DE102011107590A1

DE102011107590A1 - Windkraftanlage an Fassaden von hohen Gebäuden und Windleitflächen

Info

Publication number: DE102011107590A1
Application number: DE102011107590A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: DE102011107590B4

Abstract

Windkraftanlage für die speziellen Konditionen vor hohen Gebäudefassaden bzw. Windleitflächen. Durch vertikale Koppelung schmaler Windvertikalachsrotoren wird neben der Addition der Leistungseinträge eine Verstetigung der Leistung, eine Minderung des Drehlagerverlustes und der Verzicht auf eine eigene Tragkonstruktion ermöglicht.

Description

Die nachfolgende Erfindung ist auf die Nutzung der Windkraft für die speziellen Konditionen an Gebäudefassaden und Windleitwänden ausgerichtet.
Nahe Hochhausfassaden können systembedingt durch Staudruck und Windumlenkung erheblich höhere Windgeschwindigkeiten auftreten, deren Windrichtung parallel zu den Fassaden verläuft. Diese Windkräfte sollen durch die nachfolgende Erfindung genutzt werden.
Herkömmliche vertikalaxiale Windrotoren sind möglichst freigestellt von störenden Windschatten auf einer Mastkonstruktion oder einem Gebäude montiert, um größtmögliche Windkräfte aus möglichst unbehinderten Windströmungen zu nutzen.
Hierbei kann die Windkraft aus allen Windrichtungen verwertet werden.
Nahe an Gebäudewänden kann der Wind hauptsächlich nur entlang der Wand in die eine oder die andere Richtung wehen, entsprechend muss der Windrotor ausgelegt werden.
Hierbei treten u. U. auch erhebliche Turbulenzen auf, die der Fassadenrotor bewältigen und möglichst zusätzlich leistungsmäßig verwerten soll.
Die Nutzung der Windkräfte unmittelbar vor Gebäudefassaden mit großen, weit auskragenden Rotoren ist aufwendig und z. Zt. unwirtschaftlich. Neben schwingungs- und vibrationstechnischen Problemen stehen konstruktiver Aufwand, Akustik und Ästhetik diesen Entwicklungen entgegen. Der Anbau bzw Einbau von Vertikalaxialrotoren von nur ca 20 cm bis ca 2.00 m Durchmesser an Fassaden ist wirtschaftlicher. Insbesondere auch weil die Tragkonstruktion der Gebäude für die Auskragung bzw. Befestigung der Windrotoren ohne oder mit geringem Aufwand benutzt werden kann.
Für die Parallelluftströmung an Fassaden sind kleinere, schlankere Windrotoren nach dem Savoniusprinzip oder ähnlichen Prinzipien besser geeignet.
Die in größeren Höhen stärkeren Windkräfte können bei Benutzung des Tragwerks der hohen Gebäude erreicht werden ohne aufwendige hohe Konstruktionen mit Gründung herstellen zu müssen.
Turbulenzen, Windböen und unterschiedliche Windgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Höhenlagen lokal an den Gebäuden können allerdings zu ungleichmäßiger Leistung der einzelnen Windrotoren führen.
Die Erfindung besteht nun darin, dass etwa geschoßhohe Vertikalachsrotoren an den Gebäuden bzw Windleitflächen vertikal übereinander so befestigt werden, daß diese gekoppelt werden und ihre Leistung in derselben Drehachse vereinen.
Hierdurch entsteht eine vertikale Kette von Windrotoren, die am Gebäude befestigt ist.
Dieses führt außer der Addition der Erträge der einzelnen Rotoren darüber hinaus zu einer Verstetigung der Leistung der unterschiedlichen Erträge der Einzelrotoren, einer wirtschaftlichen Befestigung und Lagerausbildung und einer Reduzierung der Generatoren (1 Generator pro Gebäudehöhe/Rotorkette ist möglich).
Der Aufbau der Anlage und die Wartung einzelner Rotoren können vom Gebäude her (ohne Einrüstung) erfolgen.
Bei einem Durchmesser der Rotoren von etwa 20 cm bis 2,00 m kann eine eigene Tragstruktur für die Windkraftanlage entfallen.
Als Rotoren kommen zweckmäßig Rotoren nach dem Savoniusprinzip oder Abwandlungen davon infrage.
Weiterhin führt ein gemeinsames Drehlager für 2 übereinander angeordneten und gekoppelten Windrotoren in etwa zu eine Halbierung der Leistungsminderung durch die Drehlager der Rotoren, da nur noch 1 Drehlager pro Rotor notwendig ist.
Die Montage und Justierung der Rotorhalterungen mit Drehlager am Gebäude, der Einsatz der Rotoren und ihrer Bekleidung mit Abdeck- und Leitflächen und auch die Wartung kann vom Gebäude her zweckmäßig erfolgen.
Der Aufwand für eine eigene Windanlagentragkonstruktion mit Gründung und eine Einrüstung für die Windanlage erübrigt sich, obwohl sehr große Höhenlagen entsprechend der Gebäudehöhe erreicht werden können.
Abhängig von den Konditionen des Gebäudes und seiner örtlichen Lage kann der Abstand der Fassadenrotorketten untereinander bis unter 8x Rotordurchmesser betragen.
Die Erfindung eignet sich auch zur Nachrüstung an hohen Gebäuden.

Claims

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Windvertikalachsrotoren mit kleinem Durchmesser (0,20 bis 2,00 m Durchmesser, und größerer Länge (z. B. geschoßhoch) nahe vor oder teils in Gebäudefassaden integriert angebracht werden, wobei sie an der Gebäudetragstruktur befestigt werden. Ihre Befestigung erfolgt so, dass sie axial vertikal übereinander angeordnet und ihre Drehachsen kraftschlüssig gekoppelt werden. Sie bilden damit eine vertikale Windrotorenkette und treiben gemeinsam einen oder wenige Generatoren an ohne eine besonderes Tragwerk zu benötigen.
Die Erfindung ist weiter gekennzeichnet durch Einführung eines einzigen, gemeinsamen Drehlagers für je 2 vertikal übereinander angeordnete, gekoppelten, vertikalaxialen Windkraftrotoren.
Die gekoppelten Windvertikalachsrotoren können einen oder mehrere Generatoren unabhängig von der Anzahl der Rotoren antreiben.