DE102009041421A1 - Device for converting and controlling wind energy into electrical energy - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung und Steuerung von Windenergie in elektrische Energie, insbesondere für die Anwendung innerhalb von Gebäuden. Durch die Erfindung ist eine Windkraftanlage geschaffen worden, die einen höheren Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung bei gleichzeitig geringem technischen Aufwand aufweist, eine optimalere Anpassung an vorhandene räumliche Gegebenheiten der unterschiedlichen Einsatzorte ermöglicht und eine geringere Geräuschentwicklung bewirkt. Die Einrichtung ist so gestaltet, dass die innerhalb von Gebäuden angeordneten Windräder über deren zugeordneten Generatoren mit einer die Ausrichtung der Windräder in Richtung des maximal auftretenden Windstromes und die Betriebszustände der Windräder steuernden Steuereinrichtung verbunden sind und die entlang der Rotationsachse angeordneten windaufnehmenden Flächenelemente der Windräder so selbstwirkend veränderbar ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass sie bei der Bewegung innerhalb des Windschattens des Rotationsbereiches jeweils die Stellung und/oder Form mit dem geringsten Windwiderstand einnehmen. Vorteilhaft für die Senkung der Intensität der Geräuschentwicklung, die Erhöhung der Energieeffizienz und Lebensdauer der Einrichtung kommen bei der Lagerung der Rotationsachsen Hochtemperatur-Supraleiter-Lager zur Anwendung.The invention relates to a device for converting and controlling wind energy into electrical energy, in particular for use within buildings. By the invention, a wind turbine has been created, which has a higher efficiency in energy conversion with low technical effort, allows a more optimal adaptation to existing spatial conditions of different sites and causes less noise. The device is designed such that the windmills arranged inside buildings are connected via their associated generators to a control device controlling the orientation of the windmills in the direction of the maximum occurring wind current and the operating states of the windmills, and the wind-receiving surface elements of the windmills arranged along the rotation axis become self-acting are formed changeable and / or arranged that they each occupy the position and / or shape with the lowest wind resistance in the movement within the wind shadow of the rotation range. Advantageous for the reduction of the intensity of noise, the increase in energy efficiency and lifetime of the device are used in the storage of rotation axes high-temperature superconductor bearings for use.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung und Steuerung von Windenergie in elektrische Energie, insbesondere für die Anwendung innerhalb von Gebäuden.The The invention relates to a device for conversion and control from wind energy to electrical energy, especially for the application within buildings.

Das auf Grund der sich verringernden weltweiten Ressourcen an fossilen Brennstoffen für die Energiegewinnung gestiegene Interesse für die alternative Energiegewinnung aus Solarenergie und der Windkraft, umfasst zunehmend auch die Anwendung derartiger Anlagen innerhalb oder an Gebäuden bzw. Wohnhäusern. So wird nach der DE 202 04 945 U1 eine Windkraftanlage zur Integration in ein Gebäude beschrieben, bei der in mindestens einem Luftkanal Windturbinen angeordnet sind. Dabei ist der Luftkanal im Firstbereich des Gebäudes durchgehend angeordnet. Durch die Anordnung der Luftkanalmündungen an gegenüberliegenden Giebeln eines Hauses werden die Strömungsenergien besser genutzt. Ergibt sich der Verlauf des Firstes in Richtung der ortsvorherrschenden Hauptwindrichtung so ist der Wirkungsgrad der Anlage am höchsten.Increasing interest in alternative energy sources from solar and wind power due to decreasing global resources of fossil fuels for power generation, increasingly includes the use of such equipment within or on buildings or homes. So after the DE 202 04 945 U1 a wind turbine for integration into a building described in which are arranged in at least one air duct wind turbines. The air duct is arranged continuously in the ridge area of the building. The arrangement of the air channel mouths on opposite gables of a house, the flow energies are better used. If the course of the ridge results in the direction of the prevailing main wind direction, the efficiency of the system is highest.

Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch die Abhängigkeit der Effizienz bei der Energieumwandlung von der jeweiligen Lage des Gebäudes. Sie ist dadurch nur für ausgewählte Gebäude optimal geeignet. Ein weiterer Nachteil besteht im hohen Aufwand für die Einbauten der Windkanäle sowie der geringen Effizienz durch die Anwendung konventioneller Windturbinen. Bei der durch die DE 10 2005 041 600 B3 aufgezeigten Windkraftanlage kommt ein vertikaler Rotor zur Anwendung, der unabhängig von der Windrichtung durch die auftreffenden Windströmungen angetrieben wird. Der Rotorkern der Windkraftanlage weist ein an diesem angeformtes nockenartiges Rotorblatt auf. Angeordnet ist der Rotor innerhalb eines Gehäuses, das mit einer Windeintrittsöffnung und einer Windaustrittsöffnung versehen ist. Das nockenartige Rotorblatt wird in einem innerhalb des Gehäuses gebildeten ringförmigen Windleitkanal vom Wind angetrieben und steht mit einem elektrischen Generator in funktioneller Verbindung. Mit dieser Anlage ist eine kostengünstige Ausführung einer Windkrafteinrichtung geschaffen worden, die einen vertikalen Rotor aufweist und dadurch nicht in den Wind gedreht werden muss. Nachteilig an dieser Anlage sind jedoch der funktionsbedingte Einsatz nur eines Rotorblattes mit der damit verbundenen begrenzten Effizienz bei der Energieumwandlung, die erforderliche separate Anpassung der jeweiligen Anlage an die vorhandenen Raumverhältnisse und die auftretende Geräuschentwicklung. In der DE 10 2007 013 885 A1 wird eine Anordnung zur Erzeugung elektrischer Energie beschrieben, bei der das Windrad und der Generator unterhalb der Dachabdeckung angeordnet sind. Das zur Anwendung kommende Windrad weist einen Radialrotor auf, der mit Rotorblättern versehen ist, die die Form von Flugzeugflügeln besitzen. Durch diese Ausbildung der Rotorblätter findet eine Verdichtung der Windströmung statt und lässt die Rotoren schneller als die Windgeschwindigkeit rotieren. Auch wird, durch die Form der Rotorblätter bedingt, eine Sogwirkung des Windes erzeugt, die unerwünschte Druckkräfte auf die Rotorblätter ausgleicht. Auch bei dieser Windkraftanlage ist es von Nachteil, dass für jede Anlage eine Anpassung an die räumlichen Gegebenheiten erfolgen muss und die Effizienz der Energieumwandlung von der Windrichtung abhängig ist. Nachteilig ist auch bei dieser Anlage die starke Geräuschentwicklung während des Betriebes. Bekannt sind auch Regelmechanismen um den Anlaufzustand, Nennbetriebszustand und Sturmbetriebszustand der Windkraftanlagen automatisch an Sollwerte anzupassen. So wird bei der Lösung nach der DE 33 32 459 A1 vor dem Hauptrotor ein mit diesem mitlaufender Regelrotor angeordnet, der mit der Energie der anströmenden Luft die Windkraftanlage regelt. Die unterschiedlich auftretenden Drehmomente werden genutzt, um über einen Regelmechanismus die Einstellwinkel der Hauptrotorblätter zu verstellen. Dadurch wird das Anlaufen der Windkraftanlage bei geringem Wind ermöglicht, bei genügend Wind auf Nennbetriebsdrehzahl geregelt und bei starken Sturm vor Zerstörung geschützt. Nachteilig an dieser Lösung ist der hohe mechanische Aufwand und die Abhängigkeit der Regelung, insbesondere während der Anlaufphase bei geringem Wind von der jeweiligen Dimensionierung des Regelrotors. Weiterhin bekannt ist nach der DE 10 2005 029 000 B4 ein Verfahren und ein System zur Regelung der Drehzahl eines Rotors einer Windenergieanlage. Mit diesem Verfahren wird eine Drehzahlregelung im Teillastbetrieb und im Volllastbetrieb vorgenommen. Zwecks Erreichung einer hohen Leistungsausbeute der Wndenergieanlage wird die Drehzahl der Anlage im Teillastbereich auf das optimale Verhältnis zwischen Umfangsgeschwindigkeit des Rotors und Windgeschwindigleit eingestellt. Die Drehzahl wird über das Gegenmoment am Generator beeinflusst. Das Gegenmoment am Generator ist um so höher, je mehr Leistung der Generator aus dem System herausnimmt und in ein Energienetz einspeist. Im Volllastbetrieb wird die Drehzahlverstellung über die Verstellung des Blattwinkels der Rotorblattes bewirkt. Mit dem Regelverfahren wird die Leistungsausbeute der Windenergieanlage erhöht, indem insbesondere im Übergangsbereich von Teillast zu Volllast zwei voneinander verschiedene Drehzahlsollwerte als Eingangswert für eine Drehmomentsteuer- oder -regelvorrichtung und eine Blattwinkelsteuer- oder -regelvorrichtung eine Unabhängigkeit der Steuerung oder Regelung des Blattwinkels und des Drehmoments ermöglichen. Nachteilig ist der hohe steuer- oder regeltechnische Aufwand, insbesondere für Windenergieanlagen mit Energieabnehmern und Energiespeicherbaugruppen und der dadurch kalkulierbaren gleichbleibenden Belastung durch Energieabnahme. In der DE 20 2007 014 366 U1 ist eine Einrichung zur Blattverstellung für Vertikalwindkraftanlagen beschrieben, mit der durch eine fliehkraftgesteuerte Blattverstellung die Anlaufcharakteristik verbessert, als auch eine Begrenzung der Höchstdrehzahl erreicht wird. Dazu sind die hinteren Flügelaufnahmen mit einem Federsystem versehen, das bei Änderung der Rotordrehzahl und dadurch bedingter unterschiedlicher Fliehkräfte die Anstellwinkel der Flügel bewirkt. So kann sich der berechnete Anstellwinkel des Flügels durch eine entsprechende Einstellung der Vorspannung des Federsystemes selbständig, ohne Fremdenergie und ohne Fremdregelung einstellen. Nachteilig an dieser Einrichtung ist die fehlende Optimierung der Leistungsausbeute durch Nichteinbeziehung des Drehmomentes des Generators.A disadvantage of this solution, however, is the dependence of the efficiency in the energy conversion of the particular position of the building. It is thus optimally suitable only for selected buildings. Another disadvantage is the high cost of the installations of the wind tunnels and the low efficiency through the use of conventional wind turbines. At the by the DE 10 2005 041 600 B3 shown wind turbine is a vertical rotor used, which is driven regardless of the wind direction by the impinging wind currents. The rotor core of the wind turbine has a molded on this cam-like rotor blade. Arranged is the rotor within a housing which is provided with a wind inlet opening and a wind outlet opening. The cam-like rotor blade is driven by the wind in an annular Windleitkanal formed within the housing and is in operative connection with an electric generator. With this system, a cost-effective design of a wind power device has been created, which has a vertical rotor and therefore does not have to be turned into the wind. A disadvantage of this system, however, the functional use of only one rotor blade with the associated limited efficiency in the energy conversion, the required separate adaptation of the respective system to the existing space and the noise occurring. In the DE 10 2007 013 885 A1 an arrangement for generating electrical energy is described in which the wind turbine and the generator are arranged below the roof cover. The windmill used has a radial rotor provided with rotor blades in the form of airplane wings. This design of the rotor blades causes a compression of the wind flow and allows the rotors to rotate faster than the wind speed. Also, caused by the shape of the rotor blades, a suction effect of the wind is generated, which compensates for undesirable pressure forces on the rotor blades. Even with this wind turbine, it is disadvantageous that an adaptation to the spatial conditions must be made for each system and the efficiency of the energy conversion is dependent on the wind direction. A disadvantage is also in this system, the strong noise during operation. Also known are control mechanisms to automatically adjust the start-up condition, nominal operating condition and storm operating condition of the wind turbines to target values. So will the solution after the DE 33 32 459 A1 arranged in front of the main rotor with this co-rotating control rotor, which controls the wind turbine with the energy of the incoming air. The different occurring torques are used to adjust the setting angle of the main rotor blades via a control mechanism. As a result, the startup of the wind turbine is made possible with low wind, regulated at sufficient wind at nominal operating speed and protected from destruction in strong storm. A disadvantage of this solution is the high mechanical complexity and the dependence of the control, especially during the start-up phase with low wind from the respective dimensions of the control rotor. Furthermore, it is known from DE 10 2005 029 000 B4 a method and a system for controlling the speed of a rotor of a wind turbine. With this method, a speed control is carried out in partial load operation and in full load operation. In order to achieve a high power output of the power plant, the speed of the system is set in the partial load range to the optimum ratio between the peripheral speed of the rotor and Windgeschwindigleit. The speed is influenced by the counter-torque on the generator. The counter-torque at the generator is higher, the more power the generator takes out of the system and fed into a power grid. In full load operation, the speed adjustment is effected via the adjustment of the blade angle of the rotor blade. With the control method, the power output of the wind turbine is increased by allowing, in particular in the transition range from part load to full load, two different speed setpoints as input to a torque controller and a blade angle controller for independence of control of blade pitch and torque , A disadvantage is the high tax or control technical effort, especially for wind turbines with energy consumers and energy storage modules and the calculable constant load due to energy consumption. In the DE 20 2007 014 366 U1 is a Einrichung for blade adjustment for vertical wind turbines described with the centrifugal force-controlled pitch adjustment improves the starting characteristic, as well as a limitation of the maximum speed is reached. For this purpose, the rear wing mounts are provided with a spring system which causes the angle of attack of the wings when changing the rotor speed and consequent different centrifugal forces. Thus, the calculated angle of attack of the wing can be adjusted by a corresponding adjustment of the bias of the spring system independently, without external energy and without external control. A disadvantage of this device is the lack of optimization of the power output by disregarding the torque of the generator.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer derartigen Einrichtung und Steuerung, die einen höheren Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung bei gleichzeitig geringem technischen Aufwand aufweist, eine optimalere Anpassung an vorhandene räumliche Gegebenheiten der unterschiedlichen Einsatzorte ermöglicht und eine geringere Geräuschentwicklung während des Betriebes der Anlage bewirkt.The The object of the invention is therefore to provide such Device and control, which has a higher efficiency in the energy conversion with low technical Has effort, a more optimal adaptation to existing spatial Conditions of different sites allows and a lower noise during the operation of the system causes.

