DE202012101185U1

DE202012101185U1 - Wind turbine

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Publication number: DE202012101185U1
Application number: DE202012101185U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2012-05-08
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: WO2013149848A1

Abstract

Windkraftanlage mit mindestens einem Flügel, der derart an der Windkraftanlage angeordnet ist, dass der Flügel durch Windkraft in Rotation versetzbar ist, wobei der Flügel ein Flügelblatt sowie eine am Flügelblatt angeordnete Schallquelle umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquelle einen Korpus mit einer Eintrittsöffnung sowie eine Lippe umfasst, wobei die Eintrittsöffnung derart ausgerichtet ist, dass bei Bewegung des Flügels die der Schallquelle entgegen strömende Luft zumindest teilweise durch die Eintrittsöffnung eindringt, und dass die Lippe derart ausgebildet ist, dass sie von der durch die Eintrittsöffnung in den Korpus der Schallquelle eingedrungenen Luft in Vibrationen versetzbar ist, wobei die Schallfrequenzen der durch die Vibration der Lippe erzeugten Schallwellen innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches liegen, und der vorbestimmte Frequenzbereich Schallfrequenzen enthält, die von fliegenden Tieren wahrgenommen werden können.Wind turbine with at least one wing, which is arranged on the wind turbine such that the wing can be set in rotation by wind power, the wing comprising a blade and a sound source arranged on the blade, characterized in that the sound source has a body with an inlet opening and a Lippe comprises, wherein the inlet opening is oriented such that upon movement of the wing, the sound source counterflowing air at least partially penetrates through the inlet opening, and that the lip is formed such that it has penetrated from the through the inlet opening into the body of the sound source is vibratable, wherein the sound frequencies of the sound waves generated by the vibration of the lip are within a predetermined frequency range, and the predetermined frequency range includes sound frequencies that can be perceived by flying animals.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit mindestens einem bewegbaren Flügel. Der Flügel ist derart an der Windkraftanlage angeordnet, dass er durch Windkraft in Rotation versetzt werden kann. Der Flügel umfasst ein Flügelblatt sowie eine am Flügel angeordnete Schallquelle.The invention relates to a wind turbine with at least one movable wing. The wing is arranged on the wind turbine so that it can be rotated by wind power. The grand piano includes a grand piano and a sound source located at the grand piano.

Gegenwärtig stellen die Vorgaben und Verpflichtungen des Umweltschutzes die Betreiber von Windkraftanlagen vor das Problem, eine Gefährdung von Flugtieren durch rotierende Anlagenteile zu minimieren.At present, the requirements and obligations of environmental protection confront the operators of wind turbines with the problem of minimizing the endangerment of flying animals by rotating plant components.

Eine besonders akute Gefahr für einige Greifvogelarten droht durch herannahende Flügel der Windkraftanlage, die von den Greifvögeln oft nicht wahrgenommen werden. Unter Umständen kann ein in der Nähe der Anlage jagender Greifvogel durch den mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Flügel erschlagen werden.A particularly acute danger for some birds of prey threatens by approaching wings of the wind turbine, which are often not perceived by the birds of prey. Under certain circumstances, a birds of prey that are hunting near the plant can be killed by the high-speed wing.

Zur Minderung dieser Bedrohung ist es zweckmäßig, die Windkraftanlage mit einer Vorrichtung auszustatten, die Greifvögeln eine Wahrnehmung der rotierenden Flügel erleichtert.To mitigate this threat, it is expedient to equip the wind turbine with a device that facilitates birds of prey perception of the rotating wings.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 20 2010 003 983 U1 bekannt. Dort ist eine akustische Tiervertreibungseinrichtung beschrieben, die einen piezokeramischen Lautgeber umfasst. Der Lautgeber ist an einem Flügelblatt des Flügels der Windkraftanlage angeordnet und sendet artspezifische Klangattrappen aus, wie akustische Stimuli oder Soziallaute, die bestimmte Flugtierarten davon abhalten sollen, sich der Windkraftanlage zu nähern.Such a device is from the DE 20 2010 003 983 U1 known. There is described an acoustic animal eviscerator comprising a piezoceramic transmitter. The transmitter is mounted on a blade of the wind turbine blade and emits species-specific sound dummies, such as acoustic stimuli or social sounds, intended to prevent certain species of beasts from approaching the wind turbine.

