DE20112763U1 - Anlaufhilfe für H-Darrieus Windkraftanlagen durch eine spezielle Gestaltung des Rotorblattträgers - Google Patents

Anlaufhilfe für H-Darrieus Windkraftanlagen durch eine spezielle Gestaltung des Rotorblattträgers

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DE20112763U1
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/214—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Musgrove or "H"-type
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Description

"■ f:f"!
Beschreibung:
Anlaufhilfe für H-Darrieus Windkraftanlagen durch eine spezielle Gestaltung des Rotorblattträgers
Stand der Technik:
(Die angeführten Bezugszeichen () beziehen sich aufFig.3 nebst Ertäuterungen aufgetrennten
Blättern und sollen zur besseren Verständlichkeit der Beschreibung dienen.)
H - Darrieus Windkraftanlagen haben, bedingt durch ihre Konzeption schlechte Anlaufeigenschaften. Der aerodynamische Auftrieb (Vortrieb) an den Rotorblättern kommt erst richtig bei einer Relativbewegung der Rotorblätter zu dem vorbeistreichenden Wind (14) zustande. Der Vortrieb aus dem Stillstand erfolgt hauptsächlich dadurch, dass die angeblasenen Profile einen unterschiedlichen cw-Wert haben. Wird das Rotorblattprofil, z.B. NACA 0022 (1) und das Rotorblattträgerprofil, z.B. NACA 0034, (13) von der richtigen Seite, das bedeutet „von vorne" angeblasen, so haben sie einen Widerstandsbeiwert (cw) von 0,06 (H) bzw. 0,08 (13). Von „hinten" angeblasen haben sie einen Beiwert von 0,21 (4) bzw. 0,25 (5). Diese, nur kleine Differenz sorgt dafür, dass der Anlaufwiderstand der Windkraftanlage (Lager, Getriebe, Generator) bei einer entsprechenden Windgeschwindigkeit überwunden wird und die Anlage sich zu drehen beginnt.
Problem:
Der im Schutzanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine
Anlaufhilfe zu schaffen, die es der Windkraftanlage ermöglicht, auch bei geringen
Windgeschwindigkeiten von selbst anzulaufen.
Lösung:
Dieses Problem wird durch eine spezielle Gestaltung des Rotorblattträgers erreicht, mit den im Schutzanspruch aufgeführten Merkmalen
dadurch gekennzeichnet,
dass das Profil des Rotorblattträgers nach außen hin, im Bereich der Befestigung des Rotorblatts, nach dem herkömmlichen Profil NACA 0034 gestaltet ist,
und dadurch gekennzeichnet
dass das Profil des Rotorblattträgers zum Drehpunkt der Windkraftanlage hin, mit einem neu gestalteten Profil ausgeführt wird. Hierdurch wird eine bedeutend höhere cw-Wert-Differenz erreicht, als mit dem herkömmlichen Profil.
Erreichte Vorteile:
Durch die beschriebene Gestaltung des Rotorblattträgers (Fig. 1) wird eine bedeutend größere cw-Wert- Differenz erreicht, was zu einem stärkeren Antrieb und
somit zu einem früheren „Anlauf der Anlage, - auch bereits bei deutlich niedereren Windgeschwindigkeit -, führt.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung
Die Geometrie des Rotorblattträgers wird, wie im Schutzanspruch beschrieben, nicht ganz bis an das Rotorblatt hingeführt, da ansonsten die Strömungsverluste bei höheren Drehzahlen zu stark wären und den Vorteil des besseren „Anlaufs" aufheben würden. Aus diesem Grund wird dem Rotorblattträger am Ende hin wieder eine normale NACA-Form gegeben.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels:
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Figuren 1 und 2 erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 den Rotorblattträger im Schnitt und
Fig. 2 den Rotorblattträger mit der unterschiedlichen Gestaltung zum Ende hin.
In Fig. 1 ist der Rotorblattträger im Schnitt dargestellt, wobei „1" ein geformtes Blech, Strangpressprofil oder ein Gfk-Teil sein kann, das einem NACA-Profil oder einem vergleichbaren aerodynamisch günstigen Profil entspricht. Das Endblech „2" dient dazu, dem Rotorblattträger die notwendige Steifigkeit zu geben. Außerdem verhindert es ein Volllaufen des Trägers mit Wasser bzw. Schnee.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie das Profil „3" (vgl. Fig. 1) in ein geschlossenes aerodynamisches Profil „4" übergeht um die Strömungsverluste bei höheren Drehzahlen gering zu halten. Am Ende des Profils „4" ist das Rotorblatt „5" befestigt. Die mit „6" bezeichnete Achse stellt den Drehpunkt der Windkraftanlage dar.
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Erläuterung zu Figur 3 „ Einwirkende Kräfte an einem Danieus-Rotor,
Draufsicht"
Hinweisziffer 1 Beschreibung
2
3 Profil NACA 0022 (cw 0,06)
4 Rotorblattträger „alt"
5 Widerstand
6 cw 0,21
7 cw 0,25
8 „Fahrtwind"
9 Luftkraft
10 Wind
11 cw 0,25
12 Rotorblattträger „neu"
13 cw 0,08
14 cw 0,06
15 Profil NACA 0034 (cw 0,08))
16 Wind
17 Luftkraft
18 Anströmung
19 cw 1,2
20 cw 0,25
21 Drehrichtung
22 „Fahrtwind"
23 Anströmung
Widerstand
Anströmung

Claims (1)

  1. Anlaufhilfe für Windkraftanlagen nach dem H-Darrieus Prinzip durch eine spezielle Gestaltung des Rotorblattträgers, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil des Rotorblattträgers nach außen hin, im Bereich der Befestigung des Rotorblatts, nach dem herkömmlichen Profil NACA 0034 (4) gestaltet ist, und dadurch gekennzeichnet dass das Profil des Rotorblattträgers zum Drehpunkt (6) der Windkraftanlage hin, dagegen mit einem neu gestalteten Profil (3) ausgeführt wird. Hierdurch wird eine bedeutend höhere cw-Wert-Differenz erreicht, als mit dem herkömmlichen Profil (4).
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008141763A2 (de) 2007-05-17 2008-11-27 Ropatec Srl Trägerarm für die flügel von windturbinen mit senkrechter drehachse
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