DE102016222934A1

DE102016222934A1 - Wind turbine

Info

Publication number: DE102016222934A1
Application number: DE102016222934.6A
Authority: DE
Inventors: Winfried Mähl
Original assignee: Genefftec Ug (haftungsbeschrankt); Genefftec Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: MAEHL, WINFRIED, DE
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Um eine Windkraftanlage (1, 32, 48, 55), umfassend mindestens einen Rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57), ein Getriebe (4, 51, 58), welches eine mit dem Rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57) in einer drehmomentübertragenden Wirkverbindung stehende Getriebeantriebswelle (3, 33, 34, 50, 57) und mehrere durch die Getriebeantriebswelle antreibbare Getriebeabtriebswellen(5, 6, 7, 8, 35, 36, 37, 38) aufweist, elektrische Generatoren (13, 14, 15, 16, 45, 46, 53, 59, 60, 61, 62) mit jeweils einer Generatorantriebswelle (9, 10, 11, 12, 41, 42) und in Abhängigkeit einer auf die Windkraftanlage (1, 32, 48, 55) wirkenden Windlast und/oder einer Drehzahl des Rotors (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57) schaltbare Kupplungsmittel (43, 44) zur zuschaltbaren Übertragung eines Drehmoments von den Getriebeabtriebswellen (5, 6, 7, 8, 35, 36, 37, 38) auf die Generatorantriebswelle (9, 10, 11, 12, 41, 42), anzugeben, welche eine wirtschaftlich bessere und wartungsärmere Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie, insbesondere elektrische Energie zur Energieversorgung eines Gebäudes, bereitstellt, wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsmittel (43, 44) als Flüssigkeitsreibungskupplung (43, 44) ausgestaltet sind.To a wind turbine (1, 32, 48, 55), comprising at least one rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57), a transmission (4, 51, 58), one with the rotor (2 , 3, 34, 49, 50, 56, 57) in a torque transmitting operatively connected transmission input shaft (3, 33, 34, 50, 57) and a plurality of driven by the transmission input shaft transmission output shafts (5, 6, 7, 8, 35, 36, 37, 38), electric generators (13, 14, 15, 16, 45, 46, 53, 59, 60, 61, 62) each having a generator drive shaft (9, 10, 11, 12, 41, 42) and in Dependence of a wind load acting on the wind turbine (1, 32, 48, 55) and / or a rotational speed of the rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57) switchable coupling means (43, 44) for the switchable transmission of torque from the transmission output shafts (5, 6, 7, 8, 35, 36, 37, 38) to the generator drive shaft (9, 10, 11, 12, 41, 42), indicating an economically better and less expensive conversion of wind energy into electrical power Energy, i nsbesondere electrical energy to supply energy to a building, provides, it is proposed that the coupling means (43, 44) as a fluid friction clutch (43, 44) are configured.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage, umfassend mindestens einen Rotor, ein Getriebe, welches eine mit dem Rotor in einer drehmomentübertragenden Wirkverbindung stehende Getriebeantriebswelle und mehrere durch die Getriebeantriebswelle antreibbare Getriebeabtriebswellen aufweist, elektrische Generatoren mit jeweils einer Generatorantriebswelle und in Abhängigkeit einer auf die Windkraftanlage wirkenden Windlast und/oder einer Drehzahl des Rotors schaltbare Kupplungsmittel zur zuschaltbaren Übertragung eines Drehmoments von den Getriebeabtriebswellen auf die Generatorantriebswellen.The present invention relates to a wind turbine, comprising at least one rotor, a transmission which has a standing with the rotor in a torque transmitting operative connection transmission input shaft and a plurality driven by the transmission input shaft transmission output shafts, electric generators each having a generator drive shaft and in response to a force acting on the wind turbine wind load and / or a rotational speed of the rotor switchable coupling means for switchable transmission of torque from the transmission output shafts to the generator drive shafts.

Eine konventionelle Windkraftanlage gemäß dem in 7 der DE 102 33 589 A1 gezeigten Stand der Technik umfasst ein Windrad mit einer Hauptantriebswelle, einem durch die Hauptantriebswelle angetriebenen Planetenrädergetriebe mit mehreren durch das Planetengetriebe angetriebenen Getriebeabtriebswellen und beispielsweise zwei elektrische Generatoren 2 und 3 zur Aufnahme unterschiedlicher Leistungen mit jeweils einer Generatorantriebswelle, wobei zum Beispiel die Leistungsaufnahme des Generators 2 größer ist als die des Generators 3. Die Generatorantriebswelle des Generators 2 bzw. 3 lässt sich jeweils durch entsprechendes Schalten der Kupplungen auf Basis einer bestimmten Drehzahl des Windrads an die Getriebeabtriebswellen an- oder abkuppeln.A conventional wind turbine according to the in 7 of the DE 102 33 589 A1 Prior art shown comprises a wind turbine with a main drive shaft, driven by the main drive shaft planetary gear with multiple driven by the planetary transmission output shafts and, for example, two electric generators 2 and 3 for receiving different powers, each with a generator drive shaft, for example, the power consumption of the generator 2 larger The generator drive shaft of the generator 2 or 3 can be connected to or disengaged from the transmission output shafts in each case by appropriate switching of the clutches based on a specific speed of the wind turbine.

Beispielweise werden mit steigender Drehzahl die Generatorantriebswellen an die Getriebeabtriebswellen durch Schalten der Kupplungen derart angekuppelt, dass zuerst der Generator 2 und bei weiterer Erhöhung der Drehzahl der Generator 3 elektrischen Strom erzeugt. Bei fallender Drehzahl werden die Generatorantriebswellen durch Schalten der Kupplungen in umgekehrter Reihenfolge von den Getriebeabtriebswellen abgekuppelt. Durch das wahlweise Schalten der Kupplungen kann bei einer konventionellen Windkraftanlage folglich ein relativ breites Spektrum an Windstärken zur Stromerzeugung genutzt werden.For example, with increasing speed, the generator drive shafts are coupled to the transmission output shafts by switching the clutches so that first the generator 2 and, with further increase of the speed, the generator 3 generates electrical power. As the speed decreases, the generator drive shafts are uncoupled from the transmission output shafts in reverse order by shifting the clutches. By selectively switching the clutches can thus be used in a conventional wind turbine, a relatively wide range of wind forces for power generation.

