NL1016166C1 - Wind vane to direct airflow to ground-mounted turbine to drive generator - Google Patents
Wind vane to direct airflow to ground-mounted turbine to drive generator Download PDFInfo
- Publication number
- NL1016166C1 NL1016166C1 NL1016166A NL1016166A NL1016166C1 NL 1016166 C1 NL1016166 C1 NL 1016166C1 NL 1016166 A NL1016166 A NL 1016166A NL 1016166 A NL1016166 A NL 1016166A NL 1016166 C1 NL1016166 C1 NL 1016166C1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- wind
- energy
- turbine
- now
- ground
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
- F05B2240/131—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines by means of vertical structures, i.e. chimneys
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
5 Werkwijze en inrichting voor het produceren van energie uit wind.5 Method and device for producing energy from wind.
t* ’t * "
De uitvinding heeft betrekking op de werkwijze en inrichting voor het produceren van energie middels windkracht.Ben dergelijk toestel is bekend, 10 onze oude bekende windmolens waarbij (bijv.) 4 wieken gevormd door met zeil bespannen houtwerkframes een centrale as aandrijven, welke vervolgens gekoppeld wordt aan een inrichting voor het produceren van energie, bijv. in de vorm van het malen van graan of het oppompen, resp. verplaatsen van een medium zoals bijv. water.The invention relates to the method and device for producing energy by wind power. Such an apparatus is known, our old known windmills in which (eg) 4 blades formed by sail-stretched woodwork frames drive a central shaft, which is then coupled to a device for producing energy, eg in the form of grinding grain or pumping it up, or moving a medium such as eg water.
15 De werkwijze en inrichting werden later gemoderniseerd door de wieken als vleugelprofielen uit te voeren en vervolgens de centrale as van de wieken direkt of indirekt (bijv. reduktiekasten) op een generator aan te sluiten, welke electrische energie t.b.v. van een veelheid van toepassingsgebieden naar elders afvoert.The method and equipment were later modernized by designing the blades as wing profiles and then connecting the central axis of the blades directly or indirectly (eg reduction cabinets) to a generator, which provides electrical energy for a variety of application areas elsewhere. drains.
20 Het thans alom bekende beeld van windmolens op hoge masten die windenergie op relatief grote hoogte benutten voor energievoorziening elders.20 The currently well-known image of windmills on high masts that use wind energy at a relatively great height for energy supply elsewhere.
Het plaatsen van een generator met een groot vermogen op grote hoogte levert constructieve en onderhoudstechnische problemen op. ^ 25 Bovendien wordt het aangeboden debiet aan windenergie slechts ten dele nuttig gebruikt door een aantal wieken in een cirkelvormig gebied.Placing a high-power generator at a great height poses construction and maintenance problems. Moreover, the offered wind energy flow is only partially used by a number of blades in a circular area.
Met de uitvinding wordt beoogd om de maximale grens van generatorvermogen te verhogen en tegelijkertijd de constructieve en onderhoudstechnische problemen tot een minimum te beperken en 30 bovendien het aangeboden winddebiet veel efficiënter te benutten.The object of the invention is to increase the maximum limit of generator power while at the same time minimizing the construction and maintenance technical problems and, moreover, utilizing the offered wind flow rate much more efficiently.
Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt door het oude bekende beeld van vleugelprofielen op grote hoogte te vervangen door een op bijzondere wijze aërodynamisch goed gedimensioneerde constructie die -35 ook zonder een positionering op grote hoogte - aan alle vorengenoemde beperkingen van de thans bekende windmolens een einde maakt.According to the invention this can be achieved by replacing the old known image of wing profiles at a great height with a particularly aerodynamically well-dimensioned construction which, even without a positioning at a great height, puts an end to all the aforementioned limitations of the currently known windmills. makes.
