can clearly be seen that, for the nacelle according to the invention, a considerably smaller area behind the nacelle has vortical strengths above the threshold value.

Weiterhin kann die Wirkung der Erfindung veranschaulicht werden, wenn man die Nachlaufgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Abstand von der Rotationsachse darstellt. In der 9 ist dies für die Ebene jeweils direkt hinter der Gondel dargestellt. Dabei zeigt der Vergleich der erfindungsgemäßen Gondel (gefüllte Kreise) mit einer herkömmlichen Gondel (durchgezogene Linie), dass die Nachlaufgeschwindigkeit absolut gesehen im Fall der erfindungsgemäßen Gondel, vor allem in der Nähe der Rotationsachse eine viel geringere Variation aufweißt.Furthermore, the effect of the invention can be illustrated by representing the tracking speed as a function of the distance from the axis of rotation. In the 9 this is shown for the plane directly behind the nacelle. In this case, the comparison of the nacelle (filled circles) according to the invention with a conventional nacelle (solid line) shows that the trailing speed in absolute terms has a much smaller variation in the case of the nacelle according to the invention, especially in the vicinity of the axis of rotation.

Damit werden eine oder mehrere hinter einer Windenergieanlage mit erfindungsgemäßer Gondel aufgestellte Windenergieanlagen, wie in Windparkanordnungen üblich, wesentlich geringer durch das Nachlaufgebiet der Anlage mit erfindungsgemäßer Gondel beeinflusst. Durch ein gestörtes bzw. unausgeglichenes Nachlaufgeschwindigkeitsfeld reduziert sich bei nachfolgenden Windenergieanlagen sowohl der Leistungsertrag als auch die strukturmechanische Belastung von Rotorsystem, Turm und Fundament infolge periodischer Anregungen. Dadurch können solche Windenergieanlagen Material und somit Kosten sparender ausgeführt werden. Auch sind weitaus geringere von der erfindungsgemäßen Gondel ausgehende Schallemissionen zu erwarten als im herkömmlichen Fall.In order to be one or more behind a wind turbine with inventive Gondola wind turbines, as usual in wind farm arrangements, much lower by the wake of the system with inventive gondola affected. By a disturbed or unbalanced Follow-up speed field is reduced in subsequent wind turbines both the power yield and the structural mechanical load rotor system, tower and foundation due to periodic excitations. As a result, such wind turbines material and thus costs be performed more sparingly. Also are much smaller from the gondola according to the invention emanating sound emissions to be expected than in the conventional case.

In 10 wurde dieselbe Darstellung wie in 9 gewählt, allerdings für eine Ebene, die von der Gondel in Strömungsrichtung einen Abstand von einem Durchmesser des Rotors aufweißt. Die gestrichelte Kurve zeigt die dortige normierte Nachlaufgeschwindigkeit einer herkömmlichen Gondel, während die ausgefüllten Vierecke diejenige einer erfindungsgemäßen Gondel darstellen. Wiederum ist das von der erfindungsgemäßen Gondel ausgehende Strömungsfeld hinsichtlich Nachlaufgeschwindigkeit deutlich weniger vom Abstand von der Rotationsachse abhängig, d. h. es herrscht ein homogeneres Strömungsfeld. Dadurch entsteht der Vorteil, dass der Abstand zwischen zwei Windenergieanlagen deutlich verringert werden kann und somit eine höhere Flexibilität bei der Planung und Anordnung von Windparks vorliegt.In 10 became the same representation as in 9 chosen, however, for a plane which has a distance from a diameter of the rotor of the nacelle in the flow direction. The dashed curve shows the normalized tracking speed of a conventional nacelle, while the solid squares represent that of a nacelle according to the invention. Again, that's from The flow field issuing from the nacelle according to the invention is much less dependent on the distance from the axis of rotation with respect to the trailing speed, ie a more homogeneous flow field prevails. This results in the advantage that the distance between two wind turbines can be significantly reduced and thus there is greater flexibility in the planning and arrangement of wind farms.

Es wurde eine erfindungsgemäße Windenergieanlage mit einem Mast, einem Rotor mit mindestens einem Rotorblatt und einer Gondel offenbart, wobei die Rotationsachse des Rotors durch die Gondel verläuft, dadurch gekennzeichnet dass die Gondel entlang der Rotationsachse einen Strömungskanal aufweist dergestalt, dass auf die Gondel in Rotationsachsenrichtung auftreffende Luft die Gondel entlang der Rotationsachse durchströmen und stromabwärts aus der Gondel austreten kann.It was a wind turbine according to the invention with a mast, a rotor with at least one rotor blade and discloses a gondola, wherein the axis of rotation of the rotor by the gondola runs, characterized in that the gondola along the axis of rotation has a flow channel such that impinges upon the nacelle in the rotational axis direction Air flow through the nacelle along the axis of rotation and exit the gondola downstream.

