DE830180C

DE830180C - Windkraftwerk

Info

Publication number: DE830180C
Application number: DESCH2639A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erwin Schiedt
Original assignee: ERWIN SCHIEDT DR ING
Current assignee: ERWIN SCHIEDT DR ING
Priority date: 1950-06-15
Filing date: 1950-06-15
Publication date: 1952-01-31

Description

Windkraftwerk Da die Turmkonstruktionen: von Windkraftwerken den hohen statischen und dynamischen Beanspruchungen, die bei starken Stürmen auftreten, gewachsen sein müssen, sind außergewöhnlich stabile und entsprechend teuere Turmbauten als Träger für die Windräder erforderlich.
Schon mehrfach sind kippbare Maste vorgeschlagen worden, mit deren Hilfe die Windräder beim Herannahen eines Sturmes bis in die Nähe des Erdbodens abgesenkt werden können. Diese Ausführung erfordert jedoch nicht nur eine große räumliche Ausdehnung, sondern vor allem auch einen sehr umständlichen Mechanismus und ist daher höchstens für kleine Windräder geeignet.
Außerdem sind teleskopartig verschiebbare, zweiteilige Maste bereits bekannt, die jedoch für Windkraftwerke keinerlei praktische Bedeutung erlangt haben. da bei dieser komplizierten Anordnung sehr große Verstellkräfte aufgewendet werden müssen.
Weiterhin ist der Vorschlag gemacht worden, die Windräder am Mast auf und ab zu bewegen. Die hierfür bekanntgewordene Ausführung ist jedoch nur für kleine Anlagen geeignet und hat .sich eben- falls praktisch nicht bewährt.

Die vorliegende Erfindung :bezweckt nun die Schaffung eines Windkraftwerkes, bei dem die Turmkonstruktion wesentlich leichter und billiger ausgeführt werden kann als bisher, wodurch sich die Gesamtkosten der Anlage bedeutend verringern. Die Windräder werden in an sich bekannter Weise an drehbaren Kragarmen angebracht, um entsprechend der Windrichtung eingestellt werden zu können. Wie aus der schematischen Darstellung der Erfindung in Abb. t ersichtlich ist, liegen die Krag-

arme u und h auf dem Bund c von am Turm (1 ver-

schiebharen°I-IÜlserr e und f.-Mit Hilfe ton Draht-

seilen g und lt sowie Gegengewichten i und k lassen

sich nun die Windräder mit sehr geringem Kraft-

aufwand in ihrer Höhenlage verändern.

Bei sclittachetn Wind werden die Räder hoch-

gefahren, etwa wie in Abb. i dargestellt ist. Wenn

der Wind stärker wird und dadurch gef<ilirliclie

1)urclii)iegtitigen oder Resonatizsch"tingungeti d"s

Turmes auftreten, erfolgt erfindungsgemäß voll-

ständig automatisch ein Absenken der Kragarme,

und zwar so weit, bis die Durchbiegungen oder

Sclittitigungett wieder auf ein bestimmtes Xlaß Zu-

rückgegangen sind. Bei Sturmwarnung tvird einer

der leiden Kragarme (in Abb. 2 ist es der untere)

uni i8o" gedreht, so (laß dessen Windräder hinter

den "Turm ztt liegen kommen und dadurch ein sehr

tiefes Niederholen sämtlicher Räder ermöglicht

wird. Zwecks Ertlastung des Turmes läßt nian'in

dieser Endstellung die Gegengewichte herab und

hängt die Drahtseile aus, die in Abh. r mit g und h

bezeichnet sind.

Ist das Herannahen eitles starken Sturmes ge-

meldet, so werden gemäß torliegender Erfindung

-zusätzlich noch die Abipannseile, die in Ah1). 2 die

Bezeichnung 1 und m tragen. angebracht. Ztt diesem

Zweck läßt man zunächst ein dünnes Drahtseil ton

der Spitze des Turmes an der Außenseite mittels

eines durch eine Schiene geführten Gewichtes herab.

plan entfernt sich dann auf dem Erdboden mit

diesem Seil unter ständiger Spannung weit genug

totn Fuße des Turmes, bis schließlich das dickere

Abspannseil ohne Gefährdung vier Windräder mit

Hilfe des dünneren Seiles hochgezogen werden

kann. Auf diese Weise- können naturgemäß nicht

nur die beiden in Abb. 2 dargestellten Seile l und m

angebracht werden, sondern eine beliebige größere

Anzahl ton A1)spannkal)eln.

Um nach torübergezogenem Sturm die Wind-

räder Mieder hochfahren ztt können, müssen zu-

nächst die Gegengewichte wieder hochgezogen

werden. Damit hierfür eine schwache Antriebs-

leistung ausreicht, werden die Gegengewichte er-

findungsgemäß mehrteilig, z. B. vier- oder achtteilig,

ausgeführt, so daß jeweils nur ein Bruchteil des

Gesamtgewichtes hochgehoben zu werden braucht.

Es ist zweckmäßig, die Drehbarkeit der Krag-

arme durch Verwendung von Kugeln oder Rollen

zu erleichtern.

Zur sicheren Führung der verschiebbaren Hülsen e

und f werden gemäß torliegender Erfindung mehrere

Führungsschienen an der Außenseite des Turmes,

senkrecht ton unten nach oben verlaufend, an-

gebracht. Der Winddruck wird dann mit Hilfe ton

an den Hülsen befindlichen Führungsrollen auf diese

Schienen übertragen.

