EP2780582A2 - Fassadensystem zur energiegewinnung - Google Patents

Fassadensystem zur energiegewinnung

Info

Publication number
EP2780582A2
EP2780582A2 EP12780093.6A EP12780093A EP2780582A2 EP 2780582 A2 EP2780582 A2 EP 2780582A2 EP 12780093 A EP12780093 A EP 12780093A EP 2780582 A2 EP2780582 A2 EP 2780582A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
facade
rotor
facade system
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12780093.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Gruber
Klaus SALZBERGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thermic Renewables GmbH
Original Assignee
Thermic Renewables GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermic Renewables GmbH filed Critical Thermic Renewables GmbH
Publication of EP2780582A2 publication Critical patent/EP2780582A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • 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
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/50—Maintenance or repair
    • 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
    • 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
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/34—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
    • F03D9/35—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects
    • 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
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/20—Application within closed fluid conduits, e.g. pipes
    • 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
    • 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
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/911—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose
    • F05B2240/9112—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose which is a building
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/207—Heat transfer, e.g. cooling using a phase changing mass, e.g. heat absorbing by melting or boiling
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/24—Heat transfer, e.g. cooling for draft enhancement in chimneys, using solar or other heat sources
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • 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
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • 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
    • 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
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • the present invention relates to a facade system for power generation, in which air flow energy, which is due to an air buoyancy, can be converted into electrical energy.
  • photovoltaic elements are known in which the solar radiation is used to generate electricity.
  • thermal collectors the solar radiation is converted into heat, which is then available as heat energy.
  • wind generators are also known, which are exposed to the oncoming wind, in particular in the region of the roof edges, in order to convert the kinetic energy of the wind into electrical energy.
  • DE 10 2005 038 490 AI a wind energy generator is arranged in a flow channel in the facade whose openings are exposed to the wind so that wind-induced
  • Wind energy generator drives have proved to be disadvantageous that the generation of energy is only possible with appropriate wind conditions. It has also been shown that the moving parts in wind energy generators, in particular the rotors, have an increased need for maintenance, which precludes the arrangement in poorly accessible facade areas. The resulting maintenance costs, in particular due to the required maintenance time be determined, but seriously affect the profitability of
  • the object of the present invention is therefore to provide in the facade an energy production option with improved profitability even on windless days.
  • a façade system for generating energy, which is a facade construction for a building with an interior facing towards an interior and an exterior facing toward an exterior, and at least one extending vertically
  • the shaft is arranged on the outside of the inside.
  • the shaft extends over at least part of the height of the facade construction, and stands with a
  • the rotor is disposed in the well between the air inlet and outlet openings for converting airflow energy into electrical energy, the airflow energy being due to air buoyancy present in the well.
  • the at least one rotor is removably held in the shaft to a support structure.
  • the well extends over at least one storey height, e.g. over at least 3 m.
  • the shaft extends over the entire height of the facade surface or over the entire building height. According to another example, the shaft extends from a maximum of about 0.5 m height above a surrounding area, for example, the adjacent terrain, or level; For example, the shaft starts from a maximum of 50 cm above the terrain adjacent to the house.
  • the indication of the shute extension relates to the length of the duct formed between the air inlet opening and the air outlet opening.
  • the rotor, or the rotors can or can be arranged over the entire length or height, ie at any point, preferably in the region of the lower end and / or the upper end of the shaft, or even in between.
  • the air flow energy is mainly due to the chimney effect that sets in the shaft, for example due to the temperature difference of the
  • the air inlet and outlet openings may be formed at the bottom and top of the facade behind cladding elements in particular invisible, so as not to affect the appearance of the facade.
  • the facade system may in particular have several shafts side by side.
  • the rotor of the generator is formed with the stator as a structural unit, the generator may be designed removable for maintenance purposes.
  • the rotor, or the generator may be designed exchangeable.
  • the support structure in the shaft for removing the rotor in the direction of chess on a guide device is held vertically movable.
  • the supporting structure serves to fasten the rotor and derives the from the
  • the rotor together with the support structure can be moved up or down by means of a guiding device, i. in the direction of the shaft, so that the rotor can be moved out of the shaft in order to be able to carry out maintenance work or even to replace the rotor.
  • a guiding device i. in the direction of the shaft
  • the support structure can be moved out of the shaft in a simple manner, in order then to be able to carry out the corresponding work.
  • the guide device serves the targeted and safe moving the support structure within the shaft.
  • vertical movably held refers to that the supporting structure is guided by the guiding device in such a manner that canting or jamming of the supporting structure is prevented thus also prevent the rotor within the shaft and can be solved for moving the rotor, or the support device.
  • the rotor, or the generator for example, vertically displaceable, or arranged to be movable in order to ensure the simplest possible and thus time-saving replacement.
  • the removability of the rotor from the shaft means a significant simplification in terms of maintenance and possibly more necessary
  • the supporting structure is a
  • Chain device which is guided in the shaft laterally in a rail construction.
  • the chain device may be a chain having movable members that allow movement in one plane only.
  • the rail construction may for example be a U-profile in which a chain can run vertically.
  • the rail construction may also include additional movable elements, e.g.
  • the chain allows, for example, a vertical movement of the rotor, for example, in the downward movement, while allowing at the exit from the shaft construction, a deflection such that the chain can also be deflected in the horizontal direction of movement. For example, if several
  • Components are held on the chain, they can all be moved out to be then arranged horizontally waited or replaced or repaired.
  • the shaft can be used in particular in the area of the air intake and
  • Air outlet openings have a revision opening for removing and inserting the rotor or generator, wherein the guide device extends from a holding position, in which the rotor is used for energy production, up to the revision position, or -ö réelle, and wherein the rotor or the generator with the support structure in front of the inspection opening is movable.
  • a plurality of rotors in the flow direction can be provided behind each other.
  • a plurality of rotors are provided one behind the other in the shaft in the direction of flow, wherein the rotors are fastened to a common support structure, which is held vertically movably in the shaft.
  • the shaft is integral with the shaft
  • the shaft can, for example, in a
  • the shaft may for example be formed in individual facade components, such as plate-shaped facade components, which are formed with a cavity.
  • individual facade components such as plate-shaped facade components, which are formed with a cavity.
  • the shaft between plate-shaped facade components may for example be formed in individual facade components, such as plate-shaped facade components, which are formed with a cavity.
  • Façade elements formed which are coupled to each other via a support structure, so that between the plate-shaped elements a shaft is formed.
  • the integral training can also be provided in plate-shaped components, which serve as a substructure.
  • the shaft can be formed by separate elements which enclose the shaft on all sides; e.g., a plurality of such elements, which have a corresponding cavity, may be provided one behind the other in the vertical, in order to form individual sections of a shaft with a corresponding height.
  • the feature of the integral design of the shaft is provided according to a further embodiment without the features mentioned above as examples.
  • the integral training is also without the
  • a construction layer with a vertical lathing with a plurality of slats is formed, and the shaft is arranged between two slats.
  • the slats are in particular a maximum of 40 mm thick, that is, the shaft has a corresponding maximum depth, where it can extend depending on the distance between the battens laths in width.
  • the shaft is formed, for example, by hollow profiles which are provided between the slats and which laterally surround the shaft area.
  • a construction layer is provided with a vertical substructure structure in which a plurality of vertically extending elements is present.
  • the shaft is arranged between two adjacent vertically extending elements.
  • the vertically extending elements are for example about 10 mm to 200 mm thick, wherein the shaft has a corresponding maximum depth and can extend depending on the distance between the slats lath in width.
  • the shaft is in a
  • Thermal insulation layer formed, for example, in the outer region of the
  • the arrangement of shafts can also be such that on the outside
  • a thermal barrier coating although thinner than in the adjacent areas, is provided to a continuous same
  • the shaft is in existing
  • the shaft can also be integral with the shaft
  • Facade cladding elements are formed, for example in one piece.
  • large-area metal panels are provided, e.g. extend over a projectile and in which on the front side a planar element, e.g. a sheet forming the optical termination, wherein on the back of a plurality of vertically extending webs are provided to a corresponding stability against
  • This space required for static reasons, i. the tread depth, can be provided for the formation of shafts, for example, by a rear closure.
  • a rear closure for example, also web plate profile cross sections in
  • the shafts can also be formed from individual, vertically extending, adjacent segments, which are in communication with each other in the area of the rotor, ie several
  • Channel segments can lead air to a rotor.
  • the facade system has a ventilated outer wall clothing, in which behind an outer wall material
  • Rear ventilation area is formed, and wherein the shaft in the
  • Rear ventilation area is arranged.
  • the shaft is formed, for example, in cross-section not completely encircling by a shaft wall, but engages in the area to be ventilated outer wall cladding on this back as Schachtab gleich.
  • a plurality of shafts may be formed at a distance from each other, so that the ventilation function, in particular the removal of
  • At least a part of the shaft is formed by an air guiding device, which has a wall enclosing a shaft area, wherein the generator is fixed to the wall and is arranged in the shaft area.
  • the air guiding device is, for example, a vertically extending channel-like cavity, which is enveloped by a channel wall.
  • the generator may be fixed to the wall, ie to the channel segments, for example by the above-mentioned holding and guiding devices.
  • the shaft area, or the enveloping wall can take over the load transfer.
