DE4326219A1

DE4326219A1 - Kavernenmodul-Rotor "KMR" für Windkraftanlagen mit Vertikalachse "VA-WKA"

Info

Publication number: DE4326219A1
Application number: DE4326219A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Gehra
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1995-02-09
Also published as: DE19502428A1

Description

Die Erfindung betrifft einen "Kavernenmodul-Rotor" (im folgenden als KMR bezeichnet) für Windkraftanlagen mit Vertikalachse als offenes Rotorsystem. Er besteht entweder aus horizontalen oder vertikalen Kavernenmodulen, welche in gleichen Abständen auf den Rotorverstre bungen im 45°-Winkel je 90° Segment angebracht sind, nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1.

Der erfindungsmäßig angeführte Kavernenmodul-Rotor mit Schwertdesign besteht - wie nachfolgend in der Strukturdefinition beschrieben - z. B. aus vier Kavernenmodulen (KM). Diese sind wiederum je aus zwei identischen Kavernenmodulhälften gefertigt, die längsseitig oben und unten, links und rechts in eine Trennwand eingeführt sind, von der sie stabilisierend getragen werden. Komponenten des KMR (Kavernenmo dule in Rotor-Formation) sind in den Abb. 1-3 - horizontale Aus führung - dargestellt. Die Abb. 5-7 zeigen die vertikale KMR-Version, während mit Abb. 4 eine Rasterschiene zur Aufnahme von Haltern der Verstrebungsträger für beide KM-Typen gezeigt wird.

Abb. 1 stellt den KMR für VA-WKA (Vertikalachse-Windkraftanlage) in horizontaler KM-Ausführung dar, wobei die Kavernenmodule ihre 45° Position am Rotorskreis in Segmenten von 90° zeigen.

Abb. 2 betrifft die Seitenansicht des horizontalen Kavernenmoduls, linke (vordere) Modulhälfte mit Innenkaverne und Außenkavernen.

Abb. 3 zeigt das horizontale KM in der Vorderansicht mit recht eckigem Profil, durch die Trennwand in zwei gleiche Hälften geteilt.

Abb. 4 stellt die an den Enden des horizontalen KM rechts und in der rechten Seite des vertikalen KM verankerten Rasterschienen zur Auf nahme der Rotorverstrebungsträger mit Halter für die beiden Typen der Kavernenmodule dar.

Abb. 5 betrifft den KMR mit vier vertikalen Kavernenmodulen, die auch im 45°-Winkel auf der Rotorkreis-Position verankert sind.

Abb. 6 betrifft die Seitenansicht der vertikalen rechten Modulhälfte.

Abb. 7 zeigt das vertikale KM in der Vorderansicht mit rechteckigem Profil, sowie die durch die Trennwand unterteilten Identischen Kavernenhälften.

