DE202007008581U1 - Wind energy plant has resistance runner having surface to restrict air flow within range of runner, where rotation axis of runner is aligned perpendicular to main direction of air flow and parallel to surface - Google Patents

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Abstract

The plant has a resistance runner (1) flowed against by an air flow, where the runner has a radially extending wings (11,12,13,14) to its rotation axis (10). The runner has a surface (3) to restrict the air flow within the range of the runner, where the rotation axis of the runner is aligned perpendicular to the main direction of the air flow and parallel to the surface. The surface arranged at the upstream end of the runner is formed independent of two dimensional elements and is adjustably formed in its inclination to the flow against the air flow.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einem Widerstandsläufer, der von einem Luftstrom angeströmt wird, wobei der Widerstandsläufer sich im Wesentlichen radial zu seiner Rotationsachse erstreckende Flügel aufweist. Bei Windkraftanlagen wird Bewegungsenergie aus einem Luftstrom (Wind) in Rotationsenergie übertragen, die beispielsweise einen Generator dreht und somit in elektrische Energie umgewandelt wird.The The invention relates to a wind turbine with a resistance rotor, the streamed by an air flow is, with the resistance rotor itself having substantially radially extending to its axis of rotation wings. In wind turbines, kinetic energy from an air flow (wind) in Transmit rotational energy, which, for example, turns a generator and thus into electrical Energy is converted.

Zur Nutzung der Windenergie wurden lange vor unserer Zeitrechnung bereits Windräder mit einer vertikalen Drehachse im Orient und in China eingesetzt. Diese Windräder waren Widerstandsläufer. Demgegenüber sind die im Mittelalter in Europa entwickelten Windmühlen mit im Wesentlichen horizonaler Drehachse sog. Auftriebsläufer. Auch die heutigen Windkraftanlagen arbeiten nach dem Auftriebsprinzip. Beim Auftriebsläufer kann die Anströmgeschwindigkeit am Flügel durch seine schnelle Rotation wesentlich größer als die Windgeschwindigkeit sein. Beim optimalen Betrieb wird die Windgeschwindigkeit auf 2/3 ihres ursprünglichen Wertes abgebremst. Moderne Windkraftanlagen als Auftriebsläufer erreichen in der Praxis Leistungsbeiwerte bis 0,5.to Use of wind energy was already long before our era wind turbines used with a vertical axis of rotation in the Orient and in China. These windmills were resistance runners. In contrast, are windmills developed in the Middle Ages in Europe with essentially horizontal Rotary axis so-called lift rotor. Even today's wind turbines operate on the principle of buoyancy. When buoyancy runner can the flow velocity on the wing due to its fast rotation much larger than the wind speed be. In optimal operation, the wind speed becomes 2/3 their original one Value decelerated. Modern wind turbines reach as a boost rotor in practice performance coefficients up to 0.5.

Da die Umfangsgeschwindigkeit entlang der Flügellängsachse mit seiner Entfernung von der Drehachse zunimmt, muss das Profil über die Länge des Flügels an die jeweils optimale Umfangsgeschwindigkeit angepasst sein, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen. Entsprechend aufwendig ist das Design der Flügel. Ferner ändert sich je nach Windgeschwindigkeit der Leistungsbeiwert während des Betriebes, womit umfangreiche Regelungstechnik nötig ist, um die Windkraftanlage in einem möglichst breiten Bereich annähernd optimal betreiben zu können. Insgesamt kann mit Auftriebskraft basierten Windkraftanlagen nur ab einer bestimmten Mindestwindstärke und bis zu einer maximalen Windstärke bei aufwendiger Regelung Strom erzeugt werden. Bei geringen Windstärken und bei übermäßig starkem Wind ist eine Stromerzeugung nicht möglich. Die an einer Windkraftanlage auftretenden Kräfte stellen hohe Anforderungen an die statische und dynamische Stabilität der Anlage.There the peripheral speed along the wing longitudinal axis with its distance increases from the axis of rotation, the profile must be over the length of the wing to the optimum Circumferential speed adapted to optimum efficiency to reach. Accordingly elaborate is the design of the wings. It also changes depending on wind speed, the power coefficient during the Operation, which extensive control technology is necessary to the wind turbine in one possible approximate wide range to operate optimally. Overall, with buoyancy-based wind turbines only above a certain minimum wind strength and up to a maximum Wind force at consuming control power can be generated. At low wind speeds and at overly strong Wind power generation is not possible. The at a wind turbine occurring forces place high demands on the static and dynamic stability of the plant.

Im Gegensatz dazu ist bei den Widerstandsläufern vorteilhaft, dass sie im Betrieb dem Wind quasi ausweichen, nämlich sich die Energie aufnehmenden Flügel vom Wind wegdrehen. Dadurch wird die Windgeschwindigkeit relativ zum angeströmten Flügel vermindert, womit sich ein theoretischer Wirkungsgrad (Leistungsbeiwert) von 0,16 ergibt. Ein einfaches Prinzip ist dabei beispielsweise das persische Windrad, bei dem an einer vertikalen Drehachse radial abstehende Flügel montiert sind, wobei eine Seite des Windrades durch eine Mauer vom angreifenden Wind abgeschattet ist. Der Widerstandsläufer zeigt trotz der erheblichen Nachteile hinsichtlich seines Wirkungsgrades Vorteile aufgrund der geringeren Umfangsgeschwindigkeit, die stets kleiner als die antreibende Anströmgeschwindigkeit des Luftstroms ist, womit die Rotorendrehzahl und somit auch die Schallimmissionen geringer sind. Ferner kann je nach Aufbau des Widerstandsläufers auch eine größere Unabhängigkeit von der Anströmungsrichtung des Luftstromes erreicht werden (Prinzip Schalenkreuzanemometer).in the In contrast, it is advantageous for the resistance rotors that they in operation, dodge the wind, namely, absorb the energy wing Turn away from the wind. This makes the wind speed relatively to the streamed wing reduced, bringing a theoretical efficiency (power coefficient) of 0.16. A simple principle is, for example the Persian windmill, in which at a vertical axis of rotation radial protruding wings are mounted, with one side of the wind turbine through a wall from is shielded from attacking wind. The resistance rotor shows despite the considerable disadvantages in terms of its efficiency Benefits due to the lower peripheral speed, always is less than the driving flow velocity of the air flow, whereby the rotor speed and thus also the sound immissions lower are. Furthermore, depending on the structure of the resistance rotor also a greater independence from the direction of flow of the Air flow can be achieved (principle cup cross anemometer).

Windkraftanlagen mit einem Widerstandsläufer, der von einem Luftstrom angeströmt wird, und mit einer Anströmfläche, sind bekannt. Beispielsweise ist aus der Schrift DE 24 44 803 A1 eine Anströmfläche bekannt, die den Luftstrom im Bereich des Widerstandsläufers einengt. Ferner ist aus dieser Schrift eine Verstellbarkeit von Flügeln auf der stromabwärtigen Seite des Widerstandsläufers bekannt.Wind turbines with a resistance rotor, which is flowed by an air flow, and with an inflow, are known. For example, from the Scriptures DE 24 44 803 A1 an inflow area is known which narrows the air flow in the region of the resistance rotor. Furthermore, this document discloses an adjustability of vanes on the downstream side of the resistance rotor.

