DE202013003148U1 - Wing element for a Savonius rotor, Savonius rotor and small wind turbine - Google Patents

Wing element for a Savonius rotor, Savonius rotor and small wind turbine Download PDF

Info

Publication number
DE202013003148U1
DE202013003148U1 DE202013003148U DE202013003148U DE202013003148U1 DE 202013003148 U1 DE202013003148 U1 DE 202013003148U1 DE 202013003148 U DE202013003148 U DE 202013003148U DE 202013003148 U DE202013003148 U DE 202013003148U DE 202013003148 U1 DE202013003148 U1 DE 202013003148U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
savonius
wind turbine
small wind
wing element
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202013003148U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinusstrom GmbH
Original Assignee
Sinusstrom GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinusstrom GmbH filed Critical Sinusstrom GmbH
Priority to DE202013003148U priority Critical patent/DE202013003148U1/en
Publication of DE202013003148U1 publication Critical patent/DE202013003148U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/213—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Savonius type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Flügelelement für einen Savonius-Rotor mit einem Grundkörper, der eine Innenfläche und eine Außenfläche umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Außenfläche im Wesentlichen kreisbogenförmig ist und sich die Querschnittsform der Innenfläche von der Außenfläche unterscheidet.A wing element for a Savonius rotor having a base body comprising an inner surface and an outer surface, characterized in that the cross-sectional shape of the outer surface is substantially circular arc-shaped and the cross-sectional shape of the inner surface is different from the outer surface.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flügelelement für einen Savonius-Rotor mit einem Grundkörper, der eine Innenfläche und eine Außenfläche umfasst. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Savonius-Rotor mit einem derartigen Flügelelement und eine Kleinwindkraftanlage mit derartigen Savonius-Rotoren.The invention relates to a wing element for a savonius rotor having a base body comprising an inner surface and an outer surface. Furthermore, the invention relates to a Savonius rotor with such a wing element and a small wind turbine with such Savonius rotors.

Durch das wachsende Umweltbewusstsein, hervorgerufen durch den Klimawandel, hat die Erzeugung von Energie aus Windkraft in den letzten Jahren massiv an Bedeutung gewonnen. Windkraftanlagen leisten in windreichen Regionen mittlerweile einen bedeutenden Beitrag bei der Deckung des Grundbedarfs an elektrischer Energie.Due to the growing environmental awareness caused by climate change, the generation of energy from wind power has become increasingly important in recent years. Wind turbines have meanwhile made a significant contribution to meeting the basic requirements for electrical energy in windy regions.

Um die Windenergie ökonomisch nutzen zu können, werden Windkraftanlagen üblicherweise sehr groß ausgelegt. Die meist mit einem Rotor und drei großen Rotorblättern ausgebildeten Windkraftanlagen, werden üblicherweise an hohen Masten montiert.In order to use the wind energy economically, wind turbines are usually designed very large. The most trained with a rotor and three large rotor blades wind turbines are usually mounted on tall poles.

Zu privaten Nutzung der Windenergie sind Kleinwindkraftanlagen bekannt, die horizontal rotierende Windräder aufweisen. Nachteilig bei dieser Ausbildungsform sind aber die Geräuschentwicklung, die Windrichtungsnachführung sowie starke einseitige Verschleißerscheinungen.For private use of wind energy small wind turbines are known to have horizontally rotating wind turbines. A disadvantage of this embodiment, however, are the noise, the wind direction tracking and strong one-sided signs of wear.

Um dem entgegen zu wirken, wurden vertikale Windkraftanlagen entwickelt. Vertikale Windkraftanlagen sind meistens entweder mit einem Savonius-Rotor oder einem Darrieus-Rotor ausgebildet.To counteract this, vertical wind turbines have been developed. Vertical wind turbines are usually designed with either a Savonius rotor or a Darrieus rotor.

Die DE 9115618 U1 beschreibt eine Windkraftanlage mit einem Darrieus-Rotor, der bevorzugt auf Schrägdächern montiert werden soll. Dieser Darrieus-Rotor hat den Vorteil unabhängig von der Windrichtung arbeiten zu können. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist aber der zu niedrige Wirkungsgrad.The DE 9115618 U1 describes a wind turbine with a Darrieus rotor, which should preferably be mounted on pitched roofs. This Darrieus rotor has the advantage of being able to work independently of the wind direction. A disadvantage of this embodiment but is the low efficiency.

