DE202008005501U1 - Aufwindkraftwerk, welches durch Sonneneinstrahlung selbsttätig heiße Luft produziert, um so seine Turbinen anzutreiben - Google Patents

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Abstract

Ein großer, schwarzer, geschlossener Metallkörper (1) in Form einer Pyramide, dadurch gekennzeichnet, daß bis auf die Öffnungen der Turbinen (3) unten und des oberen Teils, als aufheizbarer Kraftwerksträger dient, welcher sich nach oben hin konisch bis zu einer verstellbaren Luftöffnung (6) hin, verengt.

Description

  • Stand der Technik:
  • Bekannt sind Aufwindkraftwerke, welche mittels einer Röhre senkrecht in den Himmel ragen und sich das physikalische Prinzip der aufströmenden warmen Luft in einer Röhre zu Nutze machen um damit mittels Turbinen Energie zu gewinnen.
  • Diese Systeme haben jedoch einen großen Nachteil, bei schweren Stürmen werden derartige Türme meist in Mitleidenschaft gezogen, ja sie sind schon eingestürzt. Auch sind diese Kraftwerke in ihren Herstellungskosten sehr aufwendig und teuer!
  • Auch ist die Höhe der Kraftwerke aus statischen Gründen hier begrenzt, also auch der Wirkungsgrad!
  • Bekannt sind durch meine Anmeldung beim Deutschen Patentamt vom 22.2.08 auch Kraftwerkstypen, welche sich an die natürlichen Gegebenheiten anpassen, um so in größere Höhen zu gelangen um die Leistung dadurch steigern zu können.
  • Doch für heiße Gegenden ohne große Berge muß jedoch ebenfalls ein Lösungsweg gefunden werden.
  • Lösung der Aufgabe:
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen großen Metallkörper z. B. in Form einer Pyramide (1) zu erstellen, welcher sich durch die natürliche Sonnenbestrahlung (2) derart aufheizt und welcher oben eine Öffnung (6) zum Ausströmen der aufgeheizten Luft besitzt, so daß die unten neu einströmende Luft (3), Turbinen (4) zur Stromerzeugung antreiben kann.
  • Angedacht ist eine Öffnung (6), welche sich der Luftsrömungsmenge automatisch anpasst, also größer oder kleiner werden kann.
  • Die in der Pyramide aufgeheizten Luftmassen (5) strömen nach oben und erzeugen so einen starken Sog beim Lufteinlaß (3) unten, wo die Turbinen (4) sitzen. Die ausströmende heiße Luft (7) erzeugt einen Unterdruck im Metallkörper (1), so daß genügend „Frischluft" unten zugeführt werden muß, dies geschieht mittels den Turbinenöffnungen. Die Turbinen verfügen über Blattverstellungen, um sich den Strömungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Lufttemperatur zur Energieerzeugung automatisch anpassen zu können.
  • Angedacht ist oben beim Luftauslass ebenfalls eine große oder mehrere kleine Turbinen (9) zu etablieren, da die ausströmende heiße Luft hier genügend Kraft besitzt, nochmals in Energie umgewandelt zu werden. Da in einem fast geschlossenen heißen Behälter die Luft nur oben austreten kann, ist dies naheliegend. Es ist sicherlich eine Frage der Turbinenwahl, da kein Rückstau im Behälter entstehen darf, um die Einlassturbinen nicht in ihrer Leistung zu mindern.
  • Dieser Kraftwerkstyp wurde speziell für Gegenden entwickelt, in denen kaum Bergmassive vorhanden sind, also reine heiße Wüstengegenden!
  • Die Form der Pyramide bietet sich hier besonders an, da sie über eine große Oberfläche verfügt, welche von der Sonne aufgeheizt werden kann. Auch Kegel, Türme oder spitze nach oben gerichtete Dreiecke kämen in Frage, doch die Pyramide ist optimal für ein Aufwindkraftwerk dieser Art.
  • Auch bietet die Pyramide eine sehr hohe Standfestigkeit gegenüber Aufwindtürmen, da sie mit dem Fundament fest verbunden ist und eine sehr große Standfläche besitzt. Angedacht sind Größenordnungen von z. B. 1000 × 1000 Meter, Grundfläche, Höhe 1000 Meter oder noch größer um die Effizienz nochmals zu steigern.
  • Um mit einem Aufwindkraftwerk Energie zu erzeugen, bedarf es eines Temperatur-Unterschiedes zwischen der unten eintretenden Luft und der Lufttemperatur die oben beim Austritt herrscht.
  • Je höher dieser Unterschied ist, desto größer ist der Wirkungsgrad eines Kraftwerkes. Dies trifft Naturgemäß für alle Aufwindkraftwerke zu. Bei einem derart großen schwarzen Metallbehälter werden jedoch noch andere Naturgesetze tätig. Es entsteht durch die Sonnenbestrahlung und die damit verbunde Aufheizung ein Wärmedruck im Inneren der Pyramide, welcher als Motor bezeichnet werden kann.
  • Um auch einen Nachtbetrieb des Kraftwerkes zu gewährleisten, bietet sich an, in die Pyramide einen Powerblock (8), also eine zweite kleinere Pyramide als Wärmespeicher zu integrieren. Diese kann mit z. B. mit Sand gefüllt werden. Durch ein verzweigtes Röhrensysteme (10) kann eine schnellere Aufheizung der Speicherpyramide erreicht werden.
  • Wenn die Sonne nicht mehr scheint, steigt die gespeicherte Wärme in der Pyramide ebenfalls nach oben und sorgt so für einen Sog, um ständig frische Luft für die Turbinen anzusaugen. Die Wärmeleistung des Systems kann zwar die Tagesleistung nicht erreichen, doch schon ein Wirkungsgrad von 30% wäre respektabel!
  • Als Leistung der Power Pyramide im Tagbetrieb werden 400 MW angestrebt.
  • Um die Leistung des Kraftwerks noch zu erhöhen, kann man die bereits bekannten Glasdächer von Aufwindkraftwerken mit einbeziehen, welche um die Pyramide zusätzlich angeordnet werden könnten, um die Luft aufzuwärmen, bevor sie in die Turbienenöffnungen unten einströmen kann.
  • Mein Lösungsweg ist einfach und erzielt durch die in Schwarz gehaltene Außenhaut der Metallkonstuktion gerade bei einer Pyramide einen höheren Wirkungsgrad, wie bereits bekannte Aufwindkraftwerke. Worauf es jedoch hier ankommt, ist alleine der Aufheizeffekt der in Schwarz gehaltenen Metallkonstruktion (möglichst in Aluminium um das Gewicht zu reduzieren), welcher nicht zu unterschätzen ist, er ist der absolut kostenlose Motor für ein Modell mit Zukunft und birgt eine noch höhere Effizienz in sich, als bereits bekannte Modelle.
  • Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zu bekannten Aufwindkraftwerken ist hier das fast geschlossene System!
  • Keinerlei umweltschschädliche Nebenwirkungen und eine fast kostenlose ständige Energiegewinnung durch Sonnenkraft sind die wichtigsten Attribute für diesen neuen Kraftwerkstyp.

