DE2755959A1

DE2755959A1 - Luftstroemungs-grosskraftanlage

Info

Publication number: DE2755959A1
Application number: DE19772755959
Authority: DE
Inventors: Hans Kramer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1979-06-21

Description

Luftströmungs-Großkraftanlage
Die Erfindung betrifft eine Luftströmungs-Großkraftanlage mit zumindest einem von der Luftströmung angetriebenen Rotor, z.B. Schaufelrad, Flügelrad od. dgl.
In der Vergangenheit wurden bereits vielfältige Versuche unternommen, in Kraftanlagen natürliche Energien von Luft und Wasser anstelle von energiehaltigen Bodenschätzen der Energiegewinnung nutzbar zu machen. Neben Gezeitenkraftwerken wurden Großwindkraftanlagen in Betracht gezogen, um die Windkraft natürlicher Winde mit Hilfe von Windrädern zu nutzen. Großwindkraftanlagen leiden jedoch unter den natürlichen Schwankungen auftretender Winde, erfordern für eine wirtschaftliche Energiegewinnung außerordentlich große Windradabmessungen und sind nur in besonderen Gebieten der Erde von Haus aus sinnvoll, in denen hohe und möglichst nur gering schwankende Windgeschwindigkeiten auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftströmungs-Großkraftanlage zu schaffen, die es mit vertretbarem Bauaufwand erlaubt, wirtschaftlich natürliche Luftenergien für eine Energiegewinnung zu nutzen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Anlage nach der Erfindung in erster Linie gekennzeichnet durch einen turmartig in der freien Atmosphäre über der Erdoberfläche aufgestellten rohrförmigen Luftführungskanal für den oder die Rotoren mit einem in Bodennähe gelegenen offenen Einlaß für Umgebungsluft und einem in erheblicher Höhe über diesem befindlichen offenen Auslaß für unter Ausnutzung der in der Atmosphäre am Ein- und am Auslaß herrschenden natürlichen Temperatur- und Druckdifferenzen aufwärts strömende Luft. Dabei kann der Luftführungskanal vorteilhaft von einem Rohr mit wärmeisolierender Wandung gebildet sein, um eine Abkühlung der auRwärtsströmenden Luft weitmöglichst zu vermeiden.
Für eine bautechnisch besonders günstige Ausgestaltung der Anlage kann eine Mehrzahl von Luftführungskanälen zu einem Bündel zusammengefaßt und unter gegenseitiger Abstützung über dem Erdboden aufgestellt und diesem gegenüber abgestrebt sein. Vorteilhaft kann weiterhin der Rotor oder können die Rotoren in jedem Luftführungskanal in Bodennähe angeordnet sein und in an sich bekannter Weise einen Generator od. dgl. antreiben, so daß nur kurze Transmissionen zwischen den Rotoren und den Generatoren in einem Kraftwerksgebäude notwendig sind.
Schließlich kann jedem Luftführungskanal im Bereich seines Einlasses ein Warmlufterzeuger, Wärmetauscher od. dgl. als Strömungsinitiator zugeordnet sein, um einen Anlauf der Anlage zu ermöglichen bzw. zu erleichteri oder zu beschleunigen. Ferner kann ein solcher Warmlufterzeuger auch ständig in Betrieb sein, um die gewinnbare Leistung zu erhöhen, wobei in erster Linie Warmlufterzeuger in Betracht kommen, die von unerwünschten Wärmequellen aus Arbeitsprozessen, z.B. Atomkraftwerken, gespeist werden.
Die Großkraftanlage nach der Erfindung erzeugt in ihrem Luftführungskanal, der beispielsweise eine Höhe von 2000 m, gegebenenfalls darunter oder auch erheblich darüber, haben kann, eine starke aufwärtsgerichtete Luftströmung, welche die allgemein durch Sonneneinstrahlung hervorgerufene verhältnismäßig hohe Lufttemperatur der Atmosphäre in Bodennähe am Einlaß im Gegensatz zur verhältnismäßig niedrigen Lufttemperatur am Auslaß (bei einem 2000 m hohen Luftführungskanal z.B. 13°C) sowie die Druckdifferenz in der Atmosphäre zwischen Ein- und Auslaß nutzt, die um etwa ein Millibar je 8 m Höhendifferenz zunimmt. Infolge der sich in dem Luftführungskanal einstellenden hohen Strömungsgeschwindigkeit lassen sich mit einer solchen Anlage derart hohe Leistungen gewinnen, daß trotz des nicht unerheblichen Bauaufwandes eine wirtschaftliche Energiegewinnung gesichert ist.
Ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Kraftanlage nach der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht. Die dort gezeigte Anlage besteht im einzelnen aus einer Gruppe von sechs Luftführungskanälen 1 in Gestalt von Rohren, die zu einem sich gegenseitig abstützenden Bündel zusammengefaßt und in der freien Atmosphäre über der Erdoberfläche unter geeigneter Abstrebung aufgestellt sind. Die offenen Lufteinlässe 2 sind in verhältnismäßig dichtem Abstand über dem Erdboden 4 angeordnet, während die Auslässe 3 in einer Höhe von 2000 m über dem Erdboden 4 gelegen sind. Dementsprechend herrscht zwischen den Einlässen 2 und den Auslässer 3 ein Druckunterschied in der die Anlage umgebenden Luft in der Größenordnung von etwa 250 Millibar, während die Temperaturdifferenz eine Größenordnung von etwa 130C hat. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Einlässe 2 zur Seite hin ausgerichtet, jedoch versteht sich, daß diese auch eine Ausrichtung mehr oder weniger parallel zum Erdboden 4 haben können. Infolge der Erwärmung der Luft über dem Erdboden 4 durch die Sonneneinstrahl-ung besitzt diese eine Auftriebskraft, die eine aufwärtsgerichtete StrLmung in den rohrförmigen Luftführungskanälen 1 entstehen läßt, die zusätzlich durch die Druckdifferenz verstärkt wird. Dementsprechend entstehen in den Luftführungskanälen 1 Aufwärtsströmungen mit orkanartiger Geschwindigkeit, durch die zweckmäßig im bodennahen Bereich in den Luftführungskanälen 1 angeordnete Rotoren, die schematisch bei 5 veranschaulicht sind, angetrieben werden. Diese treiben dann unter den Luftführungskanälen in entsprechenden Kraftwerksgebäuden aufgestellte Generatoren, wie dies an sich bekannt ist.
Um eine Inbetriebnahme der Anlage zu veranlassen bzw.
zu beschleunigen, kann jedem Luftführungskanal 1 im Bereich seines Einlasses 2 ein Warmlufterzeuger, Wärmetauscher od. dgl. als Strömungsinitiator zugeordnet sein, um durch eine zusätzliche Lufterwärmung der einströmenden Luft die Auftriebskräfte zu vergrößern. Sobald aufsteigende Luft in den Strömungskanälen 1 die Auslässe 3 erreicht, setzt sich die anfangs künstlich beschleunigte Strömung angesichts der bestehenden TemperatuF und Druckunterschiede fort, bis sich schließlich eine stetige Aufwärtsströmung entwickelt hat, deren Bewegungsenergie nun über die Rotoren 5 gewonnen werden kann. Wird eine solche Anlage Wärmeerzeugern, z.B. einem Atomkraftwerk, zugeordnet, so kann die dort als Verlust anfallende Wärme zusätzlich zur Erwärmung der eintretenden Luft herangezogen und ständig genutzt werden.
Die Anlage nach der Erfindung ist prinzipiell von bestimmten Standorten auf der Erdoberfläche unabhängig, wenngleich in Gebieten mit sta-rker Sonneneinstrahlung die die Luftströmung erzeugenden Temperatur- und Druckdifferenzen vergrößert sind und eine höhere Leistungsausbeute ermoglichen.
Es versteht sich ferner, daß anstelle von sechs Luftführungskanälen auch mehr als sechs zu einem Bündel zusammengefaßt werden können, was im Interesse der gemeinsamen Nutzung von Kraftwerkseinrichtungen vorteilhaft ist.
Die Luftführungskanäle 1 bestehen vorteilhaft aus Metallrohren, die eine Wandungsisolierung aufweisen, um einenTanperaturabfal1 in der aufströmenden Luft möglichst gering zu halten. Dadurch wird die Auftriebskraft weibstmöglich erhalten.

