DE102010009647B4

DE102010009647B4 - Kombinationskraftwerk

Info

Publication number: DE102010009647B4
Application number: DE102010009647.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Energia Globale Gmbh
Current assignee: ENERGIA GLOBALE GMBH, DE
Priority date: 2010-02-27
Filing date: 2010-02-27
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2030-02-28
Also published as: WO2011103864A3; CN102803712A; WO2011103864A2; DE102010009647A1

Abstract

Kombinationskraftwerk mit einem Auftriebskanal und einer Turbine, die über eine Welle direkt mit einem Generator oder über ein Getriebe gekoppelt ist, wobei ein unterer Teil des Auftriebkanals so konstruiert ist, dass dessen Fläche so erwärmbar ist, dass durch den thermodynamischen Effekt ein in den oberen Teil der Anlage aufströmender Molekülstrom erzeugt wird, der die Turbine zum Rotieren bringt, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Teil ein durch den Molekülstrom rotierender kugel- bzw. kugelähnlicher Abschluss montiert ist, der den Molekülstrom auf Leitflächen einer modular angeordneten Spiralturbine leitet und diese antreiben, wobei die Spiralturbine ebenfalls Kräfte der peripheren Luftströme auf die Welle überträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein thermodynamisches Aufwindkraftwerk nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Stand der Technik:
Aufwindkraftwerke sind grundsätzlich bekannt. Sie bestehen in der Regel aus einem aus Stahlrohren, Beton oder aus leichtem, hochfesten Gewebematerial bzw. hochfestem Kunststoffgewebe angefertigten Aufwindkanal. In dem Aufwindkanal ist unten mindestens eine Windturbine angebracht, die einen oder mehrere Elektrogeneratoren antreibt. Neben der Größe der abgedeckten Erwärmungsfläche bestimmen dabeiv. a. die Höhe und der Durchmesser des Aufwindkanals wesentlich die abzugebende Leistung eines solchen Aufwindkraftwerkes. Ein solches Aufwindkraftwerk ist dabei zum Beispiel im Deutschen Gebrauchsmuster DE 296 00 325 U1 beschrieben.
Zudem ist im Gebrauchsmuster DE 20 2005 003 314 U1 ein Aufwindkraftwerk beschrieben, bei dem die Turbine und der Generator am oberen Ende des Kamins bzw. in signifikanter Höhe angebracht sind. Diese Konstruktion steht jedoch an einem Hang und weist überdies nicht die u. g. Patentansprüche auf.
In anderen bekannten Patenten, z. B. GB 2 302 139 A , ist stets die Rede von Windgeschwindigkeiten und konventionellen Windrotoren, die den erzeugten Aufwind und ausdrücklich nur diese Strömungsenergie zur Erzeugung von elektrischer Energie wandeln, nicht jedoch das hier entstehende und einfließende Enthalpiegefälle.
Kein bisher bekanntes Aufwindkraftwerk verfügt über eine Deflektorhaube (kugelähnlicher Abschluss), die beim thermodynamischen Kombinationskraftwerk als zusätzliches Modul Verwendung findet. Damit sind zwei nutzbare Turbinen verfügbar, die ihre Kraftwirkung in eine Rotationsrichtung lenken.
Das Kraftwerk ist so konstruiert, dass es über eine Turbine im Inneren zur energetischen Wandlung der durch die Anlage erzeugten Enthalpieunterschiede im Stande ist und durch die koppelbare Spiralturbine (bzw. Propellern), am oberen Abschluss zudem den außerhalb der Anlage strömenden Wind nutzt. In dem Gebrauchsmuster DE 295 01 210 U1 ist von einer Turbine innerhalb des Turms einer konventionellen horizontalen Windkraftanlage die Rede, die das Enthalpiegefälle nutzt um zusätzlich Energie zu erzeugen. Möge dies auf den ersten Blick für einen technischen Leien als baugleich mit dem thermodynamischen Kombinationskraftwerk erscheinen, besteht doch der faktisch relevante Unterschied darin, dass in dem erwähnten Gebrauchsmuster die Turbine innerhalb des Turms ohne direkte Anbindung an die horizontale Windturbine selbstständig Energie erzeugt und somit keine direkte Auswirkung auf das Losreißmoment des Generators der Windkraftanlage besitzt. Weiterhin ist das im Gebrauchsmuster angeführte Luftsogbauteil ein statisches Bauteil, durch das der Aufwind innerhalb des Turms angesaugt wird um das Enthalpiegefälle zu erzeugen. Das thermodynamische Kombinationskraftwerk verfügt über die koppelbare Spiralturbine (bzw. Propellern), die durch vertikal geführte Rotation die Sogwirkung innerhalb des Auftriebkanals erzeugt, wodurch auch bei geringen Bauhöhen ein erheblicher Sog, im Gegensatz zum Gebrauchsmuster DE 295 01 210 U1 erzeugt werden kann.
