-
Die Erfindung betrifft eine vertikale Windkraftanlage zur Erzeugung elektrischer Energie. Die vertikale Windkraftanalage weist einen vertikalen Windrotor, welcher zumindest zwei Vertikalflügel sowie eine drehbare, vertikale Welle umfasst, auf, wobei die Vertikalflügel an der vertikalen Welle gemeinsam befestigt sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Gattungsgemäße vertikale Windkraftanlagen sind in einer Vielzahl bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
-
Beispielsweise sind nämlich aus den Druckschriften
WO 2009/047595 A1 und
US 2004/0071541 A1 solche vertikalen Windkraftanlagen bereits bekannt.
-
Derartige vertikale Windkraftanlagen weisen eine höhere Energieeffizienz als beispielsweise horizontale Rotoren, insbesondere im Bereich von wenigstens 3 m/s und höchstens 20 m/s der Windgeschwindigkeit eines auf die Windkraftanlage auftreffenden Windstromes, auf. Herkömmliche vertikale Windkraftanlagen können jedoch, dadurch, dass sie von allen Seiten von Wind angegriffen werden, nicht aus dem Wind gedreht und nur mit hohem technischem Aufwand gebremst werden. Derartige Anlagen werden beispielsweise auf Stahlgerüste aufgestellt und meist nur im Generator gelagert. In wenigen Fällen werden diese auch von oben entweder durch Seile oder ausschließlich durch Stahlmasten abgefangen. Mit anderen Worten sind derartige Windkraftanlagen nur schwer und unter hohem Aufwand regelbar und laufen stets Gefahr, bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten, beispielsweise bei böigem Wind oder einem Sturm, zu überdrehen und somit nicht mehr betriebsstabil und/oder betriebsfähig zu sein.
-
Eine zu lösende Aufgabe besteht daher darin, eine vertikale Windkraftanalage anzugeben, in der eine Drehbewegung des vertikalen Windrotors besonders einfach kontrolliert und/oder gesteuert werden kann und gleichzeitig eine Energieeffizienz während des Betriebes der vertikalen Windkraftanlage möglichst hoch ist.
-
Um nun eine vertikale Windkraftanlage zum Erzeugen elektrischer Energie anzugeben, deren vertikaler Windrotor in seiner Drehbewegung besonders einfach kontrollierbar und/oder steuerbar ist, macht die vorliegende Erfindung unter anderem von der Idee Gebrauch, zumindest einen Windschild anzuordnen, welcher in einem, auf den vertikalen Windrotor auftreffenden Windstrom, eingreifbar angeordnet ist, sowie zumindest eine Drehvorrichtung, an welcher der Windschild mechanisch fest angeordnet ist, bereitzustellen. Der Windschild ist über die Drehvorrichtung in horizontaler Richtung um den vertikalen Windrotor herum auf einer Bahn derart drehbar angeordnet, dass der jeweils dem Windstrom abgeneigte Vertikalflügel zumindest teilweise in einem von dem Windschild erzeugten Windschatten anordenbar ist.
-
Dabei ist der vertikale Windrotor in Form eines Savonius-Rotors ausgebildet und die zumindest zwei Vertikalflügel sind ferner in Form einer Helix ausgebildet, wobei sich diese entlang der vertikalen Welle erstrecken, wobei an der vertikalen Welle entlang einer vertikalen Richtung Verbindungsflansche mechanisch fest angeordnet sind, und die Verbindungsflansche in horizontaler Richtung jeweils paarweise gegenüber angeordnet sind, wobei über die Verbindungsflansche Versteifungsstreben mechanisch fest an der vertikalen Welle befestigt sind, und an jeder Versteifungstrebe ein der Versteifungsstrebe zugeordneter Versteifungsbogen mit einer vorgebbaren Krümmung relativ zu der Versteifungsstrebe befestigt ist, und wobei die beiden Vertikalflügel auf die Versteifungsbögen auflaminiert sind
-
Erfindungsgemäß sind die Vertikalflügel mit kohlefaserverstärktem Kunststoff (auch CFK) und/oder einem glasfaserverstärktem Kunststoff (auch GFK) gebildet.
-
Faserverbundwerkstoffe setzen sich aus Faser (Glas- oder Kohlefasern) und einem Harz (Matrix) zusammen. Je nach Wahl der Fasern und der Matrix ergeben sich individuelle Werkstoffeigenschaften, wie zum Beispiel eine sehr hohe mechanische Festigkeit mit geringem Gewicht. Es hat sich herausgestellt, dass mit derartigen Materialien gebildete Vertikalflügel besonders einfach und daher mit geringem Aufwand auflaminierbar sind.
-
Durch einen derartigen Windschild, welcher mit der Drehvorrichtung vorzugsweise mechanisch fest verbunden ist, wird es daher ermöglicht, den Windschild zumindest teilweise in die Windrichtung des Windstromes zu drehen. Ist nun der Windschild zumindest teilweise in die Windrichtung des Windstromes gedreht, verdeckt der Windschild zumindest den jeweils dem Windstrom abgeneigten Vertikalflügel zumindest teilweise. Insofern wird ein Kräfteverlust, der durch den Gegendruck auf dem jeweils windabgeneigten Vertikalflügel entsteht, zumindest verringert. Beispielsweise bei niedrigen Windgeschwindigkeiten kann dadurch vorteilhaft eine Drehzahl des vertikalen Windrotors möglichst in einem hohen Drehbereich aufrechterhalten werden. Eine derartige Windkraftanalage ist daher besonders für windärmere Regionen geeignet, in denen oftmals Windgeschwindigkeiten von nicht mehr als beispielsweise 10 m/s vorkommen. Mit anderen Worten kann mittels des Windschildes schon bei niedrigen Windgeschwindigkeiten eine möglichst hohe Energieeffizienz erzielt werden.
