DE102022132079A1

DE102022132079A1 - Device for generating electrical energy

Info

Publication number: DE102022132079A1
Application number: DE102022132079.0A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2024-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Erzeugung von elektrischer Energie, umfassendeine Windkraftanlage mit einem Turm (2), einem Rotor (3) und einem Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wind,wobei die Vorrichtung (1) weiterhin ein oder mehrere Photovoltaikelemente (5, 6) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Lichteinstrahlung umfasst.The invention relates to a device (1) for generating electrical energy, comprising a wind turbine with a tower (2), a rotor (3) and a generator for generating electrical energy from wind, wherein the device (1) further comprises one or more photovoltaic elements (5, 6) for generating electrical energy from light radiation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels Windkraft und Sonnenstrahlung.The invention relates to a device for generating electrical energy by means of wind power and solar radiation.

Nach dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels Windkraft bekannt. Die bekannten Windkraftanlagen umfassen einen Turm, einen Rotor und einen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie. Die bekannten Windkraftanlagen haben typischerweise drei Rotorblätter, welche gegen den Wind angestellt werden können, und die den Rotor mittels Windkraft drehen, der seinerseits mittels des Generators Strom erzeugt. Dabei kann die Anzahl von Rotorblättern auch abweichen.According to the state of the art, devices for generating electrical energy using wind power are known. The known wind turbines comprise a tower, a rotor and a generator for generating electrical energy. The known wind turbines typically have three rotor blades that can be set against the wind and that turn the rotor using wind power, which in turn generates electricity using the generator. The number of rotor blades can also vary.

Bekannterweise erzeugen Windkraftanlagen nur elektrische Energie und somit Strom, wenn Wind vorhanden ist.As is well known, wind turbines only generate electrical energy and therefore electricity when there is wind.

Alternativ sind Photovoltaikanlagen bekannt, welche insbesondere auf Hausdächern oder in sogenannten Solarparks auf Freiflächen angeordnet sind. Dabei werden Photovoltaik Paneelen in Reihen auf Gestellen mit einer vorgegebenen Neigung zum Boden auf Freiflächen angeordnet.Alternatively, photovoltaic systems are known, which are arranged in particular on house roofs or in so-called solar parks on open spaces. Photovoltaic panels are arranged in rows on frames with a predetermined inclination to the ground on open spaces.

Bekannterweise erzeugen Photovoltaikanlagen nur bei Sonnenschein, d.h. bei Tag elektrische Energie und somit Strom.It is well known that photovoltaic systems only generate electrical energy and therefore electricity when the sun is shining, i.e. during the day.

Es besteht Bedarf, sowohl die Verlässlichkeit der Verfügbarkeit von elektrischer Energie aus sogenannten regenerativen Energiequellen, z.B. Sonne oder Wind, zu erhöhen und gleichmäßig über den Tag und die Nacht verfügbar zu machen. Gleichzeitig soll ein übermäßiger Verbrauch von Freiflächen vermieden werden.There is a need to increase the reliability of the availability of electrical energy from so-called renewable energy sources, such as sun or wind, and to make it available evenly throughout the day and night. At the same time, excessive consumption of open spaces should be avoided.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe die oben beschriebenen Probleme zu verbessern.The present invention aims to improve the problems described above.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1 gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by a device according to claim 1. Useful embodiments emerge from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie, umfasst eine Windkraftanlage mit einem Turm, einem Rotor und einem Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wind. Die Windkraftanlage kann in dem Fachmann bekannter Form ausgestaltet sein.The device according to the invention for generating electrical energy comprises a wind turbine with a tower, a rotor and a generator for generating electrical energy from wind. The wind turbine can be designed in a form known to those skilled in the art.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein oder mehrere Photovoltaikelemente zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Lichteinstrahlung umfasst.The device further comprises one or more photovoltaic elements for generating electrical energy from light radiation.

In Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zumindest ein erstes Photovoltaikelemente in Form von einem Paneel, welches sich vom Turm erstreckt.In an embodiment, the device comprises at least a first photovoltaic element in the form of a panel which extends from the tower.

Das Paneel ist insbesondere über eine drehbare oder kippbare Achse mit dem Turm verbunden, wobei das Paneel insbesondere mit einer Nachführeinrichtung verbunden ist.The panel is connected to the tower in particular via a rotatable or tiltable axis, wherein the panel is connected in particular to a tracking device.

In Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung mehrere erste Photovoltaikelemente, welche in einer vertikalen Reihe oder zwei vertikalen Reihen angeordnet sind.In an embodiment, the device comprises a plurality of first photovoltaic elements which are arranged in one vertical row or two vertical rows.

Der Rotor mit Rotorblättern spannt eine erste Ebene auf, wobei insbesondere eine Erstreckungsrichtung der ersten Photovoltaikelemente senkrecht zu dieser Ebene in eine von den Rotorblättern abgewandte Richtung ausgerichtet ist, oder wobei eine Erstreckungsrichtung in einer zu dieser Ebene parallelen Ebene verläuft.The rotor with rotor blades spans a first plane, wherein in particular an extension direction of the first photovoltaic elements is aligned perpendicular to this plane in a direction facing away from the rotor blades, or wherein an extension direction runs in a plane parallel to this plane.

In Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zumindest ein zweites Photovoltaikelement in Form eines Flächenelements, welches an einer Oberfläche des Turms angeordnet ist.In an embodiment, the device comprises at least a second photovoltaic element in the form of a surface element, which is arranged on a surface of the tower.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Steuerung, welche eine selektive Abschaltung der Windkraftanlage, erster Photovoltaikelemente und/oder zweiter Photovoltaikelemente ermöglicht.The device further comprises a control which enables a selective shutdown of the wind turbine, first photovoltaic elements and/or second photovoltaic elements.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Beispiels dargestellt werden. Die Darstellung ist schematisch und nicht maßstabsgetreu.

1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie in einer Frontansicht.
2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie in einer Seitenansicht.

The invention will be illustrated below using an example. The illustration is schematic and not to scale.

1 shows schematically a device for generating electrical energy in a front view.
2 shows schematically a device for generating electrical energy in a side view.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung von elektrischer Energie, umfassend eine Windkraftanlage mit einem Turm 2, einem Rotor 3 und einem Generator (nicht dargestellt) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wind. 1 shows a device 1 for generating electrical energy, comprising a wind turbine with a tower 2, a rotor 3 and a generator (not shown) for generating electrical energy from wind.

Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin mehrere erste Photovoltaikelemente 5, welche als Paneele ausgestaltet sind, zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Lichteinstrahlung. Die ersten Photovoltaikelemente 5 sind hier in zwei Reihen angeordnet, welche sich rechts und links vom Turm im Wesentlichen horizontal erstrecken. Die ersten Photovoltaikelemente 5 können je um eine Mittelachse kippbar sein, um eine Oberfläche der Photovoltaikelemente 5 an die Sonneneinstrahlrichtung anzupassen, wie in 2 beispielhaft dargestellt.The device 1 further comprises a plurality of first photovoltaic elements 5, which are designed as panels, for generating electrical energy from light radiation. The first photovoltaic elements 5 are arranged here in two rows, which extend essentially horizontally to the right and left of the tower. The first photovoltaic elements 5 can each be tilted about a central axis in order to adapt a surface of the photovoltaic elements 5 to the direction of the sun's rays, as shown in 2 shown as an example.

Rotorblätter 4 und erste Photovoltaikelemente 5 sind in verschiedenen Ebenen angeordnet, so dass die Rotorblätter 4 stets ausreichenden Abstand zu den ersten Photovoltaikelemente 5 bewahren. Die ersten Photovoltaikelemente 5 erstrecken sich in 1 in positive bzw. negative x-Richtung. Alternativ ist auch eine Erstreckung in negative y-Richtung, d.h. entgegen einer Narbe der Windkraftanlage oder dazwischen liegende Richtungen möglich.Rotor blades 4 and first photovoltaic elements 5 are arranged in different planes so that the rotor blades 4 always maintain sufficient distance from the first photovoltaic elements 5. The first photovoltaic elements 5 extend in 1 in the positive or negative x-direction. Alternatively, an extension in the negative y-direction is also possible, ie against a hub of the wind turbine or in directions in between.

1 zeigt weiterhin ein zweites Photovoltaikelement 6, welches als Flächenelement am Turm 2 angeordnet ist. Ein solches Flächenelement kann direkt auf der Oberfläche des Turms 2 angeordnet werden, wobei eine Anordnung insbesondere nur an einer südlichen Seite bzw. Seite mit hoher Sonneneinstrahlung des Turms 2 sinnvoll ist. 1 further shows a second photovoltaic element 6, which is arranged as a surface element on the tower 2. Such a surface element can be arranged directly on the surface of the tower 2, whereby an arrangement is particularly only useful on a southern side or side with high solar radiation of the tower 2.

Die Vorrichtung 1 weist zweckmäßigerweise entsprechende Steuerungs- und Umspannelemente auf, so dass die mit der Vorrichtung erzeugte Energie in ein Stromnetz eingespeist werden kann. Die Steuerung kann insbesondere eine selektive Abschaltung der Windkraftanlage, erster Photovoltaikelemente 5 und/oder zweiter Photovoltaikelemente 6 ermöglichen.The device 1 expediently has corresponding control and transformer elements so that the energy generated by the device can be fed into a power grid. The control can in particular enable a selective shutdown of the wind turbine, first photovoltaic elements 5 and/or second photovoltaic elements 6.

Claims

Device (1) for generating electrical energy, comprising a wind turbine with a tower (2), a rotor (3) and a generator for generating electrical energy from wind, characterized in that the device (1) further comprises one or more photovoltaic elements (5, 6) for generating electrical energy from light radiation.

Device (1) according to Claim 1 comprising at least a first photovoltaic element (5) in the form of a panel extending from the tower (2).

Device (1) according to Claim 2 , wherein the panel is connected to the tower (2) via a rotatable or tiltable axis, wherein the panel is in particular connected to a tracking device.

Device (1) according to one of the preceding claims, comprising a plurality of first photovoltaic elements (5) arranged in one vertical row or two vertical rows.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the rotor (3) with rotor blades (4) spans a first plane, wherein an extension direction of the first photovoltaic elements (5) is oriented perpendicular to this plane in a direction facing away from the rotor blades (4), or wherein an extension direction runs in a plane parallel to this plane.

Device (1) according to one of the preceding claims, comprising at least a second photovoltaic element (6) in the form of a surface element which is arranged on a surface of the tower (2).

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the device (1) further comprises a control which enables a selective shutdown of the wind turbine, first photovoltaic elements (5) and/or second photovoltaic elements (6).