DE10340112A1 - Wind power unit has vanes turning about a vertical axis with surface areas that can be altered according to the wind strength - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage, bestehend aus einem um eine vertikale Drehachse umlaufenden kraftübertragenden Grundkörper, wobei an dem Grundkörper mindestens ein Flügel angeordnet ist, aus einem Generator und einer Verbindung zwischen Generator und Grundkörper.The The invention relates to a wind turbine, consisting of a order a vertical axis of rotation encircling force transmitting body, wherein on the body at least one wing is arranged from a generator and a connection between Generator and body.
Windkraftanlagen werden meist in Form einer auf einem Mast angeordneten Propellerturbine ausgeführt, bei der ein ein- oder mehrflügeliger Propeller um eine horizontale Achse umläuft. Zur Energiegewinnung wird hier der Auftrieb ausgenutzt, der an den vom Wind umströmten Rotorblättern entsteht. Nachteilig an dieser Entwicklung ist es, dass diese Anlagen durch Bau von immer größeren Rotorradien an ihre Stabilitätsgrenze stoßen. Bei zu starkem Wind sind die Windkraftanlagen aus Sicherheitsgründen nicht zu betreiben. Bei nur geringen Windgeschwindigkeiten liegen diese Windkraftanlagen still, weil keine effektive Energiegewinnung aufgrund eines zu geringen Auftriebes möglich ist.Wind turbines are usually carried out in the form of a mast arranged on a propeller turbine at the one or more wings Propeller revolves around a horizontal axis. For energy is Here, the lift taken advantage of the wind flows around the rotor blades. adversely At this development is that these plants by construction of always larger rotor radii their stability limit bump. If the wind is too strong, the wind turbines are not for safety reasons to operate. At only low wind speeds are these Wind turbines shut down because no effective energy production due too low a buoyancy possible is.
Es sind ebenfalls Windkraftanlagen bekannt geworden, bei der Windfänger um eine vertikal ausgerichtete Achse umlaufen. Diese Anordnung vermindert die statischen Probleme der Anlage bei hohen Windgeschwindigkeiten. Dennoch sind diese Windkraftanlagen ebenfalls von der Stärke des Windes abhängig und können nicht effizient und kontinuierlich bei verschiedenen Windstärken eingesetzt werden.It are also wind turbines have become known in the wind catcher order revolve a vertically aligned axis. This arrangement is reduced the static problems of the system at high wind speeds. Nevertheless, these wind turbines are also of the strength of the Wind dependent and can can not be used efficiently and continuously at different wind speeds.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstig und einfach herzustellende Windkraftanlage bereitzustellen, die bei schwachen als auch starken Winden effizient und kontinuierlich einsetzbar ist. Die Windkraftanlage soll ebenfalls bei wechselnden Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen schnell auf diese ausrichtbar sein.The The present invention avoids the disadvantages of the prior art. It is the object of the invention to provide a cost-effective and easy to manufacture To provide wind turbine, which is weak as well as strong Winches can be used efficiently and continuously. The wind turbine should also be at changing wind speeds and wind directions quickly be aligned to this.
Die Erfindung besteht darin, dass der Flügel eine Windangriffsfläche aufweist, die vertikal auf einer (gedachten) von der Drehachse ausstrahlenden radialen Linie fest angeordnet ist und dass die Größe der Windangriffsfläche an dem fest am Grundkörper montierten Flügel veränderbar ist. Die Angriffsfläche des Windes kann derart am fest an dem Grundkörper montierten Flügel verändert werden. Bei geringer Windstärke kann eine vergleichsweise große Fläche zur Verfügung gestellt werden und bei hohen Windgeschwindigkeiten kann die Fläche entsprechend verkleinern werden. Diese Möglichkeit der Veränderung der Windangriffsfläche eines Flügels macht die Windkraftanlage bei verschiedensten Windstärken kontinuierlich zur Energiegewinnung einsetzbar. Aufwendige Montagen verschiedenster Flügelgrößen oder Stillstandszeiten der Anlage entfallen.The Invention is that the wing has a wind attack surface, the vertical on a (imaginary) radiating from the axis of rotation radial Line is fixed and that the size of the wind attack surface on the firmly mounted on the body wing variable is. The attack surface of the Wind can be changed so on the fixedly mounted on the body wings. At low wind speed can be a comparatively large Area to disposal and at high wind speeds, the area can be reduced accordingly become. This possibility the change the wind attack surface a grand piano makes the wind turbine continuously at different wind strengths used for energy. Elaborate montages of various kinds Wing sizes or Downtimes of the system are eliminated.
