DE202009014235U1

DE202009014235U1 - Horizontalachsen Windgenerator

Info

Publication number: DE202009014235U1
Application number: DE202009014235U
Authority: DE
Original assignee: GLUNZ JOSEF
Current assignee: GLUNZ JOSEF
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2019-10-22

Abstract

Horizontalachsen Windgenerator, der einen Montageturm aufweist, welcher oben eine um eine vertikale Achse drehbeweglich montierte Einheit trägt, wenigstens enthaltend einen Generator und Rotor nebst Steuer- und Montagemitteln, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (1) im Schwenkbereich der Rotorblätter (6) einen winddurchlässigen, maschenartigen Schild (7, 8, 9) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Horizontalachsen Windgenerator, der einen Montageturm aufweist, auf welchem oben drehbeweglich eine Einheit befestigt ist, die den Generator und an einer Horizontalachse den Rotor trägt. Diese Einheit ist um eine Vertikalachse drehbeweglich auf dem Turm angeordnet.
Bei Windgeneratoren treten mehrere Arten von Geräuschen auf, nämlich zunächst die Windgeräusche, die an der Abrisskante der Rotorblätter entstehen, und die beispielsweise in einer in der DE 196 14 420 102 beschriebenen Weise gedämpft werden sollen. Eine weitere Möglichkeit die Geräusche an den Rotorblättern selbst zu lindern, sind in der DE 10 2005 051 31 B4 gezeigt und beschrieben.
Eine andere Art von Geräuschen entstehen dadurch, dass die drehbeweglichen Teile innerhalb der oben am Turm untergebrachten Einheit Geräusche durch Vibration machen, was durch die Maßnahme, wie in der DE 199 30 751 A1 beschrieben, versucht wird zu beheben. Dazu dienen elastische Puffer, die an den Lagerstellen derjenigen Bauteile angeordnet sind, die Vibrationen unterliegen.
Eine völlig andere Art von Geräuschen entstehen dann, wenn die Rotorblätter während ihrer Drehbewegung den Turm passieren. Es entstehen dabei erhebliche impulsartige Klopfgeräusche, die weithin hörbar sind, und die ein ernstes Problem bei der Installation derartiger Windgeneratoren in bewohnten Gegenden darstellen.
Es ist bereits mit der US PS 7,144,216 B2 versucht worden, diese speziellen Klopfgeräusche dadurch zu beheben, dass oben der Turm im Bereich der sich drehenden Rotorblätter mit einer schallabsorbierenden Beschichtung versehen ist, die außen mit einem wasserundurchlässigen Material beschichtet ist und innen eine schallabsorbierenden Masse enthält.
Auch die US PS 6,213,721 B1 weist eine ähnliche Einrichtung auf, die darin besteht, dass der Turm in seiner vollen Länge mit einem Polyurethan-Schaum mit äußerer Beschichtung bekleidet ist, mit der ebenfalls eine Schallreduzierung erreicht werden soll.
Schließlich zeigt die US PS 4,180,369 eine Windkraftanlage mit einem Turm, der im Einflussbereich der Rotorblätter einen schneckenartig um den Turm herumgewickelten Streifenkörper aufweist, der die Aufgabe hat, durch Änderung der Strömungsrichtung des auf den Turm auftreffenden Windes den abrupt sich veränderten Windschlägen entgegen zu wirken, sodass diese Klopfgeräusche ebenfalls vermindert werden sollen.
Nach den hier vorliegenden Erkenntnissen haben sich die oben gemachten Vorschläge bisher nicht durchsetzen können. Gründe hierfür sind in der einschlägigen Literatur bisher nicht bekannt geworden, es darf jedoch vermutet werden, dass die Wirkung des Klopfreduzierens nicht befriedigend war.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung vorzuschlagen, die einerseits eine große Wirkung im Hinblick auf Klopfreduzierung aufweist, kostengünstig ist und den Wirkungsgrad der Windkraftanlage nicht verschlechtert.
Dies gelingt mit der Erfindung dadurch, dass der Turm oben im Bereich der rotierenden Blätter einen Schild aufweist, der luftdurchlässig ist.
Dieser kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein nach unten sich vergrößerndes Profil nach Art eines Kegels aufweisen.
Mit dieser geometrischen Vergrößerung des Schildes passt sich dieser der höheren Geschwindigkeit der Rotorblätter an ihren Enden an.
