DE102014014199A1

DE102014014199A1 - Wind turbine

Info

Publication number: DE102014014199A1
Application number: DE102014014199.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit mindestens einem an einem Turm 1 angeordneten Rotor 2 mit Rotorblättern 3 oder Rotorschaufeln 4 zum Windangriff, wobei der mindestens eine Rotor 2 um eine vertikale Rotorachse 5 oder um eine horizontale Rotorachse 5 oder um eine geneigt zur Horizontalen angeordnete Rotorachse 5 dreht und mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie verbunden ist und wobei der Turm 1 als Hohlmast ausgebildet ist, wobei in dessen Wand 6 Lufteinströmöffnungen 7 für Außenluft angeordnet sind und wobei die eingeströmte Luft im oberen Turmbereich über mindestens einen Luftauslass 9 austritt. Im Turm 1 oder in mindestens einem im Turm 1 angeordneten Luftleitkanal 8 für die durch die Lufteinströmöffnungen 7 eingeströmte Luft sind Mittel zur Wärmeabgabe 10 an die von unten nach oben strömende Luft und/oder Lüfter zur Beschleunigung der von unten nach oben strömenden Luft angeordnet und der mindestens eine Luftauslass 9 verfügt über eine Luftleiteinrichtung 16, so dass die aus dem Turm 1 oder dem mindestens einen Luftleitkanal 8 austretende Luft auf den Rotor 2 oder einen zusätzlichen Rotor 12 jeweils als weitere Windlast leitbar ist.The invention relates to a wind turbine with at least one rotor 2 arranged on a tower 1 with rotor blades 3 or rotor blades 4 for wind attack, wherein the at least one rotor 2 about a vertical rotor axis 5 or about a horizontal rotor axis 5 or about a rotor axis 5 inclined to the horizontal rotates and is connected to a generator for generating electrical energy and wherein the tower 1 is formed as a hollow mast, wherein in the wall 6 Luftteinströmöffnungen 7 are arranged for outside air and wherein the inflowing air in the upper tower area via at least one air outlet 9 exits. In the tower 1 or at least one arranged in the tower 1 Luftleitkanal 8 for the air flowing through the Lufteinströmöffnungen 7 air means for heat 10 are arranged on the upwardly flowing from the bottom air and / or fans to accelerate the air flowing from the bottom up and the At least one air outlet 9 has an air guiding device 16, so that the air emerging from the tower 1 or the at least one air duct 8 can be conducted to the rotor 2 or an additional rotor 12 as a further wind load.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage zur Stromerzeugung mit verbesserter Ausnutzung der Windkraft.The invention relates to a wind power plant for power generation with improved utilization of wind power.

Bekannte Windräder weisen einen an einem Mast bzw. Turm angeordneten Rotor mit Rotorblättern bzw. Schaufeln auf. Die Rotorachse kann dabei leicht geneigt zur Horizontalen oder horizontal angeordnet sein (HAWT = horizontal axis wind turbine) oder sie fällt mit der Mast- bzw. Turmachse zusammen oder liegt parallel dazu (VAWT = vertical axis wind turbine). Der Rotor wird durch Wind angetrieben und die Rotationsbewegung wird auf einen Stromgenerator übertragen.Known wind turbines have a mast or tower arranged rotor with rotor blades or blades. The rotor axis may be slightly inclined to the horizontal or horizontally arranged (HAWT = horizontal axis wind turbine) or it coincides with the mast or tower axis or is parallel to it (VAWT = vertical axis wind turbine). The rotor is driven by wind and the rotational movement is transmitted to a power generator.

Um die vorhandene Windlast noch besser auszunutzen, wird in der DE 198 53 790 A1 vorgeschlagen, mindestens einen sich um den Mast drehenden zusätzlichen Rotor mit Windschaufeln anzuordnen, wobei diese Windschaufeln durch ein sich mit der Windrichtung in seiner Lage veränderndes Gehäuse teilweise abdeckbar sind, so dass der Wind nur in geöffneten Windschlaufen angreift. Neben der notwendigen Gehäuseverstellung wird nur jeweils der halbe zusätzliche Rotor zur Erzeugung von Elektroenergie genutzt.To make even better use of the available wind load, the DE 198 53 790 A1 proposed to arrange at least one rotating with the mast additional rotor with wind blades, said wind blades are partially covered by a changing with the wind direction in its position housing, so that the wind attacks only in open wind loops. In addition to the necessary housing adjustment only half of the additional rotor is used to generate electrical energy.

