DE2709146A1 - Wind driven power generating system - has generating section and distributing separately controlled for max. efficiency - Google Patents

Wind driven power generating system - has generating section and distributing separately controlled for max. efficiency

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DE2709146A1 DE19772709146 DE2709146A DE2709146A1 DE 2709146 A1 DE2709146 A1 DE 2709146A1 DE 19772709146 DE19772709146 DE 19772709146 DE 2709146 A DE2709146 A DE 2709146A DE 2709146 A1 DE2709146 A1 DE 2709146A1
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Abstract

A power system has several wind driven turbines with variable pitch aerodynamics blades. Each turbine drives the own generator. An automatic control switches in the turbines in steps according to wind conditions so that the optimum number of turbines is always in use. The control also regulates the pitch of the blades to keep the turbines at maximum efficiency at all wind conditions. The combined output of the generators is fed to a separate energy distribution system. This contains transformers and storage elements and provides energy to various outlets such as a supply network, a heating system and a transport network. It has its own electronic control to divide the energy in the most efficient way at all times.

Description

WindenergienutzungUse of wind energy

Beschreibung Titel: Maximale Windenergienutzung Anwendungsgebiet: Die Erfindung betrifft die Windenergienutzung durch regelbare Windkraftwerke mit verstellbaren Turbinenflügeln auf horizontaler Achse und mit über Getriebe angetriebenen Nutzenergieerzeugern sowie anschließender Nutzenergieverteilung. Description Title: Maximum use of wind energy Area of application: The invention relates to the use of wind energy by means of controllable wind power plants adjustable turbine blades on a horizontal axis and with gear driven Useful energy producers as well as subsequent useful energy distribution.

Zweck: Die technische und wirtschaftliche Nutzung der Windenergie, die auf verschiedene Weise erfolgen kann, wird bekanntlich dadurch behindert, daß dem schwankenden Energieverbrauch zusätzlich ein schwankendes Bruttowindenergieangebot gegenübersteht, das sich außerdem mit der horizontalen Lage des Aufstellungsortes und der Höhe entsprechend den Windgeschwindigkeiten in der jeweiligen planetaren Grenzschicht verändert. Ein weiterer Hinderungsgrund für die Nutzung der Windenergie ist die trotz zeitlicher Starkwindabschnitte im Jahresdurchschnitt relativ geringe Energiedichte der Windenergie. Während Modellrechnungen zeigen, daß im Jahresmittel bis 100 m Höhe ü.G. genügend Nutzenergie zur volkswirtschaftlichen Bedarfsdeckung zur Verfügung steht, ist zur Zeit der Beitrag der Windenergie zur allgemeinen Energieversorgung nicht nennenswert. Zu einer ausreichenden Nutzung der Windenergie ist es daher erforderlich, daß einerseits die wechselnde Windenergie bestmöglichst gesammelt wird, andererseits die gewonene Nutzenergieoptimal und bedarfsgerecht verteilt wird.Purpose: The technical and economic use of wind energy, which can be done in various ways is known to be hampered by the fact that In addition to fluctuating energy consumption, there is also a fluctuating gross wind energy supply is opposite, which is also related to the horizontal position of the installation site and the height according to the wind speeds in the respective planetary Boundary layer changed. Another obstacle to the use of wind energy the annual average is relatively low despite periods of strong wind Energy density of wind energy. While model calculations show that in the annual mean up to 100 m above sea level enough useful energy to meet economic needs is available, is currently the contribution of wind energy to the general energy supply not worth mentioning. In order to make adequate use of wind energy, it is therefore necessary that on the one hand the changing wind energy is collected in the best possible way, on the other hand the useful energy gained is distributed optimally and as required.

Stand der Technik mit Fundstellen: Die älteren Windantriebe (z.B. Windmühlen) waren windgeführt und waren mit festen Getriebeübersetzungen ausgerüstet. Moderne Windkraftantriebe haben zusätzlich aerodynamisch geformte und verwundene Turbinenflügel, die entweder fest mit der Achse verbunden sind (windgeführt) oder drehbar gelagert (drehzahlgeführt) sind.State of the art with references: The older wind drives (e.g. Windmills) were wind-guided and were equipped with fixed gear ratios. Modern wind power drives also have aerodynamically shaped and twisted ones Turbine blades that are either permanently connected to the axle (wind-guided) or are rotatably mounted (speed-controlled).