Vorteilhaft ist es, wenn die Größe der Windangriffsfläche des Flügels innerhalb einer Umdrehung des Grundkörpers derart veränderbar ist, dass in dem Kreisbogensegment, in dem die Drehrichtung des Grundkörpers gleich der Windrichtung ist, die Flügelfläche größer ist, als in dem Kreisbogensegment, in dem die Windrichtung entgegen der Drehrichtung des Grundkörpers angreift. Hierdurch ist erreicht, dass in dem Kreisbogensegment, in dem die Windrichtung gleich der Drehrichtung ist, die umlaufende Flügelfläche eine größere Angriffsfläche bietet als in dem weiteren Kreisbogensegment, in dem die Drehrichtung entgegen der Windrichtung wirkt. Es ist ein Energie /Kraftüberschuss in Umlaufrichtung bewirkt, der ein kontinuierliches Umlaufen des Grundkörpers um die vertikale angeordnete Achse zur Energiegewinnung ermöglicht.Advantageous it is when the size of the wind attack surface of the wing within one revolution of the body so changeable is that in the arc segment in which the direction of rotation of the the body is equal to the wind direction, the wing surface is larger than in the arc segment, in which the wind direction acts counter to the direction of rotation of the base body. This ensures that in the circular arc segment, in which the wind direction is equal to the direction of rotation, the rotating wing surface offers a larger attack surface than in the other circular arc segment, in which the direction of rotation opposite the wind direction acts. It is an energy / surplus in the direction of circulation causes the continuous circulation of the main body to the vertical axis allows for energy.
Die Windkraftanlage ist ohne großen konstruktiven Aufwand unter Beibehaltung der Stabilität bei geringen Windgeschwindigkeiten nutzbar.The Wind turbine is without big design effort while maintaining stability at low Wind speeds usable.
Es ist zweckmäßig, wenn der Flügel aus einer Windangriffsfläche und diese tragenden Trägern besteht.It is appropriate if the wing from a wind attack surface and these wearing straps consists.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Flügel ein Segel ist, welches innerhalb von Führungsschienen geführt ist und welches ein-/ und ausrollbar oder faltbar ist. Das Segel kann an der von dem Grundkörper abgewandten Seite ein-/ und ausrollbar sein, oder das Segel kann sowohl an der von dem Grundkörper abgewandten Seite als auch an der dem Grundkörper zugewandten Seite ein-/ und ausrollbar sein und in einem zentralen vertikal verlaufenden Bereich des Tuches fest an Führungsschienen angeordnet sein. Diese Flügelkonstruktion ist besonders einfach und kostengünstig herzustellen. Aufwendige und kostenintensive Werkzeuge zur Herstellung von Propellerturbinen entfallen.there It is beneficial if the wing is a sail, which is guided within guide rails and which can be rolled in or rolled out or folded. The sail can on the side facing away from the base body Side and / or be rolled out, or the sail can both at the facing away from the base body Side as well as on the main body facing side and be rolled out and in a central vertically extending area of the cloth firmly on guide rails be arranged. This wing construction is particularly easy and inexpensive to manufacture. costly and costly tools for making propeller turbines omitted.
Eine weitere Möglichkeit zur Größenveränderung der Windangriffsfläche liegt darin, dass die Windangriffsfläche aus mindestens zwei gegeneinander verschiebbaren Flächen besteht, welche in Führungen geführt sind und dass die verschiebbaren Flächen Platten und/oder Segel sind. Um die Windangriffsfläche des Flügels zu vergrößern, wird wenigstens eine Platte in den Führungen derart verschoben, dass die Platten nahezu nebeneinander oder leicht überlappend liegen. Um die Windangriffsfläche des Flügel zu verkleinern wird eine Platte gegen die andere Platte oder werden die Platten derart gegeneinander verschoben, dass sie teilweise oder vollständig hintereinander liegen. Die Verschiebung der Platten gegeneinander kann in vertikaler Richtung oder in horizontaler Richtung erfolgen. Ein Flügel braucht nicht nur aus zwei Platten und den Führungsschienen aufgebaut zu sein, sondern es sind eine Vielzahl gegeneinander verschiebbarer Platten möglich.Another possibility for changing the size of the wind attack surface is that the wind attack surface consists of at least two mutually displaceable surfaces which are guided in guides and that the displaceable surfaces are plates and / or sails. In order to increase the windage area of the wing, at least one plate is displaced in the guides such that the plates lie almost side by side or slightly overlapping. In order to reduce the windage area of the wing one plate against the other plate or the plates are shifted against each other so that they partially or completely behind each other. The displacement of the plates against each other can take place in the vertical direction or in the horizontal direction. A wing not only needs to be constructed of two plates and the guide rails, but it is a variety of mutually displaceable plates possible.
