DE3844378A1 - Elektrische windkraftanlage und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Elektrische windkraftanlage und verfahren zu deren herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Windkraftanlage
mit einer Vielzahl Windgeneratoren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung einer solchen Windkraftanlage.
Als Windkraftanlage wird ein Turm oder ein turmartiges Bau
werk definiert, der nach dem Stand der Technik typischer
weise nur einen Windgenerator, bestehend aus einer Rotor
gondel und einem dem Wind ausgesetzten Rotor, aufweist.
Der Rotor kann dabei ein Windrad nach U. Hütter sein. Um
größere elektrische Leistungen zu erzielen, ist eine bekannte
Vielzahl derartiger einzelner Windkraftanlagen in soge
nannten Windenergieparks aufgebaut, wobei die einzelnen
Windkraftanlagen nebeneinander oder auch - fluchtend oder
versetzt - hintereinander angeordnet sein können. Infolge
der Vielzahl der Windkraftanlagen kann die Einzelleistung
jeder Windkraftanlage relativ gering dimensioniert sein,
so daß ein verhältnismäßig kleiner Rotordurchmesser aus
reicht. Die Herstellung und der Betrieb solcher Windenergie
parks sind daher verhältnismäßig unproblematisch, jedoch
werden große Geländeflächen beansprucht. So benötigt bei
spielsweise der "Windenergiepark Westküste" in Schleswig-
Holstein für die Aufstellung von 30 Windgeneratoren mit
einer elektrischen Gesamtleistung von 1 MW eine Gelände
fläche von 23 ha. Der mit einem solchen Windenergiepark
verbundene Grundstücksbedarf verbietet häufig den Einsatz
der Windkraft gerade in hochindustrialisierten Gebieten,
in denen ein großer Bedarf an elektrischer Energie besteht,
andererseits Grundstücke in der erforderlichen Größe kaum
verfügbar und gegebenenfalls zumindest teuer sind. Die Er
richtung solcher Windenergieparks auf Bergkuppen, auf denen
häufig gute Windverhältnisse anzutreffen sind, ist wegen
des Flächenbedarfs ebenfalls oft nicht möglich. Wenn die
Windenergieparks dort aufgebaut werden, wo der Grundstücks
bedarf am wenigsten problematisch ist, wird eine aufwendige
elektrische Energieübertragung über weitere Strecken not
wendig. Jedenfalls verändert sich dort, wo Windenergieparks
errichtet werden, das Landschaftsbild erheblich, so daß
eine anderweitige Geländenutzung erschwert ist.
Um diese Nachteile von Windenergieparks zu mildern, sind in
der Praxis bereits einzelne Windkraftanlagen mit hohen
Einzelleistungen von typisch über 2 MW errichtet worden.
Der auf dem Turm einer solchen Anlage eingebaute Windkraft
generator hoher Einzelleistung, die beispielsweise sogar
3 MW betragen kann, bedingt jedoch einen hohen technischen
Aufwand, der sich in einem hohen spezifischen Gondelgewicht
von etwa 100 kg/kW Nennleistung (ohne Mast- oder Turmgewicht)
ausdrückt. Noch nachteiliger ist der vehältnismäßig geringe
nutzbare Bereich der auftretenden Windgeschwindigkeiten für
solche Windkraftgeneratoren hoher Einzelleistung. Typischer
weise beträgt der Nutzbereich für solche Windkraftgenera
toren, die in dieser Anmeldung verkürzt auch als Wind
generatoren bezeichnet werden, etwa 6 m/s-24 m/s. Der
verhältnismäßig kleine Nutzbereich ist im Hinblick auf die
tatsächlich auftretenden Windverhältnisse in den unteren
Regionen, die durch eine turbulente Grenzschicht gekenn
zeichnet sind, für den Betrieb der Anlage limitierend. Mit
anderen Worten, eine Windkraftanlage hoher Einzelleistung
kann oft nicht eingesetzt werden. Weiterhin bestehen be
triebsmäßige Nachteile einer Windkraftanlage mit hoher
Einzelleistung und entsprechend großer Rotorabmessungen
darin, daß verstärkt Strömungsgeräusche auftreten, die
durch Infraschallerscheinungen noch vergrößert werden, so
daß sie die Umwelt akustisch stark belasten können. Der
Infraschall entsteht insbesondere beim Vorbeiziehen der
großen Rotorblätter an dem Mast oder Turm, auf dem der
Windgenerator montiert ist, und wirkt auf benachbarte Wohn
bauten und deren Bestandteile, wie Fenster, Rolläden, Türen
und Dächer, in unzulässiger Weise ein. Damit verbietet sich
häufig der Einsatz von Windkraftanlagen hohen Einzelleis
tungen in der Nähe bebauter Gebiete.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wind
kraftanlage mit großer Einzelleistung zu schaffen, die
einen geringen Grundflächenbedarf hat, in einem großen
Windgeschwindigkeits-Nutzbereich betriebssicher ohne
größere Belastung der Umwelt betrieben werden kann und
sich somit auch zum Aufbau in dichtbesiedelten Gebieten
großen elektrischen Energiebedarfs eignet. Generell soll
sich die Windkraftanlage durch einen großen Einsatzbereich
auszeichnen.
