DE202022000452U1 - Zentraler Energiespeicher für Windkraftanlagen - Google Patents

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Abstract

dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiespeicher für Windkraftanlagen, in die Windkraftanlage integriert werden kann.

Description

  • 1) Es werden immer mehr Windkraftanlagen erstellt, aber es fehlt an ausreichend Speichermöglichkeit, für die überschüssig erzeugte Energie. Auch bei wenig, oder ohne Wind, muss die Grundlast im Netz sichergestellt werden und zu manchen Tageszeiten, belasten temporär hohe Stromlasten die Netze. Hinzu kommt, wenn genügend elektrischer Energie im Netz verfügbar ist, werden Anlagen auch bei günstigem Wind abgeschaltet.
  • Die derzeitigen Windkraftanlagen sind ausgelegt, um einen meist vorherrschenden Zustand an Windenergie ab zu decken. Hierdurch können bei Wind über ca. 10 - 12 m/s die Anlagen nicht effektiv arbeiten, die Energie starker Winde bleibt ungenutzt, da der Generator bereits 100% Leistung bringt. Gleiches bei geringen Windgeschwindigkeiten unterhalb ca. 3,5 m/s.
  • Nachfolgende beschriebene Erfindung, einer zentral gelegenen Energiespeicherung für Windkraftanlagen, soll diese Probleme mildern und zudem die Effektivität der Windanlagen steigern. Somit wäre mit insgesamt weniger Windkraftanlagen, eine bessere Abdeckung aller Lastzustände des Stromnetzes möglich, was zu weniger Belastungen der Bevölkerung und der Anwohner, durch die Anlagen führt.
  • Der normale Aufbau der Komponenten einer Windkraftanlage, umfasst ein Fundament und einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Mast, an dessen Ende eine drehbare Gondel befestigt ist. Innerhalb der Gondel ist der Generator, dessen Antrieb und die Dreh Nabe mit den Rotorblättern angebracht. Den Antrieb übernimmt eine Rotorwelle, Antriebwelle oder Generatorwelle. Hinzu kommen elektrische Schaltschränke, Verkabelung und Aufstiege, welche nur einen geringen Teil des verfügbaren Volumens in der Anlage benötigen.
  • 2) Die Erfindung ist in der Lage, die mechanischen Kräfte und Drehbewegungen einer Windkraft Anlage, direkt und, oder innerhalb der eigentlichen Konstruktion, durch erweitern der standartmäßigen Komponenten, ortsnah zu speichern und bei Bedarf direkt wieder ab zu geben. Überschussenergie der Anlage, wird direkt durch ein Gewicht mit Seilwinde und, oder einen Flaschenzug, mechanisch und, oder hydraulisch über den Großteil des Eigengewichts der Anlage gespeichert. Oder es kommt ein Hydraulischer Federspeicher und, oder Druckluftspeicher zum Einsatz. Der Hydraulische Speicher kann auch mit elektrischer Überschussenergie und elektrischer Hydraulikpumpe geladen werden und gibt diese bei Bedarf als Hydraulikdruck mit Hydraulikmotor an den Generator der Windkraftanlage zurück.
  • 3) Die Innovation liegt an der Zentralen Speicherung, einer in der Höhe verstellbaren Anlage, der Nutzung eines Gewichtsspeicher aus Eigenmasse, der Einsatz von Akkumulatoren als Gewichts Speicher, einen Gewichtsspeicher der keine anderen Trägersysteme benötigt und der Anordnung von Komponenten aus dem Stand der Technik, welche es ermöglichen große Mengen mechanische oder elektrische Überschuss Energie der Anlage, in oder direkt an der Windkraftanlage zu speichern und über schon vorhandene oder im Standard notwenige Infrastruktur einer Windkraftanlage, wieder in das Stromnetz ab zu geben. Die Vernetzung mehrere Anlagen mit integriertem Speicher, ist ebenfalls möglich und erhöht die Speicher Leistung. Ebenfalls ist die Kombination mehrere unten genannten Speichervarianten möglich. Die Kombination aus Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor, auch als HydroStatischer Antrieb bekannt, speichert in diesem Falle den Hydraulikdruck in einem Speicher oder in der Gewichtsmasse selbst, statt das Öl über einen Vorratsbehälter direkt im Umlauf zu halten. Der Antrieb des Hydraulikmotors erfolgt dann über den gespeicherten Hydraulikdruck und kann zeitunabhängig erfolgen. Hieraus ergeben sich mehrere Varianten.