1016166 - 2-1016166 - 2-
Daartoe wordt volgens de uitvinding de beschikbare windenergie op een bepaald niveau via een "windvanger" in de daaronder gelegen 5 steunconstruc'tie afgevoerd. De totaal opgevangen luchthoeveelheid wordt vervolgens - al of niet via een versnellingsconstructie -toegevoerd aan een turbine, die op haar beurt een generator - al of niet via een reductiekast of een nieuw in te voeren methode van hoekverdraaiing (*) - aandrijft.To this end, according to the invention, the available wind energy is discharged at a certain level via a "wind catcher" in the support structure located below it. The total amount of air collected is then supplied - whether or not via an accelerator construction - to a turbine, which in turn drives a generator - whether or not via a gearbox or a new angle rotation method (*) to be introduced.
10 Het rendement van energie-overdracht van wind op generator wordt op deze wijze aanzienlijk verbeterd.In this way the efficiency of energy transfer from wind to generator is considerably improved.
Omdat de generator nu op laag niveau in een goed ondersteunde positie geplaatst kan worden, kan zowel de luchtturbine als de generator voor een veel hogere capaciteit gedimensioneerd worden.Because the generator can now be placed in a well-supported position at a low level, both the air turbine and the generator can be dimensioned for a much higher capacity.
15 Ad (*) » Uit modelproeven blijkt dat zelfs bij zware storm, door slechts lichte verdraaiing van de windhapper t.o.v. van de heersende windrichting, de aërodynamische belasting van de windturbine exponentieel af te nemen. De constructieve belasting neemt in nagenoeg gelijke wijze af.15 Ad (*) »Model tests show that even in severe storms, the aerodynamic load of the wind turbine decreases exponentially by only a slight rotation of the wind chopper relative to the prevailing wind direction. The structural load decreases in almost the same way.
20 Bij 180 gr. verdraaiing van de windhapper - dus tegengesteld aan de heersende windrichting - ontstaat een onderdruk in de inrichting die de luchtturbine in tegengestelde richting doet draaien. *20 At 180 gr. Rotation of the wind blower - thus opposite to the prevailing wind direction - creates an underpressure in the device that causes the air turbine to rotate in the opposite direction. *
De turbine kan dus bij stormwind nog steeds energie produceren en stormwind- overbelasting is uitgesloten.The turbine can therefore still produce energy in storm winds and storm wind overload is excluded.
2525
De uitvinding wordt hieronder toegelicht aan de hand van de meegeleverde tekeningen, de figuren 1, 2, IA, IB, 2B, 3, 4 en 5.The invention is explained below with reference to the accompanying drawings, figures 1, 2, IA, IB, 2B, 3, 4 and 5.
Fig.l toont schematisch de draaibare "windhapper" (1), die het aangeboden wind-debiet " " naar het inwendige van de vertikale 30 kolom (3) aan windturbine (4) voert en vervolgens electrische energie produceert in generator (5).Fig. 1 schematically shows the rotatable "wind blower" (1), which feeds the offered wind flow rate "" to the interior of the vertical column (3) on the wind turbine (4) and subsequently produces electrical energy in the generator (5).
De deflector (6) maakt het mogelijk om de generator en toegevoegde regelapparatuur op noodzakelijke momenten te inspecteren of te repareren zonder de installatie te stoppen.The deflector (6) makes it possible to inspect or repair the generator and additional control equipment at necessary times without stopping the installation.
35 Bij deze plaatsing van de windturbine/generator speelt gewicht { vermogen I) geen rol meer en kan de enfcgieproduktie per installatie drastisch opgevoerd worden.With this installation of the wind turbine / generator, weight {power I) no longer plays a role and the energy production per installation can be increased drastically.
1016166 - 3 -1016166 - 3 -
Pig. IA geeft doorsnede/aanzicht A. .A van fig. 1 weer.Pig. IA shows section / view A. .A of fig. 1.
5 De scheve doorsnede van een schuin geplaatst cilindervormig lichaam.5 The oblique section of an obliquely placed cylindrical body.
Model- en rookproeven wijzen uit dat een dergelijke aërodynamische vormgeving niet a priori de beste energieproduktie oplevert.Model and smoke tests show that such an aerodynamic design does not a priori provide the best energy production.
Fig. 1B geeft schematisch te luchtstromingen weer die bij windrichtingen volgens " β " ontstaan.Fig. 1B schematically shows air flows that occur in wind directions according to "β".