Bei den windgeführten Windantrieben kann die erwünschte konstante Drehzahl, bei den drehzahlgeführten Windantrieben die optimale - Windenergienutzung - Seite 2 - Beschreibung Windenergiegewinnung nicht gehalten werden. Neben der älteren Literatur zur Windenergiegewinnung (z.B. Betz, van Heys, Meyer, honnef, Kleinhenz, Hütter) dürfte der Stand der Technik etwa in der Systemstudie wiedergegeben werden, die im Auftrage des Bundesministers für Forschung und Technologie angefertigt wurde (Energie für morgen, Teil III, Nutzung der Windenergie", Umschau-Verlag, 1976).In the case of wind-guided wind drives, the desired constant Speed, the optimum for speed-controlled wind drives - Wind energy use - Page 2 - Description of wind energy generation not maintained will. In addition to the older literature on wind energy generation (e.g. Betz, van Heys, Meyer, honnef, Kleinhenz, Hütter) should represent the state of the art, for example in the system study are reproduced on behalf of the Federal Minister for Research and Technology (Energy for Tomorrow, Part III, Use of Wind Energy ", Umschau-Verlag, 1976).

Kritik des Standes der Technik: Die bisher bekannten Windkraftanlagen stellen ein starres aerodyT namisch-mechar.isches oder aerodynamisch-elektrisches System dar, bei dem entweder die Turbinenflügel und ihre Drehzahl für eine festgelegte Windgeschwindigkeit ausgelegt sind und damit für höhere und geringere Windgeschwindigkeiten schlechtere Wirkungsgradeund dadurch nicht die optimal erzielbaren Leistungen ergeben, oder bei dem unter Verzicht auf konstante Drehzahl bei fester Blatteinstellung zwar die optimale Leistung über einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich des Windes erhalten bleibt, jedoch die anfallende elektrische und mechanische Nutzleistung wegen der variablen Drehzahl und der veränderlichen Spannung nur beschränkt verwendungsfähig ist. Die bekannten Windenergie-Gewinnungssysteme lassen daher weder eine optimale Windenergiegewinnung noch eine optimierende Lastverteilung noch die Verbindung beider Anforderungen zu.Criticism of the state of the art: the previously known wind turbines represent a rigid aerodyT namic-mechanical or aerodynamic-electrical System in which either the turbine blades and their speed for a fixed Wind speed are designed and thus for higher and lower wind speeds poorer efficiencies and therefore not the optimal achievable performance, or with the waiver of constant speed with a fixed blade setting get the best performance over a certain range of wind speeds remains, however, the resulting electrical and mechanical useful power because of the variable speed and variable voltage can only be used to a limited extent is. The known wind energy generation systems therefore leave neither an optimal one Wind energy generation nor an optimizing load distribution nor the connection of both Requirements too.

Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl die Windenergie maximal zu nutzen als auch die so gewonnene Nutzenergie optimal zu verteilen, wobei die.Lösung sowohl für Inselbetrieb als auch für Verbundnetzeinspeisung geeignet sein muß und im Baukastensysten zu beliebigen Größen wirtschaftlich ausbaufähig sein soll.Task: The invention is based on the task of both wind energy to use as much as possible as well as to optimally distribute the useful energy obtained in this way, whereby die.Lösung suitable for stand-alone operation as well as for grid feed-in must be and economically expandable in the modular system to any size should be.

Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das starre und nicht optimierbare aerodynamisch-mechanische oder aerodynamisch-elektrische Windenergienutzungssystem (Windturbine-Nutzenergieabgabe) konsequent in die beiden Systeme Windenergiegewinnung ('ir.dturbine-llu'zenergieerzeugung) und Nutzenergieabgabe (utzenergie2bn2hme-Ener6ieverteilung) aufgeteilt wird und jedes system für sich optimierbar ausgestaltet wird, wobei das Winenergiege- - Windenergienutzung - Seite 3 - beschreibung winnungs-System durch die Windgeschwindigkeit und das Nutzer.ergieabgabe-System durch die Last anforderungen geregelt werden (Abb. 1).Solution: The object is achieved according to the invention in that the rigid and aerodynamic-mechanical or aerodynamic-electrical that cannot be optimized Wind energy utilization system (wind turbine useful energy output) consistently in the two Systems Wind energy generation ('ir.dturbine-llu'zenergiegenerierung) and useful energy output (utzenergie2bn2hme-energy distribution) is divided up and each system for itself is designed to be optimized, whereby the Winenergiege- - Use of wind energy - Page 3 - description of the recovery system based on the wind speed and the user energy delivery system can be regulated by the load requirements (Fig. 1).

Windkraftanlagen werden in absehbarer Zeit nur in der planetarischen Grenzschicht betrieben werden können. In dieser nehmen die Windgeschwindigkeiten mit der Höhe über Grund und dem Einfluß von Bodenrauhigkeit und met eoro logischen Größen in unterschiedlicher Weise zu. Nach Messungen und Modelirechnungen kann man ein mittleres Grenzschichtprofil bilden (Abb.2). In diesem steigt die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit von der meteorologischen Meßhöhe H = 10 m bis zur Höhe von H = 100 m von 1 auf 1,5 und die mittlere Jahreswindenergie von 1 auf 3,34. Ein optimierbares Windkraftwerk kann daher nur in Teilabschnitten optimal arbeiten. Auf Grund verschiedener Überlegungen werden Teilabschnitte von 10 - 30 m, vorzugsweise von 15 - 25 m, für optimierbar gehalten. Gleichzeitig können Windturbinen mit diesem Durchmesser auch weiteren Anforderungen der optimalen Auslegung, u.a. den Festigkeitsanforderungen, angepaßt werden. (Anspruch 2).Wind turbines will only be in the planetary for the foreseeable future Boundary layer can be operated. In this take the wind speeds with the height above the ground and the influence of the roughness of the ground and met eorological Sizes in different ways too. After measurements and model calculations one can form a mean boundary layer profile (Fig. 2). In this the mean annual wind speed increases from the meteorological measuring height H = 10 m to the height of H = 100 m from 1 to 1.5 and the mean annual wind energy from 1 to 3.34. An optimizable wind power plant can therefore only work optimally in partial sections. Due to various considerations sections of 10 - 30 m, preferably 15 - 25 m, can be optimized held. At the same time, wind turbines with this diameter can also have additional ones Requirements of the optimal design, including the strength requirements, adapted will. (Claim 2).

Die Jahresdauerlinien des Windes ergeben für die Windganglinie eov = p(v)*dt(v) ein Maximum (Abb.3), dessen zugehörige Leistung als als optimale Ausbauleistung der Optimierung der Systemeinheiten zu Grunde gelegt wird. Diese optimale Ausbauleistung ergibt sich unmittelbar aus dem Jahresmittel der Windgeschwindigkeiten am Ort der Aufstellung oder Anbringung des Windenergiegewinnungs-Systems. Die optimale Installation der Ausbauleistung ist also von der Bildung optimierbarer Windenergieabschnitte und der Ermittlung der mittleren Jahreswindgeschwindigkeit in diesen Abschnitten abhängig (Anspruch 3).The annual wind duration curves result in eov for the wind path curve = p (v) * dt (v) a maximum (Fig.3), its associated performance as an optimal expansion performance the optimization of the system units is used as a basis. This optimal expansion performance results directly from the annual mean of the wind speeds at the location of Installation or attachment of the wind energy generation system. The optimal installation the expansion capacity depends on the creation of wind energy sections that can be optimized and the determination of the mean annual wind speed in these sections dependent (claim 3).

Um die Wind energie in dem Windgeschwindigkeitsabschnitt von der Mindestwindgeschwindigkeit vmin bis zur Regelgeschwindigkeit vreg optimal zu nutzen, soll der optimale Turbinenwirkungsgrad in diesem Geschwindigkeitsbereich voll erhalten bleiben.(Abb.3). Dies wird erreicht durch die Teilung des Getriebes in einen festen und in einen veränderlichen Teil, der der Geschwindigkei tssp snne von vmin bis vreg angepaßt ist (Anspruch 4).To the wind energy in the wind speed section from the minimum wind speed Optimal use of vmin up to the control speed vreg is intended to achieve the optimum turbine efficiency are fully maintained in this speed range (Fig.3). This is achieved by dividing the gear into a fixed and a variable part, which is adapted to the speed tssp snne from vmin to vreg (claim 4).