In der DE 101 20 181 A1 wird vorgeschlagen, beidseitig vom Mast jeweils einen zusätzlichen Rotor anzuordnen, wobei diese Rotoren miteinander verbunden sind und sich auf einem am Mast angeordneten Lagerring abstützen. Diese Rotoreinheit ist so um den Mast herum verdrehbar. Die nicht mit ihrer Öffnung in Windrichtung weisenden Windschaufeln sind auch hier durch Luftleitbleche abgedeckt.In the DE 101 20 181 A1 It is proposed to arrange an additional rotor on both sides of the mast, wherein these rotors are connected to each other and are supported on a mast arranged on the bearing ring. This rotor unit can be rotated around the mast. The not pointing with their opening in the wind direction wind blades are covered here by air baffles.

In der DE 10 2005 029 478 A1 wird bei einer Windkraftanlage mit einem als Leeläufer arbeitenden Windrad eine exzentrisch um den Mast umlaufende Turbine mit vertikal oder spiralförmig vertikal verlaufenden Windfangrinnen vorgeschlagen. Eine Abdeckschürze verdeckt die Öffnungen der Windfangrinnen, die nicht in Windrichtung weisen.In the DE 10 2005 029 478 A1 is proposed in a wind turbine with a working as Leeläufer wind turbine eccentrically revolving around the mast turbine with vertical or spiral vertically extending wind chutes. An apron covers the openings of the wind gutters, which do not point in the wind direction.

Aus der DE 195 18 383 A1 ist es bekannt, in einem Mast einen um eine vertikale Achse drehenden Rotor anzuordnen. Die zum Antrieb benötigte Luft wird über Öffnungen im Mast in diesen eingeleitet.From the DE 195 18 383 A1 It is known to arrange in a mast a rotor rotating about a vertical axis. The air required for the drive is introduced through openings in the mast in this.

Durch weitere Lufteinlassöffnungen sollen die Luftdruckverhältnisse so gestaltet werden, dass sie zu einer Beschleunigung der auf die Luftschaufeln des Rotors einwirkenden Luftströme führen.By further air inlet openings, the air pressure conditions should be designed so that they lead to an acceleration of the air flows acting on the air blades of the rotor.

Aufgabe der Erfindung ist es, die auf Rotoren von Windkraftanlagen wirkenden Windlasten zu erhöhen.The object of the invention is to increase the wind loads acting on rotors of wind turbines.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Bei einer Windkraftanlage mit mindestens einem an einem Turm angeordneten Rotor mit Rotorblättern oder Rotorschaufeln zum Windangriff, wobei der mindestens eine Rotor um eine vertikale Rotorachse oder um eine horizontale Rotorachse oder um eine geneigt zur Horizontalen angeordnete Rotorachse dreht und mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie verbunden ist und wobei der Turm als Hohlmast ausgebildet ist, wobei in dessen Wand Lufteinströmöffnungen für Außenluft angeordnet sind und wobei die eingeströmte Luft im oberen Turmbereich über mindestens einen Luftauslass austritt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Turm oder in mindestens einem im Turm angeordneten Luftleitkanal für die durch die Lufteinströmöffnungen eingeströmte Luft Mittel zur Wärmeabgabe an die von unten nach oben strömende Luft und/oder Lüfter zur Beschleunigung der von unten nach oben strömenden Luft angeordnet sind und der mindestens eine Luftauslass über eine Luftleiteinrichtung verfügt, so dass die aus dem Turm oder dem mindestens einen Luftleitkanal austretende Luft auf den Rotor oder einen zusätzlichen Rotor jeweils als weitere Windlast leitbar ist.In a wind turbine with at least one arranged on a tower rotor with rotor blades or rotor blades for wind attack, wherein the at least one rotor about a vertical rotor axis or about a horizontal rotor axis or about a rotor axis inclined to the horizontal rotates and connected to a generator for generating electrical energy is and wherein the tower is designed as a hollow mast, wherein in the wall Lufteinströmöffnungen for outside air are arranged and wherein the incoming air exits in the upper tower area via at least one air outlet, the invention proposes that in the tower or at least one tower arranged in the air duct for the Air which has flowed in through the air inflow openings is arranged for emitting heat to the air flowing from the bottom up and / or fan for accelerating the air flowing from bottom to top and for the at least one air outlet via an air guide v so that the air emerging from the tower or the at least one air duct can be routed to the rotor or an additional rotor in each case as a further wind load.

