DE202006011325U1 - Rotorbetriebene Windkraftanlage mit erhöhtem Wirkungsgrad - Google Patents

Abstract

System dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren zylinderförmig sind.

Description

• Bereich: Erneuerbare Energien, Windenergienutzung auch in windärmeren Gegenden Ausgangspunkt war die Nichtgenehmigung einer Aufstellung eines Windrades wegen des sogenannten zu geringen Windvorkommens. Dies trifft bei herkömmlichen Windrädern durch ihre Bauweise zu.
• Mit dem hier beschriebenen System mit der derzeitigen Bezeichnung „Rotorbetriebene Windkraftanlage mit erhöhtem Wirkungsgrad" lässt sich auch in windärmeren Gebieten wirkungsvoll Strom erzeugen.
• Im folgendem wird ein Prototyp beschrieben, der aufgrund seiner Leistungsausbeute auch für Kleinanlagen rentabel betrieben werden kann. Durch andere Formgebung, Materialwahl, Art, Größe und Lage des beweglichen Zylinders (Kegel) sind viele weitere Ausführungen denkbar.
• Deswegen dient beiliegende Zeichnung lediglich der besseren Übersicht, sie stellt nur eine einzige von vielen Ausführungsvarianten und Anwendungsformen dar.
• Daher soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass für alle denkbaren Kombinationen Schutzansprüche angemeldet werden:
  Diese Windkraftanlage ist durch zylinderförmige bzw. kegelförmige Rotoren anstelle von Flügelblättern gekennzeichnet (deren Anzahl beliebig ist). Bei Windströmungen kann auf die Hauptachse erst eine Kraft F wirken, wenn die Rotoren sich um ihre eigene Achse bewegen. Dadurch wird wie beim aerodynamischen Prinzip auf einer Seite des Rotors (Längsachse) ein Überdruck, auf der anderen Seite ein Unterdruck erzeugt, was eine Drehbewegung an der Hauptachse bewirkt.
• Hier lässt sich die an der Hauptachse abnehmbare Leistung variabel einstellen – in direkter Abhängigkeit von der Rotordrehzahl und dem Durchmesser der Rotoren was eine höhere Leistungsausbeute bei niedrigen Windgeschwindigkeiten zur Folge hat.
• Bei für herkömmliche Windräder zu hohem Windaufkommen lässt sich mit diesem System immer noch ohne Risiko für die Konstruktion wirkungsvoll Strom erzeugen (durch reduzieren der Rotordrehzahl).
• Der Gesamtwirkungsgrad der Anlage lässt sich noch weiter steigern, indem die Anordnung in ein Teilrohrstück integriert wird. Hierbei kann noch zusätzlich der Ein- und Austritt des Rohrstückes vergrößert und auch nach außen gekrümmt werden um die Windströmungen noch weiter zu begünstigen (Reduzierung des Luftwiderstandes).
• Da diese Anordnung wegen ihres Gewichtes und ihrer Größe schlecht drehbar ist kann sie dennoch wirkungsvoll eingesetzt werden:
  Das System wird in Ost-West-Richtung aufgestellt (häufigste Windrichtungen). Durch die Änderung der Drehrichtung der Rotoren kann der Wind von der einen oder der anderen Seite eintreten – beide male erzeugt er eine Kraft F welche die gleiche Drehrichtung der Hauptachse zur Folge hat (und somit werden zwei gegenüberliegende Windrichtungen nutzbar gemacht – trotz fixer Montage des Systems).
• Die Windenergie wird dann wie üblich von einem Generator (durch die Hauptachse angetrieben) in elektrische Energie umgewandelt.
• Eine weitere Nutzungsvariante ist die Integration dieser Apparatur in eine Dachkonstruktion, welche Neigungen in die beiden windhäufigsten Richtungen hat. Hierbei wird der Gesamtwirkungsgrad des Systems erneut etwas verbessert.

1

Hauptachse des Systems(rot)

2

Rotor, beweglich (Zylinder- oder Kegelform)(orange)

3

motorisch angetrieben in beide Drehrichtungen(grün)

Claims (12)

1. System dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren zylinderförmig sind.
2. System nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung des Drehmomentes an der Hauptwelle die Rotoren kegelförmig ausgeführt werden, wobei die Seite mit dem größeren Durchmesser sich an den äußeren Enden der Rotoren befindet.
3. System nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren in sich geschlossen sind um unnötige Verwirbelungen zu vermeiden.
4. System nach Anspruch 1., 2. und 3. dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren drehbar gelagert sind.
5. System nach Anspruch 1., 2., 3. und 4. dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren motorisch in beide Richtungen angetrieben werden können.
6. System nach Anspruch 1., 2., 3., 4. und 5. dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Rotoren veränderbar ist oder auch nicht.
7. System nach Anspruch 1., 2., 3., 4., 5. und 6. dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung immer den höchsten Wirkungsgrad der Anlage einstellen kann (Rotordrehzahlveränderung – kann auch bei Sturm betrieben werden)
8. System nach Anspruch 1., 2., 3., 4., 5., 6. und 7. dadurch gekennzeichnet, dass das System auf einen Mast montiert werden kann.
9. System nach Anspruch 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7. und 8. dadurch gekennzeichnet, dass das System in ein Teilrohrstück integriert werden kann zur Wirkungsgradverbesserung.
10. System nach Anspruch 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8. und 9. dadurch gekennzeichnet, dass das System durch die Umkehr der Rotordrehrichtung in mehreren Windrichtungen trotz fixem Standpunkt einsetzbar ist.
11. System nach Anspruch 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9. und 10. dadurch gekennzeichnet, dass dieses System in ein Dach integriert werden kann.
12. System nach Anspruch 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9., 10. und 11. dadurch gekennzeichnet, dass in sich selbst bewegliche, steuerbare Rotoren eine Hauptachse antreiben, welche drehzahlübersetzt an einem Generator elektrischen Strom erzeugt.