DE102021120793A1

DE102021120793A1 - Vertical wind turbine with resistance rotor

Info

Publication number: DE102021120793A1
Application number: DE102021120793.2A
Authority: DE
Inventors: Roland Wex; Tobias Kleemann
Original assignee: Edertal Elektromotoren & Co Kg GmbH; Wextec GmbH
Current assignee: Edertal Elektromotoren & Co Kg GmbH; Wextec GmbH
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2023-02-16
Also published as: WO2023016905A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine vertikale Windenergieanlage (1) zur Produktion von elektrischer Energie. Die Windenergieanlage (1) weist mehrere Windleitprofile (6) auf, die umlaufend um die Rotorwelle (3) angeordnet sind, wobei die Windleitprofile (6) dem Umlenken des einströmenden Windes in Drehrichtung des Rotors (2) dienen, wobei das jeweilige Windleitprofil (6) in zumindest zwei unterschiedlichen Stellungen in der Rahmenstruktur (5) fixierbar ist, zur Veränderung eines Anstellwinkels der Windleitprofile (6).The present invention relates to a vertical wind turbine (1) for producing electrical energy. The wind turbine (1) has several wind deflector profiles (6) which are arranged circumferentially around the rotor shaft (3), the wind deflector profiles (6) serving to deflect the incoming wind in the direction of rotation of the rotor (2), the respective wind deflector profile (6 ) can be fixed in at least two different positions in the frame structure (5) in order to change an angle of attack of the wind deflector profiles (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine vertikale Windenergieanlage zur Produktion von elektrischer Energie. Bei der vertikalen Windenergieanlage handelt es sich um eine vertikale Windenergieanlage mit einem als Widerstandsläufer ausgebildeten Rotor, wobei die Rotorwelle des Rotors in vertikaler Richtung ausgerichtet ist und zum Antreiben eines Generators zwecks Erzeugung von elektrischer Energie dient.The present invention relates to a vertical wind turbine for the production of electrical energy. The vertical wind power plant is a vertical wind power plant with a rotor designed as a resistance rotor, with the rotor shaft of the rotor being aligned in the vertical direction and serving to drive a generator for the purpose of generating electrical energy.

Bei einer vertikalen Windenergieanlage der eingangs genannten Art ist die Drehbewegung des Rotors unabhängig von der Windrichtung. Sie benötigt somit keine Windrichtungsnachführung. Derartige vertikale Windenergieanlagen finden häufig Anwendung als Kleinwindenergieanlagen, die beispielsweise auf Hausdächern oder Firmendächern angebracht werden. Der Vorteil von vertikalen Windenergieanlagen ist, dass diese bereits bei geringen Windgeschwindigkeiten betrieben werden können und zudem eine Windnachführung aufgrund der vertikalen Rotorwelle nicht notwendig ist, wie dies bei horizontale Windkraftanlagen der Fall ist.In a vertical wind turbine of the type mentioned at the outset, the rotational movement of the rotor is independent of the wind direction. It therefore does not require any wind direction tracking. Vertical wind turbines of this type are often used as small wind turbines, which are installed on house roofs or company roofs, for example. The advantage of vertical wind turbines is that they can be operated even at low wind speeds and wind tracking is not necessary due to the vertical rotor shaft, as is the case with horizontal wind turbines.

Eine Windenergieanlage, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist aus der EP 2 123 905 A1 bekannt. Die dort offenbarte Windenergieanlage weist einen als Widerstandsläufer ausgebildeten Rotor mit einer in vertikaler Richtung ausgebildeten Rotorwelle zum Antreiben eines Generators auf. Die Windenergieanlage weist eine den Rotor vollumfänglich umschließende, feststehende Käfigstruktur auf, wobei die Käfigstruktur eine Rahmenstruktur und mehrere in der Rahmenstruktur gelagerte Windleitprofile aufweist, wobei die Windleitprofile umlaufend um die Rotorwelle angeordnet sind. Die Windleitprofile dienen dem Umlenken des einströmenden Windes in Drehrichtung des Rotors und insbesondere auch der Kanalisierung des einströmenden Windes, indem die äquidistant angeordneten Windleitprofile paarweise jeweils eine Art Düse bzw. eine Art Trichter für den einströmenden Wind bilden. Dementsprechend sind die Windleitprofile in einem bestimmten Anstellwinkel zu der Rotorwelle bzw. dem Rotor angeordnet.A wind turbine having the features of the preamble of claim 1 is from EP 2 123 905 A1 known. The wind energy installation disclosed there has a rotor designed as a resistance rotor with a rotor shaft designed in the vertical direction for driving a generator. The wind energy installation has a fixed cage structure that completely encloses the rotor, the cage structure having a frame structure and a plurality of wind deflection profiles mounted in the frame structure, the wind deflection profiles being arranged circumferentially around the rotor shaft. The wind deflectors are used to deflect the incoming wind in the direction of rotation of the rotor and in particular to channel the incoming wind by the equidistantly arranged wind deflectors in pairs forming a kind of nozzle or a kind of funnel for the incoming wind. Accordingly, the wind deflection profiles are arranged at a specific angle of attack to the rotor shaft or the rotor.

Es hat sich gezeigt, dass die Effizienz solcher vertikaler Windenergieanlagen stark von am Standort vorherrschenden Windbedingungen abhängt. Der Anstellwinkel, die Anordnung, Anzahl und Ausrichtung der Windleitprofile haben starken Einfluss auf die Effizienz.It has been shown that the efficiency of such vertical wind turbines depends heavily on the wind conditions prevailing at the location. The angle of attack, the arrangement, number and alignment of the wind deflectors have a strong influence on the efficiency.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine vertikale Windenergieanlage, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, derart weiterzubilden, dass diese in besonders einfacher Art und Weise an die am Aufstellungsort der Windenergieanlage vorherrschenden Windbedingungen anpassbar ist und auch nachträglich angepasst werden kann.The object of the present invention is therefore to further develop a vertical wind turbine that has the features of the preamble of patent claim 1 in such a way that it can be adapted in a particularly simple manner to the wind conditions prevailing at the installation site of the wind turbine and can also be subsequently adapted.

Diese Aufgabe wird durch eine Windenergieanlage, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, gelöst.This object is achieved by a wind energy plant that has the features of patent claim 1 .