  • Sämtliche Ausführungen des Speichers für Überschussenergie, sind kombinierbar und werden über ein Getriebe realisiert, welches an der Nabenwelle, Rotorwelle oder Generatorwelle, Drehmoment abgreift und diese weiterleitet. Ausnahme bildet der elektrische Hydraulik Speicher. Das Getriebe muss das Drehmoment über Drehzahländerung anpassen, ggf. die Drehrichtung ändern und weiterleiten an mechanische, hydraulische oder Pneumatische Komponenten. Das Einleiten der gespeicherten Energie erfolgt umgekehrt durch einleiten in den Getriebeausgang. Ggf. verfügt die Anlage über zwei Getriebe in einem Gehäuse. Ggf. sind zwei Getriebe separat verbaut. Das konstruktive Ziel ist dabei immer, möglich viel Synergie mit Komponenten aus dem Stand der Technik, mit vorhandenen Komponenten einer Windkraftanlage aus dem Stand der Technik, her zu stellen und diese zur Speicherung zu nutzen, ohne weitere Flächenbedarf, oder hoher Kosten.
  • Rechenbeispiele:
  • In einer Windkraftanlage mit 140 Meter Nabenhöhe, kommt ein Speichergewicht aus z.B. Blei und 750 Tonnen zum Einsatz. Das Gewicht kann über eine Länge von 100 Metern bewegt werden. Es ist so möglich eine potentielle Energie von 735.502,5 Kilojoule zu speichern. Und über eine Zeitspanne von 450 Sekunden, eine Leistung von 1,635 Megawatt ab zu geben. Dies entspricht 205 Kw/h.
  • Eine Windkraftanlage mit 150 Meter Nabenhöhe, hat einen Masten der über Gleitschienen verfügt, womit die Nabenhöhe zwischen 125 Meter und 175 Meter in der Höhe variieren kann. Das Gewicht des variablen Mastes mit Gondel beträgt ca. 2000 Tonnen. Zusätzlich ist ein Zentrales Speichergewicht (z.B. aus Blei, 4m Durchmesser, 7m Höhe) von 1000 Tonnen installiert. Werden durch Überschussenergie der Windkraftanlage, sowohl das Speichergewicht, als auch der variable Mast über Winde, Getriebe und Zugseile, auf Maximalhöhe gezogen, ergibt sich eine gespeicherte Potentielle Energie von 1.961.340 Kilojoule. Und es können über eine Zeitspanne von 20 Minuten, 1,635 Megawatt abgegeben werden. Dies entspricht 545 Kw/h. Bei z.B. sieben dieser Anlagen, die ihre Speicher intelligent vernetzt nutzen, sind dies für eine Stunde mehr als (Wirkungsgrad bereinigt) mehr als 1 MW/h an zusätzlicher elektrischer Energie.
  • Auch die Kombination der Speicherausführungen, in und an einer einzelnen Windkraftanlage ist möglich, womit Speicherkapazität von weit über 1MW/h möglich werden.
  • Weitere Merkmale und synergetische Effekte.
  • Da die Windkraftnutzung wegen hohen Windlasten eine sehr stabile Auslegung des Mastes erfordert, womit zum Eigengewicht in der Statik noch Reserven bestehen, kann ein Speichergewicht an bestehenden Anlagen nachgerüstet werden. Auch der Hydraulische Federspeicher und die Druckluftunterstützung sind Nachrüstfähig, benötigen dann aber zusätzlichen Raum ortsnah, oder direkt neben der Windkraftanlage. Bei einem Neubau wird alles im Fundament und in der Standard Windkraftanlage untergebracht. Ausnahme ein sehr großer hydraulischer Speicher, der ein zu großes Fundament benötigen würde.
  • Wenn verbaut, stabilisiert das zentrale Gewicht des Speichers die Windkraftanlage bei hohen Windgeschwindigkeiten. Somit kann die Windkraftanlage auch bei etwas höheren Windlasten als der bisherigen Maximallast betrieben werden, durch den stabileren Stand.
