DE10321193A1 - Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik - Google Patents

Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik Download PDF

Info

Publication number
DE10321193A1
DE10321193A1 DE2003121193 DE10321193A DE10321193A1 DE 10321193 A1 DE10321193 A1 DE 10321193A1 DE 2003121193 DE2003121193 DE 2003121193 DE 10321193 A DE10321193 A DE 10321193A DE 10321193 A1 DE10321193 A1 DE 10321193A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wind
turbine according
wind turbine
rotor
deflector
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Withdrawn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
DE2003121193
Other languages
English (en)
Inventor
Karsten Treffurth
Volkmar Tetzlaff
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE2003121193 priority Critical patent/DE10321193A1/de
Publication of DE10321193A1 publication Critical patent/DE10321193A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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 
    • F03D3/005Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • 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
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/21Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/215Rotors for wind turbines with vertical axis of the panemone or "vehicle ventilator" type
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Windkraftanlage mit einem vertikalen Rotorsystem zur Windenergienutzung nach dem aerodynamischen Auftriebsprinzip, mit parallel zur Rotorachse angebrachten Rotorblättern, die sich während der Rotation zyklisch mit dem Wind um die Rotorachse drehen und dabei von einem im Zentrum befindlichen Windablenkkörper auf optimale Strömungsverhältnisse ausgerichtet sind. DOLLAR A Die Erfindung vereinigt in sich die Vorteile von Darrieus- und Savonius-Rotor, wie Unabhängigkeit von der Windrichtung, gutes Anlaufverhalten und hohem Wirkungsgrad. Ein weiterer Vorteil ist die Integration der Technik (z. B. Generator) in den Rotor, wobei ein perfekter Schutz, kompakte Bauweise, bessere Optik und hohe Langlebigkeit erreicht werden. Für die Anwender ergeben sich dadurch eine Reihe von Vorteilen, wie DOLLAR A Erhöhung von Lebensdauer, Verringerung von Wartungs- und Reparaturkosten, Wegfall von Stell- und Reglungstechnik, bedingt durch die geometrische Anordnung des Rotors, einfache Kopplung des Rotors mit Energieerzeugungsanlagen, Möglichkeit der Kombination von mehreren Rotoren zur Erhöhung der Leistung.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist eine Windkraftanlage mit einem vertikalen Rotorsystem zur Nutzung von Windenergie nach dem aerodynamischen Auftriebsprinzip, mit parallel zur Rotorachse (4) angebrachten Rotorblättern (Windfangflächen 1a–d), die sich während der Rotation zyklisch mit dem Wind um die Rotorachse (4) drehen und dabei von einem im Zentrum befindlichen Windablenkkörper (2 und 22) auf optimale Strömungsverhältnisse ausgerichtet sind.
  • Die entstehende Saug- und Druckseiten, sowie die Strömungsumlenkung werden maßgeblich durch die beschriebene Anordnung vom Windablenkkörper (Rotorkern) (2, 22) und Windfangflächen (Rotorblätter) (1a–d) beeinflusst.
  • Teilweise schmiegen sich die Luftströmungen den Profilen an, teils übt die Luftströmung Druckkräfte aus. Dadurch wird an den Windfangflächen (1a–d) und am Windablenkkörper (2, 22), je nach Ausrichtung zum Wind, eine Zirkulationsströmung einer Parallelströmung überlagert. Es entsteht keine Luftmassenverdrängung, sondern eine Durchströmung des Systems. Die rücklaufende Windfangfläche (1a–d) wird somit durch die Strömungsumlenkung gegen den Wind angetrieben.
  • Es ist bekannt, dass in Deutschland vorwiegend Auftrieb nutzende Rotorsysteme zur Nutzung von Windenergie eingesetzt werden, deren Rotorachse horizontal verläuft und deren Rotorblätter rechtwinklig zur Rotorachse angebracht sind.
  • Es ist bekannt, dass auch Aufrieb nutzende Rotorsysteme zur Nutzung von Windenergie im Einsatz sind, deren Rotorblätter parallel zur Rotorachse angebracht sind.
  • Die „Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik" ist eine Synthese aus Darrieus-Rotor und Savonius-Rotor, wobei die jeweiligen Nachteile gegeneinander aufgehoben werden. Alle drei sind sogenannte Vertikalachskonverter.
  • Der Darrieus-Rotor hat den Vorteil, dass seine Funktion nicht von der Windrichtung abhängt. Nachteilig sind dagegen die schlechten Anlaufeigenschaften und der verhältnismäßig ungünstige Wirkungsgrad (aerodynamischer Wirkungsgrad ist auf ca. 37% begrenzt).
  • Der Savonius-Rotor hat einen geringeren Wirkungsgrad (ca. 23%), aber den Vorteil des guten Anlaufverhaltens schon bei geringen Windstärken.
  • Die „Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik" vereinigt in sich die Vorteile beider Rotoren, wie Unabhängigkeit von der Windrichtung, gutes Anlaufverhalten bei geringen Windstärken und relativ hohem Wirkungsgrad (ca. 42 %). Ein weiterer Vorteil ist die Integration der Technik (z.B. Generator) in den Rotor, wobei ein perfekter Schutz, kompakte Bauweise, bessere Optik und hohe Langlebigkeit erreicht werden. Für die Anwender ergeben sich dadurch eine Reihe von Vorteilen, wie
    • – Anordnung des Rotors (siehe Abbildungen) mit im Rotor integrierter Technik (z.B.. Generator) erhöht die Lebensdauer und verringert Wartungs- und Reparaturkosten.
    • - Anwendung des Patentes / Schutzrechtes für Kleinanlagen bis 100KW
    • – Lukrative Vermarktung durch Reduzierung von Kosten die durch Heizung und Warmwasser verursacht werden.
    • – Ökonomische Vorteile durch einfache, robuste, extrem langlebige und wartungsarme Bauform.
    • – Wegfall von Stell- und Reglungstechnik, bedingt durch die geometrische Anordnung des Rotors. Kopplung des Rotors mit Energieerzeugungsanlagen, wie z.B. Stromgenerator, Hydraulikanlagen.
    • – Möglichkeit der Kombination von mehreren Rotoren zur Erhöhung der Leistung und Reduzierung der Kosten.
  • 1 Windrotor (einfach) Seitenansicht
    2 Windrotor (einfach) Draufsicht
    3 Windrotor (mehrfach) Seitenansicht
    4 Windrotor (mehrfach) Draufsicht
    1a–d
    Windfangfläche
    2
    Windablenkkörper (unten)
    22
    Windablenkkörper (oben)
    3
    Generator
    4
    Rotorachse
    5a–d
    Träger der Windfangflächen
    6a–d
    Windleitblech (oben/unten)
    7a–d
    Trimmklappen