Diese Aufgabe kann grundsätzlich überraschend einfach durch
die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene
Weiterbildung einer elektrischen Windkraftanlage der ein
gangs genannten Gattung gelöst werden.
Der Kern der Erfindung besteht somit darin, daß nicht mehr
an einem einzigen Turm oder Mast nur ein Windgenerator
montiert wird, so daß bei einer relativ geringen Leistung
des Windgenerators und einer hohen gewünschten Gesamt
leistung Windkraftparks zu belegen sind, und daß anderer
seits auch die erörterten Nachteile der Windgeneratoren
hoher Einzelleistung vermieden werden, indem eine Vielzahl
Windgeneratoren verhältnismäßig geringer Einzelleistung an
einem einzigen Turm mit entsprechend geringem Grundflächen
bedarf angeordnet ist. Die Windgeneratoren können dabei mit
zu differenzierenden Vor- und Nachteilen nebeneinander
und/oder hintereinander und/oder übereinander an dem Turm
angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Windkraftanlage hat den Vorteil, daß
infolge der Windgeneratoren verhältnismäßig geringer
Leistung von beispielsweise 33 kW ein verhältnismäßig großer
Nutzbereich der Windgeschwindigkeit von etwa 4 m/s-50 m/s
realisiert wird, so daß der Wind im Jahresmittel gut genutzt
werden kann. Auch beim Betrieb der Windgeneratoren bei
hoher Windgeschwindigkeit ist die akustische Umweltbelastung
gering. Die Gefahr von Eisschlag ist wegen der kleineren
drehenden Rotoren gemindert. Der technische Aufwand für
die einzelnen Rotorgondeln - umfassend einen Elektrogene
rator mit Nebenaggregaten - ist gering, was ein typisches
spezifisches Gondelgewicht von weniger als 50 kg/kW
charakterisiert. Solche kleineren Rotorgondeln können in
Serienfertigung kostengünstig hergestellt werden. Niedrig
sind auch die Wartungs- und Ersatzteilkosten. Die Betriebs
sicherheit der gesamten Windkraftanlage ist auch deswegen
hoch, da bei Ausfall nur einer Rotorgondel die Gesamt
leistung nur zum geringen Teil reduziert wird. Infolge der
gleichmäßigen Turmbelastung lassen sich bei vertretbarem
Aufwand auch sehr hohe Türme mit entsprechend guter Wind
nutzung errichten. Die Standortwahl kann wegen geringen
Flächenbedarfs und geringer Umweltbelastung optimiert werden.
Trotz der an dem Turm möglicherweise relativ eng angeordneten
Rotoren kann somit letztlich mit einer guten Leistung der
Windkraftanlage gerechnet werden.
Bevorzugt werden mehrere Windgeneratoren nach Anspruch 2
an einem Gestell angebracht, welches als Ganzes um einen
Turmschaft horizontal drehbar gelagert ist. Das Gestell
kann daher auch als Windstuhl bezeichnet werden. Es stützt
sich insbesondere an dem Turmschaft auf mindestens zwei
Kreisringlagern ab.
Gemäß Anspruch 3 sind mehrere Gestelle mit jeweils einer
Gruppe Windgeneratoren übereinander gelagert und unabhängig
voneinander um den Turmschaft drehbar. Es kann somit die
in unterschiedlicher Höhe wirksame Hauptwindrichtung be
rücksichtigt werden, auf welche die einzelnen Gestelle
unabhängig voneinander gesteuert eingestellt werden können.
