DE29811094U1 - Windkraftwerk - Google Patents

Windkraftwerk

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Description

Herbert Beuermann 16. Juni 1998
Finca Saboner Mii/bec (all00939)
03108 Torremanzanas/Alicante P98532DE00 Spanien
Windkraftwerk
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Windkraftwerk zur Gewinnung elektrischer Energie, mit zumindest einem um eine Drehachse drehbar angeordneten Rotor mit Rotorblättern, der durch zuströmende Luft in Rotation versetzbar ist, und mit mindestens einem elektrischen Generator, der von dem Rotor antreibbar ist.
Die häufigste Bauart von Windkraftwerken weist eine waagerecht angeordnete Drehachse auf, wobei die Rotorblätter zur Umsetzung kinematischer Windenergie in Rotationsenergie aerodynamisch gestaltet sind. Die Rotorblätter weisen tragflächenförmige Profile auf, die denen von Propellerblättern entsprechen. Zur Ausnutzung des Windes wird die Rotorachse in Windrichtung gedreht. In Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit können die Rotorblätter bezüglich des Anstellwinkels zum Wind verstellt werden. Zum Schutz vor mechanischer Überlastung bei hohen Windgeschwindigkeiten muß der Rotor gebremst oder stillgesetzt und gegebenenfalls aus dem Wind gedreht werden.
Der Rotor ist über eine Rotorwelle mit dem Generator verbunden. Die Antriebselemente und die Steuerelemente, wie z. B. Rotorwelle, Bremse, Getriebe und Generator, sind in einer um eine vertikale Achse drehbaren Rotorgondel aufgenommen, die von einer Turmkonstruktion getragen wird.
Ebenso sind Windkraftwerke mit vertikaler Rotorachse bekannt. Hierbei kommen unterschiedliche Rotoren zum Einsatz. So z. B. Rotoren mit zwei oder drei senkrechten Rotorblättern, die als
Mantelabschnitt eines Rotationskörpers ausgebildet sind (Darrieus-Rotor) oder Rotoren mit senkrecht stehenden Rotorblättern in Form von gewölbten Schaufelblättern (Savonius-Rotor) oder Rotoren mit drei Rotorblättern in Form von Halbkugelschalen.
Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe über der Erdoberfläche zu. In einer Höhe ab 400 m über der Erdoberfläche herrschen Winde mit nahezu stetigen Windgeschwindigkeiten von 20 bis 30 m/s. Der Nachteil der bekannten Windkraftwerke besteht darin, daß sie in der Bauhöhe stark eingeschränkt sind. Im Vergleich zu Winden größerer Höhe weisen die durch herkömmliche Windkraftwerke ausnutzbaren Winde in geringen Höhen nur geringe kinematische Windenergien auf.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Windkraftwerk eingangs genannter Art zu schaffen, das in größeren Höhen betreibbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Auftriebskörper vorgesehen ist, der zum Erzeugen statischen Auftriebs mit Traggas, z. B. Helium, dessen spezifisches Gewicht geringer ist als das von Luft, gefüllt ist, daß trossenförmige Haltemittel vorgesehen sind, die einerseits mit Befestigungsmitteln am Auftriebskörper und andererseits an der Erdoberfläche befestigt sind und mittels derer der Auftriebskörper entgegen dem Auftrieb gehalten ist, daß zwei um eine vertikale Drehachse gegenläufig drehbare und übereinander angeordnete Rotoren vorgesehen sind, und daß eine Rotorgondel, die mit Befestigungsmitteln am Auftriebskörper befestigt ist und die den Generator sowie die Rotoren trägt, vorgesehen ist.
Der mit Traggas gefüllte Auftriebskörper steigt auf und wird mittels der Halteelemente in einer bestimmten Höhe, die mehrere 100 Meter betragen kann, entgegen den Auftriebskräften gehalten. Somit lassen sich Winde mit hohen Windgeschwindigkeiten in größeren Höhen über der Erdoberfläche zur Gewinnung elektrischer
Energie ausnutzen. Die Rotoren sind um eine vertikale Drehachse angeordnet, so daß ein Ausrichten der Rotoren in Windrichtung entfällt. Damit von den Rotoren auf den Auftriebskörper keine Drehimpulse übertragen werden, sind zwei Rotoren gegenläufig drehbar übereinander angeordnet. Um die Rotationsenergie der Rotoren in elektrische Energie umzuwandeln, ist zumindest ein Generator vorgesehen. Ist lediglich ein Generator vorgesehen, der von beiden Rotoren gleichzeitig angetrieben wird, ist zwischen einem der Rotoren und dem Generator ein Wendegetriebe angeordnet. Ist ein elektrischer Generator je Rotor vorgesehen, entfällt das Wendegetriebe.