Gelöst wird die Aufgabe mit der entwickelten Anlage entsprechend der beschreibenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 14 beschrieben. Mit der geschaffenen Anlage werden die durch die Windeintrittsöffnungen eintretenden und auf die Flächenelemente auftreffenden Windströme effizienter in elektrische Energie umgewandelt. Die erreichte Wirkungsfläche der Flächenelemente für die Umwandlung der Windenergie beträgt ca. 30% bis 40% der Größe der Windkraftanlage. Damit wird die Größe konventioneller Windkraftanlagen bei gleichbleeibender Energiegewinnung um ca. 70% verkleinert. Durch die sich selbsttätig anpassende Veränderung des Windwiderstandes der Flächenelemente im Windschatten des Rotationsbereiches, aufgrund der selbstwirkenden Veränderung ihrer Wirkfläche und Form, wird der Wirkungsgrad der Energieumwandlung erhöht. Wirkungsvoll kann die Stellung bzw. Veränderung der Wirkfläche der Flächenelemente durch seitlich des Rotationsweges angeordnete Führungsbaugruppen, die die Stellungen entsprechend vorgegebener Sollstellungen verändern. Eine starke Senkung der Geräuschentwicklung wird durch die Lagerung der Rotationsachsen im Magnetfeld von Hochtemperatur-Supraleiter-Lager (HTS-Lager) erreicht. Neben der geräuschlosen Lagerung bewirkt die Anwendung der HTS-Lager aufgrund des fehlenden Reibungswiderstandes in den Lagern eine höhere Effizienz der Energieumwandlung und eine höhere Lebensdauer der Lager. Durch die Parallelschaltung von Energieabnehmern und Energiespeicherbaugruppen entsteht eine gleichbleibende Belastung des Generators und damit ein konstantes Drehmoment. Die Regelung des Generatordrehmoments erübrigt sich somit.Solved will do the job with the developed attachment according to the descriptive Features of claim 1. Advantageous developments of Invention are characterized by the features of the claims 2 to 14 described. With the created plant, the through the wind inlet openings entering and on the surface elements impinging wind currents more efficiently into electrical energy transformed. The achieved effective area of the surface elements for the conversion of wind energy is approx. 30% to 40% of the size of the wind turbine. In order to becomes the size of conventional wind turbines with constant energy production reduced by about 70%. By the self-adapting change of the Wind resistance of the surface elements in the lee of the rotation range, due to the self-acting change in their effective area and form, the efficiency of energy conversion is increased. Effective can the position or change the effective area the surface elements arranged by the side of the rotation path Guide assemblies that correspond to the positions specified Change debit positions. A strong reduction in noise is caused by the storage of rotational axes in the magnetic field of high-temperature superconductor bearings (HTS warehouse) reached. In addition to the noiseless storage causes the application of the HTS bearings due to the lack of frictional resistance in the camps a higher efficiency of energy conversion and a longer life of the bearings. Through the parallel connection of energy consumers and energy storage modules creates a constant load of the generator and thus a constant Torque. The control of the generator torque is unnecessary thus.