Die Lufteinströmöffnungen befinden sich bevorzugt im unteren Turmbereich.The air inflow openings are preferably located in the lower tower area.

Die Luftleiteinrichtung am Luftauslass kann verstellbar sein, so dass sie einer sich verändernden Rotorposition infolge einer sich ändernden Windrichtung folgen kann.The air deflector at the air outlet may be adjustable so that it can follow a changing rotor position due to a changing wind direction.

Auf diese Weise lässt sich insbesondere in windschwachen Zeiten die Leistung der Windkraftanlage erhöhen. Dabei wird der Kamineffekt genutzt und beschleunigt. Dieser besagt, dass warme Luft eine geringere Dichte hat als kalte Luft, wodurch eine thermische Konvektion entsteht und Luft durch den oberen Luftauslass austritt. Im Inneren des Turmes entsteht Unterdruck und der Außendruck drückt Luft durch die unteren Lufteinlassöffnungen in den Turm, die ebenfalls erwärmt wird. Der Kamineffekt bleibt so erhalten.In this way, the performance of the wind turbine can be increased, especially in low-wind periods. The chimney effect is used and accelerated. This states that warm air has a lower density than cold air, causing thermal convection and exiting air through the upper air outlet. In the interior of the tower creates negative pressure and the external pressure pushes air through the lower air inlet openings in the tower, which is also heated. The chimney effect is retained.

Bei Verwendung eines oder mehrerer im Turm von unten nach/oben verlaufender Luftleitkanäle für die einströmende Außenluft bleibt auch die Begehbarkeit des Turmes uneingeschränkt erhalten.When using one or more in the tower from bottom to top running air ducts for the incoming outside air and the accessibility of the tower is fully retained.

Die Mittel zur Wärmeabgabe sind in einer bevorzugten Ausführung Heizelemente, die wie die Lüfter auch, aus wiederaufladbaren elektrischen Speichern versorgbar sind oder die Mittel zur Wärmeabgabe sind Wärmetauscher.In a preferred embodiment, the means for dissipating heat are heating elements which, like the fans, can be supplied from rechargeable electrical stores or the means for dissipating heat are heat exchangers.

Die elektrische Energie für die Speicher ist bereitstellbar

– durch Photovoltaik, die außen auf der Wand des Turmes angeordnet ist und/oder
– durch vom Generator des oder der Rotoren für die Hauptwindrichtung erzeugte und nicht in ein Netz abgebbare elektrische Energie und/oder
– durch mindestens ein in oder außen an der Wand des Turmes angeordnetes weiteres Windrad oder eine Gruppe von kleinen Windrädern mit jeweils einem Generator.

The electrical energy for the storage is available

- By photovoltaic, which is arranged outside on the wall of the tower and / or
By electrical energy generated by the generator of the rotor (s) for the main wind direction and not deliverable into a network; and / or
- By at least one arranged in or outside on the wall of the tower another wind turbine or a group of small wind turbines, each with a generator.

Das bedeutet, dass die Leistungssteigerung der Windkraftanlage durch zusätzlich gewonnene Energie oder nicht benötigte Energie erzielt wird.This means that the performance increase of the wind turbine is achieved by additional energy or energy not needed.

Unterstützend für die Konvektion kann weiterhin sein, wenn die Wand des Turmes außen eine wärmeabsorbierende Beschichtung aufweist und/oder in die Wand des Turmes stark wärmeleitende Abschnitte und/oder Wärmestrahlen bündelnde und in das Turminnere abgebende Bauelemente ein- oder angebaut sind.In addition, convection support may be provided when the wall of the tower has a heat-absorbing coating on the outside and / or components which strongly heat-conduct and / or bundle heat rays and which emit heat into the tower interior are installed or grown in the wall of the tower.