-
Trifft andererseits auf die vertikale Windkraftanlage ein Windstrom mit einer besonders hohen Windgeschwindigkeit, beispielsweise von mehr als 20 m/s, so kann der Windschild über die Drehvorrichtung so weit in den Windstrom hineingefahren werden, bis die effektive, durch den Windschild abgebremste Windgeschwindigkeit des Windstromes, in einem idealen Windgeschwindigkeitsbereich von beispielsweise wenigstens 5 m/s bis höchstens 15 m/s, liegt. Mit anderen Worten ist der Windschild sowohl ein Windabbremser als auch eine Windführung. Insofern kann mittels des Windschildes und dessen Verlagerung entlang der Bahn in besonders einfacher Weise eine Drehzahl des vertikalen Windrotors durch das „Herunterregeln” der Windgeschwindigkeit des Windstroms eingestellt und justiert werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die vertikale Windkraftanlage zur Erzeugung elektrischer Energie einen vertikalen Windrotor, welcher zumindest zwei Vertikalflügel sowie eine drehbare, vertikale Welle umfasst, auf, wobei die Vertikalflügel an der vertikalen Welle gemeinsam befestigt sind. Zudem weist die vertikale Windkraftanlage zumindest einen Windschild auf, welcher in einem, auf dem Windrotor auftreffenden Windstrom, eingreifbar angeordnet ist. Darüber hinaus weist die Windkraftanlage zumindest eine Drehvorrichtung auf, an welcher der Windschild mechanisch fest angeordnet ist und wobei der Windschild über die Drehvorrichtung in horizontaler Richtung und um den vertikalen Windrotor herum auf einer Bahn derart drehbar angeordnet ist, dass der jeweils dem Windstrom abgeneigte Vertikalflügel zumindest teilweise in einem von dem Windschild erzeugten Windschatten anordenbar ist. Dabei sind erfindungsgemäß die Vertikalflügel mit kohlefaserverstärktem Kunststoff (auch CFK) und/oder einem glasfaserverstärktem Kunststoff (auch GFK) gebildet. „Horizontale Richtung” ist dabei eine Richtung senkrecht zur Lotrichtung der Erde, wobei demzufolge „vertikale Richtung” eine Richtung bezeichnet, welche parallel zu dieser Lotrichtung verläuft.
-
Jeder der beiden Vertikalflügel ist in Form einer Helix ausgebildet und erstreckt sich entlang der vertikalen Welle entlang dieser. Das heißt, dass die jeweiligen Randkurven der Vertikalflügel eine Kurve mit beispielsweise konstanter Steigung bilden, welche sich um einen gedachten Mantel eines gedachten Zylinders windet. Eine derartige Ausbildung der Vertikalflügel in Form einer Helix führt zu einer effizienten Umwandlung des auf den vertikalen Windrotor auftreffenden Windstroms in eine Drehbewegung des vertikalen Windrotors. Mit anderen Worten weist ein derart ausgebildeter vertikaler Windrotor einen besonders einfachen Aufbau, eine einfache Montage sowie ein hohes Drehmoment bei vergleichsweise niedriger Drehzahl auf. Darüber hinaus ist ein derartiger Windrotor in seiner Energieeffizienz unabhängig von der auftreffenden Windrichtung des Windstromes, womit keine künstlich herbeigeführte Windausrichtung erforderlich ist. Ein effizienter Einsatz ist daher schon bei niedrigen Windgeschwindigkeiten von beispielsweise 2 m/s bis 3 m/s möglich. Zudem ist denkbar, dass mehrere vertikale Windrotoren zu einer größeren Anlage gekoppelt werden können.
-
Es hat sich ferner herausgestellt, dass der Windrotor kaum wahrnehmbare Laufgeräusche erzeugt, sowie eine vergleichsweis hohe Toleranz gegenüber böigen Windverhältnissen aufweist, weil durch die Massenträgheit des vertikalen Windrotors abrupte Strömungswechsel im Vergleich zu herkömmlichen Windrädern besser ausgleichbar sind. Im Gegensatz zu Windrotoren mit horizontaler Drehachse, bei denen das Gewicht der Rotorblätter in Bezug auf die Richtung der Schwerkraft unterschiedliche Belastungen auf die Blattstruktur ausübt, abhängig davon, ob sich die Blätter gerade senkrecht oben, unten oder seitlich im Drehkreis befinden, hat ein derartiger Windrotor den Vorteil, dass seine Vertikalflügel auf ihrer vertikalen Drehachse von der Gravitation gleichmäßig belastet werden. Ein weiterer Vorteil gegenüber Rotoren mit horizontaler Drehachse besteht in einer Zwei-Punkte-Lagerung, eine oben und die andere im unteren Bereich der vertikalen Windkraftanlage. So werden alle Belastungen auf zwei relativ weit auseinanderliegende Lagerpunkte verteilt, wodurch die Lagerung dann weniger anfällig für Verschleiß wird.
-
Da die beiden Vertikalflügel in Form einer Helix ausgebildet sind, sind die Versteifungsstreben in einer Draufsicht um jeweils einen vorgebbaren Drehwinkel um die vertikale Richtung paarweise verdreht angeordnet. In der Draufsicht auf den vertikalen Rotor erzeugen dann die Versteifungsstreben einen Strebenfächer.