Die Möglichkeit der optimalen Anpassung der Anlage an unterschiedliche räumliche Gegebenheiten wird durch die Schaffung von einheitlichen (standardisierten) Baugruppen geschaffen, die in der erforderlichen Anzahl funktionell zusammenwirkend aneinander gereiht werden können. Dabei besitzt jede Windkraftbaugruppe ein Windrad und ein mit diesem verbundenen Generator sowie die entsprechenden Lagerungen. Zwecks Vermeidung von Windverwirbelungen innerhalb der Windkanäle werden zwischen den zusammenwirkenden Windkraftbaugruppen Windleiteinrichtungen angeordnet, die die Windströmungen gezielt durch die Windkanäle leiten und so Energieverlusten entgegenwirken. Durch die Einbringung von Vertiefungen in die Oberfläche der Flächenelemente wird deren wirksame Fläche vergrössert und durch die formbedingte punktförmige Bündelung der auftreffenden Windströme der Wirkungsgrad der Anlage erhöht.The Possibility of optimal adaptation of the system to different ones spatial conditions will be improved by the creation of uniform (standardized) Assemblies created that are functional in the required number can be strung together interactively. there Each wind turbine has a wind turbine and one connected to it Generator as well as the corresponding bearings. For the avoidance of wind turbulences within the wind tunnels between the cooperating wind power assemblies Windleiteinrichtungen arranged, which direct the wind currents targeted by the wind tunnels and thus counteract energy losses. By the introduction of Depressions in the surface of the surface elements its effective area is increased and through the form-related punctiform bundling of the impinging Wind currents increased the efficiency of the system.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:The Invention will be described below with reference to an embodiment be explained in more detail. In the drawing shows:

1: die schematische Vorderansicht der Windkraftanlage, 1 : the schematic front view of the wind turbine,

2: die schematische Seitenansicht der Windkraftanlage, 2 : the schematic side view of the wind turbine,

3: die Vorderansicht des Flächenelementes, 3 : the front view of the surface element,

4: die Seitenansicht des Flächenelementes, 4 : the side view of the surface element,

5: das Blockschaltbild von Windkraftbaugruppen und 5 : the block diagram of wind turbines and

6: das Blockschaltbild der Gesamteinrichtung. 6 : the block diagram of the overall device.