Aus den Schriften DE 198 28 324 A1 , JP 2002 098037 A und JP 2001 193631 A sind beispielsweise Anströmflächen aus Gebäudeteilen bekannt, wobei feste Gebäudeflächen zur gerichteten Anströmung verwendet werden. Eine Justierung findet hierbei nicht statt, wodurch der Wirkungsgrad der Windkraftanlage stark von der Windrichtung abhängig ist.From the scriptures DE 198 28 324 A1 . JP 2002 098037 A and JP 2001 193631 A For example, inflow areas of building parts are known, with solid building areas being used for directional flow. An adjustment does not take place here, whereby the efficiency of the wind turbine is highly dependent on the wind direction.

Ferner wird durch die Schriften DE 195 02 948 A1 , DE 101 50 185 A1 eine Aordnung beschrieben, in der Flugobjekte mit Anströmflächen versehen sind, um so in entsprechenden Höhen Winde zu erfassen, die auf einen Rotor mit Generator gerichtet diesen zum Stromerzeugen antreiben.Further, by the scriptures DE 195 02 948 A1 . DE 101 50 185 A1 described an arrangement in which flying objects are provided with inflow, so as to detect at appropriate heights winds that directed to a rotor with generator to power these generate.

Weiter sind im allgemeinen Stand der Technik beispielsweise durch die Schrift DE 198 24 336 A1 , DE 90 12 769 U1 , FR 2 286 954 A1 , DE 35 05 460 A1 , DE 196 08 330 A1 weitere Ausgestaltungen von Windkraftanlagen bekannt, bei denen Anordnungen zum Luftein- bzw. Luftablass innerhalb des Rotoranström- bzw. -abströmverlaufs beschrieben werden.Next are in the general state of the art, for example, by the Scriptures DE 198 24 336 A1 . DE 90 12 769 U1 . FR 2 286 954 A1 . DE 35 05 460 A1 . DE 196 08 330 A1 Further embodiments of wind turbines are known in which arrangements for air inlet and outlet are described within the Rotoranström- or -abströmverlaufs.

Ausgehend von der DE 24 44 803 A1 ist es Aufgabe der Erfindung eine Windkraftanlage anzugeben, die über weite Windgeschwindigkeitsbereiche eine effektive Stromerzeugung ermöglicht.Starting from the DE 24 44 803 A1 It is an object of the invention to provide a wind turbine, which enables effective power generation over wide wind speed ranges.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Windkraftanlage gemäß Anspruch 1.Is solved this object with a wind turbine according to claim 1.

Durch das Vorsehen einer verstellbaren, am stromaufwärtigen Ende des Widerstandsläufers angeordneten Anströmfläche, die den Luftstrom im Bereich des Widerstandsläufers einengt, wird eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Widerstandsläufers erreicht. Dabei ist die Anströmfläche als eigenständiges Flächenelement ausgebildet, um eine optimale Gestaltung der Anströmfläche zu erreichen. Zudem ist das Flächenelement in seiner Neigung zum anströmenden Luftstrom verstellbar ausgebildet. Entsprechend kann der vorherrschende Luftstrom effektiver genutzt und in elektrische Energie umgesetzt werden.By providing an adjustable, arranged at the upstream end of the resistance rotor inflow area, which narrows the air flow in the region of the resistance rotor, an increase in the flow velocity in the region of the resistance rotor is achieved. The inflow surface is designed as an independent surface element formed in order to achieve an optimal design of the inflow surface. In addition, the surface element is designed to be adjustable in its inclination to the incoming air flow. Accordingly, the prevailing airflow can be used more effectively and converted into electrical energy.

Durch die Ausbildung eines walzenförmigen Widerstandsläufers, wird eine größere Arbeitsbreite der Windkraftanlage erreicht. Die Flügel des Widerstandsläufers weisen somit in axialer Richtung eine große Breite auf.By the formation of a roller-shaped resistance rotor is a larger working width of Wind turbine reached. The wings of the resistance runner thus have a large width in the axial direction.

In technischer einfacher Gestaltung kann die Anströmfläche aus Teilen eines Gebäudes, insbesondere Dachflächen und/oder Gebäudewänden, gebildet sein. Beispielsweise können bei Dachflächen mit Dachschrägen, insbesondere Satteldächern, Walmdächern oder Pultdächern die Dachschrägen als Anströmflächen verwendet werden. Bei Gebäudewänden eignen sich insbesondere Gebäudeecken, bevorzugt an Durchlässen zwischen zwei Gebäuden und dergleichen, um eine erwünschte Erhöhung der Geschwindigkeit des Luftstroms zu erreichen.In technical simple design, the inflow area of parts of a building, in particular roofs and / or building walls, formed be. For example, you can in roof areas with sloping ceilings, especially pitched roofs, hipped roofs or pent roofs the roof slopes used as inflow surfaces become. Suitable for building walls in particular building corners, preferred at passages between two buildings and the like, to a desired one increase to reach the speed of the airflow.

Wenn der walzenförmige Widerstandsläufer auf dem First eines Daches und/oder an Gebäudeecken parallel zum First bzw. zur Ecklinie angeordnet ist, ist an der Stelle mit der stärksten Einengung, also der höchsten Strömungsgeschwindigkeit der Aufstellungsort des Widerstandsläufers vorgesehen.If the cylindrical shape Resistor runner on the ridge of a roof and / or building corners parallel to the ridge or to the corner line is at the point with the strongest constriction, So the highest flow rate the location of the resistance runner provided.

Dadurch, dass der walzenförmige Widerstandsläufer an Befestigungspunkten am Gebäude befestigt ist und auf dem First eines Daches und/oder an Gebäudeecken um seine Befestigungspunkte schwenkbar und/oder in seinem Abstand zwischen First bzw. Gebäudeecke und seiner Rotationsachse dreh- und verstellbar angeordnet ist, lässt sich der walzenförmige Widerstandsläufer auf der Dachfläche oder Gebäudeecke von einer Seite zur anderen Seite bewegen und so je nach Windrichtung ausrichten. Hierdurch wird eine richtungsunabhängige Ausnutzung des Luftstroms gewährleistet.Thereby, that the roll-shaped resistance runner attached to attachment points on the building is and on the ridge of a roof and / or on building corners pivotable about its attachment points and / or in its distance between first or building corner and its axis of rotation rotatable and is arranged adjustable leaves itself the roll-shaped resistance runner on the roof or building corner moving from one side to the other, depending on the direction of the wind align. As a result, a direction-independent utilization of the air flow guaranteed.

Alternativ kann die Anströmfläche an einem gefesselt gehaltenen Flugobjekt vorgesehen sein. Das Flugobjekt ist entweder ein Drachen, wobei eine aerodynamische Tragfläche des Drachens die Anströmfläche bildet oder ein Ballon, von dem eine Begrenzungsfläche als Anströmfläche ausgebildet ist.alternative The inflow can be tied to one be kept held flying object. The flying object is either a kite, with an aerodynamic wing of the kite forming the inflow surface or a balloon of which a boundary surface is formed as an inflow surface is.