Die DE 100 56 767 A1 beschreibt eine Windkraftanlage mit an einem Gebäude angeordneten und in der Fassade integrierten Savonius-Rotor. An den Längsseiten der Rotoren sind im Wesentlichen parallel zur Gebäudewand verlaufende, vorzugsweise schwenkbar in einem Drehgelenk gehaltene Luftleit-Fassadenelemente vorgesehen, die den Wind auffangen und dem Rotor zuführen. Auch diese Ausführung weist einen zu niedrigen Wirkungsgrad auf. Zudem hat dieser Savoniusrotor den Nachteil die Luft stärker zu verwirbeln, was zu einer Geräuschentwicklung führt, die vermieden werden sollte.The DE 100 56 767 A1 describes a wind turbine with arranged on a building and integrated in the facade Savonius rotor. On the longitudinal sides of the rotors are substantially parallel to the building wall extending, preferably held pivotally mounted in a swivel air-conducting facade elements which catch the wind and feed the rotor. Also, this design has a too low efficiency. In addition, this Savoniusrotor has the disadvantage of swirling the air stronger, resulting in a noise that should be avoided.

Vorteilhaft bei der Verwendung eines Savonius-Rotors ist, dass dieser unabhängig von der Windrichtung angetrieben werden kann. Es ist deswegen keine Windrichtungsnachführung erforderlich. Daraus ergibt sich im Vergleich zur horizontalen Bauweise, die dem Wind nachgeführt werden muss, ein gutmütigeres Verhalten gegenüber häufigen Windrichtungswechseln.An advantage of using a Savonius rotor is that it can be driven independently of the wind direction. It is therefore no wind direction tracking required. This results in a good-natured behavior compared to frequent wind direction changes compared to the horizontal construction, which must be tracked to the wind.

Durch seine relativ langsame Laufgeschwindigkeit bietet er zudem im Betrieb ohne Last, z. B. beim Versagen der Bremse, einen gewissen Schutz vor Zerstörung durch überhöhte Fliehkräfte. Bei größeren Savonius-Rotoren, für welche auch die Reibungsverluste eines Getriebes weniger ins Gewicht fallen, kommt es allerdings leicht zur Unwucht durch Verformungen des Rotors. Der konstruktive Aufwand, verhältnismäßig große Savonius-Konstruktionen stabil genug zu bauen, ist daher sehr groß.Due to its relatively slow running speed he also offers in operation without load, z. As the failure of the brake, a certain protection against destruction by excessive centrifugal forces. For larger Savonius rotors, for which the friction losses of a transmission are less important, however, it comes easily to imbalance due to deformation of the rotor. The design effort, stable enough to build relatively large Savonius constructions is therefore very large.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flügelelement, insbesondere für einen Savonius-Rotor, einen Savonius-Rotor mit einem derartigen Flügelelement und eine Kleinwindkraftanlage zur Verfügung zu stellen, die einerseits kostengünstig hergestellt werden kann, andererseits aber auch die notwendige Stabilität, insbesondere bei größeren Ausführungen, aufweist.The invention has for its object to provide a wing element, in particular for a Savonius rotor, a Savonius rotor with such a wing element and a small wind turbine available, on the one hand can be produced inexpensively, on the other hand, but also the necessary stability, especially for larger Executions, has.

Bezüglich des Flügelelements wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem die Querschnittsform der Außenfläche im Wesentlichen kreisbogenförmig ist und sich die Querschnittsform der Innenfläche von der Außenfläche unterscheidet.With regard to the wing element, this object is achieved according to the invention in that the cross-sectional shape of the outer surface is essentially circular-arc-shaped and the cross-sectional shape of the inner surface differs from the outer surface.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine höhere Stabilität der Flügelelemente dann erreicht werden kann, wenn auf die bislang üblichen Flügelbleche bei Savonius-Rotoren verzichtet wird und dafür Flügelelemente mit ausgedehnten Grundkörpern verwendet werden. Durch die Verwendung von derartigen Grundkörpern ist es nun möglich die Innen- und Außenflächen dieser Grundköper unabhängig voneinander entsprechend den Bedürfnissen auszugestalten. Dabei kann jede der Flächen sowohl hinsichtlich der Herstellung als auch hinsichtlich der optimalen Luftströmung und -ablenkung entwickelt werden. Aus diesen Überlegungen heraus wurden die Querschnittsformen der beiden Flächen unterschiedlich ausgebildet und die Außenfläche kreisbogenförmig gestaltet.The invention is based on the consideration that a higher stability of the wing elements can be achieved if it is dispensed with the previously customary wing plates in Savonius rotors and wing elements are used with extended bodies. By using such basic bodies, it is now possible to design the inner and outer surfaces of this Grundköper independently according to the needs. Each of the surfaces can be developed both in terms of manufacturing and in terms of optimal air flow and deflection. Based on these considerations, the cross-sectional shapes of the two surfaces were formed differently and the outer surface designed circular arc.