Windenergienutzung - Seite 4 - Beschreibung Für den optimalen Anlauf der Turbinenflügel bis zum Einsetzen der Verstellregelung des stufenlosen Verstellgetriebes bei der indgeschwindigkeit vmin und zur Leistungsbegrenzung bei der Windgeschwindigkeit vreg ist eine entsprechende Verdrehung der Turbinenflügel vorgesehen. Die Verdrehung der Turbinenflügel und die Verstellung des stufenlosen Verstellgetriebes erz tun kontinuierlich und bilden eine Regelstrecke (Anspruch 5).Wind energy use - Page 4 - Description For an optimal start the turbine blades until the adjustment control of the continuously variable variable speed gear starts at the ind speed vmin and for power limitation at the wind speed vreg, a corresponding rotation of the turbine blades is provided. The twist the turbine blades and the adjustment of the stepless variable speed gearbox ore do continuously and form a controlled system (claim 5).

Da die Windenergiegewinnung von der Nutzenergieabgabe völlig getrennt wird, genügen für die Nutzenergieerzeugung in der Form des elektrischen Stroms einfache Generatoren, die nur hinsichtlich ihres Gewichtes und ihrer Kühlung optimiert zu werden brauchen und nur bei Parallelbetrieb mit Spannungsregler ausgerüstet werden müssen (Anspruch 6).Since the wind energy generation is completely separated from the useful energy output is sufficient for the generation of useful energy in the form of electrical current Generators that are optimized only in terms of their weight and cooling too are needed and are only equipped with voltage regulators for parallel operation must (claim 6).

Die Regelung des Systems zur optimalen Windenergiegewinnung erfolgt im windabhängigen Leistungsbereich über den variablen Teil des Getriebes als stufenloses Vers+ellgetriebe. Zusammen mit der Flügelverstellung kann das System durch entsprechende Geber, z.B.The system is regulated for optimal wind energy generation in the wind-dependent power range via the variable part of the gearbox as a stepless one Vers + ell gear. Together with the sash adjustment, the system can be controlled by appropriate Encoder, e.g.

durch Drehzahl- und Lastgeber, vollautonom und optimal geregelt werden, so daß im Leistungsbereich des Generators in Verbindung mit der Ausgestaltung nach den Ansprüchen 2 - 5 eine ständige Leistungsoptimierung des Systems im Sinne bestmöglicher Windenergiegewinnung erfolgt (Anspruch 7).be controlled fully autonomously and optimally by speed and load sensors, so that in the power range of the generator in conjunction with the design according to claims 2 - 5 a constant performance optimization of the system in the sense of the best possible Wind energy generation takes place (claim 7).

Erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik bestehen insbesondere darin, daß die windenergetisch nicht optimierbaren Windkraftwerke durch Trennung in die Systeme Windenergiegewinnung und Nutzenergieabgabe optimierbar gemacht werden, daß die Windgewinnungseinheiten bei unterschiedlichen Jahreswindgeschwindigkeiten als optimierbare Einheiten ausgelegt und in diesen Größen optimal installiert werden.Achievable advantages: The advantages that can be achieved with the invention compared to the known prior art consist in particular that the wind energy Wind power plants that cannot be optimized by separating them into the wind energy generation systems and useful energy output can be made optimizable that the wind power generation units designed as optimizable units for different annual wind speeds and can be optimally installed in these sizes.

Weitere Vorteile bestehen in der Erhaltung der optimalen Leistung über den installierten Leistungsbereich sowie in der Bildung autonomer Windkraftwerkseinheiten als Baukastenteile größerer Anlagen.Other advantages are the maintenance of optimal performance over the installed power range as well as in the formation of autonomous wind power plant units as modular parts of larger systems.