Vorteilhaft ist es, wenn die Größe der Windangriffsfläche des Flügels durch einen von der Stärke der Windkraft abhängig steuerbaren Motor veränderbar ist. Dieser Motor ermöglicht eine exakte Steuerung der Größe der Flügelfläche auf die vorherrschende Windstärke, so dass eine effiziente Energiegewinnung ermöglicht ist. Die Veränderung der Flügelfläche erfolgt sowohl innerhalb einer Umdrehung als auch aufgrund der vorherrschenden Windgeschwindigkeit.Advantageous it is when the size of the wind attack surface of the wing by one of the strength of the Wind power dependent controllable motor changeable is. This engine allows an exact control of the size of the wing surface the prevailing wind force, so that efficient energy production is possible. The change the wing surface takes place both within one revolution and because of the prevailing one Wind speed.
Zweckmäßig ist eine Verschalung in Form eines Kreisbogensehments um den Grundkörper, welche außerhalb des Bewegungsradius der Flügel herum angeordnet ist. Die Verschalung schirmt das Kreisbogensegment vor angreifender Windenergie am Flügel ab, welches entgegen der Drehrichtung des Grundkörpers liegt.Is appropriate a formwork in the form of a Kreisbogensehments around the main body, which outside the radius of movement of the wings is arranged around. The shuttering shields the arc segment against attacking wind energy on the wing off, which against the Direction of rotation of the body lies.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Windleitwerk an der Verschalung angeordnet ist, welches die Verschalung in der Stellung zur Windrichtung hält, in der die Drehrichtung des Grundkörpers entgegen der Windrichtung abzuschirmen ist.Advantageous it is when a wind deflector is arranged on the casing, which holds the shuttering in the position to the wind direction, in which the Direction of rotation of the body shield against the wind direction.
Für eine einfache Wartung der Windkraftanlage ist es zweckmäßig, wenn der Generator am Fuß des Mastes angeordnet ist und über eine vertikal verlaufende Welle mit dem umlaufenden, an der Mastspitze angeordneten Grundkörper in Verbindung steht.For a simple Maintenance of the wind turbine, it is useful if the generator on Foot of the Mastes is arranged and over a vertical shaft with the revolving, at the top of the mast arranged body communicates.
Das Wesen der Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen die:The Essence of the invention is described below with reference to in the drawings schematically illustrated embodiments example closer explained. It show the:
In
der
Die
Die
Windangriffsflächen
In
der
In
der
In
der
- 11
- WindkraftanlageWind turbine
- 22
- Verbindung (hier: Mast)connection (here: mast)
- 33
- Grundkörperbody
- 44
- Flügelwing
- 55
- Vertikale Drehachsevertical axis of rotation
- 66
- Flächearea
- 77
- Führungsschieneguide rail
- 88th
- Stirnseitefront
- 99
- Segeltuchsailcloth
- 1010
- Platteplate
Claims (12)
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DE10340112A DE10340112A1 (en) | 2003-08-30 | 2003-08-30 | Wind power unit has vanes turning about a vertical axis with surface areas that can be altered according to the wind strength |
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DE10340112A DE10340112A1 (en) | 2003-08-30 | 2003-08-30 | Wind power unit has vanes turning about a vertical axis with surface areas that can be altered according to the wind strength |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10340112A1 true DE10340112A1 (en) | 2005-03-24 |
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DE10340112A Withdrawn DE10340112A1 (en) | 2003-08-30 | 2003-08-30 | Wind power unit has vanes turning about a vertical axis with surface areas that can be altered according to the wind strength |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE10340112A1 (en) |
Cited By (7)
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-
2003
- 2003-08-30 DE DE10340112A patent/DE10340112A1/en not_active Withdrawn
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