Bei der erfindungsgemäßen Windenergieanlage ist vorgesehen, dass das jeweilige Windleitprofil in zumindest zwei unterschiedlichen Stellungen in der Rahmenstruktur fixierbar ist. Dadurch kann ein Anstellwinkel der Windleitprofile geändert werden. Die Windleitprofile sind dennoch in den unterschiedlichen Stellungen in der Rahmenstruktur fixiert, sodass die Käfigstruktur eine besonders hohe Stabilität aufweist und ein Verstellen der Windleitprofile aufgrund der Fixierung der Windleitprofile in der Rahmenstruktur im Betrieb der Windenergieanlage nicht möglich ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Windleitprofile während des Betriebs der Anlage nicht ständig in ihrer Ausrichtung bzw. Stellung nachgeregelt werden, sondern vielmehr die Windleitprofile in fest vorgegebenen Stellungen in der Rahmenstruktur fixiert werden können und dann während des Betriebs dauerhaft in dieser fixierten Stellung bleiben. Der Vorteil der Fixierung besteht darin, dass der Wartungsaufwand einer solchen vertikalen Windenergieanlage sehr viel geringer ist, als dies der Fall wäre, wenn die Windleitprofile ständig nachgeregelt werden könnten bzw. würden. Zudem ist ein besonders sicherer Betrieb gewährleistet, da ein ungewolltes Verstellen aufgrund der Fixierung nicht möglich ist. Ein ungewolltes Bewegen, Flattern oder dergleichen wird somit vermieden, was sich auch vorteilhaft auf die während des Betriebs entstehenden Geräusche auswirkt.In the wind energy installation according to the invention, it is provided that the respective wind deflector profile can be fixed in at least two different positions in the frame structure. As a result, an angle of attack of the wind deflector profiles can be changed. The wind deflectors are nevertheless fixed in the different positions in the frame structure, so that the cage structure has a particularly high level of stability and adjustment of the wind deflectors is not possible due to the fixing of the wind deflectors in the frame structure during operation of the wind turbine. In particular, it is provided that the orientation or position of the wind deflectors is not constantly readjusted during operation of the system, but rather the wind deflectors can be fixed in fixed positions in the frame structure and then remain permanently in this fixed position during operation. The advantage of the fixation is that the maintenance effort for such a vertical wind energy installation is very much lower than would be the case if the wind deflector profiles could or would be constantly readjusted. In addition, a particularly safe operation is guaranteed, since an unintentional adjustment is not possible due to the fixation. Unintentional movement, flapping or the like is thus avoided, which also has an advantageous effect on the noise generated during operation.

Der Vorteil der unterschiedlichen Stellungen besteht nun darin, dass die Windkraftanlage je nach Aufstellungsort und dort häufig vorherrschender Windrichtung in einfacher Weise angepasst werden kann, indem die Windleitprofile in der Stellung angeordnet und fixiert werden, in der die Windleitprofile die optimale bzw. möglichst optimale Stellung aufweisen. Dies kann beispielsweise beim Aufbau der Windenergieanlage vor Ort erfolgen. Die erfindungsgemäße Windenergieanlage hat den Vorteil, dass dieselben Teile der Windenergieanlage verwendet werden können und dennoch eine Anpassung an die am Aufstellungsort häufig vorherrschende Windrichtung und Windgeschwindigkeit vorgenommen werden kann. Dadurch werden die Kosten der Herstellung erheblich reduziert, da identische Teile verwendet werden können. Auch ist es möglich, die Windenergieanlage zunächst aufzustellen, die Windleitprofile in einer ersten Stellung zu fixieren und die Anlage zunächst in Betrieb zu nehmen. Sollte sich zeigen, dass die Windleitprofile nicht in der für diesen Standort bzw. die dort häufig vorherrschenden Windbedingungen optimalen Stellung befindlich sind, kann nachträglich eine Anpassung der Stellung der Windleitprofile vorgenommen werden, indem die Fixierung der Windleitprofile gelöst wird, die Windleitprofile in ihrer Stellung verändert werden und anschließend in der veränderten Stellung wieder fixiert werden. In gleicher Weise ist auch eine Anpassung der Windleitprofile möglich, wenn sich die an dem Aufstellungsort häufig vorherrschenden Windbedingungen verändert haben. Dabei ist es nicht notwendig, Teile der Windkraftanlage auszutauschen, sondern es ist lediglich notwendig, die Fixierung der Windleitprofile zu lösen, die Windleitprofile in ihrer Stellung zu verändern und anschließend wieder in der veränderten Stellung zu fixieren.The advantage of the different positions is that the wind turbine can be easily adjusted depending on the installation location and the wind direction that often prevails there, by arranging and fixing the wind deflectors in the position in which the wind deflectors have the best or best possible position . This can be done on site, for example, when assembling the wind energy installation. The wind power plant according to the invention has the advantage that the same parts of the wind power plant can be used and an adaptation to the wind direction and wind speed often prevailing at the installation site can nevertheless be carried out. This significantly reduces manufacturing costs because identical parts can be used. It is also possible to set up the wind energy installation first, to fix the wind deflector profiles in a first position and to put the installation into operation first. If it turns out that the wind deflectors are not in place for this Location or the wind conditions often prevailing there are in an optimal position, the position of the wind deflectors can be subsequently adjusted by loosening the fixing of the wind deflectors, changing the position of the wind deflectors and then fixing them again in the changed position. In the same way, it is also possible to adapt the wind deflector profiles if the wind conditions that often prevail at the installation site have changed. It is not necessary to replace parts of the wind turbine, but it is only necessary to loosen the fixing of the wind deflectors, to change the position of the wind deflectors and then to fix them again in the changed position.

Es hat sich gezeigt, dass die optimale Stellung und Anordnung der Windleitprofile stark abhängig sind von den am Standort der vertikalen Windenergieanlage häufig vorherrschenden Windgeschwindigkeit und Windrichtung. Bei relativ niedrigen Windgeschwindigkeiten ist beispielsweise ein anderer Anstellwinkel als bei höheren Windgeschwindigkeiten optimal. Zudem kann es sich als vorteilhaft erweisen, Windleitprofile, die auf einer dem Wind abgewandten Seite angeordnet sind, anders auszurichten als Windleitprofile, die dem einströmenden Wind zugewandt sind. Dies ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung.It has been shown that the optimal position and arrangement of the wind deflector profiles are highly dependent on the wind speed and wind direction that often prevail at the location of the vertical wind turbine. At relatively low wind speeds, for example, a different angle of attack is optimal than at higher wind speeds. In addition, it can prove to be advantageous to align wind deflection profiles that are arranged on a side facing away from the wind differently than wind deflection profiles that face the inflowing wind. This enables the solution according to the invention.