Die von der Windkraftanlage abgegebene elektrische Gesamt
leistung kann somit maximiert werden.
Hierzu dient die Steuereinrichtung nach Anspruch 4. Die
hierin genannte Steuereinrichtung kann außer dem Gesamt
wirkungsgrad auch andere Einflußgrößen berücksichtigen, um
das Gestell einzuregulieren, wie z.B. Vibrationserschei
nungen bzw. Resonanzen. Unabhängig von dieser Steuerein
richtung jedes Gestells kann jeder einzelne Rotor der
Windgeneratoren individuell durch seine Blattverstellung
abhängig von dem auftreffenden Wind geregelt werden, um die
Leistung zu optimieren und die Sollfrequenz des elektrischen
Netzes zu erreichen. Die Blattverstellung kann ebenso wie
ein Fliegkraftschalter, mit dem Grenzen des Nutzbereichs
vorgegeben werden können, eine Scheibenbremse zur indi
viduellen Feststellung des Rotors, ein Hydrauliksystem,
eine Halterung für die Rotorblätter, ein Getriebe und der
Elektrogenerator in der Rotorgondel untergebracht sein.
In einer typischen Konfiguration können die Windgeneratoren
an zwei einander gegenüberliegenden Außenseiten des Gestells,
welches aus einem Stabwerk besteht, angeordnet sein, wie in
Anspruch 5 angegeben. Auf den beiden Außenseiten können
somit differenziert leeseitig und luvseitig wirksame Rotoren
entsprechender Formgebung vorgesehen werden.
Nach Anspruch 6 können die Windgeneratoren an dem Gestell
in Gruppen übereinander und nebeneinander angeordnet sein.
Je nach der Position der Rotoren an dem Gestell können die
Rotoren gemäß Anspruch 7 untereinander unterschiedliche
Rotordurchmesser aufweisen. Damit kann beispielsweise das
auf das Gestell ausgeübte Moment bei verhältnismäßig großer
Gesamtleistung minimiert werden.
Bevorzugt werden an dem Turm Windgeneratoren einer nicht zu
hohen Leistung mit einem zur Zeit typischen spezifischen
Gondelgewicht unter 50 kg/kW eingesetzt. Die Vorteile solcher
Windgeneratoren wurden eingangs dargestellt.
Wesentliche vorteilhafte Merkmale der elektrischen Windkraft
anlage bestehen nach Anspruch 9 darin, daß der Turm einen
vorzugsweise hohlen Turmschaft aufweist, welcher dergestalt
durch Abspannelemente, nämlich insbesondere Abspannseile,
abgespannt ist, daß die Windgeneratoren mit ihren Rotor
blättern innerhalb einer durch die Abspannelemente definierten
umhüllenden Fläche in die jeweilige Windrichtung frei dreh
bar sind. Der freie Raum innerhalb der umhüllenden Fläche,
die durch die Abspannelemente definiert ist, steht somit für
die Gestelle bzw. Windstühle zur Verfügung, die sich inner
halb der umhüllenden Fläche abhängig von der auftretenden
Windrichtung frei drehen können. Der hohle Turmschaft kann
verhältnismäßig materialsparend aufgebaut sein, da die Ab
spannelemente einer Knickgefahr des Schaftes begegnen. Die
Abspannelemente bzw. Abspannseile sind gemäß den Ansprüchen
10, 11 und 12 im Abstand zu dem hohlen Schaft gehalten,
wobei durch die hierzu vorgesehenen Verbindungselemente
zwischen den Abspannelementen und dem Turmschaft Stockwerke
definiert werden, in denen jeweils mindestens ein Gestell
mit Windkraftgeneratoren drehbar angeordnet sein kann.
In dem gemäß Anspruch 9 vorzugsweise hohlen Turmschaft
können die erwünschten bzw. notwendigen Installationen
sowie Lastenaufzüge angeordnet werden, um sicherzustellen,
daß alle Stockwerke unabhängig voneinander erreichbar sind.
Wartungs- und Reparaturarbeiten werden dadurch erleichtert.
Die Abspannseile des Turms können unten zu Einzelfundamenten
geführt sein, die wenig aufwendig zu erstellen sind. Dabei
können die Abspannseile so vor der Inbetriebnahme des Turms
vorgespannt werden, daß dessen Schaftachse unter allen Be
triebsbedingungen annähernd lotrecht gehalten wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 13 ist
es aber auch möglich, in die Abspannseile durch dauernd
installierte Spannvorrichtungen in Abhängigkeit von der
Ausrichtung des Turms variable Spannkräfte einzuführen.
Damit kann die lotrechte Lage abhängig von der betriebs
mäßigen Belastung korrigiert werden. Die Abweichung von
der Soll-Lage kann hierzu beispielsweise durch ein Laser-
Lot kontrolliert werden.
Um Eisansatz an hierfür empfindlichen Teilen ganz zu ver
meiden oder zumindest nicht zu stark anwachsen zu lassen,
können diese Teile gemäß Anspruch 14 mit Eisschutz- oder
Enteisungsvorrichtungen versehen sein. Insbesondere ist
für die Rotoren eine elektrische Beheizungseinrichtung
nach Anspruch 14 vorteilhaft. Eine Belastung bzw. Gefährdung
der Umwelt wird dadurch minimiert; die Betriebssicherheit
wird gefördert.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren
zur vorteilhaften Herstellung der Windkraftanlage ohne
aufwendige Hilfseinrichtungen wie Hebezeuge.
Gemäß Anspruch 16 werden die Gestelle bzw. Windtürme bei
der Erstmontage zunächst am Boden fertig montiert und dann
am inzwischen errichteten Turmschaft in ihre endgültige
Lage hochgezogen oder hochgedrückt. Die Abspannseile oder
-streben, welche die Abspannseile auf Abstand von dem Turm
schaft halten und die Stockwerke voneinander abgrenzen,
werden bei der Hubmontage einzeln vorübergehend entfernt.
Die vorangehende Errichtung des Turmschafts erfolgt nach
Anspruch 18 bevorzugt aus Stahlbeton mit einer Gleit
schalung. Der Turmschaft ruht auf einem Fundament, welches
ringförmig von Einzelfundamenten umschlossen wird, an denen
die Spannseile zugfest verankert sind. Die Höhenlage der
Einzelfundamente kann dabei dem natürlichen Geländeverlauf
folgen. Während des Errichtens des Turmschafts werden an
diesem vorübergehend wirkende Schaftabspannungen in er
forderlichen Höhenabständen angebracht, um die Stand
sicherheit des Turmschafts während des Bauvorganges sicher
zustellen. Nachdem die endgültige Schafthöhe erreicht ist,
werden an der Schaftspitze die endgültigen Abspannseile
befestigt. Diese führen über die Spreizvorrichtung am
oberen Ende des Turmschafts - siehe Anspruch 10 - die be
vorzugt als zusammensetzbarer Druckring ausgebildet ist -
vergleiche Anspruch 11 - und weitere im Abstand tiefer
angeordnete Spreizvorrichtungen - siehe Anspruch 12 - zu
den Einzelfundamenten.
Insgesamt wird so ein kostengünstiger Aufbau eines Turms
hoher Festigkeit erreicht, der für den Betrieb der Wind
generatoren einschließlich der horizontalen Drehbarkeit
der Gestelle, an dem diese Windgeneratoren gruppiert sind,
optimiert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand einer Zeichnung mit vier Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf die Windkraftanlage, die bei
spielweise 270 m hoch sein kann und in der vor
liegenden Ausführungsform 5 Windstühle mit je 16
Rotoren aufweist, bei einem Grundkreisdurchmesser
von 70 m,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1
und
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, aus
der insbesondere das Gestell mit Rotorgondeln er
sichtlich ist; nicht alle der an dem Gestell ange
brachten 16 Rotoren sind in der Zeichnung gezeigt,
ihre Lage ergibt sich jedoch sinngemäß aus den in
den Fig. 1 und 4 gezeigten Anordnungen.