Claims

Ansprüche: Ö Luftströmungs-Großkraftanlage mit zumindest einem von der Luftströmung angetriebenen Rotor, z.B.

Schaufelrad, Flügelrad od. dgl., gekennzeichnet durch einen turmartig in der freien Atmosphäre über der Erdoberfläche (4) aufgestellten rohr-förmigen Luftführungskanal (1) für den oder die Rotoren (5) mit einem in Bodennähe gelegenen offenen Einlaß (2) für Umgebungsluft und einem in erheblicher Höhe über diesem befindlichen offenen Auslaß (3) für unter Ausnutzung der in der Atmosphäre am Ein- und am Auslaß herrschenden natürlichen Temperatur- und Druckdifferenzen aufwärtsströmende Luft.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (1) von einem Rohr mit wärmeisolierender Wandung gebildet fl.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Luftführungskanälen (1) zu einem Bündel zusammengeraßt und unter gegenseitiger Abstützung über dem Erdboden (4) aufgestellt und diesem gegenüber abgestrebt ist.
4. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Rotoren in jedem Luftführungskanal (1) in Bodennähe angeordnet sind und in an sich bekannter Weise einen Generator od. dgl. antreiben.
5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen jedem Luftführungskanal (1) im Bereich seines Einlasses zugeordneten Warmlufterzeuger, Wärmetauscher od. dgl. als Strömungsinitiator.