DE3901430A1 - Anlage zur dezentralisierten, allumfassenden energieversorgung, vorzugsweise von haushalten - Google Patents
Anlage zur dezentralisierten, allumfassenden energieversorgung, vorzugsweise von haushaltenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage des obengenannten
Typs zur Energieversorgung, das bedeutet in diesem Fall,
daß alle im Haushalt benötigten Energien, einschließlich
der indirekt erzeugten, wie die Wärme für die Heizung,
warmes Brauchwasser und die Wärmeversorgung der
Kochvorrichtung usw., alle von der gleichen Anlage erzeugt,
und auch, in verschiedenen Zwischenstufen, speicherbar
sind. Primäre Energiequellen sind hier die Energie
der strömenden Luft, die Windenergie also und die
Energie des Sonnenlichts (Solarenergie/Photovoltaik).
Es ließen sich aber auch andere Energiequellen mitnutzen,
wenn diese, wie z. B. die Wasserkraft im betr.
Fall günstig zur Verfügung stehen. Die Anlage besitzt
mehrere Energiespeicher, die das Energieangebot vergleichmäßigen
sollen und die Deckung von Spitzenlasten
ermöglichen. Die Erzeugung von elektrischer Energie
zur Deckung des momentanen Bedarfs kann ebenfalls
auf mehrere verschiedene Arten, abhängig vom Energieangebot
erfolgen. Energiebereitstellung und Energienutzung
werden somit vergleichmäßigt, und so die Versorgung
des betreffenden Haushaltes gesichert, denn
die erzeugten Energiemengen entsprechen bei richtiger
Dimensionierung der Anlagen, zumindest über einen längeren
Zeitraum gesehen, den verbrauchten. Eine zur Verfügung
stehende Leistung wird also so verteilt und gespeichert,
daß damit möglichst viel Arbeit verrichtet
werden kann. Die Erzeugung der Energie erfolgt dezentral,
praktisch am Ort des Verbrauchs und ist dennoch konzentriert
und zentralisiert für alle, im betreffenden,
an die Anlage angeschlossenen Haushalt benötigten
Energien. Abgesehen davon, daß hier die umweltfreundlichen
Energiequellen zur Anwendung kommen, ist durch
das Fehlen von Stromverteilungssystemen, der finanzielle
Aufwand für die Erstellung und den Betrieb gering
auch der Wirkungsgrad der Anlage relativ hoch.
Die Nutzung von solarer und von Windenergie ist in
gewisser Weise komplementär: Bei schlechtem Wetter
und bedecktem Himmel ist meistens eine starke Luftbewegung
vorhanden und umgekehrt. Voraussetzung ist
allerdings eine Anlage, wie sie z. B. in meiner Patentanmeldung
DE 38 44 376 beschrieben ist, die also bei
relativ geringen Windstärken einschaltet und, was noch
wichtiger ist, auch bei sehr hohen Windstärken (Sturm)
nicht abgeschaltet werden muß. Solarenergieanlagen
sind bekannt und in ihrer Konstruktion nicht Gegenstand
des Patentes. Sie wandeln die Energie des in
die Anlagen einfallenden Lichtes in elektrischen Strom
um. Die Windkraftanlage ist in meiner Patentanmeldung
DE 38 44 376 beschrieben und soll hier nur kurz erläutert
werden. Das Gehäuse ist dabei ortsfest, z. B. auf
dem Flachdach eines Hochhauses montiert, und weist
mehrere Luftkanäle auf, die abhängig von der Windrichtung,
die strömende Luft sowohl zentripetal zum
Läuferrad der Turbine, als auch, teilweise zentrifugal,
daraus ableiten, nachdem sie die Turbine
durchströmt haben. Der restliche Teil der eingeströmten
Luft strömt axial aus dem Turbinenläufer.