  • Der Speicher kann mit Windgeschwindigkeiten ab ca. 12 - 14 m/s geladen werden, nur mit der Überschüssigen Windkraft, welche die Maximalleistung des Generators übersteigt.
  • Wenn die Anlage über einen höhenverstellbaren Masten verfügt, könnte bei starken Winden und absenken der Anlage, diese ggf. später abgeschaltet werden. Im Umkehrschluss kann ein anheben der Anlage für bessere Windverhältnisse sorgen. Windgeschwindigkeiten unterhalb 3,5 m/s können bereits gespeichert werden, wenn der Betrieb des Generators normal noch unrentabel ist.
  • Mehrere Windkraftanlagen mit Speicher, können mit intelligentem Steuermanagement, kurzfristige Höchstlasten im Stromnetz über die gespeicherte Energie unterstützend abdecken, wenn die Windgeschwindigkeiten zu gering sind. Oder die Speicher in Reihe abgerufen, die Grundlasten besser berechenbar machen, womit weniger CO2 erzeugende Kraftwerke auf „Standby“ gehalten werden müssen.
  • Anbei mögliche Varianten.
    • A) Das Getriebe treibt eine Winde mit einem Gewicht am Zugseil mit Flaschenzügen an. Das Gewicht wird beim Speichervorgang nach oben gezogen, beim Ablassen wird die Energie wieder abgegeben.
    • B) Wenn der Mast Konstruktiv zweigeteilt ist und über Führungsschienen Höhenverstellbar ausgelegt ist, kann die Winde über weitere Flaschenzüge die gesamte obere Konstruktion als Gewichtsspeicher nutzen. Zum Speichern wird der obere Teil des Mastes mit Gondel nach oben gezogen. Zum Entleeren der gespeicherten Energie wieder abgelassen.
    • C) Beide Gewichtsspeicher werden kombiniert, was zwei Winden und ggf. zwei Getriebe erforderlich macht.
    • D) Das Getriebe treibt eine Hydraulikpumpe mit kombiniertem Hydraulik Motor an und die Speicherung erfolgt über anheben der Anlage mit Hydraulikzylindern und das Eigengewicht der Anlage. Entleerung durch absenken und antreiben des Generators mit Hydraulik Motor.
    • E) Das Getriebe treibt eine Hydraulikpumpe mit kombiniertem Hydraulik Motor an und die Speicherung erfolgt über den Hydraulikdruck in einem hydraulischen Federspeicher im Fundament oder direkt neben der Anlage. Entleerung durch antreiben des Generators mit Hydraulik Motor.
    • F1) Das Getriebe treibt einen Luftkompressor mit kombiniertem Druckluftmotor an, um einen Druckluftbehälter oder einen Federspeicher zu füllen. Abgabe der gespeicherten Energie über Druckluft an den Druckluftmotor zum Generator.
    • F2) Wie Variante E. Zusätzlich treibt das Getriebe einen Luftkompressor und, oder kombinierten Druckluftmotor an, um einen Federspeicher zu füllen, oder den Hydraulische Federspeicher zu unterstützen. Abgabe der gespeicherten Energie über den Druckluftmotor als Druckluft oder bei Unterstützung von Hydraulischem Federkraftspeicher, auf der Feder Seite, rein Hydraulisch an den Generator.
    • G) Ein großer Federspeicher neben der Anlage, oder im Fundament der Anlage wird über elektrische Überschussenergie und einer elektrischen Hydraulikpumpe geladen. Abgegeben wird die Energie in Form des Hydraulikdruckes, an einen Hydraulikmotor mit Getriebe am Generator der Windkraftanlage.
    • H) Wie Variante A. Das Speichergewicht hat die Form eines Ringes, ist um den Mast herum gelagert wo es sich auf - und ab bewegt.
    • I) Wie Variante a oder h. Das Lastspeichergewicht besteht aus Akkumulatoren, welche über ein Kabel zusätzlich geladen werden können vom Generator, oder aus einem zweiten kleineren Windgetriebenem Generator, oder aus dem Netz direkt. Entladung direkt in das Netz.
  • Ausführungsvarianten A - I und deren Komponenten
  • Ausführung A) mit Gewichtsspeicher und Zentralem Speichergewicht innerhalb des Mastes
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Eine Seilwinde am Getriebeausgang, rollt ein Zugseil für den Flaschenzug auf - ab.