Der Schild selbst besteht aus einem grobmaschigen Material, z. B. aus einem Streckmetall und bevorzugt sind mehrere ineinander verschachtelte Schilde angeordnet, d. h. die Maschendichte nimmt in Richtung zur Turmoberfläche zu.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist derart, dass die Luftströmung am Turm, die hinter den Rotorblätter eine völlig andere ist als in den rotorfreien Bereichen, nicht abrupt am Turm abreißt, sondern über das luftdurchlässige Material des Schildes gewissermaßen gedämpft abnimmt, was der Entstehung von klopfartigen Geräuschen entgegenwirkt.
Anhand zweier Figuren soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden.
Dabei zeigt die 1 einen Windgenerator schematisch und die 2 einen Teilbereich des Turmes mit der oberen Einheit nebst angedeuteten Rotorblättern und zwischen Rotorblättern und Turm angeordneten Schild.
Mit 1 ist der Turm der Windkraftanlage bezeichnet, der unten eine Vergrößerung 2 aufweist, die im Erdreich über eine Plattform 3 befestigt ist. Am oberen Ende des Turmes 1 ist an diesem drehbeweglich eine Einheit 4 befestig, die einen nicht näher dargestellten Generator enthält, der über eine Horizontalachse mit der Nabe 5 des Rotors in Verbindung steht. An der Nabe 5 sind Rotorblätter 6 befestigt, von denen hier nur zwei gezeigt sind.
Mindestens in einem radialen Schwenkbereich der Rotorblätter 6 sind Schilde 7 und 8 am Turm 1 befestigt, wobei der Schild 8 innerhalb des Schildes 7 angeordnet ist. Die Schilde sind oben und unten mit nicht weiter dargestellten Mitteln fest am Turm 1 befestigt.
Die Schilde sind nach Art eines Kegelstumpfes aufgebaut, d. h. sie weisen im unteren Bereich, also dort wo die Rotorblätter ihre höchste Geschwindigkeit entfalten mehr Masse auf, als in jenem Bereich, wo die Rotorblätter 6 ihre geringste Geschwindigkeit haben.
Zum besseren Unterscheiden der beiden Schilde 7 und 8, ist der Schild 7 nach Art eines Streckmetalls dargestellt, während der Schild 8 nach Art eines Lochmusters gezeigt ist.
In jedem Falle sind die Schilde winddurchlässig. Sie bewirken auf den durchströmenden Wind bzw. auf die Änderung der Windgeschwindigkeit eine Dämpfung, sodass Klopfgeräusche, die ohne diese Schilde dadurch entstehen, dass der den Turm umströmenden Wind rhythmisch durch die passierenden Rotorblätter unterbrochen wird, vermieden sind.
Mithin wird diejenige Energie, die die Klopfgeräusche erzeugt mit diesem Schilde absorbiert.
Die in 2 gezeigte Lösung weist einen fest mit der Einheit 4 verbundenen Schild 9 auf, der in jeder Position, die die Einheit entsprechend der jeweiligen Windrichtung einnimmt, zwischen Turm 1 und den Rotorblättern 6 positioniert ist.
Anstatt der kegelstumpfförmigen Ausbildung der Schilde nach 1 können diese auch zylindrisch ausgebildet sein, ohne dass damit der grundsätzliche Gedanke dieser Erfindung verlassen wird. Auch zylindrische Schilde wirken der Klopfentstehung entgegen, sind lediglich in ihrem oberen Bereich, also dort wo die geringste Rotationsgeschwindigkeit der Rotorblätter herrscht, unnötig überdimensioniert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19614420102 [0002]
- DE 10200505131 B4 [0002]
- DE 19930751 A1 [0003]
- US 7144216 B2 [0005]
- US 6213721 B1 [0006]
- US 4180369 [0007]

Claims

Horizontalachsen Windgenerator, der einen Montageturm aufweist, welcher oben eine um eine vertikale Achse drehbeweglich montierte Einheit trägt, wenigstens enthaltend einen Generator und Rotor nebst Steuer- und Montagemitteln, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (1) im Schwenkbereich der Rotorblätter (6) einen winddurchlässigen, maschenartigen Schild (7, 8, 9) aufweist.
Horizontalachsen Windgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schild (7, 8, 9) aus mehreren ineinander gestellten Einzelschilden (7, 8) besteht, die ein nach unten vergrößertes Profil aufweisen.
Horizontalachsen Windgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schild (7, 8) fest mit dem Turm (1) verbunden ist.
Horizontalachsen Windgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schild (9) als Teilfläche an der Einheit (4) und damit gegenüber dem Turm (1) drehbeweglich angeordnet ist
Horizontalachsen Windgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schild (7, 8, 9) aus Streckmetall oder aus einem Material entsprechend einer Baustahlmatte mit kleinmaschigem Gitter ausgebildet ist.
Horizontalachsen Windgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schild aus Edelstahl hergestellt ist.