-
Mittels des Auflaminierens der beiden Vertikalflügel auf die Versteifungsbögen ist es ermöglicht, dass Vertikalflügel besonders fest und betriebssicher über die Versteifungsstreben mit der Welle verbunden sind. Durch eine derart mechanisch feste Verbindung ergibt sich eine besonders hohe Steifigkeit der Vertikalflügel und der Anordnung insgesamt. Eine windaufnehmende Fläche der Vertikalflügel kann somit möglichst groß ausgeführt werden, wodurch folglich eine größere Kraft und/oder ein größeres Drehmoment auf die vertikale Welle übertragen werden kann. Insofern kann mittels des Auflaminierens und über eine daraus ermöglichte Flächenmaximierung der Vertikalflügel die Energieeffizienz nochmals erheblich gesteigert werden. Mit anderen Worten ist daher auf ein beispielsweises Verschrauben der Vertikalflügel mit der vertikalen Welle verzichtet und eine mechanisch stabile Verbindung stattdessen mittels des Auflaminierens verwirklicht. Beispielsweise sind die Versteifungsbögen mit Rundrohren gebildet, deren Radien in eine Flügelinnenfläche der Vertikalflügel mit einlaminiert werden können. Eine derartige Laminierung verstärkt nochmals die Steifheit des Vertikalflügels und dessen Belastbarkeit durch den Windstrom.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Windschild in Form eines Zylindermantelsegments mit einer zur vertikalen Welle konkaven Krümmung ausgebildet, wobei eine Haupterstreckungsrichtung des Windschilds parallel zur vertikalen Richtung verläuft. Es hat sich gezeigt, dass über eine derartige Ausformung des Windschildes in Form eines Zylindermantelsegmentes die Abschirmungseigenschaften des Windschildes auf dem vertikalen Rotor besonders einfach realisiert werden können. Insbesondere können mittels einer derartigen Ausformung des Windschildes störende Windverwirbelungen, welche sich direkt oder indirekt auf den vertikalen Windrotor auswirken, minimiert werden. Ein Kräfteverlust beispielsweise durch derartige störende Windverwirbelungen, wird dadurch vermieden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind an Randbereichen des Windschildes Windströmungsoptimierungselemente angeordnet. Mittels derartiger Windströmungsoptimierungselemente kann der auf den Windschild auftreffende Windstrom mit möglichst wenig Reibung an dem Windschild und einer Minimierung von Windverwirbelungen um den Windschild herum geleitet werden. Ein derartiger Windschild ist daher strömungsoptimiert.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die vertikale Windkraftanlage zumindest eine Sensorik, welche eine Drehzahl des vertikalen Windrotors misst und in Abhängigkeit der Drehzahl des vertikalen Windrotors einen Motor ansteuert, über den die Drehvorrichtung antreibbar und der Windschild in seiner Position zu dem vertikalen Windrotor entlang der Bahn veränderbar ist. Eine derartige Sensorik ermöglicht daher ein besonders sicheres Überwachen der Drehzahl des vertikalen Windrotors und eine Einstellung der Drehzahl des vertikalen Windrotors über eine Verlagerung des Windschildes relativ zum vertikalen Windrotor. Mit anderen Worten kann über die Sensorik automatisch, beispielsweise über ein vorheriges Einstellen der Sensorik, der Windschild einen vorgebbaren Windschatten auf den vertikalen Windrotor erzeugen und damit die effektive Windgeschwindigkeit des Windstroms auf den vertikalen Windrotor modulieren und/oder begrenzen. Dazu sind die Sensorik und der Motor beispielsweise an einem Energieerzeugungsgenerator angeschlossen. Der Generator kann beispielsweise ein Element der vertikalen Windkraftanlage sein oder als externes Element an die vertikale Windkraftanlage angeschlossen werden. Bei dem Motor handelt es sich vorzugsweise um einen Elektromotor, der über einen derartigen Generator mit elektrischer Energie versorgt wird. Vorzugsweise ist der Motor in die vertikale Windkraftanlage integriert und ein Element dessen.
-
Zudem ist denkbar, dass die Sensorik alternativ oder zusätzlich beispielsweise mit einer Wetterstation verbunden ist, und die Sensorik, abhängig von einer Wettervorhersage und den tages- oder nachtzeitlich vorhergesagten Windgeschwindigkeiten, den Windschild entsprechend über die Drehvorrichtung steuert. Ist beispielsweise für eine bestimmte Tages- oder Nachtzeit Sturm vorhergesagt, ist denkbar, dass die Sensorik den Windschild über eine Ansteuerung des Motors bereits vorsorglich stärker in den Wind fährt, um prophylaktisch ein Überdrehen des vertikalen Windrotors durch den aufkommenden Wind zu vermeiden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist über die Sensorik und deren Ansteuerung des Motors der Windschild zumindest teilweise in einen Abschattungsbereich des vertikalen Windrotors verlagerbar. „Abschattungsbereich” ist der Bereich in der Windrichtung des Windstroms vor der vertikalen Windkraftanlage, innerhalb dessen der vertikale Windrotor durch den Windschild optisch zumindest teilweise verdeckt ist. Dabei können der Abschattungsbereich und ein Windschatten, welcher ebenso durch den Windschild erzeugbar ist, zumindest teilweise übereinstimmen. Steuert die Sensorik den Windschild nun beispielsweise vollständig in den Abschattungsbereich des vertikalen Windrotors, ist zumindest aus optischer Sicht für einen externen Betrachter der vertikale Windrotor in Windrichtung vollständig verdeckt. Ein derartiges Hineinfahren des Windschildes in den Abschattungsbereich kann zu einer möglichst schnellen Reduzierung der Drehzahl des vertikalen Windrotors führen, um den vertikalen Windrotor vor einem unerwünschten Überdrehen zu schützen.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform steuert die Sensorik bei Überschreiten einer vorgebbaren Höchstdrehzahl des vertikalen Windrotors den Motor derart an, dass dieser den Windschild zumindest teilweise in den Abschattungsbereich des vertikalen Windrotors entlang der Bahn hineinbewegt. Eine derartige vorgebbare Höchstdrehzahl ist dazu beispielsweise in die Sensorik einprogrammiert und entspricht derjenigen Drehzahl, bis zu welcher der vertikale Windrotor mechanisch maximal belastet werden kann. Die Sensorik stellt daher in besonders einfacher Weise in Zusammenwirkung mit dem Motor sicher, dass die vertikale Windkraftanlage nicht überhitzt wird oder sonstige Schäden durch eine mechanische Überbeanspruchung, beispielsweise bei Sturm, davonträgt.