Der Auftriebskörper kann torusförmige mit Traggas gefüllte Ballons umfassen. Torusförmige Ballons haben zum einen den Vorteil, daß sie ein geringes Gewicht aufweisen, da keine eigensteifen Konstruktionen vorgesehen sind. Die Ballons sind aus einem folienartigen Material gefertigt und formstabilisierend mit Leichtgas gefüllt. Zum anderen weisen torusförmige Ballons den Vorteil auf, daß sie bei einer Anströmung von Luft aus verschiedenen Richtungen in der Torusebene gleiche aerodynamische Eigenschaften aufweisen, so daß sich der Torus nicht in den Wind dreht oder in den Wind gedreht werden muß.
Der Auftriebskörper ist vorzugsweise als kreisrunder scheibenförmiger Körper ausgebildet mit einer Oberseite, die nach oben gewölbt ist, um neben dem statischen Auftrieb zusätzlich einen dynamischen Auftrieb zu erzeugen. Der Auftriebskörper weist somit im Längsschnitt betrachtet ein tragflächenförmiges Profil auf. Bei einer Luftanströmung ist die Strömungsgeschwindigkeit über dem Auftriebskörper größer als unter diesem, so daß dynamischer Auftrieb erzeugt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß ein äußerer torusförmiger Ballon und ein innerer torusförmiger Ballon konzentrisch um eine Mittenachse des Auftriebskörpers mit radialem Abstand zueinander angeordnet sind, daß die Ballons unten bündig
miteinander abschließen, und daß die Ballons zusammen mit einer Außenhülle umspannt sind, wobei ein Innenraum, der mit Traggas befüllbar ist, gebildet ist. Zum einen wird dadurch eine leichte und stabile Bauform des Auftriebskörpers erreicht, bei der aufgrund der Außenhülle, durch die ein Innenraum gebildet ist, ein großes Volumen, das mit Traggas befüllbar ist, erzielt wird. Zum anderen wird auf einfachste Weise im Längsschnitt des Auftriebskörpers betrachtet ein tragflächenförmiges Profil zum Erzeugen dynamischen Auftriebs gebildet.
Da bei günstigen Windverhältnissen und bei einem günstig gestalteten Auftriebskörper bis zu 2/3 des benötigten Auftriebs durch dynamischen Auftrieb erzeugbar ist, kann der Innenraum, der durch die Außenhülle gebildet ist, mit mindestens einem Schlauch verbunden sein, der zur Erdoberfläche geführt ist, um im Innenraum einen Austausch von Luft und Traggas zu ermöglichen. Somit läßt sich der tatsächliche statische Auftrieb an den benötigten statischen Auftrieb anpassen. In einer Phase, in der der Auftriebskörper von der Erdoberfläche abhebt und sich noch in geringen Höhen befindet, ist aufgrund geringer Windgeschwindigkeiten ein großer statischer Auftrieb notwendig. In dieser Phase kann der Innenraum vollständig mit Traggas gefüllt sein. Sobald sich der Auftriebskörper in größeren Höhen, in denen höhere Windgeschwindigkeiten herrschen, befindet, kann das Traggas durch Luft ersetzt werden, da der größte Teil des benötigten Auftriebs durch dynamischen Auftrieb abgedeckt ist.
Die Haltemittel können mindestens drei Trossen umfassen, die an dem Außenumfang des Auftriebskörpers gleichmäßig verteilt befestigt sind. Somit werden leichte und flexible Haltemittel vorgesehen, die jeweils auch mittels Winden, die auf der Erdoberfläche vorgesehen sind, aufrollbar sind. Die Höhe des Auftriebskörpers läßt sich somit variieren. Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten in großen Höhen kann der Auftriebskörper in eine
geringere Höhe, in der geringere Windgeschwindigkeiten vorherrschen, gezogen werden. Zudem gewährleistet die Anzahl von mindestens drei Trossen eine stabile Fluglage des Auftriebskörpers.
Mindestens eine Trosse kann mit dem Stromkabel, das mit dem Generator verbunden ist, und mindestens eine Trosse mit einem Schlauch zum Austausch von Luft und Traggas eine Einheit bilden. Hierbei können die Trossen mit dem Stromkabel oder dem Schlauch verbunden sein, in diese eingearbeitet sein oder durch diese selbst dargestellt sein.
Eine Tragvorrichtung kann auf der Erdoberfläche vorgesehen sein, auf der der Auftriebskörper im nicht-betriebenen Zustand aufliegen kann.
Die Befestigungsmittel des Auftriebskörpers können durch Gurtbänder dargestellt werden, die auf der Oberfläche des Auftriebskörpers verlaufen und an diesem befestigt sind. Insbesondere bei dem Einsatz von Ballons werden somit Befestigungsmittel bereitgestellt, die eine Krafteinleitung auf einen großen Bereich der Oberfläche der Ballons verteilen.
Für Notfallsituationen, in denen der Auftriebskörper mit einer zu hohen Sinkgeschwindigkeit absinkt, sind Bremsfallschirme am Auftriebskörper und/oder an der Rotorgondel vorgesehen, die fremdbetätigt oder selbsttätig geöffnet werden können. Die Bremsfallschirme können an den Befestigungsmitteln, an denen auch die Haltemittel befestigt sind, vorgesehen sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Rotoren jeweils zumindest drei Rotorblätter in Form von Halbkugelschalen aufweisen, die gleichmäßig und im Drehsinn gleichsinnig um die Drehachse angeordnet sind und mittels radialer Arme an einer Nabe, welche um die Drehachse drehbar angeordnet ist, befestigt sind. Vorteile besitzen diese Rotoren wegen der Unabhängigkeit
von der Windrichtung, der konstruktiven Einfachheit und der Selbstanlauffähigkeit.
Um den Netzbedarf kontrolliert abdecken zu können, ist vorgesehen, daß die auf die Drehzahl bezogene Leistung des Generators einstellbar ist. Somit kann die Generatorleistung auf den Netzbedarf abgestimmt werden. Bei Windstille befindet sich der Generator in einer Freilaufposition, so daß die Rotoren lastfrei anlaufen können. Erst bei höheren Drehzahlen der Rotoren wird die Leistung des Generators hochgeregelt.
Um eine stabile Fluglage zu gewährleisten, ist die Rotorgondel unter dem Auftriebskörper angeordnet und an diesem befestigt und mittels Spannseilen, die jeweils einerseits an der Unterseite der Rotorgondel und andererseits an einer Trosse befestigt sind, zwischen den Trossen verspannt.
Zur zusätzlichen Stromerzeugung können auf der Oberfläche des Auftriebskörpers Solarzellen vorgesehen sein.
Für den Lufttransport des Windkraftwerkes durch ein Schleppflugzeug kann eine Abschleppvorrichtung an die Befestigungsmittel, mit denen die Haltemittel am Auftriebskörper befestigt sind, koppelbar sein.
Für einen selbständigen Lufttransport des Windkraftwerkes können auch Vorrichtungen, die der Aufnahme von mindestens einem Triebwerk und einem Steuerstand dienen, an den Befestigungsmitteln befestigt werden. Vorzugsweise werden hierbei Hybridtriebwerke eingesetzt, mit einem Elektromotor, einem Verbrennungsmotor und einem von diesen antreibbaren Propeller. Die elektrische Energie für den Elektromotor wird vorzugsweise direkt mittels Solarzellen gewonnen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Hierin zeigt
Fig. 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Windkraftwerks mit unterbrochen dargestellten Haltemitteln (Trossen);
Fig. 2 einen Auftriebskörper im Längsschnitt gemäß Figur 1.
Figur 1 zeigt einen mit Traggas gefüllten Auftriebskörper 1, an dem Trossen 2 befestigt sind, die zur Erdoberfläche 3 führen und dort ebenfalls befestigt sind. Der Auftriebskörper 1 ist in etwa 400 m Höhe gehalten. Unterhalb des Auftriebskörpers 1 angeordnet und an diesem befestigt ist eine Rotorgondel 4 vorgesehen. Die Rotorgondel 4 trägt zwei Rotoren 5, 5' sowie mindestens einen Generator, der von den Rotoren 5, 5' angetrieben ist und dessen Leistungsabgabe bis zu 2000 KW betragen kann.
Der Auftriebskörper 1 ist als kreisrunder scheibenförmiger Körper ausgebildet, der horizontal zur Erdoberfläche 3 ausgerichtet ist. Zum Erzeugen statischen Auftriebs ist der Auftriebskörper 1 mit Traggas gefüllt. Zum Erzeugen dynamischen Auftriebs weist der Auftriebskörper 1 im Längsschnitt betrachtet ein tragflächenförmiges Profil auf. Die Oberseite 7 ist nach oben gewölbt. Die Unterseite 6 des Auftriebskörpers 1 ist eben ausgebildet. Bei einer Luftanströmung des Auftriebskörpers 1 weist die Luftströmung, die entlang der Oberseite 7 strömt, eine höhere Strömungsgeschwindigkeit auf als die Luftströmung, die entlang der Unterseite 6 des Auftriebskörpers strömt. Der Druck an der Oberseite 7 des Auftriebskörpers 1 ist somit geringer als an der Unterseite 6, so daß ein dynamischer Auftrieb erzeugt wird.
Die Trossen 2 sind mit Befestigungsmitteln 8 am Auftriebskörper 1 befestigt. Sie führen vom Auftriebskörper 1 zur Erdoberfläche 3 und sind dort jeweils über Winden 9 auf der Erdoberfläche 3 befestigt. Mittels der Winden 9 lassen sich die Trossen 2 aufrollen, so daß die Höhe des Auftriebskörpers 1 variiert werden
kann. Bei separater Ansteuerung der Winden 9 läßt sich zudem die Fluglage des Auftriebskörpers 1 beeinflussen. Mindestens eine der Trossen 2 kann mit einem Schlauch zum Austausch von Traggas und Luft und mindestens eine der Trossen 2 mit einem Stromkabel, das mit dem Generator verbunden ist, eine Einheit bilden. Die Trossen 2 können hierbei mit dem Schlauch bzw. dem Kabel verbunden sein oder durch diese dargestellt sein.
An Befestigungsmitteln 10 ist die Rotorgondel 4 an der Unterseite 6 des Auftriebskörpers 1 koaxial zu einer Mittenlinie des Auftriebskörpers 1 befestigt. Bei den Befestigungsmitteln 8, 10 zum Befestigen der Trossen 2 und der Rotorgondel 4 am Auftriebskörper 1 kann es sich um Gurtbände handeln, die auf der Oberfläche des Antriebskörpers 1 befestigt sind und um diesen herum geführt sind. Die Rotorgondel 4 trägt die Rotoren 5, 5', die gegenläufig drehbar um eine Drehachse, die durch die Mittenachse des Auftriebskörpers 1 dargestellt ist, vertikal übereinander angeordnet sind. Die Rotoren 5, 5' weisen jeweils drei Rotorblätter 11, 11' in Form von Halbkugelschalen auf. Die Rotorblätter 11, 11' jeweils eines Rotors 5, 5' sind gleichmäßig und im Drehsinn gleichsinnig um die Drehachse angeordnet. Mittels radialer Arme 12, 12' sind die Rotorblätter 11, 11' jeweils eines Rotors 5, 5' an einer um die Drehachse drehbar angeordneten Nabe 13, 13' befestigt. Das untere Ende 14 der Rotorgondel 4 ist mittels Spannseilen 15 zwischen den Trossen 2 zur Stabilisierung verspannt. Die Spannseile 15 sind jeweils einerseits am unteren Ende 14 der Rotorgondel 4 und andererseits an einer Trosse 2 befestigt.