Die schematische Darstellung in 1 gibt die Vorderansicht der baulichen Anordnung der Windkraftanlage innerhalb der Umbauung 1 wieder. Bei dieser beispielsweisen Ausführung der Anlage entspricht die Fläche und Form der Windeintrittsöffnung 2 annähernd der Fläche und Form des als Rotorblatt fungierenden Flächenelementes 3. Dadurch kann die eintretende Windströmung optimal auf die Oberfläche des Flächenelementes 3 auftreffen und so effizient die Rotation des Windrades bewirken. Verbunden sind die Flächenelemente 3 über die Rotationsachse 4, die funktionell mit einem elektrischen Generator verbunden ist. Die mechanische Verbindung zwischen der Rotationsachse 4 und den Flächenelementen 3 wird durch seitliches Einschieben der Flächenelemente 3 in an sich bekannte sogenannte Schwalbenschwanzführungen, die in der die Rotationsachse 4 bildenden Baugruppe eingebracht sind. So werden Auswechslungen der Flächenelemente 3 auf einfach und mit geringem Aufwand ermöglicht. Dabei ist der Generator zu einer der beiden Seiten der Rotationsachse 4 angeordnet. Der Windstrom verlässt die Umbauung 1 durch die Windaustrittsöffnung 5. Seitlich und oberhalb des hinter der Windeintrittsöffnung 2 verlaufenden Windkanales sind weitere Windkanäle 13 angeordnet, die den dort auftreffenden Windstrom nach hinten zur Windaustrittsöffnung 5 leiten. Oberhalb des Windkanales wird der auftreffende Wind durch die dargestellte Windeintrittsöffnung 14 und einem dahinter angeordneten Windkanal 13 nach hinten geleitet. An der Windaustrittsöffnung 5 treffen dann der Windstrom, dessen Strömungsenergie zum Teil durch die Windräder 11 in elektrische Energie umgewandelt wurde und der „ohne Behinderung” durch die Windkanäle 13 nach hinten gelangte Windstrom aufeinander. Die Energieunterschiede führen zu einer Sogwirkung, die wiederum zu einer Verstärkung des durch den Windkanal mit den Windrädern 11 strömenden Windstromes führt. Dies erhöht wiederum die Effizienz der Energieumwandlung. Vor der Windeintrittsöffnung 2 werden zudem zwecks gerichteter Führung des Windstromes in Richtung der Rotorflächen 3 Leitelemente angeordnet. Die dabei enstehenden Luftverwirbelungen im Umgebungsbereich der Rotorflächen 3 erhöhen zusätzlich die Effektivität der Energieumwandlung. Die schematische Seitenansicht dieser Ausführungsform ist in 2 wiedergegeben. Sie zeigt die Anordnung der Flächenelemente 3 an der horizontal angeordneten Rotationsachse 4. Entsprechend der auftretenden Windrichtung mit der stärksten Windströmung wird die Umbauung 1 mittels einer nicht näher dargestellten Dreheinrichtung nachgeführt. Die 3 stellt die schematische Vorderansicht zweier gegenüber liegender Flächenelemente 3 an der Rotationsachse 4 dar. Beide Flächenelemente 3 weisen einen Luftspalt 9 auf, an dessen Ränder jeweils zwei Schliessklappen 7, 8 beweglich befestigt sind. Bei dem oberhalb der Rotationsachse 4 dargestellten Flächenelement 3 sind die Schliessklappen 7, 8 geschlossen. Dieser Zustand tritt dann ein, wenn der Windstrom auf die Oberfläche des Flächenelementes 3 auftrifft. Bewegt sich das Flächenelement 3 während der Rotationsbewegung in den Bereich des Windschattens, so öffnen sich die Schliessklappen 7, 8 durch die Federwirkung der zwischen den Schliessklappen 7, 8 und dem Flächenelement 3 angeordneten Federelemente 6. Diese Stellung ist bei dem unteren Flächenelement 3 gegeben. Mit der Darstellung in 4 wird die seitliche Ansicht der beiden Stellungen schematisch wiedergegeben. Das oberhalb der Rotationsachse 4 wiedergegebene Flächenelement 3 zeigt die Schliessklappen 7, 8 im geschlossenen Zustand während der Phase des Auftreffens des Windstromes. Der geschlossene Zustand ermöglicht die Nutzung der vollen Fläche des Flächenelementes 3 für die Energieumwandlung. Erreicht das Flächenelement 3 den Windschatten der Rotationsbewegung, so werden durch die Federwirkung der Federelemente 6 die Schliessklappen 7, 8 geöffnet und dadurch der Windwiderstand der Flächenelemente 3 weitestgehend verringert. Der Entstehung von Windverwirbelungen und Sogwirkungen wird entgegen gewirkt und die Effizienz der Energieumwandlung erhöht.The schematic representation in 1 gives the front view of the structural layout of the wind turbine within the enclosure 1 again. In this exemplary embodiment of the system corresponds to the area and shape of the wind inlet opening 2 approximately the surface and shape of the acting as a rotor blade surface element 3 , This allows the incoming wind flow optimally to the surface of the surface element 3 impact and thus efficiently cause the rotation of the wind turbine. Connected are the surface elements 3 over the axis of rotation 4 , which is functionally connected to an electric generator. The mechanical connection between the axis of rotation 4 and the vial chenelementen 3 is by lateral insertion of the surface elements 3 known per se so-called dovetail guides, in the axis of rotation 4 forming assembly are introduced. This is how substitutions of the surface elements become 3 on easy and with little effort possible. The generator is to one of the two sides of the axis of rotation 4 arranged. The wind stream leaves the rebuilding 1 through the wind outlet 5 , Laterally and above the wind entrance opening 2 running wind tunnel are other wind channels 13 arranged, which the windstream impinging there to the rear to the wind outlet opening 5 conduct. Above the wind tunnel, the incident wind is through the illustrated wind inlet opening 14 and a wind tunnel located behind 13 headed backwards. At the wind outlet 5 then meet the wind power, whose flow energy partly through the wind turbines 11 was converted into electrical energy and the "without obstruction" through the wind tunnels 13 Windstream came to the rear. The energy differences lead to a suction effect, which in turn leads to an amplification of the wind tunnel with the wind turbines 11 flowing wind current leads. This in turn increases the efficiency of energy conversion. In front of the wind inlet opening 2 In addition, for the purpose of directed guidance of the wind flow in the direction of the rotor surfaces 3 Guiding elements arranged. The ensuing air turbulence in the surrounding area of the rotor surfaces 3 additionally increase the effectiveness of energy conversion. The schematic side view of this embodiment is in 2 played. It shows the arrangement of the surface elements 3 on the horizontal axis of rotation 4 , According to the occurring wind direction with the strongest wind flow is the reconstruction 1 tracked by means of a rotating device, not shown. The 3 represents the schematic front view of two opposing surface elements 3 at the axis of rotation 4 dar. Both surface elements 3 have an air gap 9 on, at the edges of each two closing flaps 7 . 8th are movably attached. At the above the axis of rotation 4 surface element shown 3 are the closing flaps 7 . 8th closed. This condition occurs when the wind flow to the surface of the surface element 3 incident. Does the surface element move? 3 During the rotational movement in the area of the wind shadow, the closing flaps open 7 . 8th by the spring effect of the between the closing flaps 7 . 8th and the surface element 3 arranged spring elements 6 , This position is at the lower surface element 3 given. With the representation in 4 the lateral view of the two positions is shown schematically. That above the rotation axis 4 rendered surface element 3 shows the closing flaps 7 . 8th in the closed state during the phase of impingement of the wind. The closed state allows the use of the full surface of the surface element 3 for energy conversion. Reach the surface element 3 the slipstream of the rotational movement, so are by the spring action of the spring elements 6 the closing flaps 7 . 8th open and thus the wind resistance of the surface elements 3 reduced as much as possible. The formation of wind turbulence and suction effects is counteracted and the efficiency of the energy conversion is increased.