Nachteilig ist jedoch, dass bei der konventionellen Windkraftanlage die Kupplungen gemäß Absatz [0006] der DE 102 33 589 A1 als unterschiedlichste Arten von Fliehkraftkupplungen oder unterschiedlichste Arten von hydraulischen Kupplungen (Drehmomentwandlern) eingesetzt werden. Denn die erstgenannten Kupplungen sind in besonderem Maße verschleißanfällig, während die zweitgenannten Kupplungen wegen hydraulisch betätigbarer Kupplungsteile relativ kompliziert aufgebaut sind. Der Betrieb der konventionellen Windkraftanlage ist folglich wartungs- und kostenintensiv.The disadvantage, however, is that in the conventional wind turbine, the couplings according to paragraph [0006] the DE 102 33 589 A1 be used as a variety of types of centrifugal clutches or various types of hydraulic clutches (torque converters). Because the first-mentioned couplings are particularly susceptible to wear, while the second-mentioned couplings are relatively complicated due to hydraulically actuated coupling parts. The operation of the conventional wind turbine is therefore maintenance and cost intensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Windkraftanlage anzugeben, welche eine wirtschaftlich bessere und wartungsärmere Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie, insbesondere elektrische Energie zur Energieversorgung eines Gebäudes, bereitstellt.The present invention is therefore an object of the invention to provide a generic wind turbine, which provides a better economic and low-maintenance conversion of wind energy into electrical energy, in particular electrical energy to power a building.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in überraschender Weise durch eine gattungsgemäße Windkraftanlage gelöst, bei der die Kupplungsmittel als Flüssigkeitsreibungskupplung ausgestaltet sind. Die Kupplungsmittel sind demnach zum Beispiel als eine bekannte schaltbare Viskosekupplung ausgestaltet, mit einem ersten, als Gehäuse gestalteten und einem zweiten, als Nabe gestalteten drehmomentübertragenden Kupplungsteil, die zueinander relativ drehbar angeordnet sind, einer zwischen diesen gebildeten und zumindest teilweise mit einer Scherkräfte übertragenden Flüssigkeit gefüllten Arbeitskammer, einer Mehrzahl von ersten Lamellen, die mit einem der beiden Kupplungsteile drehfest verbunden sind, einer Mehrzahl von drehbar an dem anderen der beiden Kupplungsteile angeordneten zweiten Lamellen, die in der Arbeitskammer mit einer bestimmten Folge abwechselnd mit den ersten Lamellen angeordnet sind, wobei zumindest zwischen einigen der zweiten Lamellen drehfest aber axial bewegbar mit dem anderen Kupplungsteil verbundene Kupplungsscheiben angeordnet sind und die Anordnung aus zweiten Lamellen und Kupplungsscheiben durch einen Steuerkörper, der von einem Betätigungselement beaufschlagbar ist, in Richtung der Drehachse der Viskokupplung mehr oder weniger in Reibschluss zueinander anordenbar sind und wobei zwischen dem Gehäuse und der Nabe eine Dichtung vorhanden ist. Mit Vorteil für die Betriebs- und Wartungskosten wird das Drehmoment demnach zwischen dem Gehäuse und der Nabe ohne mechanischen Kontakt zwischen diesen Kupplungsteilen übertragen. Mit Vorteil entfällt hierbei ferner das Bereitstellen eines Hydrauliksystems zum hydraulischen Betätigen der Kupplungsteile.According to the invention this object is achieved in a surprising manner by a generic wind turbine, in which the coupling means are designed as a fluid friction clutch. The coupling means are therefore designed, for example, as a known switchable viscous coupling, with a first, designed as a housing and a second, designed as a hub torque-transmitting coupling part, which are arranged relatively rotatable relative to one another formed between these and at least partially with a shear forces transmitting liquid Working chamber, a plurality of first fins, which are rotatably connected to one of the two coupling parts, a plurality of rotatably arranged on the other of the two coupling parts second fins which are arranged in the working chamber with a certain sequence alternately with the first fins, wherein at least between some of the second disks rotatably but axially movable with the other coupling part connected clutch discs are arranged and the arrangement of second disks and clutch plates by a control body, the beauf of an actuator beauf is beatable, in the direction of the axis of rotation of the viscous coupling more or less can be arranged in frictional engagement with each other and wherein between the housing and the hub, a seal is present. Advantageously, for the operating and maintenance costs, the torque is thus transferred between the housing and the hub without mechanical contact between these coupling parts. Advantageously, this also eliminates the provision of a hydraulic system for the hydraulic actuation of the coupling parts.

Die erfindungsgemäße Windkraftanlage kann im Rahmen der Erfindung vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung ein Fluid, insbesondere ein Silikonöl, zur Drehmomentübertragung aufgrund einer inneren Reibung des Fluides umfasst. Mit Vorteil für die Drehmomentübertragung und damit für die Nutzbarmachung von Windenergie durch die erfindungsgemäße Windkraftanlage handelt es sich bei dem Fluid um ein Silikonöl mit einer relativ hohen Viskosität von beispielsweise 10⁶ mPa·s und einer Dauerwarmbeständigkeit von bis zu beispielsweise etwa 180°C.In the context of the invention, the wind power plant according to the invention can preferably be configured such that the fluid friction clutch comprises a fluid, in particular a silicone oil, for torque transmission due to internal friction of the fluid. Advantageously for the torque transmission and thus for the utilization of wind energy by the wind turbine according to the invention, the fluid is a silicone oil having a relatively high viscosity of for example 10 ⁶ mPa · s and a Dauerwarmbeständigkeit of up to, for example, about 180 ° C.

In bevorzugter Weise kann die erfindungsgemäße Windkraftanlage derart ausgestaltet sein, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung in Abhängigkeit einer Füllmenge des Fluides schaltbar ausgestaltet ist. Nach dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage wird das Drehmoment beispielsweise mit Vorteil für eine möglichst wartungsarme und damit wirtschaftliche Nutzbarmachung von Windenergie dergestalt schaltbar übertragen, dass mit zunehmender Füllmenge des Fluides beispielsweise relativ drehbar zueinander gelagerte Lamellen einer Viskokupplung von dem Fluid in zunehmendem Maße benetzt werden, sodass die für die Übertragung des Drehmoments erforderlichen Adhäsionskräfte zwischen den Lamellen und dem Fluid ab einer bestimmten Füllmenge so großen werden, dass die Generatorantriebswelle an die Getriebeabtriebswelle angekuppelt wird. Unterschreitet die Füllmenge hingegen eine bestimmte kritische Füllmenge, sind die genannten Adhäsionskräfte zu gering, sodass die Generatorantriebswelle von der Getriebeabtriebswelle abgekuppelt wird.Preferably, the wind turbine according to the invention can be designed such that the fluid friction clutch in Dependence of a filling amount of the fluid is designed switchable. According to this embodiment of the wind turbine according to the invention, the torque is transferred, for example with advantage for a low maintenance and thus economic utilization of wind energy switched such that with increasing capacity of the fluid, for example, relatively rotatable to each other fins of a viscous coupling are increasingly wetted by the fluid, so the required for the transmission of torque adhesion forces between the fins and the fluid from a certain capacity are so large that the generator drive shaft is coupled to the transmission output shaft. On the other hand, if the filling quantity falls below a certain critical filling quantity, the said adhesion forces are too low, so that the generator drive shaft is uncoupled from the transmission output shaft.