Die zur Aufnahme der Kavernenmodulhälften verwendete Trennwand dient auch gleichzeitig zur Stabilisierung des KM, was durch die mittige, durchgehend längsseitige Position erreicht wird. Beide Modulhälften sind in die T-Nuten-Profile der Trennwand oben und unten schlüssig eingeführt und zusätzlich mit ihren Verbindungsstegen gegeneinander durch die Trennwandunterseite hindurch verschraubbar. Dies erlaubt den Austausch von Komponenten etc. relativ leicht und kurzfristig. Dreidimensional und dreiteilig wie in den Abb. 3 und 7 darge stellt, nimmt ein KM, ob horizontal oder vertikale Auslegung, die Windanströmung bei der gezeigten Vorderansicht in der entsprechenden Position am Rotorring total auf. Wurde schon vorher die Windanströ mung in die linken Außenkavernen wirksam, nimmt in der weiteren Kreiswanderung des KM die rechte Kavernenhälfte, wieder über die Innenkaverne und Außenkaverne Wind auf und setzt den Winddruck über die Modulflächen und den Modulverschluß ebenfalls in Energie um. Im Gegensatz zu zweidimensionalen Rotorblättern, bietet das KM ein geeignetes Raumvolumen mit großer Wirksamkeit an. Der Wind, als potentielle Energie, wird in der weiteren Rotor-Kreiswanderung des KM bis etwa 135°, bei fortgesetzter Rotordrehung in kinetische Energie umgewandelt. Infolge der KM-Verstellung von 45° (Abb. 1 und 5) horizontal an den kurzen und längeren Trägern der Rotorverstre bung, vertikal nur senkrechte Verstrebung, beträgt die Windausbeute jeden KM′s - auf 4 Segmente zu je 90° verteilt - also mehr als ein Drittel des Rotorradius, bei stets gleichem Rhythmus der 4 KM des KMR mit höchster Effizienz. Eine nutzbare flächige Windanströmung der rechten Seite des KM erfolgt bis etwa 180°. Danach fließt die Wind anströmung designbedingt von der nunmehrigen Vorderseite auf dem gekürzten Ende des KM auf der 45°-Position, ab, ohne wesentliche Bremswirkung auszulösen; bei ca. 270° etwas mehr Windeinströmung in die Außenkavernen, Austritt ungehindert bei der Innenkaverne.

Ab etwa 315° beginnt wieder die Windanströmungsphase vorne. Bei Windrichtungsänderung verringert sich der durch die Kavernenmodul- Positionierung gesicherte Energieausbeute-Anteil nicht, da infolge der KMR-Struktur die gleiche Drehrichtung des Rotors im Uhrzeiger sinn erfolgt; gleichlautend für horizontale oder vertikale KM- Konstruktion des KMR. Beiden KMR-Ausführungen ist gemeinsam, daß Entsorgungsschächte mit je 150 mm Tiefe entlang der Trennwand unterseite, von den Verbindungsstegen der Kavernenhälften in gleichen Abständen unterteilt, Regenwasser läuft ab, Klumpenbildung durch Schnee, Graupel, oder Hagel wird verhindert. Die Belastung bei Schneefall bzw. Schneesturm steigt u. U. etwas an, ist jedoch nicht größer als bei konventionellen Rotorblättern auch. Viele Rotorblätter anderer Typen von Windkraftanlagen bestehen aus einem witterungsbe ständigen Material von Faser-Verbundwerkstoffen. Es liegt nahe, die Kavernenmodule des KMR aus GFK, KFK, Kevlar, oder eines Verbundes dieser hochfesten Werkstoffe zu fertigen. Gegen Verschleiß und Ultra violett-Strahlung könnten die KM mittels einer Polymethanschicht und gegen Blitzschlag durch Metallblattbeschichtung geschützt werden. Wesentliche Unterschiede zwischen KMR vertikal und horizontal zeigen die beiden Konfigurationen in ihrer Konzeption und Dimension. Ferner unterscheiden sie sich im Befestigungssystem an den Rotor-Verstre bungen, wobei die horizontalen KM mit den Trennwandenden und ihrer Rasterschiene auf die Halter des waagerechten kurzen und längeren Verstrebungsträgers im 45° Winkel aufgesetzt sind. Bei der vertikalen Variante des KM′s sind in der rechten Kavernenhälfte drei Rasterschienen mit je einem Verankerungsplatz in die rechte Trennwandseite eingebaut (Benutzung einer mittigen Außenkaverne). Hier wird auch die Raster schiene mit oberem Verschluß auf den Halter mit Verstrebungsträgern - ein oberer und unterer schräger, sowie ein waagerechter - aufgesetzt. Eine senkrechte, dreifache Befestigung der vertikalen Kavernenmodule wird dadurch an der Rotorverstrebung ermöglichst. Die alternative Ergänzung zur horizontalen Ausführung des KMR durch eine solche in vertikaler Version ist durch die Chance bedingt, daß zwei Einsatzvari anten einer VA, WKA befriedigt werden können. Horizontale KMR sollen Windströmungen um die 10 m Höhe und darunter ausnutzen können. (Insel betrieb etc.), indessen sollten vertikale KMR in höheren Windlagen einge setzt sein.