Dadurch steigt der spezifische relative Ausnutzungsgrad der ettojahreswindenergie m = epi t/emax von bisher bekannten Konstruktionen und bekanntgewordenen Projekten von etwa 0,20 auf den Windenergienutzung - Seite 5 - Beschreibung technisch und wirtschaftlich optimal vertretbaren maximalen Wert von 0,60.This increases the specific relative degree of utilization of the net annual wind energy m = epi t / emax of previously known constructions and projects that have become known from about 0.20 to the Wind energy use - Page 5 - Description technically and economically optimally justifiable maximum value of 0.60.

Ausführungsbeispiele mit weiteren Unteransprüchen: Die vorstehend beschriebenen, optimierbaren und optimal instalt lierten sowie der örtlichen mittleren Jahreswindgeschwindigkeit angepaßten und voll autonom geregelten Windenergiegewinnungs-Einheiten (in den Unterlagen auch mit "Einheitswindturbinen" bezeichnet) sind in dieser Konzeption hervorragend geeignet, als Baukastenteile für Anlagen beliebiger Größe verwandt zu werden (Abb.4). Wenn die Nutzenergiegewinnung über Generatoren erfolgt (Abb.1), ist für den Parallelbetrieb lediglich erforderlich, daß zusätzlich Spannungsregler angebracht werden (Anspruch 8).Embodiments with further subclaims: The above described, optimizable and optimally instalted as well as the local middle Annual wind speed adapted and fully autonomously regulated wind energy generation units (also referred to as "unit wind turbines" in the documents) are in this conception excellently suited, used as modular components for systems of any size to become (Fig.4). If the useful energy is generated by generators (Fig.1), all that is required for parallel operation is an additional voltage regulator be attached (claim 8).

Zur zweckmäßigen Anordnung der Windenergiegewinnungs-Einheiten sind an den Aufstellungstürmen Schwenkarme vorgesehen, die horizontal sowohl in durchgehender, gestreckter Lage (Anspruch 9) als auch vom Turm aus getrennt paarweise in Windrichtung (Anspruch 10) aus der Richtung senkrecht zur Windrichtung (Arbeitsstellung) geschwenkt werden können (Abb.4 und 5). Die Schwenkung mit gestreckten Schwenkarmen ist dabei vorwiegend für Ruhestel= lung und Montagearbeiten vorgesehen, die paarweise Schwenkung in Windrichtung für Teilbetrieb bei Stürmen, wobei die Schwenkbewegung der Tragarme durch Federungs- und Dämpfungsglieder begrenzt wird.For the appropriate arrangement of the wind energy generation units are Swivel arms are provided on the erection towers, which can be positioned horizontally in both continuous, stretched position (claim 9) as well as separated from the tower in pairs in the wind direction (Claim 10) pivoted from the direction perpendicular to the wind direction (working position) can be (Figures 4 and 5). The pivoting with extended swivel arms is included primarily intended for rest position and assembly work, pivoting in pairs in the wind direction for partial operation during storms, whereby the pivoting movement of the support arms is limited by suspension and damping elements.

Wegen der besseren Beherrschung der dynamischen Kräfte bei Anbringung mehrerer Einheiten an einem Aufstellungsturm ist es zweckmäßig, die Drehrichtungends Windturbinen so vorzusehen, daß sie paarweise gegenläufig gerichtet sind (Anspruch 11).Because of the better control of the dynamic forces when attached of several units on one installation tower, it is advisable to limit the direction of rotation Provide wind turbines in such a way that they are directed in opposite directions in pairs (claim 11).

