DE19543458A1 - Wind power plant with rotor blades arranged in two sets - Google Patents

Wind power plant with rotor blades arranged in two sets

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Abstract

The power plant has at least one rotor (3) with blades (5) coupled to a rotary part (6) of a generator (1). The rotary part, together with the generator counterpiece (7) as a second rotary part, serves for the current generation. There is a second rotor (4) coupled to the second rotary part (counterpiece) of the generator and rotates in a direction opposite to that of the first rotary part. The blades of the second rotor are adjusted for rotation opposite to that of the first rotor. Preferably the rotors are located on the opposite sides of the generator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit wenigstens einem mit Rotorblättern versehenen umlaufenden Rotor, der mit einem ro­ tierenden Teil eines Generators verbunden ist, das mit einem Ge­ genstück des Generators der Stromerzeugung dient.The invention relates to a wind turbine with at least one rotating rotor provided with rotor blades, which with a ro ting part of a generator is connected to a Ge counterpart of the generator is used to generate electricity.

Derartige Windkraftanlagen sind überwiegend mit horizontal ausge­ richteten Rotorachsen im Betrieb. Sie dienen der Stromerzeugung durch Ausnutzung der Windkraft. Da die Windkraft kostenlos zur Verfügung steht und die Energieerzeugung durch Windkraft keine sich verbrauchenden Ressourcen beansprucht, wäre eine verstärkte Ausnutzung der Windkraft zur Erzeugung von verbrauchbarer Energie sehr wünschenswert.Such wind turbines are predominantly horizontal aligned rotor axes during operation. They are used to generate electricity by exploiting wind power. Because wind power is free Is available and wind power generation is none consuming resources would be increased Utilization of wind power to generate consumable energy very desirable.

Ein Haupthindernis für den verstärkten Einsatz von Windkraftanla­ gen sind große Stillstandszeiten in windschwachen Gebieten. Wäh­ rend in Küstennähe die dort auftretenden Windgeschwindigkeiten zu Betriebszeiten führen, die über den Stillstandszeiten liegen, sind die Stillstandszeiten im windschwächeren Landesinnern häufig um Faktoren größer als die Betriebszeiten. Die in Gebrauch befind­ lichen Windkraftanlagen benötigen Mindestwindgeschwindigkeiten zwischen 3 und 5,5 m/s.A major obstacle to the increased use of wind turbines Long downtimes in low-wind areas are a problem. Wuh the wind speeds occurring there near the coast Operating times that are higher than the downtimes downtimes in the less windy interior often change  Factors greater than the operating times. The in use Wind turbines require minimum wind speeds between 3 and 5.5 m / s.

Der allgemeinen Akzeptanz von Windkraftanlagen steht der mit die­ sen Anlagen verbundene erhebliche Eingriff in die Landschaft ent­ gegen. Der beliebigen Vermehrung der Windkraftanlagen sind daher unter diesem Gesichtspunkt Grenzen gesetzt. Es erscheint daher wünschenswert, aus einer vorhandenen Windkraftanlage möglichst hohe Leistungen entnehmen zu können.The general acceptance of wind turbines stands with the This entails considerable interference in the landscape against. Any increase in wind turbines are therefore set limits from this point of view. It therefore appears desirable, if possible from an existing wind turbine high performance.

Der Erfindung liegt somit die Problemstellung zugrunde, eine Wind­ kraftanlage der eingangs erwähnten Art so fortzubilden, daß die Entnahme hoher Leistungen möglich ist und die durch Schwachwind­ zeiten bedingten Stillstandszeiten der Windkraftanlage verringert werden.The invention is therefore based on the problem of a wind Power plant of the type mentioned in such a way that the Withdrawal of high performance is possible and due to light wind time-related downtimes of the wind power plant are reduced will.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist eine Windkraftanlage der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Rotor vorgesehen ist, der mit dem Gegenstück des Gene­ rators zu dessen zum rotierenden Teil gegenläufiger Rotation ver­ bunden ist.Based on this problem, a wind turbine is the initially mentioned type according to the invention characterized in that a second rotor is provided which is connected to the counterpart of the gene to the rotating part of the opposite rotation ver is bound.