10 De schoepeninstallatie zélf kan aërodynamisch volledig als turbine uitgevoerd worden, waarbij een optimaal overbrengingsrendement realiseerbaar is.The blade installation itself can be designed aerodynamically as a turbine, whereby an optimum transmission efficiency can be realized.
Pig. 2 Wanneer de windaanval "β " extreme vormen aanneemt zal niet alleen de constructieve belasting van windhapper (1) te hoog worden , maar 15 ook de turbine-belasting.Pig. 2 When the wind attack "β" takes extreme forms, not only will the structural load of the wind blower (1) become too high, but also the turbine load.
Het moment van afkeren van de windhapper wordt bepaald door het maximaal toelaatbare krachtenspel op windhapper , turbine en fundatie.The moment of turning of the wind chopper is determined by the maximum permissible play of forces on the wind chopper, turbine and foundation.
Bij stormsituatie {β ) behoeft de installatie niet uit bedrijf 20 genomen te worden. Er kan ofwel op verlaagd vermogen gedraaid te worden door gering draaien van de windhapper ofwel in extreme situaties door 180 gr draaien, aangegeven in .’l**'. ’In a storm situation {β), the installation does not have to be taken out of operation. Either turning at reduced power can be done by turning the wind flap slightly or in extreme situations by turning 180 degrees, indicated in .l **. "
Fig.2Bj een situatie te creëren waarbij stormwind zonder schade aan de installatie-onderdelen toch nog energie produceert.Fig.2Bj Create a situation where storm wind still produces energy without damage to the installation parts.
25 Modelproeven bevestigden resultaten van berekeningen dat in deze situatie er een zodanige onderdruk aan de holle zijde van (1) ontstaat dat de turbine - in tegengestelde richting draaiend - nog steeds energie produceert.25 Model tests confirmed the results of calculations that in this situation there is such an underpressure on the hollow side of (1) that the turbine - rotating in the opposite direction - still produces energy.
Fig. 3 geeft een meer gedetailleerd overzicht van de onderdelen die bij een 30 dergelijke installatie een rol zullen spelen.Fig. 3 gives a more detailed overview of the parts that will play a role in such an installation.
Onderdeel (1) ! de windhapper, te fabriceren uit (bijv.) versterkte kunststofvezels, gemonteerd op een draaibare voet (2), waarbij de trekdraden (15) excessieve trillingen van onderdeel (1) binnen aanvaardbare grenzen houden.Part (1)! the wind deflector, to be manufactured from (e.g.) reinforced plastic fibers, mounted on a swivel base (2), with the pull wires (15) keeping excessive vibrations from part (1) within acceptable limits.
35 Onderdeel (11) t een hulpmotor, die via een tandwielkast de aan (2) bevestigde heugel (12) aandrijft en daarmee de stand van de windhapper (1) ten opzichte van de windrichting kan regelen.35 Component (11) t an auxiliary motor, which drives the rack (12) attached to (2) via a gearbox and can thus control the position of the wind blower (1) in relation to the wind direction.
1016166 -4-1016166 -4-
Het krachtenspel door de wind uitgeoefend op de windhapper (1) wordt naar beneden overgebracht op de cilinder (3) middels zware rollagers.The interplay of forces exerted by the wind on the wind catcher (1) is transferred downwards to the cylinder (3) by means of heavy roller bearings.
5 Cilinder (3) heeft niet alleen de functie om krachten en momenten naar de fundatie (7) over te brengen. Hij zorgt ook dat de luchtstroom vanaf de luchthapper (1) [ zie Fig. 1B ] naar de luchtturbine (4) zodanig geleid wordt dat het rendement maximaal is. Belangrijke ontwerpparameters daarbij zijn de afmetingen D, L en H.5 Cylinder (3) does not only have the function of transferring forces and moments to the foundation (7). It also ensures that the airflow from the air extractor (1) [see Fig. 1B] is guided to the air turbine (4) in such a way that the efficiency is maximum. Important design parameters are the dimensions D, L and H.
