DE102022126822B3 - Wind turbine for generating energy and method for generating energy from wind power - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage zur Energiegewinnung, umfassend einen rotierbaren zylindrischen Körper, an dessen Oberfläche mehrere Windleitbleche angeordnet sind, die jeweils mit einer Längsseite parallel zu der Längsachse des zylindrischen Körpers an diesem angeordnet sind, wobei eine bewegliche Abdeckung zumindest einen Teil der Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers über dessen gesamte Längsseite umgibt, wobei die Abdeckung in einem Abstand zu dem rotierbaren zylindrischen Körper angeordnet ist, der geringer ist als die Länge der Schmalseite der Windleitbleche und wobei die Windleitbleche durch geeignete Mittel an der Abdeckung und/oder an den Windleitblechen selbst eingerichtet sind, in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, an diesem anzuliegen, und in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren nicht von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, von dessen Mantelfläche abzustehen.The invention relates to a wind turbine for generating energy, comprising a rotatable cylindrical body, on the surface of which a plurality of wind deflectors are arranged, each of which is arranged with a long side parallel to the longitudinal axis of the cylindrical body, with a movable cover covering at least part of the lateral surface of the rotatable cylindrical body over its entire long side, the cover being arranged at a distance from the rotatable cylindrical body which is less than the length of the narrow side of the wind deflectors and the wind deflectors being set up on the cover and/or on the wind deflectors themselves by suitable means are, in the area of the cylindrical body which is surrounded by the cover when rotating, with its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, to rest against it, and in the area of the cylindrical body which is not affected when rotating the cover is surrounded, with its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, protruding from its lateral surface.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage zur Energiegewinnung und ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Windkraft.The present invention relates to a wind turbine for generating energy and a method for generating energy from wind power.
Die Erzeugung von Energie ist bereits seit Jahrzehnten ein zentrales Thema der Politik, das immer wieder heftig diskutiert wird. Fest steht, dass unser Energiebedarf durch den technischen Fortschritt immer größer wird bzw. auf einem hohen Niveau bleibt, während sich natürliche Ressourcen mit fortschreitender Zeit jedoch verknappen. Um den menschlichen Energiebedarf zu decken, sehen die einen alternative Energiequellen wie Windkraft, Wasserkraft und Solarenergie als von vorrangiger Bedeutung an, während die anderen das weitere Betreiben von Kohle- und Atomkraftwerken befürworten.The production of energy has been a central political issue for decades and is constantly being hotly debated. What is certain is that our energy needs are increasing and remaining at a high level due to technical progress, while natural resources are becoming increasingly scarce as time progresses. In order to meet human energy needs, some see alternative energy sources such as wind power, hydropower and solar energy as of primary importance, while others support the continued operation of coal and nuclear power plants.
Alternative Energiequellen haben gegenüber konventionellen Energieträgern u.a. den Vorteil, dass bei der Energiegewinnung aus diesen keine unerwünschten Emissionen entstehen und die Gewinnung der Energie nur ein sehr geringes Gefahrenpotential für den Menschen birgt. Darüber hinaus werden für die Energieerzeugung aus alternativen Energiequellen keine natürlichen Ressourcen wie Kohle oder Erdgas aufgebraucht. Vielmehr sind Sonne, Wind und Wasser weltweit und unbegrenzt verfügbar.Alternative energy sources have the advantage over conventional energy sources, among other things, that there are no undesirable emissions when generating energy from them and the generation of energy poses only a very low risk potential for humans. In addition, no natural resources such as coal or natural gas are used to generate energy from alternative energy sources. Rather, sun, wind and water are available worldwide and indefinitely.
Diesen Vorteilen der Energiegewinnung aus alternativen Energiequellen stehen jedoch insbesondere die Nachteile gegenüber, dass die Speicherung der erzeugten Energie vergleichsweise schwer ist und überdies die zu tätigenden Anfangsinvestitionen vergleichsweise hoch sind.However, these advantages of generating energy from alternative energy sources are offset by the disadvantages that storing the energy generated is comparatively difficult and, moreover, the initial investments required are comparatively high.
Mittlerweile beträgt der Anteil an Energie aus alternativen Energiequellen in Deutschland fast 50 %, d.h. etwa die Hälfte der erzeugten Energie stammt aus konventionellen Energieträgern.The proportion of energy from alternative energy sources in Germany is now almost 50%, i.e. around half of the energy generated comes from conventional energy sources.
