DE102004024822A1 - Wind-tunnel-type system for direct conversion of wind energy into electrical energy has entrance grille connected to earth followed by electric charge injector and exit grille - Google Patents

Abstract

The wind blows through a tube (Rohr) with a diameter (d) of e.g. 40 m. The air (Wind Richtung) enters the tube through a conducting entrance grille (Gitter 1). Electric charges carried in a gas are injected (Injektor) at a given distance (A) downstream of the entrance grille. A voltage (U H) is applied to the gas. Electrical charges are swept downstream and are collected on an exit grille (Gitter 2). A voltage (U N) is generated between the two grilles and the direct current generated is passed to a DC/AC converter (DC/AC) to produce alternating current which may be passed to end-to-end electricity supply grid (Netz).

Description

1. Stand der Technik1. State of the art

Die derzeit bekannte Form der Erzeugung von elektrischer Energie aus Windenergie ist das Windrad. Dabei wird die kinetische Energie des Windes zunächst in Bewegungsenergie des Rotors umgewandelt. Der Rotor treibt einen Generator, der elektrische Energie liefert. Je nach Ausführungsform einer Windkraftanlage kann zwischen Rotor und Generator noch ein Getriebe angeordnet sein, um eine konstante Generatordrehzahl bei variabler Rotordrehzahl zu ermöglichen. Bei getriebelosen Anlagen wird der Generator mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben – je nach Windgeschwindigkeit. Die Netzanbindung erfordert dann noch einen Gleich- und Wechselrichter. Die Rotorblätter sind in der Regel mit einem elektrischen Blatt-Verstellsystem ausgerüstet. Für die Windnachführung ist ebenfalls ein Stellgetriebe erforderlich.The currently known form of generation of electrical energy Wind energy is the wind turbine. The kinetic energy of the Wind first converted into kinetic energy of the rotor. The rotor drives one Generator delivering electrical energy. Depending on the embodiment of a Wind turbine can still have a gearbox between rotor and generator be arranged to maintain a constant generator speed at variable To allow rotor speed. In gearless systems, the generator with different Operating speeds - ever according to wind speed. The network connection then still requires a DC and inverter. The rotor blades are usually with a equipped with electric blade adjustment system. For the wind tracking is also a control gear required.

Die Beschreibung eines Windrades entsprechend dem Stand der Technik ist in Anlage 1 zu finden. Charakteristische Merkmale dieser Anlage sind: Durchmesser der rotierenden Blätter: 40 m Von den Rotorblättern beschriebene Kreisfläche: 1250 m² Maximale Spitzenleistung bei 13m/s Windgeschwindigkeit: 500 kW Mittlere Leistung: 50 kW The description of a wind turbine according to the prior art can be found in Appendix 1. Characteristic features of this system are: Diameter of the rotating blades: 40 m Circular surface described by the rotor blades: 1250 m ² Maximum peak power at 13m / s wind speed: 500 kW Medium power: 50 kW

2. Erfindungsgemäße Struktur2. Structure according to the invention

Erfindungsgemäß wird ein Gerät vorgeschlagen, das die Windenergie direkt in elektrische Energie umwandelt, ohne die Umwege über Rotor und Generator. Die Kosten pro kWh sollten auf Grund des nicht erforderlichen Rotors, Generators, Getriebes und des Rotorblattverstellsystems erheblich niedriger sein als bei Windanlagen entsprechend dem Stand der Technik.According to the invention is a Device suggested which converts the wind energy directly into electrical energy, without the detours over Rotor and generator. The cost per kWh should not be due required rotor, generator, gearbox and the Rotorblattverstellsystems be considerably lower than wind turbines according to the state of Technology.

Zunächst werden die der Erfindung zugrundeliegenden physikalischen Prinzipien bzw. Anordnungen entsprechend dem Stand der Technik erläutert:First, be the underlying physical principles or Arrangements according to the prior art explained:

a: Gewittertheorie:a: thunderstorm theory:

Das Aufsteigen feuchtwarmer Luftmassen führt in entsprechender Höhe zu einer Kondensation des Wasserdampfes durch Abkühlung. Es bilden sich Wassertröpfchen. Diese Wassertröpfchen werden einsinnig geladen, weil sie im normalen luftelektrischen Feld (ca. 100 V/m mit negativer Erde) zu Dipolen influenziert werden. Im Fallen nimmt ihre Vorderseite Ionen eines Vorzeichens auf und stößt die anderen ab (Gerthsen Physik, Springer Verlag, Seite 347). Durch diese Ladungstrennung entstehen Feldstärken von bis zu 10⁶V/m (= Durchbruchsfeldstärke in Luft, Blitz).The rise of moist warm air masses leads in a corresponding amount to a condensation of water vapor by cooling. It form water droplets. These water droplets are charged unidirectionally because they are influenzated in the normal air-electric field (about 100 V / m with negative earth) to dipoles. As it falls, its front side picks up ions of one sign and repels the others (Gerthsen Physik, Springer Verlag, page 347). This charge separation produces field strengths of up to 10 ⁶ V / m (= breakdown field strength in air, lightning).