Kommen Wärmetauscher zum Einsatz können diese Wärme aus außen an der Wand des Turmes angeordnete Sonnenkollektoren beziehen.If heat exchangers are used, these heat can be obtained from solar panels arranged on the outside of the wall of the tower.

Die in oder außen an der Wand des Turmes angeordnete Gruppe von kleinen Windrädern zur Erzeugung der Energie für die Speicher ist bevorzugt auf den Turmumfang verteilt oder das mindestens eine weitere Windrad umspannt die Wand des Turmes außen und dreht um die Turmachse.The group of small wind wheels arranged in or outside the wall of the tower for generating the energy for the storage is preferably distributed over the tower circumference or the at least one further windmill spans the wall of the tower outside and rotates about the tower axis.

In einer vorteilhaften Ausführung sind die im Turm von unten nach oben verlaufenden mehreren Luftleitkanäle im oberen Turmbereich zusammengeführt und weisen eine Austrittsöffnung auf.In an advantageous embodiment, the several air ducts extending in the tower from bottom to top are brought together in the upper tower area and have an outlet opening.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Windkraftanlage sehen vor, dass die in der Wand des Turmes angeordneten Lufteinströmöffnungen für Außenluft über Luftleitbleche in die Lufteinströmöffnungen verfügen. Ebenso können im Turm und/oder in dem oder den Luftleitkanälen weitere Luftleiteinrichtungen angeordnet sein, die eine Beschleunigung der nach oben strömenden Luft bewirken.Further advantageous embodiments of the wind turbine provide that the air inlet openings arranged in the wall of the tower for outside air have air guide plates in the air inlet openings. Likewise, further louvers may be arranged in the tower and / or in the or the air ducts, which cause an acceleration of the upward flowing air.

Eine weitere Ausgestaltung der Windkraftanlage sieht vor, dass den im unteren Turmbereich angeordneten Lufteinströmöffnungen eine oder mehrere Turbinen im Turm oder in dem oder den Kanälen nachgeordnet sind, um die einströmende Luft zu verstromen, wobei die erzeugte elektrische Energie den Speichern zugeleitet und/oder in ein Netz abgegeben wird.A further embodiment of the wind power plant provides that one or more turbines in the tower or in the channel (s) are arranged downstream of the air inlet openings arranged in the lower tower area in order to stream the incoming air, wherein the generated electrical energy is supplied to the stores and / or into one Network is delivered.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 einen Turm mit horizontaler Rotorachse, 1 a tower with a horizontal rotor axis,

2 einen Luvläufer mit zusätzlichem Rotor 2 a windward runner with additional rotor

3 einen Leeläufer und 3 a leopard and

4 einen Turm mit senkrechter Rotorachse. 4 a tower with vertical rotor axis.

1 zeigt eine Windkraftanlage mit einem an einem Turm 1 angeordneten Rotor 2 mit Rotorblättern 3 zum Windangriff, wobei der Rotor 2 um eine horizontale Rotorachse 5 dreht und mit einem nicht dargestellten Generator zur Stromerzeugung verbunden ist. 1 shows a wind turbine with one on a tower 1 arranged rotor 2 with rotor blades 3 to the wind attack, the rotor 2 around a horizontal rotor axis 5 rotates and is connected to a generator, not shown, for generating electricity.

Der Rotor 2 und der Generator sowie Elektronik und getriebetechnische Einrichtungen sind dabei in bekannter Weise in bzw. an einer Gondel angeordnet, die mit dem Turm 1 verschwenkbar in Abhängigkeit von der Windrichtung 15 verbunden sind.The rotor 2 and the generator and electronics and transmission equipment are arranged in a known manner in or on a nacelle, with the tower 1 swiveling depending on the wind direction 15 are connected.