Angesichts der aktuellen Energiepreisentwicklung fürchten Unternehmen wie auch Verbraucher, sich die steigenden Preise für Gas und Strom bald nicht mehr leisten zu können, und zusätzlich dazu besteht selbst bei denjenigen, die sich die erhöhten Preise für Energie leisten können, die Befürchtung, dass die Energie künftig schlichtweg nicht mehr in dem benötigten Ausmaß zur Verfügung stehen könnte.In view of the current development of energy prices, companies and consumers alike fear that they will soon no longer be able to afford the rising prices for gas and electricity, and in addition, even those who can afford the increased prices for energy fear that energy will be reduced in the future could simply no longer be available to the extent required.
Vor diesem Gesichtspunkt besteht bei immer mehr Unternehmen wie auch Verbrauchern, die die Möglichkeit dazu haben, das Bestreben, ihren Energiebedarf zumindest teilweise selbst zu erzeugen, um unabhängiger von Preissteigerungen und allgemeiner Verfügbarkeit zu sein.From this point of view, more and more companies and consumers who have the opportunity to do so are striving to generate at least some of their energy needs themselves in order to be less dependent on price increases and general availability.
Während die Energiegewinnung mittels Solarkraft auch in privaten Haushalten einen immer größeren Stellenwert einnimmt, da Neubauten oftmals bereits mit einer Photovoltaikanlage ausgestattet werden, oder diese nachträglich auf Bestandsimmobilien montiert wird, ist der Anteil der Energiegewinnung durch Windkraft im privaten Bereich deutlich kleiner.While energy generation using solar power is becoming increasingly important in private households, as new buildings are often already equipped with a photovoltaic system or these are subsequently installed on existing properties, the proportion of energy generation using wind power is significantly smaller in the private sector.
Aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen zur Energiegewinnung aus Windkraft nutzen entweder den Auftrieb bei der Anströmung der entsprechend geformten Rotorblätter oder den Widerstand, den die Fläche der Rotorblätter dem Wind bietet.Devices for generating energy from wind power known from the prior art use either the buoyancy of the flow against the correspondingly shaped rotor blades or the resistance that the surface of the rotor blades offers to the wind.
Eine Vorrichtung, die den Widerstand nutzt, ist ein Durchström-Rotor, der als sog. Savonius-Rotor bekannt ist. Dieser weist einen vertikal angeordneten Rotor mit zwei gekrümmten Windleitblechen auf, die jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Wegen der bremsenden Strömung auf die konvexe Seite eines der beiden Windleitbleche weist der Savonius-Rotor jedoch lediglich einen Wirkungsgrad von etwa 0,2 auf.One device that utilizes resistance is a flow-through rotor known as a Savonius rotor. This has a vertically arranged rotor with two curved smoke deflectors, each of which has a semicircular cross section. However, because of the braking flow on the convex side of one of the two smoke deflectors, the Savonius rotor only has an efficiency of around 0.2.
Die
Aufgabe der ErfindungTask of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Windkraftanlage zur Energiegewinnung, insbesondere für den eigenen Bedarf, bereitzustellen, die die vorgenannten aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet und sich insbesondere durch einen geräuscharmen Betrieb auszeichnet.It is the object of the present invention to provide an alternative wind turbine for generating energy, in particular for one's own needs, which overcomes the aforementioned disadvantages known from the prior art and is characterized in particular by low-noise operation.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere mit einer Windkraftanlage zur Energiegewinnung, die einen rotierbaren zylindrischen Körper umfasst, an dessen Oberfläche mehrere Windleitbleche angeordnet sind, die jeweils mit einer Längsseite parallel zu der Längsachse des zylindrischen Körpers an diesem angeordnet sind, wobei eine bewegliche Abdeckung zumindest einen Teil der Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers über dessen gesamte Längsseite umgibt, wobei die Abdeckung in einem Abstand zu dem rotierbaren zylindrischen Körper angeordnet ist, der geringer ist als die Länge der Schmalseite der Windleitbleche und wobei die Windleitbleche durch geeignete Mittel an der Abdeckung und/oder an den Windleitblechen selbst eingerichtet sind, in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, an diesem anzuliegen, und in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren nicht von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, von dessen Mantelfläche abzustehen.The invention solves this problem with the features of the claims and in particular with a wind turbine for generating energy, which comprises a rotatable cylindrical body, on the surface of which several wind deflectors are arranged, each with a long side parallel to the longitudinal axis of the cylindrical body sem are arranged, with a movable cover surrounding at least part of the lateral surface of the rotatable cylindrical body over its entire long side, the cover being arranged at a distance from the rotatable cylindrical body which is less than the length of the narrow side of the wind deflectors and wherein the Wind deflectors are set up by suitable means on the cover and / or on the wind deflectors themselves, in the area of the cylindrical body which is surrounded by the cover when rotating, with its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, to this to rest, and in the area of the cylindrical body that is not surrounded by the cover when rotating, with its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, to protrude from its lateral surface.
