DE742242C

DE742242C - Elektrisches Windkraftwerk

Info

Publication number: DE742242C
Application number: DES138968D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ludwig Hartwagner
Original assignee: LICHT und KRAFT AG; Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Current assignee: LICHT und KRAFT AG; VEM Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1939-10-26
Filing date: 1939-10-26
Publication date: 1943-11-26

Description

Elektrisches Windkraftwerk Der Betrieb von elektrischen Windkraftwerken größerer Leistung ist wegen der stark veränderlichen Windkräfte nur in Verbindung mit einem bestehenden größeren Netz denkbar, das in der Lage ist, zu jeder Zeit die anfallende Leistung des Windkraftwerkes aufzunehmen oder zu speichern. Um auch geringe Windkräfte nutzbar machen- zu können, ist es notwendig, daß die Windturbine auch bei kleinen Windstärken mit möglichst großem Wirkungsgrad arbeitet und daß die Umsetzungsverluste zwischen Windenergie und elektrischer Energie möglichst gering sind. Es ist bereits bekanntgeworden, aus diesem Grunde das Windrad unter Vermeidung von Transmissionen unmittelbar oder mittelbar über ein Getriebe mit einem Drehstromgenerator zu kuppeln, der seinerseits über einen Transformator in das Netz arbeitet. Ferner ist es bekanntgeworden, das Windrad mit selbsttätiger, von der Windstärke abhängiger Flügeleinstellung zu versehen, die eine konstante oder nahezu konstante Drehzahl des Windrades und damit ein direktes Parallelarbeiten des von ihm angetriebenen Drehstromgenerators mit dem Netz ermöglicht. Das bekannte Vorgehen bedingt jedoch eine gewisse Begrenzung der Leistung von solchen Windturbinen. Der Durchmesser des Windrades wird nämlich eine gewisse Grenze nicht überschreiten können, da mit zunehmendem Durchmesser die Drehzahl stetig abnimmt und die konstruktive Durchbildung der Flügelradsteuerung erschwert wird. Mit abnehmender Drehzahl wächst zudem die Generatorgröße, und damit steigern sich auch Herstellungs- und Aufstellungskosten erheblich. Man wird daher bei größeren Leistungen von etwa 5oo bis iooo kW an die zu erzeugende Leistung auf mehrere schnellläufige Windturbinenaggregate (Windrad und Stromerzeuger) aufteilen, die zweckmäßig alle die gleiche Leistung aufweisen und welche parallel auf das Netz arbeiten. Eine solche Ausbildung ist an sich bekannt. Bei den bekannten Anlagen hat man vorzugsweise mehrere Traggerüste etagenförmig übereinander vorgesehen und die Traggerüste beiderseits der Turmachse jeweils nur mit einem Aggregat ausgerüstet. Dadurch ergibt sich bei mehrfacher Lagerung zugleich eine ungünstige Ausnutzung der Turmgerüstkonstruktion.
Gegenstand, der Erfindung ist nun ein elektrisches Windkraftwerk mit mehreren an einem um eine senkrechte Achse drehbaren Traggerüst eines Turmes, z. B. Gerüstturmes, beiderseits der Drehachse symmetrisch angeordneten Windturbinenaggregaten, die gleiche Leistung besitzen und mit selbsttätiger, von der Windstärke abhängiger Flügeleinstellung versehen sind. Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst günstige Anordnung der Windturbinenaggregate zu finden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in bekannter Weise als Schnelläufer ausgebildeten Aggregate auf dem Traggerüst so gelagert sind, daß ihre gemeinsame Flügelradebene, in der Windrichtung gesehen, hinter der Drehachse liegt und sie mit nach außen abnehmender Zahl in zur Drehachse parallelen Reihe liegen und derart gegeneinander versetzt sind, daß die Ausladung des Traggerüstes gering bleibt.