  • the Heilbuchungs worn can be formed, for example, as a shaft box, which extends over at least a portion of the length of the shaft.
  • a manhole box is provided which extends continuously to achieve the most efficient buoyancy flow possible.
  • Air duct device with the integral design of the shaft (see above) combined provided, both with the interchangeability, or the
  • the rotor can be arranged in the upper area in relation to the vertical height.
  • the rotor can also be arranged in the middle or lower region.
  • the rotor unit or the rotor, has a horizontally extending rotor axis and is formed with rotor blades such that it extends over the entire
  • Walls extend to ensure mobility.
  • the shaft has a cross-section tapering towards the rotor.
  • Air inlet opening means provided for heating the air.
  • a water spraying device such as a timer or thermometer, may be provided to appropriately humidify the area below the air inlet opening, for example a plate deck, upon exposure to sunlight to increase the rate of rising air flow, and thus buoyancy within the shaft multiply.
  • the rotor is installed to flow with ascending air in a channel segment which is arranged in the region of the shaft, wherein the channel segment is formed removable from the shaft.
  • the channel segment can be left out of the slot, for example, down or up.
  • the shaft is provided in the outer region of the facade, so that a channel segment with the rotor can also be taken out to the front, for example by swinging out. The rotor can then be vertical from the channel segment
  • a plurality of removable channel segments is provided which extend at least over a part of the length of the shaft, wherein the channel segments are pivotally connected to each other and are formed removable from the shaft.
  • a chain device is provided on which one or more rotors are mounted.
  • the chain device is disposed within a removable channel segment, or even multiple channel segments, so that the one or more rotors can be removed from the channel, wherein the channel as such is also removable from the shaft.
  • the rotors can be taken out in a simple manner.
  • the rotors are each arranged in shafts which have such a small cross-section that they are suitable for integration into existing facade constructions, for example in ventilated areas
  • Energy production for example by means of the largest possible chimney with a correspondingly large generator, is rather proposed to provide the largest possible number of smaller trained energy harvesting devices, that is, smaller rotors in smaller shafts that can be accommodated anywhere in the facade construction. For example, this can be
  • Façade system for energy production according to the invention also in such
  • Wall constructions integrate that the appearance of the facade is not impaired.
  • the large number of rotors offers a possibility to gain electrical energy in the area of the building façade, even on days when there is no wind, which means in particular on days when neither wind power plants provide electrical energy, nor on days with reduced energy Solar radiation, for example in cloudy weather, when the efficiency of photovoltaic elements is at least severely limited, or the
  • a continuous shaft box can be formed, which can be easily integrated as a component in existing constructions.
  • the integration into existing or commonly used facade constructions forms a further central feature of the present invention.
  • separate shafts are provided in the facade, in which one or more rotors are arranged.
  • the wells are only a few centimeters, e.g. 2 to 5 cm, for example, 4 cm, formed in depth and extend depending on the design of the rotors in width over, for example, 20 to 100 cm, z. B. 30 to 60 cm, for example 40 cm. Due to the small order in the depth of the
  • Wall construction can thus be provided shaft and rotor designs for different facade constructions, without resulting in a real order in the facade depth.
  • the formation of the shafts with the rotors can therefore be easily in the different wall structures such as solid structures with curtain wall elements,
  • Integrate thermal insulation composite systems clad wood frame constructions, etc.
  • the rotors according to the invention can also be used as additional
  • Components should be provided on existing facades.
  • An important aspect is also the possibility to exchange the rotors in a simple way.
  • the rotors with their holding devices can be let out of the shaft downwards, or be pulled out to the top.
  • the extra work required for this purpose is justified by the fact that good accessibility means correspondingly lower maintenance and service costs.
  • rotors may be provided which are held and connected via simple plug-in connections, so that an exchange can take place very quickly and efficiently.
  • Moving down from the shaft construction is advantageous, for example, in the case of multi-storey shaft heights, ie shafts extending over several floors or floors, since it is not necessary to erect scaffolding or ladders for replacement.
  • the maintenance and replacement of defective rotors which are possible at any time, also ensures, among other things, an optimized operating life of the energy-generating façade and minimized downtime of energy generation.
  • FIG. 1 shows a schematic vertical section through an embodiment of a
  • FIG. 3 shows a horizontal section of a further embodiment of a
  • Facade system according to the present invention shows a vertical section of a further exemplary embodiment of a façade system for energy generation according to the present invention
  • FIG. 5 shows a horizontal section of a further exemplary embodiment of a
  • FIG. 6 shows a horizontal section of a further exemplary embodiment of a
  • Fig. 7 a horizontal section of a further exemplary embodiment of a
  • FIG. 8 shows a horizontal section of a further exemplary embodiment of a
  • Fig. 10 a horizontal section of a further exemplary embodiment of a
  • Fig. 1 1 a vertical section of a further exemplary embodiment of a
  • Fig. 13 a further exemplary embodiment of a facade system for
  • FIG. 1 shows a facade system 10 for energy, the one
  • Facade structure 12 has for a building, wherein the facade structure to an interior 14 facing inside 16 and one to a
  • the facade system 10 further has at least one vertically extending shaft 22 and at least one generator 24 with a rotor 26 not shown in detail in FIG.
  • the shaft 22 is disposed on the outside of the inner side 16 and extends over at least a part of the height of the facade structure 12.
  • the shaft 22 is further formed with an air inlet opening 27 in the lower region and an air outlet opening 28 in the upper region and communicates with the two openings 26, 28 with the exterior 18 in conjunction.
  • the rotor 26 is disposed in the well 22 between the air inlet port 27 and the air outlet port 28 and is provided to convert air flow energy present to electrical energy due to air buoyancy present in the well indicated by an arrow 30.
  • the at least one rotor 26 is removable in the shaft 22 at a
  • the rotor is installed to flow with ascending air in a channel segment which is arranged in the region of the shaft, wherein the channel segment is formed removable from the shaft.
  • the channel segment forms a segment of the shaft or a shaft segment.
  • a plurality of removable channel segments are provided which extend at least over part of the length of the well, preferably over a length from the air inlet and / or the air outlet to the point where the rotor is located.
  • the channel segments are like link elements pivotally connected to each other, so that the channel segments Angled when removing, eg bent, pulled out. After removal, the individual channel segments can be replaced individually or completely. For example, the channel segments can be guided in lateral guide rails.
  • the rotor may be arranged for removal in a removable channel segment.
  • a chain device is provided on which one or more rotors are mounted.
  • Chain device is disposed within a removable channel segment, or even within a plurality of interconnected and removable channel segments.
  • the one or more rotors can be removed from the channel, the channel as such can also be removed from the shaft.
  • the support structure 32 in the chute 22 for withdrawing the rotor 26 in the chess direction may be vertically movably supported on a guide device 34, as shown in a section of a vertical section in FIG Mobility is indicated by a double arrow symbol 36.
  • the rotor may be vertically displaceable or movable.
  • the Support structure 32 may be a chain device 38, which is guided in the shaft 22 laterally in a rail construction 40.
  • a plurality of rotors 26 in the direction of flow, indicated by an arrow 44, are provided one after the other in the shaft 22, the rotors 26 being fastened to a common supporting structure 46, which in FIG the shaft 22 is held vertically movable.
  • the well is integrally formed with the facade structure 12.
  • the facade system 10 a For example, as shown in Fig. 5, the facade system 10 a
  • Fig. 5 shows a horizontal section through the facade structure 12, in which on the outside a plane with cladding elements 52 is provided, for example, a casing, and an adjoining horizontal battens for fastening the facade elements 52, which in turn attached to the battens 50 is.
  • an insulating layer 54 with a subsequent indicated wall shell 56 on the inside, for example, the interior 14 follows.
  • the inner shell, or inner wall 56 can assume, for example, also supporting function. It should be noted that the inner wall 56 may also be provided only as a room closure, and a load transfer, especially the facade loads, in connection constructions not shown in detail, for example in the ceiling construction, can be initiated.
  • FIG. 5 schematically shows the rotor 26 with a horizontal axis of rotation 58.
  • the slats are, for example, 40 mm thick, that is, the outer dimension of the shaft 22 is a maximum of 40 mm.
  • slats instead of the slats, other vertically extending elements may be provided which are, for example, about 10 mm to 200 mm thick; in which case the shaft can also have a corresponding maximum depth, that is to say the outside dimension of the shaft 22 is e.g. maximum 200 mm.
  • the shaft 22 may also be formed in a thermal barrier coating 60.
  • the thermal barrier coating 60 is formed of a first continuous layer 62 and a second continuous layer 64, between which a third layer 66 is formed, in which the shaft 22 is arranged.
  • the shaft 22 may be attached to two laterally provided slat constructions 68.
  • the shaft 22 may also be inserted directly into the third layer 66 between adjacent Dämm Kunststoffe.
  • a facade cladding for example, a plaster layer 70 is shown in Fig. 6, and in Fig. 7, a ventilated facade panel construction 72nd
  • Facade cladding that is, the outer facade surfaces are shown only by way of example, and also other conventional facade cladding or
  • the shaft 22 can also in existing cavities 72 of
  • Facade cladding elements 74 may be formed.
  • U-shaped facade elements are shown in FIG. 8 as outer facade layer, each having a cavity in which the shaft according to the invention can be arranged. With a plurality of cavities, only a portion of the cavities, or even all cavities, can be formed with a shaft for energy.