Das Kriterium ist in den gemessenen Windströmungen einer bestimmten Region zu sehen, die mitentscheidend sind, welche KM-Rotoren am zweck mäßigsten genutzt werden sollen. Das erfolgreiche Arbeitsprinzip beider KMR-Konzeptionen und ihres Schwertdesigns ist deckungsgleich, weil jeweils Kavernenmodule angewandt werden, welche sowohl im Design als auch von der dreidimensionalen Konstruktion her die identi sche positive Wirkungsweise zeigen. Die standardisierten Dimensionen folgen der KM-Auslegung unter Berücksichtigung von geringen Windge schwindigkeiten bis Überlebensgrenze WKA. Als zweckmäßig erscheint (Abb. 3 + 7), daß die Kavernen eine Tiefe von je 15 cm, also beide 30 cm haben. Hinzukommen 5 cm Trennwandstärke, je 3 cm Kavernenstärke insgesamt also 41 cm Tiefe je Kavernenmodul, ausreichend für beidsei tige Entsorgungsschächte und geeignetes Kavernenvolumen für die Wind anströmung und ihrer Umwandlung in Energie - gleichermaßen für hori zontale und vertikale KM-Ausführung. Für die Längen, Breiten, Höhen gilt folgende Standard-Empfehlung:

Stabilität, aber auch Effektivität der KMR-Konzeption waren im Hinblick auf die zu fordernde Energieleistung zielgerichtet und können mit der angeführten Strukturdefinition des KMR ihre Bestäti gung finden. Die Außen-Dimensionen sind nach der gemessenen Durch schnitts-Windströmung eines vorgesehenen Einsatzgebietes übers Jahr zu konzipieren. KM-Rotoren für VA-WKA wie vorstehend beschrieben, eignen sich nicht nur für Aufgaben im Kontinentalbereich. So könnten Vertikalachse-Windkraftanlagen mit Kavernenmodul-Rotoren durchaus anstelle von Segelausrüstung, beispielsweise bei Küstenschiffen mit kleinerer Tonnage, Verwendung finden. In diesem Falle kämen nur hori zontale KMR in Betracht, welche die ozeanen Windströmungen ausnutzen würden, wie dies schon kontinental an vielen Küsten erfolgreich geschieht. Die Verteilung der VA-WKA mit zwei horizontalen KMR auf Deck, könnte bug- und heckseitig erfolgen. Der Schiffsantrieb ist entweder mit direkter mechanischer Koppelung der Wellen mit der VA- WKA möglich, oder es wird die Windenergie in elektrische Energie umgewandelt und die Schrauben werden mittels synchroner Elektromotoren angetrieben.