Zum Ausgleich der Gewichte an den Tragarmen und zur Verringerung übermäßig stabilisierender Kräfte in Windrichtung sowie zur Vermeidung von Schwingungen durch den Turmschatten können die äußeren Turbinen in Windrichtung, die inneren Turbinen gegen die Windrichtung auf den Tragarmen montiert werden (Anspruch 12). Windenergienutzung - Seite 6 - Beschreibung Die Erfindung sieht die von der Nutzenergieerzeugung sich getrennt optimierende Nutzenergieabgabe vor. Die anfallende Sutzenergie wird vollautomatisch in der Rangfolge des Energiebedarfs durch Lastzuschaltung bezw. -abschaltung auf die Abnahmebereiche wie z.B. Netzversorgung, Fahrstrom, Batterieladung, Speicherung und Heizung verteilt (Anspruch 13).To compensate for the weights on the support arms and to reduce excessive stabilizing forces in the direction of the wind and to avoid vibrations the outer turbines in the direction of the wind, the inner turbines, can shade the tower be mounted against the wind direction on the support arms (claim 12). Use of wind energy - Page 6 - Description The invention sees the generation of useful energy itself separately optimizing useful energy output. The generated energy is fully automatic in the order of priority of the energy demand through load connection respectively. shutdown on the acceptance areas such as mains supply, traction current, battery charging, storage and heating distributed (claim 13).

Für die optimale Verteilung der anfallenden Nutzenergie soll das sich optimierende System zur Nutzenergieverteilung bei Bedarf mit Umformersätzen und Elementen der Anpassungs- und Leistungseiektronik ausgerüstet und mit Mitteln der Steuerungs- und Rechnerelektronik optimal angepaßt und programmiert werden. (Anspruch 14).This should be the case for the optimal distribution of the useful energy that arises Optimizing system for useful energy distribution if required with converter sets and Elements of adaptation and power electronics equipped and with means of Control and computer electronics are optimally adapted and programmed. (Claim 14).

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (14)