Die Windleitprofile dienen dem Umlenken des einströmenden Windes in Drehrichtung des Rotors und insbesondere auch der Kanalisierung des einströmenden Windes, indem Windleitprofile paarweise jeweils eine Art Düse bzw. eine Art Trichter für den einströmenden Wind bilden, wodurch die Windgeschwindigkeit und Kraft nach innen erhöht wird.The wind deflectors are used to deflect the incoming wind in the direction of rotation of the rotor and, in particular, to channel the incoming wind, in that pairs of wind deflectors form a kind of nozzle or a kind of funnel for the incoming wind, which increases the wind speed and force inwards.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Käfigstruktur den Rotor vollumfänglich umschließt. Dadurch ist die Stabilität der Käfigstruktur zusätzlich erhöht und versteift.It is considered particularly advantageous if the cage structure completely encloses the rotor. As a result, the stability of the cage structure is additionally increased and stiffened.

Es ist durchaus denkbar, dass die Käfigstruktur an einem feststehenden Standfuß der Windenergieanlage befestigt ist, wobei dieser Standfuß zudem der Lagerung der Rotorwelle dient.It is entirely conceivable for the cage structure to be attached to a fixed base of the wind energy installation, with this base also serving to support the rotor shaft.

Vorzugsweise ist die Rahmenstruktur feststehend und lediglich die Windleitprofile sind in Ihrer Stellung veränderbar.The frame structure is preferably fixed and only the wind deflector profiles can be changed in their position.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das jeweiligen Windleitprofil mit einem oder mehreren lösbaren Fixierelementen in der Rahmenstruktur fixiert ist.It is considered particularly advantageous if the respective wind deflector profile is fixed in the frame structure with one or more detachable fixing elements.

Bei den Fixierelementen kann es sich beispielsweise um Schrauben, insbesondere um eine Schrauben-Mutter-Anordnung, Bolzen oder dergleichen handeln.The fixing elements can be, for example, screws, in particular a screw-nut arrangement, bolts or the like.

Bei den Fixierelementen zwecks Fixierung der Windleitprofile handelt es sich insbesondere um Fixierelemente, die einen Teilbereich des jeweiligen Windleitprofils und einen Teilbereich der Rahmenstruktur durchsetzen. Bei den Fixierelementen kann es sich beispielsweise um Schrauben, Schrauben-Mutter-Verbindungen, Bolzen, Einsteckstifte, Splinte oder Ähnliches handeln.The fixing elements for the purpose of fixing the wind deflector are, in particular, fixation elements which pass through a partial area of the respective wind deflector and a partial area of the frame structure. The fixing elements can be, for example, screws, screw-nut connections, bolts, push-in pins, cotter pins or the like.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das jeweilige Windleitprofil um eine parallel zu der Rotorachse verlaufende Drehachse drehbar in der Rahmenstruktur gelagert ist, zur Veränderung der Stellung des Windleitprofils bei gelöstem Fixierelement bzw. gelösten Fixierelementen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Stellung des Windleitprofils in besonders einfacher Art und Weise geändert werden kann. Dazu ist es lediglich notwendig, die Fixierelemente bzw. das Fixierelement, welches das Windleitprofil in seiner Stellung in der Rahmenstruktur fixiert, zu lösen. Im Anschluss daran kann das Windleitprofil um die ebenfalls vertikal verlaufende Drehachse gedreht werden, wodurch ein Anstellwinkel des Windleitprofils geändert werden kann. Dadurch, dass das Windleitprofil um eine bezüglich der Rahmenstruktur feststehende Drehachse drehbar ist, ist das Verstellen des Windleitprofils besonders einfach und genau möglich, da das Windleitprofil dann nicht frei in der Rahmenstruktur verstellbar ist, sondern die Verstellbewegung des Windleitprofils durch die feststehende Drehachse beschränkt ist, sodass besonders einfach und genau die unterschiedlichen Stellungen angefahren werden können, in denen das Windleitprofil in der Rahmenstruktur fixiert werden kann. Die Drehachse ist vorzugsweise in einem radial inneren Bereich der Rahmenstruktur ausgebildet, sodass der Abstand zwischen der Drehachse und der Rotorwelle bzw. der Rotorachse gering ist und beim Verstellen sich der Abstand nicht oder nur wenig verändert. Dadurch ist sichergestellt, dass das dem Rotor benachbarte Ende des Windleitprofils möglichst nahe an dem Rotor verbleibt, auch wenn das Windleitprofil in seiner Stellung verändert wird. Dadurch wird eine optimale Umleitung des auf das Windleitprofil einströmenden Windes in Richtung des Rotors bewirkt. Ein Strömungsabriss, beispielsweise durch Vergrößerung des Abstands des dem Rotor zugewandten Endes des Windleitprofils zu dem Rotor, der zu einem Strömungsabriss führen könnte, wird durch die Ausbildung der Drehachse in einem radial inneren Bereich, vorzugsweise in einem an den Rotor angrenzenden Bereich der Rahmenstruktur vermieden. Vorzugsweis beträgt der Abstand der Drehachse des Windleitprofils von der Rotorachse weniger als die Hälfte des arithmetischen Mittels eines Innenradius der Rahmenstruktur und eines Außenradius der Rahmenstruktur, besonders bevorzugt weniger als ein Viertel.It is considered particularly advantageous if the respective wind deflector profile is mounted in the frame structure such that it can rotate about an axis of rotation running parallel to the rotor axis, in order to change the position of the wind deflector profile when the fixing element or fixing elements are loosened. This embodiment has the advantage that the position of the wind deflector profile can be changed in a particularly simple manner. For this it is only necessary to loosen the fixing elements or the fixing element which fixes the wind deflector in its position in the frame structure. The wind deflector can then be rotated about the axis of rotation, which also runs vertically, as a result of which an angle of attack of the wind deflector can be changed. Because the wind deflector can be rotated about an axis of rotation that is fixed with respect to the frame structure, the adjustment of the wind deflector is particularly easy and precise, since the wind deflector is then not freely adjustable in the frame structure, but the adjustment movement of the wind deflector is limited by the fixed axis of rotation. so that the different positions in which the wind deflector profile can be fixed in the frame structure can be approached particularly easily and precisely. The axis of rotation is preferably formed in a radially inner area of the frame structure, so that the distance between the axis of rotation and the rotor shaft or the rotor axis is small and the distance does not change or changes only slightly during adjustment. This ensures that the end of the wind deflector profile that is adjacent to the rotor remains as close as possible to the rotor, even if the position of the wind deflector profile changes. This results in an optimal deflection of the wind flowing onto the wind deflector in the direction of the rotor. A stall, for example by increasing the distance between the end of the wind deflector profile facing the rotor and the rotor, which could lead to a stall, is avoided by designing the axis of rotation in a radially inner area, preferably in an area of the frame structure adjacent to the rotor. The distance between the axis of rotation of the wind deflection profile and the axis of the rotor is preferably small less than half the arithmetic mean of an inner radius of the frame structure and an outer radius of the frame structure, particularly preferably less than a quarter.

