WO2011012112A3 - Steuerungshilfsvorrichtung für frei ausfliegende windangriffselemente mit einer tragflächengrösse von mehr als 20 m2 - Google Patents

Abstract

In der kommerziellen Schifffahrt hat mit der Windkraftnutzung zum Schiffsvortrieb mittels gesteuerter, drachenartiger Windangriffselemente ein neues Zeitalter begonnen. Durch die Anbindung mittels eines Zugseils arbeitet das Windangriffselement in Höhen, die beim klassischen Segeln nicht nutzbar sind, in denen größere Windgeschwindigkeit und -Stetigkeit herrschen. Auch bei Windenergieanlagen mit steuerbarem Drachen ist diese Technik anwendbar. Die vorliegende Steuerungshilfsvorrichtung zeichnet sich durch eine Verbesserung hinsichtlich der Betriebssicherheit, Lebensdauer und Energieausbeute bekannter Systeme mittels geschickter Anordnung bewährter Komponenten aus. Die gezeigten Problemlösungen basieren auf dem Prinzip einer Mittellagerolle zur Umlenkung von Steuerleinen mit zwei bewegbar angeschlagenen Enden. Diese Funktion erlaubt in Kombination mit dem FIaschenzugprinzip eine flexiblere Gestaltung von Untersetzungsverhältnissen. Dadurch sind differenziertere Steuerhübe der Tragflächensegmente realisierbar. Die Anwendung von Steuerhüben wird dadurch technisch unabhängig von den auf die Hinterkante von Tragflächensegmenten wirkenden Stellhüben durch eine mechanische Addition dieser Bewegungen. Dementsprechend lassen sich mehrere verschiedene Vorteile erzielen, die dennoch einfach miteinander kombinierbar sind: Die erfindungsgemäße Senkung der Belastungssprünge zwischen den Tragflächensegmenten, die von den konventionellen, flaschenzugbedingten Untersetzungsverhältnissen herrühren, vermindert die Materialbelastung der Tragfläche und verringert die Rissanfälligkeit. Die Verwendung separater Steuerleinen zur Tragflächenhinterkante ermöglicht einerseits eine asymmetrische Verstellung der Anströmwinkel der Segmente zur Verbesserung der Flugdynamik. Andererseits realisiert eine symmetrische Verstellung sowohl die Anpassung an die Windgeschwindigkeit als auch eine Lastbegrenzungsfunktion. Dies vermindert das Havarierisiko bei Böen und erweitert die Einsatzmöglichkeit auf höhere Windstärken. Die Kombination mit der parallel angemeldeten Steuerungsvorrichtung mit Seilspeicher ergibt die Option einer Frontprofilverstellung zur Optimierung der Zugkraftausbeute für räume Winde bzw. Hart-am-Wind-Kurse. Dadurch kann ein und dasselbe Tragflächenmodul ein größeres Einsatzspektrum abdecken.