Claims (15)

  1. Windkraftanlage mit mindestens einem Windrotor mit zwei Stück rotationssymmetrisch angeordneter konkav/konvexer Windfangfläche, die um eine vertikale (senkrechte) Achse drehen, wobei sich die dem Wind mit ihrer konkaven Seite zugewandte Windfangfläche in Windrichtung drehen und sich die dem Wind mir ihrer konvexen Seite zugewandte Windfangfläche gegen den Wind drehen, gekennzeichnet durch einen Windablenkkörper, der in Windrichtung vor dem Teil des mindestens einen Windrotors angeordnet ist, dessen Windfangflächen sich in Richtung gegen den Wind drehen.
  2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausbildung der konkav/konvexen Windfangflächen als langgestreckte Hohlzylinderhalbschalen, deren Längsachsen parallel zur Achse des Rotors angeordnet sind.
  3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch Ausbildung der Windablenkkörper im Zentrum des Querschnittes als Rhombus.
  4. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch Ausbildung der Windablenkkörper im Querschnitt als ovalförmiger Körper.
  5. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch Ausbildung der Windablenkkörper im Querschnitt als ellipsenförmiger Körper.
  6. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch Befestigung der Windablenkkörper im Mittelpunkt auf einer drehbar gelagerten Achse.
  7. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch dass die Rotorachse als Chassis zur Aufnahme der Windablenkkörper über Querträger ausgebildet ist.
  8. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass die drehbar gelagerte Rotorachse von einer Lagerschale aufgenommen wird und mit Befestigungspunkten eine Verbindung mit einem Mast oder Gebäude herstellen kann.
  9. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass die drehbar gelagerte Rotorachse einen Generator antreibt
  10. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass beliebig viele Windrotoren übereinander mit jeweils 180° Versatz kombiniert werden.
  11. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial wiederverwendbare Hochleistungswerkstoff aus natürlichen synthetischen Konstruktions- und Funktionspolymeren zum Einsatz kommen.
  12. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial wasserfeste Holzmaterialien zum Einsatz kommen.
  13. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial Aluminiummaterialien zum Einsatz kommen.
  14. Windkrafanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial Stahlmaterialien zum Einsatz kommen.
  15. Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Windfangflächen mit Trimmklappen abgeschlossen sind.
DE2003121193 2003-05-12 2003-05-12 Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik Withdrawn DE10321193A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003121193 DE10321193A1 (de) 2003-05-12 2003-05-12 Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003121193 DE10321193A1 (de) 2003-05-12 2003-05-12 Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10321193A1 true DE10321193A1 (de) 2004-12-02