Ohne Energiespeicher würde sich jedoch bei Flaute das Schiff nicht bewegen lassen. Es muß also für diesen sich öfter wiederholenden Fall mit einem geeigneten Energiespeichersystem, wie es das KESA-System darstellt (P 39 35 304,4) eine Überbrückung stattfinden. Das heißt Windenergie kann benutzt werden, das KESA-System mit kinetischer Energie zu versorgen, welches elektrischen Strom zum Schiffsantrieb erzeugt bis wieder ausreichende Windströmungen genutzt werden können. Solange das KESA-System den Schiffsantrieb besorgt, entsteht ein ge wisser Fahrtwind, der die beiden KMR in geringe Drehbewegung ver setzt. Diese würde ausreichen, die mechanischen Hydropumpen zu betä tigen und damit potentielle Energie für die Hydrospeicher zu liefern. Die Energieversorgung würde also, wenn auch reduziert, doch für den Schiffsantrieb mit einigen Knoten ausreichen. Vor Stürmen bis Orkan stärke ist auch ein Küstenschiff nicht sicher. Wenn die zwei obliga ten Bremsarten, wie geregeltes Generatormoment, sowie als Sicherheits- und Feststellbremse ein mechanisches Federspeicher-Bremssystem nicht mehr genügen sollten, müßte der KM-Hotor auf Deck, bezw. darunter abgesenkt werden. Das ist mittels Schlittenausrüstung am Mast möglich, eine entsprechende Hydraulik für absenken und hochholen sorgt dafür. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für KMR-VA-WKA mit KESA-Wind energie-Speichersystem ergibt sich beim Einsatz in Küsten-Trockenge bieten. Z.B. Nord-Chile, wo pazifische Winde die Nebelbänke in den Bergregionen ins Landesinnere treiben, ohne natürliches Abregnen zu bewirken. Die seit kurzem dort auf Höhenrücken installierten Plastik netze, welche den Nebel auf seiner Verwehung an ihre Fläche binden und das entstehende Tropfwasser in Plastikrinnen sammeln und zur Aufbereitung in eine Filtrieranlage leiten, könnte durch eine VA-WKA mit KM-Rotor (horizontal/vertikal) ersetzt werden. Die Windkraft würde zur Elektrizitätserzeugung genutzt und gleichzeitig die Nebelschwaden permanent angezapft werden, um so eine größere Menge Wasser zu gewin nen. Eine Auffangvorrichtung sollte den vom KMR überstrichenen Radius zur Ableitung des Tropfwassers von den Außen- und Innenkavernen der Module und aus den Entsorgungsschächten in einen Kanal leiten, der wiederum zur Wasseraufbereitung führt.

Der bisherige Stand der Technik von VA-WKA zeigt eine dominante Type mit der Bezeichnung HM-Rotor, der von der Firma Heidelberg Motor GmbH in Starnberg hergestellt wird. Allerdings besteht der Rotor aus weitgespannten Verstrebungen an vertikalen Blättern, die über einen Anschlußring zur Vertikalachse an der Mastspitze be festigt sind. Weitere Vertikalachs-Windkraftanlagen sind noch zu erwähnen, die jedoch aufgrund ihres geringen Leistungsbeiwertes - das Verhältnis von mechanischer Leistung an der Rotorwelle zur ang botenen Windleistung - keine Marktchancen erreichen konnten. Es sind dies beispielsweise:

Savonius-Rotoren, die einfachste Bauart, da sie lediglich den Luft widerstand nutzen; Design, Tonnenform.

Darrieus-Rotoren, etwas bessere Leistungsbeiwerte durch zwei halbkreis artig gebogene Profile mit Auftriebskräfte-Nutzen. Dieser Rotortyp läuft in der Regel nicht von selbst an, er muß durch elektromoto rischen Antrieb oder mittels Savonius-Rotoren gestartet werden. Es ist auch eine Darrieusart gebaut worden, bei welcher sich in einem Turm aggregat sechs Rotoren übereinander um eine Vertikalachse drehen.

H-Rotoren, mit horizontalem Träger und dreieckiger, verstellbarer Blattgeometrie zur Regelung und Kraftbegrenzung bei hohen Windge schwindigkeiten, in England gebaut, hatten keinen Markterfolg.

Es entstand also die Aufgabe, die erfindungsmäßig mit dem KMR gelöst werden kann. Trotz der auf eine äußerst rationale Konstruktion be schränkte Bauform des KMR, wird doch eine größere Energieausbeute mit dem neuartigen Kavernenmodul-Rotor erzielt, was zu vermehrter Wirtschaftlichkeit einer solchen KMR-VA-WKA führt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind die bei relativ engem Radius ro tierenden Kavernenmodule und ihre fixe Winkelposition von 45° auf vier Segmenten von 90°, um maximale Windanströmung-Effekte zu erreichen. Die daraus resultierenden Energiegewinne lassen eine weniger volumi nöse Struktur des KMR zu. Abb. 3 und 7 zeigen die dreidimensionale, dreiteilige KM-Volumenstruktur, die in dieser Form noch nicht gebaut wurde. Die Handhabung der KM bei Montage/Demontage ist durch den ein fachen aber sicheren Zusammenbau der Kavernenmodule mittels T-Nuten- Profilen und ihre Anbringung an den Verstrebungsträgern über die Rasterschienen besonders gekennzeichnet.