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform steuert die Sensorik bei Unterschreiten einer vorgebbaren Minimaldrehzahl des vertikalen Windrotors den Motor derart an, dass dieser den Windschild zumindest teilweise aus dem Abschattungsbereich des vertikalen Windrotors herausbewegt. Dabei ist denkbar, dass nach Abflauen der Windböe oder des Sturms eine Drehzahl des vertikalen Windrotors unterhalb eines vorgebbaren idealen Windgeschwindkeitsbereichs fällt und durch das Herausdrehen des Windschildes aus dem Abschattungsbereich der vertikale Windrotor zumindest teilweise wieder dem eigentlichen Windstrom ungeschützt, das heißt direkt, gegenübersteht. Insofern kann besonders einfach und individuell angepasst durch ein derartiges Herausdrehen des Windschildes die Drehzahl des vertikalen Windrotors beeinflusst und wieder erhöht werden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Drehvorrichtung auf einem um die vertikale Welle drehbaren Wälzlager befestigt, welches von einem Antriebsritzel angetrieben wird, wobei das Antriebsritzel durch den Motor antreibbar ist. Beispielsweise ist dazu die Drehvorrichtung auf dem Wälzlager aufgesetzt. Mit anderen Worten ist das Wälzlager mechanisch fest unmittelbar mit der Drehvorrichtung verbunden. Eine Drehung des Wälzlagers um die vertikale Achse führt daher unmittelbar zu einer Drehung der Drehvorrichtung um diese Achse. Dabei überlappen sich vorzugsweise eine Drehachse des Wälzlagers, eine Drehachse der Drehvorrichtung und die vertikale Welle in vertikaler Richtung vollständig. Ein in horizontaler Richtung neben dem Wälzlager angeordnetes Antriebsritzel ist mit dem Wälzlager eingreifbar angeordnet. Eine Bewegung des Antriebsritzels in die Einrichtung verursacht daher unmittelbar eine Drehrichtung des Wälzlagers in die entgegengesetzte Richtung. Mittels einer derartigen Vorrichtung ist ein besonders einfacher und mechanisch stabiler Antrieb der Drehvorrichtung durch den Motor ermöglicht.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die vertikale Welle in zumindest einem Drehlager eines Maschinenhauses drehbar gelagert, wobei der Windschild über Schildhalterungen mechanisch fest mit einem um die vertikale Welle drehbaren Drehteller verbunden ist und der Drehteller von dem Motor über eine Drehung des Wälzlagers antreibbar ist. Mit anderen Worten bilden die Schildhalterungen zusammen mit dem Drehteller die Drehvorrichtung aus. Dazu ist der Drehteller beispielsweise mechanisch fest mit dem Wälzlager und/oder auf diesem befestigt. Vorzugsweise ist die vertikale Welle mittig durch den Drehteller hindurchgeführt, sodass ein Rand des Drehtellers die Bahn des Windschildes bei Bewegung festlegt. Eine Drehung des Drehtellers verursacht daher unmittelbar eine Drehung des Windschildes. Insofern ist mittels des Drehtellers eine besonders einfache unmittelbare Verbindung des Windschildes mit einer Drehbewegung des Wälzlagers realisiert.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Maschinenhaus in vertikaler Richtung über seine Bodenplatte mit einem Fixierträger mechanisch fest verbunden, wobei in der vertikalen Richtung über einer Deckplatte des Maschinenhauses sowohl die Drehvorrichtung als auch das Wälzlager und das Antriebsritzel angeordnet sind. Beispielsweise ist der Motor innerhalb eines Aufnahmeraumes des Maschinenhauses angeordnet, wobei eine Antriebswelle des Motors durch die Deckplatte hindurch zu dem auf einer Außenseite der Deckplatte angeordneten Antriebsritzel geführt ist. Insofern ist das Antriebsritzel mechanisch fest mit der Antriebswelle des Motors verbunden. Auf einer der Deckplatte abgewandten Außenfläche des Wälzlagers ist dann mechanisch fest der Drehteller angeordnet und fixiert.
-
Der Fixierträger dient zum mechanischen Fixieren des vertikalen Windrotors. Insofern übernimmt der Fixierträger eine Ausrichtungsfunktion der vertikalen Welle und ermöglicht damit einen stabilen Betrieb der vertikalen Windkraftanlage. Insbesondere kann es sich bei dem Fixierträger um ein Betonfertigteil handeln. Ein derartiges Betonfertigteil weist eine besonders hohe mechanische Stabilität auf und verschiebt, durch dessen Eigengewicht, den Schwerpunkt der gesamten vertikalen Windkraftanlage nach unten. Ein Wackeln oder Vibrationen oder eine Unwucht während des Betriebs der vertikalen Windkraftanlage wird dadurch vermieden.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Fixierträger eine Zentrierhülse auf, welche durch eine zentrische Öffnung in der Bodenplatte hindurchgeführt ist. Über eine derartige Zentrierhülse können in besonders einfacher Weise das Maschinenhaus und die an dem Maschinenhaus oder mit dem Maschinenhaus befestigte vertikale Welle in ihrer Ausrichtung stabilisiert und zentriert werden. Eine derartige Zentrierhülse ermöglicht damit eine selbstarretierende Ausrichtung der vertikalen Welle.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die vertikale Windkraftanlage ein selbsttragendes Fixierelement, welches den vertikalen Windrotor in vertikaler und horizontaler Richtung fixiert, wobei ein Fixierelementende mechanisch fest mit dem Fixierträger verbunden ist und über ein weiteres Fixierelementende des Fixierelementes sowohl der vertikale Windrotor als auch die Drehvorrichtung drehbar befestigt sind. Die beiden Fixierelementenden liegen sich in vertikaler Richtung jeweils gegenüber und legen die beiden sich in vertikaler Richtung gegenüberliegenden Enden der vertikalen Welle fest. In den jeweiligen Fixierelementenden sind über Lagerflansche und über den, den Lagerflanschen zugeordneten Lagerböcken, sowohl die vertikale Welle als auch die Drehvorrichtung drehbar gelagert. Insbesondere kann es sich bei dem Fixierelement wiederum um ein Betonfertigteil handeln.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Fixierträger und das Fixierelement einstückig ausgebildet. „Einstückig” heißt, dass der Fixierträger und das Fixierelement in einem Stück gefertigt und damit zueinander unbeweglich sind. „Einstückig” umfasst jedoch auch den Fall, dass einzelne Elemente, also beispielsweise der Fixierträger und das Fixierelement, über Gelenke fest, jedoch in den Gelenken beweglich zueinander, miteinander verbunden sind. Über eine derartige Ausbildung ist eine besonders stabile Ausrichtung und Zentrierung der gesamten Windkraftanlage in vertikaler Richtung sichergestellt. Bei beispielsweise Starkwind wird durch die einstückige Ausbildung vermieden, dass es zwischen dem Fixierträger und dem Fixierelement zu Verschleißerscheinungen und/oder Ermüdungseinbrüchen kommt, wodurch eine Lebensdauer erhöht werden kann. In einer derartigen Ausführungsform ist denkbar, dass der Fixierträger und das Fixierelement zusammen als ein einziges, einstückiges Betonfertigteil ausgebildet sind.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Fixierträger eine Mehr-Punkt-Abstützung insbesondere eine Vier-Punkt-Abstützung zur stabilen Ausrichtung des vertikalen Windrotors auf. Mittels einer derartigen Mehr-Punkt-Abstützung wird es ermöglicht, neben einer stabilen Ausrichtung zudem eine Zentrierung ebenso bei unebenem oder instabilem Untergrund, auf welchem die vertikale Windkraftanlage angeordnet sein kann, zu ermöglichen. Denkbar ist zudem, dass mittels einer derartigen Mehr-Punkt-Abstützung die Windkraftanlage beispielsweise auf Hochhäusern oder in einer gebirgigen Landschaft stabil in vertikaler Richtung arretied werden kann.
-
Im Folgenden wird die hier beschriebene vertikale Windkraftanlage anhand eines Ausführungsbeispiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
-
Die 1 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen vertikalen Windkraftanlage.