    • 4) Ein Gewicht am Ende des Flaschenzuges hängend, das Zentral im Mast auf und ab bewegt wird und die Energie hierdurch speichert.
  • Ausführung B) mit Gewichtspeicher aus Anlageneigenmassen
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Eine Seilwinde mit Flaschenzug am Getriebeausgang
    • 4) Ein zweiteiliger Mast, mit 3 - 8, oder mehr, reibungsarmen, verstellbaren Führungsschienen, oder einer anderen geeigneten Vorrichtung zur Höhenverstellung des Mastes.
    • 5) Einen Lagerring, oben an der Mastspitze des unteren Mastes, um die Lagerung der 3 - 12 oder mehr Zugseile der Flaschenzüge zu gewährleisten. Er dichtet zudem den oberen Mast zum unteren Mast gegen Wettereinflüsse ab.
    • 6) Eine Trägerplatte, welche Mittig eine zentrale Lagerung zum Hauptzugseil beinhaltet, um ein drehen der Gondel zu gewährlisten. Die Trägerplatte dreht sich selber nicht und lagert die nach unten führenden Zugseile der Flaschenzüge.
    • Umlenkrollen am unteren Ende des oberen Mastes als Teil der Flaschenzüge.
  • Ausführung C) mit Gewichtsspeicher aus Kombination Ausführung A und B
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet. Es kann mit zwei Seilwinden getrennt verschaltet werden.
    • 3) Zwei Seilwinden am Getriebeausgang.
    • 4) Ein zweiteiliger Mast, mit 3 - 8 reibungsarmen, verstellbaren Führungsschienen, oder einer anderen geeigneten Vorrichtung zur Höhenverstellung des Mastes.
    • 5) Einen Lagerring, oben an der Mastspitze des unteren Mastes, um die Lagerung der 3 - 12 oder mehr, Zugseile der Flaschenzüge zu gewährleisten. Er dichtet zudem den oberen Mast zum unteren Mast gegen Wettereinflüsse ab.
    • 6) Eine Trägerplatte, welche Mittig eine zentrale Lagerung zum Hauptzugseil beinhaltet, um ein drehen der Gondel zu gewährlisten. Die Trägerplatte dreht sich selber nicht und lagert die nach unten führenden Zugseile der Flaschenzüge. Zusätzlich bietet die zentrale Lagerung eine Durchführung und Führung, für ein weiteres Zugseil und Aufnahme eines Zentralen Gewichtes.
    • 7) Umlenkrollen am unteren Ende des oberen Mastes als Teil der Flaschenzüge.
    • Ein Gewicht am Zugseil hängend, das Zentral im Mast auf und ab bewegt wird und die Energie hierdurch speichert.
  • Ausführung D) mit Gewichtsspeicher über Hydraulikzylinder und Hydraulikdruck aus Anlageneigenmasse
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Eine Hydraulikpumpe und ein Hydraulikmotor am Getriebeausgang.
    • 4) Ein zweiteiliger Mast, mit 3 - 8 reibungsarmen, verstellbaren Führungsschienen, oder einer anderen geeigneten Vorrichtung zur Höhenverstellung des Mastes.
    • 5) Einen Abdichtring, oben an der Mastspitze der den oberen Mast zum unteren Mast gegen Wettereinflüsse abdichtet.
    • 6) Ein oder mehrere mehrstufige Hydraulikzylinder, welche die Windkraftanlage anheben (Speicherung) oder über die angehobene Masse Hydraulikdruck für den Antrieb des Hydraulikmotors bereitstellen (Entleerung).
    • 7) Einen Hydrauliköltank innerhalb oder außerhalb der Windkraftanlage.
    • 8) Hydraulikschläuche für die Längenänderung des verstellbaren Mastes.
    • Hydraulikleitungen mit drehbarem Anschluss an Hydraulik Motor - und Pumpe.
  • Ausführung E) Federspeicher über Hydraulikdruck aufgeladen
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Eine Hydraulikpumpe und ein Hydraulikmotor am Getriebeausgang.
    • 4) Ein Federspeicher welcher über den Druck der Hydraulikpumpe gespeist, über die Federkraft, Hydraulikdruck für den Antrieb des Hydraulikmotors bereitstellen kann (Entleerung).
    • 5) Einen Hydrauliköltank innerhalb oder außerhalb der Windkraftanlage.