Dadurch, dass die Flügel, bevorzugt drei oder vier, des Widerstandsläufers gleichwinklig zueinander beabstandet an der Rotationsachse angeordnet sind, wird eine gleichmäßige Rotationsbewegung bei Anströmung durch den Luftstrom hervorrufen.Thereby, that the wings, preferably three or four, of the resistance rotor equiangular to each other spaced apart on the axis of rotation, a uniform rotational movement at flow caused by the air flow.

Wenn sich der/die Flügel schraubenförmig um die Rotationsachse erstrecken, kann die Schallabstrahlung des sich drehenden Widerstandsläufers erheblich reduziert werden, da sich bei der Rotation jeweils nur ein kleiner Teil des Flügels an einer Kante (First oder dergleichen) der Anströmfläche befindet.If the wing (s) helically extend the axis of rotation, the sound radiation of the rotating resistance runner considerably be reduced, since in the rotation only a small Part of the grand piano located on an edge (ridge or the like) of the inflow surface.

Dadurch, dass eine Abdeckung vorgesehen ist, die halbschalenförmig den walzenförmigen Widerstandsläufer auf seiner gegen den Luftstrom rückdrehenden Seite abdeckt, wird die Effektivität des Widerstandsläufers verbessert. Die sich gegen den Luftstrom rückdrehende Seite des Widerstandsläufers wird somit erheblich weniger vom Luftstrom beeinflusst.Thereby, that a cover is provided, the half-shell-shaped cylindrical resistance runner on his back against the air flow Side, the effectiveness of the resistance rotor is improved. The back against the air flow Side of the resistance runner is therefore significantly less affected by the air flow.

Wenn die Abdeckung um die Rotationsachse des Widerstandsläufers schwenkbar angeordnet ist, kann die Größe des Anströmungssektors des Widerstandsläufers durch Verstellung der Abdeckung mechanisch gewählt werden.If the cover pivotable about the axis of rotation of the resistance rotor is arranged, the size of the inflow sector of the resistance runner be selected mechanically by adjusting the cover.

Zur weiteren Leistungsregelung kann zwischen Widerstandsläufer und Anströmfläche eine verstellbare Bypassklappe angeordnet sein. Die verstellbare Bypassklappe bildet dabei in geschlossener Position eine stärkste Einengung des Luftstroms am Widerstandsläufer, also die höchste erreichbare Drehzahl des Widerstandsläufers, wohingegen bei vollständiger Öffnung der Bypassklappe ein starker Nebenluftstrom den Widerstandsläufer nicht beeinflussend an diesem vorbeiströmt, eine im Vergleich zum Luftstrom somit niedrigste Drehgeschwindigkeit des Widerstandsläufers erreicht wird.to Further power control can be used between resistance runner and Inflow area an adjustable Bypass flap be arranged. The adjustable bypass flap forms while in the closed position a strongest constriction of the air flow at the resistance rotor, So the highest achievable speed of the resistance rotor, whereas at full opening of the Bypass damper a strong secondary air flow the resistance rotor not influencing this flows past, one in comparison to the air flow thus achieved lowest rotational speed of the resistance rotor becomes.

Eine weitere Möglichkeit der Leistungssteuerung durch mechanische Verstellungen besteht darin, dass die am Widerstandsläufer vorgesehenen Flügel drehbar ausgebildet sind.A another possibility power control by mechanical adjustments is that on the resistor rotor provided wings are rotatably formed.

Wenn die Flügel halbschalenförmig ausgebildet sind, besitzt der Flügel im Luftstrom einen möglichst großen Widerstand bei Anströmung in die konkave Form der Halbschale.If the wings half shell are formed, owns the wing in the air flow one possible huge Resistance to flow in the concave shape of the half shell.

Zur weiteren Leistungsregelung können die halbschalenförmigen Flügel an dem Widerstandsläufer, beispielsweise an kreuzförmig ausgebildeten Armen, zu ihrer Symmetrieachse exzentrisch drehbar gelagert sein, um den Luftwiderstand gegenüber dem Luftstrom variabel einstellen zu können.to further power control can the half-shell-shaped wing at the resistance rotor, for example, cross-shaped trained arms, mounted eccentrically rotatable about its axis of symmetry be variable to the air resistance to the air flow to be able to adjust.

Ferner kann auf dem Flächenelement eine Photovoltaikanlage angeordnet sein. Bevorzugt ist diese Ausgestaltung oder die vorgenannte Ausgestaltung so ausgebildet, dass das Flächenelement der jeweiligen Richtung des Luftstroms (Windrichtung) oder der Sonneneinstrahlung nachstellbar ausgebildet ist.Further can on the surface element a photovoltaic system can be arranged. This embodiment is preferred or the aforementioned embodiment is formed so that the surface element of respective direction of the air flow (wind direction) or solar radiation is formed adjustable.

Wenn eine Leistungsregelung vorgesehen ist, die die Drehzahl eines mit dem Widerstandsläufer verbundenen Generators an die Windgeschwindigkeit anpasst, so dass eine maximal entnehmbare Leistung am Generator anliegt, wird eine elektrische Regelung der Drehzahl des Widerstandsläufers und damit der Leistungsabgabe an den Generator gegeben. Insbesondere ist damit die Drehzahl des Läufers nicht eingeschränkt, z. B. Umdrehungen/min. von 0–2.000.If a power control is provided, the speed of a with connected to the resistor rotor Generator adapts to the wind speed, giving a maximum Removable power is applied to the generator is an electrical control the speed of the resistance rotor and thus the power output given to the generator. Especially is thus not the speed of the rotor limited, z. B. revolutions / min. from 0-2,000.

Wenn der Generator über einen Frequenzumrichter mit Rückspeisung an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossen ist, passt der Frequenzumrichter die Drehzahl des Generators den Windgeschwindigkeiten an, um die aktuell zur Verfügung stehende Leistung aus dem Wind zu entnehmen. Bei Steigerung der Windgeschwindigkeit wird zunächst die Nennleistung des Generators erreicht. Steigt die Windgeschwindigkeit weiter an, erhöht die Frequenzregelung die Drehzahl des Generators, wodurch sich der Unterschied zwischen Windgeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit verringert, also die Anströmgeschwindigkeit sinkt und damit auch die maximale Leistung, die auf den Generator wirkt. Entsprechend wird der Generator nicht überlastet. Darüber hinaus kann auch bei diesem hohen Drehzahlbereich die Nennleistung des Generators entnommen werden. Im Gegensatz zu Windkraftanlagen mit Auftriebsläufer kommt es zu keiner Verringerung des Leistungswertes bei sehr hohen Drehzahlen.If the generator over a frequency converter with feedback is connected to the electrical supply network, the fits Frequency converter the speed of the generator the wind speeds to the currently available To take power out of the wind. When increasing the wind speed will be the first Rated power of the generator reached. Rises the wind speed continue, increased the frequency control the speed of the generator, which causes the Difference between wind speed and peripheral speed decreases, so the flow velocity decreases and therefore the maximum power on the generator acts. Accordingly, the generator is not overloaded. Furthermore can also at this high speed range, the rated power of Generators are removed. Unlike wind turbines with buoyancy runner There is no reduction in the power value at very high levels Speeds.

