DE202021002224U1 - Selbstregulierendes Schaufelrad - Google Patents

Abstract

Selbstregulierendes Schaufelrad dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln am äußeren Rand des Rades schwenkbar befestigt sind. Figur 1 und Figur 2

Description

• 1. Allgemeines
• Zur klimaneutralen Stromgewinnung stehen einige Methoden zur Verfügung. Eine bedeutende Menge Strom liefern Windenergieanlagen. Im Jahr 2020 wurde in NRW bei Mönchengladbach eine Windkraftanlage (WKA) mit vertikaler Achse und vertikalen Rotorblättern und einer Höhe von ca. 105 m errichtet. Die Schallentwicklung sei geringer im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen. Die günstigen Eigenschaften eines derartigen Vertikalachsers werden für eine neue, kleinere WKA angewandt.
• 2. Stand der Technik und Zweck der Erfindung
• Zweck der Erfindung ist, dezentral elektrischen Strom durch Windkraft gewinnen zu können. Der Gedanke einer Windkraftanlage mit vertikaler Achse ist sehr gut und wird aufgenommen. Der neuen Idee liegt die gute Funktion eines Schalenanemometers zu Grunde. Dort wird der Unterschied des c_w-Wertes auf den beiden Seiten des Rades ausgenützt Eine Windrichtungsnachführung ist überflüssig. Die Geschwindigkeit, mit der die Schaufeln umlaufen, addiert sich stromauf zur Windgeschwindigkeit, während stromab der scheinbare Wind geringer ist.
• Kernpunkt der Erfindung ist der Antrieb eines Stromerzeugers mit einem Schaufelrad mit Selbstregulierung. Anlagen ohne Regulierung werden bei Sturm zerstört. Die Schaufelradumdrehungen werden durch die Selbstregulierung begrenzt. Mit einer Schaufelrad -WKA der neuen Konstruktion lässt sich Windenergie besonders effizient und geräuscharm gewinnen.
• Die bedeutendsten Merkmale für die neuen Anlagen sind:
• Der Wind (W) trifft die senkrechten Schalen in einer Trommel (1 und 2) als Schnittdarstellung. Die Schalen sind am äußeren Rand der Trommel schwenkbar befestigt, (Ziffer 2). An der Innenseite sind die Schalen mit federnden Elementen (Ziffer 3) verbunden, welche die Schalen zur Schaufelradmitte ziehen. Die Zugkraft dieser federnden Verbindungen bestimmen die höchste Drehzahl. Diese Zugkraft der Verbindungen wird einmalig nach den Erfordernissen des Stromerzeugers bestimmt. 2 zeigt den Zustand bei starkem Wind. Je stärker der Wind eintrifft, desto mehr wirkt die Fliehkraft und das Ausweichen der Schalen.
• 3. Vorteile der Erfindung
• Gegenüber Photovoltaik-Anlagen bieten die kleinen Windkraftanlagen gerade in den kälteren, windreicheren und Sonnenschein armen Jahreszeiten und Gebieten Vorteile. Jede Luftbewegung, jeder mittelstarke Wind wird zur Energiegewinnung erfasst. Es wird bei nahezu konstanter Drehzahl gleichmäßig Energie gewonnen vom leichten Wind bis zum Sturm. Strom aus Wind wird bei Nacht, bei bewölktem Himmel und im Winter „geerntet“. Das Kosten/Nutzen Verhältnis ist ganz sicher günstiger im Vergleich zu Photovoltaikanlagen. Die beschriebene Technik lässt sich sowohl für kleine Anlagen als auch für mittelgroße Anlagen anwenden. Damit wird ein wesentlicher Beitrag zur dezentralen Stromversorgung erreicht. Die beschriebene Konstruktion kann für kleine Anlagen z.B. auf Garagendächern bei Einfamilienhäusern oder mittelgroße Anlagen in Gewerbegebieten gewählt werden. Es müssen keine Wälder gerodet werden, jedes freie Feld ist für die Aufstellung eines Aggregats geeignet. Kein Rotmilan und keine Fledermaus kommt in der neuen Anlage zu Tode. Für das Aggregat sind keine seltene Mineralien erforderlich. Die Geräuschentwicklung ist sehr gering und ist vergleichbar mit dem Außengerät einer Klimaanlage. Es gibt außerdem zahlreiche technische Möglichkeiten zur Geräuschreduzierung z.B.: Runde Kanten, weiche Beschichtung u.a. Ein günstiger Einsatz bietet sich an, den Abluftstrom einer großen Lüftungsanlage als Energierückgewinnung zu nützen.
• Eine weitere günstige Verwendungsmöglichkeit für das selbstregulierende Schaufelrad bietet sich zur Belüftung von Binnenseen mit mangelndem Sauerstoffgehalt an: Auf einem verankertem Floß wird das beschriebene Gerät installiert und treibt mechanisch unter Wasser eine Pumpe an, welche eine Fontäne erzeugt, die zur Sauerstoffaufnahme dient.

Claims (3)

1. Selbstregulierendes Schaufelrad dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln am äußeren Rand des Rades schwenkbar befestigt sind. 1 und 2
2. Schaufelrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln auf der Innenseite miteinander federnd verbunden sind. 1 und 2
3. Schaufelrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln auf der Innenseite miteinander variabel mechanisch oder hydraulisch verbunden sind.

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