Es erweist sich als vorteilhaft, daß ein Schwertdesign das Kavernen modul auszeichnet. Die zwei gleichen Kavernenhälften werden von ihren Außenkavernen unterbrochen, sie verwerten die oft richtungswechseln den Windströmungen sowohl von vorne, Totaleinströmung, als auch von beiden Seiten des KM mit großem Nutzen. Dies aufgrund der Position mit 45° an den kurzen zu den langen 900 Trägern der Rotorverstrebung und der am Stabilisierungsring befestigten horizontalen KM. Sie bringen nach der Wende der Vorderseite vom Luv zum Lee sofort die Rück seite - rechte Seite - des KM dem Winddruck mit den Außenkavernen ent gegen, so daß eine Doppel-Windausnutzung des einzelnen KM in der ge gebenen Position die Windvollast, insbesondere über den Modulverschluß, in wesentlich höhere Energieerträge in der Zeit umsetzt.

Weitere Vorteile ergeben sich für den KMR als offenes Rotorsystem. Eine sonst übliche Windnachführung entfällt. Der Kavernenmodul-Rotor erhält aus jeglicher Windrichtung die gleiche Drehrichtung. Der Radius des KMR und damit Anzahl sowie Größe der Kavernenmodule sind variabel je ge wünschter Leistungsanforderung unter Berücksichtigung der geografischen Verhältnisse zu konzipieren. Die Witterungsunabhängigkeit auch bei winterlichen Bedingungen ist beim KM-Rotor obligatorisch. Die Entsor gungsschächte an der Trennwandunterseite zur Kavernenhälfte-Unterkante lassen Regenwasser ablaufen, Klumpenbildung durch Schnee, Graupel oder Hagel wird dadurch verhindert. Die KMR-Verstrebung, aus hochfestem und witterungsbeständigem Metall gefertigt, besteht aus den kurzen und langen Trägern, welche für die höhere Belastung ausgebildet sind. Der Stabili sierungsring harmonisiert die auftretenden Kräfte auch bis zum Verbin dungsring des Permanentmagnetrings, an der Mastspitze in die konven tionellen Aufgaben für Inselbetrieb, sowie Windenergie-Farmen, reiht sich eine Vertikalachse-Windkraftanlage mit Kavernenmodul-Rotor sehr vorteilhaft ein; die hohe Leistungsdichte infolge dieser KMR-Konzeption ist ein sicheres Indiz dafür. Eine Sonderstellung in der Anwendungs palette der KMR-VA-WKA ergibt sich als "treibende Kraft für Schiffe" mittels der dafür geeigneten horizontalen KMR-Struktur. Die horizontale Kreisbewegung und relativ niedrige KMR-Geometrie bieten die Vorausset zung für die Aufstellung auf Deck mit Verankerung unter Deck. Die wei tere Anwendungsmöglichkeit einer VA-WKA mit KM-Rotor in Küsten-Trocken gebieten zeigt, daß diese Anlage als Windgenerator zur elektrischen Stromerzeugung arbeitet und gleichzeitig ein Wasserproduzent in der be treffenden Region ist. Es wird saubere Elektrizität erzeugt und geliefert, die Trinkwasserversorgung von Gemeinschaften läßt eine Begrünung der unmit telbaren Umgebung zur Nahrungsmittelerzeugung zufriedenstellend zu.