Wenn bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage für eine Steuerung der Füllmenge schaltbare Ventilmittel vorgesehen sind, ist es im Rahmen der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise möglich, Windenergie in für den Betrieb eines Haushalts nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. Denn bei den Ventilmitteln kann es sich um eine Anordnung aus einem oder mehreren Zu- und Ablaufventilen für einen entsprechenden Zu- bzw. Ablauf einer das Fluid, zum Beispiel ein Silikonöl, bevorratenden Arbeitskammer handeln, also eine Kammer, welche zum Beispiel zwei relativ zueinander drehbar gelagerte und jeweils drehfest mit einer Nabe und einem Gehäuse verbundene Lamellenpaare umfasst. Je nach Ventilstellung ist demnach eine zur Drehmomentübertragung von der Getriebeabtriebswelle auf die Generatorantriebswelle notwendige Befüllung der als Beispiel genannten Arbeitskammer und damit ein Ankuppeln der Generatorantriebswelle an die Getriebeabtriebswelle oder eine Entleerung der Arbeitskammer zur Verringerung der Drehmomentübertragung und damit ein Abkuppeln der Generatorantriebswelle von der Getriebeabtriebswelle möglich. Folglich ist die erfindungsgemäße Windkraftanlage nach dieser Ausgestaltung mit Blick auf das An- und Abkuppeln bestimmter Generatorantriebswellen mit Vorteil besonders einfach ausgestaltet.If switchable valve means are provided in the wind turbine according to the invention for controlling the filling amount, it is possible within the scope of the invention in a particularly advantageous manner to convert wind energy into usable electrical energy for the operation of a household. For the valve means may be an arrangement of one or more inlet and outlet valves for a corresponding inflow or outflow of a fluid, for example a silicone oil, vorratenden working chamber, ie a chamber which, for example, two rotatable relative to each other mounted and each rotatably connected to a hub and a housing associated lamellae pairs. Depending on the valve position is therefore necessary for torque transmission from the transmission output shaft to the generator drive shaft filling of the exemplary working chamber and thus coupling the generator drive shaft to the transmission output shaft or emptying of the working chamber to reduce the torque transmission and thus uncoupling the generator drive shaft of the transmission output shaft possible. Consequently, the wind turbine according to the invention is designed according to this embodiment with regard to the coupling and uncoupling certain generator drive shafts with advantage particularly simple.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage sind die Generatoren jeweils zur Abgabe unterschiedlicher Nennleistungen oder jeweils zur Abgabe gleicher Nennleistungen ausgestaltet.In a further preferred embodiment of the wind power plant according to the invention, the generators are each designed to deliver different nominal powers or in each case to deliver the same nominal power.

Nach der genannten ersten Alternative betragen die Nennleistungen von beispielsweise drei Generatoren jeweils zum Beispiel 1 kW oder 2 kW oder 3 kW. Beispielsweise kann mit Vorteil für eine wartungsarme und wirtschaftliche Nutzbarmachung von Windenergie bei relativ niedrigen Windstärken nur einer der 1 kW Generatoren, bei steigenden Windstärken zwei der 1 kW Generatoren oder bei noch weiter steigenden Windstärken drei der 1 kW Generatoren durch das entsprechende Ankuppeln der Generatorantriebswellen in Betrieb genommen werden. In analoger Weise können im Rahmen der Erfindung auch mehrere Generatoren, wie zum Beispiel fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder zwanzig oder mehr mit jeweils gleicher Nennleistung, wie zum Beispiel 4 kW, 5 kW, 7 kW, 8 kW, 9 kW, 10 kW, 20 kW, 30 kW, 40 kW, 50 kW, 60 kW, 70 kW, 80 kW, 90 kW, 100 kW, 150 kW, 200 kW, 250 kW, 300 kW, 400 kW oder 500 oder mehr, von der erfindungsgemäßen Windkraftanlage zur an variierende Windlasten angepassten Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie umfasst werden.According to the said first alternative, the nominal powers of, for example, three generators are, for example, 1 kW or 2 kW or 3 kW. For example, with advantage for a low-maintenance and economical utilization of wind energy at relatively low wind speeds, only one of the 1 kW generators, with increasing wind strengths two of the 1 kW generators or even further increasing wind strengths of three 1 kW generators by the corresponding coupling of the generator drive shafts in operation be taken. Analogously, in the invention, several generators, such as five, six, seven, eight, nine, ten or twenty or more, each with the same nominal power, such as 4 kW, 5 kW, 7 kW, 8 kW, 9 kW, 10 kW, 20 kW, 30 kW, 40 kW, 50 kW, 60 kW, 70 kW, 80 kW, 90 kW, 100 kW, 150 kW, 200 kW, 250 kW, 300 kW, 400 kW or 500 or more, are included by the wind turbine according to the invention adapted to varying wind loads conversion of wind energy into electrical energy.