Auf diese `''eise ist es möglich, Windkraftwerke auch größerer Leistung in tragbaren Abmessungen zu halten. Denn die Ausführung der Windturbinenaggregate als Schnellläufer gestattet die Erzeugung größerer Leistungen, ohne daß Windräder und Generatoren unverhältnismäßig groß ausgelegt werden müssen. Durch die leeseitige und gleichzeitig symmetrische Anordnung der Windturbinenaggregate zur Drehachse ergibt sich, daß sich das Traggerüst der Aggregate, wie an sich bekannt, sofort selbsttätig den Änderungen der Windrichtung anpaßt ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Hilfsmittel, wie z. B. Servo-Motoren. Ferner wird durch die besondere Anordnung der Aggregate an dem Traggerüst namentlich der Vorteil erzielt, daß die seitliche Ausladung des Traggerüstes trotz der Unterbringung einer größeren Leistung gering bleibt, was wiederum zur Folge hat, daß das Traggerüst selbst und der Turm bei Wahrung der erforderlichen mechanischen Festigkeit in verhältnismäßig leichter Ausfiihrung hergestellt werden können.
Abb. i und :a zeigen beispielsweise ein derartiges Windkraftwerk. Die Windturbinenaggregate a,, a,', a2, as a3, a3 , a.4, a4', a., aJ, a6, ae sind auf einem gemeinsamen, von dem Gerüstturm c getragenen Traggerüst b angeordnet, und zwar spiegelbildlich zur senkrechten Mittelachse des Traggerüstes b und mit nach außen abnehmender Zahl in zur Drehachse parallelen Reihen. Dadurch ist es möglich, die seitliche Ausladung des Traggerüstes bei einer gegebenen Anzahl von Aggregaten gering zu halten, und es ergibt diese Anordnung der Aggregate die aus der Zeichnung ersichtliche dreieckige Form der beiden Arme- des . Traggerüstes.
Das Traggerüst b ist um den oberen Teil des Gerüstturmes c, der die gesamte Windkraftanlage trägt, drehbar gelagert. Der Turm wird an seinem oberen Teil entsprechend ausgestaltet und beispielsweise seitlich mit den Rollen d,, d., d3 versehen, die auf kreisförmigen Führungsbahnen m des Traggerüstes b laufen. Statt der kreisförmigen Führungsbahnen kann auch ein einziges zylindrisches Gehäuse benutzt werden. Auf diese Weise wird das Traggerüst seitlich geführt, während sein Gewicht sich mittels der Rollen e auf einen ringförmigen Ansatz f des Gerüstturms stützt. Zur Beobachtung, Bedienung und Montage kann noch eine umlaufende Galerie g vorgesehen werden.
In Abb. ? ist das Windkraftwerk von oben gesehen dargestellt. Es werden Windturbinenaggregate verwendet, bei denen, wie bereits bekannt, Generator und Schalt- und Steuerapparate in einer stromlinienförmig ausgebildeten Verkleidung enthalten sind. Die Anordnung des Traggerüstes mit den auf ihm gelagerten Aggregaten ist so getroffen, daß die Flügelradebene hinter der Drehachse des Traggerüstes liegt. Das schwenkbare Traggerüst mit seinen Windturbinenaggregaten wird sich daher selbsttätig senkrecht zur Windrichtung einstellen, wie es an sich bei Windkraftanlagen mit einem Einzelrad in Leeanordnung bekannt ist.
Zweckmäßig werden für die einzelnen Aggregate Drehstromgeneratoren verwendet, da diese mit nur geringen Umsetzungsverlusten auf das Netz arbeiten können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Windkraftwerk mit mehreren an einem um eine senkrechte Achse drehbaren Traggerüst eines Turmes, z. B. Gerüstturmes, beiderseits der Drehachse symmetrisch angeordneten Windturbinenaggregaten, die gleiche Leitung besitzen und mit selbsttätiger, von der Windstärke abhängiger Flügeleinstellung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schnelläufer ausgebildeten Aggregate auf dem Traggerüst so gelagert sind, daß ihre gemeinsame Flügelradebene, in der Windrichtung gesehen, hinter der Drehachse liegt und sie mit nach außen abnehmender Zahl in zur Drehachse parallelen Reihen liegen und derart gegeneinander versetzt sind, daß die seitliche Ausladung des Traggerüstes gering bleibt.
2. Windkraftwerk nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst unten mittels Rollen auf einer am Gerüst= turm angebrachten Führungsbahn läuft und nach oben durch seitlich am Turm angeordnete Rollen geführt ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 17 763, 70 5o8, 160 494, 342 961, 435 889, 459 035, 556 032, 577 917, 667 674, 672 6o6; österreichische Patentschrift Nr. 84 182; französische - Nr. 445 835,

542 172, 598 385; britische Patentschrift Nr. t65647, 213 022; amerikanische Patentschrift Nr. 644 102, 1 316 862, 1442 350; Honnef: Windkraftwerke 1932, Seiten 21, 45. 46, 70.