Abb. 1

Kavernenmodul-Rotor "KMR" für VA-WKA, horizontal, unperspektivische Darstellung der KM-Kreispositionen 4×90°, mit zwei linken Modulhälften (vorne) und zwei rechten (rückwärtigen).

Bezugszeichenliste

1 offener KMR mit abstandsgleichen horizontalen Kavernen modulen "KM", zweidimensionale KM-Darstellung der Rotor-Formation (Uhrzeigersinn)
2 vier Kavernenmodule, Schwert-Design, mit
3 zwei identischen Kavernenhälften, links (vorne), rechts (rückwärts)
4 Trennwand, KM-Hälftenstabilisierung, mit Innenkaverne
5 Außenkavernen und Modulverschluß
6 Entsorgungsschächte
7 Befestigungsstege zur Trennwandunterseite
8 KM-Montagepositionen für Verstrebungsträger auf der rückwärtigen - rechten - Seite
9 Verstrebungen mit Stabilisierungsring und Verbindung zum Permanentmagnetring am Mast

Abb. 2

Kavernenmodul horizontal Seitenansicht, linke Modulhälfte.

Bezugszeichenliste
1 linke Kavernenmodulhälfte, Schwertdesign, unten nach hinten oben gerundet
2 Trennwand, durchgehend mit Innenkaverne vorne, an den Enden mit Verstärkung zur Aufnahme der Befestigungselemente Raster
3 Außenkavernen mit Wulstöffnung
4 Verbindungsstege der linken Modulhälfte zur Trennwand unterseite
5 Modulverschluß als rückseitige Winddruckaufnahme
6 Entsorgungsschächte, von den Trennwand-Befestigungsstegen unterteilt

Abb. 3

Kavernenmodul KM, horizontal Vorderansicht, rechteckiges Profil.

Bezugszeichenliste
1 linke und rechte KM-Hälfte
2 Trennwand, beide Enden für Befestigungselemente verstärkt, zur Aufnahme der Kavernenhälften oben und unten mit T-Nuten- Profil versehen
3 Außenkavernen
4 Verbindungsstege in der Trennwandunterseite im T-Nuten-Profil eingerastet und durchgehend miteinander verschraubt
5 Entsorgungsschächte
6 Modulverschluß als rückseitige Winddruckaufnahme

Abb. 4

Rasterschiene zur Aufnahme des Halters mit Verstrebungsträgern für die horizontalen und vertikalen Modulhälften (Abb. 3 u. 7).

Bezugszeichenliste
1 Rasterschiene mit obigem Verschluß und Verschraubungen in der rechten Trennwandseite
2 Halter mit Verstrebungsträger, einer waagerecht, der andere schräg nach unten gerichtet nur für horizontale KMR, bei vertikaler Ausführung mit drei Verstrebungsträgern, oben, mittig und unten durch eine Außenkaverne mit der rechten Trenn wandseite verschraubbar
3 Verbindungselemente der Verstrebungsträger zum Halter - horizontaler KMR zwei, vertikal drei
4 Verstrebungsträger-Anschlag am Stabilisierungsring
5 Aufsetzen der beiden Rasterschienen auf die Halter der Verstre bungsträger bei horizontalem KMR an den verstärkten Trennwand enden; bei vertikalem KMR aufsetzen einer in die rechte Trenn wandseite durch eine Außenkaverne angebrachte Rasterschiene auf den Halter mit den drei Verstrebungsträgern

Abb. 5

Kavernenmodul-Rotor "KMR" vertikal, unperspektivische Darstellung der KM-Kreispositionen 4×90°, mit zwei linken Modulhälften (vorne) und zwei rechten (rückwärtigen).

Bezugszeichenliste
1 KMR mit vertikalen Modulen, zweidimensionale KM-Darstellung der Rotor-Formation (Uhrzeigersinn)
2 vier Kavernenmodule "KM", Schwert-Design, mit
3 zwei identischen Kavernenhälften, links (vorne), rechts (rückwärts
4 Trennwand, KM-Hälftenstabilisierung, mit Innenkaverne
5 Außenkavernen und Modulverschluß
6 Entsorgungsschächte
7 Befestigungsstege zu Trennwandunterseite
8 KM-Befestigungspositionen für Verstrebungsträger auf der rückwärtigen - rechten - Seite
9 Verstrebungen mit Stabilisierungsring und Verbindung zum Permanentmagnetring am Mast

Abb. 6

Kavernenmodul vertikal, rechte Modulhälfte, Seitenansicht.

Bezugszeichenliste
1 rechte KM-Hälfte, Schwertdesign, unten nach hinten aufwärts gerundet
2 Trennwand mit linearer Oberkante und Innenkaverne
3 Außenkavernen mit Wulstöffnung
4 Verbindungsstege zur Trennwandunterseite
5 Modulverschluß als rückseitige Winddruckaufnahme
6 Entsorgungsschächte
7 Verankerungselemente, für die Aufnahme der Rotorver strebung durch die rechte Modulhälfte hindurch, fest in die Trennwand eingebaut

Abb. 7

Kavernenmodul vertikal, Vorderansicht, rechteckiges Profil.

Bezugszeichenliste
1 Kavernenmodul, linke und rechte Hälfte
2 Trennwand, oben und unten mit T-Nuten-Profil zur Aufnahme der Kavernenhälften versehen
3 Außenkavernen
4 Verbindungsstege in der Trennwandunterseite im T-Nuten-Profil eingerastet und durchgehend miteinander verschraubt
5 Entsorgungsschächte
6 Positionen für Befestigung der Rotorverstrebung in der rechten Modulhälfte
7 Modulverschluß als rückseitige Winddruckaufnahme