Der Turm 1 ist als Hohlmast ausgebildet, wobei in dessen Wand 6 im unteren Turmbereich Lufteinströmöffnungen 7 für Außenluft angeordnet sind und die eingeströmte Luft im oberen Turmbereich über einen Luftauslass 9 austritt. Der Luftauslass 9 kann, wie gezeigt, durch eine Verjüngung des Turmes 1 hergestellt sein.The tower 1 is designed as a hollow mast, wherein in the wall 6 in the lower tower area air inflow openings 7 are arranged for outdoor air and the incoming air in the upper tower area via an air outlet 9 exit. The air outlet 9 can, as shown, by a rejuvenation of the tower 1 be prepared.

Im Turm 1 sind für die durch die Lufteinströmöffnungen 7 eingeströmte Luft Mittel zur Wärmeabgabe 10 an die von unten nach oben strömende Luft und/oder nicht dargestellte Lüfter zur Beschleunigung der von unten nach oben strömenden Luft angeordnet.In the tower 1 are for those through the air inflow 7 incoming air means for heat dissipation 10 to the air flowing from the bottom upwards and / or not shown fan for accelerating the air flowing from the bottom upwards.

Oben ist am Turm 1 eine Luftleiteinrichtung 16 angeordnet, durch die die aus dem Turm 1 durch den Luftauslass 9 austretende Luft auf den Rotor 2 oder einen zusätzlichen Rotor 12 leitbar ist. Dies wird in den folgenden 2 und 3 dargestellt. Die Luftleiteinrichtung 16 ist verstellbar, so dass sie einer sich verändernden Rotorposition infolge einer Änderung der Windrichtung 15 folgen kann. Das kann durch eine direkte Kopplung mit der Gondel des Rotors 2 oder durch eine Abstützung auf einem Schwenklager und eine Windfahne oder eine motorische Verstelleinrichtung erfolgen.Above is at the tower 1 a louver 16 arranged through which the tower 1 through the air outlet 9 escaping air on the rotor 2 or an additional rotor 12 is conductive. This will be in the following 2 and 3 shown. The louver 16 is adjustable, allowing it to change a rotor position due to a change in wind direction 15 can follow. That can be achieved by a direct coupling with the nacelle of the rotor 2 or by a support on a pivot bearing and a wind vane or a motorized adjusting done.

Die Mittel zur Wärmeabgabe 10 sind hier Heizelemente, die, wie die Lüfter auch, aus wiederaufladbaren elektrischen Speichern 11 versorgbar sind.The means for heat dissipation 10 Here are heating elements, which, like the fans also, from rechargeable electric storage 11 are available.

Die elektrische Energie für die Speicher 11 wird bereitgestellt

– durch Photovoltaik, die außen auf der Wand 6 des Turmes 1 angeordnet ist und
– durch vom Generator des Rotors 2 erzeugte und nicht in ein Netz abgebbare elektrische Energie und
– durch eine Gruppe von Windrädern 13 mit jeweils einem Generator, die außen an der Wand 6 des Turmes 1 angeordnet sind.

The electrical energy for the storage 11 will be provided

- by photovoltaic, the outside of the wall 6 of the tower 1 is arranged and
- by the generator of the rotor 2 generated and not deliverable in a network electrical energy and
- by a group of wind turbines 13 each with a generator, the outside of the wall 6 of the tower 1 are arranged.

Die außen an der Wand 6 des Turmes 1 angeordnete Gruppe von kleinen Windrädern 13 ist auf den Turmumfang verteilt, so dass unabhängig von der Windrichtung 15 in jedem Fall Energie produziert wird. Klein bedeutet, dass die Windräder 13 wesentlich geringere Abmaße als der Rotor 2 aufweisen.The outside on the wall 6 of the tower 1 arranged group of small wind wheels 13 is distributed on the tower circumference, so that regardless of the wind direction 15 In any case, energy is produced. Small means that the wind turbines 13 much smaller dimensions than the rotor 2 exhibit.

Soll nur ein Windrad anstelle der Gruppe 13 genutzt werden sollte dieses Windrad die Wand 6 des Turmes 1 umspannen und um die Turmachse drehen.Should only one wind turbine instead of the group 13 This windmill should be used on the wall 6 of the tower 1 span and turn around the tower axis.