In vorteilhafter Ausgestaltung entspricht die Querschnittsform der Innenfläche im Wesentlichen der Rahai-Form, wie sie durch Hamid R. Rahai in der Veröffentlichung „Development of optimum design configuration and performance for vertical axis wind turbine; Feasibility analysis and final EISG Report”, May 2005 CEC-500-2005-084 beschrieben wurde. Diese Veröffentlichung und insbesondere die dortige Beschreibung der Rahai-Form sollen dabei vollumfänglich auch Bestandteil dieser Beschreibung sein. Durch die Verwendung der Rahai-Form für die Innenfläche des Grundkörpers wird ein besonders hoher und optimierter Wirkungsgrad erreicht.In an advantageous embodiment, the cross-sectional shape of the inner surface substantially corresponds to the Rahai shape, as by Hamid R. Rahai in the publication "Development of optimum design configuration and performance for vertical axis wind turbine; Feasibility analysis and final EISG Report ", May 2005 CEC-500-2005-084 has been described. This publication and in particular the local description of the Rahai form should be fully part of this description. By using the Rahai form for the inner surface of the body, a particularly high and optimized efficiency is achieved.

Für eine möglichst leichte Bauweise ist der Grundkörper in bevorzugter Ausführung als Hohlkörper ausgebildet. Um die Stabilität des Flügelelements weiter zu erhöhen, sind an den Innen- und/oder Außenflächen in besonders vorteilhafter Ausführung Längsstreben vorgesehen. Diese Längsstreben bilden dabei eine Art Gerüst des Flügelelements, an dem die Innen- und/oder Außenflächen befestigt bzw. stabilisiert werden können. Die Längsstreben können sich dabei über die gesamte Länge bzw. Höhe des Flügelelements erstrecken oder auch nur einzelne Teillängen oder Teilbereiche abdecken.For the simplest possible construction, the basic body is designed in a preferred embodiment as a hollow body. In order to further increase the stability of the wing element, longitudinal struts are provided on the inner and / or outer surfaces in a particularly advantageous embodiment. These longitudinal struts form a kind of framework of the wing element, on which the inner and / or outer surfaces can be fastened or stabilized. The longitudinal struts may extend over the entire length or height of the wing element or cover only individual partial lengths or subregions.

Um die Luftführung an den Innen- und Außenflächen der Flügelelemente nicht zu stören, sind diese Längsstreben in vorteilhafter Ausgestaltung innerhalb des Grundkörpers angeordnet. Die Längsstreben bilden somit eine Art Gerippe des Flügelelements. Die Längsstreben sind vorteilhafterweise aus Stahl und/oder einer Aluminium-Zink Legierung hergestellt.In order not to disturb the air flow on the inner and outer surfaces of the wing elements, these longitudinal struts are arranged in an advantageous embodiment within the body. The longitudinal struts thus form a kind of skeleton of the wing element. The longitudinal struts are advantageously made of steel and / or an aluminum-zinc alloy.

Durch die Verwendung von Längsstreben können auf einfachste Art und Weise stabile Flügelelemente mit nahezu beliebigen Innen- und Außenflächen hergestellt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, die Innen- und/oder Außenflächen aus einzelnen Teilsegmenten herzustellen und einzeln an den Längsstreben zu befestigen. Dies ermöglicht somit eine einfache Herstellung der Innen- und Außenflächen und auch einen einfachen Transport bei größeren Flügelelementen.Through the use of longitudinal struts can be made in the simplest way stable wing elements with almost any inner and outer surfaces. In particular, this makes it possible to produce the inner and / or outer surfaces of individual sub-segments and to attach individually to the longitudinal struts. This thus allows easy production of the inner and outer surfaces and also easy transport with larger wing elements.

Bezüglich des Savonius-Rotors und der Kleinwindkraftanlage wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem die Savonius-Rotoren und die Kleinwindanlagen derartige Flügelelemente umfassen.With respect to the Savonius rotor and the small wind turbine, the above object is achieved according to the invention by the Savonius rotors and small wind turbines include such wing elements.