Claims (5)

  1. Ein großer, schwarzer, geschlossener Metallkörper (1) in Form einer Pyramide, dadurch gekennzeichnet, daß bis auf die Öffnungen der Turbinen (3) unten und des oberen Teils, als aufheizbarer Kraftwerksträger dient, welcher sich nach oben hin konisch bis zu einer verstellbaren Luftöffnung (6) hin, verengt.
  2. Ein Metallkörper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil der Pyramide, am Boden Turbinen (4) angebracht sind, welche durch die Aufheizung des Metallkörpers (1), die durch die Sonne (2) bedingte, unten die einströmende Luft (3), welche nach physikalischen Gesetzen nach oben strebt und somit unten zwangsläufig einen Sog beim Lufteinlass erzeugt, welcher so mittels angetriebener Turbinen (4), in elektrische Energie umwandelt wird.
  3. Ein Metallkörper nach Anspruch 1 und 2 welcher im Inneren des Metallkörpers zusätzlich wärmespeichernde Elemente (8) für einen Nachtbetrieb besitzt, um die tagsüber so gespeicherte Wärme auch für einen Nachtbetrieb wieder abzugeben. Daß die wärmespeichernden Elemente mit Röhren (10) für eine effiziente, schnellere Wärmeaufnahme des Powerblocks durchzogen sind.
  4. Ein Metallkörper nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Berreich unter der Öffnung Turbinen (9) zur Energiegewinnung angebracht sind.
  5. Ein Metallkörper nach Anspruch 1, 2, 3 und 4 in jeder beliebigen Form.
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