Sowohl der rotierbare zylindrische Körper als auch die bewegliche Abdeckung, die zumindest einen Teil der Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers umgibt, sind vorzugsweise seitlich und optional drehbar gelagert. Auf diese Weise können sich der rotierbare zylindrische Körper und auch die bewegliche Abdeckung auf eine Änderung der Windrichtung einstellen und ihre Ausrichtung an diese anpassen. Die erfindungsgemäße Windkraftanlage kann dabei grundsätzlich in jeder beliebigen Position und Ausrichtung genutzt und die Windanströmung durch Windleitbleche aus jeder Richtung gelenkt werden.Both the rotatable cylindrical body and the movable cover, which surrounds at least part of the lateral surface of the rotatable cylindrical body, are preferably mounted laterally and optionally rotatably. In this way, the rotatable cylindrical body and also the movable cover can adjust to a change in the wind direction and adapt their orientation to this. The wind turbine according to the invention can basically be used in any position and orientation and the wind flow can be directed from any direction by wind deflectors.
In einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Windkraftanlage zur Anordnung auf einem Dach, insbesondere einem Dachfirst, angepasst. In dieser Ausführungsform nutzt die erfindungsgemäße Windkraftanlage die insbesondere auf Satteldächern ansteigende Windströmung. Neben dieser bevorzugten Anordnung auf einem Dachfirst ist die erfindungsgemäße Windkraftanlage in horizontaler Ausrichtung jedoch auch an anderen Positionen auf einem Dach, insbesondere in jeder beliebigen Distanz zum Dachfirst, oder auf anderen geneigten Flächen anordnbar, wobei die Anlage bei einer Anordnung auf einem Dach z.B. mittels einer Seilkonstruktion auf diesem befestigt werden kann, und wobei die Seilkonstruktion ein oder mehrere Seile aus oder mit Kunststoff, Naturfaser und/oder Metall umfassen kann. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Windkraftanlage jedoch auch vertikal angeordnet werden, d.h. mit der Längsachse des rotierbaren zylindrischen Körpers in vertikaler Anordnung. Bei der letztgenannten vertikalen Anordnung ist es vorteilhaft, wenn der zylindrische Körper der erfindungsgemäßen Windkraftanlage auf einer Stange montiert ist, um eine Anordnung in größerer Höhe zu erreichen.In one embodiment, the wind turbine according to the invention is adapted for arrangement on a roof, in particular a roof ridge. In this embodiment, the wind turbine according to the invention uses the increasing wind flow, particularly on gable roofs. In addition to this preferred arrangement on a roof ridge, the wind turbine according to the invention can also be arranged in a horizontal orientation at other positions on a roof, in particular at any distance from the roof ridge, or on other inclined surfaces, with the system being arranged on a roof, for example by means of a Rope structure can be attached to this, and wherein the rope structure can comprise one or more ropes made of or with plastic, natural fiber and / or metal. In addition, the wind turbine according to the invention can also be arranged vertically, i.e. with the longitudinal axis of the rotatable cylindrical body in a vertical arrangement. In the latter vertical arrangement, it is advantageous if the cylindrical body of the wind turbine according to the invention is mounted on a pole in order to achieve an arrangement at a greater height.
Unabhängig von der Ausrichtung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage kann diese in ihrer Größe variabel sein, wobei eine bevorzugte Länge des zylindrischen Körpers mit den daran angeordneten Windleitblechen etwa 1 Meter beträgt. Die Anlage kann stationär oder transportabel erbaut sein, d.h. insbesondere tragbar oder fahrbar sein. Dabei kann die Anlage für die Nutzung von Windüberströmung, Windunterströmung, Windquerströmung und/oder Windüberdruckströmung ausgelegt sein. Optional kann die Anlage auch einen erzeugten Unterdruck nutzen.Regardless of the orientation of the wind turbine according to the invention, its size can be variable, with a preferred length of the cylindrical body with the wind deflectors arranged thereon being approximately 1 meter. The system can be built to be stationary or transportable, i.e. in particular it can be portable or mobile. The system can be designed for the use of wind overflow, wind underflow, wind cross flow and/or wind overpressure flow. Optionally, the system can also use a generated negative pressure.
Weiter unabhängig von der Ausrichtung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage liegen im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Windkraftanlagen vom Typ eines Savonius-Rotors die ungenutzten Windleitbleche beim Rotieren des zylindrischen Körpers bei der erfindungsgemäßen Windkraftanlage an diesem an, wodurch ein auf diese Windleitbleche anderenfalls einwirkender Unterdruck, der beim Savonius-Rotor für dessen geringen Wirkungsgrad verantwortlich ist, vermieden wird. Mit anderen Worten stehen die Windleitbleche dort, wo die Windströmung in die erfindungsgemäße Windkraftanlage eintritt, von dem rotierbaren Körper ab, um der Windströmung einen maximalen Widerstand entgegenzusetzen, während die Windleitbleche dort, wo keine Windströmung in die erfindungsgemäße Windkraftanlage eintritt, an dem rotierenden zylindrischen Körper anliegen.Furthermore, regardless of the orientation of the wind turbine according to the invention, in contrast to wind turbines of the Savonius rotor type known from the prior art, the unused wind deflectors lie against the latter when the cylindrical body rotates in the wind turbine according to the invention, as a result of which a negative pressure that would otherwise act on these wind deflectors, which is responsible for the Savonius rotor's low efficiency, is avoided. In other words, the wind deflectors protrude from the rotatable body where the wind flow enters the wind turbine according to the invention in order to provide maximum resistance to the wind flow, while the wind deflectors protrude from the rotating cylindrical body where no wind flow enters the wind turbine according to the invention issue.
Ein „Anliegen“ der Windleitbleche am zylindrischen Körper bedeutet für die Zwecke der Erfindung nicht notwendigerweise, dass die Windleitbleche jeweils mit ihrer Längsseite, die nicht am zylindrischen Körper befestigt ist, den zylindrischen Körper kontaktieren, sondern es kann auch sein, dass diese Längsseiten der Windleitbleche sich nur in einem geringen Abstand zu dem zylindrischen Körper befinden.For the purposes of the invention, a “rest” of the wind deflectors on the cylindrical body does not necessarily mean that the wind deflectors each contact the cylindrical body with their long side, which is not attached to the cylindrical body, but it can also be that these long sides of the wind deflectors are only at a short distance from the cylindrical body.
Dadurch, dass die ungenutzten Windleitbleche am zylindrischen Körper anliegen, wird der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Windkraftanlage im Vergleich zu analogen Windkraftanlagen mit dauerhaft vom zylindrischen Körper abstehenden Windleitblechen deutlich erhöht. Allerdings war darauf zu achten, dass diese Erhöhung der erzeugten Energiemenge nicht auf Kosten anderer Faktoren geht und insbesondere war zu vermeiden, dass das Schließen bzw. Anlegen der ungenutzten Windleitbleche unerwünschte Geräusche erzeugt. Dies würde - da die Windleitbleche beim Rotieren ständig von der anliegenden in die abstehende Position und umgekehrt wechseln - zu einer nicht hinnehmbaren Geräuschbelastung für den Menschen führen, insbesondere für Bewohner eines Hauses, auf dessen Dach die Anlage angeordnet ist.Because the unused wind deflectors rest on the cylindrical body, the efficiency of the wind turbine according to the invention is significantly increased compared to analog wind turbines with wind deflectors permanently protruding from the cylindrical body. However, it was important to ensure that this increase in the amount of energy generated did not come at the expense of other factors and, in particular, it was necessary to avoid that closing or putting on the unused smoke deflectors would generate unwanted noise. This would - since the wind deflectors constantly change from the adjacent to the protruding position and vice versa when rotating - lead to unacceptable noise pollution for people, especially for residents of a house on the roof of which the system is arranged.
Erfindungsgemäß sind die Windleitbleche der erfindungsgemäßen Windkraftanlage durch geeignete Mittel an der Abdeckung und/oder an den Windleitblechen selbst eingerichtet, in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, an diesem anzuliegen, und in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren nicht von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, von dessen Mantelfläche abzustehen.According to the invention, the wind deflectors of the wind turbine according to the invention are set up by suitable means on the cover and/or on the wind deflectors themselves, in the area of the cylindrical body which is surrounded by the cover when rotating, with its long side not on the lateral surface of the cylindrical body is attached to rest against it, and in the area of the cylindrical body which is not surrounded by the cover when rotating, with its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, protruding from its lateral surface.