Nach der genannten zweiten Alternative bilden die Nennleistungen nach ihren Beträgen für beispielsweise fünf Generatoren zum Beispiel die Reihenfolge {1 kW, 3 kW, 5 kW, 10 kW, 15 kW}. Beispielsweise kann mit Vorteil für eine wartungsarme und wirtschaftliche Nutzbarmachung von Windenergie je nach Windstärke mithilfe der Kupplungsmittel, zum Beispiel eine Viskosekupplung, zuerst die Generatorantriebswelle des 1 kW Generators an die Getriebeabtriebswelle angekuppelt werden, mit steigender Windstärke die Generatorantriebswelle des 3 kW Generators an die Getriebeabtriebswelle angekuppelt werden und bedarfsweise zugleich die Generatorantriebswelle des 1 kW Generators von der Getriebeabtriebswelle abgekuppelt werden, bei noch weiter steigender Windstärke die Generatorantriebswelle des 5 kW Generators an die Getriebeabtriebswelle angekuppelt werden und bedarfsweise zugleich die Generatorantriebswelle des 3 kW Generators von der Getriebeabtriebswelle abgekuppelt werden, bei noch weiter steigender Windstärke die Generatorantriebswelle des 10 kW Generators an die Getriebeabtriebswelle angekuppelt werden und bedarfsweise zugleich die Generatorantriebswelle des 5 kW Generators von der Getriebeabtriebswelle abgekuppelt werden und bei noch weiter steigender Windstärke die Generatorantriebswelle des 15 kW Generators an die Getriebeabtriebswelle angekuppelt werden und bedarfsweise zugleich die Generatorantriebswelle des 10 kW Generators von der Getriebeabtriebswelle abgekuppelt werden. Mit abnehmender Windstärke werden die Generatorantriebswellen mit Hilfe der Kupplungsmittel in umgekehrter Reihenfolge an- bzw. abgekuppelt.According to the said second alternative, the nominal power forms, for example, according to their amounts for, for example, five generators {1 kW, 3 kW, 5 kW, 10 kW, 15 kW}. For example, can be coupled to the transmission output shaft with advantage for a low-maintenance and economic utilization of wind energy depending on wind strength using the coupling means, for example a viscous coupling, the generator drive shaft of the 3 kW generator coupled to the transmission output shaft with increasing wind strength and, if necessary, at the same time the generator drive shaft of the 1 kW generator are disconnected from the transmission output shaft, at even increasing wind speed, the generator drive shaft of the 5 kW generator are coupled to the transmission output shaft and at the same time the generator drive shaft of the 3 kW generator are disconnected from the transmission output shaft, if necessary increasing wind strength, the generator drive shaft of the 10 kW generator are coupled to the transmission output shaft and, if necessary, at the same time the generator drive shaft of the 5 kW generator ors be uncoupled from the transmission output shaft and the generator drive shaft of the 15 kW generator are coupled to the transmission output shaft and at the same time the generator drive shaft of the 10 kW generator are disconnected from the transmission output shaft at even greater wind speed. With decreasing wind strength, the generator drive shafts are coupled or uncoupled in reverse order with the aid of the coupling means.

In analogerweise können im Rahmen der Erfindung auch mehrere Generatoren, wie zum Beispiel sechs, sieben, acht, neun, zehn, zwanzig oder mehr, nach ihren verschiedenartigen Nennleistungen beliebige Reihenfolgen bilden, wie zum Beispiel {10 kW, 30 kW, 50 kW, 100 kW, 150 kW} oder zum Beispiel {15 kW, 25kW, 40 kW, 60kW, 110 kW}, und von der erfindungsgemäßen Windkraftanlage zur an variierende Windlasten angepassten Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie umfasst werden.Similarly, within the scope of the invention, several generators, such as six, seven, eight, nine, ten, twenty, or more, may be of any order according to their various ratings, such as {10 kW, 30 kW, 50 kW, 100 kW, 150 kW} or, for example, {15 kW, 25 kW, 40 kW, 60 kW, 110 kW}, and from the wind power plant according to the invention varying wind loads adapted conversion of wind energy into electrical energy.

Zur vorzugsweisen Erzeugung von Drehstrom umfasst die erfindungsgemäße Windkraftanlage eine durch drei teilbare Anzahl von Generatoren, wie zum Beispiel drei, sechs, neun oder zwölf.For preferably generating three-phase current, the wind turbine according to the invention comprises a number of generators which can be divided by three, for example three, six, nine or twelve.

Wenn das Getriebe der erfindungsgemäßen Windkraftanlage als ein Planetenrädergetriebe ausgestaltet ist, ist der Wirkungsgrad bei der Verteilung einer Rotationsenergie des Rotors auf die Getriebeabtriebswellen mit Vorteil für die Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie besonders hoch. Indem das Getriebe als Planetenrädergetriebe ausgestaltet ist, lässt sich zudem eine mit Vorteil für das Montieren der erfindungsgemäßen Windkraftanlage kompakte Anordnung der Getriebeabtriebswellen realisieren.When the transmission of the wind turbine according to the invention is designed as a planetary gear, the efficiency in the distribution of rotational energy of the rotor on the transmission output shafts with advantage for the conversion of wind energy into electrical energy is particularly high. By the transmission is designed as a planetary gear, also can be realized with advantage for mounting the wind turbine compact arrangement of the transmission output shafts.

In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage ist die Getriebeantriebswelle in einem Innenzahnabschnitt als eine innengezahnte Hohlwelle und mindestens eine der Getriebeabtriebswellen in einem Außenzahnabschnitt als ein Ritzel ausgestaltet, wobei der Außenzahnabschnitt und das Ritzel in einer kämmenden Verbindung stehen. Hierbei handelt es sich mit Vorteil für die Herstellkosten der erfindungsgemäßen Windkraftanlage um ein besonders einfach aufgebautes Planetenrädergetriebe mit einer Übersetzungsstufe. Aufgrund des Innenzahnabschnitts ist es darüber hinaus möglich, die Anzahl der durch die Hohlwelle angetriebenen Ritzel bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage zu ändern, sodass die ursprünglich mit beispielsweise drei Generatoren hergestellte Windkraftanlage nach der Erfindung ohne Weiteres um einen weiteren oder mehr Generatoren erweitert werden kann.In a preferred embodiment of the wind turbine according to the invention, the gear drive shaft is configured as an internally toothed hollow shaft and at least one of the transmission output shafts in an outer tooth portion as a pinion in an inner tooth portion, wherein the outer tooth portion and the pinion are in a meshing connection. This is advantageous for the manufacturing cost of the wind turbine according to the invention is a particularly simple planetary gear with a translation stage. Due to the inner tooth portion, it is also possible to change the number of driven by the hollow shaft pinion in the wind turbine according to the invention, so that the wind turbine originally made with, for example, three generators can be extended according to the invention readily to another or more generators.