Damit ini Winter die Absenkbarkeit und Dreh-

barkeit der Kragarme nicht durch Vereisung oder

Erhärten des Schmiermittels erschwert wird. sind

erfindungsgemäß Heizvorrichtungen an den ver-

schiedenen Lagerstellen vorzusehen. Durch An-

bringen ton Wärmeisolation wird der 2#ufwand an

1(eizenergie möglichst niedrig gehalten.

Ein weiteres Merkmal fler \-orliegenden Erfindung

ist die Verwendung -ton mir einem einzelnen G°ne-

rator mit Getriebe für jeweils zwei Windräder.

Getriebe und Dvtianiomaschine sitzen z@tischen den

beiden \Windr4derti in der Mitte der Kragarine auf

der dem Wind abgekehrten Seite an den I'ritikten rt

und o. Die Kraftübertragung erfolgt am zweck-

mäßigsten mit Hilfe von Torsionsn-ellen. Durch

diese Anordnung können (lie Kragartne wesentlich

leichter und billiger gebaut @ter(len, als bei der bis-

her üblichen Ausführung finit in den .Naben der

Windräder 'liegenden Generatoren und Getrieben.

Außerdem ist auch ein einzelnes <"rohes _\ggregat

billiger als zwei kleine mit halber Leistung.

Der Turm kann entweder in lorni eines kohr-

inastes oder als Fachwerkkonstruktion mit be-

liebigem Querschnitt ausgeführt sein.

Bei schwachem Wind. der h:iufg eine starke Gr-

iclitljndigkeitszunaiinie mit (ler 1-1()17: auftteist.

kann es evtl. zweckmäßig sein, die leiden unteren

Windräder noch etwas höher hinaufzufahren, als iti

Abb: t darestellt ist. Trotz teilweiser L'ber-

deckung der' «-in<lradkrei<e i#t die Gesamtleistung

unter Umständen eine etwas höhere als torliet-.

Damit hierbei die Windräder sich gegenseitig nicht

beschädigen, intissen die Umlaufebenen etwas ver-

setzt zueinander angeordnet werden.

In den Abbildungen sind fier Windräder ein-

gezeichnet. Es ist jedoch zu erwähnen, ciaß sich die

Erfindung auch bei einer größeren oder geringeren

Anzahl ton Windrädern anwenden läßt.

Die torliegende Erfindung ist besonders für die

Errichtung ton 'Mittel- und Großwindkraft@verken

geeignet. Da die bisher üblichen Turmbauten eine

außergewöhnlich stabile Konstruktion besitzen

mußten, uni auch den hei starken Stiirinen auf-

tretenden Beanspruchungen gewachsen zu sein, ver-

ursachten die Kosten des Turmhaues mehr als die

Hälfte der Gesamtanlagekostett. Urfindungsgeniäß

kann der Turm ntnitnehr bedeutend schwächer und

billiger ausgeführt werden, da die Einsturzgefahr

mit Hilfe des torstehend beschriebenen Verfahrens

trotz der leichteren Bativ-eise vollständig vermieden

wird. Die Gewinnung ton elektrischem Strom aus

der Windenergie ist daher in Zukunft in viel

größerem L'mfatige tnit wirtschaftlichem Nutzen

möglich als bisher.

Claims

PATENTANSPRI`(;IIE:

i. Windkraftwerk mit in fier Höhenlage ver- stellbaren \N'itidräclern, dadurch gekennzeichnet. daß zwei oder mehr Windräder mit Hilfe von Drahtseilen (g und h in Abb. i) und Gegen- getvichten (i und k) an einem Turin ((t) auf und ab beilegt werden könnest. wobei die Betriebs- fähigkeit in jeder Lage zwischen dein höchsten und tiefsten Punkt erhalten bleibt und bei dein die mehrteilig ausgeführten Gegengewichte nach Erreichung der höchsten Stelle zwecks Ent- lastung des Turmes liet-al)gclassesi und aus- gehängt werden können. 2. @@'indkrafttterl; nach .\iispruch t. dadurch

gekennzeichnet, daß hei Herannahen eines starken Sturmes zusätzlich Ahspannkahel (I und rn in All>. z) am Turin angebracht \verden und daß im Falle der Verwendung von mehr als einem Paar Windrädern die Kragarme (a und h) um i 8o' gegeneinander verdreht werden können, damit diese sich möglichst dicht aufeinanderfahren lassen. ;. Windkraftwerk nach Anspruch i und ?. dadurch gekennzeichnet. daß die Kragarme (a und h) sich tun eine am Turm verschiebbare zylindrische Hülse (c) drehen, die mit Hilfe von Führungsrollen an Schienen auf und a1) geführt wird, die sich an der Außens°ite desTurines von unten nach oben erstrecken. Windkraftwerk nach Anspruch t his 3, dadurch gekennzeichnet. daß für jeweils zwei Windräder nur ein Getriebe und ein Generator verwendet wird, die zwischen Gien Windrädern an den Kragarmen auf der Leeseite des Turmes sitzen, wobei die Kraftübertragung mittels Torsionswellen erfolgt. 5. Windkraftwerk nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet. daß ein Teil oder sämtliche Lager des ganzen Windkraftwerkes durch eine Heizvorrichtung gegen Blockieren durch Eisbildung geschützt werden, vvohei durch Wärmeisolation für geringen Heizenergieverbrauch gesorgt wird. 0. Verfahren zum Betrieb eines Windkraftwerkes nach Anspruch t bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl heim Überschreiten der Durchb egung des Turmes um einen bestimmten Betrag als auch heim Auftreten von gefährlichen Schwingungen automatisch eine Absenkung der Windräder erfolgt, his die Durchbiegung oder Schwingung wieder auf ungefährliche Werte zurückgegangen ist.