Um die Leistung einer solchen Kleinwindkraftanlage zu erhöhen, sind in bevorzugter Ausgestaltung eine Mehrzahl von Savonius-Rotoren mit derartigen Flügelelementen in einer Reihe angeordnet. Aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Savonius-Rotoren ist hierbei eine horizontale Aufreihung der Savonius-Rotoren besonders vorteilhaft, um eine möglichst kompakte Kleinwindkraftanlage bereitstellen zu können. Die Savonius-Rotoren treiben in bevorzugter Ausgestaltung einen gemeinsamen Generator an. Dabei ist die Kopplung der Savonius-Rotoren über ein Hydrauliksystem oder ein mechanisches System besonders vorteilhaft.In order to increase the performance of such a small wind turbine, a plurality of Savonius rotors are arranged with such wing elements in a row in a preferred embodiment. Due to the vertical orientation of the Savonius rotors in this case a horizontal alignment of the Savonius rotors is particularly advantageous in order to provide the most compact small wind turbine can. The Savonius rotors drive a common generator in a preferred embodiment. The coupling of the Savonius rotors via a hydraulic system or a mechanical system is particularly advantageous.

Zur Vermeidung eines störenden Flimmerns aufgrund des Licht-Dunkel-Effekts (Disco-Effekt) bei entsprechender Sonneneinstrahlung und zur Erhöhung der Effizienz der Kleinwindkraftanlage sind in bevorzugter Ausführung Windleitbleche vorgesehen. Diese Windleitbleche sind dabei derart angeordnet, dass sie den einfallenden Luftstrom bestmöglich auf die Savonius-Rotoren lenken und die Sicht durch die Kleinwindkraftanlage verhindern.To avoid disturbing flicker due to the light-dark effect (disco effect) with appropriate solar radiation and to increase the efficiency of the small wind turbine wind deflectors are provided in a preferred embodiment. These wind deflectors are arranged such that they direct the incident air flow as best as possible on the Savonius rotors and prevent the view through the small wind turbine.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Ausbildung des Flügelelements als ein ausgedehnter Grundkörper mit zwei unterschiedlich geformten Innen- und Außenflächen, die Strömungseigenschaften der einfallenden Luft auf beiden Seiten unabhängig voneinander optimiert werden kann und gleichzeitig eine besonders hohe Stabilität erzielt wird. Durch die Verwendung von Längsstreben als Gerippe wird diese Stabilität weiter erhöht und eine besonders einfache Herstellung über den Aufbau der Innen- und/oder Außenfläche aus einzelnen Teilsegmenten ermöglicht.The advantages achieved by the invention are in particular that by the formation of the wing element as an extensive body with two differently shaped inner and outer surfaces, the flow characteristics of the incoming air can be optimized independently on both sides and at the same time a particularly high stability is achieved , The use of longitudinal struts as skeleton this stability is further increased and allows a particularly simple production on the structure of the inner and / or outer surface of individual sub-segments.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 einen Querschnitt durch zwei Flügelelemente eines Savonius-Rotors, 1 a cross section through two wing elements of a Savonius rotor,

2 ebenfalls einen Querschnitt durch zwei Flügelelemente eines Savonius-Rotors, 2 also a cross section through two wing elements of a Savonius rotor,

3 eine Ansicht einer Kleinwindkraftanlage, 3 a view of a small wind turbine,

4 einen horizontalen Querschnitt durch eine Kleinwindkraftanlage, 4 a horizontal cross section through a small wind turbine,

5 einen vertikalen Querschnitt durch eine Kleinwindkraftanlage, 5 a vertical cross section through a small wind turbine,

6 einen Längsschnitt durch eine Kleinwindkraftanlage, 6 a longitudinal section through a small wind turbine,

7 eine Anzahl von Savonius-Rotoren mit Windleitblechen. 7 a number of Savonius rotors with smoke deflectors.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures.

Ein Querschnitt durch zwei Flügelelemente 1 eines Savonius-Rotors 2 ist in 1 exemplarisch dargestellt. Die Flügelelemente 1 umfassen jeweils einen im Querschnitt dargestellten Grundkörper 4, der jeweils eine Innenfläche 6 und eine Außenfläche 8 aufweisen. Die Innenfläche 6 ist dabei die Fläche des Grundkörpers 4, die der Rotationsachse 10 des Savonius-Rotors 2 zugewandt ist. Die Außenfläche 8 ist dementsprechend die Fläche des Grundkörpers 4, die der Rotationsachse 10 abgewandt ist.A cross section through two wing elements 1 a Savonius rotor 2 is in 1 exemplified. The wing elements 1 each comprise a main body shown in cross-section 4 , each one an inner surface 6 and an outer surface 8th exhibit. The inner surface 6 is the area of the main body 4 , the axis of rotation 10 of the Savonius rotor 2 is facing. The outer surface 8th is accordingly the area of the body 4 , the axis of rotation 10 turned away.