    • 6) Hydraulikleitungen mit drehbarem Anschluss an Hydraulik Motor - und Pumpe.
  • Ausführung F1) Federspeicher über Druckluft aufgeladen
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Ein Kompressor und ein Druckluftmotor am Getriebeausgang.
    • 4) Ein Federspeicher welcher über den Druck des Kompressors gespeist wird und die Energie in Form von Druckluft für den Antrieb des Druckluftmotors bereitstellen kann (Entleerung).
    • 5) Einen Druckluftbehälter innerhalb oder außerhalb der Windkraftanlage.
    • 6) Druckluftleitungen mit drehbarem Anschluss an Kompressor und Druckluftmotor.
  • Ausführung F2) mit Druckluftspeicher zur Unterstützung eines Hydraulischen Federspeichers
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Eine Hydraulikpumpe und ein Hydraulikmotor am Getriebeausgang.
    • 4) Ein Federspeicher welcher über den Druck der Hydraulikpumpe gespeist, über die Federkraft, Hydraulikdruck für den Antrieb des Hydraulikmotors bereitstellen kann (Entleerung).
    • 5) Einen Hydrauliköltank innerhalb oder außerhalb der Windkraftanlage.
    • 6) Hydraulikleitungen mit drehbarem Anschluss an Hydraulik Motor - und Pumpe.
    • 7) Zusätzlich ein Kompressor am Getriebeausgang.
    • 8) Der Federspeicher wird auf der Federseite mit Druckluft beaufschlagt, um die mechanische Federkraft zu unterstützen und um so höheren Hydraulikdruck auf zu bauen.
  • Ausführung G) mit Hydraulischem Federspeicher über elektrischer Hydraulikpumpe aufgeladen
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Einen Hydraulikmotor am Getriebeausgang.
    • 4) Ein Hydraulischer Federspeicher, welcher durch elektrische Überschussenergie und eine elektrische Hydraulikpumpe geladen wird.
    • 5) Der so erzeugte Hydraulische Druck speist den Hydraulikmotor am Generator der Windkraftanlage (Entleerung).
    • 6) Einen Hydrauliköltank innerhalb oder außerhalb der Windkraftanlage.
    • 7) Hydraulikleitungen mit drehbarem Anschluss an Hydraulikmotor.
  • Ausführung H) mit Zentralem Gewichtsspeicher als Ring um den Mast angeordnet
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt und über den Mast hinausragend, um Umlenkrollen auf zu nehmen.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Eine Seilwinde am Getriebeausgang, rollt ein Zugseil für den Flaschenzug auf - ab.
    • 4) Ein Gewicht am Ende des Flaschenzuges hängend, das Zentral um den Mast aufgehängt ist, auf und ab bewegt wird und die Energie hierdurch speichert.
  • Ausführung I) mit Akkuspeicher als Zentrales Speichergewicht
    • 1) Mitdrehender Getriebe Korp unterhalb der Gondel an dieser befestigt.
    • 2) Ein Getriebe das Drehmoment und Laufrichtung ändern kann und Drehmoment der Generatorwelle aufnimmt, oder Energie aus dem Speicher einleitet.
    • 3) Eine Seilwinde am Getriebeausgang, rollt ein Zugseil für den Flaschenzug auf - ab.
    • 4) Ein Gewichtsspeicher aus Akkumulatoren, am Ende des Flaschenzuges hängend, das Zentral im, oder um den Mast auf und ab bewegt wird und die Energie speichert.
    • 5) Eine elektrische Verbindung von den Akkumulatoren zum Generator und zum Netz. Ggf. ein zweiter Generator, auch für geringe Windgeschwindigkeiten.
  • Bauteileverzeichnis der Komponenten der Versionen A bis I, zu Bebilderung 1 bis 11.