Claims

1. Kavernenmodul-Rotor für Windkraftanlagen mit Vertikalachse (im folgenden als "KMR" bezeichnet) als offenes horizontales und/oder vertikales Rotorsystem. Die Kavernenmodule (KM) als Komponenten des KMR, bestehen aus zwei Identischen Kavernenhälften und einer Trenn wand. Sie sind auf Verstrebungsträgern im 45°-Winkel je 90°-Segment angebracht, dadurch gekennzeichnet, daß die nach rückwärts verjüngten Kavernenmodule zur besseren Windausnutzung auf der linken und rechten Seite eine Innen- und mehrere Außenkavernen haben, die zu einer Doppel-Windbeaufschlagung je KM und längerer Windnutzung je Rotor kreisposition führen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der KM-Rotor in seiner Gesamtstruktur (Abb. 1 und 5) mit den Kavernenmodulen im Schwertdesign eine optimierte Bauform hat. Diese Konzeption ist der konsequente Versuch, eine neu artige dreidimensionale Ausführung (Abb. 3 und 7) mit der Aufgabe zu entwickeln, ein voluminöses Handikap auf das absolute Minimum von Witterungseinflüssen so zu reduzieren, um eingewehtes Regenwasser oder andere Niederschläge auf der Rotorkreisführung mittels Schächten an der KM-Unterseite zu entsorgen. Hierzu dient auch, daß die KM nach rückwärts aufwärts (Abb. 2 und 6) bis zum Modulverschluß abgerundet verjüngt sind, was schließlich zu dem ausgeprägten Schwertdesign führte.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die KM mittig in Längsrichtung mit einer Trennwand versehen sind, die bei horizontaler Ausführung oben an den Enden zur Aufnahme der Halter der Verstrebungsträger mit je einer Raster schiene (Abb. 4) ausgestattet ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Komponenten des KM auf einfache Weise zusammengesetzt sind. Dazu dienen vor allem die T-Nuten-Profile an der oberen und unteren Trennwandkante (Abb. 3 und 7), in welche die Kaver nenhälften mit ihren rechteckigen Kanten oben und mit den Verbindungs stegen-Profilen unten schlüssig eingeführt werden. Beide Kavernenhälf ten werden mittels der Verbindungsstege unten durch die Trennwand hin durch miteinander verschraubt, so daß neben den Verbindungen mittels T-Nuten-Profilen etc. auch eine durchgängige Verschraubung die Eigen gewichts- und Winddruckbelastung bestens absichert.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß strahlenförmige Verstrebungsträger, von einem oberen Mastteil ausgehend und mittels Stabilisierungsring mit einander verbunden (4×90°, 4×45°), wie bei Abb. 1 und 5 darge stellt, mittels Befestigungselementen die horizontalen KM an den Trennwandenden, oder vertikal an drei Trennwandpunkten mittig senk recht verankern. Dazu sind sie mit Haltern versehen (Abb. 4), welche in die an der Trennwand angebrachten Rasterschienen eingeführt werden. Über die Verstrebungsträger ist eine Montage/Demontage der Kavernen module beider Typen zum Austausch von Komponenten problemlos möglich.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide KM-Typen infolge ihrer Konzeption Abb. 3 und 7) ein bestimmtes Raumvolumen haben, das in seinen Dimen sionen den Leistungsanforderungen an den KMR entspricht, aber so eng ausgelegt ist, daß mit ca. 15 cm Tiefe je KM-Hälfte die maximalen Toleranzen für Betriebssicherheit gewährt sind.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Außenkavernen bei ebenfalls ca. 15 cm je Kavernenöffnungsbreite in beiden Kavernenhälften für die Doppel-Windbeaufschlagung des KM bei entsprechender Rotorkreisposi tion sorgen. Bei nach 180° gewendete KM lassen über die Außenkavernen und Innenkaverne eingeströmten Wind abfließen, ohne nennenswerte Bremswirkung zu verursachen.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß neben dem Raumvolumenmaß auch standar didierte zweidimensionale Abmaß vorgesehen sind und zwar ca. für wobei ein Rotordurchmesser in etwa 8 m für horizontalen KMR, für vertikale Ausführung ein solcher von 10 m zu kalkulieren wäre; je Einsatzbereich können diese Maße ± differieren. Die Komponenten stärken lassen auch hier Standardmaße zu, wie z. B. 5 cm Wandstärke für die Trennwand und 3 cm Stärke für die Kavernenhälften. Das ver wendete Material sollte ein witterungsbeständiger Kunststoffaser- Verbundwerkstoff sein, welcher die Dauerbelastung des KMR über Jahre hinweg zuverlässig absorbiert.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der über Außenkavernen und Innenkaverne von der Windlast voll beaufschlagte Modulverschluß (Abb. 2, 3, 6, 7) die unterschiedlichen Drücke je KM- Position am Rotorskreis in Energie gewinn umsetzen kann. Dies kontinuierlich aufgrund der Plazierung von 4 KM je 90°-Segment und 45°-Winkel an den kürzeren zu den längeren Verstrebungsträgern, so daß eine Harmonisierung der aufzunehmenden Kräfte erfolgt. Durch die Verjüngung der Kavernenmodule nach rückwärts aufwärts, ist die vom Wind angeströmte Modulverschluß-Fläche nicht zu groß, auch hier also nur relativ geringe Bremswirkung über ganz kurze Perioden infolge der permanenten Rotorkreisbewegung (im Uhr zeigersinn).

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Konzeption der KMR horizontal und vertikal im Schwertdesign neben sonst üblicher Elektrizitätserzeugung und ihrer Lieferung an Verbraucher direkt, oder Einspeisung ins Netz, auch eine Speicherung von Überschußenergie im Mast-Unterteil mit geeigneten Systemen erlaubt. Bei Flaute oder sonstigem Stillstand des KMR, könnte also trotzdem eine, wenn auch etwas verringerte Stromer zeugung mindestens für entsprechenden Inselbetrieb etc. erfolgen.