DE102012000438A1

DE102012000438A1 - Windkraftanlage zur Nutzung der Windenergie durch einen vertikal drehenden Kreisring, auf dessen Fläche mehrere Luftleitbleche angeordnet sind.

Info

Publication number: DE102012000438A1
Application number: DE201210000438
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-07-18

Abstract

Technisches Problem der Erfindung Bei Windkraftanlagen konventioneller Bauweise wird die Gesamtleistung dadurch reduziert, dass die im oberen Rotorbereich erzeugte Windenergie teilweise durch weniger bewegte und verwirbelte Luftströme im unteren Rotorbereich aufgezehrt wird. Weiterhin erzeugt die sternförmige Rotorblattanordnung konventioneller Anlagen störende Schlagschatteneffekte im Betrieb. Lösung des Problems Durch die Anordnung der Rotorflächen auf einer um den Rotormittelpunkt gelagerten Kreisringebene entsteht nur ein minimaler Widerstand durch die kleine Querschnittsfläche der Rinnenprofile im Kreisring. Der so entstehende aerodynamische Feilauf verhindert so im Bereich der weniger bewegten, verbauten und verwirbelten Luftströmungen die Reduzierung der Gesamtleistung der Windkraftanlage. Die speichenförmig angeordneten Verbindungsstäbe 1(3) verbinden die Rotorachse 1(1) mit dem Tragring 2(2). Auf dem Tragring befinden sich die fest angebrachten rinnenfömig profilierten Rotorschaufeln 2(4). Die Aneinanderreihung der in 3(5) dargestellten Rotorschaufeln ergibt den in 1(6) dargestellten Kreisring. Die Anzahl der Rotorblätter sowie deren Abstand zueinander kann variiert werden, um eine aerodynamische Anpassung an den Windstandort vorzunehmen. Die Ausrichtung des Kreisringrotors nach der Windrichtung erfolgt nach dem Stand der Technik. Anwendungsgebiet Die große Angriffsfläche für die Windströmung, sowie der sich durch die aerodynamische Formgebung ergebende aerodynamische Freilauf ermöglichen den Einsatz dieser Windkraftanlage sowohl in windschwachen Regionen als auch in Siedlungsräumen, da der störende Schlagschatteneffekt bei dem Kreisringrotor entfällt.

Description

Stand der Technik
Wie allgemein bekannt, werden Windkraftanlagen mit sternförmig angeordneten Rotorblättern hergestellt, wobei die Rotorachse horizontal liegend ausgerichtet ist. Windkraftanlagen werden auch mit senkrechter Rotorachse hergestellt, diese spielen in der Energiewirtschaft jedoch nur eine untergeordnete Rolle.
Problem
Grundsätzlich und besonders an verbauten Standorten im Siedlungsbereich, ergibt sich bei herkömmlichen Windkraftanlagen im unteren Rotorbereich ein Widerstand für die Rotorblätter dadurch, dass mit zunehmender Bodennähe die Luftmassen an Geschwindigkeit verlieren. Da Rotorblätter von Windkraftanlagen in konventioneller Bauweise mit ihrer gesamten Länge in diese eintauchen und sich hindurch bewegen müssen, verringert sich die Gesamtleistung der Windkraftanlage.
Ein weiter Mangel bestehender Windkraftanlage ist die Erzeugung von störendem Schlagschatten.
Lösung
Mit der hier beschriebenen Kreisring-Windkraftanlage entsteht nur ein minimaler Widerstand durch die kleine Querschnittsfläche der Rinnenprofile im Kreisring. Der so entstehende aerodynamische Feilauf verhindert so im Bereich der weniger bewegten, verbauten und verwirbelten Luftströmungen die Reduzierung der Gesamtleistung der Windkraftanlage.
Gegenüber der sternförmigen Anordnung von Rotorblättern der bekannten Windkraftanlagen, befinden sich die Rotorschaufeln auf dem äußeren Kreisring der sich um die horizontal liegende Achse drehenden Rotorfläche. Durch die sich überlappende Verbindung der Rotorschaufeln entsteht ein aus optischer Sicht geschlossener Kreisring, der die Entstehung von Schlagschatten ausschließt.
Erreichte Vorteile
Durch die Verlagerung der Flügelfläche in den Kreisring, ergibt sich zusammen mit der gegenüber konventionellen Windkraftanlagen ein höheres Drehmoment. Die Wirkweise ist auf Anlagen unterschiedlicher Baugröße übertragbar und findet so auch Standorte auch in Siedlungsgebieten.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung
Die Breite des Kreisringes sowie die Position und Anzahl der rinnenförmigen Rotorschaufeln kann an den Windstandort angepasst werden. Die kreisringförmigen Rotorschaufeln können auch rechteckig ausgeführt und auf dem kreisförmigen Tragring aufgesetzt werden. Die Ausrichtung des Rotors nach der Windrichtung erfolgt nach dem Stand der Technik.
Beschreibung eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
4 zeigt dabei die Isometrieansicht des Kreisringrotors und verdeutlicht die kreisringförmige Anordnung der Rotorblätter um die horizontale Rotorachse.

Claims

Windkraftanlage zur Nutzung der Windenergie durch einen vertikal drehenden Kreisring, auf dessen Fläche mehrere Luftleitbleche angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, dass die Rotorblätter in der Form eines Kreisringes um eine horizontal gelagerte Achse angeordnet werden.
Windkraftanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorblätter selbst rinnenförmig profiliert sind.
Windkraftanlage nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass der Anstellwinkel der Rotorblätter zur Kreisringebene Werte von 1–45 Grad betragen kann.
Windkraftanlage nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass das Tragelement für die Rotorblätter aus einem in der Geometrie des Kreisringes gebogenen Profil besteht.
Windkraftanlage nach Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Verbindung zwischen der horizontal gelagerten Rotorachse und dem Tragelement der Rotorblätter durch speichenartig angeordnete Verbindungsstäbe erfolgt.
Windkraftanlagen nach Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Rotorflächen überlappend angeordnet sind.