Unterstützende Maßnahmen zur weiteren Verbesserung der Konvektion der Luft im Turm 1 bestehen darin,
dass die in der Wand 6 des Turmes 1 angeordneten Lufteinströmöffnungen 7 für Außenluft über Luftleitbleche in die Lufteinströmöffnungen 7 verfügen,
dass im Turm 1 weitere Luftleiteinrichtungen angeordnet sind die eine Beschleunigung der nach oben strömenden Luft bewirken und/oder
dass die Wand 6 oder Abschnitte der Wand 6 des Turmes 1 außen eine wärmeabsorbierende Beschichtung aufweist und/oder in die Wand 6 des Turmes 1 stark wärmeleitende Abschnitte und/oder Wärmestrahlen bündelnde und in das Turminnere abgebende Bauelemente ein- oder angebaut sind.Supportive measures to further improve the convection of the air in the tower 1 consist in
that in the wall 6 of the tower 1 arranged air inlet openings 7 for outside air via air baffles in the air inlet openings 7 feature,
that in the tower 1 further louvers are arranged which cause an acceleration of the upwardly flowing air and / or
that the wall 6 or sections of the wall 6 of the tower 1 has a heat-absorbing coating on the outside and / or in the wall 6 of the tower 1 strongly heat-conducting sections and / or heat rays bundling and in the tower inside donating components are built or grown.

In Abhängigkeit von der erreichbaren Konvektion der aufsteigenden Luft, kann eine weitere Ausgestaltung darin bestehen, dass den im unteren Turmbereich angeordneten Lufteinströmöffnungen 7 eine oder mehrere Turbinen im Turm 1 nachgeordnet sind, um die einströmende Luft zu verstromen, wobei die erzeugte elektrische Energie den Speichern 11 zugeleitet und/oder in ein Netz abgegeben wird.Depending on the achievable convection of the rising air, a further embodiment may consist in that the air inlet openings arranged in the lower tower area 7 one or more turbines in the tower 1 are downstream, to stream the incoming air, wherein the generated electrical energy storage 11 forwarded and / or placed in a network.

2 zeigt einen Luvläufer mit einem Rotor 2 und Rotorblättern 3, die direkt durch den aus der Windrichtung 15 kommenden Wind angetrieben werden. 2 shows a windward runner with a rotor 2 and rotor blades 3 going straight through from the wind direction 15 be driven by the coming wind.

Um die aus dem Turm 1 oben austretende Luft nutzbringend einzusetzen, kann diese nicht auf die Rotorblätter 3 des Rotors 2 durch die Luftleiteinrichtung 16 gelenkt werden, denn das würde gegen die Windrichtung 15 sein und damit unwirksam.To get out of the tower 1 It is not possible to use the air escaping from the top of the rotor blades effectively 3 of the rotor 2 through the louver 16 be steered, because that would be against the wind direction 15 and thus ineffective.

Deshalb wurde ein zusätzlicher Rotor 12 dem Rotor 2 gegenüberliegend angeordnet, also in einer Lee-Position. Dieser dreht bevorzugt auf der Rotorachse 5 des ersten Rotors. Beide Rotoren 2, 12 können so eine gemeinsame Welle nutzen, wodurch zusätzliche Übertragungsmechanismen oder ein weiterer Generator entfallen.That's why it became an additional rotor 12 the rotor 2 arranged opposite, ie in a leeward position. This rotates preferably on the rotor axis 5 of the first rotor. Both rotors 2 . 12 can thus use a common wave, which eliminates additional transmission mechanisms or another generator.

3 zeigt einen Leeläufer mit einem Rotor 2 und Rotorblättern 3, die direkt durch den aus der Windrichtung 15 kommenden Wind angetrieben werden. 3 shows a leech rotor with a rotor 2 and rotor blades 3 going straight through from the wind direction 15 be driven by the coming wind.

Die aus dem Turm 1 oben austretende Luft kann nutzbringend eingesetzt werden, indem diese Luft direkt auf die Rotorblätter 3 des als Leeläufer arbeitenden Rotors 2 durch die Luftleiteinrichtung 16 gelenkt wird. Auf einen zusätzlichen Rotor kann so verzichtet werden.The from the tower 1 Air escaping above can be usefully employed by directing this air directly onto the rotor blades 3 of the rotor operating as a leech runner 2 through the louver 16 is steered. An additional rotor can be dispensed with.