Weist die Hohlwelle bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage quer zur Richtung einer rotationssymmetrischen Achse der Hohlwelle Verstärkungsstreben zum Einleiten des von dem Rotor an die Hohlwelle übertragbaren Drehmoments auf, erhöht dies in vorteilhafter Weise die Formstabilität der Hohlwelle in radialer Richtung und damit die Laufruhe des Getriebes.Has the hollow shaft in the wind turbine according to the invention transversely to the direction of a rotationally symmetrical axis of the hollow shaft reinforcing struts for introducing the transferable from the rotor to the hollow shaft torque, this advantageously increases the dimensional stability of the hollow shaft in the radial direction and thus the smoothness of the transmission.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage weist sie Messmittel zur Messung der Windlast und/oder Messmittel zur Messung der Drehzahl des Rotors auf. Bei den Messmitteln kann es sich zum Beispiel um ein Anemometer und/oder eine mit einer Lichtschrankensensorik, einem Stroboskop oder einem Inkrementalgeber ausgestattete Drehzahlmessvorrichtung handeln. In vorteilhafter Weise lässt sich mithilfe der Messmittel die am Ort der erfindungsgemäßen Windkraftanlage aus der Strömungsenergie des Windes in mechanische Rotationsenergie des Rotors umwandelbare Energie bestimmen, sodass auf Basis der mechanischen Rotationsenergie die Kupplungsmittel zum Ein- oder Auskuppeln der Generatorantriebswellen geschaltet werden.According to a further preferred embodiment of the wind turbine according to the invention, it has measuring means for measuring the wind load and / or measuring means for measuring the rotational speed of the rotor. The measuring means may be, for example, an anemometer and / or a speed measuring device equipped with a light barrier sensor system, a stroboscope or an incremental encoder. Advantageously, the energy which can be converted into mechanical rotational energy of the rotor can be determined with the help of the measuring means, so that the coupling means for engaging or disengaging the generator drive shafts are switched on the basis of the mechanical rotational energy.

Bei einer weiteren bevorzugten der erfindungsgemäßen Windkraftanlage sind die Kupplungsmittel zur Übertragen des Drehmoments an wenigstens eine vorgegebene Auswahl, bestehend aus einer oder mehreren der Generatorantriebswellen, ausgestaltet, wobei eine gesamte Nennleistung der Auswahl gleich oder größer einer bei einer vorgegebenen Windgeschwindigkeit durch den Rotor erzeugbaren mechanischen Leistung ist. Nach dieser Ausgestaltung werden die Kupplungsmittel mit Blick auf an der erfindungsgemäßen Windkraftanlage vorherrschende Windverhältnissen mit Vorteil durch zum Beispiel eine elektronische Steuereinheit, umfassend Dateneingänge zur Aufnahme von Messsignalen und Datenausgänge zum Übertragen von Schaltsignalen an die Kupplungsmittel und einen Datenprozessor zum Verarbeiten der Messdaten sowie zum Bestimmen der Schaltsignale auf Basis der Messdaten, nach vorgegebenen Schaltschemata geschaltet. Dadurch wird in vorteilhafterweise eine Überlastung einzelner Generatoren, zum Beispiel bei einem Ankuppeln von Generatorantriebswellen von Generatoren mit einer Gesamtnennleistung von 20 kW bei einer 100 kW entsprechenden Windlast, vermieden. Ferner wird nach dieser Ausgestaltung unter Berücksichtigung des genannten Lastschutzes der Generatoren eine maximale Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie erreicht, indem jeweils die zur möglichst vollständigen Umwandlung der Windenergie in elektrische Energie benötigte Anzahl von Generatorantriebswellen angekuppelt wird.In a further preferred wind turbine according to the invention, the coupling means for transmitting the torque to at least a predetermined selection, consisting of one or more of the generator drive shafts, designed, wherein a total rated power of the selection equal to or greater than a generated at a predetermined wind speed by the rotor mechanical power is. According to this embodiment, the coupling means with respect to wind conditions prevailing at the wind turbine according to the invention advantageously by, for example, an electronic control unit comprising data inputs for receiving measurement signals and data outputs for transmitting switching signals to the coupling means and a data processor for processing the measured data and for determining the Switching signals based on the measured data, switched according to given switching schemes. As a result, overloading of individual generators, for example when coupling generator drive shafts of generators having a total nominal power of 20 kW with a wind load corresponding to 100 kW, is advantageously avoided. Furthermore, according to this embodiment, taking into account the aforementioned load protection of the generators maximum conversion of wind energy into electrical energy is achieved by each of the required for complete conversion of wind energy into electrical energy required number of generator drive shafts is coupled.

Mit Vorteil weist die erfindungsgemäße Windkraftanlage nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung mit den Generatoren elektrisch verbundene Einspeisemittel zum wahlweisen Einspeisen durch einen oder mehrere der Generatoren erzeugter elektrischer Energie in einen Energiespeicher und/oder ein Stromnetz, insbesondere das Stromnetz eines Haushalts und/oder das öffentliche Stromnetz, auf. Bei den Einspeisemitteln kann es sich zum Beispiel um einen Spannungswandler handeln, mit dessen Hilfe sich eine von den Generatoren erzeugte Spannung von beispielsweise 24 V mit Vorteil in eine Spannung von zum Beispiel von 12 V zum Betrieb bestimmter Kleinspannungsvorrichtungen, wie zum Beispiel ein Garagentorantrieb, umwandeln lässt.Advantageously, the wind turbine according to the invention according to a further preferred embodiment with the generators electrically connected feed for selectively feeding by one or more of the generators generated electrical energy into an energy storage and / or power grid, in particular the power grid of a household and / or the public grid, on. The feed means may, for example, be a voltage converter, with the aid of which a voltage of, for example, 24 V generated by the generators advantageously converts to a voltage of, for example, 12 V for the operation of certain low-voltage devices, such as a garage door drive leaves.

Wenn die Einspeisemittel mit einem von der erfindungsgemäßen Windkraftanlage umfassten Batteriespeichersystem, insbesondere einem Siliziumbatteriespeichersystem, elektrisch verbunden sind, kann mit Vorteil beispielsweise bei Windstille die von der erfindungsgemäßen Windkraftanlage zuvor umgewandelte Windenergie bedarfsweise genutzt werden. Mit Vorteil ist das Siliziumbatteriespeichersystem durch eine hohe Energiedichte von beispielsweise 1000 Wh/kg gekennzeichnet. Zudem besteht das Siliziumbatteriespeichersystem mit Vorteil für den Einsatz der erfindungsgemäßen Windkraftanlage zum Beispiel zur Stromversorgung eines Haushalts aus nichttoxischen Komponenten.If the feed means are electrically connected to a battery storage system encompassed by the wind power plant according to the invention, in particular a silicon battery storage system, the wind energy previously converted by the wind power plant according to the invention can be used as needed, for example in calm weather become. Advantageously, the silicon battery storage system is characterized by a high energy density of, for example, 1000 Wh / kg. In addition, the silicon battery storage system with advantage for the use of the wind turbine according to the invention, for example, to power a household of non-toxic components.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage umfasst sie eine Energiesteuereinrichtung zum Bestimmen eines elektrischen Energiebedarfs eines Gebäudes und/oder eines Fahrzeugs. Mit Vorteil lässt sich hierdurch der Energiebedarf auf Basis von zum Beispiel im Betrieb befindlicher Haushaltsgeräte, wie zum Beispiel eines Kühlschranks, eines Computers, einer Waschmaschine, bestimmen. Dadurch können die Kupplungsmittel dergestalt geschaltet werden, dass die dem ermittelten Energiebedarf entsprechenden Generatoren elektrischen Strom erzeugen.According to a particularly preferred embodiment of the wind turbine according to the invention, it comprises a power control device for determining an electrical energy requirement of a building and / or a vehicle. Advantageously, the energy demand can be determined on the basis of, for example, operating domestic appliances, such as a refrigerator, a computer, a washing machine. As a result, the coupling means can be switched in such a way that the generators corresponding to the determined energy requirement generate electrical current.