    • A
    Mast bzw. oberer Mast Teil
    B
    Fundament
    C
    Zentrales Gewicht
    D
    Zugseil bzw. Flaschenzug
    E
    Getriebe Korp unter Gondel
    F
    Gondel (Rotor und Rotorblätter, Rotor - Antriebs - oder Generatorwelle)
    G
    Mast bzw. unterer Mast Teil
    H
    Druckluftbehälter
    I
    Lastenträger
    J
    Lagerring, Dichtungsring
    K
    Befestigungselement und Lagerung am Lastenträger
    L
    Gleitschienen zwischen zweiteiligem Mastversionen
    M
    Umlenkrollen Zugseil bzw. Flaschenzug
    N
    Umlenkrollen oberer Mast unten
    O
    Boden in Mast für Hydraulikzylinder
    P
    Hydraulikzylinder
    Q
    Hydraulikölpumpe
    R
    Hydraulikölmotor
    S
    Hydrauliköltank
    T
    Hydraulikölleitungen
    U
    Hydraulikölschlauch
    V
    Elektrische Hydraulikpumpe
    W
    Federn im Federspeicher
    X
    Hydraulischer Federspeicher
    Y
    Druckluftkompressor
    Y2
    Druckluftmotor
    Z
    Druckluftleitung
    Z2
    Zentrales Gewicht aus Akkumulatoren
    Z3
    Stromkabel von Akku zu Generator
  • Die Standartmäßigen Bauteile der Windkraftanlagen, stellen den Stand der Technik dar. Ebenfalls die neu hinzukommenden Komponenten. Auch Gewichtsspeicher an sich und alle anderen Speicher, sind bereits bekannt.
  • In den nachfolgenden Bebilderungen sind wegen der Varianten Vielfalt der Zentralen Energiespeicher, nicht alle Bauteile immer wieder neu eingezeichnet.
  • Ebenfalls sind nicht alle Varianten und Kombinationsmöglichkeiten in den Bebilderungen berücksichtigt, weil dies zu stark von der Konfiguration der Windkraftanlage abhängig ist, welche an vorherrschende Einflüsse durch Standort und Höhenlage ausgelegt werden.
  • Letzt endlich entscheidet die Konstruktionen der Windkraftanlage, welche mit dem Zentralen Energiespeicher nachgerüstet oder Geplant werden soll, welche Möglichkeiten und Ausführungen und Kombinationen sich hier eröffnen.
  • Anlage 1
  • Energiespeicher Ausführung A.
    1. (A) Zylindrischer Mast
    2. (B) Fundament
    3. (C) Speichergewicht
    4. (D) Zugseile / Flaschenzug
    5. (E) Getriebe Korp
    6. (F) Gondel
  • Anlage 2
  • Energiespeicher Ausführung B.
  • und als überlagerten Schnitt
    • (A) Zylindrischer Mast / oberer Mast
    • (B) Fundament
    • (D) Zugseil / Flaschenzug
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (G) Konischer Mast / Unterer Mast
    • (I) Lastenträger
    • (J) Lagerring
    • (K) Befestigungselement
    • (L) Gleitschiene
    • (M) Umlenkrollen
  • Anlage 3
  • Energiespeicher Ausführung C.
    • (A) Mast oben
    • (B) Fundament
    • (C) Speichergewicht
    • (D) Zugseil / Flaschenzug
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (G) Mast unten
    • (I) Lastenträger
    • (J) Lagerring
    • (K) Befestigungselement
    • (L) Gleitschienen
    • (M) Umlenkrollen Zugseil / Flaschenzug
    • (N) Umlenkrollen
  • Anlage 4
  • Energiespeicher Ausführung D.
    • (A) Mast oben
    • (B) Fundament
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (G) Mast unten
    • (J) Dichtungsring
    • (L) Gleitschienen
    • (O) Mastbodenträger
    • (P) Hydraulikzylinder
    • (Q) Hydraulikölpumpe
    • (R) Hydraulikölmotor
    • (S) Hydrauliköltank
    • (T) Hydraulikölleitungen
    • (U) Hydraulikölschlauch
  • Anlage 5
  • Energiespeichers Ausführung E.
    • (A) Mast
    • (B) Fundament
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (Q) Hydraulikölpumpe
    • (R) Hydraulikölmotor
    • (S) Hydrauliköltank
    • (T) Hydraulikölleitungen
    • (W) Feder
    • (X) Hydraulischer Federspeicher
  • Anlage 6
  • Energiespeicher Ausführung F1.
    • (A) Mast
    • (B) Fundament
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (H) Druckluftbehälter
    • (Y) Druckluftkompressor
    • (Y2) Druckluftmotor
    • (Z) Druckluftleitung
  • Anlage 7
  • Energiespeicher Ausführung F2.