  • a wall construction 76 is provided, which is provided with a first insulating layer 78 and a second insulating layer 80, wherein the insulating layers may have a retaining substructure for the facade panels, which is not shown in detail.
  • a first or second battens may be provided within the layer.
  • the facade elements 74 are, for example, a vinylite facade with a natural stone coating 82 on the outer side.
  • rotors 26 are integrally formed generators, in which corresponding permanent magnets or magnetic coils are provided in the region of the axis of rotation to generate electrical energy.
  • FIG. 9 shows an example with a paneled panel 84, such as sheet metal panels, supported on an indicated support structure 86, which in turn is secured to a wall structure 88.
  • a paneled panel 84 such as sheet metal panels
  • the metal panels 84 have a folded edge 92, so that a cavity 94 results in which, for example, a shaft 22 according to the invention can be used.
  • the façade system 10 may have a ventilated outer wall covering 96 in which a rear ventilation area 100 is formed behind an outer wall material 98.
  • the shaft 22 is arranged in the rear ventilation area.
  • the shaft 22 may each extend between two substructure elements 102 that define the thickness of the rear ventilation area 100, or even occupy only a part of the interspace. As is indicated in a vertical section in FIG. 11, at least part of the shaft 22 may be formed by an air guiding device 104, which has a wall 106 enclosing a shaft region.
  • the generator 24, or even the multiple generators 24, may be attached to the wall and in the
  • Shaft area be arranged, wherein the rotors, and the generators are kept removable.
  • the enclosing wall 106 may be formed as a shaft box and extend only over the area in which the generators are provided.
  • the duct 22 may be formed from the lower air inlet port 27 to the upper air outlet port 28 continuously by the air guiding device 104.
  • the generators 24 are arranged in the upper area. Deviating from the rotors, or generators 24 in the middle
  • top, center and bottom refer to the vertical height.
  • FIGS. 12A and 12B show a further exemplary embodiment in two variants, in which the shaft 22 has a cross section tapering towards the rotor 26 in FIG. 12A with a uniformly tapering
  • FIG. 12B Cross section is shown and in Fig. 12B with a gradually tapering cross section.
  • Fig. 13 shows a facade system, in which in the area below the
  • Air inlet opening 27 means 108 are provided for heating the air.
  • a Wasserbesprühungsvorraum 110 may be arranged, for example, with a timer or a thermometer (not shown) is combined to, depending on the sunlight, indicated by the sun's rays 112 to wet a bottom portion 114 with water.
  • the generators 24 with the rotors 26 may, for example via a
  • the shafts are to be opened downwards, so that the generators or rotors used can be removed downwards, for example by means of a holding device with chain links.
  • the generators may be equipped with a plug-in connection for easy replacement.
  • the generators can also be pulled out over the upper opening of the shaft in order to carry out a maintenance or an exchange.
  • the use of several generators in succession, or of several rotors in succession offers the advantage that the individual generator must convert only a part of the kinetic energy of the air from the shaft into electrical energy. This makes it possible, for example, to use lighter rotors which rotate even at low buoyancy speeds and already provide small amounts of electrical energy.

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)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Fassadensystemen zur Energiegewinnung, insbesondere Fassadensystemen, bei denen Luftströmungsenergie, die aufgrund eines Luftauftriebs vorliegt, in elektrische Energie umgewandelt wird. Um eine Energiegewinnung mit verbesserter Rentabilität auch an windfreien Tagen zur Verfügung zu stellen, wird ein Fassadensystem (10) zur Energiegewinnung vorgesehen, das eine Fassadenkonstruktion (12) für ein Gebäude aufweist, welche eine zu einem Innenraum hin weisenden Innenseite (16) und eine zu einem Außenraum hin weisenden Außenseite (20) aufweist. Das Fassadensystem weist ferner wenigstens einen sich vertikal erstreckenden Schacht (22), und wenigstens einen Generator (24) mit einem Rotor (26) auf. Der Schacht ist außenseitig der Innenseite angeordnet und erstreckt sich über wenigstens einen Teil der Höhe der Fassadenkonstruktion, und steht mit einer Lufteinlassöffnung (27) im unteren Bereich und einer Luftauslassöffnung (28) im oberen Bereich mit dem Außenraum in Verbindung. Der Rotor ist in dem Schacht zwischen der Lufteinlass- und der Luftauslassöffnung angeordnet, und dient der Umwandlung von Luftströmungsenergie, die aufgrund eines in dem Schacht vorhandenen Luftauftriebs vorliegt, in elektrische Energie. Der wenigstens eine Rotor ist in dem Schacht herausnehmbar an einer Tragkonstruktion (32) gehalten.

Description

Fassadensystem zur Energiegewinnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fassadensystem zur Energiegewinnung, bei dem Luftströmungsenergie, die aufgrund eines Luftauftriebs vorliegt, in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Zur Energiegewinnung an Gebäuden sind beispielsweise Photovoltaik-Elemente bekannt, bei denen die Sonneneinstrahlung zur Erzeugung von elektrischem Strom verwendet wird. Bei thermischen Kollektoren wird die Sonneneinstrahlung in Wärme umgewandelt, die anschließend als Wärmeenergie zur Verfügung steht. Daneben sind auch Windgeneratoren bekannt, die insbesondere im Bereich der Dachkanten dem anströmenden Wind ausgesetzt sind, um die Bewegungsenergie des Windes in elektrische Energie umzuwandeln. In der DE 10 2005 038 490 AI ist ein Windenergiegenerator in einem Strömungskanal in der Fassade angeordnet, dessen Öffnungen dem Wind derart ausgesetzt sind, dass Wind-induzierte
Druckunterschiede eine Strömung in dem Kanal hervorrufen, welche den
Windenergiegenerator antreibt. Als nachteilig hat sich jedoch erwiesen, dass die Energiegewinnung nur bei entsprechenden Windverhältnissen möglich ist. Es hat sich außerdem gezeigt, dass die beweglichen Teile bei Windenergiegeneratoren, insbesondere die Rotoren, einen erhöhten Wartungsbedarf haben, welchem die Anordnung in schlecht zugänglichen Fassadenbereichen entgegensteht. Die anfallenden Wartungskosten, die insbesondere durch die benötigte Wartungszeit bestimmt werden, beeinträchtigen jedoch stark die Rentabilität von
Energiegewinnungssystemen im Bereich der Fassade.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, in der Fassade eine Energiegewinnungsmöglichkeit mit verbesserter Rentabilität auch an windfreien Tagen zur Verfügung zu stellen.
Dies wird durch ein Fassadensystem zur Energiegewinnung nach dem unabhängigen Anspruch erreicht. Beispielhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fassadensystem zur Energiegewinnung vorgesehen, das eine Fassadenkonstruktion für ein Gebäude mit einer zu einem Innenraum hin weisenden Innenseite und einer zu einem Außenraum hin weisenden Außenseite, sowie wenigstens einen sich vertikal erstreckenden
Schacht und wenigstens einen Generator mit einem Rotor aufweist. Der Schacht ist außenseitig der Innenseite angeordnet. Der Schacht erstreckt sich über wenigstens einen Teil der Höhe der Fassadenkonstruktion, und steht mit einer
Lufteinlassöffnung im unteren Bereich und einer Luftauslassöffnung im oberen Bereich mit dem Außenraum in Verbindung. Der Rotor ist in dem Schacht zwischen der Lufteinlass- und der Luftauslassöffnung angeordnet, zur Umwandlung von Luftströmungsenergie in elektrische Energie, wobei die Luftströmungsenergie aufgrund eines in dem Schacht vorhandenen Luftauftriebs vorliegt. Der wenigstens eine Rotor ist in dem Schacht herausnehmbar an einer Tragkonstruktion gehalten.
Vorzugsweise erstreckt sich der Schacht über wenigstens eine Geschosshöhe, z.B. über mindestens 3 m.
Gemäß einem weiteren Beispiel erstreckt sich der Schacht über die gesamte Höhe der Fassadenfläche bzw. über die gesamte Gebäudehöhe. Gemäß einem weiteren Beispiel erstreckt sich der Schacht ab maximal ca. 0,5 m Höhe über einer umgebenden Fläche, z.B. das angrenzende Terrain, bzw. Niveau; z.B. beginnt der Schacht ab maximal 50 cm über dem an das Haus anschließende Gelände.
Die Angabe der Schachterstreckung bezieht sich auf die Länge des zwischen der Lufteinlassöffhung und der Luftauslassöffnung ausgebildeten Schachts. Der Rotor, bzw. die Rotoren, kann bzw. können dabei auf der gesamten Länge bzw. Höhe angeordnet werden, also an einer beliebigen Stelle, vorzugsweise im Bereich des unteren Endes und/oder des oberen Endes des Schachts, oder auch dazwischen.
Aufgrund des Auftriebs in dem Schacht, der bereits unabhängig von
Windströmungen alleine aufgrund der unterschiedlichen Höhen der Öffnungen vorliegt, kann unabhängig von Windverhältnisse elektrische Energie zur Verfügung gestellt werden.
Die Luftströmungsenergie beruht hauptsächlich auf dem Kamineffekt, der sich in dem Schacht einstellt, zum Beispiel aufgrund der Temperaturdifferenz der
Umgebungsluft zwischen dem Bereich an der Lufteinlassöffnung und dem Bereich an der Luftauslassöffnung.
