DE102017120903A1 - Vertikalwindkraftanlage - Google Patents

Vertikalwindkraftanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102017120903A1
DE102017120903A1 DE102017120903.4A DE102017120903A DE102017120903A1 DE 102017120903 A1 DE102017120903 A1 DE 102017120903A1 DE 102017120903 A DE102017120903 A DE 102017120903A DE 102017120903 A1 DE102017120903 A1 DE 102017120903A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vertical wind
housing
wind turbine
air guide
housing parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017120903.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Dieter Kastel
Michael Kastel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kastel Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Kastel Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kastel Maschinenbau GmbH filed Critical Kastel Maschinenbau GmbH
Priority to DE102017120903.4A priority Critical patent/DE102017120903A1/de
Publication of DE102017120903A1 publication Critical patent/DE102017120903A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0409Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels having stationary guiding vanes surrounding the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Construction
    • F03D3/067Construction the wind engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/10Stators
    • F05B2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

Vertikalwindkraftanlage bestehend aus seitlichen, oberen und unteren Gehäuseteilen, oberen und unteren Führungselementen, die mehrere auf Achsen gelagerte schwenkbare Rotorblätter zwischen sich aufnehmen, wobei die oberen und unteren Führungselemente relativ zu den oberen und unteren Gehäuseteilen drehbar gelagert sind, wobei im Bereich mindestens eines der Gehäuseteile mindestens ein Luftleitelement angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vertikalwindkraftanlage
  • Zu den Vertikalwindkraftanlagen zählen u.a. solche, die mit Savonius-Rotoren, Darrieus-Rotoren sowie H-Rotoren ausgerüstet sind. Gegenüber Windkraftanlangen mit horizontaler Achse haben Vertikalwindkraftanlagen einen deutlich geringeren Wirkungsgrad. Ein entscheidender Nachteil vertikaler Windkraftanlagen - und daher auch Grund für geringe Marktanteile - sind die reduzierten Stromerträge, verglichen mit einer Horizontalwindkraftanlage.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vertikalwindkraftanlage dahingehend zu optimieren, dass durch Erhöhung des Wirkungsgrades auch eine höhere Stromausbeute realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vertikalwindkraftanlage, bestehend aus seitlichen, oberen und unteren Gehäuseteilen, oberen und unteren Führungselementen, die mehrere auf Achsen gelagerte schwenkbare Rotorblätter zwischen sich aufnehmen, wobei die oberen und unteren Führungselemente relativ zu den oberen und unteren Gehäuseteilen drehbar gelagert sind, wobei im Bereich mindestens eines der Gehäuseteile mindestens ein Luftleitelement angeordnet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Das Luftleitelement steht vorteilhafterweise mit mindestens einem der seitlichen Gehäuseteile in Wirkverbindung und weist einen etwa dreieckigen Querschnitt auf.
  • Das Luftleitelement, das außerhalb der Vertikalwindkraftanlage vorgesehen ist, erstreckt sich vorteilhafterweise über die gesamte Bauhöhe des jeweiligen seitlichen Gehäuseteils.
  • Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß kann bedarfsweise ein weiteres Luftleitelement vorgesehen werden, das am gleichen oder einem andern Gehäuseteil positioniert ist dergestalt, dass sich das weitere Luftleitelement innerhalb des Gehäuses, d.h. zwischen dem jeweiligen Gehäuseteil und den Rotorblättern befindet. Diese zusätzlichen Luftleitelemente sind im Wesentlichen in horizontaler Erstreckung vorgesehen und können sowohl die seitlichen als auch die oberen und unteren Gehäuseteile betreffen.