-
Die 2A und 2B zeigen in schematischen, perspektivischen Ansichten eine detaillierte Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Maschinenhauses.
-
Die 3 zeigt in einer schematischen, perspektivischen Ansicht, ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Wälzlagers.
-
Die 4 zeigt in einer schematischen Draufsicht, auf die hier beschriebene vertikale Windkraftanlage, einen Strömungsverlauf eines, auf die vertikale Windkraftanlage auftreffenden, Windstroms.
-
5A und 5B zeigen in schematischen Seitenansichten Bereichsangaben, von durch den Windstrom angegriffenen Bereichen, der vertikalen Windkraftanlage.
-
Die 6 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine detaillierte Darstellung eines hier beschriebenen Generatorhauses.
-
Die 7A und 7B zeigen in schematischen, perspektivischen Ansichten insbesondere ein weiteres Ausführungsbeispiel von hier beschriebenen Versteifungsstreben.
-
Die 8, 9A und 9B zeigen in schematisch, perspektivischen Ansichten Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen Windschilds.
-
Die 10 zeigt in einer schematisch perspektivischen Ansicht, ein Ausführungsbeispiel einer Einhausung eines hier beschriebenen Maschinenhauses.
-
In den Ausführungsbeispielen der Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können Einzelelemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
-
In der 1 ist in einer schematischen, perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen vertikalen Windkraftanlage 100 gezeigt. Zur Erzeugung elektrischer Energie weist die vertikale Windkraftanlage 100 einen vertikalen Windrotor 1 auf, welcher zwei Vertikalflügel 11, 12 sowie eine drehbare, vertikale Welle 13 umfasst, wobei die Vertikalflügel 11, 12 an einer vertikalen Welle 13 gemeinsam befestigt sind.
-
Vorliegend handelt es sich bei den zwei Vertikalflügeln 11, 12 um Flügel welche in Form einer Helix ausgebildet sind. Dazu winden sich die Vertikalflügel 11, 12 entlang einer vertikalen Richtung V um die vertikale Welle 13 herum. An der vertikalen Welle 13 sind entlang der vertikalen Richtung V Verbindungsflansche 132A mechanisch fest angeordnet. Die Verbindungsflansche 131 sind in horizontaler Richtung H jeweils paarweise gegenüber angeordnet, wobei über die Verbindungsflansche 132A Versteifungsstreben 132 mechanisch fest an der vertikalen Welle 13 befestigt sind. An jeder Versteifungsstrebe 132 ist ein der Versteifungsstrebe 132 zugeordneter Versteifungsbogen 133, mit einer vorgebbaren Krümmung relativ zu der jeweiligen Versteifungsstrebe 132, befestigt.
-
Beide Vertikalflügel 11, 12 sind auf die Versteifungsbögen 133 auflaminiert. Dazu sind die Vertikalflügel mit kohlefaserverstärktem Kunststoff (auch CFK) und/oder einem glasfaserverstärktem Kunststoff (auch GFK) gebildet. Faserverbundwerkstoffe setzen sich aus Faser (Glas- oder Kohlefasern) und einem Harz (Matrix) zusammen. Je nach Wahl der Fasern und der Matrix ergeben sich individuelle Werkstoffeigenschaften, wie zum Beispiel eine sehr hohe mechanische Festigkeit mit geringem Gewicht. Es hat sich herausgestellt, dass mit derartigen Materialien gebildete Vertikalflügel besonders einfach und daher mit geringem Aufwand auflaminierbar sind.
-
Mittels des Auflaminierens ist eine besonders feste und steife Verbindung zwischen den Versteifungsbögen 133 und den Vertikalflügeln 11, 12 hergestellt. Eine Fläche, in welche ein auf die vertikale Windkraftanlage 100 auftreffender Windstrom 2 eingreifen kann, ist daher besonders groß ausführbar.
-
Darüber hinaus umfasst die vertikale Windkraftanlage 100 einen Windschild 3, welcher in einen, auf den vertikalen Windrotor 1 auftreffenden, Windstrom 2 eingreifbar angeordnet ist.
-
Darüber hinaus umfasst die vertikale Windkraftanlage 100 eine Drehvorrichtung 4, an welcher der Windschild 3 mechanisch fest angeordnet ist, wobei der Windschild 3 über die Drehvorrichtung 4 in horizontaler Richtung H um den vertikalen Windrotor 1 herum auf einer Bahn 41 derart drehbar angeordnet ist, dass der jeweils dem Windstrom 2 abgeneigte Vertikalflügel 11 oder 12, während einer Rotation, zumindest teilweise in einer von dem Windschild 3 erzeugten Windschatten anordenbar ist. Vorliegend handelt es sich bei der Bahn 41 um eine Kreisbahn in einer Draufsicht.
-
Der Windschild 3 kann daher durch eine von der Drehvorrichtung 4 auf den Windschild 3 übertragenen Drehbewegung um die vertikale Welle 13 auf einer geschlossenen Kreisbahn vollständig herumbewegt werden. Dabei ist der Windschild 3 in Form eines Zylindermantelsegments mit einer zu der Welle 13 konkaven Krümmung ausgebildet, wobei eine Haupterstreckungsrichtung 1000 des Windschilds 3 parallel zur vertikalen Richtung V verläuft. Grundsätzlich ist jedoch auch eine konvexe Krümmung vorstellbar.
-
An Randbereichen 30 des Windschilds 3 sind zudem Windströmungsoptimierungselemente 31 angeordnet. Mittels einer Ausbildung des Windschilds 3 in Form eines Zylindermantelsegments und der zusätzlichen Verwendung der Windströmungsoptimierungselemente 31 wird es ermöglicht, Verwirbelungen in einem Windschatten des Windschildes 3 möglichst zu vermeiden. Der Windstrom 2 wird daher stromlinienförmig um den Windschild 3 herumgeleitet. Energieverluste durch Windverwirbelungen werden daher weitgehend vermieden. Zur festen Verbindung zwischen dem Windschild 3 mit der Drehvorrichtung 4 weist die Drehvorrichtung 4 Schildhalterungen 32 auf, über welche der Windschild 3 mit der Drehvorrichtung 4 mechanisch fest verbunden ist. Ein Gewichtsausgleichselement 34 gleicht das Gewicht des Windschilds 3 aus und ist gemeinsam mit dem Windschild 3 auf dem Drehteller 42 und um die vertikale Welle 13 drehbar gelagert.