Vorzugsweise ergibt die Projektion der Gondel entlang der Rotationsache im Wesentlichen eine Fläche mit Loch.Preferably gives the projection of the gondola along the rotation axis substantially an area with a hole.

Der Strömungskanal kann beispielsweise eine zylindrische, konkave oder konvexe Form aufweisen.Of the Flow channel, for example, a cylindrical, concave or convex shape.

Der Strömungskanal kann im Inneren der Gondel ebenso eine freie Form, also einen im Rahmen des technisch realisierbaren beliebigen und insbesondere dezentralen Verlauf aufweisen und lediglich am Eintritt und am Austritt der Gondel koaxial oder achsenparallel verlaufen. Dadurch wird gegebenenfalls eine bessere Anordnung der Komponenten der WEA ermöglicht, insbesondere lässt sich so eine Bauart mit Getriebestrang auf bessere Art und Weise verwirklichen.Of the Flow channel inside the gondola can also be a free Form, so in the context of technically feasible arbitrary and in particular have decentralized course and only on Entry and exit of the nacelle coaxial or axis parallel run. This will optionally provide a better arrangement of Allows components of the WEA, in particular leaves To realize such a design with gear train in a better way.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen zur Änderung des Profils des Strömungskanals. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Gondel ein Sensorsystem umfasst zur Strömungsmessung als Parameter für die Einstellung des Profils des Strömungskanals.Preferably Means are provided for changing the profile of the flow channel. In particular, it is advantageous if the nacelle is a sensor system includes for flow measurement as a parameter for the adjustment of the profile of the flow channel.

Im Strömungskanal können Mittel vorgesehen sein, die der durchströmenden Luft einen Drall aufprägen, der im Wesentlichen dem Drall der um die Gondel herum geströmten Luft entgegen wirkt.in the Flow channel can be provided means which impose a spin on the air flowing through, essentially the swirl of the stream around the nacelle Air counteracts.

Die Ummantelung des Strömungskanals kann rotierbar vorgesehen sein und ist vorzugsweise Teil des Rotors.The Sheath of the flow channel can be provided rotatable and is preferably part of the rotor.

Es wurde außerdem ein Windpark mit zumindest einer Windenergieanlage wie oben beschrieben.It was also a wind farm with at least one wind turbine as described above.

Außerdem ist ein Verfahren zur Erzeugung von Strom offenbart, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens eine erfindungsgemäße Windenergieanlage verwendet wird.Furthermore is disclosed a method of generating electricity by doing so is characterized in that at least one inventive Wind turbine is used.

333333: Gondelgehäusegondola housing
321321: Generator-RotorGenerator rotor
319319: Generator-StatorGenerator stator
317317: Statorgehäusestator
315315: Blattverstellungpitch
313313: Wälzlagerroller bearing
311311: Rotorgehäuserotor housing
213213: Fortsatzextension
211211: Strömungskanalflow channel
207207: Rotorrotor
205205: Gondelgondola
203203: Mastmast
11: WindenergieanlageWind turbine
33: Mastmast
55: Gondelgondola
77: Rotorrotor
99: Rotorblätterrotor blades

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- WO 2004/038217 [0011, 0011, 0012, 0012]

Claims

A wind turbine with a mast, a rotor having at least one rotor blade and a nacelle, wherein the axis of rotation of the rotor passes through the nacelle, characterized in that the nacelle along the axis of rotation has a flow channel such that air impinging on the nacelle in the direction of rotation axis along the nacelle flow through the axis of rotation and can exit downstream of the nacelle.

Wind energy plant according to claim 1, characterized that the projection of the nacelle along the rotation axis substantially a surface with a hole, preferably a circular ring results.

Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channel is cylindrical, is concave or convex.

Wind energy plant according to one of the claims 1 and 2, characterized in that the flow channel inside the gondola has any course.

Wind energy plant according to one of the claims 1, 3 or 4, characterized in that the flow channel has more than one inlet and / or outlet opening.

Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided for modification the profile of the flow channel.

Wind energy plant according to claim 4, characterized in that in that the nacelle comprises a sensor system for flow measurement as parameter for setting the profile of the flow channel.

Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided which provide a rotation cause the air flowing through the flow channel, which opposite to the direction of rotation of the rotor of the wind turbine or rectified.

Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the boundary of the flow channel is rotatable and is preferably part of the rotor.

Wind farm with at least one wind turbine after one of the preceding claims.

Method for generating electricity, characterized that at least one wind turbine according to one of the claims 1 to 7 is used and preferably a wind farm according to claim 8 is used.