Die Lufteinlass- und Luftauslassöffnungen können am unteren und oberen Rand der Fassade hinter Fassadenverkleidungselementen insbesondere unsichtbar ausgebildet sein, um das Erscheinungsbild der Fassade nicht zu beeinträchtigen.
Das Fassadensystem kann insbesondere mehrere Schächte nebeneinander aufweisen. Für den Fall, dass der Rotor des Generators mit dem Stator als eine Baueinheit ausgebildet ist, kann der Generator für Wartungszwecke herausnehmbar ausgebildet sein. Insbesondere kann der Rotor, bzw. der Generator austauschbar ausgebildet sein. Gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel ist die Tragkonstruktion in dem Schacht zum Herausnehmen des Rotors in Schachtrichtung an einer Führungsvorrichtung vertikal beweglich gehalten.
Die Tragkonstruktion dient der Befestigung des Rotors und leitet die aus der
Halterung resultierenden Kräfte an eine tragende Konstruktion weiter. Beispielsweise kann der Rotor mitsamt der Tragkonstruktion mit Hilfe einer Führungsvorrichtung nach oben oder unten, d.h. in Richtung des Schachts, bewegt werden, so dass der Rotor aus dem Schacht heraus bewegt werden kann, um Wartungsarbeiten, oder auch einen Austausch des Rotors vornehmen zu können. Mit anderen Worten, statt den Rotor einzeln ausbauen zu müssen, kann die Tragkonstruktion auf einfache Art und Weise aus dem Schacht bewegt werden, um dann die entsprechenden Arbeiten durchführen zu können. Die Führungsvorrichtung dient dabei dem gezielten und sicheren Bewegen der Tragkonstruktion innerhalb des Schachts. Der Begriff „vertikal beweglich gehalten" bezieht sich darauf, dass die Tragkonstruktion durch die Führungsvorrichtung derart geführt wird, dass ein Verkanten oder Anecken der Tragkonstruktion verhindert wird. Die Führungsvorrichtung kann dabei auch mit Sperrelementen oder ähnlichem ausgebildet sein, die eine unbeabsichtigtes Bewegen der Tragkonstruktion und damit auch des Rotors innerhalb des Schachts verhindern und die zum Bewegen des Rotors, bzw. der Tragvorrichtung gelöst werden können.
Der Rotor, bzw. auch der Generator, ist beispielsweise vertikal verschieblich, bzw. verfahrbar angeordnet, um einen möglichst einfachen und damit zeitsparenden Austausch zu gewährleisten. Die Herausnehmbarkeit des Rotors aus dem Schacht bedeutet eine wesentliche Vereinfachung hinsichtlich der Wartung und möglicherweise notwendiger
Reparaturarbeiten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Tragkonstruktion eine
Kettenvorrichtung, die in dem Schacht seitlich in einer Schienenkonstruktion geführt ist.
Die Kettenvorrichtung kann eine Kette sein, die bewegliche Glieder hat, die ein Bewegen nur in einer Ebene ermöglichen. Die Schienenkonstruktion kann beispielsweise ein U-Profil sein, in dem eine Kette senkrecht verlaufen kann. Die Schienenkonstruktion kann dabei auch zusätzliche bewegliche Elemente, z.B.
drehbar gelagerte Rollen oder Zahnräder, aufweisen, um die Kette derart zu führen, dass unnötige Reibungen entlang der Schienenkonstruktion vermieden werden. Die Kette erlaubt beispielsweise ein vertikales Verfahren des Rotors, zum Beispiel in der abwärts gerichteten Bewegung, und erlaubt gleichzeitig beim Austreten aus der Schachtkonstruktion ein Umlenken derart, dass die Kette auch in die horizontale Bewegungsrichtung umgelenkt werden kann. Wenn beispielsweise mehrere
Komponenten an der Kette gehalten sind, können diese alle herausgefahren werden, um dann in der Horizontalen angeordnet gewartet bzw. ausgetauscht oder repariert zu werden.
Der Schacht kann insbesondere im Bereich der Lufteinlass- und
Luftauslassöffnungen eine Revisionsöffnung aufweisen zum Herausnehmen und Einsetzen des Rotors bzw. Generators, wobei sich die Führungsvorrichtung von einer Halteposition, in der der Rotor zur Energiegewinnung eingesetzt wird, bis zu der Revisionsposition, bzw. -Öffnung erstreckt, und wobei der Rotor bzw. der Generator mit der Tragkonstruktion vor die Revisionsöffnung bewegbar ist. In dem Schacht kann auch eine Vielzahl von Rotoren in Strömungsrichtung hintereinander vorgesehen sein.
Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel ist in dem Schacht eine Vielzahl von Rotoren in Strömungsrichtung hintereinander vorgesehen, wobei die Rotoren an einer gemeinsamen Tragkonstruktion befestigt sind, die in dem Schacht vertikal beweglich gehalten ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Schacht integral mit der
Fassadenkonstruktion ausgebildet. Der Schacht kann beispielsweise in einer
Fassadenverkleidung selbst oder in einer Fassaden-Unterkonstruktion ausgebildet sein.
Der Schacht kann beispielsweise in einzelnen Fassadenkomponenten ausgebildet sein, wie beispielsweise plattenförmigen Fassadenbauteilen, die mit einem Hohlraum ausgebildet sind. Beispielsweise ist der Schacht zwischen plattenförmigen
Fassadenelementen ausgebildet, die über eine Tragkonstruktion miteinander gekoppelt sind, so dass zwischen den plattenförmigen Elementen ein Schacht entsteht. Die integrale Ausbildung kann auch in plattenförmigen Bauteilen vorgesehen sein, die als Unterkonstruktion dienen. Beispielsweise kann der Schacht durch separate Elemente gebildet werden, die den Schacht allseitig umschließen; z.B. können mehrere solcher Elemente, die einen entsprechenden Hohlraum aufweisen, in der Vertikalen hintereinander vorgesehen sein, um aus Einzelsegmenten einen Schacht mit entsprechender Höhe zu bilden.
Das Merkmal der integralen Ausbildung des Schachts ist gemäß einer weiteren Ausführungsform auch ohne die oberhalb als Beispiele genannten Merkmale vorgesehen. Insbesondere ist die integrale Ausbildung auch ohne die
Austauschbarkeit, bzw. die Herausnehmbarkeit der Rotoren, bzw. Generatoren vorgesehen. Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel ist eine Konstruktionsschicht mit einer vertikalen Lattung mit einer Vielzahl von Latten ausgebildet, und der Schacht ist zwischen zwei Latten angeordnet.
Die Latten sind insbesondere maximal 40 mm stark, das heißt der Schacht weist eine entsprechende Maximaltiefe auf, wobei er sich je nach Lattenabstand zwischen den Latten in der Breite erstrecken kann. Der Schacht wird beispielsweise durch Hohlprofile gebildet, die zwischen den Latten vorgesehen sind und die den Schachtbereich seitlich umschließen.
Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel ist eine Konstruktionsschicht mit einer vertikalen Unterkonstruktions-Struktur vorgesehen, bei der eine Vielzahl von vertikal verlaufenden Elementen vorhanden ist. Der Schacht ist zwischen zwei benachbarten vertikal verlaufenden Elementen angeordnet.
Die vertikal verlaufenden Elemente sind beispielsweise ca. 10 mm bis 200 mm stark, wobei der Schacht eine entsprechende Maximaltiefe aufweist und sich je nach Lattenabstand zwischen den Latten in der Breite erstrecken kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Schacht in einer
Wärmedämmschicht ausgebildet, beispielsweise im äußeren Bereich der
Wärmedämmschicht.
Beispielsweise ist bei einem Wärmedämmverbundsystem vorgesehen, dass in vertikal verlaufenden Ausnehmungen vertikale Schächte vorgesehen sind zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Rotoren. Dabei kann die von außen her betrachtet rückseitig angeordnete Wandung des Schachtes mit einer verbesserten
Wärmedämmeigenschaft, z. B. durch sogenannte Vakuumisolierpaneele, ausgebildet werden, um, auf die Fläche bezogen, eine ähnliche Dämmwirkung zu erzielen, wie in Bereichen ohne Ausnehmungen der Wärmedämmung. Beispielsweise kann die Anordnung von Schächten auch derart erfolgen, dass auf der nach außen
angeordneten Seite des Schachts eine Wärmedämmschicht, wenn auch dünner als in den benachbarten Bereichen, vorgesehen ist, um eine durchgehend gleiche
Oberfläche zur Verfügung zu stellen, die dann beispielsweise verputzt werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Schacht in vorhandenen
Hohlräumen von Fassadenverkleidungselementen ausgebildet.
Dies bietet den Vorteil, dass die Energiegewinnung keinen zusätzlichen Bauraum beansprucht, sondern stattdessen vielmehr in ohnehin vorhandenen Hohlräumen untergebracht werden kann. Dabei kann der Schacht auch integral mit den
Fassadenverkleidungselementen ausgebildet werden, zum Beispiel einstückig.