Das in 5 dargestellte Blockschaltbild stellt die Anordnung von drei Windkraftbaugruppen 10 dar. Jede Windkraftbaugruppe 10 besteht aus einem Windrad 11 mit einer horizontalen und/oder vertikalen Rotationsachse. Die Rotationsachse jedes Windrades 11 ist mit einem Generator verbunden. Als Lagerungen der Rotationsachsen dienen an sich bekannte Hochtemperatur-Supraleiter-Lager. Die gerätetechnische Dimensionierung und die technischen Parameter sind bei den Windkraftbaugruppen 10 einheitlich. Die Anordnung mehrerer Windkraftbaugruppen 10 innerhalb von gemeinsamen Windkanälen wird so möglich. Dabei kann die Zusammensetzung der Windkanalbaugruppen 10 hintereinander, übereinander oder kombiniert erfolgen. Je nach vorhandenen Raumverhältnissen kann der Einsatz der Windkraftbaugruppen 10 nach Anzahl und Anordnung optimal gestaltet werden.This in 5 illustrated block diagram represents the arrangement of three wind power modules 10 Each wind turbine module 10 consists of a windmill 11 with a horizontal and / or vertical axis of rotation. The axis of rotation of each wind turbine 11 is connected to a generator. As bearings of the axes of rotation serve per se known high-temperature superconductor bearings. The technical equipment dimensioning and the technical parameters are with the wind power assemblies 10 uniformly. The arrangement of several wind power assemblies 10 within common wind tunnels becomes so possible. In this case, the composition of the wind tunnel assemblies 10 in succession, one above the other or combined. Depending on existing space conditions, the use of wind power modules 10 be optimally designed according to number and arrangement.

Zwecks Vermeidung von Windverwirbelungen und optimaler Lenkung des Windstromes innerhalb der gemeinsamen Windkanäle werden zwischen den Windkraftbaugruppen 10 Windleiteinrichtungen 12 angeordnet. Der Hauptstrom des Windes gelangt so zu den Flächenelementen 3 ohne den übrigen Raum zu durchströmen. Unterstützt wird diese Wirkung durch die entstehenden von Baugruppe zu Baugrupe abwechselnd unterschiedlichen Drehrichtungen der Windräder 11.In order to avoid Windverwirbelungen and optimal steering of the wind flow within the common wind tunnels are between the wind turbines 10 Windleiteinrichtungen 12 arranged. The main stream of the wind thus reaches the surface elements 3 without flowing through the rest of the room. This effect is supported by the resulting from assembly to assembly alternately different directions of rotation of the wind turbine 11 ,

In 6 ist das Blockschaltbild der Gesamteinrichtung wiedergegeben. Die Windräder 11 sind zwecks Übertragung der kinetischen Windenergie achsial über eine Getriebeanordnung mit einem Generator 16 verbunden. Um die Drehzahlen der Windräder 11 für eine optimale Leistungsausbeute an die vorhandenen Windgeschwindigkeiten anzupassen, wird die Windgeschwindigkeit und die Richtung der maximal auftretenden Windströmung mittels der Windmesseinrichtung 17 gemessen und von der als Computereinrichtung ausgebildeten zentralen Steuereinrichtung 15 in die Steuerungsvorgänge einbezogen. Über die Antriebseinrichtung 20 werden die Windräder 11 der Windrichtung nachgeführt. Den Energieabnehmern sind Akkus 18 oder andere Energiespeichereinrichtungen parallel geschaltet. Durch eine programmiert vorgegebene Steuerung durch die zentrale Steuereinrichtung 15 wird die in elektrische Energie umgewandelte Windenergie, die nicht von den angeschlossenen Energieabnehmern benötigt wird, in den Akkus 18 bzw. in den anderen Energiespeichern abgespeichert. Dadurch ist die Belastung und damit das Drehmoment am Generator 16 gleichbleibend. Die gerätetechnische Dimensionierung des Generators für die erforderliche Nennbelastung ist berechenbar geworden. Die Regelung der optimalen Drehzahl der Windräder 11 unter Einbeziehung der Windgeschwindigkeit und -richtung erfolgt durch eine Steuerung eines stufenlos steuerbaren Getriebes. Bei geringem Windaufkommen wird der Anlaufvorgang bis zur Erreichung des Anlaufdrehmomentes durch zeitweise Energiezuführung von den Energiespeichern vorgenommen. Während dieser Phase wird der Generator 16 als Motor genutzt. Die Steuereinrichtung 15 übt neben der Steuerung des Generators 16, der Antriebseinrichtung 20, der Messwerterfassung und -verarbeitung der von der Windmesseinrichtung 17 kommenden Signale auch die Steuerung der Energiezu- und -abführung zu Energieabnehmern, Energiespeichereinrichtungen sowie anderen Energiegewinnungsanlagen wie beispielsweise Solaranlagen 19 aus.In 6 the block diagram of the overall device is reproduced. The wind wheels 11 For the purpose of transmission of the kinetic wind energy, they are axial via a transmission arrangement with a generator 16 connected. To the speeds of the wind turbines 11 to adapt to the existing wind speeds for optimum performance, the wind speed and the direction of the maximum occurring wind flow by means of the wind gauge 17 and measured by the computer designed as a central control device 15 involved in the control processes. About the drive device 20 become the wind wheels 11 followed by the wind direction. The energy consumers are batteries 18 or other energy storage devices connected in parallel. By a programmed predetermined control by the central control device 15 is the in electrical En energy converted into energy, which is not required by the connected energy consumers, in the batteries 18 or stored in the other energy storage. As a result, the load and thus the torque on the generator 16 consistently. The device-technical dimensioning of the generator for the required rated load has become calculable. The regulation of the optimal speed of the windmills 11 including the wind speed and direction is done by a control of a continuously variable transmission. At low wind, the startup process is carried out until the startup torque by temporary energy supply from the energy storage. During this phase, the generator becomes 16 used as an engine. The control device 15 exercises in addition to the control of the generator 16 , the drive device 20 , the data acquisition and processing of the wind measuring device 17 The coming signals also control the energy supply and discharge to energy consumers, energy storage facilities and other energy production facilities such as solar systems 19 out.