Die in der DE 20 2010 003 983 U1 vorgestellte Einrichtung hat den Nachteil, technisch aufwendig und teuer zu sein. Sie muss elektronisch gesteuert und mit elektrischer Energie versorgt werden.The in the DE 20 2010 003 983 U1 presented device has the disadvantage of being technically complex and expensive. It must be electronically controlled and supplied with electrical energy.

Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Windkraftanlage mit einer Schutzfunktion auszustatten, die Flugtiere davor bewahrt, von den Flügeln der Anlage verletzt zu werden, und die zugleich einfach aufgebaut und möglichst günstig in der Herstellung ist.Therefore, the object of the present invention is to provide a wind turbine with a protective function that prevents flying animals from being injured by the wings of the plant, and at the same time simple in construction and as low in the production.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Schutzansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.The object is achieved by the device according to protection claim 1. The dependent claims represent preferred embodiments of the invention.

Dementsprechend umfasst die erfindungsgemäße Windkraftanlage mindestens einen Flügel. Der Flügel ist an einem Rotor der Windkraftanlage montiert und derart angeordnet, dass der Flügel bei genügend hoher Windstärke und einer geeigneten räumlichen Ausrichtung des Flügels durch den Wind in Rotation versetzbar ist. Der Flügel umfasst ein Flügelblatt, das sich vorzugsweise von einer Rotationsachse, um die der Flügel rotierbar ist, radial nach außen erstreckt, und eine Schallquelle, die am Flügelblatt angeordnet ist.Accordingly, the wind turbine according to the invention comprises at least one wing. The wing is mounted on a rotor of the wind turbine and arranged such that the wing is set at sufficiently high wind force and a suitable spatial orientation of the wing by the wind in rotation. The vane includes a vane preferably extending radially outward from an axis of rotation about which the vane is rotatable, and a source of sound disposed on the vane.

Die Schallquelle ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung an einer Position am Flügelblatt angeordnet, die nah am äußeren Ende des Flügelblatts ist, sie kann aber auch an jeder anderen geeigneten Stelle am Flügelblatt angeordnet sein. Die Windkraftanlage kann mehrere Flügel und mehrere Schallquellen umfassen, wobei die Schallquellen an gleichen oder unterschiedlichen Positionen des oder der Flügelblätter angeordnet sein können. Es können eine oder mehrere Schallquellen an einem einzelnen Flügelblatt angeordnet sein.The sound source is arranged according to an embodiment of the invention at a position on the blade, which is close to the outer end of the blade, but it can also be arranged at any other suitable location on the blade. The wind turbine may comprise a plurality of wings and a plurality of sound sources, wherein the sound sources may be arranged at the same or different positions of the one or more blades. One or more sound sources may be arranged on a single blade.

Auch ist es möglich, mehrere Schallquellen vorzusehen, die gleiche oder voneinander verschiedene Tonfrequenzen erzeugen.It is also possible to provide a plurality of sound sources that generate the same or different sound frequencies.