Zweckmäßig kann es in diesem Zusammenhang sein, den Wurzelbereich der Rotorblätter 3 des als Leeläufer arbeitenden Rotors 2 aerodynamisch optimiert für die aus dem Raum 7 des Mastmantels 6 oben austretende Luft auszuführen.It may be useful in this context, the root area of the rotor blades 3 of the rotor operating as a leech runner 2 Aerodynamically optimized for those out of the room 7 of the mast jacket 6 to carry out emerging air.

4 zeigt eine Windkraftanlage mit einem an einem Turm 1 angeordneten Rotor 2 mit Rotorschaufeln 4 zum Windangriff, wobei der Rotor 2 um eine vertikale Rotorachse 5 dreht und mit einem nicht dargestellten Generator zur Stromerzeugung verbunden ist. Der Rotor 2 dreht hier in einem Gehäuse. 4 shows a wind turbine with one on a tower 1 arranged rotor 2 with rotor blades 4 to the wind attack, the rotor 2 around a vertical rotor axis 5 rotates and is connected to a generator, not shown, for generating electricity. The rotor 2 turns here in a housing.

Der Turm 1 ist als Hohlmast ausgebildet, wobei in dessen Wand 6 Lufteinströmöffnungen 7 für Außenluft angeordnet sind, die über die im Turm 1 angeordneten Luftleitkanäle 8 unter Erwärmung nach oben geführt wird.The tower 1 is designed as a hollow mast, wherein in the wall 6 air inflow openings 7 are arranged for outside air, those over in the tower 1 arranged air ducts 8th is conducted upwards under heating.

Die Mittel zur Wärmeabgabe 10 an die aufströmende Luft sind auch hier Heizelemente, die in die Kanalwände oder Kanalwandabschnitte eingelassen sind. Die Heizelemente werden aus wiederaufladbaren elektrischen Speichern 11 versorgt, wobei das Laden der Speicher 11 durch vom Generator der Rotoren 2 und/oder 12 erzeugte und nicht in ein Netz abgebbare elektrische Energie und/oder durch mindestens eine außen an der Wand 6 des Turmes 1 angeordnete Gruppe von kleinen Windrädern 13 mit jeweils einem Generator erfolgt.The means for heat dissipation 10 Here, too, heating elements which are embedded in the channel walls or channel wall sections are also connected to the upflowing air. The heating elements are made of rechargeable electric storage 11 supplied, while loading the memory 11 through from the generator of the rotors 2 and or 12 generated and not deliverable in a network electrical energy and / or by at least one outside of the wall 6 of the tower 1 arranged group of small wind wheels 13 each with a generator.

Oben ist am Turm 1 eine Luftleiteinrichtung 16 angeordnet, durch die die aus den Luftleitkanälen 8 austretende Luft auf den Rotor 2 leitbar ist.Above is at the tower 1 a louver 16 arranged through which the from the air ducts 8th escaping air on the rotor 2 is conductive.

Um die aus den Luftleitkanälen 8 oben austretende Luft vorteilhaft nutzen zu können, ohne diese in die Windrichtung 15 umzulenken, ist es vorteilhaft, wenn der Rotor 2 am Luftauslass 9 Rotorblätter 3 aufweist, die durch die austretende Luft direkt anströmbar sind, hier als zusätzlicher Rotor mit 12 bezeichnet.To get out of the air ducts 8th to be able to use the air escaping upwards without them in the wind direction 15 it is advantageous if the rotor deflect 2 at the air outlet 9 rotor blades 3 has, which are directly influenced by the exiting air, here as an additional rotor with 12 designated.