11
UmbauungUmbauung
22
WindeintrittsöffnungWind inlet opening
33
Flächenelementsurface element
44
Rotationsachseaxis of rotation
55
WindaustrittsöffnungWind outlet opening
66
Federelementspring element
77
Schliessklappeclosing flap
88th
Schliessklappeclosing flap
99
Luftspaltair gap
1010
WindkraftbaugruppeWind power assembly
1111
Windradwindmill
1212
Windleiteinrichtungwind-deflecting
1313
Windkanalwind Tunnel
1414
WindeintrittsöffnungWind inlet opening
1515
Steuereinrichtungcontrol device
1616
Generatorgenerator
1717
WindmesseinrichtungWind measuring device
1818
EnergiespeichereinrichtungEnergy storage device
1919
Solareinrichtungsolar facility
2020
Antriebseinrichtungdriving means

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  • - DE 102007013885 A1 [0003] - DE 102007013885 A1 [0003]
  • - DE 3332459 A1 [0003] - DE 3332459 A1 [0003]
  • - DE 102005029000 B4 [0003] - DE 102005029000 B4 [0003]
  • - DE 202007014366 U1 [0003] - DE 202007014366 U1 [0003]

Claims (15)

Einrichtung zur Umwandlung und Steuerung von Windenergie in elektrische Energie, insbesondere innerhalb von Gebäuden, mit horizontal und/oder vertikal angeordneten Windrädern, die mit ihren Rotationsachsen mit elektrischen Generatoren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb von Gebäuden angeordneten Windräder (11) über deren zugeordneten Generatoren (16) mit einer die Ausrichtung der Windräder (11) in Richtung des maximal auftretenden Windstromes und die Betriebszustände der Windräder (11) steuernden Steuereinrichtung (15) verbunden sind und die entlang der Rotationsachse angeordneten windaufnehmenden Flächenelemente (3) der Windräder (11) so selbstwirkend veränderbar ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass sie bei der Bewegung innerhalb des Windschattens des Rotationsbereiches jeweils die Stellung und/oder Form mit dem geringsten Windwiderstand einnehmen.Device for converting and controlling wind energy into electrical energy, in particular within buildings, with horizontally and / or vertically arranged wind wheels, which are connected with their axes of rotation with electric generators, characterized in that the windmills arranged inside buildings ( 11 ) via their associated generators ( 16 ) with an orientation of the wind wheels ( 11 ) in the direction of the maximum occurring wind power and the operating conditions of the wind turbine ( 11 ) controlling control device ( 15 ) and arranged along the axis of rotation wind-receiving surface elements ( 3 ) of the wind wheels ( 11 ) are formed and / or arranged so that they can assume the position and / or shape with the lowest wind resistance during the movement within the wind shadow of the rotation region. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente (3) innerhalb des die Windenergie umwandelnden Rotationsbereiches durch Arretierungselemente in ihrer Stellung arretiert und bei Erreichung des im Windschatten liegenden Rotationsbereiches selbstwirkend veränderbar mit der innerhalb der die Rotationsachse bildenden Baugruppe verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that the surface elements ( 3 ) are locked by the locking elements in their position within the rotation area converting the wind energy and are self-adjustably connected to the inside of the rotation axis forming assembly upon reaching the lying in the wind shadow area of rotation. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente (3) innerhalb der Rotationsachse bildenden Baugruppe beweglich gelagert und zu beiden Seiten des Rotationsweges der Flächenelemente (3) Führungsbaugruppen angeordnet sind, die jeweils zwecks seitlicher Steuerung der Stellung und/oder Lagerung der Flächenelemente (3) mit diesen in Wirkverbindung stehen.Device according to claim 1, characterized in that the surface elements ( 3 ) movably mounted within the rotation axis forming assembly and on both sides of the rotation path of the surface elements ( 3 ) Guide assemblies are arranged, each for the purpose of lateral control of the position and / or storage of the surface elements ( 3 ) are in operative connection with these. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Rotationsachse bildenden und die Verbindung zum Generator herstellenden Baugruppen in Hochtemperatur-Supraleiter-Lager gelagert sind.Device according to claims 1 to 3, characterized in that the forming the axis of rotation and the connection to generator producing assemblies in high temperature superconductor bearings are stored. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei jeweils aus einem Windrad (11) und einem mit diesen verbundener Generator bestehende Windkraftbaugruppen (10) im Windkanal hintereinander angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that at least two each of a wind turbine ( 11 ) and a generator connected to these wind power assemblies ( 10 ) are arranged one behind the other in the wind tunnel. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Windkraftbaugruppen (10) auftretende Windverwirbelungen verhindernde Windleiteinrichtungen (12) angeordnet sind.Device according to claims 1 and 5, characterized in that between the wind power assemblies ( 10 ) occurring Windverwirbelungen preventing Windleiteinrichtungen ( 12 ) are arranged. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Flächenelementen (3) Vertiefungen eingebracht sind, die zur punktförmigen Bündelung der auftreffenden Luftströme dienen.Device according to claim 1, characterized in that in the surface elements ( 3 ) Depressions are introduced, which serve for punctiform bundling of the impinging air streams. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlichen Vertiefungen eine pyramidenförmige Form aufweisen.Device according to claims 1 and 7, characterized in that the spatial depressions have a pyramidal shape. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlichen Vertiefungen eine kegelförmige Form aufweisen.Device according to claims 1 and 7, characterized in that the spatial depressions have a conical shape. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente (3) eine entlang ihrer parallel zur Rotationsachse liegenden Längsachse ausgebildete spiralförmige Form aufweisen.Device according to claim 1, characterized in that the surface elements ( 3 ) have a helical shape formed along their longitudinal axis parallel to the axis of rotation. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente (3) mindestens einen durch Schliessklappen (7; 8) verschliessbaren Luftspalt aufweisen und die Schliessklappen (7; 8) über Federelemente (6) derart mit den Flächenelementen (3) verbunden sind, dass sie ohne Windeinwirkung in geöffneter Stellung gehalten werden.Device according to claim 1, characterized in that the surface elements ( 3 ) at least one by closing flaps ( 7 ; 8th ) have closable air gap and the closing flaps ( 7 ; 8th ) via spring elements ( 6 ) in such a way with the surface elements ( 3 ) are connected so that they are held in the open position without wind. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Windeintrittsöffnung (2) zur gerichtetenden Führung des Windstromes in Richtung der Flächenelemente (3) und eine in der Umgebung der Flächenelemente (3) Luftverwirbelungen bewirkende Windleitelemente angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that in front of the wind inlet opening ( 2 ) for directing the wind flow in the direction of the surface elements ( 3 ) and one in the vicinity of the surface elements ( 3 ) Luftverwirbelungen causing wind deflectors are arranged. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb und/oder seitlich der die Windräder (11) enthaltenen Windkanäle weitere, eine auf die Stärke des Windstromes verstärkend einwirkende Sogwirkung erzeugende, Windkanäle (13) angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that above and / or laterally of the wind wheels ( 11 ) wind channels further, one on the strength of the wind current amplifying acting suction effect generating wind tunnels ( 13 ) are arranged. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (15) zur Übertragung der kinetischen Windenergie über ein in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl, der Windstärke und -richtung steuerbares Getriebe mit den Generatoren (16) der Windräder (11) verbunden ist, zur Erfassung der Windstärke und -richtung mit einer Windmesseinrichtung (17) und zwecks Entnahme der zur Anlaufsteuerung erforderlichen Energie mit weiteren regenerativen Energiequellen sowie einer Energiespeichereinrichtung (18) verbunden ist und dass der Steuereinrichtung (15) eine zur Ausrichtung der richtungsabhängigen Stellung der Windräder (11) dienende Antriebseinrichtung (20) zugeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the control device ( 15 ) for transmitting the kinetic wind energy via a controllable depending on the rotor speed, the wind strength and direction gearbox with the generators ( 16 ) of the wind wheels ( 11 ) for detecting the wind strength and direction with a wind measuring device ( 17 ) and for the purpose of removing the energy required for start-up control with further regenerative energy sources and an energy storage device ( 18 ) and that the control device ( 15 ) one for aligning the directional position of the wind wheels ( 11 ) driving device ( 20 ) assigned. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung (15) eine zur Energiezuführung dienende Solareinrichtung (19) zugordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the control device ( 15 ) serving for supplying energy Solareinrich tion ( 19 ) is assigned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113543591B (en) * 2021-07-06 2023-08-04 深圳市智创纪元科技有限公司 Wireless data transmission terminal capable of adapting to environmental temperature change