Die Außenfläche 8 der beiden Flügelelemente 1 ist im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet bzw. entspricht einem Kreisbogen, was durch die gestrichelte Fortführung, des durch die Querschnittsform der Außenfläche 8 gebildeten Kreisbogens nochmal deutlich dargestellt wird. Die Innenfläche dagegen ist in mehrere Teilbereiche aufgeteilt ist, die eine auch vom Vorzeichen unterschiedliche Krümmung aufweisen. Die Innenfläche im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dabei in im Wesentlichen drei Teilbereiche aufgeteilt, die sich neben der Stärke der Krümmung auch wechselweise in ihrem Vorzeichen unterscheiden und entspricht somit in etwa der Rahai-Form. The outer surface 8th the two wing elements 1 is formed substantially semicircular or corresponds to a circular arc, which by the dashed continuation, by the cross-sectional shape of the outer surface 8th formed circular arc is clearly shown again. The inner surface, however, is divided into several subregions, which also have a different curvature from the sign. The inner surface in the present embodiment is divided into substantially three subregions, which differ in addition to the strength of the curvature also alternately in their signs and thus corresponds approximately to the Rahai form.

Die beiden Flügelelemente 1 des Savonius-Rotors 2 sind in Längsrichtung L überlappend angeordnet. In Querrichtung Q sind die beiden inneren Enden der Flügelelemente 1, damit werden die Enden bezeichnet, die im Bereich der Rotationsachse 10 liegen, verkürzt ausgeführt, so dass ein freier Luftkanal 12 zwischen den beiden Flügelelementen gebildet wird. Durch diesen Luftkanal 12 kann die auf die Innenfläche 6 des einen Flügelelements 1 einströmende Luft entlang der Innenfläche 6 des zweiten Flügelelements 1 abgeführt werden.The two wing elements 1 of the Savonius rotor 2 are arranged overlapping in the longitudinal direction L. In the transverse direction Q are the two inner ends of the wing elements 1 , so that the ends are called, in the area of the axis of rotation 10 lie, shortened running, leaving a free air duct 12 is formed between the two wing elements. Through this air duct 12 Can the on the inner surface 6 of a wing element 1 incoming air along the inner surface 6 of the second wing element 1 be dissipated.

Die Flügelelemente 1 nach 2 umfassen zusätzlich noch Längsstreben 14 zur Verstärkung und Halterung der Flügelelemente 1, die sich über die gesamte Länge bzw. Höhe des Flügelelements 1 oder nur über Teilbereiche der Länge bzw. Höhe des Flügelelements 1 erstrecken. Diese Längsstreben 14 sind aus Stahl und/oder einer Aluminium-Zink Legierung gefertigt und sorgen somit für eine besonders einfache und leichte Konstruktion, trotzdem aber für besonders hohe Stabilität im Betrieb des ansonsten hohl ausgeführten Grundkörpers 4.The wing elements 1 to 2 additionally include longitudinal struts 14 for reinforcement and mounting of the wing elements 1 extending over the entire length or height of the wing element 1 or only over partial areas of the length or height of the wing element 1 extend. These longitudinal struts 14 are made of steel and / or an aluminum-zinc alloy and thus ensure a particularly simple and lightweight construction, but nevertheless for a particularly high stability during operation of the otherwise hollow running body 4 ,