Auf die Verschwenkbarkeit der Luftleiteinrichtung 16 kann so ggf. verzichtet werden. On the pivotability of the louver 16 can be waived if necessary.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Turmtower
22: Rotor für HauptwindrichtungRotor for main wind direction
33: Rotorblattrotor blade
44: Rotorschaufelrotor blade
55: Rotorachserotor axis
66: Außenhülle des TurmesOuter shell of the tower
77: Lufteinströmöffnungenair inflow openings
88th: Luftleitkanal im TurmAir duct in the tower
99: Luftauslass (oben)Air outlet (above)
1010: Mittel zur WärmeabgabeMeans for heat dissipation
1111: Speicher für elektrische EnergieStorage for electrical energy
1212: zusätzlicher Rotoradditional rotor
1313: Gruppe von Windrädern an der AußenhülleGroup of wind turbines on the outer shell
1414: Photovoltaik/SonnenkollektorPhotovoltaic / solar panel
1515: Windrichtungwind direction
1616: Luftleiteinrichtungen am LuftauslassAir guiding devices at the air outlet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19853790 A1 [0003]
DE 10120181 A1 [0004]
DE 102005029478 A1 [0005]
DE 19518383 A1 [0006]

Claims

Wind turbine with at least one on a tower ( 1 ) arranged rotor ( 2 ) with rotor blades ( 3 ) or rotor blades ( 4 ) for wind attack, wherein the at least one rotor ( 2 ) about a vertical rotor axis ( 5 ) or about a horizontal rotor axis ( 5 ) or about a rotor axis arranged inclined to the horizontal ( 5 ) and connected to a generator for generating electrical energy and wherein the tower ( 1 ) is designed as a hollow mast, wherein in the wall ( 6 ) Air inflow openings ( 7 ) are arranged for outside air and wherein the inflowing air in the upper tower area via at least one air outlet ( 9 ), characterized in that in the tower ( 1 ) or at least one in the tower ( 1 ) arranged air duct ( 8th ) for the through the air inlet openings ( 7 ) incoming air Heat transfer means ( 10 ) are arranged at the bottom of the upward flowing air and / or fan for accelerating the air flowing from the bottom upwards and the at least one air outlet ( 9 ) via a louver ( 16 ), so that from the tower ( 1 ) or the at least one air duct ( 8th ) exiting air on the rotor ( 2 ) or an additional rotor ( 12 ) each as a further wind load is conductive.

Wind power plant according to claim 1, characterized in that the air inflow openings ( 7 ) are arranged in the lower tower area,

Wind power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the means for heat dissipation ( 10 ) Are heating elements which, like the fans, are made of rechargeable electrical 11 ) or the means for dissipating heat ( 10 ) Are heat exchangers.

Wind turbine according to claim 3, characterized in that the electrical energy for the memory ( 11 ) is available - by photovoltaic, the outside of the wall ( 6 ) of the tower ( 1 ) is arranged and / or - by the generator of the rotors ( 2 ) or ( 12 ) and not deliverable into a network electrical energy and / or - by at least one in or out on the wall ( 6 ) of the tower ( 1 ) arranged another wind turbine or a group of wind turbines ( 13 ) each with a generator.

Wind turbine according to claim 4, characterized in that the in or outside of the wall ( 6 ) of the tower ( 1 ) arranged group of wind wheels ( 13 ) are distributed on the tower circumference or the at least one further windmill the wall ( 6 ) of the tower and turns around the tower axis.

Wind turbine according to claim 3, characterized in that the heat exchanger heat from the outside of the wall ( 6 ) of the tower ( 1 ) arranged solar panels ( 14 ).

Wind turbine according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the wall ( 6 ) of the tower ( 1 ) arranged air inlet openings ( 7 ) for outside air via air baffles in the air inlet openings ( 7 ) feature.

Wind power plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the tower ( 1 ) a plurality of bottom to top air ducts ( 8th ) are arranged for the incoming outside air, wherein the air ducts ( 8th ) are brought together in the upper tower area and have an outlet opening.

Wind turbine according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the tower ( 1 ) and / or in the air duct (s) ( 8th ) Further louvers are arranged which cause an acceleration of the upward flowing air.

Wind power plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that arranged in the lower tower area air inflow openings ( 7 ) one or more turbines in the tower ( 1 ) or in the air duct (s) ( 8th ) are downstream to the inflowing air, wherein the generated electrical energy stores ( 11 ) and / or delivered to a network.

Wind power plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that the wall ( 6 ) of the tower ( 1 ) has a heat-absorbing coating on the outside and / or in the wall ( 6 ) of the tower ( 1 ) strongly heat-conducting sections and / or heat rays bundling and in the tower inside releasing components are built or grown.