Family

ID=33394490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003121193 Withdrawn DE10321193A1 (de) 2003-05-12 2003-05-12 Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10321193A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008027241A1 (de) 2007-06-06 2008-12-11 Sandeo Concolato Vertikal-Windkraftanlage sowie Rotorblatt
WO2009000048A1 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 Antony Glenn Interlandi A wind turbine having an airflow deflector
DE102008019849A1 (de) 2008-04-19 2009-10-22 Carsten Moepert Windschraube zur Umwandlung von im Wind enthaltener kinetischer Energie in eine mechanische Drehbewegung
WO2012008862A3 (en) * 2010-07-16 2012-04-26 Telbit Phu, Iwona Janowska Vertical axis wind turbine
DE202012010744U1 (de) 2012-11-09 2013-01-14 Mrt-Wind Gmbh Vertikal ausgerichtete Windkraftanlage mit 0,5-5 kW Leistung, deren getriebefreier PMG Generator über den Mast eines 2-flügeligen Helix-Segels mit einer Nutzfläche von 18°-360° direkt angetrieben wird.
JP2013507573A (ja) * 2009-10-13 2013-03-04 ロベルト ボレリ, エネルギー変換アセンブリ
WO2013136660A1 (ja) * 2012-03-14 2013-09-19 公立大学法人大阪府立大学 垂直軸風車

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008027241A1 (de) 2007-06-06 2008-12-11 Sandeo Concolato Vertikal-Windkraftanlage sowie Rotorblatt
WO2009000048A1 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 Antony Glenn Interlandi A wind turbine having an airflow deflector
DE102008019849A1 (de) 2008-04-19 2009-10-22 Carsten Moepert Windschraube zur Umwandlung von im Wind enthaltener kinetischer Energie in eine mechanische Drehbewegung
JP2013507573A (ja) * 2009-10-13 2013-03-04 ロベルト ボレリ, エネルギー変換アセンブリ
WO2012008862A3 (en) * 2010-07-16 2012-04-26 Telbit Phu, Iwona Janowska Vertical axis wind turbine
CN103052792A (zh) * 2010-07-16 2013-04-17 泰尔比特福艾沃纳亚诺夫斯卡公司 垂直轴风轮机
WO2013136660A1 (ja) * 2012-03-14 2013-09-19 公立大学法人大阪府立大学 垂直軸風車
JPWO2013136660A1 (ja) * 2012-03-14 2015-08-03 公立大学法人大阪府立大学 垂直軸風車
DE202012010744U1 (de) 2012-11-09 2013-01-14 Mrt-Wind Gmbh Vertikal ausgerichtete Windkraftanlage mit 0,5-5 kW Leistung, deren getriebefreier PMG Generator über den Mast eines 2-flügeligen Helix-Segels mit einer Nutzfläche von 18°-360° direkt angetrieben wird.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60124788T2 (de) Windturbinensystem
DE102007013885A1 (de) Anordnung zur Erzeugung elektrischer Energie (II)
WO2010012278A2 (de) Strömungsenergieanlage, insbesondere windkraftanlage
DE202010016013U1 (de) Windrichtungsunabhängige Windturbine mit vertikalem Rotor, mehrreihiger Einleitflächenkonstruktion und tropfenförmig profilierten Rotorblättern
EP2128432B1 (de) Windkraftanlage mit axialem Lufteintritt und radialem Luftaustritt
DE10321193A1 (de) Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik
DE112017004377B4 (de) Windturbinenanlage
WO2008035963A2 (en) Vertical-axis wind turbine and method for the production thereof
WO2010097204A2 (de) Wasserrad
DE102008008060B4 (de) Rotor mit einem parallel zur Rotationsachse angeströmten, ringförmigen Rotorblatt
DE102009015669A1 (de) Kleinwindkraftanlage
WO2008028675A2 (de) Windkraftanlage
DE202016100140U1 (de) Windkraftanlage mit Windfängern
DE202010009981U1 (de) Anordnung zur Erzeugung elektrischer Energie (III)
DE202005013658U1 (de) Windkraftanlage
WO2002093006A1 (de) Vertikalachs-windturbine
DE202008014838U1 (de) Freitragender Vertikalachs-H-Durchström-Auftriebs-Rotor
DE19847965C1 (de) Windkraftanlage
DE102010052947A1 (de) Windrichtungsunabhängige Windturbine mit vertikalem Rotor, mehrreihiger Einleitflächenkonstruktion und tropfenförmig profilierten Rotorflügeln
DE102008060019A1 (de) Vertikalachsenwindkraftanlage; Verfahren zur Umwandlung von Windenergie mittels einer Vertikalachsenwindkraftanlage
DE102012008617A1 (de) Verstellbarer Windflügel, insbesondere für Windkraftanlagen und deren Anordnung an Windkraftanlagen
DE102022127815A1 (de) Windkraftanlage
AT380080B (de) Windturbine
DE102017127786A1 (de) Vertikalwindkraftanlage
DE202022105938U1 (de) Windkraftanlage

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee