DE2924970A1 - Windkraftanlagen - Google Patents

Description

• Karlheinz Schmols. Windkraftanlagen.
• Beschreibung.: Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlabe die bei kleiner Ausführung auch in Bodennähe einen guten Wirkungsgrad erreicht.
• Es sind bereits Windkraftanlagen bekannt, die jedoch meistens propellerartig oder mit kleinen Windauffangflächen ausgestattet sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde auch kleine Windmengen zu nutzen.
• Die Anlage besteht aus einer drehbar laeerttL Wiouwalze AuLJ. i., LE durch den Wind angetrieben wird und die erhaltene Kraft an angeschlossene Geräte wie Luftverdichter, Stromerzeuger, Wasserförderungsanlage oder an andere Geräte weitergibt. Die Kraft des Windes wird aufgefangen durch große Windauffangflächen 1 die mit einer Seite längs dieser Achse und mit ihr fest verbunden sind und strahlenförmig nach außen führen. Sie können in der Nähe der Achse Öffnungen haben. Die Windauffangflächen dürfen gerade, gebogen oder dem Zweck entsprechend geformt sein. Zur Verstärkung werden mehrere Stabilationescheiben oder andere Vorrichtungen angeordnet, die die Windauffangflächen gegenseitig stützen und festigen und somit die Windwalze stabil halten. Die Windwalze kann senkrecht oder X waagerecht aufgestellt sein.Bei der waagerechten Konstruktion sind Vorrichtungen vorzusehen die dafür sorgen, haß die Windwalze immer rechtwinklig zur Windrichtung eingestellt ist. Dieses kann automatisch durch einen Windrichtungsfinder erfolgen. Die Kraft zur Richtungsänderung kann von der Windkraftanlage oder einer anderen Antriebsquelle genommen werden. Unmittelbar außerhalb der Windwal'e ist ein einteiliger oder unterteilter kreisförmiger Windschirm angeordnet 2 der bewirkt,dai3 der ankommende Wind nur auf die eine Hälfte der Windwalze einwirkt. Die gedachte Teilung der Windwalze ist vorstellbar als eine gerade Ebene, die längs durch die Drehachse führt. Bei der senkrechten Konstrktion soll dieser Windschirm immer entsprechend der Windrichtung gedreht werden , damit nur die eine Längshälfte der Windwalze dem ankommenden Wind voll ausgesetzt ist. Die Teilungsebene verläuft dabei parallel zur Windrichtung. Die Drehung des Windschirmes erfolgt sinngemäß wie die Ausrichtung der Windwalze bei der waagerechten Konstruktion. Der Windschirm, der drehbar um die Windwalze vorgesehen ist, soll außerdem eine vollständige Abschirmung der Windwalze im Bedarfs- oder Gefahrenfalle ermöglichen. Am Windschirm können Windleitfiächen angebracht werden damit zusätzlicher Wind zugeleitet wird. Bei Windwalzen die nicht rechtwinklig zur Windrichtung eingestellt werden können sollte die Anordnung der Windauffangflächen möglichst leicht sthraubenförmig längs der Drehachse angeondnet sein.Die Drehrichtwg dieser schraubenförmigen Anordnung, ob links- oder rechts herum ,sollte sich danach richten aus welchen Richtungen der Winu meistens zu erwarten ist , damit eine fortgesetzte Drehung der Windwalze beim Richtungswechsel von der häufigsten zur zweithäufigsten Windrichtung beibehalten wird.Es kann auch eine Konstruktion gewählt werden wobei die Länge der Windwalze zum Durchmesser verhältnismälSig kurz ist. Dadurch entsteht die Form eines Windrades mit einer Drehachse rechtwinklig zur Windrichtung.
• Auch halbkreis-, halbellipsen@@@ - und dreiecksförmige oder anders geformte Windauffangflächen sind möglich. Dadurch wird auch die Form des entsprechenden Windschirmes festgelegtOAbb. II, V, VI,VII'VIII.
• Windzuführungsflächen mit möglichst glatter Oberfläche außerhalb der Windkraftanlage Abb.III.die als Quer- und Längsschnitte gerade oder gekrümmte Formen haben, dienen dazu zusätzlich Wind zur Windkraftanlage zu leiten. Gröbere Anlagen mit mehreren Windwalzen neben- oder übereinander sind ebenfalls möglich. Die Anlagen sind durch Drahtzäune ouer andere Maßnahmen zu sichern. Vorrichtungen für den Frostschutz wie Frostschutzmittelzerstäubungsvorrichtungen, Heizbar Windauffangflächen und Bremsen zur Stillegung sind vorgesehen. Durch die beschriebenen Konstruktionen ist es möglich auch kleine Windkräfte zu nutzen.
• Nutzung und Sammlung der Windkraft wenn zum Beispiel weniger Strom durch Sofortverbrauch entnommen wird oder die Stromerzeugung nicht rentabel ist durchP Pressluftbehälter und BatterienEntnahme und Umwandlung der dadurch gesammelten Energie ist bei Bedarf möglich.