Selbstverständlich kann über den Frequenzumrichter auch die Drehrichtung des Läufers entsprechend der Windrichtung angepasst werden. Fest installierte Anlagen, beispielsweise auf dem First eines Daches, kommen so ohne Windnachführung aus.Of course, about the Frequency converter also the direction of rotation of the rotor according to the wind direction be adjusted. Fixed installations, for example on the ridge of a roof, so can do without wind tracking.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.following be several embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings described in detail.

Darin zeigt in Prinzipskizzen:In this shows in schematic diagrams:

1 eine erste Ausführungsform einer Windkraftanlage, 1 a first embodiment of a wind turbine,

2 eine zweite Ausführungsform einer Windkraftanlage mit Halbschalenflügeln, 2 A second embodiment of a wind turbine with half-shell wings,

3 eine dritte Ausführungsform einer Windkraftanlage mit exzentrisch verstellbar gelagerten Halbschalenflügeln, 3 a third embodiment of a wind turbine with eccentrically adjustable mounted half-shell wings,

4 eine vierte Ausführungsform einer Windkraftanlage wie in der dritten Ausführungsform jedoch mit Bypassklappe, 4 a fourth embodiment of a wind turbine as in the third embodiment, but with bypass flap,

5 eine fünfte Ausführungsform einer Windkraftanlage mit drehbar angeordneten geraden Flügeln, 5 A fifth embodiment of a wind turbine with rotatably arranged straight wings,

6 eine sechste Ausführungsform einer Windkraftanlage gemäß fünfter Ausführungsform in Verbindung mit einer Bypassklappe, 6 A sixth embodiment of a wind turbine according to the fifth embodiment in conjunction with a bypass flap,

7 eine siebte Ausführungsform einer Windkraftanlage an einem Fesselballon, 7 a seventh embodiment of a wind turbine on a tethered balloon,

8 eine achte Ausführungsform einer Windkraftanlage an einem Fesseldrachen und 8th an eighth embodiment of a wind turbine on a fetter dragon and

9 eine neunte Ausführungsform einer Windkraftanlage mit einer eigenständig verstellbaren Anströmfläche. 9 A ninth embodiment of a wind turbine with a self-adjustable inflow.

10 eine zehnte Ausführungsform einer Windkraftanlage mit einer eigenständig verstellbaren Anströmfläche auf einem Dach, welches flach geneigt ist, 10 A tenth embodiment of a wind turbine with a self-adjustable inflow surface on a roof, which is inclined flat,

11 eine elfte Ausführungsform einer Windkraftanlage mit verstellbaren Anströmflächen und schwenkbarem Rotor über dem First hinaus. 11 an eleventh embodiment of a wind turbine with adjustable inflow surfaces and pivotable rotor beyond the ridge addition.

In den 1 bis 11 sind die Anströmflächen (3, 3'), welche wahlweise beispielsweise durch Hydraulikantriebe oder Elektromotoren verstellt werden können, beidseitig mit Pfeilen markiert, die die Verstellmöglichkeit andeuten sollen. Selbstverständlich können diese Anströmflächen (3, 3') einseitig oder beidseitig verstellt werden. Ähnlich verhält es sich mit Gebäudeteilen einer Fassade, wie beispielsweise Fassadenplatten, die durch ebenso angeordnete Hydraulik- oder Elektromotoren verstellt werden können.In the 1 to 11 are the inflow surfaces ( 3 . 3 ' ), which can be adjusted, for example, by hydraulic drives or electric motors, marked on both sides with arrows that indicate the adjustment. Of course, these inflow surfaces ( 3 . 3 ' ) can be adjusted on one or both sides. The same is true for building parts of a facade, such as façade panels, which can be adjusted by hydraulic or electric motors arranged in the same way.

In der ersten Ausführungsform ist in der 1 mit verschiedenen Zuständen a), b) und c) ein Widerstandsläufer 1 mit vier gleichwinklig zueinander beabstandeten Flügeln 11, 12, 13, 14 mit einer horizontal oder vertikal ausgerichteten Rotationsachse 10 dargestellt. Die gleichwinklig zueinander beabstandeten Flügel 11, 12, 13, 14 erstrecken sich in Längsrichtung um die Rotationsachse 10 schraubenförmig verstellt, um während der Rotation Schallimmissionen weitestgehend zu vermeiden. Ferner wird bei dieser Konstruktion auch ein Schattenschlageffekt (sog. Discoeffekt) vermieden, der insbesondere bei herkömmlichen Auftriebswindkraftanlagen stark störend ist.In the first embodiment is in the 1 with different states a), b) and c) a resistance rotor 1 with four equiangularly spaced wings 11 . 12 . 13 . 14 with a horizontally or vertically oriented axis of rotation 10 shown. The equiangularly spaced wings 11 . 12 . 13 . 14 extend in the longitudinal direction about the axis of rotation 10 adjusted helically to avoid noise during the rotation as much as possible. Furthermore, a shadow impact effect (so-called disco effect) is avoided in this construction, which is particularly disturbing, especially in conventional buoyancy wind turbines.

Der zu einer Windrichtung X gegenläufig drehende Sektor des Widerstandsläufers 1 ist mit einer Abdeckung 2 in Halbschalenform abgeschirmt, um eine möglichst vom Wind X ungestörte Rückdrehung der Flügel 11 bis 14 zu erlauben.The counter-rotating to a wind direction X sector of the resistance rotor 1 is with a cover 2 Shielded in half-shell shape to a possibly undisturbed by the wind X reverse rotation of the wings 11 to 14 to allow.

Unterhalb des Widerstandsläufers 1 ist eine Anströmfläche 3 schematisch dargestellt. Die Anströmfläche 3 kann beispielsweise ein Satteldach eines Gebäudes oder bei vertikaler Ausrichtung der Rotationsachse 10 des Widerstandsläufers 1 eine Gebäudeecke, beispielsweise an Hochhäusern sein. In der dargestellten ersten Ausführungsform der 1 wird angenommen, dass die Anströmfläche 3 ein Satteldach ist, wobei der Widerstandsläufer 1 oberhalb des Dachfirstes 31 der Anströmfläche 3 angeordnet ist. Die Anströmfläche 3 kann wahlweise auf der linken Seite als auch auf der rechten Seite oder aber auch auf beiden Seiten angehoben, abgesenkt und/oder verstellt werden. Dies kann beispielsweise Computer gesteuert passieren, um so eine zeitnahe Änderung über den gesamten Tagesverlauf zu vollziehen.Below the resistance rotor 1 is a inflow area 3 shown schematically. The inflow area 3 For example, a pitched roof of a building or vertical alignment of the axis of rotation 10 of the resistance runner 1 a building corner, for example, on skyscrapers. In the illustrated first embodiment of the 1 It is assumed that the inflow area 3 a pitched roof is, the resistance runner 1 above the roof ridge 31 the inflow area 3 is arranged. The inflow area 3 can either be raised, lowered and / or adjusted on the left side as well as on the right side or else on both sides. This can happen, for example, computer controlled, so as to make a timely change over the entire course of the day.