  • Durch das erfindungsgemäße, mit einer gewölbt ausgebildeten Luftleitfläche versehene Luftleitelement werden folgende Vorteile erreicht:
  • Infolge der gezielten Beeinflussung der Luftströmung werden die Rotorblätter unmittelbar angeströmt. In einem vorgebbaren Bereich B innerhalb des durch die Gehäuseteile gebildeten Gehäuses ist keinerlei Luftströmung gegeben, was sich positiv auf das Schwenkverhalten der Rotorblätter auswirkt.
  • Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn unterhalb des unteren Gehäuseteils ein Ständer positioniert ist, der einerseits den Generator trägt und andererseits ein Auflager für ein Tragelement, wie einen Mast, ein Dach oder dergleichen, bildet.
  • Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
    • 1 Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vertikalwindkraftanlage;
    • 2 Vertikalwindkraftanlage gemäß 1 mit alternativer Generatoranordnung.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vertikalwindkraftanlage 1 in verschiedenen Ansichten. Erkennbar sind seitliche Gehäuseteile 2, 3, obere und untere Gehäuseteile 4, 5, obere und untere Führungselemente 6, 7, die schwenkbar gelagerte Rotorblätter 8 zwischen sich aufnehmen. Die scheibenförmig ausgebildeten Führungselemente 6, 7 sind über eine zentrale Welle 9 miteinander verbunden. Zur Realisierung der Drehbewegung der Führungselemente 6, 7 relativ zu den oberen und unteren Gehäuseteilen 4, 5 sind zughörige Lagerstellen 10, 11 vorgesehen. Die zentrale Welle 9 wird durch die untere Lagerstelle 11 hindurchgeführt und in Richtung eines Generators G verlängert.
  • Erfindungsgemäß befindet sich an dem äußeren Gehäuseteil 2 ein nach außen weisendes, sich im Querschnitt verjüngendes Luftleitelement 12. Durch dieses Luftleitelement 12 kann die Anströmung der Rotorblätter positiv beeinflusst werden. Zu diesem Zweck ist das Luftleitelement 12 mit einer konkav ausgebildeten Luftleitfläche 12' versehen.
  • Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß können zwischen den seitlichen Gehäuseteilen 2, 3 weitere etwa horizontal verlaufende zusätzliche Luftleitelemente 13 vorgesehen werden, die sich zwischen dem inneren Bereich des Gehäuseteils 2 und den Rotorblättern 8 erstrecken.
  • Ebenfalls erkennbar sind die Achsen 14,15, um welche die Rotorblätter 8 schwenkbar sind. Infolge der gewölbt ausgebildeten Luftleitelemente 12 wird innerhalb des durch die Gehäuseteile 2 bis 5 gebildeten Gehäuses ein Bereich B gebildet, der von der Luftströmung nicht erfasst wird, da selbige unmittelbar auf die Rotorblätter 8 geführt wird.
  • Unterhalb des unteren Gehäuseteils 5 befindet sich ein Ständer 16, der einerseits den Generator G trägt und andererseits ein Auflager für einen Mast, ein Dach oder dergleichen bildet.
  • 2 zeigt die Vertikalwindkraftanlage 1 gemäß 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Abweichend zu 1 ist der Generator G unterhalb des unteren Gehäuseteils 5 dergestalt positioniert, dass er in unmittelbarer Wirkverbindung mit der zentralen Welle 9, respektive deren Abtriebsbereich 17 steht. Gegenüber der Darstellung gemäß 1 ist der Vorteil gegeben, dass keine mechanischen Abtriebsverluste gegeben sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vertikalwindkraftanlage
    2
    seitliches Gehäuseteil
    3
    seitliches Gehäuseteil
    4
    oberes Gehäuseteil
    5
    unteres Gehäuseteil
    6
    oberes Führungselement
    7
    unteres Führungselement
    8
    Rotorblätter
    9
    zentrale Welle
    10
    Lagerstelle
    11
    Lagerstelle
    12
    Luftleitelement
    12'
    Luftleitfläche
    13
    zusätzliches Luftleitelement
    14
    Achse
    15
    Achse
    16
    Ständer
    17
    Abtriebsbereich
    G
    Generator
    B
    Bereich