Ein Ausführungsbeispiel einer Kleinwindkraftanlage 16 ist in den 3 bis 6 beispielhaft gezeigt. Bei dieser Kleinwindkraftanlage 16 sind mehrere der oben beschriebenen Savonius-Rotoren 2 vertikal ausgerichtet und horizontal nebeneinander in Reihe angeordnet und treiben einen gemeinsamen (nicht dargestellten) Generator an. Die Savonius-Rotoren 2 sind dabei über ein Hydrauliksystem oder auch ein mechanisches System, beispielsweise durch Zahnriemen, Wellen oder ähnlichem, miteinander gekoppelt. Aufgrund der Kopplung ist es somit möglich den Arbeitspunkt anzupassen, beispielsweise durch eine unterschiedliche Ausrichtung der horizontalen Rotorachse untereinander, so dass auch bei unterschiedlichen Windverhältnissen eine gleichmäßige Drehung der Rotoren und Antrieb des Generators erreicht werden kann.An embodiment of a small wind turbine 16 is in the 3 to 6 shown by way of example. In this small wind turbine 16 are several of the Savonius rotors described above 2 vertically aligned and arranged horizontally next to each other in series and drive a common (not shown) generator. The Savonius rotors 2 are coupled to each other via a hydraulic system or a mechanical system, for example by toothed belts, shafts or the like. Due to the coupling, it is thus possible to adjust the operating point, for example, by a different orientation of the horizontal rotor axis with each other, so that even with different wind conditions, a uniform rotation of the rotors and drive of the generator can be achieved.

Die Kleinwindkraftanlage 16 umfasst dabei ein Gerüst 18, in dem die Savonius-Rotoren 2 aufgenommen werden, und ein Dach 20, welches die Kleinwindkraftanlage 16 vor Wettereinflüssen schützt.The small wind turbine 16 includes a scaffolding 18 in which the Savonius rotors 2 be included, and a roof 20 which is the small wind turbine 16 protects against weather influences.

Ein horizontaler Querschnitt durch diese Kleinwindkraftanlage 16 ist in 4 dargestellt. Sechs Savonius-Rotoren 2 sind dabei nebeneinander angeordnet. Die Ausrichtung der Flügelelemente 1 der Savonius-Rotoren 2 ist dabei alternierend, um einen optimalen Windeinfang zu ermöglichen. Die Kleinwindkraftanlage 16 umfasst darüber hinaus kreisbogenförmige Windleitbleche 22, die seitenweise versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch wird der einfallende Wind bestmöglich auf die Savonius-Rotoren 2 gelenkt. Zusätzlich wird durch die Verwendung der Windleitbleche 22 und auch durch die Verwendung eines ausgedehnten Hohlkörpers als Grundkörper 4 für die Flügelelemente 1 bei entsprechender Sonneneinstrahlung der Licht-Schatten-Effekt (Disko-Effekt) vermieden.A horizontal cross section through this small wind turbine 16 is in 4 shown. Six Savonius rotors 2 are arranged side by side. The orientation of the wing elements 1 the Savonius rotors 2 is alternating, to allow optimal wind capture. The small wind turbine 16 also includes arcuate wind deflectors 22 , which are arranged side by side offset from each other. As a result, the incoming wind is best suited to the Savonius rotors 2 directed. In addition, by the use of the wind deflectors 22 and also by the use of an extended hollow body as the main body 4 for the wing elements 1 with appropriate sunlight the light-shadow effect (disco effect) avoided.

Das Gerüst 18 der Kleinwindkraftanlage 16 wird mittels eines vertikalen Querschnitts und eines Längsschnitts in den 5 und 6 nochmals deutlicher dargestellt. Es umfasst eine einer Vielzahl von Winkelblechen, die in Form einer Fachwerksstruktur das Gerüst bilden. Die Savonius-Rotoren 2 sind dabei erhöht angeordnet, damit der Wirkungsgrad nicht durch mögliche Luftverwirbelungen im Bodenbereich beeinträchtigt wird.The scaffolding 18 the small wind turbine 16 is by means of a vertical cross section and a longitudinal section in the 5 and 6 again shown more clearly. It comprises one of a plurality of angle plates, which form the framework in the form of a truss structure. The Savonius rotors 2 are arranged elevated so that the efficiency is not affected by possible air turbulence in the floor area.