Dabei sind die geeigneten Mittel an der Abdeckung und/oder an den Windleitblechen, die bewirken, dass die Windleitbleche in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, an diesem anliegen, und in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren nicht von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, von dessen Mantelfläche abstehen, Magnete, insbesondere Permanentmagnete oder Elektromagnete. Optional können Gleitrollen und Magnete auch gleichzeitig eingesetzt werden.The suitable means are on the cover and/or on the wind deflectors, which ensure that the wind deflectors are attached in the area of the cylindrical body that is surrounded by the cover when rotating, with their long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body is, rests against it, and in the area of the cylindrical body which is not surrounded by the cover when rotating, with its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, protruding from its lateral surface, magnets, in particular permanent magnets or electromagnets . Optionally, sliding rollers and magnets can also be used at the same time.
Die Windleitbleche der erfindungsgemäßen Windkraftanlage können grundsätzlich identisch oder unterschiedlich geformt sein, wobei eine identische Form bevorzugt ist. Der bevorzugte Querschnitt der Windleitbleche senkrecht zu deren Längsachse ist leicht gebogen bis C-förmig.The wind deflectors of the wind turbine according to the invention can basically be shaped identically or differently, with an identical shape being preferred. The preferred cross section of the smoke deflectors perpendicular to their longitudinal axis is slightly curved to C-shaped.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Windkraftanlage 3 bis 20, bevorzugter 6 bis 16 und noch bevorzugter 8 bis 14 Windleitbleche auf, wobei die Windleitbleche unabhängig von ihrer Anzahl und Form vorzugsweise im Wesentlichen radial voneinander beabstandet auf der Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers angeordnet sind.The wind turbine according to the invention preferably has 3 to 20, more preferably 6 to 16 and even more preferably 8 to 14 wind deflectors, the wind deflectors being arranged, regardless of their number and shape, preferably substantially radially spaced from one another on the lateral surface of the rotatable cylindrical body.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkraftanlage sind an jedem Windleitblech an oder in der Nähe von dessen Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, ein Magnet oder über die Längsseite der Windleitbleche verteilt mehrere Magnete angeordnet, die sich im Falle derjenigen Leitbleche, die beim Rotieren des zylindrischen Körpers von der Abdeckung umgeben sind und an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers anliegen, mit auf der Mantelfläche des zylindrischen Körpers angeordneten Magneten abstoßen, wodurch verhindert wird, dass die Längsseiten der Windleitbleche, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt sind, diese kontaktieren. Dadurch, dass die Windleitbleche die Mantelfläche des zylindrischen Körpers nicht kontaktieren, während sie an diese angelegt werden, verursacht das Anlegen der Windleitbleche auch kein störendes Geräusch, was gegen eine Anordnung auf einem Dach eines bewohnten Hauses sprechen würde.According to a preferred embodiment of the wind turbine according to the invention, a magnet is arranged on each wind deflector on or near its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, or several magnets are arranged distributed over the long side of the wind deflectors, which in the case of those deflectors , which are surrounded by the cover when the cylindrical body rotates and rest on the lateral surface of the cylindrical body, repel with magnets arranged on the lateral surface of the cylindrical body, thereby preventing the long sides of the wind deflectors, which are not on the lateral surface of the cylindrical body are attached, contact them. Since the wind deflectors do not contact the outer surface of the cylindrical body while they are placed against it, placing the wind deflectors does not cause any annoying noise, which would speak against an arrangement on the roof of an inhabited house.
Sofern es sich bei den Magneten in der vorgenannten Ausführungsform um Elektromagneten handelt, kann die für den Betrieb dieser Elektromagneten erforderliche Energie extern zugeführt oder alternativ von der erfindungsgemäßen Windkraftanlage selbst erzeugt werden.If the magnets in the aforementioned embodiment are electromagnets, the energy required for the operation of these electromagnets can be supplied externally or, alternatively, generated by the wind turbine according to the invention itself.