Ist die erfindungsgemäße Windkraftanlage zum Montieren an einem windumströmten Körper, insbesondere einem Gebäude oder einem Fahrzeug, ausgestaltet, kann auf diese Weise der Höheunterschied zum Beispiel eines Reihenhauses gegenüber dem das Reihenhaus umgebenden Gelände zur Nutzbarmachung der Windenergie genutzt werden. Mit Vorteil entfällt also das typischerweise schwerste und größte Bauteil einer Windkraftanlage, nämlich der Turm.If the wind power plant according to the invention is designed for mounting on a wind-swept body, in particular a building or a vehicle, the height difference, for example of a row house, in relation to the terrain surrounding the row house for harnessing the wind energy can be used in this way. Advantageously, therefore, eliminates the typically heaviest and largest component of a wind turbine, namely the tower.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Kupplungsmittel der erfindungsgemäßen Windkraftanlage in eine Dachabdeckung eines Gebäudes integrierbar ausgestaltet sind. Denn nach dieser Ausgestaltung sind die Kupplungsmittel zum Vorteil der optischen Anmutung eines Gebäudes unter einem Dachfirst montiert.Finally, it is advantageous if the coupling means of the wind turbine according to the invention are designed to be integrated into a roof cover of a building. Because according to this embodiment, the coupling means are mounted for the benefit of the visual appearance of a building under a roof ridge.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind. The invention will be described by way of example in a preferred embodiment with reference to a drawing, wherein further advantageous details are shown in the figures of the drawing.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.Functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:

1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage;
2: eine Darstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage nach einer zweiten Ausgestaltungsform;
3: eine Darstellung des Ausschnitts der Windkraftanlage nach 2 mit Blickrichtung entlang des in 2 dargestellten Pfeils 63;
4: eine schematische Darstellung mehrerer in einen Dachstuhl integrierter erfindungsgemäßer Windkraftanlagen nach jeweils einer dritten Ausgestaltungsform; und
5: eine schematische Darstellung einer in einen weiteren Dachstuhl integrierten erfindungsgemäßen Windkraftanlage nach einer vierten Ausgestaltungsform.

The figures of the drawing show in detail:

1 : a schematic representation of a first embodiment of a wind turbine according to the invention;
2 a representation of a section of a wind turbine according to the invention according to a second embodiment;
3 : a presentation of cutting the wind turbine behind 2 looking along the in 2 illustrated arrow 63;
4 a schematic representation of several integrated in a roof truss wind turbine according to the invention according to a third embodiment; and
5 : A schematic representation of an integrated into another roof truss wind turbine according to a fourth embodiment of the invention.

In der 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 1 zu erkennen. Bei der Windkraftanlage 1 bilden ein Rotorblatt 2 und eine Rotorwelle 3 einen Rotor. Die Rotorwelle 3 treibt ein Getriebe 4 an. Das Getriebe 4 treibt Getriebeabtriebswellen 5, 6, 7 und 8 an, welche jeweils durch nicht dargestellte schaltbare Kupplungen an Generatorantriebswellen 9, 10, 11 und 12 koaxial angekuppelt sind. Die Generatorantriebswellen 9, 10, 11 und 12 sind jeweils mit elektrischen Generatoren 13, 14, 15 und 16 verbunden. Nennleistungen Pi der elektrischen Generatoren 13, 14, 15 und 16 nehmen in der folgenden Reihenfolge zu, wobei der Index i dem für die Beschreibung der Generatoren verwendeten Bezugszeichen entspricht: P13, P14, P15, P16.In the 1 is a schematic representation of a first embodiment of a wind turbine according to the invention 1 to recognize. At the wind turbine 1 form a rotor blade 2 and a rotor shaft 3 a rotor. The rotor shaft 3 drives a gearbox 4 at. The gear 4 drives transmission output shafts 5 . 6 . 7 and 8th on, which in each case by not shown switchable couplings to generator drive shafts 9 . 10 . 11 and 12 coaxially coupled. The generator drive shafts 9 . 10 . 11 and 12 are each with electric generators 13 . 14 . 15 and 16 connected. Rated power Pi of the electric generators 13 . 14 . 15 and 16 take in the following order, where the index i corresponds to the reference numeral used for the description of the generators: P13, P14, P15, P16.

Die Kupplungen werden mithilfe der elektronischen Steuerung 17 auf Basis von aus einem Drehzahlmesser 18 und einem Windgeschwindigkeitsmessgerät 29 stammender Messdaten, welche über die Datenleitung 64 bzw. 65 mit der Steuerung 17 verbunden sind, in Abhängigkeit einer an der Windkraftanlage 1 vorherrschenden Windkraft durch ein Schaltsignal geschaltet, sodass mit zunehmender Windstärke die Generatorantriebswellen 9, 10, 11 und 12 an die Getriebeabtriebswellen 5, 6, 7 und 8 angekuppelt werden.The clutches are made using the electronic control 17 based on a tachometer 18 and a wind speed meter 29 originating measurement data, which via the data line 64 respectively. 65 with the controller 17 are connected, depending on one at the wind turbine 1 prevailing wind power switched by a switching signal, so that with increasing wind strength, the generator drive shafts 9 . 10 . 11 and 12 to the transmission output shafts 5 . 6 . 7 and 8th be coupled.