Eins alternative Ausführungsform der Windleitbleche ist in 7 dargestellt. Die dort gezeigten Windleitbleche 24 sind zwischen den skizzierten Savonius-Rotoren 2 angeordnet. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Windleitblechen 22 führen diese Windleitbleche 24 die Luft nicht in horizontaler Ebene senkrecht zu der Reihe der Savonius-Rotoren 2 zu, sondern parallel und somit in Richtung der aufgereihten Savonius-Rotoren 2. Auch diese Windleitbleche 24, können den Licht-Schatten-Effekt bei entsprechender Sonneneinstrahlung verhindern.An alternative embodiment of the wind deflectors is in 7 shown. The wind deflectors shown there 24 are between the outlined Savonius rotors 2 arranged. In contrast to the wind deflectors described above 22 lead these wind deflectors 24 the air is not in a horizontal plane perpendicular to the row of Savonius rotors 2 to, but parallel and thus in the direction of the lined up Savonius rotors 2 , These wind deflectors 24 , can prevent the light-shadow effect with appropriate sun exposure.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Flügelelementwing element
22
Savonius-RotorSavonius rotor
44
Grundkörperbody
66
Innenflächepalm
88th
Außenflächeouter surface
1010
Rotationsacherotation thing
1212
Luftkanalair duct
1414
Längsstrebenlongitudinal struts
1616
KleinwindkraftanlageSmall wind turbine
1818
Gerüstframework
2020
Dachtop, roof
2222
WindleitblechWindleitblech
2424
WindleitblechWindleitblech
L L
Längsrichtung der Flügelelemente im Savonius-RotorLongitudinal direction of the wing elements in the Savonius rotor
QQ
Querrichtung der Flügelelemente im Savonius-RotorTransverse direction of the wing elements in the Savonius rotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 9115618 U1 [0006] DE 9115618 U1 [0006]
  • DE 10056767 A1 [0007] DE 10056767 A1 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Hamid R. Rahai in der Veröffentlichung „Development of optimum design configuration and performance for vertical axis wind turbine; Feasibility analysis and final EISG Report”, May 2005 CEC-500-2005-084 [0013] Hamid R. Rahai in the publication "Development of optimum design configuration and performance for vertical axis wind turbine; Feasibility analysis and final EISG Report ", May 2005 CEC-500-2005-084 [0013]

Claims (11)

Flügelelement für einen Savonius-Rotor mit einem Grundkörper, der eine Innenfläche und eine Außenfläche umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Außenfläche im Wesentlichen kreisbogenförmig ist und sich die Querschnittsform der Innenfläche von der Außenfläche unterscheidet.A wing element for a Savonius rotor having a base body comprising an inner surface and an outer surface, characterized in that the cross-sectional shape of the outer surface is substantially circular arc-shaped and the cross-sectional shape of the inner surface is different from the outer surface. Flügelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Innenseite im Wesentlichen einer Rahai-Form entspricht.Wing element according to claim 1, characterized in that the cross-sectional shape of the inner side substantially corresponds to a Rahai shape. Flügelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper im Wesentlichen als Hohlkörper ausgebildet ist.Wing element according to claim 1 or 2, characterized in that the base body is substantially formed as a hollow body. Flügelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innen- und/oder Außenfläche Längsstreben angeordnet sind.Wing element according to one of claims 1 to 3, characterized in that longitudinal struts are arranged on the inner and / or outer surface. Flügelelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstreben innerhalb des Grundkörpers an der jeweiligen Innen- oder Außenfläche angeordnet sind.Wing element according to claim 4, characterized in that the longitudinal struts are arranged within the base body on the respective inner or outer surface. Savonius-Rotor, insbesondere für eine Kleinwindkraftanlage, mit einer Anzahl von Flügelelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Savonius rotor, in particular for a small wind power plant, with a number of wing elements according to one of claims 1 to 5. Kleinwindkraftanlage mit einer Anzahl von Savonius-Rotoren nach Anspruch 6.Small wind turbine with a number of Savonius rotors according to claim 6. Kleinwindkraftanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Savonius-Rotoren in einer Reihe angeordnet sind.Small wind turbine according to claim 7, characterized in that a plurality of Savonius rotors are arranged in a row. Kleinwindkraftanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Savonius-Rotoren einen gemeinsamen Generator antreiben.Small wind turbine according to claim 7 or 8, characterized in that a plurality of Savonius rotors drive a common generator. Kleinwindkraftanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Hydrauliksystem oder ein gemeinsames mechanisches System für die Kopplung der Savonius-Rotoren an den gemeinsamen Generator vorgesehen ist.Small wind turbine according to claim 9, characterized in that a common hydraulic system or a common mechanical system is provided for the coupling of the Savonius rotors to the common generator. Kleinwindkraftanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Windleitblechen vorgesehen sind.Small wind power plant according to one of claims 7 to 10, characterized in that a number of wind deflectors are provided.
DE202013003148U 2013-04-07 2013-04-07 Wing element for a Savonius rotor, Savonius rotor and small wind turbine Expired - Lifetime DE202013003148U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013003148U DE202013003148U1 (en) 2013-04-07 2013-04-07 Wing element for a Savonius rotor, Savonius rotor and small wind turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013003148U DE202013003148U1 (en) 2013-04-07 2013-04-07 Wing element for a Savonius rotor, Savonius rotor and small wind turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202013003148U1 true DE202013003148U1 (en) 2013-06-11