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20204945U1 (en) 2002-03-27 2003-07-31 Stanger Reinhard Wind power facility for integrating into a building's pitched roof ridge has an air channel fitted in a building and a wind turbine exposed to an air flow
DE102005041600B3 (en) 2005-09-01 2006-12-14 Josef Schmidt Wind-driven power plant has vertical rotor axis carrying cam-shaped rotor within annular chamber defining channel having wind inlet and outlet
DE102005029000B4 (en) 2005-06-21 2007-04-12 Repower Systems Ag Method and system for regulation of rotational speed of rotor on wind energy unit with generator and energy blade using pitch angle control device and torque control device to determine rotational speed set values
DE102007013885A1 (en) 2006-03-20 2007-09-27 Boecker-Kamradt, Sylvia Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings
DE202007014366U1 (en) 2007-10-12 2008-09-11 Aes Energy Technology Ag Blade adjustment for vertical wind turbines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20204945U1 (en) 2002-03-27 2003-07-31 Stanger Reinhard Wind power facility for integrating into a building's pitched roof ridge has an air channel fitted in a building and a wind turbine exposed to an air flow
DE102005029000B4 (en) 2005-06-21 2007-04-12 Repower Systems Ag Method and system for regulation of rotational speed of rotor on wind energy unit with generator and energy blade using pitch angle control device and torque control device to determine rotational speed set values
DE102005041600B3 (en) 2005-09-01 2006-12-14 Josef Schmidt Wind-driven power plant has vertical rotor axis carrying cam-shaped rotor within annular chamber defining channel having wind inlet and outlet
DE102007013885A1 (en) 2006-03-20 2007-09-27 Boecker-Kamradt, Sylvia Installation for generating electrical energy from wind energy, has wind wheel designed as radial rotor, and rotor blades have form of airplane wings
DE202007014366U1 (en) 2007-10-12 2008-09-11 Aes Energy Technology Ag Blade adjustment for vertical wind turbines

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