In Patent DE 10 2007 036 138 A1 ist die Rede von Windkraftanlagen am oberen Ende eines Kombinationskraftwerks. Hierbei besteht jedoch keine direkte Verbindung durch eine Achse oder anderweitige Achskomponenten zwischen der Windkraftanlage und der Thermikturbine am Fuß der Anlage, wodurch die Neuheit der direkten Kopplung der Thermikturbine und der koppelbaren Spiralturbine (bzw. Propellern) des thermodynamischen Kombinationskraftwerks erneut bestätigt wird.
Ein ähnliches Kraftwerk ist im Patent FR 843 482 A aufgeführt. Der wesentlich Unterschied zu dem Kombinationskraftwerk besteht jedoch darin, dass das Kraftwerk nicht zentral einachsig geführt wird und die mehrfach horizontal angebrachten externen Windrotoren nicht einfach und direkt mit der Achse gekoppelt sind, wodurch der positive Effekt des Aufwindhubes auf das Losreißmoment des Generators auszuschließen ist. Zudem besticht das Kraftwerk durch eine enorme Größe, die im Falle des Kombinationskraftwerks nicht notwendig ist.
Eine Aufgabe und eine Lösung ergeben sich somit durch folgende Innovation:
Innovation:
Kombinationskraftwerk, mit Auftriebkanal, sowie innovative kombinierbarer Turbine, die über eine Welle mit einem Generator direkt oder über ein Getriebe mit dem Generator gekoppelt ist und zudem zulässt, dass Auftrieb und Windkraft auch in einem Anlagensystem genutzt werden können. Zudem können verschiedene Diffusorarten verwendet werden um die Anlage zu optimieren. Am oberen Teil der Anlage ist ein durch den Molekülstrom rotierender Abschluss montierbar. Der untere Teil der Anlage ist so konstruiert, dass diese Fläche so erwärmt wird, dass ein entstehender Temperaturfluss zwischen Eintritt und Austritt, der aufgrund in der Anlage thermodynamisch erzeugter Effekte entsteht, einen von dort in den oberen Teil der Anlage aufströmenden Molekülstrom erzeugt. Der somit konditionierte aufsteigende Molekülstrom bringt Welle und Turbine zum Rotieren. Zudem dient der obere Abschluss des Kraftwerks dazu Kräfte der periphere Luftströme auf die Welle zu übertragen. Das Baumaterial dynamisiert die entsprechende Funktion der Anlage durch differenzierte Verwendung eben dieser. Die Einstrahlung, die der Anlage zufällt, wird außerdem zusätzlich durch modulierbare Solarkollektoren nutzbar gemacht.

Claims

Kombinationskraftwerk mit einem Auftriebskanal und einer Turbine, die über eine Welle direkt mit einem Generator oder über ein Getriebe gekoppelt ist, wobei ein unterer Teil des Auftriebkanals so konstruiert ist, dass dessen Fläche so erwärmbar ist, dass durch den thermodynamischen Effekt ein in den oberen Teil der Anlage aufströmender Molekülstrom erzeugt wird, der die Turbine zum Rotieren bringt, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Teil ein durch den Molekülstrom rotierender kugel- bzw. kugelähnlicher Abschluss montiert ist, der den Molekülstrom auf Leitflächen einer modular angeordneten Spiralturbine leitet und diese antreiben, wobei die Spiralturbine ebenfalls Kräfte der peripheren Luftströme auf die Welle überträgt.
Kombinationskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Teil des Auftriebkanals modulare Solarzellen als Zusatzmodul angebracht sind.
Kombinationskraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Spiralturbine kugel- oder kugelähnlich, elliptisch, kubisch oder tetraedisch ausgebildet sind.
Kombinationskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Spiralturbine durch einen Propeller ersetzt wird.