Windenergi enutzung Patentansprüche 1. Windenergienutzung durch regelbare Windkraftwerke mit verstellbaren Turbinenflügeln auf horizontaler Achse und mit über Getriebe angetriebenen Nutzenergieerzeugern sowie anschließender Nutzenergi evertei lung, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte System Windenergienutzung - Nutzenergieverteilung in das System Windenergiegewinnung (Windturbine - Nutzenergieerzeugung) und das System Nutzenergieabgabe (Nutzenergieabnahme - Energieverteilung) getrennt wird und die beiden Systeme Windenergiegewinnung und Nutzenergieabgabe jedes für sich optimiert werden. (Abb.1).Wind energy use Patent claims 1. Wind energy use through controllable Wind power plants with adjustable turbine blades on the horizontal axis and with Useful energy generators driven by gearboxes as well as subsequent useful energy evertei development, characterized in that the entire system uses wind energy - Distribution of useful energy in the wind energy generation system (wind turbine - useful energy generation) and the system useful energy output (useful energy consumption - energy distribution) separately and the two systems wind energy generation and useful energy output each for to be optimized. (Fig.1). 2. Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Windkraftanlagen mit mehreren Systemen zur Windenergiegewinnung die Systeme zur Windenergiegewinnung und Nutzenergieabgabe in leistungsmechanisch und festigkeitsmechaniscn optimierbaren Größen ausgelegt und in diesen Größen optimiert werden (Abb.2).2. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that in the case of wind turbines with several systems for wind energy generation, the systems for wind energy generation and useful energy output in terms of performance mechanics and strength mechanics Optimizable sizes are designed and optimized in these sizes (Fig.2). 3. Windenergienutzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsysteme zur Windenergiegewinnung vorwiegend eine optimale Ausbauleistung Pinst (kw) erhalten, die bei dem Energiemaximum der Windganglinien-Jahresdauerlinien eOv = p(v).dt(v) max liegt, welches seinerseits vom Jahresmittel der Windgeschwindigkeit am Ort der Aufstellung oder Anbringung der Windenergiegewinnungsanlage (e = f(v)) sowohl horizontal als auch vertikal abhängt (Abb.3 und Abb.2) 3. Use of wind energy according to claim 1 and 2, characterized in that that the individual systems for wind energy generation predominantly have an optimal expansion capacity Pinst (kw) obtained at the energy maximum of the wind curve annual duration curves eOv = p (v) .dt (v) max, which in turn depends on the annual mean of the wind speed at the place of installation or attachment of the wind energy generation system (e = f (v)) both horizontally and vertically (Fig.3 and Fig.2) 4. Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Turbinenwirkungsgrad des Systems zur Windenergiegewinnung durch Teilung des Getriebes in einen festen und einen variablen Teil über den Deistungsbereich des Systems während der entsprechenden Windgeschwindigkeitaspanneerhalten bleibt (Abb.3).4. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the optimal turbine efficiency of the System for wind energy generation by dividing the gearbox into a fixed and a variable part over the power range of the system during the corresponding Wind speed range is retained (Fig.3). Windenergienutzung - Patentansprüche Wind energy use - claims 5.Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Beginn der Leistungsaufnahme und die Leistungsbegrenzung bei der Regelgescr.windigkeit vreg durch entsprechende Fliigelverstellung erfolgt.5. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the optimum start of power consumption and the Power limitation at the regulating speed vreg by means of a corresponding sash adjustment he follows. 6. Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzenergieerzeuger einfache Stromerzeuges sind, die nur hinsichtlich Gewicht und Kühlung optimiert werden und nur bei Parallelbetrieb mlt Spannungsregler ausgerüstet werden.6. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the useful energy generators are simple electricity generators, which only in terms of weight and cooling can be optimized and only equipped with voltage regulators for parallel operation will. 7. Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Systemeinheiten zur Windenergiegewinnung sich vollautonom und optimal regeln und sich damit ständig durch die Ausbildung nach den Ansprüchen 2 - 5 auf eine Leistungsoptimierung des Systems zur bestmöglichen Windenergiegewinnung einstellen.7. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the system units for wind energy generation regulate themselves fully autonomously and optimally and thus constantly through the training according to claims 2-5 on a performance optimization adjust the system for the best possible wind energy generation. 8. Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Anspruch 2 - 7 beschriebenen Windenergiegewinnungssysteme als Baukastenteile für Windenergieanlagen beliebiger Größe verwendet werden können.(Abb.4) 8. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the wind energy generation systems described according to claims 2-7 as modular parts can be used for wind turbines of any size (Fig.4) 9. Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Systeme zur Windenergiegewinnung am Aufstellungsturm auf durchgehenden, horizontalen Schwenkarmen angebracht werden, die je nach Turmhöhe auch übereinander angebracht werden können.(Abb.4 und Abb.5).9. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the systems for generating wind energy be attached to the erection tower on continuous, horizontal swivel arms, which, depending on the tower height, can also be attached one above the other (Fig.4 and Fig.5). 10.Windenergienutzung näch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,,daß die Systeme zur Windenergiegewinnung auf getrennt oder paarweise schwenkbaren horizontalen Trägerarmen mit Federungs- und Dämpfungsgliedern montiert werden.10. Wind energy use next claim 1, characterized in that the systems for wind energy generation on horizontal swiveling systems that can be swiveled separately or in pairs Support arms can be mounted with suspension and damping links. 11.Windenergienutzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Systeme zur Windenergiegewinnung auf den Schwenkarmen paarweise gegenläufig angeordnet werden Windenergienutzung - Patentansrüche 11. Wind energy use according to claim 1, characterized in that the systems for wind energy generation on the swivel arms work in opposite directions in pairs to be ordered Wind energy use - patent claims 12. Windenergienutzung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Systeme zur Windenergiegewinnung so angeordnet werden, daß die Turbinen der außen liegenden Einheiten in Richtung des Windes, die Turbinen der in Mastnähe liegenden Einheiten entgegen der Windrichtung angebracht werden.12. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the systems for generating wind energy be arranged so that the turbines face the outboard units of the wind, the turbines of the units near the mast against the wind direction be attached. 13. Windenergienutzung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das System zur Nutzenergieabgabe alle bedienbaren Abnahmebereiche wie tum Beispiel Netzversorgung, Fahrstrom, Batterieladung, Speicherung und heizung umfaßt und diese optimal durch Lastzuschaltung bezw. -abschaltung in der Rangfolge des Energiebedarfs versorgt.13. Wind energy use according to claim 1, characterized in that the system for the output of useful energy all controllable acceptance areas as for example Mains supply, traction current, battery charging, storage and heating includes and these optimal through load connection respectively. -Shutdown in the order of priority of the energy demand provided. 14. Windenergienutzung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das System zur Nutzenergieabgabe für die optimale Verteilung der anfallenden Nutzenergie bei Bedarf mit Umformersätzen und Elementen der Anpassungs- und Leistungselektronik ausgerüstet und mit Mitteln der Steuerungs-und Rechnerelektronik optimal angepaßt und programmiert wird.14. Use of wind energy according to claim 1, characterized in that the system for the output of useful energy for the optimal distribution of the useful energy if necessary with converter sets and elements of the adaptation and power electronics equipped and optimally adapted by means of control and computer electronics and is programmed.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2909069A1 (en) * 1979-03-08 1980-09-11 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Constant speed control system for wind power generator - uses generator frequency or voltage or vane position to control switching cycle (NL 10.9.80)
DE3134109A1 (en) * 1980-09-01 1982-04-22 Braun, Juan, 4710 Herbesthal Wind power generator
EP0072598A1 (en) * 1981-08-14 1983-02-23 van den Berg, Hendrik Process for matching the demand for electrical energy to the supply of electrical energy as well as a circuit used for this purpose
DE3151851A1 (en) * 1981-12-30 1983-07-14 Christa Eichmann Herstellung und Vertrieb elektronischer Geräte, 6301 Rabenau Power supply installation
DE3346773A1 (en) * 1983-12-23 1985-07-04 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Method and device for operating a wind-solar energy utilisation system
GR880100524A (en) * 1988-08-09 1990-08-22 Daskalopoulos Georgios 5243256 Wind generator with vertical axles
FR2760492A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-11 Jeumont Ind ELECTRIC POWER GENERATION SYSTEM ASSOCIATED WITH A WIND TURBINE
WO2001057396A2 (en) * 2000-02-03 2001-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Group of at least two windmills
WO2009147451A2 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Orecon Limited An energy generating device with multiple turbines
CN113007020A (en) * 2019-12-20 2021-06-22 乌本产权有限公司 Method for setting a pitch angle of a rotor blade, control device for setting a pitch angle and associated wind energy plant