-
Darüber hinaus ist aus der 1 erkennbar, dass die vertikale Windkraftanlage 100 ein Maschinenhaus 8 aufweist, durch welches und innerhalb dessen, die vertikale Welle 13 in zumindest einem Drehlager 80A (nicht gezeigt) drehbar gelagert ist. Erkennbar ist weiterhin, dass der wie bereits erwähnte Windschild 3 über die Schildhalterungen 32 mechanisch fest mit einem um die vertikale Welle 13 drehbaren Drehteller 42 verbunden ist, und der Drehteller 42 von einem Motor 5 über eine Drehung eines sich unterhalb des Drehtellers 42 (durch den Drehteller 42 verdeckt in der 1) angeordneten Wälzlagers 7A antreibbar ist.
-
Das Maschinenhaus 8 ist in der vertikalen Richtung V über seine Bodenplatte 81 mit einem Fixierträger 9 mechanisch fest verbunden.
-
Der Fixierträger 9 weist eine Zentrierhülse 91 auf, welche durch eine zentrische Öffnung 811 in der Bodenplatte 81 hindurch geführt ist (siehe auch 2B). Dabei umfasst die vertikale Windkraftanlage 100 zusätzlich ein selbsttragendes Fixierelement 92, welches sowohl den vertikalen Windrotor 1 als auch die Drehvorrichtung 4 in vertikaler Richtung V und horizontale Richtung H fixiert. Dabei ist ein Fixierelementende 92A mechanisch fest mit dem Fixierträger 9 verbunden, wobei über ein weiteres Fixierelementende 92B des Fixierelements 92 sowohl der vertikale Windrotor 1 als auch die Drehvorrichtung 4 drehbar befestigt sind. Vorliegend handelt es sich bei dem Fixierelement 92 um eine Stahlbetonsäule. Dabei sind der Fixierträger 9 und das Fixierelement 92 einstückig ausgebildet. Zudem weist der Fixierträger 9 eine Vierpunktabstützung zur stabilen Ausrichtung des vertikalen Windrotors 1 auf. Mittels eines derartigen Aufbaus aus dem hier beschriebenen Fixierelement 92 und dem Fixierträger 9 einerseits sowie einer einheitlichen Positionierung auf der wie in 1 dargestellten Vierpunktabstützung ist eine ganz besonders stabile und individuell an sich verändernden Untergrund anpassende Justierung und Fixierung der gesamten vertikalen Windkraftanlage 100, beispielsweise auf Hochhausdächern, ermöglicht. Die übrigen Elemente 92A und 92B sind auch mit Stahlbeton gebildet.
-
Darüber hinaus ist aus der 1 erkennbar, dass der vertikale Windrotor 1 innerhalb des Maschinenhauses 8 über einen Wellenflansch 1A, einen unteren Lagerflansch 1B für den Wellenflansch 1A sowie eine untere Lagerbüchse 10 gelagert ist. An dem, diesem Ende des vertikalen Windrotors 1 gegenüberliegendem, Ende ist andererseits der vertikale Windrotor 1 in dem weiteren Fixierelementende 92B ebenso in einem Lagerelement 1D gelagert. Darüber hinaus ist ebenso die Drehvorrichtung 4 in der Drehvorrichtung 4 zugeordneten Lagerelementen 4A und 4B und Flanschen 4C und 4D drehbar um die vertikale Welle 13 gelagert.
-
In der 2A ist in einer schematischen Seitenansicht das hier beschriebene Maschinenhaus 8 detaillierter dargestellt. Erkennbar ist, dass innerhalb des Maschinenhauses 8 ein Generatortisch 8A angeordnet ist, welcher eine Generatortischplatte 8B umfasst. Oberhalb des Generatortisches 8A, das heißt in vertikaler Richtung V, ist ein Generator 8C angeordnet, welcher die vertikale Welle 13 aufnimmt. Über eine Drehbewegung der vertikalen Welle 13 wird durch den Generator 8C elektrische Energie erzeugt. Eine derartige Anordnung ermöglicht weiter einen besonders einfachen Austausch des Generators 8C je nach dem entsprechenden Bedürfnissen und Anforderungen an die vertikale Windkraftanlage 100.
-
Insbesondere kann es sich bei dem Generator 8C um einen Stufengenerator handeln. Ein Stufengenerator bietet die Möglichkeit insbesondere bei geringen Windgeschwindigkeiten und/oder bei böigem Wind eine möglichst konstante und hohe Leistung zu erzeugen.
-
Dabei ist nun deutlich dargestellt, dass die Drehvorrichtung 4 auf einem um die vertikale Welle 13 drehbaren Wälzlager 7A über ihren auf dem Wälzlager 7A montierten Drehteller 42 angeordnet ist. Eine Drehung des Wälzlagers 7A führt daher unmittelbar zu einer Drehung des gesamten Drehtellers 42 und somit zu einer von dem Drehteller 42 übertragenen Drehbewegung des Windschildes 3 entlang der Kreisbahn 41. Dabei wird das Wälzlager 7A von einem, in horizontaler Richtung H, zu dem Wälzlager 7A versetzt angeordneten Antriebsritzel 7B angetrieben, wobei eine Rotation des Antriebsritzels 7B unmittelbar durch eine Drehung einer Welle des Motors 5 in Gang gesetzt wird. Mit anderen Worten, wird eine Welle des Motors 5 durch diesen in Drehung versetzt, rotiert das Antriebsritzel 7B in die eine Richtung und, durch das unmittelbare Eingreifen des Antriebsritzels 7B in das Wälzlager 7A, rotiert das Wälzlager 7A in die jeweils andere Richtung. Insofern sind in der 2A sowohl das Wälzlager 7A als auch das Antriebsritzel 7B in Form von Zahnrädern, welche ineinander eingreifbar angeordnet sind, ausgebildet.