Während die bekannten Windkraftanlagen nur einen einzigen Rotor aufweisen, ist die erfindungsgemäße Windkraftanlage mit zwei Roto­ ren versehen, die jeweils auf eins der beiden zur Stromerzeugung zusammenwirkenden Teile des Generators zu deren Rotation einwir­ ken, wodurch die beiden Teile gegenläufig zueinander rotieren. Die Windkraft, die erforderlich ist, um die Windkraftanlage zu star­ ten, ist größenordnungsmäßig nur halb so groß wie bei herkömm­ lichen Windkraftanlagen, da zur Überwindung der Magnetfelder und der Reibung im Generator zwei Rotoren zusammenwirken. Die erfin­ dungsgemäße Windkraftanlage kann somit bereits bei geringeren Windgeschwindigkeiten die Stromerzeugung starten.While the known wind turbines only have a single rotor have, the wind power plant according to the invention with two Roto ren provided, each on one of the two for power generation interacting parts of the generator for their rotation ken, whereby the two parts rotate in opposite directions to each other. The Wind power required to star the wind turbine is about half the size of conventional Lichen wind turbines, as to overcome the magnetic fields and friction in the generator, two rotors interact. The invent wind turbine according to the invention can therefore already at lower Wind speeds start generating electricity.

Da durch die gegenläufige Drehung der beiden rotierenden Teile des Generators die Relativgeschwindigkeit verdoppelt wird, verdoppelt sich auch die entnehmbare Leistung. Insbesondere bei schwachen Winden wird so ein schnellerer Anstieg auf höhere entnehmbare Leistungen erreicht.Since the opposite rotation of the two rotating parts of the Generator the relative speed is doubled, doubled the removable performance. Especially with weak ones  This will wind up a faster rise to higher removable ones Achievements achieved.

Die beiden Rotoren können in demselben Drehsinn rotieren. In die­ sem Fall muß wenigstens ein rotierendes Teil des Generators über ein die Drehrichtung invertierendes Getriebe angetrieben werden.The two rotors can rotate in the same direction. In the sem case must at least a rotating part of the generator a gear inverting the direction of rotation are driven.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rotorblätter des zweiten Rotors für eine gegenüber dem ersten Rotor gegenläufige Rotation eingestellt.In a preferred embodiment, the rotor blades of the second rotor for a rotor opposite to the first rotor Rotation set.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Rotoren auf gegenüber­ liegenden Seiten des Generators angeordnet sind. Dies hat den Vor­ teil, daß die konstruktive Ausbildung vereinfacht werden kann. Insbesondere ist es möglich, daß die Rotoren die zugeordneten rotierenden Teile des Generators unmittelbar, d. h. ohne Zwischen­ schaltung eines Getriebes, antreiben. Gegebenenfalls können hier­ bei spezielle Magnetspulenanordnungen für die rotierenden Teile Anwendung finden, wie sie bei direkt angetriebenen Rotoren mit einer scheibenförmigen Rotorausbildung mit einem großen Durchmes­ ser für sich bereits bekannt ist.It is particularly preferred if the rotors face each other lying sides of the generator are arranged. This has the intent part that the constructive training can be simplified. In particular, it is possible for the rotors to be assigned rotating parts of the generator immediately, d. H. without intermediate circuit of a transmission, drive. If necessary, here with special magnetic coil arrangements for the rotating parts Find the same application as with directly driven rotors a disc-shaped rotor formation with a large diameter is already known for itself.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will now be described with reference to one in the drawing presented embodiment are explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Windkraftanlage mit zwei gegenläufig rotierenden Rotoren, Fig. 1 is a schematic view of a wind turbine with two counter-rotating rotors,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Generators mit zwei von den beiden Rotoren angetriebenen rotieren­ den Teilen des Generators. Fig. 2 is a schematic representation of the generator with two rotating parts of the generator driven by the two rotors.