Beispielsweise sind großflächige Metallpaneele vorgesehen, die sich z.B. über ein Geschoß erstrecken und bei denen auf der Vorderseite ein flächiges Elemente, z.B. ein Blech, den optischen Abschluss bildet, wobei auf der Rückseite mehrere vertikal verlaufende Stege vorgesehen sind, um eine entsprechende Stabilität gegen
Windkräfte vorzusehen, und auch zum Abtragen des Eigengewichts. Dieser aus statischen Gründen erforderliche Bauraum, d.h. die Profiltiefe, kann zur Ausbildung von Schächten vorgesehen sein, beispielsweise auch durch einen rückwärtigen Abschluss. Beispielsweise können auch Stegplattenprofil-Querschnitte in
unterschiedlichen Materialien vorgesehen sein, bei denen durch einen
Material verbünd zwischen Vorder- und Rückseite und den dazwischen vorgesehenen Stegen einzelne, vertikal verlaufende Kanalsegmente gebildet werden, um einen oder mehrere Hohlräume zu bilden, bei denen ein Rotor gemäß der oberhalb
beschriebenen Beispiele vorgesehen sein kann. Die Schächte können dabei auch aus einzelnen, vertikal verlaufenden, nebeneinander liegenden Segmenten gebildet sein, die im Bereich des Rotors miteinander in Verbindung stehen, d.h. mehrere
Kanalsegmente können Luft zu einem Rotor hinführen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Fassadensystem eine hinterlüftete Außenwandbekleidung auf, bei der hinter einem Außenwandmaterial ein
Hinterlüftungsbereich ausgebildet ist, und bei dem der Schacht in dem
Hinterlüftungsbereich angeordnet ist.
Der Schacht ist dabei beispielsweise im Querschnitt nicht ganz umlaufend durch eine Schachtwandung ausgebildet, sondern greift im Bereich der zu hinterlüftenden Außenwandbekleidung auf diese als Schachtabschluss zurück.
Beispielsweise können mehrere Schächte mit Abstand zueinander ausgebildet sein, so dass die Hinterlüftungsfunktion, insbesondere der Abtransport von
möglicherweise in dem Zwischenbereich angefallenem Tauwasser oder Feuchtigkeit, gewährleistet ist, bei gleichzeitiger Energiegewinnung mittels der Schächte gemäß der Erfindung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Teil des Schachts von einer Luftführungseinrichtung gebildet, die eine einen Schachtbereich umhüllende Wandung aufweist, wobei der Generator an der Wandung befestigt ist und in dem Schachtbereich angeordnet ist.
Bei der Luftführungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen vertikal verlaufenden kanalartigen Hohlraum, der von einer Kanalwandung umhüllt ist. Der Generator kann an der Wandung, d.h. an den Kanalsegmenten befestigt sein, beispielsweise durch die oberhalb erwähnten Halte- und Führungsvorrichtungen. Der Schachtbereich, bzw. die umhüllende Wandung kann dabei die Lastabtragung übernehmen. Die Luftfuhrungseinrichtung kann beispielsweise als Schachtkasten ausgebildet sein, der sich über zumindest einen Teil der Länge des Schachts erstreckt.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform wird der Schacht von der unteren
Lufteinlassöffnung bis zur oberen Luftauslassöffnung durchgehend von der
Luftführungseinrichtung gebildet, das heißt beispielsweise, der Schachtkasten erstreckt sich von Öffnung zu Öffnung.
Beispielsweise ist zusätzlich zu Fassadenverkleidungen und deren Unterkonstruktion ein Schachtkasten vorgesehen, der sich durchgehend erstreckt, um so eine möglichste effiziente Auftriebsströmung zu erreichen.
Das Merkmal einer durchgehenden Luftführungseinrichtung ist gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform auch ohne die oben als Beispiele genannten Merkmale vorgesehen. Insbesondere ist die durchgehende Luftführungseinrichtung auch ohne die
Austauschbarkeit, bzw. die Herausnehmbarkeit der Rotoren, bzw. Generatoren vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die durchgehende
Luftführungseinrichtung mit der integralen Ausführung des Schachts (siehe oben) kombiniert vorgesehen, sowohl mit der Austauschbarkeit, bzw. der
Herausnehmbarkeit der Rotoren, bzw. Generatoren, als auch ohne die
Austauschbarkeit, bzw. der Herausnehmbarkeit der Rotoren, bzw. Generatoren. Der Rotor kann, bezogen auf die vertikale Höhe, im oberen Bereich angeordnet sein. Der Rotor kann auch im mittleren oder unteren Bereich angeordnet sein.
Die Rotoreinheit, bzw. der Rotor, weist eine horizontal verlaufende Rotorachse auf und ist derart mit Rotorblättern ausgebildet, dass er sich über die gesamte
Querschnittsfläche des Schachts erstreckt, um möglichst die gesamte Windenergie in Bewegungsenergie umwandeln zu können. Dabei ist selbstverständlich
berücksichtigt, dass sich die bewegenden Rotorblätter nicht ganz bis zu den
Wandungen erstrecken, um eine Beweglichkeit zu gewährleisten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schacht einen sich zum Rotor hin verjüngenden Querschnitt auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind im Bereich unterhalb der
Lufteinlassöffnung Mittel vorgesehen zur Erwärmung der Luft.
Beispielsweise kann eine Wasserbesprühungsvorrichtung, zum Beispiel mit Zeitschaltuhr oder Thermometer, vorgesehen sein, um den Bereich unterhalb der Lufteinlassöffnung, zum Beispiel einen Plattenbelag, bei Sonneneinstrahlung entsprechend zu befeuchten, um den Anteil der aufsteigenden Luftströmung, und damit auch den Auftrieb innerhalb des Schachts, zu vermehren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Rotor zur Durchströmung mit aufsteigender Luft in einem Kanalsegment eingebaut, das im Bereich des Schachts angeordnet ist, wobei das Kanalsegment aus dem Schacht herausnehmbar ausgebildet ist.
Das Kanalsegment kann beispielsweise nach unten oder oben aus dem Schacht herausgelassen werden. Bei einem anderen Beispiel ist vorgesehen, dass der Schacht im äußeren Bereich der Fassade vorgesehen ist, so dass ein Kanalsegment mit dem Rotor auch nach vorne herausgenommen werden kann, beispielsweise durch Herausschwenken. Der Rotor kann dann aus dem Kanalsegment vertikal
herausgefahren werden, beispielsweise an Ketten- oder Seilelementen nach unten hängend. Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform ist eine Vielzahl von herausnehmbaren Kanalsegmenten vorgesehen, die sich wenigstens über einen Teil der Länge des Schachts erstrecken, wobei die Kanalsegmente verschwenkbar miteinander verbunden sind und aus dem Schacht herausnehmbar ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform ist eine Kettenvorrichtung vorgesehen, an der einer oder mehrere Rotoren angebracht sind. Die Kettenvorrichtung ist innerhalb eines herausnehmbaren Kanalsegments, oder auch mehrerer Kanalsegmente, angeordnet, so dass der oder die Rotoren aus dem Kanal herausgenommen werden können, wobei der Kanal als solcher auch aus dem Schacht herausnehmbar ausgebildet ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden mehrere Rotoren innerhalb der
Fassadenkonstruktion untergebracht, wobei die Rotoren auf einfache Art und Weise herausgenommen werden können. Die Rotoren sind jeweils in Schächten angeordnet, die einen derartig kleinen Querschnitt aufweisen, dass sie sich für die Integration in bestehende Fassadenkonstruktionen eignen, beispielsweise bei hinterlüfteten
Fassaden, oder im Bereich von Konterlattungen, oder im Bereich von Hohlräumen von Fassadenelementen. Statt einer möglichst großen Vorrichtung zur
Energiegewinnung, zum Beispiel mittels eines möglichst großen Kamins mit entsprechend großem Generator, wird vielmehr vorgeschlagen, eine möglichst große Zahl von kleiner ausgebildeten Energiegewinnungsvorrichtungen, das heißt kleinere Rotoren in kleineren Schächten vorzusehen, die sich an beliebigen Stellen in der Fassadenkonstruktion unterbringen lassen. Beispielsweise lässt sich das
Fassadensystem zur Energiegewinnung gemäß der Erfindung auch derart in
Wandkonstruktionen integrieren, dass das Erscheinungsbild der Fassade nicht beeinträchtigt wird. Die Vielzahl von Rotoren bietet eine Möglichkeit, auch bei windstillen Tagen elektrische Energie im Bereich der Gebäudefassade zu gewinnen, das heißt insbesondere auch an Tagen, an denen weder Windkraftwerke elektrische Energie zur Verfügung stellen, als auch an Tagen mit verringerter Sonneneinstrahlung, zum Beispiel bei Bewölkung, wenn der Wirkungsgrad von photovoltaischen Elementen zumindest stark eingeschränkt ist, bzw. die
Stromproduktion stark reduziert ist. Neben der Austauschbarkeit der Rotoren, und damit der verbesserten Wartungssituation, kann ein durchgehender Schachtkasten ausgebildet sein, der sich als Bauelement in bestehende Konstruktionen einfach integrieren lässt. Die Integration in bestehende, bzw. üblicherweise verwendete Fassadenkonstruktionen bildet ein weiteres zentrales Merkmal der vorliegenden Erfindung. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Fassade separate Schächte vorgesehen sind, in denen ein oder mehrere Rotoren angeordnet werden. Die Schächte sind beispielsweise nur wenige Zentimeter, z.B. 2 bis 5 cm, beispielsweise 4 cm, in der Tiefe ausgebildet und erstrecken sich je nach Ausbildung der Rotoren in der Breite über beispielsweise 20 bis 100 cm, z. B. 30 bis 60 cm, beispielsweise 40 cm. Aufgrund des nur geringen Auftrags in der Tiefe der