-
Darüber hinaus umfasst die vertikale Windkraftanlage 100 eine Sensorik 6, welche eine Drehzahl des vertikalen Windrotors 1 misst, und in Abhängigkeit der Drehzahl des vertikalen Windrotors 1 den Motor 5 ansteuert. Insbesondere ist in der 2A die Sensorik derart ausgestaltet, dass diese über eine Ansteuerung des Motors 5 den Windschild 3 zumindest teilweise in einen Abschattungsbereich A des vertikalen Windrotors 1 verlagern kann. Die Sensorik 6 misst dabei die Drehzahl permanent und steuert bei Überschreiten einer vorgehbaren Höchstdrehzahl des vertikalen Windrotors 1 den Motor 5 an. Der Motor 5 bringt anschließend das Antriebsritzel 7B in Rotation, welches wiederum eine in die entgegengesetzte Richtung orientierte Gegenrotation des Wälzlagers 7A verursacht. Eine derartige Bewegung des Wälzlagers 7A führt dann unmittelbar ebenso zu einer Drehbewegung des Windschilds 3 in die gewünschte Richtung. Überschreitet nun der vertikale Windrotor 1 die vorgebbare Höchstdrehzahl, ab welcher strukturelle Schäden an der vertikalen Windkraftanlage 100 entstehen könnten, dreht die Drehvorrichtung 4 den Windschild 3 in den Abschattungsbereich A des vertikalen Windrotors 1 entlang der Bahn 41. Mit anderen Worten, wird der vertikale Windrotor 1 somit durch den Windschild 3 beispielweise vor starken Windböen oder Sturm geschützt und damit zumindest teilweise abgeschattet.
-
Nach Abflauen der Windgeschwindigkeit des Windstroms 2 und nach Unterschreiten einer Mindestdrehzahl des vertikalen Windrotors 1, steuert der Motor 5 den Windschild 3 wieder aus dem Abschattungsbereich A heraus, sodass der Windrotor 1 und der Windstrom 2 wieder unmittelbar aufeinander treffen. Nach dem Herausfahren ist daher der Windschild 3 nicht mehr zwischen dem auftreffenden Windstrom und dem vertikalen Windrotor 1 angeordnet.
-
In der 2B ist in einer weiteren schematischen, perspektivischen Ansicht das in der 2A gezeigt Maschinenhaus 8 nochmals dargestellt. Hierbei ist besonders gut erkennbar, dass das Maschinenhaus 8 in vertikaler Richtung V über seine Bodenplatte 81 mit dem Fixierträger 9 mechanisch fest verbunden ist. Dabei sind in der vertikalen Richtung V über einer Deckplatte 82 des Maschinenhauses 8, sowohl das Wälzlager 7A und das Antriebsritzel 7B angeordnet. Über die Zentrierhülse 91, welche durch eine zentrische Öffnung 811 in der Bodenplatte 81 des Maschinenhauses 8 hindurchgeführt ist, ist der Fixierträger 9 und somit die gesamte Anordnung mechanisch stabil fixiert.
-
Darüber hinaus ist nun deutlicher als in den vorhergehenden Figuren erkennbar, dass das jeweils freie Ende einer Versteifungsstrebe 132 mit einem Ende eines der jeweiligen Versteifungsstrebe jeweils zugeordneten Versteifungsbogens 133 über einen Anschweißflansch 133A mechanisch fest verbunden ist. Das jeweils andere Ende des Versteifungsbogens 133 ist dann durch einen Bolzen an der jeweils gegenüberliegenden Seite der vertikalen Welle 13 an dieser montiert.
-
In der 3 ist das hier beschriebene Wälzlager 7A in einer weiteren perspektivischen Ansicht gezeigt. Zudem ist erkennbar, dass die Versteifungsstreben 132 mittels Verbindungsflanschen 132A an der vertikalen Welle 13 befestigt sind. Zudem ist ersichtlich, dass die Versteifungsbögen 133 mittels Verbindungsbolzen 133B in den Anschweißflanschen 133A mit den Versteifungsbögen 133 verbunden sind.
-
In der 4 ist in einer schematischen Draufsicht ein Windprofil eines auf die vertikale Windkraftanlage 100 auftreffenden Windstroms gezeigt. Vorliegend handelt es sich bei dem Windstrom um einen Windstrom mit geringer Geschwindigkeit. Beispielsweise handelt es sich dabei um einen Windstrom mit einer Windgeschwindigkeit von wenigstens 3 m/s bis höchstens 15 m/s. Dabei ist der Windschild 3 nur teilweise, das heißt mit einer Teilfläche in den Wind gefahren. In der Draufsicht bewegen sich der vertikale Windrotor 1 beziehungsweise die Vertikalflügel 11, 12 linksdrehend. Durch das teilweise Hereinfahren in den Wind ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel ein von dem Vertikalflügel 11 oder 12, je nach Drehstellung, erzeugter Bewegungsgegendruck, desjenigen Vertikalflügels 11 oder 12 welcher sich entgegen der Windrichtung des Windstroms 2 bewegt, verringert, wobei auf den jeweils anderen Vertikalflügel 11 oder 12 auftreffende Windstrom 2 von dem Windschild 3 unbeeinflusst bleibt. Ein derartiges teilweises ”Hereinfahren” des Windschildes 3 in den Windstrom 2, führt daher durch das Reduzieren eines Gegendrucks durch den jeweils dem Windstrom 2 abgeneigten Vertikalflügel 11 oder 12 zu einem besonders effizienten Betreiben in windärmeren Gegenden und damit zu einer bereits bei niedrigen Windgeschwindigkeiten hohen Energieeffizienz. Durch die Windströmungsoptimierungselemente 31 ist zudem erreicht, dass sich auf der windabgeneigten Seite des Windschilds 3 keine störenden Strömungsverwirbelungen bilden, welche die Energieeffizienz verringern könnten.
-
In den 5A und 5B ist in schematischen Seitenansichten jeweils markiert hervorgehoben, welche Bereiche von dem Windschild 3 geschützt sind und welche Bereiche des vertikalen Windrotors 1 unmittelbar dem auftreffenden Windstrom 2 ausgesetzt sind. Insbesondere ist der schaffierte Bereich durch den Windschild 3 vor dem auftreffenden Windstrom 2 geschützt.
-
In der 6 ist in einer schematischen Seitenansicht eine noch detailliertere Ansicht eines Innenaufbaus des hier beschriebenen Maschinenhauses 8 gezeigt. Darin ist erkennbar, dass die Welle 13 mit einer Generatoraufnahme 83 in Eingriff steht, wobei die Generatoraufnahme 83 mit einem Generatorwechselelement 83A zum schnellen und betriebsangepassten Wechsel des Generators versehen ist. Darüber hinaus ist der gesamte Generator auf einem Verbindungsstück, das zwischen dem Generator 8C und dem Generatortisch 8A angeordnet ist, befestigt.