Fig. 1 zeigt eine Windkraftanlage, bei der ein Generator 1 in einer horizontalen Ausrichtung auf einem vertikalen Mast 2 mon­ tiert ist. Auf der einen Seite des Generators ist ein erster Rotor 3, auf der anderen Seite ein zweiter Rotor 4 montiert. Beide Roto­ ren 3, 4 weisen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Ro­ torblätter 5 auf. Die Rotorblätter 5 des ersten Rotors 3 und die Rotorblätter 5 des zweiten Rotors 4 sind so eingestellt, daß die beiden Rotoren 3, 4 in entgegengesetzter Richtung drehen, wie dies durch Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 1 shows a wind turbine in which a generator 1 is installed in a horizontal orientation on a vertical mast 2 . A first rotor 3 is mounted on one side of the generator and a second rotor 4 is mounted on the other side. Both Roto ren 3 , 4 have three Ro 5 in the illustrated embodiment. The rotor blades 5 of the first rotor 3 and the rotor blades 5 of the second rotor 4 are set so that the two rotors 3 , 4 rotate in the opposite direction, as shown by arrows in FIG. 1.

Fig. 2 zeigt schematisch den inneren Aufbau des Generators 1, der prinzipiell aus einem ersten rotierenden Teil 6 und einem zweiten rotierenden Teil 7 besteht. Fig. 2 shows schematically the internal structure of the generator 1, the rotating principle of a first part 6 and a second rotating part 7 is composed.

Das erste rotierende Teil 6 ist mit dem ersten Rotor 3 direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Getriebes über eine Welle 8 ver­ bunden und als ankerähnliches Teil ausgebildet.The first rotating part 6 is connected to the first rotor 3 directly, ie without interposing a gear via a shaft 8 and is designed as an anchor-like part.

Das das Gegenstück bildende zweite rotierende Teil 7 ist über eine Welle 9 direkt mit dem zweiten Rotor 4 verbunden und bildet einen gegenläufig zum ersten rotierenden Teil 6 rotierenden Käfig.The second rotating part 7 forming the counterpart is connected directly to the second rotor 4 via a shaft 9 and forms a cage rotating in the opposite direction to the first rotating part 6 .

In üblicher Technik werden die Rotoren 3, 4 in die Richtung des in Fig. 2 durch einen Pfeil A angedeuteten Windes gedreht, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen.In conventional technology, the rotors 3 , 4 are rotated in the direction of the wind indicated by an arrow A in FIG. 2 in order to achieve optimum efficiency.

Claims (4)

1. Windkraftanlage mit wenigstens einem mit Rotorblättern (5) versehenen umlaufenden Rotor (3), der mit einem rotierenden Teil (6) eines Generators (1) verbunden ist, das mit einem Gegenstück (7) des Generators (1) der Stromerzeugung dient, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Rotor (4) vorgesehen ist, der mit dem Gegenstück (7) des Generators (1) zu dessen zum rotierenden Teil (6) gegenläufiger Rotation verbunden ist.1. A wind power plant with at least one rotating rotor ( 3 ) provided with rotor blades ( 5 ), which is connected to a rotating part ( 6 ) of a generator ( 1 ), which is used to generate electricity with a counterpart ( 7 ) of the generator ( 1 ), characterized in that a second rotor ( 4 ) is provided which is connected to the counterpart ( 7 ) of the generator ( 1 ) for its rotation opposite to the rotating part ( 6 ). 2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (5) des zweiten Rotors (4) für eine gegen­ über dem ersten Rotor (3) gegenläufige Rotation eingestellt sind.2. Wind power plant according to claim 1, characterized in that the rotor blades ( 5 ) of the second rotor ( 4 ) are set for an opposite rotation with respect to the first rotor ( 3 ). 3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rotoren (3, 4) auf gegenüberliegenden Seiten des Generators (1) angeordnet sind.3. Wind power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the rotors ( 3 , 4 ) are arranged on opposite sides of the generator ( 1 ). 4. Windkraftanlage nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rotoren (3, 4) mit dem jeweils zugeordneten Teil (6, 7) des Generators (1) direkt verbunden sind.4. Wind power plant according to claim 2 and 3, characterized in that the rotors ( 3 , 4 ) with the respectively assigned part ( 6 , 7 ) of the generator ( 1 ) are connected directly.
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