Wandkonstruktion lassen sich damit Schacht- und Rotorkonstruktionen für unterschiedliche Fassadenkonstruktionen vorsehen, ohne dass es zu einem wirklichen Auftrag in der Fassadentiefe käme. Die Ausbildung der Schächte mit den Rotoren lässt sich daher problemlos in die unterschiedlichen Wandkonstruktionen wie beispielsweise Massivkonstruktionen mit vorgehängten Wandelementen,
Skelettbauweise mit ausgefachten Bereichen, Massivkonstruktionen mit
Wärmedämmverbundsystemen, verkleidete Holzständerbaukonstruktionen, etc. integrieren. Die erfindungsgemäßen Rotoren können auch als zusätzliche
Komponenten auf bestehenden Fassaden vorgesehen sein. Ein wichtiger Aspekt ist auch die Möglichkeit, die Rotoren auf einfache Art und Weise austauschen zu können. Dadurch lassen sich beispielsweise auf den jeweiligen Einsatz optimiert ausgebildete Rotoren vorsehen, die jedoch nur relativ geringe Sicherheits- bzw. Konstruktionsreserven aufweisen müssen, da ein Austausch leicht möglich ist. Damit lassen sich kostengünstigere Rotoren verwenden. Beispielsweise können die Rotoren mit ihren Haltevorrichtungen aus dem Schacht nach unten herausgelassen werden, oder auch nach oben herausgefahren werden. Der dafür erforderliche Mehraufwand ist jedoch dadurch gerechtfertigt, dass die gute Zugänglichkeit entsprechend geringere Wartungs- und Servicekosten bedeutet. Beispielsweise können Rotoren vorgesehen sein, die über einfache Steckverbindungen gehalten und angeschlossen werden, so dass ein Austausch sehr schnell und effizient erfolgen kann. Das Herausfahren nach unten aus der Schachtkonstruktion ist beispielsweise bei mehrstöckigen Schachthöhen, d.h. sich über mehrere Stockwerke bzw. Geschosse erstreckenden Schächten, von Vorteil, da zum Austausch nicht erst Gerüste oder Leitern aufgestellt werden müssen. Die jederzeit mögliche Wartung bzw. der Austausch von defekten Rotoren gewährleistet unter anderem auch eine optimierte Betriebsdauer der energieerzeugenden Fassade, bzw. auf ein Minimum reduzierte Ausfallzeiten der Energieerzeugung.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Ausführungsbeispiele auch frei miteinander kombiniert werden können, was auch auf diejenigen Merkmale zutrifft, bei denen dies nicht explizit erwähnt wird.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
Fig. 1 : einen schematischen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2: einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 3: einen Horizontalschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Fassadensystems gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 4: einen Vertikalschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5: einen Horizontalschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 6: einen Horizontalschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7: einen Horizontalschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8: einen Horizontalschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9: einen Horizontalschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiel eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10: einen Horizontal schnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 1 1 : einen Vertikalschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines
Fassadensystems zur Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12A und 12B: ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Fassadensystems zur
Energiegewinnung; und
Fig. 13: ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines Fassadensystems zur
Energiegewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 zeigt ein Fassadensystem 10 zur Energiegewinnung, das eine
Fassadenkonstruktion 12 für ein Gebäude aufweist, wobei die Fassadenkonstruktion eine zu einem Innenraum 14 hin weisende Innenseite 16 und eine zu einem
Außenraum 18 hin weisende Außenseite 20 aufweist. Das Fassadensystem 10 weist ferner wenigstens einen sich vertikal erstreckenden Schacht 22 und wenigstens einen Generator 24 mit einem in Fig. 1 nicht näher gezeigten Rotor 26 auf. Der Schacht 22 ist außenseitig der Innenseite 16 angeordnet und erstreckt sich wenigstens über einen Teil der Höhe der Fassadenkonstruktion 12. Der Schacht 22 ist ferner mit einer Lufteinlassöffnung 27 im unteren Bereich und einer Luftauslassöffnung 28 im oberen Bereich ausgebildet und steht mit den beiden Öffnungen 26, 28 mit dem Außenraum 18 in Verbindung.
Der Rotor 26 ist in dem Schacht 22 zwischen der Lufteinlassöffnung 27 und der Luftauslassöffnung 28 angeordnet und ist vorgesehen, um Luftströmungsenergie, die aufgrund eines in dem Schacht vorhandenen Luftauftriebs, der mit einem Pfeil 30 symbolisch angedeutet ist, vorliegt, in elektrische Energie umzuwandeln. Der wenigstens eine Rotor 26 ist in dem Schacht 22 herausnehmbar an einer
Tragkonstruktion 32 gehalten. Gemäß einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Rotor zur Durchströmung mit aufsteigender Luft in einem Kanalsegment eingebaut, das im Bereich des Schachts angeordnet ist, wobei das Kanalsegment aus dem Schacht herausnehmbar ausgebildet ist. Das Kanalsegment bildet ein Segment des Schachts, bzw. ein Schachtsegement.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von herausnehmbaren Kanalsegmenten vorgesehen, die sich wenigstens über einen Teil der Länge des Schachts erstrecken, vorzugsweise über eine Länge von der Lufteintritts- und/oder der Luftauslassöffnung bis zu der Stelle, an welcher der Rotor angeordnet ist. Die Kanalsegmente sind dabei wie Gliederelemente verschwenkbar miteinander verbunden, so dass die Kanalsegmente beim Herausnehmen abgewinkelt, z.B. abgeknickt, herausgezogen werden können. Nach Entnahme können die einzelnen Kanalsegmente einzeln oder gesamt ausgetauscht werden. Beispielsweise können die Kanalsegmente in seitlichen Führungsschienen geführt werden.
Der Rotor kann zum Herausnehmen in einem herausnehmbaren Kanalsegment angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Beispiel befindet sich in dem Kanal eine seitliche
Führungsschiene, an der die Rotoren geführt werden.
Gemäß einem weiteren Beispiel (nicht gezeigt), ist eine Kettenvorrichtung vorgesehen, an der einer oder mehrere Rotoren angebracht sind. Die
Kettenvorrichtung ist innerhalb eines herausnehmbaren Kanalsegments angeordnet, oder auch innerhalb mehrerer, miteinander verbundener und herausnehmbarer Kanalsegmente. Der oder die Rotoren können aus dem Kanal herausgenommen werden, wobei der Kanal als solcher auch aus dem Schacht herausgenommen werden kann.
Beispielsweise kann die Tragkonstruktion 32 in dem Schacht 22 zum Herausnehmen des Rotors 26 in Schachtrichtung, das heißt in der vertikalen Richtung, an einer Führungsvorrichtung 34 vertikal beweglich gehalten sein, wie dies in Fig. 2 in einem Ausschnitt eines Vertikalschnitts gezeigt ist, wobei die vertikale Beweglichkeit mit einem Doppelpfeilsymbol 36 angedeutet ist. Beispielsweise kann der Rotor vertikal verschieblich bzw. verfahrbar sein.
Wie in Fig. 3 schematisch in einem Horizontalschnitt gezeigt, jedoch ohne auf weitere Merkmale der Fassadenkonstruktion 12 einzugehen, kann die Tragkonstruktion 32 eine Kettenvorrichtung 38 sein, die in dem Schacht 22 seitlich in einer Schienenkonstruktion 40 geführt ist.
Gemäß der in Fig. 4 in einem Vertikalschnitt gezeigten Ausführungsvariante sind in dem Schacht 22 eine Vielzahl 42 von Rotoren 26 in Strömungsrichtung, die mit einem Pfeil 44 angedeutet ist, hintereinander vorgesehen, wobei die Rotoren 26 an einer gemeinsamen Tragkonstruktion 46 befestigt sind, die in dem Schacht 22 vertikal beweglich gehalten ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Schacht integral mit der Fassadenkonstruktion 12 ausgebildet.
Wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, kann das Fassadensystem 10 eine
Konstruktionsschicht 48 mit einer vertikalen Lattung 50 mit einer Vielzahl von Latten aufweisen, wobei der Schacht 22 zwischen zwei Latten ausgebildet ist. Fig. 5 zeigt dazu einen Horizontalschnitt durch die Fassadenkonstruktion 12, bei der auf der Außenseite eine Ebene mit Fassadenverkleidungselementen 52 vorgesehen ist, beispielsweise eine Verschalung, und eine sich daran anschließende Horizontal- Lattung zur Befestigung der Fassadenelemente 52, die wiederum an der Lattung 50 befestigt ist. An die Konstruktionsschicht 48 mit der vertikalen Lattung 50 schließt sich eine Dämmschicht 54 mit einer darauf folgenden angedeuteten Wandschale 56 an, auf deren Innenseite beispielsweise der Innenraum 14 folgt.
Die Innenschale, bzw. Innenwand 56 kann dabei beispielsweise auch tragende Funktion übernehmen. Es sei daraufhingewiesen, dass die Innenwand 56 auch lediglich als Raumabschluss vorgesehen sein kann, und eine Lastabtragung, insbesondere der Fassadenlasten, in nicht näher gezeigte Anschlusskonstruktionen, beispielsweise in die Deckenkonstruktion, eingeleitet werden können. In Fig. 5 ist schematisch der Rotor 26 mit einer horizontalen Rotationsachse 58 gezeigt.