Ein Turmschaft 1 wird vorzugsweise mittels einer nicht dar
gestellten Gleitschalung in Stahlbeton hergestellt. Sein
äußerer Durchmesser bleibt wegen einer anschließenden Montage
von Gestellen z.B. 12 für jeweils mehrere Rotorgondeln
konstant; seine Wandstärke kann den auftretenden Lasten an
gepaßt sein. Während des Bauvorgangs werden provisorische
Abspannungen 3 a - nur als Einzelseil dargestellt - an auf
Zug beanspruchten Fundamenten 6 angebracht. Sie können
wieder entfallen, wenn eine obere Schaftkappe 2 fertigge
stellt und montiert ist und an dieser Stelle beispielsweise
8 Zugelemente 3 b befestigt sind, die mit ihren Fundamenten 6
verbunden sind. Vorher wird noch ein Spreizring 4
hochgezogen, montiert und gemäß Fig. 1 zwischen den Abspann
seilen 3 b als Zugelemente so angeordnet, daß sich diese
auf seinem Umfang gleichmäßig verteilen. Der Spreizring 4
kann gemäß Fig. 2 geteilt sein. Nach dem Anspannen der Ab
spannseile 3 b werden Ringe 5, 7, 8 zur Abstandshaltung in
einer umhüllenden Fläche montiert und ihre Kreuzungspunkte
mit den Abspannseilen 3 b mit dem Turmschaft 1 mittels Ver
spannungen 8 b - siehe Fig. 3 - zur Verminderung der Knick
gefahr verbunden. Nun dürfen die provisorischen Abspannungen
3 a sämtlich entfernt werden. Die Knicksicherheit des Turm
schafts ist so berechnet worden, daß beim anschließenden
Hochziehen von einzelnen auf dem Boden vormontierten Ge
stellen 12 Abspannseile 8 b stockwerkweise für diesen
Montagezustand vorübergehend gelöst werden können, um das
jeweilige Gestell passieren zu lassen.
Auf jedem einer Vielzahl übereinander an dem Turm gebildeter
Stockwerke 13-17 wird ein Gestell z.B. 12 angeordnet, und
zwar innerhalb einer durch die Abspannseile 3 b definierten
umhüllenden Fläche.
An jedem Gestell wird, wie
in den Fig. 1 und 4 für das Gestell 12 im einzelnen er
sichtlich, eine Vielzahl von Rotoren 10, 10 a-10 g und 11,
11 a, 11 b an einander gegenüberliegenden Außenseiten ange
bracht. Die nur unvollständig gezeichnete Anordnung der
Rotoren 11, 11 a, 11 b ist dabei ähnlich derjenigen der
Rotoren 10, 10 a-10 g. Fig. 1 zeigt das Gestell 12 von
vorne, Fig. 4 in einer Draufsicht.
Die der gezeigten Drehstellung des horizontal drehbar an
dem Turmschaft 1 gelagerten Gestells 12 entsprechende Wind
richtung ist durch gerade Pfeile angedeutet. Die Rotoren
10 und 11 können im dargestellten mit Pfeilen z.B. 19
angedeuteten Sinn drehen; aber in einer Variante auch
gegenläufig, was zur Kompensation von auftretenden Dreh
momenten zweckmäßig sein kann. Die Blattstellung jedes
Rotors wird selbsttätig auf denjenigen Windanteil einge
regelt, der ihn trifft. Die einzelnen Rotoren erzeugen
daher in den Rotorgondeln oftmals ganz verschiedene elek
trische Leistungen. Die Ausrichtung des Gestells 12 zur
vorherrschenden Hauptwindrichtung kann durch eine nicht
dargestellte Servosteuereinrichtung mittels eines seitlichen
Windrades 9 oder statt dessen einer Windmeßeinrichtung er
folgen. Die Drehstellung des Gestells 12 mit den Rotoren
wird so einreguliert, daß die Gesamtenergieerzeugung mit
allen Rotorgondeln des Gestells 12 optimiert ist. Turbu
lenzen durch den Turmschaft 1, die Spannseile 3 b und die
Verspannungen 5 b und das Gestell z.B. 12 selbst können bei
der Steuerung als zusätzliche Steuergrößen eingehen. Weiter
hin kann ein nicht dargestellter Schütteldetektor schäd
liche Schwingungen des gesamten Turms und seiner Bestand
teile minimieren.
Vorteilhaft können die Gestelle des Turms wegen dessen
großer Höhe horinzontal unterschiedlich ausgerichtet werden.