Vorzugsweise weist die Rahmenstruktur ein in vertikaler Richtung oberes Rahmenoberteil und ein in vertikaler Richtung unteres Rahmenunterteil auf, wobei die Windleitprofile zwischen dem Rahmenoberteil und dem Rahmenunterteil angeordnet und in diesen fixiert sind. Dadurch ist die Montage besonders einfach und die Käfigstruktur weist dennoch eine hohe Eigenstabilität bzw. Steifigkeit auf.The frame structure preferably has an upper frame part in the vertical direction and a lower frame part in the vertical direction, the wind deflector profiles being arranged between the upper frame part and the lower frame part and being fixed in them. This makes assembly particularly easy and the cage structure nevertheless has a high degree of inherent stability and rigidity.

In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn zwischen dem Rahmenoberteil und dem Rahmenunterteil abgesehen von den Windleitprofilen keine weiteren, das Rahmenoberteil und das Rahmenunterteil gegeneinander abstützende Elemente angeordnet sind. Dadurch weist die Käfigstruktur ein besonders geringes Eigengewicht auf und zudem wird möglichst viel Wind in Richtung des Rotors durch die Windleitprofile umgeleitet und nicht etwa durch Stützelemente oder dergleichen abgelenkt und/oder abgeschirmt.In this context, it is considered to be particularly advantageous if, apart from the wind deflector profiles, no further elements supporting the upper frame part and the lower frame part against one another are arranged between the upper frame part and the lower frame part. As a result, the cage structure has a particularly low intrinsic weight and, in addition, as much wind as possible is diverted in the direction of the rotor by the wind deflector profiles and is not deflected and/or shielded by support elements or the like.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Rahmenstruktur und das jeweilige Windleitprofil in einem Überlappungsbereich überlappend angeordnet sind, wobei die Rahmenstruktur ein Lochmuster und/oder das jeweilige Windleitprofil ein Lochmuster aufweisen, wobei in den unterschiedlichen Stellungen der Windleitprofile die Fixierelemente in unterschiedlichen Löchern des Lochmusters angeordnet sind, insbesondere in unterschiedlichen Lochpaaren der überlappenden Lochmuster angeordnet sind. Die Verwendung von Lochmustern bzw. eines Lochmusters ist eine besonders einfache und sichere Lösung, um eine Fixierung der Windleitprofile in der Rahmenstruktur in festgelegten unterschiedlichen Stellungen zu ermöglichen. Dabei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn Fixierelemente in der jeweiligen Stellung überlappend angeordnete Löcher durchsetzen.It is considered particularly advantageous if the frame structure and the respective wind deflector profile are arranged so that they overlap in an overlapping area, with the frame structure having a hole pattern and/or the respective wind deflector profile having a hole pattern, with the fixing elements in different holes of the hole pattern in the different positions of the wind deflector profiles are arranged, in particular are arranged in different hole pairs of the overlapping hole pattern. The use of hole patterns or a hole pattern is a particularly simple and reliable solution to enable the wind deflector profiles to be fixed in the frame structure in different, fixed positions. It is considered to be particularly advantageous if fixing elements pass through holes arranged in an overlapping manner in the respective position.

Insbesondere bei Windleitprofilen, die um eine parallel zu der Rotorachse verlaufende Drehachse schwenkbar in der Rahmenstruktur gelagert sind, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Löcher des Lochmusters entlang eines Kreisbogens angeordnet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass beispielsweise bei einem in dem Kreisbogen ausgebildeten Lochmuster, bei einem Verschwenken des Windleitprofils ein Loch des Windleitprofils entlang des kreisbogenförmigen Lochmusters der Rahmenstruktur verschwenkt wird, sodass bei einem Verschwenken das Loch des Windleitprofils mit den Löchern des kreisbogenförmigen Lochmusters zur Überlappung kommt. Ist die gewünschte Winkelstellung erreicht, kann dann ein Fixierelement in die überlappenden Löcher eingebracht und auf diese Weise das Windleitprofil in der entsprechenden Stellung fixiert werden.Particularly in the case of wind deflector profiles, which are mounted in the frame structure so as to be pivotable about an axis of rotation running parallel to the rotor axis, it is considered advantageous if the holes of the hole pattern are arranged along a circular arc. This ensures that, for example with a hole pattern formed in the circular arc, when the wind deflector is pivoted, a hole in the wind deflector is pivoted along the circular hole pattern of the frame structure, so that when pivoting, the hole in the wind deflector overlaps with the holes in the circular hole pattern. Once the desired angular position has been reached, a fixing element can then be introduced into the overlapping holes and in this way the wind deflector profile can be fixed in the appropriate position.

Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Anzahl der möglichen Stellungen des Windleitprofils endlich ist, somit nur bestimmte Winkelstellungen möglich sind, in denen das Windleitprofil in der Rahmenstruktur fixiert werden kann. Dies erhöht wiederum die Stabilität und ein etwaiger Wartungsaufwand sowie eine Ausfallwahrscheinlichkeit wird aufgrund der geringen Komplexität vermieden. Bevorzugt sind 5 bis 10 unterschiedliche Stellungen je Windleitprofil vorgesehen.It is considered particularly advantageous if the number of possible positions of the wind deflector is finite, so only certain angular positions are possible in which the wind deflector can be fixed in the frame structure. This in turn increases the stability and any maintenance effort as well as a probability of failure is avoided due to the low complexity. 5 to 10 different positions are preferably provided for each wind deflector.