Die Latten sind beispielsweise 40 mm stark, das heißt auch die Außenabmessung des Schachtes 22 beträgt maximal 40 mm.
Statt der Latten können auch andere vertikal verlaufende Elemente vorgesehen sein, die beispielsweise ca. 10 mm bis 200 mm stark sind; wobei dann auch der Schacht eine entsprechende Maximaltiefe aufweisen kann, das heißt die Außenabmessung des Schachtes 22 beträgt z.B. maximal 200 mm.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 gezeigt ist, kann der Schacht 22 auch in einer Wärmedämmschicht 60 ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Wärmedämmschicht 60 aus einer ersten durchgehenden Lage 62 und einer zweiten durchgehenden Lage 64 ausgebildet, zwischen denen eine dritte Lage 66 ausgebildet ist, in der der Schacht 22 angeordnet ist. Beispielsweise kann der Schacht 22 an zwei seitlich vorgesehenen Lattenkonstruktionen 68 befestigt sein.
Wie in Fig. 7 angedeutet ist, kann der Schacht 22 auch direkt in die dritte Lage 66 zwischen angrenzende Dämmbereiche eingefügt sein. Als Fassadenverkleidung ist in Fig. 6 beispielsweise eine Putzschicht 70 gezeigt, und in Fig. 7 eine hinterlüftete Fassadenpanelkonstruktion 72.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die unterschiedlich gezeigten
Fassadenverkleidungen, das heißt die äußeren Fassadenoberflächen, lediglich beispielhaft gezeigt sind, und auch andere übliche Fassadenverkleidungs- bzw.
Fassadenkonstruktionsarten vorgesehen sein können, sowie dass die
unterschiedlichen Fassadenaufbauten auch miteinander kombiniert werden können. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Fig. 8 gezeigt ist, kann der Schacht 22 auch in vorhandenen Hohlräumen 72 von
Fassadenverkleidungselementen 74 ausgebildet sein. Beispielsweise sind in Fig. 8 als äußere Fassadenschicht U-förmige Fassadenelemente gezeigt, die jeweils einen Hohlraum aufweisen, in dem der erfindungsgemäße Schacht angeordnet werden kann. Bei einer Vielzahl von Hohlräumen kann auch nur ein Teil der Hohlräume, oder auch alle Hohlräume, mit einem Schacht zur Energiegewinnung ausgebildet werden. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist eine Wandkonstruktion 76 vorgesehen, die mit einer ersten Dämmschicht 78 und einer zweiten Dämmschicht 80 versehen ist, wobei die Dämmschichten eine Halte-Unterkonstruktion für die Fassadenpanele aufweisen können, die jedoch nicht näher gezeigt ist. Beispielsweise kann innerhalb der Schicht eine erste bzw. zweite Lattung vorgesehen sein. Bei den Fassadenelementen 74 handelt es sich beispielsweise um eine Vinylit-Fassade mit einer Natursteinbeschichtung 82 auf der äußeren Seite.
Bei den schematisch angedeuteten Rotoren 26 handelt es sich um integral ausgebildete Generatoren, bei denen im Bereich der Rotationsachse entsprechende Dauermagnete bzw. Magnetspulen vorgesehen sind, um elektrische Energie zu erzeugen.
In Fig. 9 ist ein Beispiel mit einer vorgehängten Panelverkleidung 84, beispielsweise Blechpanelen, gezeigt, die an einer angedeuteten Haltekonstruktion 86 gehalten sind, welche wiederum an einer Wandkonstruktion 88 befestigt sind. Außerdem ist eine Dämmschicht 90 angedeutet. Die Metallpanele 84 weisen eine Umkantung 92 auf, so dass sich ein Hohlraum 94 ergibt, in dem beispielsweise ein erfindungsgemäßer Schacht 22 eingesetzt sein kann. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Fig. 10 gezeigt ist, kann das Fassadensystem 10 eine hinterlüftete Außenwandbekleidung 96 aufweisen, bei der hinter einem Außenwandmaterial 98 ein Hinterlüftungsbereich 100 ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist der Schacht 22 in dem Hinterlüftungsbereich angeordnet.
Der Schacht 22 kann sich beispielsweise jeweils zwischen zwei die Dicke des Hinterlüftungsbereichs 100 definierende Unterkonstruktionselementen 102 erstrecken, oder auch nur einen Teil des Zwischenraums einnehmen. Wie in Fig. 11 in einem Vertikalschnitt angedeutet ist, kann wenigstens ein Teil des Schachts 22 von einer Luftführungseinrichtung 104 gebildet sein, die eine einen Schachtbereich umhüllende Wandung 106 aufweist. Der Generator 24, bzw. auch die mehreren Generatoren 24, können an der Wandung befestigt sein und in dem
Schachtbereich angeordnet sein, wobei die Rotoren, bzw. die Generatoren herausnehmbar gehalten sind. Beispielsweise kann die umhüllende Wandung 106 als Schachtkasten ausgebildet sein und sich nur über den Bereich erstrecken, in dem die Generatoren vorgesehen sind.
Abgesehen von dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Schacht 22 von der unteren Lufteinlassöffnung 27 bis zur oberen Luftauslassöffnung 28 durchgehend von der Luftführungseinrichtung 104 gebildet sein.
In dem Beispiel in Fig. 11 sind die Generatoren 24 im oberen Bereich angeordnet. Abweichend davon können die Rotoren, bzw. Generatoren 24 auch im mittleren
Bereich oder unteren Bereich des Schachts angeordnet sein, wobei sich die Begriffe oben, mittig und unten auf die vertikale Höhe beziehen.
In Fig. 12A und 12B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in zwei Varianten gezeigt, bei denen der Schacht 22 einen sich zum Rotor 26 hin verjüngenden Querschnitt aufweist, wobei dies in Fig. 12A mit einem sich gleichmäßig verjüngenden
Querschnitt dargestellt ist und in Fig. 12B mit einem sich stufenweise verjüngenden Querschnitt. Fig. 13 zeigt ein Fassadensystem, bei dem im Bereich unterhalb der
Lufteinlassöffnung 27 Mittel 108 vorgesehen sind zur Erwärmung der Luft.
Beispielsweise kann eine Wasserbesprühungsvorrichtung 110 angeordnet sein, die beispielsweise mit einer Zeitschaltuhr oder mit einem Thermometer (nicht gezeigt) kombiniert ist, um in Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung, angedeutet durch Sonnenstrahlen 112, einen Bodenbereich 114 mit Wasser zu benetzen.
Die Generatoren 24 mit den Rotoren 26 können beispielsweise über eine
gemeinsame Kontaktvorrichtung elektrisch verbunden sein, um so die zur Verfügung gestellte elektrische Energie an eine nicht gezeigte Regelungseinrichtung
weiterzuleiten, um die elektrische Energie, die aus der Auftriebsbewegung der Luft in den Schächten, bzw. dem Schacht, gewonnen wurde, in für die weitere Nutzung geeignete Spannungen, bzw. Stromstärken, umzuwandeln.
Das Vorsehen von mehreren Generatoren hintereinander, die beispielsweise über Kabel miteinander verbunden sind, erlaubt beispielsweise ein elektronisches Auslesen jedes Generators an jedem Strang.
Beispielsweise sind die Schächte nach unten zu öffnen, so dass die eingesetzten Generatoren, bzw. Rotoren, nach unten herausnehmbar sind, beispielsweise durch eine Haltevorrichtung mit Kettengelenken. Die Generatoren können beispielsweise mit einer Steckverbindung ausgestattet sein, um ein einfaches Austauschen zu gewährleisten. Die Generatoren können selbstverständlich auch über die obere Öffnung des Schachts herausgezogen werden, um eine Wartung, bzw. einen Austausch vornehmen zu können. Die Verwendung von mehreren Generatoren hintereinander, bzw. von mehreren Rotoren hintereinander, bietet den Vorteil, dass der einzelne Generator jeweils nur einen Teil der Bewegungsenergie der Luft aus dem Schacht in elektrische Energie umwandeln muss. Dadurch lassen sich beispielsweise leichtläufigere Rotoren einsetzen, die bereits bei geringen Auftriebsgeschwindigkeiten rotieren und bereits geringe Mengen an elektrischer Energie zur Verfügung stellen.
Die oberhalb beschriebenen Ausführungsbeispiele können in unterschiedlicher Art und Weise kombiniert werden. Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als
Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Fassadensystem (10) zur Energiegewinnung, aufweisend:
eine Fassadenkonstruktion (12) für ein Gebäude mit einer zu einem Innenraum hin weisenden Innenseite (16) und einer zu einem Außenraum hin weisenden Außenseite (20);
wenigstens einen sich vertikal erstreckenden Schacht (22); und
wenigstens einen Generator (24) mit einem Rotor (26);
wobei der Schacht außenseitig der Innenseite angeordnet ist;
wobei sich der Schacht über wenigstens einen Teil der Höhe der
Fassadenkonstruktion erstreckt, und mit einer Lufteinlassöffnung (27) im unteren Bereich und einer Luftauslassöffnung (28) im oberen Bereich mit dem Außenraum in Verbindung steht;
wobei der Rotor in dem Schacht zwischen der Lufteinlass- und der
Luftauslassöffnung angeordnet ist, zur Umwandlung von Luftströmungsenergie, die aufgrund eines in dem Schacht vorhandenen Luftauftriebs vorliegt, in elektrische Energie; und
wobei der wenigstens eine Rotor in dem Schacht herausnehmbar an einer Tragkonstruktion (32) gehalten ist.
2. Fassadensystem nach Anspruch 1 , wobei die Tragkonstruktion in dem Schacht zum Herausnehmen des Rotors in Schachtrichtung an einer Führungsvorrichtung (34) vertikal beweglich gehalten ist.
3. Fassadensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tragkonstruktion eine
Kettenvorrichtung (38) ist, die in dem Schacht seitlich in einer Schienenkonstruktion (40) geführt ist.
4. Fassadensystem nach Anspruch 1 , 2 oder 3, wobei in dem Schacht eine Vielzahl (42) von Rotoren in Strömungsrichtung hintereinander vorgesehen ist; wobei die Rotoren an einer gemeinsamen Tragkonstruktion (46) befestigt sind, die in dem Schacht vertikal beweglich gehalten ist.
5. Fassadensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schacht integral mit der Fassadenkonstruktion ausgebildet ist.
6. Fassadensystem nach Anspruch 5, wobei das Fassadensystem eine
Konstruktionsschicht (48) mit einer vertikalen Lattung (50) mit einer Vielzahl von Latten aufweist; und wobei der Schacht zwischen zwei Latten ausgebildet ist.
7. Fassadensystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Schacht in einer
Wärmedämmschicht (60) ausgebildet ist.
8. Fassadensystem nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei der Schacht in vorhandenen Hohlräumen (72) von Fassadenverkleidungselementen (74) ausgebildet ist.
9. Fassadensystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Fassadensystem eine hinterlüftete Außenwandbekleidung (96) aufweist, bei der hinter einem
Außenwandmaterial (98) ein Hinterlüftungsbereich (100) ausgebildet ist; und wobei der Schacht in dem Hinterlüftungsbereich angeordnet ist.
10. Fassadensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil des Schachts von einer Luftführungseinrichtung (104) gebildet ist, die eine einen Schachtbereich umhüllende Wandung (106) aufweist; und wobei der Generator an der Wandung befestigt ist und in dem Schachtbereich angeordnet ist.
1 1. Fassadensystem nach Anspruch 10, wobei der Schacht von der unteren
Lufteinlassöffnung bis zur oberen Luftauslassöffnung durchgehend von der
Luftfiihrungseinrichtung gebildet ist.
12. Fassadensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schacht einen sich zum Rotor hin verjüngenden Querschnitt aufweist.
13. Fassadensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Bereich unterhalb der Lufteinlassöffnung Mittel (108) vorgesehen sind zur Erwärmung der Luft.
14. Fassadensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor zur Durchströmung mit aufsteigender Luft in einem Kanalsegment eingebaut ist, das im Bereich des Schachts angeordnet ist; und wobei das Kanalsegment aus dem Schacht herausnehmbar ausgebildet ist.
15. Fassadensystem nach Anspruch 14, wobei eine Vielzahl von herausnehmbaren Kanalsegmenten vorgesehen ist, die sich wenigstens über einen Teil der Länge des Schachts erstrecken; und wobei die Kanalsegmente verschwenkbar miteinander verbunden sind und aus dem Schacht herausnehmbar ausgebildet sind.
EP12780093.6A 2011-10-11 2012-10-11 Fassadensystem zur energiegewinnung Withdrawn EP2780582A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011115582.5A DE102011115582B4 (de) 2011-10-11 2011-10-11 Fassadensystem zur Energiegewinnung
PCT/EP2012/004273 WO2013053486A2 (de) 2011-10-11 2012-10-11 Fassadensystem zur energiegewinnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2780582A2 true EP2780582A2 (de) 2014-09-24

Family

ID=47115729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12780093.6A Withdrawn EP2780582A2 (de) 2011-10-11 2012-10-11 Fassadensystem zur energiegewinnung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2780582A2 (de)
DE (1) DE102011115582B4 (de)
WO (1) WO2013053486A2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3004741A1 (fr) * 2013-04-19 2014-10-24 Commissariat Energie Atomique Systeme de generation d'electricite pour toiture
DE102015015899B3 (de) * 2015-12-09 2017-06-08 Martin Kretschmer Windkollektoren an Gebäuden
EP3399180A1 (de) 2017-05-03 2018-11-07 Martin Kretschmer Windkollektoren an gebäuden
EP3779082A1 (de) 2019-08-16 2021-02-17 Glas Trösch Holding AG Doppelfassadenanordnung
DE102020000063B4 (de) 2020-01-08 2022-02-24 Viktor Rakoczi Skalierbares Windkraftwerk
DE102023004261A1 (de) 2023-10-16 2025-04-17 Thomas Speck Energieumwandlungsanlage

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2331129A (en) * 1997-11-04 1999-05-12 John Seymour Pembrey Internal wind turbine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3021616A1 (de) * 1980-06-09 1981-12-17 Felix von 7981 Berg König Windenenergiekonverter mit windumlenkung durch eine aerodynamische koenigswelle
DE29705912U1 (de) * 1996-05-15 1997-05-28 Ehret, Thomas, Dipl.-Betriebsw., 71640 Ludwigsburg Fassadenbekleidung mit Windkraftanlage
DE10057987A1 (de) * 2000-11-23 2002-06-06 Josef Zeitler Druck-, Unterdrucksystem für Windenergietechnik
DE20204945U1 (de) * 2002-03-27 2003-07-31 Stanger, Reinhard, 32339 Espelkamp Windkraftanlage zur Integration in ein Gebäude
AU2004257305A1 (en) * 2003-07-21 2005-01-27 Morph Pty Ltd Power generation from solar and waste heat
DE102004037576A1 (de) * 2004-08-03 2006-03-16 Preußiger, Werner Verfahren zur Energiewandlung
DE102005038490A1 (de) 2005-08-13 2007-02-15 Hydro Building Systems Gmbh Vorrichtung zur Gewinnung von Energie im Bereich von Gebäudefassaden
WO2010135409A2 (en) * 2009-05-20 2010-11-25 Energy Tunnel, Inc. Systems and methods for converting energy
DE202009015506U1 (de) * 2009-11-13 2010-02-11 Franz Hesedenz Gmbh Doppelfassade

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2331129A (en) * 1997-11-04 1999-05-12 John Seymour Pembrey Internal wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013053486A2 (de) 2013-04-18
DE102011115582A1 (de) 2013-04-11
WO2013053486A3 (de) 2013-11-07
DE102011115582B4 (de) 2014-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2780582A2 (de) Fassadensystem zur energiegewinnung
DE10245078B4 (de) Windenergieanlage
AT521487B1 (de) Vorrichtung zur vertikalen Anbringung an einer Wand
WO2006089770A1 (de) Dach- oder fassadenverkleidung
EP2675961B1 (de) Baukonstruktion mit hinterlüfteten fassadenelementen
DE202009008931U1 (de) Gebäudehülle mit Solarkollektormodul(en) und Montagesystem dafür
WO2008000236A2 (de) Teiltransparenter sonnenkollektor mit sonnenschutzfunktion
DE102021107398A1 (de) Verfahren zur energetischen Gebäudesanierung
WO2017008933A1 (de) Aktives fenstermodul zur thermischen regulierung eines gebäudes und verfahren
DE202009015506U1 (de) Doppelfassade
DE10030292A1 (de) Anordnung zum Gewinnen von Energie aus Wind- und/oder Sonnenkraft
DE102021114682A1 (de) Fassadenelement, Fassade eines Gebäudes, Verfahren zur zumindest teilweisen Hinterlüftung einer Fassade
EP3181778A1 (de) Wand- und dachbekleidungselement, wand- und dachbekleidungssystem, insbesondere hinterlüftetes oder hinterlüftbares wand- und dachbekleidungssystem, sowie wand, insbesondere holzrahmenbauwand, und dach
DE102012221860B4 (de) Markise
EP3855617A1 (de) Keramikfassade mit photovoltaik
EP2069584B1 (de) Gebäude mit beabstandeter fassade
DE102011016871B4 (de) Sicht- oder Lärmschutzwand
DE102021114680A1 (de) Fassadenelement, Fassade eines Gebäudes, Verfahren zur Montage einer Fassade sowie zur Demontage eines Fassadenelements
DE19710538C1 (de) Mehrgeschossige Gebäudefassade mit einer Fassadenverkleidung aus plattenförmigen Fassadenelementen
AT513295B1 (de) Montagevorrichtung für Fassadenelemente
DE102015115844A1 (de) Aufzugsanlage in einem Schachtgerüst mit einer Photovoltaik-Steuerung
DE102023106134A1 (de) Brüstungselement
DE202023000558U1 (de) Windkraftanlagen als Drehsegmente in Etagenbauweise mit 4 ineinander wirkenden Drehbewegungen ohne Windnachführung
DE102004001162B4 (de) Glasfassadensystem und Glaskasten zur Integration in das Glasfassadensystem
AT520035B1 (de) Beschattungseinheit

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140508

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20161125

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170406