-
Die 7A zeigt in einer schematischen, perspektivischen Ansicht einen Vergrößerungsausschnitt einer hier beschriebenen, vertikalen Windkraftanlage 100 und ein darin gezeigtes Ausführungsbeispiel von hier beschriebenen Versteifungsstreben 132. Dargestellt ist, dass jede der Versteifungsstreben 132 sich im Querschnitt, in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der Versteifungsstreben 132, nach außen hin beidseits verjüngt. Die Versteifungsstreben 132 sind dann jeweils in Form eines Flugzeugflügels ausgebildet. Insbesondere können derartige Versteifungsstreben 132 in einem Anstellwinkel, relativ zur vertikalen Welle 13 und/oder relativ zur Strömungsrichtung des Windstroms 2 individuell angewinkelt werden. Dazu können die Versteifungsstreben 132 in den Verbindungsflanschen 132A drehbar gelagert sein. Insofern kann besonders einfach eine zu dem Windstrom 2 geneigte Außenfläche der Versteifungsstreben 132 als zusätzliche Drehfläche zur Erzeugung elektrischer Energie ausgenutzt werden. Darüber hinaus weisen diese Versteifungsstreben 132 durch ihre sich nach außen verjüngende Struktur einen besonders niedrigen Windwiderstand auf. Insofern kann durch eine derartige Ausgestaltung der Versteifungsstrebe 132 eine Energieeffizienz nochmals gesteigert werden.
-
Die 7B zeigt nochmals eine schematisch perspektivische Ansicht der in der 7A gezeigten Versteifungsstreben 132. Ersichtlich ist, dass jede Versteifungsstrebe 132 eine hohlen und sich in der Haupterstreckungsrichtung durchgehenden Hohlkern umfasst. Werden die Versteifungsstrebe 132 an der vertikalen Welle 13 montiert, kann jede der Versteifunsstrebe 132 über ihren Halteschaft 132B aufgezogen werden. In diesem Fall ist denkbar, dass die Halteschafte 132B mechanisch fest mit der vertikalen Welle 13 befestigt sind. Insofern können je nach Bedarf Versteifungsstreben 132, abgestimmt auf die jeweils erforderlichen Bedürfnisse, auf derartige Halteschafte 132B aufgezogen werden und/oder ausgewechselt werden. Eine derartige Windkaftanlage 100 ist daher besonders einfach an die jeweilige Umgebung oder die vorliegenden Windverhältnisse anpassbar.
-
Die 8 zeigt insbesondere in einer schematisch, perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Windschilds 3. In dieser Ausführungsform des Windschilds 3 ist dieser mit zwei zylindermantelförmigen Teilschilden 3A, 3B gebildet, wobei beide Teilschilde 3A, 3B parallele Haupterstreckungsrichtungen aufweisen, jedoch mit einer jeweils unterschiedlichen Krümmung zu dem vertikalen Windrotor 1 hin gebogen sind. Dabei weist der innere Teilschild 3B eine größere Krümmung als der äußere Teilschild 3A auf. Die beiden Teilschilde 3A, 3B sind ihren jeweiligen Enden 30A und 30B über eine Verbindungsfläche 30C, beispielsweise ein Metallblech oder einem GFK, verbunden, wobei der Windschild 3 einstückig ausgebildet ist. Die jeweils anderen Enden 31A und 31B sind jeweils direkt miteinander verbunden. Insofern ergibt sich in einer Draufsicht auf den Windschild 3, ein Windschild 3 in Form einer Sichel. Mittels eines derartig ausgebildeten Windschilds 3 sind störende Windverwirbelungen besonders einfach vermieden.
-
Die 9A und 9B zeigen in einer schematischen Drauf- und Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Windschilds 3, bei dem im Unterschied zu der 8 ein zusätzlicher Windschild 3 über die Schildhalterungen 32 an der Drehvorrichtung 4 befestigt ist. Auch dieser zusätzliche Windschild 3 ist in Form einer Sichel nach dem in der 8 beschriebenen Konzept aufgebaut. Insofern können an der Drehvorrichtung 4 in einfacher Art und Weise beispielsweise zwei oder mehr Windschilde unterschiedlicher Ausformung miteinander kombiniert werden.
-
Die 10 zeigt in einer schematisch perspektivischen Ansicht, ein Ausführungsbeispiel einer Einhausung 10 des Maschinenhauses 8, bei dem die Einhausung 10 einen besonders effektiven Schutz der in dem Maschinenhaus 8 angeordneten Geräte bietet und gleichzeitig die Einhausung 10 ein Träger für beispielsweise den vertikalen Windrotor 1 ist. Insbesondere kann die Einhausung einstückig mit beispielsweise einem Stahl und/oder einem Stahlbeton hergestellt sein.
-
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibungen anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie die Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- A
- Abschattungsbereich
- H
- horizontale Richtung H
- V
- vertikale Richtung V
- 1
- vertikaler Windrotor
- 1A
- Wellenflansch
- 1B
- Lagerflansch
- 1C
- Lagerbüchse
- 1D
- Lagerelement
- 2
- Windstrom
- 3
- Windschild
- 3A
- Teilschild
- 3B
- Teilschild
- 4
- Drehvorrichtung
- 4A
- Lagerelement
- 4B
- Lagerelement
- 4C
- Flansch
- 4D
- Flansch
- 5
- Motor
- 6
- Sensorik
- 7A
- Wälzlager
- 7B
- Antriebsritzel
- 8
- Maschinenhaus
- 8A
- Generatortisch
- 8B
- Generatortischplatte
- 8C
- Generator
- 9
- Fixierträger
- 10
- Einhausung
- 11
- Vertikalflügel
- 12
- Vertikalflügel
- 13
- vertikale Welle
- 30
- Randbereiche
- 30A, 30B,
- Enden
- 31A, 31B
- Enden
- 31
- Windströmungsoptimierungselemente
- 32
- Schildhalterungen
- 34
- Gewichtsausgleichselement
- 41
- Bahn/Kreisbahn
- 42
- Drehteller
- 80A
- Drehlager
- 81
- Bodenplatte
- 82
- Deckplatte
- 83
- Generatoraufnahme
- 83A
- Generatorwechselelement
- 84
- Flansch
- 91
- Zentrierhülse
- 92
- Fixierelement
- 92A
- Fixierelementende
- 92B
- Fixierelementende
- 100
- Windkraftanlage
- 132
- Versteifungsstreben
- 132A
- Verbindungsflansche
- 132B
- Halteschaft
- 133
- Versteifungsbogen
- 133A
- Anschweißflansch/Verbindungsflansch
- 133B
- Verbindungsbolzen
- 811
- zentrische Öffnung
- 1000
- Haupterstreckungsrichtung