Um eine besonders hohe Laufruhe und niedrige Geräuschemission zu erreichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine Anzahl der Windleitprofile ungleich einer Anzahl von Rotorflügeln des Rotors ist. Insbesondere ist die Anzahl der Windleitprofile kleiner als die Anzahl der Rotorflügel des Rotors. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Anzahl der Rotorflügel kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Windleitprofile ist. Ferner wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Anzahl der Windleitprofile kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Rotorflügel ist.In order to achieve particularly smooth running and low noise emissions, it is considered advantageous if the number of wind deflection profiles is unequal to the number of rotor blades of the rotor. In particular, the number of wind deflection profiles is smaller than the number of rotor blades of the rotor. It is considered particularly advantageous if the number of rotor blades is not an integral multiple of the number of wind deflector profiles. Furthermore, it is considered particularly advantageous if the number of wind deflector profiles is not an integral multiple of the number of rotor blades.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das jeweilige Windleitprofil in einer ersten Endstellung fixierbar ist, wobei ein Anstellwinkel in dieser ersten Endstellung einem maximalen Anstellwinkel entspricht, und das jeweilige Windleitprofil in einer zweiten Endstellung fixierbar ist, wobei der Anstellwinkel in dieser zweiten Endstellung einem minimalen Anstellwinkel entspricht, wobei eine Winkeldifferenz des Anstellwinkels in der ersten Endstellung und des Anstellwinkels in der zweiten Endstellung zwischen 10° und 50° beträgt.It is considered particularly advantageous if the respective wind deflector profile can be fixed in a first end position, with an angle of attack in this first end position corresponding to a maximum angle of attack, and the respective wind deflector profile can be fixed in a second end position, with the angle of attack in this second end position being a minimum Corresponds to the angle of attack, with an angular difference between the angle of attack in the first end position and the angle of attack in the second end position being between 10° and 50°.

Vorliegend wird unter dem Begriff „Anstellwinkel“ im Zusammenhang mit den Windleitprofilen insbesondere der Winkel verstanden, den das Windleitprofil mit einer in einer von einer Rotationsachse des Rotors radialer Richtung verlaufenden Gerade einschließt. Der Anstellwinkel ist dabei insbesondere der Winkel, den eine Gerade, die in einem senkrecht zu der Rotationsachse verlaufenden Querschnitt des Windleitprofils durch den radial äußersten Punkt und den radial innersten Punkt des Windleitprofils verläuft, mit einer von der Rotationsachse des Rotors in radialer Richtung und durch den radial innersten Punkt des Windleitprofils verlaufenden Geraden einschließt.In the present case, the term “angle of attack” in connection with the wind deflectors is understood to mean in particular the angle that the wind deflectors enclose with a straight line running in a radial direction from a rotational axis of the rotor. The angle of attack is in particular the angle that a straight line, which runs in a cross section of the wind deflector profile running perpendicular to the axis of rotation, through the radially outermost point and the radially innermost point of the wind deflector profile, with a radial direction from the axis of rotation of the rotor and through the radially innermost point of the wind deflector extending straight includes.

Vorzugsweise sind die Windleitprofile äquidistant um die Rotorachse umlaufend angeordnet.The wind deflection profiles are preferably arranged equidistantly around the rotor axis.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Windleitprofile einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen.It is considered particularly advantageous if the wind deflector profiles have a cross section in the shape of a circular arc.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Rotor als Savonius-Rotor ausgebildet.In a particularly preferred embodiment, the rotor is designed as a Savonius rotor.

Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Windleitprofile als Gleichteile ausgebildet sind. Dadurch wird der Fertigungsaufwand besonders gering gehalten und zudem ein Austausch eines defekten Windleitprofils erleichtert. Ersatzteilvorhaltung ist ebenfalls besonders günstig möglich.It is considered particularly advantageous if the wind deflector profiles are designed as identical parts. This keeps the manufacturing effort particularly low and also makes it easier to replace a defective wind deflector profile. Spare parts can also be kept available at particularly low cost.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Windleitprofile aus Metall gefertigt sind. Insbesondere handelt es sich bei den Windleitprofilen um Blechteile. Ferner wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Rahmenstruktur und/oder zumindest das Rahmenunterteil und das Rahmenoberteil aus Metall, insbesondere aus Blech, gefertigt sind. Dabei ist es durchaus denkbar, dass die Metallteile, bei denen es sich auch um Metalllegierungs-Teile handeln kann, beschichtet sind und/oder eloxiert sind.It is considered particularly advantageous if the wind deflector profiles are made of metal. In particular, the wind deflectors are sheet metal parts. Furthermore, it is considered particularly advantageous if the frame structure and/or at least the lower frame part and the upper frame part are made of metal, in particular sheet metal. It is quite conceivable that the metal parts, which can also be metal alloy parts, are coated and/or anodized.

Vorzugsweise beträgt eine Blechdicke der aus einem Blech gefertigten Komponenten der Windenergieanlage, insbesondere eine Blechdicke der Windleitprofile und/oder des Rahmenoberteils und/oder des Rahmenunterteils, 2 mm bis 5 mm, insbesondere 2,5 mm bis 3,5 mm, besonders bevorzugt 3 mm.Preferably, a sheet metal thickness of the components of the wind energy plant made from sheet metal, in particular a sheet metal thickness of the wind deflector profiles and/or the upper frame part and/or the lower frame part, is 2 mm to 5 mm, in particular 2.5 mm to 3.5 mm, particularly preferably 3 mm .

Eine vertikale Ausdehnung des Rotors und/oder der Käfigstruktur beträgt vorzugsweise zwischen 1 m und 4 m, besonders bevorzugt zwischen 1,5 m und 2,5 m. Ein Durchmesser der Käfigstruktur beträgt vorzugsweise 2 m bis 3 m.A vertical extent of the rotor and/or the cage structure is preferably between 1 m and 4 m, particularly preferably between 1.5 m and 2.5 m. A diameter of the cage structure is preferably 2 m to 3 m.

Es hat sich gezeigt, dass ein besonders hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann, wenn ein Verhältnis von Innendurchmesser der Käfigstruktur zu Außendurchmesser der Käfigstruktur von 1,5 zu 3 bis 2,5 zu 3, insbesondere 2 zu 3, beträgt.It has been shown that a particularly high level of efficiency can be achieved if the ratio of the inner diameter of the cage structure to the outer diameter of the cage structure is 1.5:3 to 2.5:3, in particular 2:3.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn das Rahmenoberteil und/oder das Rahmenunterteil eben ausgebildet sind.It has also proven to be advantageous if the upper frame part and/or the lower frame part are flat.

Hinsichtlich einer besonders einfachen Fertigung, hohen Stabilität und einfachen Fixierung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das jeweilige Windleitprofil einen Fixierabschnitt in Form einer Abkantung, vorzugsweise horizontal verlaufenden Abkantung, aufweist.With regard to particularly simple production, high stability and simple fixing, it has proven to be advantageous if the respective wind deflector profile has a fixing section in the form of a fold, preferably a horizontal fold.

