DE10321193A1 - Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik - Google Patents
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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 (Windfangflächen1a–d ), die sich während der Rotation zyklisch mit dem Wind um die Rotorachse (4 ) drehen und dabei von einem im Zentrum befindlichen Windablenkkörper (2 und22 ) 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.
-
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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)
- 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.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausbildung der konkav/konvexen Windfangflächen als langgestreckte Hohlzylinderhalbschalen, deren Längsachsen parallel zur Achse des Rotors angeordnet sind.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch Ausbildung der Windablenkkörper im Zentrum des Querschnittes als Rhombus.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch Ausbildung der Windablenkkörper im Querschnitt als ovalförmiger Körper.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch Ausbildung der Windablenkkörper im Querschnitt als ellipsenförmiger Körper.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch Befestigung der Windablenkkörper im Mittelpunkt auf einer drehbar gelagerten Achse.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch dass die Rotorachse als Chassis zur Aufnahme der Windablenkkörper über Querträger ausgebildet ist.
- 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.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass die drehbar gelagerte Rotorachse einen Generator antreibt
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass beliebig viele Windrotoren übereinander mit jeweils 180° Versatz kombiniert werden.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial wiederverwendbare Hochleistungswerkstoff aus natürlichen synthetischen Konstruktions- und Funktionspolymeren zum Einsatz kommen.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial wasserfeste Holzmaterialien zum Einsatz kommen.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial Aluminiummaterialien zum Einsatz kommen.
- Windkrafanlage nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Windrotormaterial Stahlmaterialien zum Einsatz kommen.
- Windkraftanlage nach Anspruch 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Windfangflächen mit Trimmklappen abgeschlossen sind.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2003121193 DE10321193A1 (de) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik |
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Publications (1)
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|---|---|
| DE10321193A1 true DE10321193A1 (de) | 2004-12-02 |
Family
ID=33394490
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2003121193 Withdrawn DE10321193A1 (de) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | Windkraftanlage mit vertikaler Rotorwelle und im Rotor integrierter Technik |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE10321193A1 (de) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008027241A1 (de) | 2007-06-06 | 2008-12-11 | Sandeo Concolato | Vertikal-Windkraftanlage sowie Rotorblatt |
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| 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 |
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-
2003
- 2003-05-12 DE DE2003121193 patent/DE10321193A1/de not_active Withdrawn
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| 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. |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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