Figur 2 zeigt einen Auftriebskörper 1, der fünf torusförmige Ballons 16, 17, 18, 19, 20 umfaßt. Ein äußerer Ballon 16 und ein innerer Ballon 17 sind koaxial um eine Mittenachse 21 des Auftriebskörpers 1 konzentrisch umeinander angeordnet. Zwischen den beiden Ballons 16, 17 ist ein radialer Abstand vorgesehen. Beide Ballons 16, 17 weisen den gleichen Profilkreisdurchmesser auf. über dem inneren Ballon 17 ist ein weiterer Ballon 18 gleichen
Profilkreisdurchmessers angeordnet. Die beiden Ballons 17, 18 sind miteinander in Berührung, wobei der Torus des Ballons 18 einen größeren Außendurchmesser aufweist als der des inneren Ballons 17. Innerhalb des inneren Ballons 17 ist ein unterer Ballon 19 mit verringertem Profilkreisdurchmesser angeordnet, der in Anlage zum inneren Ballon 17 ist. Die Ballons 16, 17, 19 schließen nach unten hin bündig ab. Über dem Ballon 18 ist ein oberer Ballon 20 mit verringertem Profilkreisdurchmesser angeordnet, wobei der obere Ballon 20 in Anlage zum Ballon 18 ist und wobei der Außendurchmesser des Torus des oberen Ballons 20 geringer ist als der des Ballons 18. Die Ballons 16, 17, 18 sindzusammen von einer Außenhülle 22 umspannt, so daß ein Innenraum 23 gebildet ist. Sowohl die Ballons 16, 17, 18, 19, 20 als auch der Innenraum 23 sind mit Traggas befüllbar. Die Außenhülle 22 bildet eine nach oben gewölbte Oberseite 7 und eine ebene Unterseite 6. Somit weist der Auftriebskörper 1 im Längsschnitt betrachtet ein tragflächenförmiges Profil zur Erzeugung eines dynamischen Auftriebs auf.
Herbert Beuermann 16. Juni 1998
Finca Saboner Mü/bec (al100939) 03108 Torremanzanas/Alicante P98532DE00
Spanien
Windkraftwerk
Bezugszeichenliste
1 5' Auftriebskörper
2 Trosse
3 Erdoberfläche
4 Rotorgondel
5, Rotor
6 Unterseite
7 11 ' Oberseite
8 12' Befestigungsmittel
9 13' Winde
10 Befestigungsmittel
11, Rotorblatt
12, Arm
13, Nabe
14 unteres Ende der Rotorgondel
15 Spannseil
16 äußerer Ballon
17 innerer Ballon
18 Ballon
19 unterer Ballon
20 oberer Ballon
21 Mittenachse
22 Außenhülle
23 Innenraum

Claims (20)

Herbert Beuermann 16. Juni 1998 Finca Saboner Mü/bec (all00939) 03108 Torremanzanas/Alicante P98532DE00 Spanien Windkraftwerk Schutzansprüche
1. Windkraftwerk zur Gewinnung elektrischer Energie
mit einem Auftriebskörper (1), der zum Erzeugen statischen Auftriebs mit Traggas, &zgr;. &Bgr;. Helium, dessen spezifisches Gewicht geringer ist als das von Luft, gefüllt ist,
mit trossenförmigen Haltemitteln (2) , die einerseits mit Befestigungsmitteln (8) am Auftriebskörper (1) und andererseits an der Erdoberfläche (3) befestigt sind und mittels derer der Auftriebskörper (1) entgegen dem Auftrieb gehalten ist,
mit zwei um eine vertikale Drehachse gegenläufig drehbar übereinander angeordneten Rotoren (5, 5')/ die Rotorblätter (11, 11') aufweisen und die durch zuströmende Luft in Rotation versetzbar sind,
mit zumindest einem elektrischen Generator, der zum Erzeugen von Strom von den Rotoren (5, 5') antreibbar ist, und mit einer Rotorgondel (4), die mit Befestigungsmitteln (10) am Auftriebskörper (1) befestigt ist und die den Generator sowie die Rotoren (5, 5') trägt.
2. Windkraftwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auftriebskörper (1) torusförmige, mit Traggas gefüllte Ballons (16, 17, 18, 19, 20) umfaßt.
3. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auftriebskörper (1) als kreisrunder scheibenförmiger Körper ausgebildet ist mit einer Oberseite (7), die zum Erzeugen dynamischen Auftriebs nach oben gewölbt ist.
4. Windkraftwerk nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein äußerer torusförmiger Ballon (16) und ein innerer torusförmiger Ballon (17) konzentrisch um eine Mittenachse (21) des Auftriebskörpers (1) mit radialem Abstand zueinander angeordnet sind,
daß die Ballons (16, 17) unten bündig miteinander abschließen, und
daß die Ballons (16, 17) zusammen mit einer Außenhülle (22) umspannt sind, wobei ein Innenraum (23), der mit Traggas befüllbar ist, gebildet ist.
5. Windkraftwerk nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenraum (23) zum Austausch von Luft und Traggas mit mindestens einem Schlauch verbunden ist, der zur Erdoberfläche (3) geführt ist.
6. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltemittel mindestens drei Trossen (2) umfassen, die an dem Außenumfang des Auftriebskorpers (1) gleichmäßig verteilt befestigt sind.
7. Windkraftwerk nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Trosse (2) mit einem Stromkabel, das mit dem Generator verbunden ist, eine Einheit bildet.
8. Windkraftwerk nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Trosse (2) mit einem Schlauch zum Austausch von Luft und Traggas eine Einheit bildet.
9. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Erdoberfläche (3) je Trosse (2) eine Winde (9) vorgesehen ist, mittels derer die Trossen (2) aufrollbar sind.
10. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Tragvorrichtung auf der Erdoberfläche (3) vorgesehen ist, auf der der Auftriebskörper (1) im nicht-betriebenen Zustand aufliegen kann.
11. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungsmittel (8, 10), mit denen die Haltemittel (2) und die Rotorgondel (4) am Auftriebskörper (1) befestigt sind, durch Gurtbänder dargestellt werden, die auf der Oberfläche des Auftriebskörpers (1) verlaufen und an diesem befestigt sind.
12. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß Bremsfallschirme am Auftriebskörper (1) und/oder an der Rotorgondel (4) vorgesehen sind, die fremdbetätigt oder selbsttätig geöffnet werden können.
13. Windkraftwerk nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bremsfallschirme an den Befestigungsmitteln (8) , mit denen die Haltemittel (2) am Auftriebskörper (1) befestigt sind, vorgesehen sind.
14. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rotoren (5, 5') jeweils zumindest drei Rotorblätter (11, 11') in Form von Halbkugelschalen aufweisen, die gleichmäßig und im Drehsinn gleichsinnig um die Drehachse angeordnet sind und mittels radialer Arme (12, 12') an Naben (13, 13'), welche um die Drehachse drehbar angeordnet sind, befestigt sind.
15. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Drehzahl bezogene Leistung des Generators einstellbar ist.
16. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rotorgondel (4) unter dem Auftriebskörper (1) angeordnet und an diesem befestigt ist und mittels Spannseilen (15), die jeweils einerseits an einem unteren Ende (14) der Rotorgondel (4) und andererseits an einer Trosse (2) befestigt sind, zwischen den Trossen (2) verspannt ist.
17. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Oberfläche des Auftriebskörpers (1) Solarzellen zur Gewinnung elektrischer Energie vorgesehen sind.
18. Windkraftwertk nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Abschleppvorrichtung für den Lufttransport des Windkraftwerkes durch ein Schleppflugzeug an die Befestigungsmittel (8), mit denen die Haltemittel (2) am Auftriebskörper (1) befestigt sind, koppelbar ist.
19. Windkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß Vorrichtungen für die Aufnahme mindestens eines Triebwerkes und eines Steuerstandes für einen selbständigen Lufttransport des Windkraftwerkes an den Befestigungsmitteln (8) befestigt werden können.
20. Windkraftwerk nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Triebwerk durch ein Hybridtriebwerk mit einem Elektromotor, einem Verbrennungsmotor und einem von diesen antreibbaren Propeller dargestellt ist.