Die erzeugte mechanische Energie wird je nach Bedarf
über die Magnetkupplung (5) zur Erzeugung von
elektrischem Strom an den Generator (4) abgegeben,
oder, bzw. bei genügend großem Energieangebot (rel.
hohe Windstärken) gegenüber dem Energiebedarf,
gleichzeitig damit, über den Riementrieb (7) und die
Magnetkupplung (6) an das Gyroskop (3) zur Speicherung
weiterleitet, bis dieses eine bestimmte Drehzahl, die
vom Drehzahlsensor (42) z. B. optoelektronisch erfaßbar
ist, erreichbar hat. Gyroskope (3) der verwendeten Art
sind seit langer Zeit bekannt, und in ihrer Konstruktion
nicht Gegenstand des Patentes. Sie besitzen z. B.
eine Schwungscheibe, die sich, z. B. in einem Gehäuse
gekapselt dreht, und dienen zur Speicherung mechanischer
Energie mit relativ gutem Wirkungsgrad. Auf der
gleichen Welle sitzt ein Motor (19), der dann, im Notfall,
das Gyroskop (3) antreibt. Dieser Motor (19) kann bei Vorhandensein
eines öffentlichen Stromnetzes bekanntermaßen
als Elektromotor ausgelegt sein, oder als Brennkraftmaschine
mit Wasserstoffantrieb, und dient der
Überbrückung starker Differenzen zwischen dem momentanen
Energieangebot und dem Energiebedarf. Das Gyroskop
(3) wird so also immer auf einer bestimmten Minimaldrehzahl
gehalten, die von der Regelelektronik (8)
über den betreffenden Drehzahlsensor (32) erfaßt, und,
entsprechend dem dann herrschenden Energieangebot,
mechanisch von der Windkraftanlage (1) über den Riementrieb
(7) und die Magnetkupplung (6) und/oder elektromotorisch
von der Solaranlage (2), oder über Strom aus dem
öffentlichen Stromnetz (33), über den Elektromotor (19), bzw.
die alternativ dazu vorhandene Brennkraftmaschine mit
Wasserstoffantrieb über die entsprechend gestellte
Magnetkupplung (6) erhöht werden. Die Kupplungen (5, 6)
sind dabei so zu gestalten, daß der Kraftfluß nur in
einer Richtung, von der Seite des betreffenden Antriebs,
also der Windkraftanlage (1) oder dem Motor (19)
aus erfolgen kann (z. B. mit Freilauf), so, daß nicht
etwa das Gyroskop (3) die Windkraftanlage (1) antreibt.
Die Erzielung der Minimaldrehzahl des Gyroskopes (3)
hat Vorrang vor der Erzeugung von Knallgas im Elektrolyseur
(18). Das erzeugte Knallgas ist nur eine zusätzliche
Energiereserve, kann aber auch natürlich z. B.
für den Betrieb von Fahrzeugen bei Benutzung entsprechender
Speicher statt der Sauerstoff-Wasserstoffflaschen
(17) benutzt werden. Die Füllung der Flaschen
kann z. B. druckabhängig geregelt über die Kompressoren
(26, 27) und die Magnetventile (15, 16) aus dem Elektrolyseur
(18) erfolgen. Anlagen dieser Art sind bekannt und
in ihrer Konstruktion nicht Gegenstand des Patentes.
Da der elektrische Strom gegenüber der Leitung von warmen
Fluiden z. B., die geringeren Energietransportverluste
aufzuweisen hat, und die Verlegung von elektrischen Leitungen
einen geringeren Aufwand als die Verlegung von
Rohrleitungen zur Folge hat und der Strom "direkter" als
die Erwärmung eines Fluides z. B. zu erhalten ist, wird
Wärmeenergieversorgung des Haushaltes (z. B.) mittels spezieller
elektrischer Heiz- und Kochvorrichtungen erfolgen.