Jeder einzelne Rotor läuft bereits bei ganz geringen Wind
geschwindigkeiten an, seine Regelung schaltet den zuge
hörigen Generator aber erst bei beispielsweise 3 m/s auf
Stromerzeugung. Die Rotorblattverstellung regelt jede Rotor
gondel separat auf die Netzfrequenz und verhindert bei zu
hohen Windgeschwindigkeiten eine Generatorüberlastung. Eine
Starkwindabschaltung ist in Sonderfällen möglich, aber hier
meist nicht erforderlich.
Zum Zweck der Wartung und Reparatur können einzelne Rotoren
mittels einer Scheibenbremse z.B. in Rotorgondel 20 festge
setzt werden, wodurch die Arbeit der übrigen Rotoren des
betreffenden Gestells aber nicht beeinträchtigt ist. Ausstieg
öffnungen im Turmschaft ermöglichen eine gute Zugänglichkeit
der einzelnen Gondeln, wobei ausfahrbare Galgen den Transport
schwerer Gerätebestandteile erleichtern.
Ein Winterbetrieb des Turms mit den Gestellen, besonders
bei Einsatz von Windtürmen im Gebirge, ist durch die ge
schützte Zugänglichkeit seiner wichtigen Teile - Rotor
gondeln an den Gestellen - erleichtert. Der Vereisungs
gefahr ausgesetzte Teile können elektrisch geheizt werden.
Auch pneumatische Vorrichtungen zur Absprengung des Eis
ansatzes sind möglich - eventuell in Verbindung mit Rüttel
einrichtungen.
Zum Aufbau der erfindungsgemäßen elektrischen Windkraft
anlage können u.U. vorhandene Stahlbetonbauwerke auf Berg
gipfeln mit Zugangmöglichkeit durch Stollen herangezogen
werden.
Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Windkraftanlage
ist weit, da es sich im wesentlichen auf alle erprobten
kleineren Windkraftgeneratoren ausdehnen läßt. Insbesondere
sind solche Windkraftanlagen auch in schwer zugänglichen
Regionen errichtbar, da die einzelnen Transportgewichte
gering gehalten werden können.
Eine typische Ausführungsform der in der Zeichnung darge
stellten Anlage kann bei voller Ausnutzung des Wirkungs
grades der 5 Gestelle mit je 16 Windgeneratoren, die
Rotoren von 14,8 m Durchmesser aufweisen, theoretisch eine
elektrische Leistung von 2,64 MW erbringen. Infolge der
realistisch verringerten Wirkungsgrade kann die Standard
leistung auf 2 MW geschätzt werden. Der Grundstücksbedarf
beträgt dabei nicht mehr als 0,5 ha.
Claims (20)
1. Elektrische Windkraftanlage mit einem Windgenerator,
der jeweils mindestens einen Rotor sowie einen Wind
generator und Nebenaggregate in einer Rotorgondel umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl Windgeneratoren (z.B. 11 a, 20) an einem
einzigen Turm (1, 3 b) angeordnet ist.
2. Elektrische Windkraftanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Windgeneratoren (z.B. 11 a, 20) an einem
Gestell (z.B. 12) angebracht sind, welches als Ganzes
um einen Turmschaft (1) horizontal drehbar gelagert ist.
3. Elektrische Windkraftanlage nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Gestelle (z.B. 12) mit je einer Gruppe Wind
generatoren (z.B. 11 a, 20) übereinander und unabhängig
voneinander um den Turmschaft (1) drehbar gelagert sind.
4. Elektrische Windkraftanlage nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehstellung jedes Gestells (z.B. 12) zu der
Hauptwindrichtung mit einer den Gesamtwirkungsgrad der
Windgeneratoren (z.B. 11 a, 20), die das Gestell (z.B. 12)
trägt, erfassenden Steuereinrichtung einstellbar ist.
5. Elektrische Windkraftanlage nach einem der
Ansprüche 2-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Windgeneratoren (z.B. 11 a, 20) an zwei einander
gegenüberliegenden Außenseiten des Gestells angebracht
sind.
6. Elektrische Windkraftanlage nach einem der
Ansprüche 2-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Windgeneratoren (z.B. 11 a, 20) an dem Gestell
(z.B. 12) übereinander und nebeneinander angeordnet sind.
7. Elektrische Windkraftanlage nach einem der
Ansprüche 1-3, 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rotoren 10, 10 a-10 g, 11, 11 a, 11 b) der Wind
generatoren zueinander unterschiedliche Rotordurchmesser
aufweisen.