10 Het vermogen van de turbine wordt middels de combinatie reduktiekast en koppeling (10) overgebracht naar generator (5). In dit deel kan ook een aanloop-hulpmotor (startmotor) aangebracht worden, welke zijn voeding ontvangt van de batterijen (8), waarvan de spanning op peil gehouden wordt door generator (5).10 The power of the turbine is transferred to generator (5) by means of the combination gearbox and coupling (10). In this part, a starting auxiliary motor (starter motor) can also be fitted, which receives its power from the batteries (8), the voltage of which is maintained by generator (5).
15 Generator (5) kan uitgevoerd worden als krachtstroom-bron, waarvan een deel van het vermogen middels gelijkrichter-trafo (9) in gelijkstroom omgezet wordt. Geproduceerde krachtstroom kan uiteraard voor een groot aantal toepassingen benut worden. Ook enkele toepassingen waarbij de discontinuïteit van het windaanbod geen extra standby vanuit 20 het landelijke net vereist. Geproduceerde gelijkstroom biedt de mogelijkheid om via electrolyse van (zee)water zowel waterstof als zuurstof "op voorraad" te maken met een veelheid van toepassingsmogelijkheden, bijvoorbeeld als brandstof die bij verbranding geen milieuverontreiniging veroorzaakt. Ook een brandstofcel kan nu al haar voordeel doen 25 met deze brandstof.Generator (5) can be designed as a power current source, part of the power of which is converted into direct current by means of the rectifier transformer (9). Produced power flow can of course be used for a large number of applications. Also some applications where the discontinuity of the wind supply does not require additional standby from the national grid. Produced direct current offers the possibility to make both hydrogen and oxygen "in stock" via electrolysis of (sea) water with a multitude of application possibilities, for example as fuel that does not cause environmental pollution when burned. A fuel cell can also already take advantage of this fuel.
Vanuit de turbine wordt de lucht middels deflector (6) naar buiten afgevoerd. In het lagere deel van kolom (3) kunnen (bijv.!) de stalen steunpijpen (13) als "uitblaasrooster" gedimensioneerd worden.The air is discharged from the turbine via deflector (6). In the lower part of column (3) (eg!) The steel support pipes (13) can be dimensioned as "discharge grille".
Op deze pijpen kunnen verstelbare schoepen (14) gemonteerd worden.Adjustable blades (14) can be mounted on these pipes.
30 Dit levert een simpele wijze om het gehele inwendige van het toestel voor inspectie/reparatie bereikbaar te maken, zelfs bij stormweer.30 This provides a simple way to access the entire interior of the unit for inspection / repair, even in stormy weather.
Om bij lage windsnelheden de bij deze windturbine toe te passen zware generatoren toch in beweging te brengen is een startmotor geen over bodige luxe. Mochten de batterijen (8) leeg zijn, dan kunnen lichte venti 35 latoren (16) zorgen voor de noodzakelijke accuspanning.To start moving the heavy generators to be used with this wind turbine at low wind speeds, a starter motor is no superfluous luxury. If the batteries (8) are empty, light fans (16) can provide the necessary battery voltage.
1016166 - 5-1016166 - 5-
Fig. 4 Een windmolenpark kan behalve op daarvoor geschikte lokaties aan land (internationaal vele voorbeelden !) ook op platvorms in zee 5 gesitueerd worden. Niet alleen worden met de nieuwe windturbines aanzienlijk grotere vermogens bereikbaar, maar waar zogenaamde horizon-vervuiling een belemmerende factor zou betekenen, zijn er bij deze nieuwe methode geen gigantische hoge constructies noodzakelijk.Fig. 4 In addition to suitable locations on land (many examples internationally!), A wind farm can also be situated on platforms in the sea. Not only do the new wind turbines achieve considerably larger powers, but where so-called horizon pollution would mean an impeding factor, this new method does not require gigantic high structures.
10 De windhappers (1) verzamelen en geleiden winddebieten naar een relatief nauwe doorgang binnen (3) en transformeren verhoogde snelheidsenergie middels turbine/ventiiator-schoepen in electrische energie.The wind choppers (1) collect and conduct wind flows to a relatively narrow passageway inside (3) and transform increased velocity energy through turbine / fan blades into electrical energy.