Die Heizenergie kann über ein Raum-Heiz-Element (28),
das z. B. ein herkömmlicher Elektroheizofen oder auch
Heizplatten sein können, die als die Wände der entsprechenden
Räume an, z. B. nach einem bestimmten Computerprogramm
thermodynamisch besonders günstigen, errechneten
Stellen, verkleidende Platten, gestaltet sind und integrierte
Heizdrähte besitzen. Als weitere Variante der
Raum-Heiz-Elemente (28) wäre ein Heiz-Gewebe (34) denkbar,
das z. B. als ein Teppichboden ausgeführt sein kann,
dessen Trägerschicht (35) mit einem Drahtgeflecht (36) zur
elektrischen Widerstandsheizung versehen ist. Dieses
Drahtgeflecht (36) kann über eine Schwachstromquelle
(z. B. 12 V) nach dem bekannten Prinzip der elektrischen
Widerstandsheizung erhitzt werden. Die Erhitzung des
Drahtgeflechtes (36), das natürlich auch aus anderen,
beim Stromfluß sich erhitzenden Materialien bestehen
kann, wird dabei z. B. abhängig von der, von einem Thermosensor
(37) erfaßten Temperatur des Drahtgeflechtes (36)
und der vom Raumthermostaten erfaßten Differenz zwischen
der tatsächlichen Raumtemperatur und der gewünschten Temperatur,
von der Regelelektronik (8) über die die entsprechende
Zuleitung von elektrischem Strom zentral geregelt.
Die Kochvorrichtung (37) wird in einer Ausführung der erfindungsgemäßen
Konstruktion mit Heiztöpfen (20) ausgestattet,
die ebenfalls nach dem Prinzip der elektrischen Widerstandsheizung
funktionieren, also zwei Schwachstromkontakte
(21, 22) für z. B. 12 V Betriebsspannung, einen positiven
und einen negativen, aufweisen, über die der Strom, entweder
manuell über ein Potentiometer (38), oder thermostatisch
geregelt, in die die Heizelemente (39), die im
Material des Topfes, z. B. Keramik oder hitzefestes Glas,
durch Eingießen während des Herstellungsprozesses mit integriert
sind, strömt. Diese Kontakte (21, 22) sind passend
zu Gegenkontakten (23, 24) nach dem Stecker/Steckdosen-Prinzip
gestaltet. Dadurch ist der Heiztopf (20) leicht
trennbar von der Kochvorrichtung (37). Der Heiztopf ist z. B.
in einer konischen Mulde, die Bestandteil der Kochvorrichtung
("Herd") ist, und die zur Verringerung der Wärmeabstrahlung
des Heiztopfes (20) als Isolator (25) aus entsprechendem
Material geformt ist, zentriert und in seiner Lage
hinsichtlich der Kontakte/Gegenkontakte (21, 22, 23, 24) fixiert.
Die Trennstelle dieser Kontakte/Gegenkontakte (21, 22,
23, 24) kann zur Vermeidung von Betriebsstörungen an der
Oberkante des Topfes, unter den Griffen (40, 41) z. B.,
beidseitig angebracht werden. Die Kontakte (21, 22) des
Heiztopfes (20) sind, nach unten hin, leicht konkave
Kontaktplättchen aus einem rel. gut leitenden, wenig
oxidierenden Material. Die Gegenkontakte (23, 24) dazu
sind einfache, in ihrem unteren Teil durch Beschichtung
mit Kunststoff isolierte Stifte, deren Spitze
nach dem Einsetzen des Heiztopfes (20) in den Isolator
(25) in Kontakt mit dem Kontaktplättchen kommt, das
zur Ermöglichung einer gewissen (vertikalen) Beweglichkeit
des Heiztopfes (20) auch in vertikaler Richtung federbelastet
sein kann. Eine, trotz des aus Sicherheitsgründen
erforderlichen Schwachstroms von 12 V Gleichspannung
sicher leitende elektrische Verbindung zwischen
Heiztopf (20) und Kochvorrichtung (37) ist damit gewährleistet.