Claims (3)

1. Patentanspruch.: Winakrax'tanlagen mit Windwalzen die sich rechtwinklig zur Windrichtung drehen. Die Windkraftanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß große Windauffangflächen (1) mit einer Seite geradlinig oder schraubenförmig fest mit einer drehbaren Achse verbunden sind. Verstärkerscheiben rechtwinklig zur drehbaren Achse stabilisieren die Windauffangflächen und die Windwalze. Bei besonders stark konstruierten Windwalzen kann die Achse durch Endstutzen und falls erforderlich Zwischenstutzen mit entsprechenden Auflagerungen ersetzt werden. Nur eine Längshälfte der Windwalze wird den Windkräften ausgesetzt. Die andere Längshälfte ist abgeschirmt. Windrichtungsfühler sorgen durch automatischer Steuerung, daß bei der senkrechten Konstruktion die Position der Abschirmung immer der Windrichtung entspricht, damit der andere nicht abgeschirmte Teil den Windkräften voll und rechtwinklig ausgesetzt ist. Bei der Waagerechten Ausführung (Abb. I, IV, V, VI, VII und VIII )wird die drehbare Achse der Windrichtung entsprechend in der waagerechten Ebene ausgerichtet , sodaß die Windwalze immer rechtwinklig zur Windrichtung steht. Die Abschirmung (2) die aus mehreren kreisförmig gebogenen Teilen bestehen kann soll fähig sein die ganze Windwalze auf Wunsch oder autimatisch mehr oder weniger absuschirmen und stillzulegen.Bremsen sind ebenfalls vorzusehen um die Windwalze anzuhalten0 Bei Gefahr wird die völlige Abschirmung der Windwalze und das Abbremsen automatisch durch elektronisch oder mechanisch gesteuerte Sensoren durchgeführt0 Konstrktive Maßnahmen außerhalb der Windkraftanlage ( Abb. III) durch gerade oder geschwungene, glatte Windleitflächen führen zusätzlich Wind zur Windkraftanlage. Kleine Windleitflächen befinden sich an der Windkraftanlage. Durch halbkreisförmige Windauffangilächen erhalt die Windkraftanlage die Form einer Kugel (Abb. V) . Durch dreieckige, ellipsische oder anders geformte Windauffangflächen erhält die Anlage eine entsprechend andere Form (Abb.VI, VII und VIII ). Eine doppelte Anordnung der Windwalzen mit dreieckigen Windauffangflächen ( Abb. VIII) spiegelbildlich angeordnet mit den Drehachsen geneigt zur horizontalen Ebene ist ebenfalls 1 möglich. Die Windauffangflächen düren auch zweckentsprechend gekrümmt sein. Bei feststehenden Anlagen mit waagerechter Windwalze ohne Ausrichtungsmöglichkeit ist eine sehraubenförmige Anordnung der Windauffangflächen vorgesehen. Die Stabilisierungsscheiben sind in diesem Falle durch andere Maßnahmen wie zum Beispiel ringförmige Stahlbänder zu ersetzen, damit der Wind sich in Längsrichtung durch die Windwalze bewegen kann.
2. Die Lagerung der Windwalze erfolgt in der Mitte, wenn eine schnelle Ausrichtung zur Windrichtung angestrebt wird. Größere waagerechte Windkraftanlagen haben Endauflager auf Wagen oder Räder, die auf kreisförmig verlegten Schienen, Betonbahnen oder ähnliches oder mittels Schwimmkörper auf Wasserflächen bewegt werden. Bewegliche, schwimmende Anlagen,die die Abschirmung unterhalb der Wasseroberfläche habet,müssen einen wasserdichten, schwimmenden Hohlkörper besitzen damit sich die Windwalze ungehindert drehen kann0 Schwimmende Anlagen benötigen zur Steuerung und Fortbewegung Vorrichtungen, die in der Schiffahrt bekannt sind. Als Herstellungsmaterial kommt besonders wetterfeste Materialien wie rostfreier Stahl, Kunststoffe, Gewebe, wetLerfestes Sperrholz und dergleichen in Frage.Die Windkraftanlagen sind mit Schutzgitter, Bremsen, Leerlaufschaltung, Frostschutzmittelsprühanlage und evtl. mit einer Beheizungsvorrichtung der Windauffangflächen auszustatten. Die Nutsung der aufgefangenen Windkraft soll durch Strom- , Presslufterzeuger, Wasserhebeanlagen oder durch eine kombinatiun dieser oaer anderer Geräte erfolgen. Die verdichtete Luft kann in festbtehenden oder transportablen Behältern, der Strom in Batterien gesammelt und auch anderweitig zur Anwendung kommend 2). Als transportfähige Kleinanlage zum Beispiel mit Pressluftbehälter oder Batterien in Verbindung mit angeschlossenem Fortbewegungsmotor.
3. 3)Als Fortbeweaungsmechanismus an Stelle eines Propellers für langsame Flugkörper.