Zur weiteren Verhinderung bzw. Minimierung von durch die erfindungsgemäße Windkraftanlage erzeugten Geräuschen kann diese optional auf einem schall- oder vibrationsreduzierendem, -verhinderndem oder-absorbierendem Material angeordnet oder mit diesem kontaktiert sein.To further prevent or minimize noise generated by the wind turbine according to the invention, it can optionally be arranged on or contacted with a sound or vibration reducing, preventing or absorbing material.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkraftanlage weist diese eine Steuerung auf, die eingerichtet ist, die Ausrichtung der Windleitbleche und/oder des rotierbaren zylindrischen Körpers in Abhängigkeit von der Windstärke und/oder Windrichtung zu ändern.According to a preferred embodiment of the wind turbine according to the invention, it has a control which is set up to change the orientation of the wind deflectors and/or the rotatable cylindrical body depending on the wind strength and/or wind direction.
Darüber hinaus ist die Steuerung optional eingerichtet, die Position der beweglichen Abdeckung in Abhängigkeit von der Windstärke und/oder Windrichtung zu ändern. Dies erlaubt insbesondere einen Schutz der Anlage bei starken Windstärken oder generell bei Extremwetterlagen. Denn die Steuerung kann eingerichtet sein, die Windeintrittsöffnung mittels der beweglichen Abdeckung ganz oder teilweise zu verschließen. Als „Windeintrittsöffnung“ wird dabei der Teil des zylindrischen Körpers mit den daran angeordneten Windleitblechen verstanden, der nicht von der beweglichen Abdeckung umgeben ist. Insbesondere kann die Steuerung eingerichtet, die Windeintrittsöffnung in Abhängigkeit einer aktuellen Windstärke zu schließen oder zu öffnen, beispielsweise die Windeintrittsöffnung bei einer Windstärke von 4 maximal geöffnet zu lassen, diese bei einer Windstärke von 7 aber zum Teil zu schließen. Weiterhin kann die Steuerung auch eingerichtet sein, die Windeintrittsöffnung bei einer vorgegebenen Windstärke vollständig zu verschließen und/oder die Windeintrittsöffnung in Abhängigkeit der durch die Anlage erzeugten Energie zu vergrößern oder zu verkleinern.In addition, the control is optionally set up to change the position of the movable cover depending on the wind strength and/or wind direction. This allows the system to be protected in particular during strong winds or generally in extreme weather conditions. This is because the control can be set up to completely or partially close the wind inlet opening using the movable cover. The “wind inlet opening” is understood to be the part of the cylindrical body with the wind deflectors arranged on it that is not surrounded by the movable cover. In particular, the control can be set up to close or open the wind inlet opening depending on a current wind strength, for example to leave the wind inlet opening maximally open at a wind force of 4, but to partially close it at a wind force of 7. Furthermore, the control can also be set up to completely close the wind inlet opening at a predetermined wind strength and/or to enlarge or reduce the wind inlet opening depending on the energy generated by the system.
Bei einer vertikal angeordneten erfindungsgemäßen Windkraftanlage ist die Längsausrichtung der Windeintrittsöffnung ebenfalls vertikal angeordnet, d.h. die bewegliche Abdeckung befindet sich teilweise um den zylindrischen Körper herum, verdeckt aber eine Seite von diesem nicht. Auch in dieser Ausführungsform kann die Steuerung eingerichtet, die Windeintrittsöffnung in Abhängigkeit einer aktuellen Windstärke zu schließen oder zu öffnen und/oder die Windeintrittsöffnung in Abhängigkeit der durch die Anlage erzeugten Energie zu vergrößern oder zu verkleinern. Die Abdeckung kann dabei beispielsweise durch eine Windfahne gesteuert sein.In a vertically arranged wind turbine according to the invention, the longitudinal orientation of the wind inlet opening is also arranged vertically, ie the movable cover is located partially around the cylindrical body, but does not cover one side of it. In this embodiment too, the control can be set up To close or open the wind inlet opening depending on a current wind strength and / or to enlarge or reduce the wind inlet opening depending on the energy generated by the system. The cover can be controlled, for example, by a wind vane.
In Fällen, in denen die Steuerung die bewegliche Abdeckung vollständig über die Windeintrittsöffnung bewegt, entsteht eine Luftausströmung, die ebenfalls energiebringend genutzt werden kann. Dazu kann die Ausströmung entweder direkt genutzt werden und/oder sie kann optional durch Widerstand gebende Membranen in den zylindrischen Körper eingelassen werden und an den sich öffnenden Windleitblechen über entsprechende Membranen zusätzlich gesteuert oder frei ausgelassen werden.In cases where the control moves the movable cover completely over the wind inlet opening, an outflow of air is created, which can also be used to generate energy. For this purpose, the outflow can either be used directly and/or it can optionally be let into the cylindrical body using resistance-providing membranes and additionally controlled or freely released at the opening wind deflectors via appropriate membranes.
Unabhängig von der Ausrichtung der erfindungsgemäßen Windkraftanlage kann die Steuerung digital oder analog sein und beispielsweise mittels einer Federsteuerung erfolgen oder elektronisch, unter Zuhilfenahme eines Windmessgerätes. Durch die von der Steuerung verschließbare Windeintrittsöffnung ist die erfindungsgemäße Windkraftanlage vor Überlast geschützt. Optional kann die Anlage jedoch auch durch digitale Einrichtungen überwacht und/oder durch digitale oder analoge Funkkontrolle gesteuert werden.Regardless of the orientation of the wind turbine according to the invention, the control can be digital or analog and can be carried out, for example, by means of a spring control or electronically, with the aid of a wind measuring device. The wind turbine according to the invention is protected from overload by the wind inlet opening, which can be closed by the control. Optionally, however, the system can also be monitored by digital devices and/or controlled by digital or analog radio control.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windkraftanlage können auf der Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers weitere Magneten angeordnet sein, die beim Rotieren des zylindrischen Körpers von auf der nach innen gerichteten Oberfläche der beweglichen Abdeckung angeordneten Magneten abgestoßen werden. Dies führt zu einer gravierenden Effizienzsteigerung der Anlage.According to a preferred embodiment of the wind turbine according to the invention, further magnets can be arranged on the lateral surface of the rotatable cylindrical body, which are repelled by magnets arranged on the inwardly directed surface of the movable cover when the cylindrical body rotates. This leads to a significant increase in the efficiency of the system.
Generell kann die erfindungsgemäße Windkraftanlage bzw. können alle Bestandteile dieser aus beliebigen geeigneten Materialien bestehen, die gleich oder unterschiedlich sein können. Optional können mehrere erfindungsgemäße Windkraftanlagen zusammenwirken oder die erfindungsgemäße Windkraftanlage kann mit einer beliebigen Anzahl anderer Windkraftanlagen oder mit weiteren auf andere Weise Energie erzeugenden Anlagen zusammenwirken.In general, the wind turbine according to the invention or all of its components can consist of any suitable materials, which can be the same or different. Optionally, several wind turbines according to the invention can cooperate or the wind turbine according to the invention can interact with any number of other wind turbines or with other systems that generate energy in a different way.
Die von der erfindungsgemäßen Windkraftanlage erzeugte Energie kann mit jedem geeigneten Antrieb auf ein Energie umwandelndes Erzeugnis übertragen werden.The energy generated by the wind turbine according to the invention can be transferred to an energy converting product using any suitable drive.
Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Windkraft, umfassend das Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage, das Rotieren des rotierbaren zylindrischen Körpers, an dessen Oberfläche die Windleitbleche angeordnet sind, durch den Eintritt von Wind in den Zwischenraum zwischen zwei auf der Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers angeordneten Windleitblechen, sowie das Umwandeln der durch das Rotieren des rotierbaren zylindrischen Körpers erzeugten Bewegungsenergie in elektrische Energie mittels eines Generators.The invention also relates to a method for generating energy from wind power, comprising the provision of a wind turbine according to the invention, the rotation of the rotatable cylindrical body, on the surface of which the wind deflectors are arranged, by the entry of wind into the space between two on the lateral surface of the rotatable cylindrical body Body arranged wind deflectors, as well as converting the kinetic energy generated by rotating the rotatable cylindrical body into electrical energy by means of a generator.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen die Windleitbleche in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, vorzugsweise an diesem an, und stehen in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren nicht von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, von dessen Mantelfläche ab. In the method according to the invention, the wind deflectors lie in the area of the cylindrical body, which is surrounded by the cover when rotating, with their long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, preferably against it, and are in the area of the cylindrical Body, which is not surrounded by the cover when rotating, with its long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body, from its lateral surface.
Vorzugsweise sind die Windleitbleche in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet, sich in dem Bereich des zylindrischen Körpers, der beim Rotieren von der Abdeckung umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers befestigt ist, geräuschlos oder nahezu geräuschlos an die Mantelfläche des zylindrischen Körpers anzunähern ohne diese zu kontaktieren.Preferably, in the method according to the invention, the wind deflectors are set up to move silently or almost silently to the lateral surface of the cylindrical body in the area of the cylindrical body which is surrounded by the cover when rotating, with their long side, which is not attached to the lateral surface of the cylindrical body to approach the cylindrical body without contacting it.
Genaue Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Die Erfindung wird nun genauer anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Figuren beschrieben, die schematisch
- - in der
1 mit den Teilfiguren a und b eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage in einer Querschnittsansicht und einer perspektivischen Ansicht, und - - in
der 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage in einer Querschnittsansicht zeigen.
- - in the
1 with partial figures a and b an embodiment of a wind turbine according to the invention in a cross-sectional view and a perspective view, and - - in the
2 show a further embodiment of a wind turbine according to the invention in a cross-sectional view.
Die
In der gezeigten Ausführungsform ist die Windkraftanlage auf einem Dach angeordnet, wobei die Richtung, aus der der Wind in die Windeintrittsöffnung eintritt, in beiden Teilfiguren durch einen Pfeil angezeigt wird.In the embodiment shown, the wind turbine is arranged on a roof, with the direction from which the wind enters the wind inlet opening being indicated by an arrow in both partial figures.
Die erfindungsgemäße Windkraftanlage weist einen rotierbaren zylindrischen Körper 1 auf, an dessen Oberfläche zwölf Windleitbleche 2 angeordnet sind. Die Windleitbleche 2 sind jeweils mit einer Längsseite parallel zu der Längsachse des zylindrischen Körpers 1 an diesem angeordnet. Eine bewegliche Abdeckung 3 umgibt einen Teil der Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers 1 über dessen gesamte Längsseite, wobei die Abdeckung 3 in einem Abstand zu dem rotierbaren zylindrischen Körper 1 angeordnet ist, der geringer ist als die Länge der Schmalseite der Windleitbleche 2.The wind turbine according to the invention has a rotatable cylindrical body 1, on the surface of which twelve
Die Windleitbleche 2 sind in der gezeigten Ausführungsform durch geeignete Mittel 4 an der Abdeckung 3 und an den Windleitblechen 2 eingerichtet, in dem Bereich des zylindrischen Körpers 1, der beim Rotieren von der Abdeckung 3 umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers 1 befestigt ist, an diesem anzuliegen, und in dem Bereich des zylindrischen Körpers 1, der beim Rotieren nicht von der Abdeckung 3 umgeben ist, mit ihrer Längsseite, die nicht an der Mantelfläche des zylindrischen Körpers 1 befestigt ist, von dessen Mantelfläche abzustehen. Bei den geeigneten Mitteln handelt es sich in diesem Fall um einerseits den von der Abdeckung 3 geformten Vorsprung, dem sich die Windleitbleche 2 beim Rotieren nähern. Dieser ist oder umfasst einen Magneten, der die weiteren geeigneten Mittel 4 in Form von Magneten, die auf der konvexen Seite der Oberfläche jedes Windleitblechs 2 angeordnet sind, abstößt.In the embodiment shown, the
In der
Der Unterschied der in
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen und in den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the claims and in the figures can be essential for the implementation of the invention in its various embodiments, both individually and in any combination.
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
- 11
- rotierbarer zylindrischer Körperrotatable cylindrical body
- 22
- WindleitblechWind deflector
- 33
- bewegliche Abdeckungmovable cover
- 44
-
Mittel zum Anlegen der Windleitbleche 2 an die Mantelfläche des rotierbaren zylindrischen Körpers 1Means for placing the
wind deflectors 2 on the lateral surface of the rotatable cylindrical body 1
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022126822.5A DE102022126822B3 (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Wind turbine for generating energy and method for generating energy from wind power |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022126822.5A DE102022126822B3 (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Wind turbine for generating energy and method for generating energy from wind power |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102022126822B3 true DE102022126822B3 (en) | 2024-02-29 |
Family
ID=89844176
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102022126822.5A Active DE102022126822B3 (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Wind turbine for generating energy and method for generating energy from wind power |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102022126822B3 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006058767A1 (en) | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Rainer Freytag | Wind deflector generator for wind power system has lee side with shell sleeve that tangentially encloses inner region and outwardly facing guide surfaces that bound inner region on lee side |
-
2022
- 2022-10-13 DE DE102022126822.5A patent/DE102022126822B3/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006058767A1 (en) | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Rainer Freytag | Wind deflector generator for wind power system has lee side with shell sleeve that tangentially encloses inner region and outwardly facing guide surfaces that bound inner region on lee side |
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