Es hat sich ferner als vorteilhaft hinsichtlich einer hohen Stabilität und dennoch einfachen Lösung der Fixierung erwiesen, wenn die Windleitprofile jeweils an drei Fixierpunkten im Rahmenoberteil und an drei Fixierpunkten im Rahmenunterteil fixiert sind.It has also proven to be advantageous in terms of high stability and yet a simple solution for the fixation if the wind deflector profiles are each fixed at three fixing points in the upper frame part and at three fixing points in the lower frame part.

Vorzugsweise sind die Windleitprofile rotationssymmetrisch um den Rotor angeordnet.The wind deflection profiles are preferably arranged rotationally symmetrically around the rotor.

Es ist aber auch durchaus denkbar, insbesondere wenn es eine häufig vorherrschende Windrichtung an dem Aufstellort gibt, wenn die Windleitprofile nicht rotationssymmetrisch um den Rotor angeordnet sind, sondern die Anstellwinkel der dem Wind zugewandten Seite der Käfigstruktur angeordneten Windleitprofile sich von den Anstellwinkeln der Windleitprofile auf einer dem Wind abgewandten Seite der Käfigstruktur unterscheiden.However, it is also entirely conceivable, particularly if there is a frequently prevailing wind direction at the installation site, if the wind deflectors are not arranged rotationally symmetrically around the rotor, but instead the angles of attack of the wind deflectors arranged on the side of the cage structure facing the wind differ from the angles of attack of the wind deflectors on one distinguish the leeward side of the cage structure.

Vorzugsweise weist die Käfigstruktur eine zylindrische Außenkontur auf. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn auch der Rotor eine zylindrische Außenkontur aufweist. Der Rotor und die Käfigstruktur sind vorzugsweise konzentrisch angeordnet.The cage structure preferably has a cylindrical outer contour. It is considered particularly advantageous if the rotor also has a cylindrical outer contour. The rotor and cage structure are preferably arranged concentrically.

Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Windleitprofile und/oder der Rotor, insbesondere die Rotorflügel, eine Oberflächenstrukturierung aufweisen.It is considered advantageous if the wind deflector profiles and/or the rotor, in particular the rotor blades, have a surface structure.

Vorzugsweise sind Rotorflügel des Rotors bezüglich der Vertikalen geneigt ausgebildet. Insbesondere bei geneigten Rotorflügeln wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Rotor und/oder die Käfigstruktur oben und/oder unten Durchgangsöffnung zum Ausleiten des Windes in der vertikalen Richtung bzw. entgegen der vertikalen Richtung aufweist.Rotor blades of the rotor are preferably designed to be inclined with respect to the vertical. In the case of inclined rotor blades in particular, it is considered advantageous if the rotor and/or the cage structure has through-openings at the top and/or bottom for deflecting the wind in the vertical direction or counter to the vertical direction.

In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße vertikale Windenergieanlage in einer perspektivischen Ansicht,
2 eine Anordnung eines Rotors und einer Käfigstruktur der vertikale Windenergieanlage gemäß 1 in einer Schnittansicht gemäß der Linie A-A in 3,
3 die Anordnung gemäß 2 in einer Ansicht gemäß dem Pfeil III in 2,
4 ein Teilbereich der 2 in einer vergrößerten Darstellung,
5 die Anordnung gemäß 2 in einer perspektivischen Ansicht,
6 eine Käfigstruktur der Anordnung gemäß 2 in einer perspektivischen Ansicht,
7 ein Teilbereich der 6 in einer vergrößerten Darstellung,
8 die Käfigstruktur gemäß 4 in einer Schnittansicht mit Windleitprofilen in einer ersten Winkelstellung,
9 die Käfigstruktur gemäß 5 in einer Schnittansicht mit Windleitprofilen in einer zweiten Winkelstellung.

The invention is explained in more detail in the following figures using an exemplary embodiment, without being restricted to this. Show it:

1 a vertical wind turbine according to the invention in a perspective view,
2 an arrangement of a rotor and a cage structure according to the vertical wind turbine 1 in a sectional view along the line AA in 3 ,
3 the arrangement according to 2 in a view according to the arrow III in 2 ,
4 a part of the 2 in an enlarged view,
5 the arrangement according to 2 in a perspective view,
6 a cage structure according to the arrangement 2 in a perspective view,
7 a part of the 6 in an enlarged view,
8th according to the cage structure 4 in a sectional view with wind deflectors in a first angular position,
9 according to the cage structure 5 in a sectional view with wind deflectors in a second angular position.

Die 1 bis 9 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen vertikalen Windenergieanlage 1 bzw. Windkraftanlage, wobei diese Windenergieanlage 1 einen als Widerstandsläufer ausgebildeten Rotor 2 mit einer in vertikaler Richtung Z ausgebildeten Rotorwelle 3 aufweist, wobei diese Rotorwelle 3 dem Antreiben eines nicht näher dargestellten Generators dient. Die Windenergieanlage 1 weist eine den Rotor 2 vollumfänglich umschließende, feststehende Käfigstruktur 4 auf, wobei die Käfigstruktur 4 eine Rahmenstruktur 5a, 5b mit einem kreisringförmigen Rahmenoberteil 5a und einem in vertikaler Richtung Z beabstandeten, ebenfalls kreisförmigem Rahmenunterteil 5b aufweist. Das Rahmenunterteil 5b ist mit einer Trägerstruktur 11 verbunden, wobei diese Trägerstruktur 11 zudem der Lagerung der Rotorwelle 3 des Rotors 2 dient.The 1 until 9 show an embodiment of a vertical wind turbine 1 or wind turbine according to the invention, this wind turbine 1 having a rotor 2 designed as a resistance rotor with a rotor shaft 3 designed in the vertical direction Z, with this rotor shaft 3 serving to drive a generator (not shown). The wind energy installation 1 has a fixed cage structure 4 that completely encloses the rotor 2, the cage structure 4 having a frame structure 5a, 5b with an annular upper frame part 5a and a likewise circular lower frame part 5b spaced apart in the vertical direction Z. The lower frame part 5b is connected to a support structure 11, this support structure 11 also serving to support the rotor shaft 3 of the rotor 2.