Der von den Generatoren 13, 14, 15 und 16 durch wahlweies Schalten der Kupplungen erzeugte elektrische Strom wird durch elektrische Leitungen 20 und 21 an einen Inverter 22 geleitet. Im dem Inverter 22 wird die elektrische Spannung des Stroms umgewandelt. Der umgewandelte Strom wird je nach Bedarf und den vorherrschenden Windverhältnissen durch elektrische Leitungen 26 in ein Batteriesystem 23, in einen Hausstromnetzanschluss 24 oder in ein öffentliches Stromnetz 25 eingespeist. Eine Heizung oder Klimaanlage 28, elektrische Geräte 29, eine Beleuchtung 30 und eine Warmwasseraufbereitungsanlage 31 sind durch die elektrische Leistungen 27 an das Batteriesystem 23, den Hausstromnetzanschluss 24 und das öffentliche Stromnetz 25 angeschlossen, sodass der durch die elektrischen Generatoren 13, 14, 15 und 16 erzeugte Strom bedarfsweise nutzbar gemacht wird.The one of the generators 13 . 14 . 15 and 16 electrical power generated by selectively switching the clutches is through electrical lines 20 and 21 to an inverter 22 directed. In the inverter 22 the electric voltage of the current is converted. The converted power is supplied by electric wires as needed and the prevailing wind conditions 26 in a battery system 23 , into a domestic power grid connection 24 or in a public power grid 25 fed. A heating or air conditioning 28 , electronical devices 29 , a lighting 30 and a hot water treatment plant 31 are through the electrical services 27 to the battery system 23 , the house power supply 24 and the public power grid 25 connected so that by the electric generators 13 . 14 . 15 and 16 generated electricity is made usable as needed.

In der 2 ist eine Darstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage 32 zu erkennen. Die Windkraftanlage 32 weist eine Hohlwelle 33 mit einer nicht dargestellten Innenzahnung auf. Die Hohlwelle 33 ist mit einer Rotorwelle 34 durch ein zentrisch in der Hohlwelle 33 positioniertes Wellenanschlussstück 40 verbunden. Über das Wellenanschlussstück 40 wird ein von der Rotorwelle 34 stammendes Drehmoment über Querstreben 39 an die Hohlwelle 33 übertragen. In the 2 is an illustration of a detail of a wind turbine according to the invention 32 to recognize. The wind turbine 32 has a hollow shaft 33 with an internal toothing, not shown. The hollow shaft 33 is with a rotor shaft 34 through a centric in the hollow shaft 33 positioned shaft connector 40 connected. About the shaft connector 40 becomes one of the rotor shaft 34 originating torque via cross struts 39 to the hollow shaft 33 transfer.

Bei einer Drehung der Hohlwelle 33 werden vier Getriebeabtriebswellen 35, 36, 37 und 38 angetrieben, indem jeweils nicht dargestellte Zahnräder der Getriebeabtriebswellen 35, 36, 37 und 38 in die Innenzahnung der Hohlwelle 33 eingreifen.Upon rotation of the hollow shaft 33 become four transmission output shafts 35 . 36 . 37 and 38 driven by gears (not shown) of the transmission output shafts 35 . 36 . 37 and 38 in the internal toothing of the hollow shaft 33 intervention.

In der 3 ist eine Darstellung des Ausschnitts der Windkraftanlage nach 2 mit Blickrichtung entlang des in 2 dargestellten Pfeils 63 zu erkennen. Die hier exemplarisch dargestellten Getriebeabtriebswellen 35 und 36 sind mit entsprechend koaxial angeordneten Generatorantriebswellen 41 und 42 jeweils durch eine elektronisch schaltbare Viskosekupplung 43 und 44 verbunden. Durch Schalten der Viskosekupplungen 43 und 44 lassen sich die Generatorantriebswellen 41 und 42 an die Getriebeabtriebswellen 35 und 36 ankuppeln oder von ihnen abkuppeln, sodass ein Drehmoment von den Getriebeabtriebswellen 35 und 36 wahlweise auf die Generatorantriebswellen 41 und 42 übertragen wird. Die Generatorantriebswellen 41 und 42 treiben einen Generator 45 bzw. 46 ein, sodass bei entsprechender Schaltung der Viskosekupplungen 43 und 44 die Generatoren 45 und 46 in einer durch eine nicht dargestellte Steuereinheit vorgegebenen Kombination elektrischen Strom erzeugen.In the 3 is a representation of the section of the wind turbine behind 2 looking along the in 2 illustrated arrow 63 to recognize. The transmission output shafts shown here by way of example 35 and 36 are with corresponding coaxially arranged generator drive shafts 41 and 42 each by an electronically switchable viscous coupling 43 and 44 connected. By switching the viscous couplings 43 and 44 let the generator drive shafts 41 and 42 to the transmission output shafts 35 and 36 engage or disengage from them so that torque from the transmission output shafts 35 and 36 optionally on the generator drive shafts 41 and 42 is transmitted. The generator drive shafts 41 and 42 drive a generator 45 respectively. 46 a, so with appropriate circuit of the viscous couplings 43 and 44 the generators 45 and 46 generate electrical current in a combination predetermined by a control unit, not shown.

In der 4 ist eine schematische Darstellung mehrerer in einen Dachstuhl 47 integrierter erfindungsgemäßer Windkraftanlagen 48 zu erkennen. Die Windkraftanlagen 48 weisen jeweils vertikale Rotorblätter 49 auf. Die Rotorblätter 49 sind jeweils mit entsprechend vertikal positionierten Rotorwellen 50 verbunden. Die Rotorwellen 50 treiben jeweils ein Planetenradgetriebe 51 an. Nicht dargestellte Planetenräder der Planetenradgetriebe 51 treiben Getriebeabtriebswellen 52 an. Die Getriebeabtriebswellen 52 sind durch nicht dargestellte schaltbare Kupplungen wahlweise an nicht näher dargestellte Generatorantriebswellen elektrischer Generatoren 53 an- und abkuppelbar.In the 4 is a schematic illustration of several in a roof truss 47 integrated wind turbine according to the invention 48 to recognize. The wind turbines 48 each have vertical rotor blades 49 on. The rotor blades 49 are each with correspondingly vertically positioned rotor shafts 50 connected. The rotor shafts 50 each drive a planetary gear 51 at. Not shown planetary gears of the planetary gear 51 drive transmission output shafts 52 at. The transmission output shafts 52 are not shown by switchable clutches on not shown generator drive shafts electrical generators 53 can be coupled and uncoupled.