Ferner ist zwischen Widerstandsläufer 1 und First 31 der Anströmfläche 3 eine Bypassklappe 4 dargestellt, die um eine Drehachse 41 um 90° von der in 1a dargestellten geschlossenen Stellung über Zwischenstellungen (1b) in die in 1c dargestellte Offenstellung verstellbar ist. Die Bypassklappe 4 wird bei Erreichen der Generatornennleistung geöffnet (1b) bzw. 1c)). Damit strömt ein Teil des Luftstroms X an den Flügeln 11 bis 14 vorbei. Sinkt nun die Generatorleistung unter die Nennleistung so wird die Klappe 4 wieder weiter geschlossen. Damit strömt der Luftstrom X ganz oder zu einem größeren Teil wieder in Richtung der Flügel 11 bis 14. Der vom Widerstandsläufer 1 angetriebene Generator wird so vor Überlastung geschützt.Further, between resistance rotors 1 and First 31 the inflow area 3 a bypass flap 4 shown around an axis of rotation 41 at 90 ° from the in 1a illustrated closed position on intermediate positions ( 1b ) in the in 1c illustrated open position is adjustable. The bypass flap 4 is opened when the rated generator power is reached ( 1b) respectively. 1c) ). Thus, part of the air flow X flows on the wings 11 to 14 past. If the generator power drops below the nominal power, the damper will shut down 4 closed again. Thus, the air flow X flows completely or to a greater extent again in the direction of the wings 11 to 14 , The resistor rotor 1 driven generator is thus protected from overload.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkraftanlage als Prinzipskizze in drei verschiedenen Zuständen a), b) und c) dargestellt. Zur ersten Ausführungsform funktionsgleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In 2 a second embodiment of the wind turbine according to the invention is shown as a schematic diagram in three different states a), b) and c). For the first embodiment functionally identical components are designated by the same reference numerals.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform vier Flügel in Halbschalenform 11' bis 14' auf. Entsprechend weisen die Flügel je nach Anströmungsrichtung in die konkave Form der Halbschale bzw. auf die konvexe Rückseite unterschiedlichen Luftwiderstandsbeiwert (cw-Wert) auf, so dass der so ausgestattete Widerstandsläufer 1 auch ohne Abdeckung des Sektors, in dem die Flügel gegen den Wind rückdrehen, bei Windanströmung drehangetrieben wird. Gleichwohl ist in dem in 2 dargestellen Ausführungsbeispiel eine Abdeckung 2 vorgesehen.In contrast to the first embodiment, the second embodiment has four wings in half-shell shape 11 ' to 14 ' on. Accordingly, depending on the direction of flow, the vanes have different drag coefficients (cw value) in the concave shape of the half shell or on the convex back side, so that the resistance runner thus equipped 1 even without coverage of the sector, in which the wings turn back against the wind, is driven in rotation with Windanströmung. Nevertheless, in the in 2 dargestellen embodiment a cover 2 intended.

Ferner ist jeder Halbschalenflügel 11' bis 14' um eine zu seiner Halbschalenform zentrisch ausgerichteten Drehachse 15 drehbar gelagert. Mit diesen um Drehachse 15 drehbar gelagerten Halbschalenflügeln 11' bis 14' kann nun die Leistungsregelung erfolgen. Zunächst werden die Halbschalenflügel 11' bis 14' mit ihrer Halbschalenöffnung (konkave Fläche) in Windrichtung X gedreht, wie in 2a) dargestellt. Bei Erreichen der Nennleistung des Generators werden nun die Halbschalenöffnungen langsam aus der Windrichtung gedreht, wie in 2b) angedeutet. In 2c) wird zusätzlich die Bypassklappe 4 zur weiteren Leistungsregelung geöffnet.Furthermore, each half-shell wing 11 ' to 14 ' around an axis of rotation aligned centrally with respect to its half shell shape 15 rotatably mounted. With these around rotation axis 15 rotatably mounted half-shell wings 11 ' to 14 ' Now the power regulation can take place. First, the half-shell wings 11 ' to 14 ' with its half-shell opening (concave surface) turned in the wind direction X, as in 2a) shown. Upon reaching the rated power of the generator, the half-shell openings are now slowly rotated from the wind direction, as in 2 B) indicated. In 2c) is additionally the bypass flap 4 opened for further power control.

Bei einer dritten Ausführungsform gemäß 3 sind Halbschalenflügel 11'' bis 14'' vorgesehen, die um eine exzentrisch zur Halbschalenform der Flügel 11'' bis 14'' angeordnete Drehachse 16 drehbar gelagert sind. Bei dieser exzentrischen Anordnung versinken die Halbschalenflügel 11'' bis 14'' bei der Verschwenkung um die exzentrische Drehachse 16 innerhalb der Abdeckung 2, so dass die vom Luftstrom X angeströmte Fläche und somit die auf den Widerstandsläufer 1 übertragene Leistung sinkt. Entsprechend ist durch diese mechanischen Verstellungen eine Leistungsregelung ermöglicht, so dass der Generator vor Überlastung geschützt werden kann. Zudem kann die Windkraftanlage vollständig aus dem Wind genommen werden, wie in 3c) dargestellt, ohne dass zusätzliche Bremsen erforderlich wären. Ferner können die Flügel auf die beiden verschiedenen Anströmrichtungen eingestellt werden, entweder wie in 3 mit Pfeil X dargestellt in Zeichenebene von rechts oder alternativ in Zeichenebene von links. Diese Konstruktion bietet somit eine Anpassung fest installierter Anlagen ohne Windnachführung an die jeweilig herrschende Windrichtung.In a third embodiment according to 3 are half-shell wings 11 '' to 14 '' provided, which is an eccentric to the half-shell shape of the wings 11 '' to 14 '' arranged axis of rotation 16 are rotatably mounted. In this eccentric arrangement sink the half-shell wings 11 '' to 14 '' when pivoting about the eccentric axis of rotation 16 inside the cover 2 , so that the area flowed by the air flow X and thus the surface of the resistance rotor 1 transmitted power decreases. Accordingly, a power control is made possible by these mechanical adjustments, so that the generator can be protected from overloading. In addition, the wind turbine can be completely taken out of the wind, as in 3c) shown without additional brakes would be required. Furthermore, the wings can be adjusted to the two different directions of flow, either as in 3 with arrow X in the drawing plane from the right or alternatively in the drawing plane from the left. This construction thus offers an adaptation of fixed installations without wind tracking to the prevailing wind direction.

In einer vierten Ausführungsform gemäß 4 wird die in 3 erläuterte Ausführungsform mit einer Bypassklappe 4 kombiniert. Die Funktionsweise der Bypassklappe ist bereits zu der ersten und zweiten Ausführungsform gemäß 1 und 2 erläutert, worauf Bezug genommen wird.In a fourth embodiment according to 4 will the in 3 explained embodiment with a bypass flap 4 combined. The operation of the bypass valve is already according to the first and second embodiments 1 and 2 explains what is referred to.