Die bisher übliche Kombination einer durch elektrischen
Strom erhitzten Kochplatte, mit einem darauf stehenden
Topf, der zum Erwärmen des Kochgutes von der Kochplatte
seinerseits erwärmt werden muß, brachte relativ
hohe Energieverluste beim Erhitzen der Kochplatte, die
aus Festigkeitsgründen sehr massiv gestaltet sein mußte
und beim Wärmeübergang zum Topf. Die Wärme des Topfes
wird zudem praktisch ungestört in alle Richtungen außer
der Unterseite abgestrahlt. - Der erfindungsgemäße Heiztopf
(20) besitzt durch die integrierten Heizelemente (39)
relativ geringe aufzuwärmende Massen. Das Kochgut kann
praktisch direkt erwärmt werden. Die einzige freie
Seite, nach oben, kann mit einem entsprechenden
Deckel, der isolierend gestaltet ist, isoliert
werden. Zusätzlich ist z. B. der Transport und das
Warmhalten von Speisen vereinfacht, denn es genügen
praktisch zwei elektrische Anschlüsse mit
12 V Gleichstrom dafür, die z. B. über einen Stecker
oder Adapter an die Heizelemente (39) des Heiztopfes
(20) angelegt werden können. Die Regelelektronik (8)
sorgt dafür, daß bei einer Drehzahl des Gyroskopes (3),
die vom Drehzahl-Sensor (42) gemessen wird, und die,
im betreffenden Fall über der, mittels mechanischer
Kopplung des Turbinenläufers der Windkraftanlage (1)
mit dem Gyroskop (3) über die Magnetkupplungen (5, 6)
theoretisch erzielbaren Drehzahl liegt, die auf Grund
der Werte der Drehzahl-Sensoren (32, 42) und der elektrischen
Last von der Regelelektronik (8) errechnet
wird, der Turbinenläufer über die Magnetkupplung (5)
mit dem Generator (4) über die Kupplung (5) kraftschlüssig
verbunden wird, und das Gyroskop (3) durch die Kupplung
(6) von der Kraftübertragung getrennt wird. Der entsprechende
Impuls kann natürlich auch über einen Freilauf
in der Kupplung (6) statt von einem Drehzahl-Sensor (32, 42)
gegeben werden. Die erfindungsgemäße Anlage ist für
den Betrieb mit Stromzählern (43, 44, 45) für verschiedene
Stromtarife, z. B. je einer für den preiswerten,
nachts abgegebenen elektrischen Strom, einer für den
"normalen", am Tage abgegebenen Strom und einer für
den Strom, der zu Spitzenlastzeiten relativ teuer
von den Stromversorgungsbetrieben abgegeben wird.
Die Anlage sieht hier also die Nutzung des billigeren
Stromes zur evtl. notwendigen Ergänzung
des Energiebedarfes der Anlage über die Erhöhung
der Drehzahl des Gyroskopes (3) mit dem Motor (19) vor.
Der relativ teure Strom, z. B. zu Spitzenlastzeiten,
wird hierfür natürlich nicht genutzt. Der elektrische
Strom wird in diesem Falle z. B. direkt über das
öffentliche Stromnetz bei entsprechendem Bedarf durch
Umschaltung in die Anlage eingespeist. Sollte die Windkraftanlage
(1) über den Generator (4) zuwenig elektrische
Energie zur Versorgung der übrigen Verbraucher erzeugen,
so wird über den Elektrolyseur (18) Knallgas, z. B. zur
Speicherung, erzeugt.
Das Getriebe (46) mit mehreren Untersetzungsstufen
ist bekannt und abhängig von den Drehzahlen und der
Leistung des Generators (4) selbsttätig schaltend.
Hierdurch ist die optimale Nutzung der, mit der Windkraftanlage
erzeugten mechanischen Energie über die
Weiterleitung mit optimalem Drehmoment und optimaler
Drehzahl an das Gyroskop (3) gegeben.
Eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Konstruktion
sieht die Integration von Gyroskop (3), Generator (4)
und Motor (19) in einem einzigen Bauteil
vor. Das Gyroskop (3) ist dabei Rotor von Generator (4)
und Motor (19). Der entsprechende Kraftschluß ist durch
eine entsprechende mechanische räumliche Annäherung
der Bauteile an den Rotor herzustellen.