Family

ID=48784069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202013003148U Expired - Lifetime DE202013003148U1 (en) 2013-04-07 2013-04-07 Wing element for a Savonius rotor, Savonius rotor and small wind turbine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202013003148U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106460789A (en) * 2014-05-21 2017-02-22 弗劳尔涡轮有限责任公司 Vertical axis turbine clustering
CN106545466A (en) * 2016-12-07 2017-03-29 上海理工大学 A kind of resistance-type vertical axis wind turbine
WO2017191492A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Turbosaam Sarl Savonius rotor, rotor module, installation and applications thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9115618U1 (en) 1991-12-17 1992-04-02 Diedrich, Ferdinand, 4572 Essen Wind turbine for energy generation, suitable for placement on buildings, especially on pitched roofs
DE10056767A1 (en) 2000-11-14 2002-06-06 Segjo Imeri Wind power system has air channel for rectifying, compressing and focused transporting of wind flowing onto or around building to rotor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9115618U1 (en) 1991-12-17 1992-04-02 Diedrich, Ferdinand, 4572 Essen Wind turbine for energy generation, suitable for placement on buildings, especially on pitched roofs
DE10056767A1 (en) 2000-11-14 2002-06-06 Segjo Imeri Wind power system has air channel for rectifying, compressing and focused transporting of wind flowing onto or around building to rotor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hamid R. Rahai in der Veröffentlichung "Development of optimum design configuration and performance for vertical axis wind turbine; Feasibility analysis and final EISG Report", May 2005 CEC-500-2005-084

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106460789A (en) * 2014-05-21 2017-02-22 弗劳尔涡轮有限责任公司 Vertical axis turbine clustering
EP3146203A4 (en) * 2014-05-21 2017-10-18 Flower Turbines LLC Vertical axis turbine clustering
CN106460789B (en) * 2014-05-21 2019-07-05 弗劳尔涡轮有限责任公司 Vertical axis turbines cluster
WO2017191492A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Turbosaam Sarl Savonius rotor, rotor module, installation and applications thereof
CN106545466A (en) * 2016-12-07 2017-03-29 上海理工大学 A kind of resistance-type vertical axis wind turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3560098B1 (en) Photovoltaic system and associated use
EP2932095B1 (en) Transition body for arranging between differently designed sections of a wind power plant tower and wind power plant tower with such a transition body
DE102014104466A1 (en) Wind turbine for rooftops
DE102011050777A1 (en) Rotor and rotor blade for a wind turbine
DE102016208051A1 (en) Wind turbine rotor blade, and wind turbine with selbigem
DE102015101262A1 (en) Wind converter with vertical axis
EP2681448A1 (en) System for using wind power
EP2128432B1 (en) Wind turbine assembly with axial air intake and radial air outlet
DE112017004377B4 (en) wind turbine plant
DE202013003148U1 (en) Wing element for a Savonius rotor, Savonius rotor and small wind turbine
DE102012111667B4 (en) Vertical wind turbine
DE102009015669A1 (en) Small wind turbine
DE102008044807A1 (en) Flow-stream converter, especially a domestic wind-power converter, has two intermediately arranged blades coupled to output shaft
DE202011003442U1 (en) Device for using wind power with at least one rotor
DE10250482A1 (en) Wind force converter for producing rotary motion has segment wind screw consisting of individual segments in longitudinal direction joined to each other to rotate together about longitudinal axis
AT507013B1 (en) MAST FOR A WIND ENERGY SYSTEM EQUIPPED WITH A DARRIEUS ROTOR
DE102010037706A1 (en) Mast for supporting rotor of wind turbine, has mast main structure whose flexural rigidity is greater along direction perpendicular to longitudinal axis of the mast main structure
DE202011104180U1 (en) Roof-mounted wind turbine mounted on a roof ridge of a building
DE19847965C1 (en) Wind-powered unit with a flexible construction according to the Savonius rotor principle operates two or more vanes from a flexible material as a rotor along with a generator fitted between the rotor's top and bottom rotating faces.
DE10227404B4 (en) Drive rotor for vertically running wind turbines
DE102019111123A1 (en) Rotor for a wind turbine and wind turbine
DE202014104399U1 (en) Wind turbines with spiral wings
AT412808B (en) Pylon
DE202012100448U1 (en) Steel tower for wind turbines
DE102022127815A1 (en) Wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20130801

R156 Lapse of ip right after 3 years