Die Schallquelle umfasst einen Korpus mit einer Eintrittsöffnung und eine Lippe. Bedingt durch die Anordnung der Schallquelle an dem Flügelblatt des Flügels strömt der Schallquelle bei Rotation des Flügels Luft entgegen. Die Eintrittsöffnung der Schallquelle ist derart angeordnet, dass die der Schallquelle entgegen strömende Luft zumindest teilweise durch die Eintrittsöffnung eindringt. Die Lippe ist ferner derart ausgebildet, dass sie von der durch die Eintrittsöffnung in den Korpus der Schallquelle eingedrungenen Luft in Vibrationen versetzbar ist. Die Lippe kann dabei in der Nähe der Eintrittsöffnung oder auch vollständig im Korpus der Schallquelle angeordnet sein. Beispielsweise weist der Korpus der Schallquelle eine im Wesentlichen Zylindrische Grundform auf, die einen Resonanzraum bildet, in dem sich eine schwingende Luftsäule ausbilden kann. Durch die Vibration der Lippe an der durch die Eintrittsöffnung eindringenden Luft werden Schallwellen erzeugt, deren Frequenz durch die Form des Korpus und die Ausbildung und Anordnung der Lippe beeinflusst werden kann.The sound source comprises a body with an entrance opening and a lip. Due to the arrangement of the sound source on the blade of the wing of the sound source flows against the rotation of the wing air. The inlet opening of the sound source is arranged such that the air flowing counter to the sound source at least partially penetrates through the inlet opening. The lip is further designed such that it can be set into vibration by the air which has penetrated through the inlet opening into the body of the sound source. The lip can be arranged in the vicinity of the inlet opening or completely in the body of the sound source. For example, the body of the sound source has a substantially cylindrical basic shape, which forms a resonance space in which a vibrating air column can form. The vibration of the lip on the air entering through the inlet creates sound waves whose frequency can be affected by the shape of the body and the formation and arrangement of the lip.

Die Schallfrequenzen der durch die Vibration der Lippe erzeugten Schallwellen liegen erfindungsgemäß innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches. Insbesondere enthält der vorbestimmte Frequenzbereich Schallfrequenzen, die von fliegenden Tieren wahrgenommen werden können. Dadurch kann erreicht werden, dass die Flugtiere das Herannahen des Flügels der Windkraftanlage erkennen und entsprechend darauf reagieren können.The sound frequencies of the sound waves generated by the vibration of the lip according to the invention are within a predetermined frequency range. In particular, the predetermined frequency range contains sound frequencies that can be perceived by flying animals. This can be achieved that the flying animals recognize the approach of the wing of the wind turbine and can respond accordingly.