Liste der Bezugszeichen (bis auf Zahlen in Klammern alle Fig. 1)
1 Windkraftanlage
2 Solaranlage
3, (3′) Gyroskop
4, (4′) Generator
5 Magnetkupplung
6 Magnetkupplung
7 Riementrieb
8 Regelelektronik
9 Hausstromanschluß
10 Warmwasserspeicher
11 Temperatursensor
12 Füllstandsensor
13 Heizstab
14 Magnetventil
15 Magnetventil
16 Magnetventil
17 Gasflaschen
18 Elektrolyseur
19, (19′) (Elektro-)Motor
20 Heiztopf
21 Kontakt
22 Kontakt
23 Gegenkontakt
24 Gegenkontakt
25 Isolator
26 Kompressor
27 Kompressor
28 Raumheizelement
29 Anschluß für warmes Brauchwasser
30 Kaltwasseranschluß
31 Knallgasbrenner
32 Drehzahl-Sensor
33 öffentl. Stromnetz
34 Heizgewebe
35 Trägerschicht
36 Drahtgeflecht
37 Kochvorrichtung
38 Potentiometer
39 Heizelement
40 Griff
41 Griff
42 Drehzahl-Sensor
43 Stromzähler
44 Stromzähler
45 Stromzähler
46 Getriebe
2 Solaranlage
3, (3′) Gyroskop
4, (4′) Generator
5 Magnetkupplung
6 Magnetkupplung
7 Riementrieb
8 Regelelektronik
9 Hausstromanschluß
10 Warmwasserspeicher
11 Temperatursensor
12 Füllstandsensor
13 Heizstab
14 Magnetventil
15 Magnetventil
16 Magnetventil
17 Gasflaschen
18 Elektrolyseur
19, (19′) (Elektro-)Motor
20 Heiztopf
21 Kontakt
22 Kontakt
23 Gegenkontakt
24 Gegenkontakt
25 Isolator
26 Kompressor
27 Kompressor
28 Raumheizelement
29 Anschluß für warmes Brauchwasser
30 Kaltwasseranschluß
31 Knallgasbrenner
32 Drehzahl-Sensor
33 öffentl. Stromnetz
34 Heizgewebe
35 Trägerschicht
36 Drahtgeflecht
37 Kochvorrichtung
38 Potentiometer
39 Heizelement
40 Griff
41 Griff
42 Drehzahl-Sensor
43 Stromzähler
44 Stromzähler
45 Stromzähler
46 Getriebe
Claims (10)
1. Anlage zur Energieversorgung, dadurch gekennzeichnet,
daß der Turbinenläufer einer Windkraftanlage (1) über eine
Magnetkupplung (5) mit einem Generator (4) zur Stromerzeugung
oder, gleichzeitig damit oder getrennt davon, über
einen Riementrieb (7) und eine zweite Magnetkupplung (6)
mit einem Gyroskop (3) zur Energiespeicherung mechanisch
kraftschlüssig verbindbar ist, und der Generator (4)
und eine die Solaranlage (2) elektrisch mit den Eingängen
der Regelelektronik (8) als Stromverteiler verbunden
sind, und das Gyroskop (3) über die Magnetkupplung (5)
mit dem Generator (4) mechanisch kraftschlüssig zur
Stromerzeugung für die gesamte Energieversorgung z. B.
eines vollelektrifizierten Haushaltes verbindbar ist.
2. Anlage zur Energieversorgung gemäß dem Hauptanspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik (8) so
mit dem Elektromotor (19), mit der Magnetkupplung (6) und
dem Drehzahlsensor (32) und dem Anschluß an das öffentliche
Stromnetz (33) bzw. mit der Solaranlage (2) verbunden
ist und diese Komponenten so gestaltet und geschaltet
sind, daß die Drehzahl des Gyroskops (3) über den
Elektromotor (19) und die Magnetkupplung (6) bei Bedarf
mit Elektrizität aus dem öffentlichen Versorgungsnetz
oder der Solaranlage (2) angehoben werden kann.
3. Anlage zur Energieversorgung gemäß den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik
(8) einerseits mit je einem Anschluß an das öffentliche
Stromnetz (33), die Solaranlage (2) und den Generator
(4) und andererseits mit dem Relais (14), dem Füllstandssensor
(12), dem Thermosensor (11) und dem Heizstab
(13) elektrisch verbunden ist, und diese Komponenten so
mit einem Kaltwasseranschluß (30) und einem Anschluß für
das Brauchwasser (29) eines Warmwasserspeichers (10) wasserseitig
verbunden ist, und auch ein Knallgasbrenner
(31) so gestaltet und am Warmwasserspeicher (10) angeordnet
ist, daß warmes Brauchwasser direkt elektrisch
oder über die Verbrennung von Knallgas erzeugt werden
kann.