15 Fig. 5 Het zichtbare deel van de acht windhappers op een platvorm (18) ergens voor een kust aan de zeebodem (20) verankerd, zoals weergegeven in fig.4, kan via fotomontages en perspectievische tekeningen visuele impressies op verschillende afstanden van de kust weergeven.FIG. 5 The visible part of the eight wind choppers anchored on a platform (18) somewhere off a coast to the sea bed (20), as shown in fig. 4, can display visual impressions at different distances from the coast via photo montages and perspective drawings.
20 Aan de hand daarvan kan men zich een oordeel vormen over al- of niet acceptabele "aantasting van het horizon-beeld”.20 On the basis of this, one can form an opinion on whether or not "degradation of the horizon image" is acceptable.
De hoogte-afmetingen van deze nieuwe uitvoering van windturbines zijn echter zodanig dat vergelijking met scheepssilhouetten hier zeker realistisch zijn. En dan nog alleen maar bij stralend 25 zonlicht. Bij bedekte hemel en regenperiodes speelt horizon- vervuiling uiteraard geen enkele rol.However, the height dimensions of this new version of wind turbines are such that comparison with ship silhouettes is certainly realistic here. And then only with bright sunlight. Horizon pollution naturally plays no role in covered skies and rainy periods.
10161631016163
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1016166A NL1016166C1 (en) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Wind vane to direct airflow to ground-mounted turbine to drive generator |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1016166 | 2000-09-13 | ||
NL1016166A NL1016166C1 (en) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Wind vane to direct airflow to ground-mounted turbine to drive generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1016166C1 true NL1016166C1 (en) | 2001-01-03 |
Family
ID=19772064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1016166A NL1016166C1 (en) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Wind vane to direct airflow to ground-mounted turbine to drive generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL1016166C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3072734A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-04-26 | Guy Euve | SYSTEM FOR GENERATING ELECTRIC ENERGY FROM WIND ENERGY |
-
2000
- 2000-09-13 NL NL1016166A patent/NL1016166C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3072734A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-04-26 | Guy Euve | SYSTEM FOR GENERATING ELECTRIC ENERGY FROM WIND ENERGY |
WO2019081605A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-02 | Guy Euve | System for producing electrical energy from wind energy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5544356B2 (en) | Wind diverter | |
US8794903B2 (en) | Shrouded wind turbine system with yaw control | |
KR100912430B1 (en) | Apparatus of vertical axis windmill for wind turbine | |
US5850108A (en) | Fluid flow power generation system with foil | |
US6755608B2 (en) | Wind turbine enhancement apparatus, method and system | |
US7315093B2 (en) | Wind turbine system for buildings | |
US9562518B2 (en) | Mountable wind turbine | |
US9404474B2 (en) | System and method for efficient wind power generation | |
AU2010213945B2 (en) | Turbine-intake tower for wind energy conversion systems | |
US20050263057A1 (en) | Cyclosail wind turbine | |
US20120175882A1 (en) | Injector venturi accelerated, wind turbine | |
US20100045039A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
US20090146432A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
EP2226498A1 (en) | A constant direction four quadrant lift type vertical shaft wind power generator | |
JP2004528509A (en) | Collecting wind power generation method and its equipment | |
US20020015639A1 (en) | Horizontal axis wind turbine | |
CN112912613B (en) | Wind turbine | |
US8604635B2 (en) | Vertical axis wind turbine for energy storage | |
CN201221447Y (en) | Wind collecting barrel type horizontal axis power generation system | |
EP3879093A1 (en) | Wind turbine comprising variable swept area and method of controlling a wind turbine | |
NL1016166C1 (en) | Wind vane to direct airflow to ground-mounted turbine to drive generator | |
EP1010891A1 (en) | Wind turbine with wind channeling means | |
WO2017160825A1 (en) | Wind energy harvesting utilizing air shaft and centrifugal impellor wheels | |
RU2387871C1 (en) | Windmill | |
JP2010159657A (en) | Wind power generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20050401 |