    • (A) Mast
    • (B) Fundament
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (H) Druckluftbehälter
    • (Q) Hydraulikölpumpe
    • (R) Hydraulikölmotor
    • (S) Hydrauliköltank
    • (T) Hydraulikölleitungen
    • (W) Feder
    • (X) Hydraulikfederspeicher Druckluftunterstützt
    • (Y) Druckluftkompressor
    • (Z) Druckluftleitung
  • Anlage 8
  • Energiespeicher Ausführung G.
    • (A) Mast
    • (B) Fundament
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (R) Hydraulikölmotor
    • (S) Hydrauliköltank
    • (T) Hydraulikölleitungen
    • (V) Elektrische Hochdruckpumpe
    • (X) Hydraulischer Federspeicher
  • Anlage 9
  • Energiespeicher Ausführung H.
    1. (A) Mast
    2. (B) Fundament
    3. (C) Ring Speichergewicht
    4. (D) Zugseile / Flaschenzug
    5. (E) Getriebe Korp
    6. (F) Gondel
  • Anlage 10
  • Energiespeicher Ausführung I
    • (A) Mast
    • (B) Fundament
    • (D) Zugseil / Flaschenzug
    • (E) Getriebe Korp
    • (F) Gondel
    • (Z2) Speichergewicht aus Akkumulatoren
    • (Z3) Verkabelung zum Generator

Claims (18)

  1. dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiespeicher für Windkraftanlagen, in die Windkraftanlage integriert werden kann.
  2. dadurch gekennzeichnet, dass Überschussenergie der Windkraftanlage zentral und ortsnah, innerhalb oder außerhalb des Bauwerkes, gespeichert und wieder abgerufen wird.
  3. dadurch gekennzeichnet, dass Überschussenergie der Windkraftanlage mit einem direkt im Mast oder am Mast verbauten Gewicht, gespeichert und wieder abgerufen wird.
  4. dadurch gekennzeichnet, dass gespeicherte Überschussenergie aus Windkraft, dem Generator der Windkraftanlage, wieder zugeführt wird durch Rückspeisung.
  5. dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung der Überschussenergie, das Eigengewicht der Windkraftanlage als Speichermedium eingesetzt wird.
  6. dadurch gekennzeichnet, dass Hydraulikzylinder zur Speicherung der Überschüssigen Windenergie eingesetzt werden.
  7. dadurch gekennzeichnet, dass zentral gelegene hydraulische Federspeicher zur Speicherung der Überschüssigen Windenergie eingesetzt werden.
  8. dadurch gekennzeichnet, dass zentral gelegene pneumatische Federspeicher zur Speicherung der Überschüssigen Windenergie eingesetzt werden.
  9. dadurch gekennzeichnet, dass Überschussenergie der Windkraftanlage, in Form eines Drehmomentes an ein Getriebe zum Antrieb einer Hydraulikpumpe geleitet wird.
  10. dadurch gekennzeichnet, dass Überschussenergie der Windkraftanlage, in Form eines Drehmomentes an ein Getriebe zum Antrieb eines Kompressors geleitet wird.
  11. dadurch gekennzeichnet, dass gespeicherte Energie der Windkraftanlage, in Form eines Drehmomentes aus einem Getriebe mit Seilwinde zum Generator geleitet wird.
  12. dadurch gekennzeichnet, dass gespeicherte Energie der Windkraftanlage, in Form eines Drehmomentes aus einem Getriebe mit Hydraulikmotor zum Generator geleitet wird.
  13. dadurch gekennzeichnet, dass gespeicherte Energie der Windkraftanlage, in Form eines Drehmomentes aus einem Getriebe mit Pneumatikmotor zum Generator geleitet wird.
  14. dadurch gekennzeichnet, dass hydraulische Federspeicher eingesetzt werden, welche auf der Federseite durch Druckluft aus Überschüssiger Windenergie unterstützt werden.
  15. dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Überschussenergie in zentral gelegenen Hydraulischen Federspeichern gespeichert werden.
  16. dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anlagen, welche über einen eigenen integrierten Speicher verfügen, intelligent vernetzt werden können.
  17. dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrales Speichergewicht zur statischen Stabilisierung eingesetzt wird.
  18. dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrales Speichergewicht aus Akkumulatoren, als Gewichtsspeicher und gleichzeitig als elektrischer Speicher genutzt werden kann.
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