Die Käfigstruktur 4 weist acht in der Rahmenstruktur 5a, 5b gelagerte Windleitprofile 6 auf, wobei die Windleitprofile 6 äquidistant um die Rotorwelle 3 umlaufend angeordnet sind. Die Windleitprofile 6 dienen dem Umlenken des einströmenden Windes in Drehrichtung des Rotors 2. Der Rotor 2 weist wiederum neun Rotorflügel 10 auf, die vorliegend im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmt ausgebildet und bezüglich der Vertikalen Z geneigt sind. Die Windleitprofile 6 sind ebenfalls im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmt, wobei die Windleitprofile 6 und die Rotorflügel 10 entgegengesetzt gekrümmt sind. Im Gegensatz zu den Rotorflügeln 10 sind die Windleitprofile 6 nicht zu der Vertikalen Richtung Z geneigt sondern erstrecken sich parallel zu dieser, d.h. die Hauptflächen, die dem Umlenken des Windes dienen, verlaufen parallel zu der Z-Richtung.The cage structure 4 has eight wind deflection profiles 6 mounted in the frame structure 5a, 5b, the wind deflection profiles 6 being arranged equidistantly around the rotor shaft 3. The wind deflector profiles 6 are used to deflect the incoming wind in the direction of rotation of the rotor 2. The rotor 2 in turn has nine rotor blades 10, which in the present case are curved in the shape of a circular arc and are inclined with respect to the vertical Z. The wind deflectors 6 are also curved in the shape of a circular arc in cross section, with the wind deflectors 6 and the rotor blades 10 being curved in opposite directions. In contrast to the rotor blades 10, the wind deflection profiles 6 are not inclined to the vertical direction Z but extend parallel to it, i.e. the main surfaces, which serve to deflect the wind, run parallel to the Z-direction.

Das jeweilige Windleitprofil 6 ist vorliegend in mehreren Stellungen in der Rahmenstruktur 5a, 5b fixierbar, zur Veränderung eines Anstellwinkels α der Windleitprofile 6. Der Anstellwinkel α ist vorliegend der Winkel, den das Windleitprofil 6 mit einer von einer Rotationsachse 16 des Rotors 2 in radialer Richtung verlaufenden Gerade 14 einschließt mit einer Profilsehne des Windleitprofils einschließt, wie dies in den 8 und 9 gezeigt ist. Die in radialer Richtung verlaufende Gerade 14 verläuft dabei durch den radial innersten Punkt des Windleitprofils 6 und die Profilsehne ist durch eine durch den radial innersten Punkt des Windleitprofils 6 und den radial äußersten Punkt des Windleitprofils 6 verlaufenden Gerade 15 kenntlich gemacht. Der Anstellwinkel α ist dabei der Winkel, den die Gerade 14 und die Gerade 15 einschließen. Um die Windleitprofile 6 in den unterschiedlichen Stellungen in der Rahmenstruktur 5a, 5b zu fixieren, weisen das Rahmenoberteil 5a und das Rahmenunterteil 5b in einem Überlappungsbereich mit dem Windleitprofil 6 jeweils Lochmuster 8 mit mehreren Löchern 9 auf, wobei die Löcher 9 des jeweiligen Lochmusters 8 entlang eines Kreisbogens angeordnet sind. Vier der acht Windleitprofile 6 sind in sieben unterschiedlichen Stellungen in der Rahmenstruktur 5a, 5b fixierbar und die anderen vier der acht Windleitprofile 6 sind in sieben unterschiedlichen Stellungen in der Rahmenstruktur 5a, 5b fixierbar. Dementsprechend weisen die entsprechenden Lochmuster 8 sieben Löcher 9 bzw. neun Löcher 9 auf.The respective wind deflector profile 6 can be fixed in several positions in the frame structure 5a, 5b in order to change an angle of attack α of the wind deflector profiles 6. The angle of attack α is the angle that the wind deflector profile 6 makes with one of a rotational axis 16 of the rotor 2 in the radial direction extending straight line 14 includes with a chord of the wind deflector includes, as in the 8th and 9 is shown. The straight line 14 running in the radial direction runs through the radially innermost point of the wind deflector 6 and the profile chord is identified by a straight line 15 running through the radially innermost point of the wind deflector 6 and the radially outermost point of the wind deflector 6 . The angle of attack α is the angle that the straight line 14 and the straight line 15 enclose. In order to fix the wind deflector profiles 6 in the different positions in the frame structure 5a, 5b, the upper frame part 5a and the frame lower part 5b each have a hole pattern 8 with a plurality of holes 9 in an overlapping area with the wind deflector profile 6, with the holes 9 along the respective hole pattern 8 are arranged in an arc of a circle. Four of the eight wind deflectors 6 can be fixed in seven different positions in the frame structure 5a, 5b and the other four of the eight wind deflectors 6 can be fixed in seven different positions in the frame structure 5a, 5b. Correspondingly, the corresponding hole pattern 8 has seven holes 9 and nine holes 9, respectively.

Das jeweilige Windleitprofil 6 weist einen ersten Fixierabschnitt 13 auf, der mit dem Rahmenoberteil 5a überlappt und einen zweiten Fixierabschnitt auf, der mit dem Rahmenunterteil 5b überlappt. Der jeweilige Fixierabschnitt 13 ist als Abkantung ausgebildet und weist vorliegend zwei Löcher 9 auf, wobei das jeweilige Loch 9 mit den Löchern 9 der Lochmuster 8 zur Überlappung gebracht werden kann. Je nachdem, mit welchem Loch 9 des Lochmusters 8 das Loch 9 des Fixierabschnitts 13 überlappt, befindet sich das Windleitprofil 6 in einer bestimmten Stellung, in der eine Fixierung des Windleitprofils 6 möglich ist. In die in der jeweiligen Stellung überlappenden Löcher 9 kann ein Fixierelement 12, beispielsweise ein Bolzen oder eine Schrauben-Mutter-Anordnung oder dergleichen, eingebracht werden, um das Windleitprofil 6 in der entsprechenden Stellung in der Rahmenstruktur 5a, 5b zu fixieren.The respective wind guide profile 6 has a first fixing section 13 which overlaps with the upper frame part 5a and a second fixing section which overlaps with the lower frame part 5b. The respective fixing section 13 is designed as a bevel and has two holes 9 in the present case, it being possible for the respective hole 9 to overlap with the holes 9 of the hole pattern 8 . Depending on which hole 9 of the hole pattern 8 the hole 9 of the fixing section 13 overlaps with, the wind deflector 6 is in a specific position in which it is possible to fix the wind deflector 6 . A fixing element 12, for example a bolt or a screw-nut arrangement or the like, can be introduced into the overlapping holes 9 in the respective position in order to fix the wind deflector profile 6 in the corresponding position in the frame structure 5a, 5b.

