DE4001865A1

DE4001865A1 - Vorrichtung zur gewinnung von elektrischer energie aus bewegungsenergie

Info

Publication number: DE4001865A1
Application number: DE4001865A
Authority: DE
Inventors: Paul Boxhammer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-07-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Bewegungsenergie.

Solche Vorrichtungen sind bekannt, insbesondere in Form von Windkraftanlagen.

Bei Windkraftanlagen ist insbesonders nachteilig, daß die Windkraft sehr starken zeitlichen Schwankungen unterliegt und die Anlage insgesamt so positioniert werden muß, daß die Rotoren um eine zumindest annähernd horizontale Achse drehen. Letzteres bedingt eine vertikale Bauweise der Windkraftanlage und einen damit verbundenen hohen gerätetechnischen Aufwand.

Bei Windkraftanlagen wird die Bewegungsenergie des Windes in eine Drehbewegung der Rotoren übertragen, welche einen Genera tor antreiben, der elektrischen Strom erzeugt.

Windkraftanlagen haben u. a. den Nachteil, daß sie vertikal aufragen und deshalb häufig in der Landschaft störend wirken. Auch ist die Geräuschentwicklung der Rotoren bei Windkraftan lagen durchaus erheblich und die Rotoren können auch relativ schnell verschmutzen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Bewegungsenergie zu schaf fen, die einen hohen Wirkungsgrad hat, eine einfache Bauweise ermöglicht und deren Betrieb nicht abhängig ist von Schwan kungen des Wetters.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch zumindest eine auf einer Bahn umlaufende Antriebseinrichtung, die über einen sich in bezug auf die Umlaufbahn radial erstreckenden Arm einen elektrischen Gene rator antreibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist umweltschonend, läßt sich optisch ansprechend in eine Landschaft integrieren und ermög licht einen ununterbrochenen Betrieb. Die bei Windkraftanlagen noch zu beklagende Geräuschentwicklung fällt weg. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung kann flach gebaut werden und läßt sich überdies in mehrstöckigen Gebäuden vielfach einbauen, ohne von außen erkennbar zu sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Antriebseinrichtung ein Elektromotor vorgesehen.

Statt eines Elektromotors kann auch ein Kraftstoffmotor ver wendet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als weitere Energiequelle für die Antriebseinrichtung eine Anordnung aus Solarzellen vorgesehen, die elektrische Energie erzeugen, welche direkt zum Antrieb der Antriebseinrichtung verwendet wird.

Die Antriebseinrichtung kann als Wagen, insbesondere Kraft fahrzeug ausgebildet werden. Hierfür stehen ausgereifte Tech niken zur Verfügung.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die kreisförmige Bahn geschient und/oder geneigt auszubilden, so daß Fliehkräfte in einfacher Weise aufgefangen werden können.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert: Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Gewinnung von elek trischer Energie aus Bewegungsenergie;

Fig. 2 die Vorrichtung gem. Fig. 1 in Draufsicht;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Bewegungs energie mit zwei Antriebseinrichtungen;

Fig. 4 eine Abwandlung der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 bis 3 mit vier Antriebseinrichtungen;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Vorrichtung zur Gewin nung von elektrischer Energie mit einer elektrisch angetriebenen Antriebseinrichtung;

Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine Vorrichtung zur Ge winnung von elektrischer Energie aus Bewegungsener gie mit einem kraftstoffgetriebenen Antrieb;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für eine mit der Erfindung verwendbare Antriebseinrichtung;

Fig. 8, 9 und 10 weitere Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Bewegungs energie und

Fig. 11 eine Großanlage mit einer Vielzahl von Einzelvor richtungen zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Bewegungsenergie in schematischer Draufsicht.

Fig. 1 zeigt eine Umlaufbahn 10, auf der ein Wagen 14 als An triebseinrichtung umläuft. Die Umlaufbahn 10 ist kreisförmig. Die Antriebseinrichtung 14 wird weiter unten näher beschrieben. Sie ist über einen Arm 16 mit einem Lager 18 verbunden, das in der Mitte der Umlaufbahn 10 angeordnet ist. Die Drehbewegung des Wagens 14 auf der Umlaufbahn 10 treibt über ein Getriebe 40 einen als solches herkömmlichen Generator 12 an, um elektrische Energie zu gewinnen.

Die Umlaufbahn 10 weist einen Durchmesser von z. B. 20 bis 40 m auf und der Generator arbeitet bei den gezeigten Ausführungsbei spielen im Megawattbereich.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in schematischer Draufsicht.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist zusätzlich zur An triebseinrichtung 14 eine weitere Antriebseinrichtung 14′ vorgesehen, die ebenfalls im gleichen Drehsinn wie die An triebseinrichtung 14 auf der Umlaufbahn 10 umläuft und somit eine doppelte Kraft am Generator 12 erzeugt. In den Figuren sind funktionsgleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bildet die zuvor be schriebenen Ausführungsbeispiele insofern weiter als insgesamt vier Antriebseinrichtungen 14, 14′, 14′′ und 14′′′ vorgesehen sind. Jede Antriebseinrichtung beaufschlagt über einen zuge ordneten radialen Arm 16, 16′, 16′′ bzw. 16′′′ einen Generator 12.

