DE3049624A1

DE3049624A1 - Windbetriebener generator

Info

Publication number: DE3049624A1
Application number: DE19803049624
Authority: DE
Inventors: Gernot Dipl.-Ing. 6450 Hanau Thorn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-31
Filing date: 1980-12-31
Publication date: 1982-07-29

Description

" Windbetriebener Generator "
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umsetzung von Jindenergie in praktisch verwertbare Snergieformen wie mechanische oder elektrische Energie unter Verwenaun. einer Windturbine.
Diese Vorrichtung ist vorzugsweise für den Einbau in einzelstehende Gebäude gedacht und nutzt dabei cie Eigenart der Umströmung des Gebäudes durch den Wind.
Die Vorrichtung dient dazu, unter Ausnutzung von Windenergie den Einsatz von Energie aus fossilen Brennstoffen zu vermindern. Zugleich wird ein Beitrag zur Dezentralisierung der Energieversorung geleistet, wodurcn die allgemein bekannte Xrisenanfälligkeit von zentral versorgten Energieverteilungsnetzen herabgesetzt wird.
In der heutigen Zeit, wo dem sparsamen Verbrauch von fossilen Brennstoffen höchste srioritat eingeraumt werden muß, ist es notwendig, die Ausnutzung alternativer Energien intensiver denn je zu betreiben.
Es ist bekannt, daß die von der Sonne auf die Erde eingestrahlte Energie um einige Größenordnungen über dem liegt, was von Menschen heute benötigt wird.
Die Nutzung der direkten Solar-Strahlung durch solarkollektoren und Solarzellen kann schon heute wesentlich zur Energieversorung beitragen, beispielsweise bei Wohnhausern oder Schwimmbadern.
Ein weiterer Schritt in dieser Richtung ist die Weiterentwicklung der Energiegewinnung aus strömender Luft, einer Energieform, die eine indirekte orm der Solarenergie darstellt.
Der jahrhundertelange Betrieb von Windmühlen iu vielen Landern und auch die zur Zeit laufenden Forschungsprojekte an windbetriebenen Generatoren zeigen, daß es sic lohnt, Windenergie zu verwerten. Meist stehen solche Anlagen im Küstengebiet, wo stetige Windstärken herrschen. Wegen des früher verwendeten Baustoffes Holz war ein Einsatz z.3 im Gebirge wegen stark wechselnder Windbelastung kaum möglich.
Die heutigen technischen Baustoffe in Verbindung mit Regelmechanismen für die Rotorblattverstellung und elektrische Regelungen zur Leistungsanpassung könnten solche windkraftwerke realisierbar machen. Man stößt jedoch hierbei zunehmend an die Grenzen, die der Landschaftsschutz sinnvollerweise setzen muß, denn der Ersatz von einigen Prozent der Gesamtenergieversorgung durch Windenergie würde das Land mit einem Wald von tausenden von Windmühlen überziehen.
Der große Nachteil dieser Sorte von Generatoren liegt darin, daß mit größer werdender geplanter Leistung die durchgesetzte Luftmenge am Rotor, also der Rotordurchmesser beziehungsweise die Höhe des Rotors über dem Boden ansteigen muß, was eine erhebliche Beeinträchtigung des Landschaftsbildes und eventuell auch der Flugsicherheit zur Folge hat.
Eine andere Möglichkeit, eine erhöhte Leistung zu erzielen, ist die Anbringung von Windleitblechen, um den Luftdurchsatz am Rotor zu verst@rken. Solche Konstruktionen lassen sich kaum ohne Störung des Landschaftsbildes aufbauen, da sie auch für den Fall extremer Windbedingungen ausgelegt sein m@@ten.
Der Erfindung liegt die Aulgabe zugrunde, einen windbetriebenen Generator kleiner Bauform so in ein Gebäude zu integrieren, da@ die strömungsverdichtende Wirkung des Gebäudes ausgenutzt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Windturbine derart in den Dachfirst eines Gebaudes eingebaut ist, daß Lurch die Leitwirkung des Daches auf den Wind strömende Luft zusatzlich der Windturbine zugeführt wird.
Der Dachfirst des Gebäudes muß hierbei selbstverständlich quer zur Hauptwindrichtung liegen.
Die das Gebäude umströmende Luft wird durch eine schlitzförmige Öffnung auf die Rotorblätter geleitet und tritt hinter der Windturbine durch eine ebensolche öffnung wieder aus dem Dachfirst aus.
Da am Dachfirst die Geschwindigkeit der Luftströmung infolge der Hohe, durch den Staueffekt des Gebäudes und den Leiteffe£ft des Daches ein Mehrfaches der Strömungsgeschwindigkeit in gleicher Höhe über unbebautem Gelände beträgt, kommt man mit vergleichsweise geringen Durchströmungsquerschnitten auf genügend hohe Leistungen.
Zur Regulierung de Luftdurchsatzes und auch als Witterungsscnutz sind außerdem noch verstellbare Windleitklappen vorgesehen. Die an der windturbine gewonnene Energie kann mittels eines Generators in strom umgesetzt und bequer zu den verbrauchern bzw. Speichern geleitet werden. Die schon für Solarzellen-Anlagen hinreichend weit entwickelten Strom-Speicher können auch hier sinnvoll eingesetzt werden, da die Windenergie, ebenso wie die solare Strahlungsenergie zeitlich stark variiert.
Ein interessanter Aspekt bei aer nutzung von windenergie ist der, daß diese Energieform auch und besonders dann anfallt, wenn solare Strahlungsenergie kaum oder überhaupt nicht genutzt werden kann, beispielsweise bei bedecktem Himmel oder nachts und in starkem Maße in den Jahreszeiten Frt ling, Herbst und Winter.
Ein weiterer Vorteil besteht bei Anwendung dieser vorrichtung in der Möglichkeit, solche Anlagen völlig dezentral im Lande zu errichten und dadurch die Krisenanfälligkeit der öffentlichen Energieversorungen zu senken.
Die eignung dieser Anlagen besonders für einzelstehende Gebäude legt auch nahe, sie in legenden ohne öffentliche Energieversorgung im sogenannten lnselbetrieb einzusetzen.
Besonders sei auch auf die ausgesprochen umweltfreundliche Art dieser Energiegewinnung hingewiesen.
Die zu beschreibende Vorrichtung (Figur 1 und figur 2j besteht aus der Windturbine 1, dem Generator 2 und den Windleitklappen g und 4. Eine Regelmechanik 5 öffnet bei Erreichen einer bestimmten Windgeschwindigkeit die Windleitklappen v und 4, reguliert durch Verändern des Öffnungswinkels d-n Luftdurchsatz und schließt sie bei zu geringen Windgeschwindigkeiten wieder.
@@@@ Sch@tzg@tter 6 und 7 d@enen da@u, @rgendwelche Gegenstand@, d@@ @i@ Windturbine blockieren könnten, z.B. Insekten oder Vögel, fernzuha@ten. Die Windt@rbine 1 dreht sich in e@her Blechwa@@@ 8, die einerseite eventtelles Spritzw@@@@@r @@m e@n und andrerseite die Windturbine von den Luftdruckvernalthis@en unter dem Dach absch@rmen soll. Uber eine Regelein@eit 9 wird die vom Generator 2 erzeugte elektrische Energie in eine entsprechende Speichereinrichtung 10 geleitet. Die weit re Verteilung der Energie kann über eine Vielfalt von kaufliche@ Umform-Modulen für Gleich- oder Wechselstrom erfolgen.

Claims

A N S P R Ü C H E : 1. Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Windturbine (1) derart in den Dachfirst (11) eines Geb@udes (1z) eingebaut ist, daß durch die Leitwirkung des Daches auf den Wird strömende Luft zus@tzlich der Windturbine (1) zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß die Windturbine (1) an der höchsten Stelle des Daches eingebaut wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Windleitklappen ( 3 und 4) so angeordnet sind, daß die Windturbine (1) im Bereich der stärksten Luftströmung liegt, und daß die Windturbine (1) durch die Windleitklappen vor Witterungseinflüssen geschützt ist.
4. Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ie Windturbine (1) walzenförmig ausgebildet ist.