In einer fünften Ausführungsform sind gemäß 5 flächig ausgebildete Flügel 11''' bis 14''' dargestellt. Die Flügel 11''' bis 14''' sind um eine mittig (zentrisch) angeordnete Drehachse 15 am Widerstandsläufer 1 drehbar angeordnet. Durch die mechanische Verstellung der drehbaren geraden Flügel 11''' bis 14''' kann wiederum eine Leistungsregelung und somit eine Erhöhung der Sicherheit der Windkraftanlage erreicht werden. Gemäß der fünften Ausführungsform wird auf eine Bypassklappe verzichtet. Wohingegen eine sechste Ausführungsform gemäß 6 zusätzlich zu den Verstellmöglichkeiten gemäß fünfter Ausführungsform eine Bypassklappe 4 aufweist.In a fifth embodiment are according to 5 flat trained wings 11 ''' to 14 ''' shown. The wings 11 ''' to 14 ''' are about a centrally (centrically) arranged axis of rotation 15 at the resistance rotor 1 rotatably arranged. Due to the mechanical adjustment of the rotatable straight wings 11 ''' to 14 ''' In turn, a power control and thus an increase in the safety of the wind turbine can be achieved. According to the fifth embodiment is dispensed with a bypass valve. Whereas, a sixth embodiment according to 6 in addition to the adjustment according to the fifth embodiment, a bypass flap 4 having.

Insgesamt bietet eine Kombination der in den vorgenannten Ausführungsformen beispielhaft beschriebenen mechanischen Verstellmöglichkeiten eine individuelle Leistungsregelung, womit eine Windkraftanlage mit einer maximalen aerodynamisch wirksamen Fläche realisiert werden kann, da mit den beschriebenen Maßnahmen eine genaue Leistungsregelung der Windkraftanlage stufenlos möglich ist. Der Wirkungsgrad, der sich im Windeingriff befindlichen Flügel kann an die jeweilige Windsituation angepasst werden. Entsprechend können bei einer maximal ausgelegten aerodynamisch wirksamen Fläche auch geringe Windgeschwindigkeiten zur Stromerzeugung genutzt werden. Insbesondere wird durch die Verstellmöglichkeiten die Sicherheit verbessert, um bei starken Winden die auftretenden Lasten zu verringern.Overall, a combination of the mechanical adjustment options described by way of example in the abovementioned embodiments offers individual power control, by means of which a wind power plant with a maximum aerodynamically effective area can be realized, since with the measures described a precise performance Regulation of the wind turbine is infinitely possible. The efficiency of the wind-engaging wing can be adapted to the current wind situation. Accordingly, with a maximum designed aerodynamically effective area even low wind speeds can be used to generate electricity. In particular, the adjustment improves the safety in order to reduce the loads occurring in strong winds.

Dies ist ein erheblicher Vorteil gegenüber den bekannten Windkraftanlagen nach dem Auftriebsprinzip, die eine aufwendige Leistungsregelung bei starken und/oder wechselnden Winden benötigen.This is a significant advantage over the known wind turbines according to the principle of lift, which is a complex power control in strong and / or changing winds need.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine Windkraftanlage an vom Boden gefesselt gehaltenen Flugobjekten 5 vorgesehen. Dabei kann der Widerstandsläufer 1 durch seinen einfachen Aufbau ein hohes spezifisches Leistungsgewicht aufweisen, so dass in einer siebten Ausführungsform gemäß 7 als Flugobjekt 5 ein mit Treibgas gefüllter Ballon 51 vorgesehen ist. Der Ballon 51 weist eine als Anströmfläche 3 ausgebildete Bregrenzungsfläche auf, wobei am tiefsten Punkt des Ballons 51 ein Widerstandsläufer 1 mit seiner Rotationsachse 10 im wesentlichen senkrecht der Windrichtung X und parallel zur Anströmfläche 3 ausgerichtet ist. Die Anströmfläche ist vom Boden aus ein- bzw. verstellbar, so dass sie je nach Windstärke und/oder Windrichtung die anströmenden Luftmassen auf den Rotor richten kann.In a further embodiment of the invention, a wind turbine is held on the ground held flying objects 5 intended. In this case, the resistance rotor 1 have a high specific power to weight due to its simple structure, so that in a seventh embodiment according to 7 as a flying object 5 a filled with propellant balloon 51 is provided. The balloon 51 has one as Anströmfläche 3 trained bregrenzungsfläche, being at the lowest point of the balloon 51 a resistance rotor 1 with its axis of rotation 10 essentially perpendicular to the wind direction X and parallel to the inflow surface 3 is aligned. The inflow is adjustable from the ground or adjustable so that they can judge the incoming air masses on the rotor depending on the wind strength and / or wind direction.

In alternativer Ausgestaltung ist in einer achten Ausführungsform gemäß 8 ein Drachen 52 als Flugobjekt 5 vorgesehen, wobei eine aerodynamische Tragfläche des Drachens 52 die Anströmfläche 3 bildet. Auch hier ist am tiefsten Punkt des Flugobjekts 5 ein Widerstandsläufer 1 in erfindungsgemäßer Weise angeordnet. Die Flugobjekte 5 sind über eine Seilverbindung 54 mit einem am Erdboden befestigten Anker 53 verbunden. Die Technik ist im Vergleich zu konventionellen Windkraftanlagen nach dem Auftriebsprinzip einfach, da die Windnachführung, Aufstiegshilfen und Servicekrane entfallen können. Das Flugobjekt 5 wird zu Servicezwecken vom Anker 53 über die Seilverbindung 54 heruntergezogen und am Boden repariert.In an alternative embodiment, according to an eighth embodiment 8th a dragon 52 as a flying object 5 provided, with an aerodynamic wing of the kite 52 the inflow area 3 forms. Here, too, is at the lowest point of the flying object 5 a resistance rotor 1 arranged according to the invention. The flying objects 5 are over a rope connection 54 with an anchor attached to the ground 53 connected. The technology is simple compared to conventional wind turbines on the principle of buoyancy, since the wind tracking, ascent aids and service cranes can be omitted. The flying object 5 gets off the hook for service 53 over the rope connection 54 pulled down and repaired on the ground.

Die Flugobjekte 5 können in schwierigem Gelände, beispielsweise über Bergen, Seen, Sümpfen, Wäldern, Wüsten oder auch auf hoher See eingesetzt werden. Bei der alternativen Ausgestaltung als Drachen 52 übernimmt im Gegensatz zum Traggas des Ballons 51 der Wind selbst das Tragen der Lasten. Dabei kann die Seilverbindung 54 so ausgebildet werden, dass der Anstellwinkel des Drachens 52 im Wind eingestellt werden kann und somit auch für starke Winde geeignet ist. Sowohl beim Ballon 51 wie auch beim Drachen 52 kann die Arbeitshöhe über die Seilverbindung 54 so eingestellt werden, dass die Windkraftanlage den Strömungsverhältnissen in den verschiedenen Luftschichten angepasst wird, was zu einer höheren Ausbeute der Windkraftleistung führt. Selbstverständlich können diese Anlagen auch mobil, d. h. für kurzfristige Einsatzzwecke verwendet werden.The flying objects 5 can be used in difficult terrain, for example over mountains, lakes, swamps, forests, deserts or on the high seas. In the alternative embodiment as a dragon 52 in contrast to the carrying gas of the balloon 51 the wind itself carrying the loads. In this case, the cable connection 54 be formed so that the angle of attack of the kite 52 can be adjusted in the wind and thus suitable for strong winds. Both at the balloon 51 as well as the dragon 52 can the working height over the rope connection 54 be adjusted so that the wind turbine is adapted to the flow conditions in the different layers of air, resulting in a higher yield of wind power. Of course, these systems can also be used on a mobile basis, ie for short-term use.