Die Fig. 5 und 6 zeigen jeweils Einzelheiten der Antriebsein richtung. Gemäß Fig. 5 rollt die Antriebseinrichtung 14 über Räder 28 auf einem ebenen Boden 20. Die Antriebseinrichtung 14 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird elektrisch ange trieben, d. h. sie weist einen Elektromotor (nicht gezeigt) auf. Hierzu läuft die Antriebseinrichtung 14 in einem kreis förmig umlaufenden Gehäuse 24, das über eine gleitende Strom führung 26 (wie eine Straßenbahn) den als Antriebseinrichtung vorgesehenen Wagen 14 mit Strom versorgt. Im Dach des Gehäuses 24 können Solarzellen angeordnet werden, deren Strom direkt in den Elektromotor der Antriebseinrichtung 14 eingespeist wird.

In Fig. 6 sind Einzelheiten der Lagerung 18 und des Generators 12 gezeigt. Der sich radial in bezug auf die Umlaufbahn 10 erstreckende Arm 16 wird von einem Halteseil 22 getragen. Die Antriebseinrichtung 14 kann beim in Fig. 6 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel auch einen Elektromotor aufweisen, der über eine Schiene 31, die im Boden angeordnet ist, und einen Stromabneh mer 33 mit elektrischer Energie versorgt wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 kann die Antriebseinrich tung 14 auch kraftstoffgetrieben sein und die Umlaufbahn 10 ist mittels einer Böschung 30 geneigt ausgebildet, so daß Zentrifu galkräfte aufgefangen werden. Der Kraftwagen 14 kann über den Arm 16 mit Kraftstoff versorgt werden. Die Neigung der Bahn ist auch bei schienengeführten Antriebseinrichtungen möglich.

Fig. 7 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer An triebseinrichtung 14, die hier einen Elektroantrieb 32 auf weist, der alle Räder 34, 36 antreibt.

Fig. 8 zeigt eine ebene Decke (insbesondere aus Beton) 42, die auf Unterzügen 44 ruht. Die Decke 42 trägt ein Getriebe 40 und einen Generator 12, welche mit dem Arm 16 zusammenwirken.

Die Drehachse des Armes 16 steht bei diesem Ausführungsbei spiel, wie auch bei den anderen dargestellten Ausführungs beispielen, vertikal.

Fig. 9 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung gem. Fig. 8 ein schließlich einer Welle 46 und eines Lagers 48 für den um laufenden Arm 16. Die Drehkraft des Antriebs 14 wird über die Welle 46 und das Getriebe auf den Generator 12 übertragen, so daß dieser Strom erzeugt.

Fig. 10 zeigt u. a. einen Arm 16 im Detail, der hier als ver kleidetes Aluminiumgitter ausgebildet ist und so in Drehrich tung einen geringen Strömungswiderstand aufweist, aber starke Kräfte übertragen kann. Der Arm 16 entspricht dem Rotor einer Windkraftanlage.

Ist die Antriebseinrichtung 14 (in Fig. 9 nicht gezeigt) elektrisch betrieben, so wird ihre Versorgungsenergie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 direkt aus der vom Generator 12 erzeugten elektrischen Energie genommen. Hierzu wird ein Teil der vom Generator 12 erzeugten elektrischen Energie auf einen Schleifring 54 gegeben, von dem der Arm 16 den Strom abgreift und auf die Antriebseinrichtung 14 überträgt.

Eine Steuerung 52 schaltet das Getriebe 40 und ggf. eine Bat terie 50. Die Batterie 50 kann insbesondere zum Anlaufen der Vorrichtung dienen, d. h. zum Starten der Antriebseinrichtung 14, bis diese eine hinreichende Geschwindigkeit erreicht hat, um den Generator 12 anzutreiben.

Fig. 11 zeigt in Draufsicht eine Großanlage (Kraftwerk), in welcher eine Vielzahl von Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 bis 10 Verwendung finden. Die Einzelvorrichtungen sind in Fig. 11 mit dem Bezugszeichen 62 versehen, d. h. jeweils als Kreise darge stellt. In einem mehrstöckigen Haus 60 sind in jedem Stockwerk jeweils eine Vielzahl solcher Einzelvorrichtungen 62 angeord net, beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 in einem Stockwerk 24 Einzelvorrichtungen 62.

Die Einzelvorrichtungen 62 sind über Steuerungen 64 jeweils geschaltet und über Aufzüge 66 sind die jeweiligen Stockwerke zugänglich. Über Gänge 68 können Einzelteile für Reparatur zwecke transportiert werden.

Bezugszeichenliste

10 Umlaufbahn
12 Generator
14 Wagen
16 Arm
18 Lager
20 Boden
22 Halteseil
24 Gehäuse
26 Stromführung
28 Räder
30 geneigte Bahn
31 Schiene
32 Elektroantrieb
33 Stromabnehmer
34 Rad
36 Rad
40 Getriebe
42 Decke
44 Unterzug
46 Welle
48 Lager
50 Batterie
52 Steuerung
54 Schleifring
60 Haus
62 Einzelvorrichtung
64 Steuerungen
66 Aufzug
68 Gang

Claims

1. Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Bewegungsenergie, gekennzeichnet durch zumindest eine auf einer Bahn (10) umlaufende Antriebsein richtung (14), die über einen sich in bezug auf die Umlaufbahn (10) radial erstreckenden Arm (16) einen elektrischen Generator (12) antreibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (14) einen Elektromotor (32) auf weist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Kraftstoffmotor aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (14) zumindest teilweise aus Solarzellen gespeist wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (14) als Wagen ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (10) kreisförmig ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (10) geschient ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (10) geneigt ist.