DE29811094U 1998-06-20 1998-06-20 Windkraftwerk Expired - Lifetime DE29811094U1 (de)

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2802013A1 (fr) * 1999-12-01 2001-06-08 Heidelberger Druckmasch Ag Dispositif pour proteger des terminaux a commande tactile
DE10150185A1 (de) * 2001-10-12 2003-04-30 Wolfgang Althaus Windenergieanlage
DE202004013841U1 (de) * 2004-09-06 2006-01-19 Skysails Gmbh & Co. Kg Wasserfahrzeug mit einem drachenartigen Element
ITMI20091386A1 (it) * 2009-07-31 2011-02-01 Giovanni Canclini Turbina eolica
GB2473450A (en) * 2009-09-09 2011-03-16 Saeed Osman Balloon having inner and outer gas compartments
RU2535427C1 (ru) * 2013-12-24 2014-12-10 Александр Владимирович Губанов Аэро-высотный ветрогенератор
CN107355340A (zh) * 2017-07-27 2017-11-17 华北电力大学 一种高空浮动式垂直轴风力发电机组
CN110729947A (zh) * 2019-09-23 2020-01-24 中国科学院光电研究院 一种系留球能源系统及控制方法
DE102012105803B4 (de) 2012-06-29 2022-11-03 Dieter Herz Fahrzeug
GB2618856A (en) * 2022-05-28 2023-11-22 Paunovic Nenad Device for fluid kinetic energy extraction and conversion

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE656194C (de) 1935-04-26 1938-01-31 Aloys Van Gries Dr Ing Durch Drachen getragene Windkraftmaschine zur Nutzbarmachung von Hoehenwinden
FR2360466A1 (fr) 1976-08-06 1978-03-03 Messerschmitt Boelkow Blohm Dirigeable rigide
FR2366989A1 (fr) 1976-06-28 1978-05-05 Nazare Edgard Dirigeable transporteur de charge de forme toroidale
US4350899A (en) 1980-10-24 1982-09-21 Benoit William R Lighter than air wind energy conversion system utilizing a rearwardly mounted internal radial disk diffuser
DE3628133A1 (de) 1986-08-19 1988-02-25 Scheib Artur Sonnenstrahlenenergienutzung durch photovoltaische zellen auf fesselballon
DE4117952A1 (de) 1991-05-31 1992-12-03 Schaefertoens Joern Henrich Stromerzeuger
DE19502948A1 (de) 1995-01-31 1995-07-06 Manfred Dr Baumgaertner Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft
DE4431576A1 (de) 1994-09-05 1996-03-07 Walter Hermann Kroll Fluggerät, leichter als Luft
DE19629417A1 (de) 1996-07-22 1998-02-05 Eckhardt Hans Guenter Schwebend gefesselter Kraft- und Energiekonverter

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE656194C (de) 1935-04-26 1938-01-31 Aloys Van Gries Dr Ing Durch Drachen getragene Windkraftmaschine zur Nutzbarmachung von Hoehenwinden
FR2366989A1 (fr) 1976-06-28 1978-05-05 Nazare Edgard Dirigeable transporteur de charge de forme toroidale
FR2360466A1 (fr) 1976-08-06 1978-03-03 Messerschmitt Boelkow Blohm Dirigeable rigide
US4350899A (en) 1980-10-24 1982-09-21 Benoit William R Lighter than air wind energy conversion system utilizing a rearwardly mounted internal radial disk diffuser
DE3628133A1 (de) 1986-08-19 1988-02-25 Scheib Artur Sonnenstrahlenenergienutzung durch photovoltaische zellen auf fesselballon
DE4117952A1 (de) 1991-05-31 1992-12-03 Schaefertoens Joern Henrich Stromerzeuger
DE4431576A1 (de) 1994-09-05 1996-03-07 Walter Hermann Kroll Fluggerät, leichter als Luft
DE19502948A1 (de) 1995-01-31 1995-07-06 Manfred Dr Baumgaertner Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft
DE19629417A1 (de) 1996-07-22 1998-02-05 Eckhardt Hans Guenter Schwebend gefesselter Kraft- und Energiekonverter

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2802013A1 (fr) * 1999-12-01 2001-06-08 Heidelberger Druckmasch Ag Dispositif pour proteger des terminaux a commande tactile
DE10150185A1 (de) * 2001-10-12 2003-04-30 Wolfgang Althaus Windenergieanlage
DE202004013841U1 (de) * 2004-09-06 2006-01-19 Skysails Gmbh & Co. Kg Wasserfahrzeug mit einem drachenartigen Element
ITMI20091386A1 (it) * 2009-07-31 2011-02-01 Giovanni Canclini Turbina eolica
GB2473450A (en) * 2009-09-09 2011-03-16 Saeed Osman Balloon having inner and outer gas compartments
DE102012105803B4 (de) 2012-06-29 2022-11-03 Dieter Herz Fahrzeug
RU2535427C1 (ru) * 2013-12-24 2014-12-10 Александр Владимирович Губанов Аэро-высотный ветрогенератор
CN107355340A (zh) * 2017-07-27 2017-11-17 华北电力大学 一种高空浮动式垂直轴风力发电机组
CN110729947A (zh) * 2019-09-23 2020-01-24 中国科学院光电研究院 一种系留球能源系统及控制方法
GB2618856A (en) * 2022-05-28 2023-11-22 Paunovic Nenad Device for fluid kinetic energy extraction and conversion
GB2618856B (en) * 2022-05-28 2024-05-29 Paunovic Nenad Device for fluid kinetic energy extraction and conversion

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