Claims (9)

  1. Vertikalwindkraftanlage bestehend aus seitlichen (2, 3), oberen (4) und unteren Gehäuseteilen (5), oberen (6) und unteren Führungselementen (7), die mehrere auf Achsen gelagerte schwenkbare Rotorblätter (8) zwischen sich aufnehmen, wobei die oberen und unteren Führungselemente (6, 7) relativ zu den oberen und unteren Gehäuseteilen (4, 5) drehbar gelagert sind, wobei im Bereich mindestens eines der Gehäuseteile (2, 3, 4, 5) mindestens ein Luftleitelement (12, 13) angeordnet ist.
  2. Vertikalwindkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (12, 13) mit mindestens einem der seitlichen Gehäuseteile (2, 3) in Wirkverbindung steht.
  3. Vertikalwindkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (12) einen etwa dreieckigen Querschnitt aufweist und sich im Wesentlichen über die Bauhöhe der seitlichen Gehäuseteile (2, 3), erstreckt.
  4. Vertikalwindkraftanlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Luftleitelement (12) von der äußeren Begrenzungskante des jeweiligen Gehäuseteils (2) unter Verjüngung seines Querschnitts nach außen erstreckt.
  5. Vertikalwindkraftanlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (12) mit einer gewölbt, insbesondere konkav ausgebildeten Luftleitfläche (12') versehen ist.
  6. Vertikalwindkraftanlage nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch mindestens ein weiteres Luftleitelement (13), das am gleichen (2) oder einem anderen Gehäuseteil (3, 4, 5) vorgesehen ist, dergestalt, dass sich das weitere Luftleitelement (13) innerhalb des Gehäuses, d.h. zwischen dem jeweiligen Gehäuseteil (2) und den Rotorblättern (8) befindet.
  7. Vertikalwindkraftanlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des unteren Gehäuseteils (5) eine Einrichtung zur Stromerzeugung, insbesondere ein Generator (G) vorgesehen ist.
  8. Vertikalwindkraftanlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des unteren Gehäuseteils (5) ein Ständer (14) positioniert ist, der einerseits den Generator (G) trägt und andererseits ein Auflager für ein Tragelement, wie einen Mast, ein Dach oder dergleichen, bildet.
  9. Vertikalwindkraftanlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (G) unmittelbar vom Abtriebsbereich (17) der zentralen Welle (9) antreibbar ist.
DE102017120903.4A 2017-09-11 2017-09-11 Vertikalwindkraftanlage Withdrawn DE102017120903A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017120903.4A DE102017120903A1 (de) 2017-09-11 2017-09-11 Vertikalwindkraftanlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017120903.4A DE102017120903A1 (de) 2017-09-11 2017-09-11 Vertikalwindkraftanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017120903A1 true DE102017120903A1 (de) 2019-03-14

Family

ID=65441260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017120903.4A Withdrawn DE102017120903A1 (de) 2017-09-11 2017-09-11 Vertikalwindkraftanlage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017120903A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US204481A (en) * 1878-06-04 Improvement in wind-engines
WO2015101761A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Global Vtech Limited A turbine with outer and inner rotor being contra-rotating

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US204481A (en) * 1878-06-04 Improvement in wind-engines
WO2015101761A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Global Vtech Limited A turbine with outer and inner rotor being contra-rotating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112012005432T5 (de) Windturbine mit Gondelzaun
DE102012009145A1 (de) Windenergieanlage mit horizontaler Rotorwelle und mit drehbarem Turm
EP2681447A1 (de) Vorrichtung zur nutzung von windkraft mit mindestens einem rotor
DE102017120903A1 (de) Vertikalwindkraftanlage
DE202010015381U1 (de) Montage und Windführungselement zur effektiven Nutzung von Windenergie im Firstbereich geneigter Dächer
DE202005018937U1 (de) Solarwindbaum
DE202013003148U1 (de) Flügelelement für einen Savonius-Rotor, Savonius-Rotor und Kleinwindkraftanlage
DE102017127785A1 (de) Vertikalwindkraftanlage
DE102011108512A1 (de) Windkraftanlage
EP2840255B1 (de) Rotorflügelprofil fur eine Windturbine
DE102009010905A1 (de) Windkraftanlage
DE102015002670A1 (de) Verfahren und dazugehörige Windkraftanlage
DE102009015669A1 (de) Kleinwindkraftanlage
DE202010016041U1 (de) Windkraftanlage und Windpark
DE202014000512U1 (de) Windkraftanlage
DE102017120901A1 (de) Vertikalwindkraftanlage
EP2146092A2 (de) Windkraftanlage
DE202017106237U1 (de) Windkraftanlage zur Umwandlung von Windenergie in mechanische und elektrische Energie sowie Land- oder Wasserfahrzeug mit einer solchen Windkraftanlage als Antrieb
DE102017002015B4 (de) Energieerzeugungsvorrichtung
DE202014104399U1 (de) Windkraftanlagen mit Spiralflügeln
EP2587049B1 (de) Strömungskraftwerk und Verfahren zur Wandlung von Strömung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in mechanische und/oder elektrische Energie
DE102009008805A1 (de) Windkraftanlage
EP3587800A1 (de) Stützsystem für einen spinner einer rotornabe für eine windenergieanlage
EP3604795A1 (de) Heizelement und windenergieanlagenrotorblatt
DE102017127786A1 (de) Vertikalwindkraftanlage

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee