DE883430C

DE883430C - Windkraftwerk

Info

Publication number: DE883430C
Application number: DEI4461A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Ingwersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-08-04
Filing date: 1951-08-04
Publication date: 1953-07-16

Description

Windkraftwerk Die Erfindung bezieht sich auf Windkraftwerke. Soweit bekannt, gilt für den Bau solcher Kraftwerke allgemein noch immer die Regel, daß die Windkraft mittels direkt im Winde sich drehender Teile zu gewinnen ist, vorzugsweise mittels Windbz«#. Flügelrädern. Rotierende Teile erfordern aber, da sie im Winde leicht drehbar sein müssen, eine sorgfältige Aus«uchtung und eine präzise Lagerung, machen also allein schon aus diesem einen Grunde die Konstruktion, die Herstellung und die Anschaffung des Werkes zu einer relativ kostspieligen Angelegenheit. Hinzu kommt, daß die bisherigen Kraftwerke mit ihren im Winde rotierenden Teilen auch stets noch besondere Drehzahlregler und dauernde Kontrolle, Wartung und Pflege erfordern, sofern die Zuverlässigkeit des Betriebes gewahrt bleiben soll. Daneben gibt es im übrigen noch eine ganze Reihe weiterer Nachteile. auf die hier näher einzugehen überflüssig erscheint und wohl auch zu weit führen würde.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist nun die, zur Gewinnung und Ausnutzung der kinetischen Energie des Windes eine Anlage zu schaffen, die der unmittelbar im Winde rotierenden Teile nicht mehr bedarf, damit zugleich der Notwendigkeit zum Einbau von Drehzahlreglern enthebt, auch keine sonderliche, vor allen Dingen keine dauernde Wartung oder Pflege erfordert und im übrigen einfacher und billiger als mit rotierenden Teilen zu erstellen bzw. anzuschaffen ist.
Die Erfindung besteht in einem Windkraftwerk, das aus im Winde feststehenden, unter Belassung von Winddurchtrittsspalten eng aneinander gereihten und im Querschnitt vorzugsweise stromlinienförmig gestalteten-Hohlkörpern aufgebaut ist. Die Hchll:örper weisen im Bereich der stärksten Einengung der mit ihrer Hilfe gebildeten bzw. zwischen ihnen belassenen Winddurchtrittsspalte Längsschlitze auf, durch die der Windstrom die Hohlkörper zu evakuieren, in ihnen also einen Unterdruck zu schaffen vermäg-; mittels welchem eine oder mehrere den Hohlkörpern angeschlossene 'Unterdruckturbinen betrieben werden, vorzugsweise zur Stromerzeugung für eine an sich bekannte Wasserzersetzungsanlage.
Die Vorteile eines solchen Windkraftwerkes sind erheblich und sehr zahlreich. Erreicht ist vor allem eine größtmögliche Vereinfachung des Aufbaus. Nirgends mehr sind unmittelbar im Winde rotierende Teile vorhanden, zu überwachen, zu pflegen oder zu schmieren. Den Größienabmessungen der Hohlkörper sind so gut wie gar keine Grenzen gesetzt, jedenfalls bei weitem nicht mehr in dem Maße, wie es bei Windkraftwerken mit im Winde rotierenden Teilen der Fall ist; denn bei letzteren bringt jede Vergrößerung der rotierenden Teile auch stets ein entsprechend größeres Maß an Schwierigkeiten hinsichtlich der Beherrschung der Fliehkraftwirkungen mit sich.
In seiner Gesamtheit muß das Windkraftwerk erfindungsgemäßer Ausführung natürlich keineswegs ortsfest aufgestellt sein. Empfohlen wirdvielmehr eine Aufstellung in der Weise. daß das Werk mit seiner Anströmseite sich in den Wind einstellen läßt, entweder durch Steuerung von Hand oder gar vollkommen selbsttätig.
Besonders günstige Aufstellungs- und Betriebsmöglichkeiten für derartige Windkraftwerke sind in den Küstengebieten sowie auch auf See gegeben. Im letzterwähnten Fall wird daran zu denken sein, das Werk auf zweckentsprechend zu verankernde Schwimmer aufzubauen.
Die praktische Auswertung des Unterdruckes bei einem Windkraftwerk nach der Erfindung mag an sich freiem Ermessen überlassen bleiben. Vor allem wird daran zu denken sein, Unterdruckturbinen anzuschließen, um Generatoren zu treiben, deren Strom irgendeinem nützlichen Zweck zugeführt evtl. auch gespeichert werden könnte. Die Unregelmäßigkeiten des Windes hinsichtlich seiner Zeitdauer und :Stärke lassen Speicher- bzw. Akkumulatorenbetrieb nicht sonderlich empfehlenswert erscheinen, weshalb vorgeschlagen wird, zur Ausnützung des Unterdruckes hochtourige Unterdruckturbinen in Verbindung mit hochleistungsfähigen Niederspannungsgeneratoren speziell für den Betrieb einer Wasserzersetzungsanlage vorzusehen. Bekanntlich genügen hierfür schon Ströme einer Spannung von nur 3 V, die gewiß stets und unter allen Umständen einwandfrei erzeugbar sein wird.
über die Verwertbarkeit der durch Wasserzersetzung gewonnenen Energieträger (Wasserstoff und Sauerstoff) braucht hier an dieser Stelle nichts weiter gesagt zu werden, denn für derartige Erzeugnisse sind in der Industrie und im Gewerbe überall vielerlei Gelegenheiten zu nutzbringender Verwendung gegeben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorzüge des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
Abb. i stellt ein Windkraftwerk erfindungsgemäßer Ausführung in einer Seitenansicht dar; Abb. 2 veranschaulicht einige der Hohlkörper im Querschnitt.
Das Windkraftwerk, das vom Wind in der Richtung des Pfeiles W angeblasen wird, besteht aus einer Vielzahl ziemlich dicht nebeneinander aufgestellter Hohlkörper i mehr oder weniger stromlinienförmigen Querschnitts. Querschnitt und Aufbau bzw. Aufstellung der Hohlkörper i sind aus der Abb. 2 ersichtlich, ebenso auch die zwischen den Hohlkörpern belassenen Winddurchtrittsspalte und die in den Hohlkörpern vorgesehenen Längsschlitze 2.
Im Ausführungsbeispiel der Abb. i sind die Hohlkörper i senkrecht auf einem horizontal gelegenen Sammler 3 aufgebaut, der im Querschnitt ebenfalls stromlinienförmig profiliert ist und den in den Hohlkörpern i erzeugten Unterdruck durch ein zentral nach unten führendes Rohr q. zur Maschine 5 hin vermitteln soll. Die Maschine 5 ist eine Unterdruckturbine, an die der elektrische Stromerzeuger 6 angeschlossen ist.
In ihrer Gesamtheit sind die Hohlkörper von einem Drehtisch 7 getragen und nach hinten mittels eines Gitterwerkes 8 abgestützt, das mit einer Laufrolle 9 auf einer kreisringförmigen Schiene geführt ist. Die Hohlkörper können also immer dem Winde entsprechend eingestellt werden, bei Anbringung geeigneter Leitwerke sogar ganz automatisch.
Die Wirkungsweise ist folgende: Im Durchgang durch die zwischen den Hohlkörpern i gebildeten Spalte reißt der Windstrom die Luft aus den im Bereich der stärksten Spalteinengung vorgesehenen Längsschlitzen 2 mit sich fort, so daß innerhalb der Hohlkörper i ein Unterdruck entsteht, der sich durch den Sammler 3 und weiter durch das Rohr ,I auf die Unterdruckturbine ,5 auswirkt. Letztere treibt den Generator 6, dessen Strom zu einer hier nicht dargestellten Wasserzersetzungsanlage hingeleitet wird.
Der Maschinenraum M, der im Ausführungsbeispiel unterhalb der Oberfläche vorgesehen ist, könnte auch im Gitterwerk hinter den Hohlkörpern vorgesehen sein (s. die in Abb. i gestrichelt eingezeichnete Position). In diesem Fall würde sich das Rohr q., das für den Anschluß an die Maschine 5 eine Drehkupplung io erfordert, natürlich erübrigen; es könnte die Maschine bzw. die Unterdruckturbine dem Sammler 3 dann gleich mehr oder weniger unmittelbar und starr angeschlossen werden.
Statt der lotrechten Aufstellung könnte für die Hohlkörper i erfindungsgemäß auch eine horizontale Anordnung vorgesehen werden, selbstverständlich ebenfalls unter Belassung der nötigen Winddurchtrittsspalte.
Nicht unbedingt erforderlich, doch immerhin sehr vorteilbringend ist das Einfassen der Gesamtheit der Hohlkörper in eine Umrandung, die mit nach vorn und schräg auswärts gerichteten Windleitblechen i I eine sichere Wirkung auch in den Randzonen der Hohlkörper schaffen hilft.
Zur Unterdruckregulierung in Anpassung an die jeweilige Windstärke mag die Einrichtung beim Windkraftwerk erfindungsgemäß so getroffen sein, daß sich die hohlkörpereimvärts gelegenen Schlitzleitbleche 12 verstellen, die Schlitzquerschnitte also variieren lassen.

Claims

PATEN TANSPPÜCIIE: i. Windkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im Winde feststehende, im Ouerschnitt vorzugsweise stromlinienförmige Hohlkörper (i) unter Belassung von Winddurchtrittsspalte eng aneinandergereiht sind, wobei die Hohlkörper im Bereich der stärksten Einengung der zwischen ihnen belassenen Winddurchtrittsspalte Längsschlitze (-a) aufweisen, und daß an die Hohlkörper eine oder mehrere Unterdruckturbinen (5) angeschlossen sind, vorzugsweise zur Stromerzeugung für eine an sieh bekannte Wasserzersetzungsanlage. a. Windkraftwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper unter sich und mit den Unterdruckturbinen über einen Sammler (3) verbunden sind. 3. Windkraftwerk nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (a) in den Hohlkörpern in ihrer Weite verstellbar sind. 4.. Windkraftwerk nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper auf der Anströmseite von vorwärts und schräg auswärts gerichteten Windleitblechen (i i) umrandet sind. 5. Windkraftwerk nach Allsprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper auf einen Drehtisch (7) aufgebaut und so in alle Windrichtungen einstellbar sind.