Vorliegend ist das jeweilige Windleitprofil 6 um eine parallel zu der Rotorachse 3 verlaufende Drehachse 7 schwenkbar in der Rahmenstruktur 5a, 5b gelagert, zur Veränderung der Stellung des Windleitprofils 6 bei gelösten Fixierelementen. Bei gelösten Fixierelementen 12 ist insofern ein Verschwenken der Windleitprofile 6 in der Rahmenstruktur 5a, 5b möglich zur Veränderung der Stellung des Windleitprofils 6 und somit des Anstellwinkels α. Vorliegend ist die Drehachse 7 in einem radial inneren Bereich der Käfigstruktur 4 ausgebildet.In the present case, the respective wind deflector profile 6 is mounted in the frame structure 5a, 5b so as to be pivotable about an axis of rotation 7 running parallel to the rotor axis 3, in order to change the position of the wind deflector profile 6 when the fixing elements are released. When the fixing elements 12 are loosened, the wind deflector profiles 6 can be pivoted in the frame structure 5a, 5b in order to change the position of the wind deflector profile 6 and thus the angle of attack α. In the present case, the axis of rotation 7 is formed in a radially inner area of the cage structure 4 .

Insbesondere einem Vergleich der 8 und 9 ist zu entnehmen, dass durch Veränderung der Stellung der Windleitprofile 6 der Anstellwinkel α und somit die Umlenkwirkung der Windleitprofile 6 bezüglich des einströmenden Windes verändert werden kann. Die in der 8 gezeigte Stellung entspricht dabei einer Endstellung mit minimalem Anstellwinkel α von etwa 22°. Die in der 9 gezeigte Stellung entspricht dabei einer Zwischenstellung zwischen der Endstellung mit minimalem Anstellwinkel und einer weiteren Endstellung mit einem maximalen Anstellwinkel α, wobei der Anstellwinkel in dieser Zwischenstellung etwa 35° beträgt.In particular, a comparison of 8th and 9 it can be seen that by changing the position of the wind deflectors 6, the angle of attack α and thus the deflection effect of the wind deflectors 6 with respect to the inflowing wind can be changed. The one in the 8th The position shown corresponds to an end position with a minimum angle of attack α of about 22°. The one in the 9 shown position corresponds to an intermediate position between the end position with a minimum angle of attack and a further end position with a maximum angle of attack α, the angle of attack in this intermediate position being approximately 35°.

BezugszeichenlisteReference List

11: Windenergieanlagewind turbine
22: Rotorrotor
33: Rotorwellerotor shaft
44: Käfigstrukturcage structure
5a5a: Rahmenoberteilframe top
5b5b: Rahmenunterteilframe base
66: Windleitprofilwind deflector
77: Drehachseaxis of rotation
88th: Lochmusterlace pattern
99: LochHole
1010: Rotorflügelrotor blade
1111: Tragstruktursupporting structure
1212: Fixierelementefixing elements
1313: Fixierabschnittfixing section
1414: GeradeStraight
1515: GeradeStraight
1616: Rotationsachseaxis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2123905 A1 [0003]

Claims

Vertical wind turbine (1) having a rotor (2) designed as a resistance rotor with a rotor shaft (3) designed in the vertical direction (Z) for driving a generator, the wind turbine (1) having a fixed cage structure which encloses the rotor (2) at least partially around its circumference (4), wherein the cage structure (4) has a frame structure (5) and a plurality of wind deflector profiles (6) mounted in the frame structure (5), the wind deflector profiles (6) being arranged circumferentially around the rotor shaft (3), the wind deflector profiles (6) serve to deflect the incoming wind in the direction of rotation of the rotor (2), characterized in that the respective wind deflector profile (6) can be fixed in at least two different positions in the frame structure (5).

wind turbine after claim 1 , wherein the cage structure (4) completely encloses the rotor (2).

wind turbine after claim 1 or 2 , wherein the respective wind deflector (6) is fixed with one or more fixing elements (12) in the frame structure (5).

wind turbine after claim 3 , wherein the fixing elements (12) are screws, in particular a screw-nut arrangement.

wind turbine after claim 4 , wherein the respective wind deflection profile (4) is mounted in the frame structure (5) so that it can rotate about an axis of rotation (7) running parallel to the rotor axis (3), for changing the position of the wind deflection profile (4) when the fixing element (12) or fixing elements are loosened (12).

Wind turbine according to one of Claims 1 until 5 wherein the frame structure (5) has an upper frame part in the vertical direction (Z) and a lower frame part in the vertical direction (Z), the wind deflector profiles being arranged between the upper frame part and the lower frame part and being fixed in them.

wind turbine after claim 6 , wherein between the upper frame part and the lower frame part, apart from the wind deflector profiles (6), no further elements supporting the upper frame part and the lower frame part against one another are arranged.

Wind turbine according to one of Claims 1 until 7 , wherein the frame structure (5) and the respective wind deflector (6) are arranged overlapping in an overlapping area, the frame structure having a hole pattern (8) and/or the respective wind deflector (6) having a hole pattern, wherein in the different positions of the wind deflector ( 4) the fixing elements (12) are arranged in different holes (9) of the hole pattern (8).

wind turbine after claim 6 , wherein the holes (9) of the hole pattern (8) are arranged along an arc of a circle.

wind turbine after claim 8 or 9 , whereby fixing elements (12) pass through overlapping holes (9) in the respective position.

Wind turbine according to one of Claims 1 until 10 , wherein a number of wind deflectors (6) is unequal to a number of rotor blades (10) of the rotor (2), in particular a number of wind deflectors (6) is smaller than a number of rotor blades (10) of the rotor (2).

Wind turbine according to one of Claims 1 until 11 , wherein the respective wind deflector (6) can be fixed in a first end position and can be fixed in a second end position, with an angular difference between an angle of attack (α) of the wind deflector in the first end position and the angle of attack (α) in the second end position between 10° and is 50°.

Wind turbine according to one of Claims 1 until 12 , wherein the wind guide profiles (6) are arranged equidistantly around the rotor axis (3).

Wind turbine according to one of Claims 1 until 13 , wherein the wind guide profiles (6) have a circular arc-shaped cross section.

Wind turbine according to one of Claims 1 until 14 , wherein the rotor (2) is designed as a Savonius rotor.