In einer neunten Ausführungsform gemäß 9 ist eine gesonderte Anströmfläche 3' vorgesehen. Die Anströmfläche 3' ist auf einem Pfeiler 32 dreh- und schwenkbar angeordnet. Die Anströmfläche 3' lässt sich also um den Pfeiler 32 drehen und somit auf die gerade herrschende Windrichtung X ausrichten. Ferner wird durch Verändern des Anstellwinkels der Anströmfläche 3', d. h. der Neigung der Anströmfläche 3' zur Horizontalen wiederum der Wirkungsgrad der Windkraftanlage und somit eine Leistungsregelung erreicht. In 9a) ist die Anströmfläche 3' stark geneigt für relativ niedrige Windgeschwindigkeiten und in 9b) ist die Anströmfläche 3' für starke Winde schwach geneigt. Ergänzend kann auf der Anströmfläche 3' eine Photovoltaikanlage 6 installiert werden. Mit der dreh- und schwenkbaren Anordnung der Anströmfläche 3' kann somit die Photovoltaikanlage 6 dem Sonnenstand nachgeführt werden. Somit ist eine Kombination einer Windkraftanlage mit einer Photovoltaikanlage 6 gegeben. Bei ausreichender Windstärke wird die Anlage optimal zur herrschenden Windrichtung und Windstärke eingestellt. Bei Windstille oder sehr geringer Windstärke wird die Anströmfläche 3' mit seiner Photovoltaikanlage 6 hingegen optimal auf den jeweiligen Sonnenstand eingestellt.In a ninth embodiment according to 9 is a separate inflow area 3 ' intended. The inflow area 3 ' is on a pillar 32 arranged rotatable and pivotable. The inflow area 3 ' So lets go around the pillar 32 turn and thus align with the currently prevailing wind direction X. Furthermore, by changing the angle of attack of the inflow surface 3 ' , ie the slope of the inflow surface 3 ' to the horizontal turn, the efficiency of the wind turbine and thus achieved a power control. In 9a) is the inflow area 3 ' strongly inclined for relatively low wind speeds and in 9b) is the inflow area 3 ' slightly inclined for strong winds. In addition, on the inflow surface 3 ' a photovoltaic system 6 be installed. With the rotatable and swiveling arrangement of the inflow surface 3 ' can thus the photovoltaic system 6 track the position of the sun. Thus, a combination of a wind turbine with a photovoltaic system 6 given. With sufficient wind strength, the system is optimally adjusted to the prevailing wind direction and wind force. In calm or very low wind strength, the inflow area 3 ' with its photovoltaic system 6 however optimally adjusted to the respective position of the sun.

In einer zehnten Ausführungsform gemäß 10 ist eine gesonderte Anströmfläche 3'' zusätzlich zu einer Anströmfläche 3, beispielsweise ein flach geneigtes Dach, vorhanden.In a tenth embodiment according to 10 is a separate inflow area 3 '' in addition to an inflow area 3 , For example, a flat roof, available.

In einer elften Ausführungsform gemäß 11 ist ein Widerstandsläufer dargestellt, der über seinen Befestigungspunkten am First drehbar angeordnet ist. Ferner ist er in seinem Abstand zum First verstellbar. Die Anströmflächen 3 selbst sind ebenfalls verstellbar.In an eleventh embodiment according to 11 a resistance rotor is shown, which is rotatably arranged above its attachment points on the ridge. Furthermore, it is adjustable in its distance from the ridge. The inflow surfaces 3 themselves are also adjustable.

Die in den 1 bis 11 dargestellten Widerstandsläufer weisen senkrecht zur Zeichenebene eine erhebliche Längserstreckung (beispielsweise 2- bis 10-facher Durchmesser des Läufers) auf, die an die Begebenheiten (beispielsweise Firstlänge des Gebäudes) angepasst ist. Entsprechend weisen die Läufer einen von den Flügeln aufgespannten walzenförmigen Umriss auf.The in the 1 to 11 shown resistance runner perpendicular to the plane of a considerable longitudinal extent (for example, 2 to 10 times the diameter of the rotor), which is adapted to the events (for example, ridge length of the building). Accordingly, the runners on a spanned by the wings cylindrical outline.

11
Widerstandsläuferresistance runner
1010
Rotationsachseaxis of rotation
1111
Flügelwing
1212
Flügelwing
1313
Flügelwing
1414
Flügelwing
11', 11''11 ', 11' '
HalbschalenflügelHalf shell wings
12', 12''12 ', 12' '
HalbschalenflügelHalf shell wings
13', 13''13 ', 13' '
HalbschalenflügelHalf shell wings
14', 14''14 ', 14' '
HalbschalenflügelHalf shell wings
11'''11 '' '
gerade Flügeljust wing
12'''12 '' '
gerade Flügeljust wing
13'''13 '' '
gerade Flügeljust wing
14'''14 '' '
gerade Flügeljust wing
1515
Drehachse zentrischaxis of rotation centric
1616
Drehachse exzentrischaxis of rotation eccentric
22
Abdeckungcover
3, 3', 3''3, 3 ', 3' '
Anströmfläche, Flächenelement, verstellbarInflow surface, surface element, adjustable
3131
Firstridge
3232
Pfeilerpier
44
Bypassklappebypass damper
4141
Drehachseaxis of rotation
55
Flugobjektflying object
5151
Ballonballoon
5252
Drachendragon
5353
Ankeranchor
5454
Seilverbindungcable connection
66
Photovoltaikanlagephotovoltaic system
XX
Luftstrom, WindrichtungAirflow wind direction

Claims (20)