4. Anlage zur Energieversorgung gemäß den Ansprüchen 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik
(8) einerseits elektrisch mit jeweils einem Anschluß
mit dem öffentlichen Stromnetz (33), der Solaranlage (2)
und dem Generator (4) verbunden ist, und, andererseits
elektrisch über eine Schwachstromleitung mit einem
Raumheizelement (28) zur Beheizung des Wohnraumes verbunden
ist, und dieses Raumheizelement (28) als ein
Heiz-Gewebe (34) ausgeführt ist, das mindestens aus einer
Trägerschicht (35) mit einem Drahtgeflecht (36) zur elektrischen
Widerstandsheizung besteht, und einen integrierten
Thermosensor (37) besitzt, und das Raumheizelement
(28) als Teppichboden ausgeführt ist.
5. Anlage zur Energieversorgung gemäß den Ansprüchen 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik (8)
elektrisch über eine Schwachstromleitung mit einer Kochvorrichtung
(37) verbunden ist, die mindestens einen konischen,
muldenförmigen Isolator (25) für je einen Heiztopf
(20) aufweist, und dieser Heiztopf (20) mit zwei Schwachstromkontakten
(21, 22), einem Potentiometer (38) und elektrischen
Heizelementen (39), die in das Material des Heiztopfes
(20) eingelassen sind, zum Erwärmen des Kochgutes
versehen ist, und die Kontakte (21, 22) in die Griffe
(40, 41) an der Oberkante des Heiz-Topfes (20) eingelassen
und nach unten hin leicht konkav für den elektrischen
Kontakt mit den Gegenkontakten (24, 25) der Kochvorrichtung
(37) gestaltet ist.
6. Anlage zur Energieversorgung gemäß den Ansprüchen 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik (8)
mit einem Elektrolyseur (18), zwei Magnetventilen (15, 16),
und zwei Kompressoren (26, 27) für die Erzeugung von Knallgas
und dessen Speicherung in den Gasflaschen (17) bzw.
dessen Weiterleitung an einen, in der Anlage integrierten
Verbraucher, z. B. einen Knallgasbrenner (31) zur Erzeugung
von Wärmeenergie bzw. elektrischer Energie, verbunden
ist.
7. Anlage zur Energieversorgung gemäß den Ansprüchen 1-6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik (8)
so geschaltet und mit den Drehzahl-Sensoren (32, 42) für
die Drehzahl des Gyroskopes (3) bzw. die Turbinenläufer-
Drehzahl und mit den Magnetkupplungen (5, 6) elektrisch so
verbunden ist, daß eine, vom Drehzahl-Sensor (42) gemessene
Gyroskop-Drehzahl, die über der, in dem betreffenden
Moment mittels Windkraft erzielbaren liegt, die wiederum
von der Regelelektronik (8) auf Grund der Werte des Drehzahl-
Sensors (32) errechnet wird, zu einer kraftschlüssigen
Kopplung des Turbinenläufers mit dem Generator (4)
über die Magnetkupplung (5) und zu einer Trennung der
Magnetkupplung (6) führt, sofern die Leistung den momentanen
Bedarf an Elektrizität deckt, bzw. vom Elektrolyseur
(18) Knallgas zur Speicherung produziert wird.
8. Anlage zur Energieversorgung gemäß den Ansprüchen 1-7,
mit drei verschiedenen Stromzählern (43, 44, 45), ein
Stromzähler (43) für die sogn. Nachtstromtarife, einer
(44) für die Spitzenlast und einer (45) für die Normaltarife,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik
(8) so geschaltet und mit den den Stromzählern (43, 44, 45)
verbunden ist, daß zumindest über den Stromzähler (44)
für die Spitzenlast direkt die Verbraucher, z. B. den
Heizstab (13), unabhängig von der Drehzahl des Gyroskopes
(3) versorgt, und nicht etwa über den Motor (19) die Drehzahl
des Gyroskopes (3) mit dem relativ teueren Strom nach
Nachtstromtarif erhöht wird.