Die erfindungsgemäße Lösung ist einfach im Aufbau, denn insbesondere die Schallquelle aus einfach zu bearbeitenden Materialien als einstückiges Teil hergestellt werden kann. Sie umfasst keine obligatorischen elektrischen oder elektronischen Bauteile. Auch sind keine zusätzlichen, mit der Schallquelle verbundenen externen Steuerungs- oder Kontrollgeräte notwendig können aber optional realisiert sein). Letztlich braucht die Schallquelle gemäß ihrer bevorzugten Ausführungsform keine eigens bereitzustellende Energieversorgung. Zudem wird die Schallquelle nur dann aktiv, wenn sie gebraucht wird, nämlich bei Rotation des Flügels. Steht der Flügel still, so ist er keine Gefahr für die zu schützenden Flugtiere, so dass auch die Schutzwirkung der Schallquelle nicht gebraucht wird. Bei Bewegung des Flügels sorgt die Luftströmung wiederum für die Aktivierung der Schutzfunktion, das heißt, für die Geräuscherzeugung durch die Schallquelle.The inventive solution is simple in construction, because in particular the sound source can be made of easy-to-work materials as a one-piece part. It does not include any mandatory electrical or electronic Components. Also, no additional, connected to the sound source external control or monitoring devices are necessary but can be optionally implemented). Ultimately, the sound source according to its preferred embodiment does not need a dedicated power supply. In addition, the sound source is only active when it is needed, namely during rotation of the wing. If the wing is still, it is no danger for the flying animals to be protected, so that the protective effect of the sound source is not needed. As the wing moves, the air flow again provides activation of the protective function, that is, the sound source generated by the sound source.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schallquelle derart ausgebildet, dass der vorbestimmte Frequenzbereich im Wesentlichen Frequenzen nah oder oberhalb der menschlichen Hörgrenze, zum Beispiel im Ultraschallbereich, enthält. Dies bietet den Vorteil, dass Flugtiere, deren Wahrnehmung genügend Empfindlichkeit bei Tonfrequenzen oberhalb der menschlichen Hörgrenze aufweist, von der Warnung durch die akustischen Signale der Schallquelle profitieren, und dass gleichzeitig sich in der Nähe der Windkraftanlage aufhaltende Menschen durch die Geräuschentwicklung nicht belästigt werden.According to one embodiment of the invention, the sound source is designed such that the predetermined frequency range essentially contains frequencies near or above the human hearing limit, for example in the ultrasound range. This offers the advantage that flying animals whose perception has sufficient sensitivity at sound frequencies above the human auditory limit, benefit from the warning by the acoustic signals of the sound source, and that at the same time people staying in the vicinity of the wind turbine are not bothered by the noise.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schallquelle an das Flügelblatt angeformt. Die Anformung der Schallquelle wird bereits während des Herstellungsprozesses des Flügels bzw. des Flügelblatts durchgeführt. Eine einteilige Ausführung der Schallquelle und des Flügelblatts hat den Vorteil eines einfachen und robusten Aufbaus.According to one embodiment of the invention, the sound source is integrally formed on the blade. The formation of the sound source is already carried out during the manufacturing process of the wing or the wing blade. A one-piece design of the sound source and the blade has the advantage of a simple and robust construction.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schallquelle und das Flügelblatt als separate Teile ausgebildet sind, wobei die Schallquelle am Flügelblatt befestigt ist. Auf diese Weise kann die Schallquelle unabhängig vom Flügel hergestellt werden, was in gewissen Anwendungsfällen einen Vorteil bieten kann. Die Befestigung der Schallquelle am Flügelblatt kann z. B. mittels Schrauben oder Bolzen erfolgen. Die Schallquelle kann aber auch an das Flügelblatt geklebt oder auf jede andere geeignete Form mit dem Flügelblatt verbunden sein.An alternative embodiment of the invention provides that the sound source and the blade are formed as separate parts, wherein the sound source is fixed to the blade. In this way, the sound source can be made independently of the wing, which can provide an advantage in certain applications. The attachment of the sound source on the blade can, for. B. by means of screws or bolts. The sound source can also be glued to the blade or connected to any other suitable form with the blade.

Sind mehrere Vogel- oder andere Flugtierarten vor einem Zusammenstoss mit dem Flügel der Windkraftanlage zu schützen, so kann es vorteilhaft sein, die Windkraftanlage mit mehreren Schallquellen zu versehen. Dabei können auch mehrere Schallquellen an einem einzelnen Flügelblatt angeordnet sein. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Frequenzbereiche der von den Schallquellen erzeugten Schallwellen sich voneinander unterscheiden. Auf diese Weise kann die Schutzfunktion der Windkraftanlage auf mehrere unterschiedliche Flugtierarten, die auf Geräusche verschiedener Frequenzen empfindlich reagieren, ausgeweitet werden. Dazu kann jeder Flugtierart eine Schallquelle zugeordnet werden, deren Schallfrequenzbereich auf die Wahrnehmung dieser bestimmten Flugtierart abgestimmt ist.If several bird species or other types of flight animals are to be protected from a collision with the wing of the wind power plant, it may be advantageous to provide the wind power plant with a plurality of sound sources. In this case, several sound sources can be arranged on a single blade. It can be provided that the frequency ranges of the sound waves generated by the sound sources differ from each other. In this way, the protection function of the wind turbine can be extended to several different types of flight animals that are sensitive to sounds of different frequencies. For this purpose, each Flugtierart a sound source can be assigned, the sound frequency range is tuned to the perception of this particular Flugtierart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur erläutert, wobeiThe invention will be explained with reference to a figure, wherein

1 die Skizze einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage zeigt. 1 the sketch of a wind turbine according to the invention shows.