Windkraftanlage mit einem Widerstandsläufer (1), der von einem Luftstrom (X) angeströmt wird, wobei der Widerstandsläufer (1) sich im Wesentlichen radial zu seiner Rotationsachse (10) erstreckende Flügel (11, 12, 13, 14) aufweist, und einer Anströmfläche (3, 3'), die den Luftstrom im Bereich des Widerstandsläufers (1) einengt, wobei die Rotationsachse (10) des Widerstandsläufers (1) im Wesentlichen senkrecht zur Hauptrichtung des Luftstroms (X) und parallel zur Anströmfläche (3, 3') ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die am stromaufwärtigen Ende des Widerstandsläufers angeordneten Anströmfläche (3') als eigenständiges Flächenelement ausgebildet ist und in seiner Neigung zum anströmenden Luftstrom (X) verstellbar ausgebildet ist.Wind turbine with a resistance rotor ( 1 ), which is flown by an air flow (X), wherein the resistance rotor ( 1 ) substantially radially to its axis of rotation ( 10 ) extending wings ( 11 . 12 . 13 . 14 ), and an inflow surface ( 3 . 3 ' ), the air flow in the region of the resistance rotor ( 1 ), wherein the axis of rotation ( 10 ) of the resistance rotor ( 1 ) substantially perpendicular to the main direction of the air flow (X) and parallel to the flow surface ( 3 . 3 ' ), characterized in that the upstream surface of the resistance rotor arranged incident surface ( 3 ' ) is formed as an independent surface element and is designed to be adjustable in its inclination to the oncoming air flow (X). Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsläufer (1) walzenförmigen Umriss hat.Wind turbine according to claim 1, characterized in that the resistance rotor ( 1 ) has cylindrical outline. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmfläche (3) aus Teilen eines Gebäudes, insbesondere Dachflächen und/oder Gebäudewänden, gebildet ist.Wind turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow surface ( 3 ) is formed from parts of a building, in particular roof surfaces and / or building walls. Windkraftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der walzenförmige Widerstandsläufer (1) auf dem First (31) eines Daches und/oder an Gebäudeecken parallel zum First (31) bzw. zur Ecklinie angeordnet ist.Wind power plant according to claim 3, characterized in that the roller-shaped resistance rotor ( 1 ) on the first ( 31 ) of a roof and / or building corners parallel to the ridge ( 31 ) or to the corner line is arranged. Windkraftanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der walzenförmige Widerstandsläufer (1) an Befestigungspunkten am Gebäude befestigt ist und auf dem First (31) eines Daches und/oder an Gebäudeecken um seine Befestigungspunkte schwenkbar und/oder in seinem Abstand zwischen First bzw. Gebäudeecke und seiner Rotationsachse (10) dreh- und verstellbar angeordnet ist.Wind power plant according to claim 3 or 4, characterized in that the roller-shaped resistance rotor ( 1 ) is attached to attachment points on the building and on the ridge ( 31 ) of a roof and / or building corners about its attachment points and / or in its distance between First or building corner and its axis of rotation ( 10 ) is arranged rotatable and adjustable. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmfläche (3, 3') an einem gefesselt gehaltenen Flugobjekt (5) vorgesehen ist.Wind turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow surface ( 3 . 3 ' ) on a captive held flying object ( 5 ) is provided. Windkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flugobjekt (5) ein Drachen (52) ist, wobei eine aerodynamische Tragfläche des Drachens (52) die Anströmfläche (3, 3') bildet.Wind turbine according to claim 6, characterized in that the flying object ( 5 ) a dragon ( 52 ), wherein an aerodynamic wing of the kite ( 52 ) the inflow area ( 3 . 3 ' ). Windkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flugobjekt (5) ein Ballon (51) ist, von dem eine Begrenzungsfläche als Anströmfläche (3, 3') ausgebildet ist.Wind turbine according to claim 6, characterized in that the flying object ( 5 ) a balloon ( 51 ), of which a boundary surface as inflow surface ( 3 . 3 ' ) is trained. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (11, 12, 13, 14), bevorzugt drei oder vier, des Widerstandsläufers (1) gleichwinklig zueinander beabstandet an der Rotationsachse (10) angeordnet sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the wings ( 11 . 12 . 13 . 14 ), preferably three or four, of the resistance rotor ( 1 ) equiangularly spaced from each other at the axis of rotation ( 10 ) are arranged. Windkraftanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der/die Flügel (11, 12, 13, 14) schraubenförmig um die Rotationsachse (10) erstrecken.Wind turbine according to claim 9, characterized in that the wing (s) ( 11 . 12 . 13 . 14 ) helically around the axis of rotation ( 10 ). Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung (2) vorgesehen ist, die halbschalenförmig den walzenförmigen Widerstandsläufer (1) auf seiner gegen den Luftstrom (X) rückdrehenden Seite abdeckt.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that a cover ( 2 ) is provided, the half-shell-shaped roller-shaped resistance rotor ( 1 ) covers on its back against the air flow (X) side. Windkraftanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (2) um die Rotationsachse (10) des Widerstandsläufers (1) schwenkbar angeordnet ist.Wind turbine according to claim 11, characterized in that the cover ( 2 ) around the axis of rotation ( 10 ) of the resistance rotor ( 1 ) is pivotally mounted. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Widerstandsläufer (1) und Anströmfläche (3, 3') eine verstellbare Bypassklappe (4) angeordnet ist.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that between resistance rotors ( 1 ) and inflow surface ( 3 . 3 ' ) an adjustable bypass flap ( 4 ) is arranged. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Widerstandsläufer (1) vorgesehenen Flügel (11', 12', 13', 14') drehbar ausgebildet sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the resistance rotor ( 1 ) provided wings ( 11 ' . 12 ' . 13 ' . 14 ' ) are rotatably formed. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (11', 12', 13', 14') halbschalenförmig ausgebildet sind.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the wings ( 11 ' . 12 ' . 13 ' . 14 ' ) are formed shell-shaped. Windkraftanlage nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbschalenflügel (11'', 12'', 13'', 14'') um eine exzentrisch am Widerstandsläufer (1) gehalterten Drehachse (16) drehbar gelagert ist.Wind turbine according to claim 14 and 15, characterized in that the half-shell wing ( 11 '' . 12 '' . 13 '' . 14 '' ) about an eccentric on the resistance rotor ( 1 ) supported rotary axis ( 16 ) is rotatably mounted. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Flächenelement (3') eine Photovoltaikanlage (6) angeordnet ist.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that on the surface element ( 3 ' ) a photovoltaic system ( 6 ) is arranged. Windkraftanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (3') der jeweiligen Richtung des Luftstroms (X) (Windrichtung) oder der Sonneneinstrahlung nachstellbar ausgebildet ist.Wind turbine according to claim 17, characterized in that the surface element ( 3 ' ) of the respective direction of the air flow (X) (wind direction) or the solar radiation is designed adjustable. Windkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsregelung vorgesehen ist, die die Drehzahl eines mit dem Widerstandsläufer (1) verbundenen Generators an die Windgeschwindigkeit anpasst, so dass eine maximal entnehmbare Leistung am Generator anliegt.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that a power control is provided, the speed of one with the resistance rotor ( 1 ) connected generator to the wind speed, so that a maximum removable power is applied to the generator. Windkraftanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator über einen Frequenzumrichter mit Rückspeisung an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossen ist.Wind power plant according to claim 19, characterized that the generator over a frequency converter with feedback connected to the electrical supply network.
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DE102012019976A1 (en) 2012-10-04 2014-04-24 Hans-Gerd Gossen Wind power structure used in wind-power plant, has tripartite steel tube bundle column whose extreme heights are cross sectioned and are assembled over piled basement foundation according to pull rope construction

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012019976A1 (en) 2012-10-04 2014-04-24 Hans-Gerd Gossen Wind power structure used in wind-power plant, has tripartite steel tube bundle column whose extreme heights are cross sectioned and are assembled over piled basement foundation according to pull rope construction

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