In 5 ist eine schematische Darstellung einer in einen weiteren Dachstuhl 54 integrierten erfindungsgemäßen Windkraftanlage 54 zu erkennen. Die Windkraftanlage 54 weist ein vertikales Rotorblatt 56 mit einer entsprechend vertikal positionierten Rotorwelle 57 auf. Die Rotorwelle 57 treibt ein Planetenrädergetriebe 58 an. Mit dem Planetenrädergetriebe 58 sind abtriebsseitig vier elektrische Generatoren 59, 60, 61 und 62 durch nicht dargestellte schaltbare Kupplungen verbunden, wobei die Generatoren 59, 60, 61 und 62 durch unterschiedliche Nennleistungen gekennzeichnet sind.In 5 is a schematic representation of one in another roof truss 54 integrated wind turbine according to the invention 54 to recognize. The wind turbine 54 has a vertical rotor blade 56 with a corresponding vertically positioned rotor shaft 57 on. The rotor shaft 57 drives a planetary gear 58 at. With the planetary gear 58 On the output side, there are four electric generators 59 . 60 . 61 and 62 connected by switchable couplings, not shown, wherein the generators 59 . 60 . 61 and 62 characterized by different power ratings.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WindkraftanlageWind turbine
22: Rotorblattrotor blade
33: Rotorwellerotor shaft
44: Getriebetransmission
55: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
66: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
77: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
88th: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
99: GeneratorantriebswelleGenerator drive shaft
1010: GeneratorantriebswelleGenerator drive shaft
1111: GeneratorantriebswelleGenerator drive shaft
1212: GeneratorantriebswelleGenerator drive shaft
1313: Generatorgenerator
1414: Generatorgenerator
1515: Generatorgenerator
1616: Generatorgenerator
1717: Steuerungcontrol
1818: DrehzahlmesserRev counter
1919: WindgeschwindigkeitsmessgerätWind speed meter
2020: elektrische Leitungelectrical line
2121: elektrische Leitungenelectric lines
2222: Inverterinverter
2323: Batteriesystembattery system
2424: HausstromnetzanschlussHouse power outlet
2525: Anschluss für öffentliches StromnetzConnection for public power grid
2626: elektrische Leitungenelectric lines
2727: elektrische Leitungenelectric lines
2828: Heizung oder KlimaanlageHeating or air conditioning
2929: elektrische Geräteelectronical devices
3030: Beleuchtunglighting
3131: WarmwasseraufbereitungsanlageWarm water treatment plant
3232: WindkraftanlageWind turbine
3333: Hohlwellehollow shaft
3434: Rotorwellerotor shaft
3535: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
36 36: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
3737: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
3838: GetriebeabtriebswelleGearbox output shaft
3939: Strebenpursuit
4040: WellenaufnahmestückShaft receiving piece
4141: GeneratorantriebswelleGenerator drive shaft
4242: GeneratorantriebswelleGenerator drive shaft
4343: Viskokupplungviscous coupling
4444: Viskokupplungviscous coupling
4545: Generatorgenerator
4646: Generatorgenerator
4747: Dachstuhlroof
4848: WindkraftanlageWind turbine
4949: Rotorblattrotor blade
5050: Rotorwellerotor shaft
5151: PlanetenrädergetriebePlanetary gear train
5252: GetriebeabtriebswellenGearbox output shaft
5353: Generatorgenerator
5454: Dachstuhlroof
5555: WindkraftanlageWind turbine
5656: Rotorblattrotor blade
5757: Rotorwellerotor shaft
5858: PlanetenrädergetriebePlanetary gear train
5959: Generatorgenerator
6060: Generatorgenerator
6161: Generatorgenerator
6262: Generatorgenerator
6363: Pfeilarrow
6464: Datenleitungdata line
6565: Datenleitungdata line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10233589 A1 [0002, 0004]

Claims

Wind turbine (1, 32, 48, 55), comprising at least one rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57), a gearbox (4, 51, 58), one with the rotor (2, 3 , 34, 49, 50, 56, 57) in a torque transmitting operatively connected transmission input shaft (3, 33, 34, 50, 57) and a plurality of driven by the transmission input shaft transmission output shafts (5, 6, 7, 8, 35, 36, 37, 38), electrical generators (13, 14, 15, 16, 45, 46, 53, 59, 60, 61, 62) each having a generator drive shaft (9, 10, 11, 12, 41, 42) and in dependence of a on the wind turbine (1, 32, 48, 55) acting wind load and / or a speed of the rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57) switchable coupling means (43, 44) for switchable transmission of torque from the Transmission output shafts (5, 6, 7, 8, 35, 36, 37, 38) on the generator drive shaft (9, 10, 11, 12, 41, 42), characterized in that the coupling means (43, 44) as a fluid friction clutch (43 , 44) are configured.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid friction clutch (43, 44) comprises a fluid, in particular a silicone oil, for torque transmission due to internal friction of the fluid.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid friction clutch (43, 44) is designed switchable in dependence on a filling amount of the fluid.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that switchable valve means are provided for controlling the filling quantity.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the generators (13, 14, 15, 16, 45, 46, 53, 59, 60, 61, 62) each for receiving different power ratings or are each configured to receive the same nominal power.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (4, 51, 58) as a planetary gear (33, 35, 36, 37, 38, 51, 58) is configured.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the gear drive shaft (3, 33, 34, 50, 57) in an inner tooth portion as an internally toothed hollow shaft (33) and at least one of the transmission output shafts (5 , 6, 7, 8, 35, 36, 37, 38) in an outer tooth portion as a pinion (35, 36, 37, 38) is configured, wherein the outer tooth portion and the pinion (35, 36, 37, 38) in a standing combing connection.

Wind turbine (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow shaft (33) transversely to the direction of a rotationally symmetrical axis of the hollow shaft reinforcing struts (39) for introducing the of the rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57) to the hollow shaft (33) transmissible torque.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises measuring means (18, 19) for measuring the wind speed (19) and / or for measuring the rotational speed (18) of the rotor (2, 3 , 34, 49, 50, 56, 57).

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling means (43, 44) for transmitting the torque to at least one predetermined selection consisting of one or more of the generator drive shafts (9, 10, 11 , 12, 41, 42), wherein a rated power consumption of the selection is equal to or greater than a mechanical power that can be generated by the rotor (2, 3, 34, 49, 50, 56, 57) at a given wind speed.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that it is connected to the generators (13, 14, 15, 16, 45, 46, 53, 59, 60, 61, 62) electrically connected feed means (22) for selectively feeding an electrical energy generated by one or more of the generators (13, 14, 15, 16, 45, 46, 53, 59, 60, 61, 62) into an energy store (23) and / or a power grid (24, 25), in particular the power grid of a household (24) and / or the public power grid (25).

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the feed means (22) with a of the wind turbine (1, 32, 48, 55) included battery storage system (23), in particular a silicon battery storage system, electrically are connected.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a power control device for determining an electrical energy requirement of a building and / or a vehicle.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed for mounting on a wind-flow body, in particular a building or a vehicle.

Wind power plant (1, 32, 48, 55) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling means in a roof cover (47, 54) of a building is designed to be integrated.