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3125372A1 (en) * 1980-10-23 1983-04-07 Peter 8360 Deggendorf Deckert New type of system with special stage electrical generators for wind power stations

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bundesministerium für Forschung und Technologie (Hrsg.) Energiequellen für morgen *
Nichtnukleare-Nichtfossile Primärquellen T. III: Nutzung der Windenergie, Frankfurt am Main 1976 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2909069A1 (en) * 1979-03-08 1980-09-11 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Constant speed control system for wind power generator - uses generator frequency or voltage or vane position to control switching cycle (NL 10.9.80)
DE3134109A1 (en) * 1980-09-01 1982-04-22 Braun, Juan, 4710 Herbesthal Wind power generator
EP0072598A1 (en) * 1981-08-14 1983-02-23 van den Berg, Hendrik Process for matching the demand for electrical energy to the supply of electrical energy as well as a circuit used for this purpose
DE3151851A1 (en) * 1981-12-30 1983-07-14 Christa Eichmann Herstellung und Vertrieb elektronischer Geräte, 6301 Rabenau Power supply installation
DE3346773A1 (en) * 1983-12-23 1985-07-04 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Method and device for operating a wind-solar energy utilisation system
GR880100524A (en) * 1988-08-09 1990-08-22 Daskalopoulos Georgios 5243256 Wind generator with vertical axles
FR2760492A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-11 Jeumont Ind ELECTRIC POWER GENERATION SYSTEM ASSOCIATED WITH A WIND TURBINE
EP0864748A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-16 Jeumont Industrie Low speed gearless wind turbine
WO1998040627A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-17 Jeumont Industrie Low speed direct driven wind turbine
US6285090B1 (en) 1997-03-10 2001-09-04 Jeumont Industrie Low-speed directly driven wind turbine
WO2001057396A2 (en) * 2000-02-03 2001-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Group of at least two windmills
WO2001057396A3 (en) * 2000-02-03 2001-12-27 Siemens Ag Group of at least two windmills
WO2009147451A2 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 Orecon Limited An energy generating device with multiple turbines
WO2009147451A3 (en) * 2008-06-06 2010-12-23 Orecon Limited An energy generating device with multiple turbines
CN113007020A (en) * 2019-12-20 2021-06-22 乌本产权有限公司 Method for setting a pitch angle of a rotor blade, control device for setting a pitch angle and associated wind energy plant

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