9. Anlage zur Energieversorgung gemäß den Ansprüchen 1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Windkraftanlage
(1) statt über einen Riementrieb (7), über ein Getriebe
(46) mit mehreren Untersetzungsstufen und die Magnetkupplungen
(5, 6) mit dem Gyroskop (3) verbindbar ist und die
Regelelektronik so geschaltet und mit dem Getriebe (46)
und den Drehzahl-Sensoren (32, 42) verbunden ist, daß
der Wechsel der Untersetzungsstufen abhängig von den,
von den Drehzahl-Sensoren (32, 42) festgestellten Drehzahlen
und der Leistung des Generators (4) im betreffenden
Moment erfolgt.
10. Anlage zur Energieversorgung, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gyroskop (3′) zugleich als Rotor des Generators
(4′) und des Motors (19′) gestaltet ist, und der Generator
(4′) und der Motor (19′) durch die räumliche Annäherung
ihrer Wicklungen an den Rotor jeweils in Betrieb
setzbar sind, und das Gyroskop (3′) mit dem Turbinenläufer
einer Windkraftanlage (1′) über eine Magnetkupplung
(5′) mechanisch kraftschlüssig verbindbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3901430A DE3901430A1 (de) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Anlage zur dezentralisierten, allumfassenden energieversorgung, vorzugsweise von haushalten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3901430A DE3901430A1 (de) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Anlage zur dezentralisierten, allumfassenden energieversorgung, vorzugsweise von haushalten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3901430A1 true DE3901430A1 (de) | 1990-07-26 |
Family
ID=6372362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3901430A Withdrawn DE3901430A1 (de) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Anlage zur dezentralisierten, allumfassenden energieversorgung, vorzugsweise von haushalten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3901430A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4008573A1 (de) * | 1990-03-14 | 1990-09-20 | Manfred Bocian | Solarenergie-verbundanlage |
DE4312912A1 (de) * | 1993-04-10 | 1994-10-20 | Priesemuth W | Energiespeicher |
DE19644890A1 (de) * | 1996-10-29 | 1998-04-30 | Ralf Huber | Dachgiebelintegriertes Windenergiekonvertersystem |
US7141887B2 (en) * | 2003-10-24 | 2006-11-28 | Shinko Electric Co., Ltd. | Power supply unit, generator, and wind turbine generator |
CN103291557A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-11 | 西安交通大学 | 基于太阳能光热利用的风光储孤岛型冷热电联供系统 |
WO2015104267A1 (de) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | Rasim Suleymanov | Bodenmontierte anlage zur stromerzeugung und verfahren zum betrieb einer anlage |
IT201800007893A1 (it) * | 2018-08-06 | 2020-02-06 | Giovanni Presti | Impianto ottimizzato per la produzione di energia elettrica da sorgenti multiple |
-
1989
- 1989-01-19 DE DE3901430A patent/DE3901430A1/de not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4008573A1 (de) * | 1990-03-14 | 1990-09-20 | Manfred Bocian | Solarenergie-verbundanlage |
DE4312912A1 (de) * | 1993-04-10 | 1994-10-20 | Priesemuth W | Energiespeicher |
DE19644890A1 (de) * | 1996-10-29 | 1998-04-30 | Ralf Huber | Dachgiebelintegriertes Windenergiekonvertersystem |
US7141887B2 (en) * | 2003-10-24 | 2006-11-28 | Shinko Electric Co., Ltd. | Power supply unit, generator, and wind turbine generator |
CN103291557A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-11 | 西安交通大学 | 基于太阳能光热利用的风光储孤岛型冷热电联供系统 |
CN103291557B (zh) * | 2013-05-08 | 2015-10-28 | 西安交通大学 | 基于太阳能光热利用的风光储能孤岛型冷热电联供系统 |
WO2015104267A1 (de) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | Rasim Suleymanov | Bodenmontierte anlage zur stromerzeugung und verfahren zum betrieb einer anlage |
IT201800007893A1 (it) * | 2018-08-06 | 2020-02-06 | Giovanni Presti | Impianto ottimizzato per la produzione di energia elettrica da sorgenti multiple |
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