8. Elektrische Windkraftanlage nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Windgeneratoren mit einem spezifischen Gondelgewicht
unter 50 kg/kW eingesetzt sind.
9. Elektrische Windkraftanlage nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Turm einen Turmschaft (1) aufweist, welcher
dergestalt durch Abspannelemente abgespannt ist, daß
die Windgeneratoren (z.B. 11 a, 20) mit ihren Rotor
blättern innerhalb einer durch die Abspannelemente
definierten umhüllenden Fläche (21) in die jeweilige
Wind richtung frei drehbar sind, und daß der Turmschaft
(1) vorzugsweise hohl ist.
10. Elektrische Windkraftanlage nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß Abspannseile (3 b) als Abspannelemente von einem
oberen Ende des Turmschafts (1) über eine Spreizvor
richtung geführt sind, welche die Abspannseile (3 b) in
einem die umhüllende Fläche definierenden Abstand hält.
11. Elektrische Windkraftanlage nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch
einen Druckring (4) als Spreizvorrichtung.
12. Elektrische Windkraftanlage nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abspannseile (3 b) unterhalb der Spreizvor
richtung an weiteren Stellen mit dem Turmschaft (1)
über Verbindungselemente (5 b, 8 b) in Verbindung stehen.
13. Elektrische Windkraftanlage nach einem der
Ansprüche 9-12,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Abspannseile (3 b) durch dauernd installierte
Spannvorrichtungen in Abhängigkeit von der Ausrichtung
des Turms variable Spannkräfte einführbar sind.
14. Elektrische Windkraftanlage nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Eisansatz-empfindliche Teile mit einer Eisschutz
oder Enteisungsvorrichtung versehen sind.
15. Elektrische Windkraftanlage nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch
eine elektrische Beheizungseinrichtung an den Rotoren.
16. Verfahren zur Herstellung einer Windkraftanlage nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Anbringung der Windrotoren vorgesehenen
Gestelle (z.B. 12) am Boden zusanmengebaut werden und
anschließend längs des Turmschafts (1) durch Hubein
richtungen in eine Betriebsposition gehoben werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß während des Hebens der Gestelle Abspannseile (3 a, 3 b)
und erforderlichenfalls Spreizvorrichtungen vorübergehend
von dem Turmschaft (1) gelöst werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Turmschaft (1) aus Stahlbeton mit einer Gleit
schalung errichtet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Turmschaft (1) mit konstantem Außendurchmesser
und in Abhängigkeit von der Höhenposition variabler
Wandstärke errichtet wird.
20. Elektrische Windkraftanlage nach einem der
Ansprüche 1-15,
gekennzeichnet durch
je eine individuell betätigbare Feststellbremse für
jeden Rotor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3844378A DE3844378A1 (de) | 1988-12-30 | 1988-12-30 | Elektrische windkraftanlage und verfahren zu deren herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4107208A1 (de) * | 1991-03-04 | 1992-09-10 | Juergen Schatz | Verfahren und einrichtung zur energieerzeugung aus gasfoermigen stoffstroemen |
DE19516621A1 (de) * | 1995-05-05 | 1996-11-07 | Josef Gagliardi | Energieumwandlungskraftanlagen zur Umwandlung von kinetischen Energien in elektrische Energien 1. Fahrtwindkraftanlagen und 2. Flüssigkeitenkraftanlagen |
DE102005043268A1 (de) * | 2005-09-12 | 2007-03-15 | Paul Kramer | Windkraftanlage mit übereinander angeordneten Rotoren |
DE102009056066A1 (de) | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Lutz Witthohn | Modulare Windkraftanlage für Netzeinspeisung |
DE202016006263U1 (de) | 2016-09-29 | 2016-10-21 | Guido Becker | Windkraftanlage |
AT517671A3 (de) * | 2015-09-04 | 2017-05-15 | Ing Dr Techn Georg Michael Ickinger Dipl | Windkraftanlagen mit verlängertem Topp mit Abspannung |
DE102016012060A1 (de) | 2016-09-29 | 2018-03-29 | Guido Becker | Windkraftanlage |
DE102018106317A1 (de) * | 2018-03-19 | 2019-09-19 | Mowea Gmbh | Modulare Windkraftanlage |
-
1988
- 1988-12-30 DE DE3844378A patent/DE3844378A1/de not_active Withdrawn
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