DE202012002133U1

DE202012002133U1 - Windenergieanlage

Info

Publication number: DE202012002133U1
Application number: DE202012002133U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-04-10
Anticipated expiration: 2022-03-01

Abstract

Windenergieanlage mit einem Windflügel bzw. -Schaufel betriebenen Generator, der von einem, die Windströmung leitenden Mantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel aus mehreren schwenkbeweglich montierten Segmenten (7a bis 7d) umgeben ist, derart, dass sich die Segmente nach Art eines Tulpenkelches bei erhöhten Windgeschwindigkeiten gegen Federkräfte öffnen und bei nachlassender Windgeschwindigkeit schließen

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Windflügel bzw. -Schaufel- angetriebenen elektrischen Generator, der von einem, die Windströmung leitenden Mantel umgeben ist.
Eine derartige Windenergieanlage ist in der USPS 4,324,985 gezeigt und beschrieben. Diese bekannte Windenergieanlage weist einen von Windflügel angetriebenen Generator auf, der innerhalb eines zylindrischen Mantels montiert ist. Im Eingangsbereich dieses Zylinders, der zum Zwecke der Windleitung trompetenartig im Eingangsbereich vergrößert ist, sind segmentartige Luftleitbleche angeordnet, die bei niedrigen Windgeschwindigkeiten mittels Federn einen nahezu geschlossenen Ring bilden.
In Zeiten erhöhter Windgeschwindigkeit, insbesondere bei Windgeschwindigkeiten bei denen eine Zerstörung des Windgenerators zu befürchten ist, sind diese im Eingangsbereich angeordneten Segmente konstruktiv so gestaltet, dass sie in radialer Richtung aufgehen und dadurch Luftspalte bilden, durch die Teilströme des Windes abgeleitet werden, so dass diese effektiv am Generator nicht mehr zur Verfügung stehen.
In 4 ist eine weitere Variante dieser Windgeschwindigkeitsanpassung gezeigt und in Spalte 5, Zeilen 46 und folgende beschrieben, wonach Segmente durch erhöhte Windgeschwindigkeiten über Kippgelenke so verstellt werden, dass sie eine wirksame Abdeckung des Eingangsöffnungsbereiches darstellen. Auch mit dieser Maßnahme ist dafür gesorgt, dass der eigentliche Windgenerator bei erhöhten Windgeschwindigkeiten vor Zerstörung geschützt ist.
Grundsätzlich ist dies der richtige Weg Windgeneratoren vor Zerstörung durch erhöhte Windgeschwindigkeiten zu schützen, allerdings sind die Maßnahmen im vorgenannten Dokument derart kompliziert, dass zunächst die Fertigung eines solchen Windgenerators erheblich kostenaufwendig sein dürfte und auch deren Betrieb nicht frei von erheblichem Serviceaufwand sein wird.
Vor dem Hintergrund dieser Einrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Windenergieanlage zu schaffen, bei der erhöhte Windgeschwindigkeiten keinen Schaden am Windgenerator verursachen und dies mit Mitteln, die äußerst einfach und wirkungsvoll in ihrem Aufbau sind.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Maßnahmen, wie sie gekennzeichnet im Anspruch 1 angegeben sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich mit den Maßnahmen der Unteransprüche.
Anhand dreier Zeichnungen soll der Erfindungsgedanke näher beschrieben werden.
Dabei zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Windgenerators,
2 eine Alternative zur Verstellung der Segmente und schließlich
3 diesen Windgenerator in vereinfachtem Aufbau, und zwar in einem Zustand erhöhter Windenergie.
In 1 ist mit 1 ein Montagemast bezeichnet, der hier nicht näher dargestellt mit einem als Speicherturm vorgesehenen Montageort verbunden ist. Der Montagemast 1 ist mit einem Leitblech 2 verbunden, das dafür sorgt, dass der Eingangsbereich des Windgenerators stets in Richtung des einströmenden Windes gehalten ist.
An einer Achse 3 ist der eigentliche Generator 4 befestigt, der unter zu Hilfenahme von Luftschaufeln 5 angetrieben wird.