Im Einzelnen ist in 1 eine Windkraftanlage 1 dargestellt, die drei Flügel 2 umfasst. Die Flügel 2 sind derart an der Windkraftanlage 1 angeordnet, dass bei geeigneter Windrichtung und Windstärke die Flügel 2 in Rotation versetzt werden können. Die Richtung der Rotation der Flügel 2 ist durch den Pfeil 3 gekennzeichnet. Jeder der drei Flügel 2 umfasst jeweils ein Flügelblatt 22. An einem der drei Flügelblätter 22 ist eine Schallquelle 21 angeordnet. Die Schallquelle weist eine Eintrittsöffnung 211 in einen Korpus der Schallquelle 21 auf. Bei Rotation der Flügel 2 strömt der Schallquelle 21 Luft entgegen. Die Richtung der Luftströmung ist in 1 durch Pfeile 4 angedeutet. Die Eintrittsöffnung 211 der Schallquelle 21 ist derart angeordnet, dass ein Teil der in Richtung der Schallquelle strömenden Luft die Eintrittsöffnung passiert und eine an der Schallquelle angeordnete Lippe (nicht dargestellt) in Vibrationen versetzt. Durch eine geeignete Form der Schallquelle 21 können Schallwellen einer vorbestimmten Frequenz erzeugt werden, die von sich in der Nähe der Windkraftanlage aufhaltenden Flugtieren wahrgenommen werden. Bei geeigneter Wahl der Schallfrequenzen können auf diese Weise die Flugtiere vor den sich bewegenden Flügeln 2 akustisch gewarnt werden. Bei Stillstand der Flügel 2 erzeugt die Schallquelle im Allgemeinen keine Geräusche.In detail is in 1 a wind turbine 1 represented the three wings 2 includes. The wings 2 are so at the wind turbine 1 arranged that with appropriate wind direction and wind force the wings 2 can be rotated. The direction of rotation of the wings 2 is by the arrow 3 characterized. Each of the three wings 2 each includes a wing blade 22 , On one of the three blades 22 is a sound source 21 arranged. The sound source has an inlet opening 211 into a corpus of the sound source 21 on. On rotation of the wings 2 the sound source is flowing 21 Air contrary. The direction of the air flow is in 1 through arrows 4 indicated. The entrance opening 211 the sound source 21 is arranged such that a part of the air flowing in the direction of the sound source passes through the inlet opening and vibrates a lip (not shown) arranged at the sound source. By a suitable form of the sound source 21 For example, sound waves of a predetermined frequency may be generated which are perceived by flying animals located in the vicinity of the wind turbine. With a suitable choice of the sound frequencies can in this way the flying animals in front of the moving wings 2 be warned acoustically. When the wings stop 2 the sound source generally does not produce any noise.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WinkraftanlageWinkraftanlage
22: Flügelwing
2121: Flügelblattrotor blade
2222: Schallquellesound source
33: Rotationsrichtungdirection of rotation
44: Luftströmungairflow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202010003983 U1 [0005, 0006]

Claims

Wind turbine with at least one wing, which is arranged on the wind turbine such that the wing can be set in rotation by wind power, the wing comprising a blade and a sound source arranged on the blade, characterized in that the sound source has a body with an inlet opening and a Lippe comprises, wherein the inlet opening is aligned such that upon movement of the wing, the sound source counterflowing air at least partially penetrates through the inlet opening, and that the lip is formed such that it has penetrated from the through the inlet opening into the body of the sound source is vibratable, wherein the sound frequencies of the sound waves generated by the vibration of the lip are within a predetermined frequency range, and the predetermined frequency range includes sound frequencies that can be perceived by flying animals.

Wind turbine according to claim 1, characterized in that the predetermined frequency range substantially contains frequencies near or above the human auditory limit.

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the sound source is integrally formed on the blade.

Wind turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sound source and the blade are formed as separate parts, wherein the sound source is fixed to the blade.

Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of sound sources are provided, wherein the frequency ranges of the sound waves generated by the sound sources differ from each other.