Im hinteren Bereich der Windenergieanlage ist ein Scharnierring 6 angeordnet, an dem wiederum schwenkbeweglich Segmente 7a bis 7d befestigt sind.
Federelemente, die hier der Einfachheit halber nicht dargestellt sind, die aber hinter dem Bereich des Scharnierringes 6 vorhanden sind sorgen dafür, dass die Segmente 7a bis 7d stets einen geschlossenen Ring bilden, sofern die Windgeschwindigkeiten ein gewisses Maß nicht überschritten haben. Wie die Figur besonders deutlich macht, überlappen sich die Segmente 7a bis 7d, sodass sie insgesamt einen nahezu geschlossenen Hohlkörper bilden.
Sie sind im Eingangsbereich nach Art einer Trompete geöffnet, sodass die Querschnittsfläche des Eingangsbereiches relativ groß ausgebildet ist.
Sollten Windgeschwindigkeiten auftreten, die in solchen Bereichen liegen, wo eine Beschädigung des Windgenerators zu befürchten ist, sind die Segmente 7a bis 7d nach Art eines sich öffnenden Tulpenkelches aufschwenkbar ausgebildet, sodass sich Öffnungen 9 ausbilden, die als Windgeschwindigkeits-Bypässe wirken, sodass diese Windanteile effektiv am Antreiben des elektrischen Generators nicht oder nur wenig beteilig sind.
In 2 ist eine Alternative bezüglich der Öffnungsmechanik der Segmente gezeigt. Hier ist der Generator 4 axial verschieblich gelagert und zwar so, dass nicht dargestellte Federelemente diesen gegen die Windrichtung im ruhenden Zustand halten. An der Achse 3, die mit dem Generator 4 fest verbunden ist, sind Stangenelemente 8 angeordnet, die die Segmente 7 dann nach außen drücken, wenn erhöhte Windgeschwindigkeiten anstehen und als Folge davon den Generator nach hinten, also nach rechts in der 2 drücken. Die Folge davon ist, dass die Segmentteile, die vor dem Scharnierring 6 liegen nach innen gedrückt werden, sodass der Querschnitt des Eingangsbereiches verkleinert wird und damit Windanteile unwirksam gemacht werden. Hier wäre auch eine Variante denkbar, wonach das Verstellen der Segmente mittels gesteuerter Hydraulikelemente durchführbar ist
In 3 ist bewusst auf die Darstellung des elektrischen Generators verzichtet, weil dieser in 1 ausführlich gezeigt ist und sich dieser darüber hinaus von dem Generator, wie er in der USPS 4,324,985 gezeigt ist, nicht wesentlich unterscheidet.
Ersichtlich führt diese Erfindung zu einer denkbar einfachen Konstruktion zur Vermeidung einer Beschädigung des elektrischen Generators bzw. der gesamten Windenergieanlage, die sich besonders durch die Einfachheit auszeichnet.
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

US 4324985 [0002, 0020]

Claims

Windenergieanlage mit einem Windflügel bzw. -Schaufel betriebenen Generator, der von einem, die Windströmung leitenden Mantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel aus mehreren schwenkbeweglich montierten Segmenten (7a bis 7d) umgeben ist, derart, dass sich die Segmente nach Art eines Tulpenkelches bei erhöhten Windgeschwindigkeiten gegen Federkräfte öffnen und bei nachlassender Windgeschwindigkeit schließen
Windenergie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Federkräfte gesteuerte Hydraulikelemente die Segmente steuern.
Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente bei niedrigen Windgeschwindigkeiten übererlappend einen geschlossenen Mantel bilden und im Zuge erhöhter Windgeschwindigkeit im Bereich der Verbindungen einen Bypass bildenden Öffnungsschlitze (8) aufweisen.
Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente im hinteren Bereich an einem Scharnierring (6) befestigt sind, und dass hinter dem Scharnierring Federn angeordnet sind, die die Segmente bei niedrigen Windgeschwindigkeiten geschlossen halten.
Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe auf einem als Speicher ausgebildeten Turm montiert sind, in dem in Zeiten überschüssiger Windenergie elektrisch erzeugte Energie speicherbar ist.