Wesentlich ist, dass sich diese enorme Feldstärke in Luft aufbauen kann, ohne dass die auf die Ionen wirkende Kraft – infolge des hohen elektrischen Feldes – einen Aufbau der Feldstärke verhindert.Essential is that this enormous field strength can build up in air, without the force acting on the ions - due to the high electric field - a Structure of the field strength prevented.

b: Plattenkondensator;b: plate capacitor;

Wird bei einem mit der Ladung Q geladenem Plattenkondensator der Plattenabstand I vergrößert, so muss beim Bewegen der Platten Arbeit geleistet werden. Dabei erhöht sich die Spannung am Kondensator proportional zum Abstand I.Becomes for a plate capacitor charged with charge Q, the plate spacing I enlarged, so work must be done while moving the plates. This increases the voltage across the capacitor is proportional to the distance I.

Wesentlich ist, das hier mechanische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt wird.Essential This is mechanical energy directly into electrical energy is converted.

c: Van-de-Graaff-Generator:c: Van de Graaff generator:

Das in 2b beschriebene Prinzip wird beim Van-de-Graaff-Generator in abgewandelter Form benutzt, um kontinuierlich direkt aus mechanischer Energie elektrische Energie zu erzeugen. Ein endloses Gummiband (Isolator) wird über diverse Rollen geführt, die je nach gewünschter Spannung mehr oder weniger voneinander entfernt angeordnet sind. Auf der einen Seite wird über eine Schneide (Kamm, Spitzen) negative Ladung aufgesprüht. Durch Bewegung des Gummibandes werden die auf das Band aufgesprühten negativen Ladungen von der positiven Gegenladung entfernt (entspricht der Vergrößerung des Abstandes beim Plattenkondensator) Auf der anderen Seite der Anordnung kann die negative Ladung auf Grund ihres hohen Potentials leicht über eine weitere Schneide berührangslos vom Band abgenommen werden. Das Potential an dieser Schneide kann je nach Gestaltung der Anordnung bis zu 100 kV erreichen.The 2b is described in the van de Graaff generator in FIG modified form used to continuously direct from mechanical Energy to generate electrical energy. An endless rubber band (Isolator) is over various roles led, the depending on the desired Voltage are arranged more or less away from each other. On the one hand is about a cutting edge (comb, tips) sprayed negative charge. By Movement of the rubber band will be the negative sprayed on the tape Charges removed from the positive counter charge (corresponds to the Magnification of the Distance at the plate capacitor) on the other side of the arrangement Due to its high potential, the negative charge can easily exceed one further cutting edge without contact be removed from the tape. The potential at this cutting edge can ever achieve up to 100 kV after design of the arrangement.

Wesentlich ist, dass die Ladungstrennung durch Transport der Ladung auf einem Festkörper erfolgt.Essential is that the charge separation by transporting the charge on one solid he follows.

Die erfindungsgemäße Idee beruht darauf, den Ladungstransport über ein gasförmiges Medium, z. B. Luft, durchzuführen (vorstellbar ist auch ein Ladungstransport mittels Flüssigkeiten). Eine mögliche Anordnung zeigt 1. Ein Rohr aus nichtleitendem Material ist an den beiden offenen Enden mit je einem Gitter aus leitendem Material, z. B. Metall, abgeschlossen. Gitter 1 liegt auf Massepotential. Zwischen Gitter 1 und 2 ist ein Injektor angeordnet der z. B. negative Ladung in das Rohr injiziert. Die Injektion kann z. B. über Feldemission erfolgen (vergleichbare Phänomene in der Natur: Elmsfeuer, Koronaentladung; Gerthsen, Physik, S.467). Hierfür ist eine Hilfsspannung U_H erforderlich, um am Injektor die erforderliche Feldstärke zu erzeugen. Der Injektor kann aus einem Array von Spitzen bestehen, das die Querschnittsfläche des Rohres ausfüllt. Der Injektor ist zweckmäßigerweise näher an Gitter 1 als an Gitter 2 angeordnet. Es sollte unerheblich sein, ob die Spitzen zu Gitter 1 oder zu Gitter 2 zeigen. Bläst Wind durch Gitter 1, so werden die Ladungen z. B. in Form von Ionen, geladenen Staubpartikeln, geladenen Wassermolekülen oder Agglomeraten von Wassermolekülen vom Injektor zum Gitter 2 transportiert. Über Gitter 2 (Kollektor) kann die Ladung abfließen. Über einen DC/AC Wandler kann die Energie ins Netz gespeist werden.The idea of the invention is based on the charge transport via a gaseous medium, for. As air to perform (conceivable is also a charge transport by means of liquids). A possible arrangement shows 1 , A tube made of non-conductive material is at the two open ends, each with a grid of conductive material, eg. As metal, completed. grid 1 is at ground potential. Between grids 1 and 2 is an injector arranged z. B. injected negative charge into the tube. The injection can z. B. via field emission (comparable Phenomena in nature: Elms fire, corona discharge; Gerthsen, Physics, p. 467). For this purpose, an auxiliary voltage U _{H is} required to produce the required field strength at the injector. The injector may consist of an array of tips that fills the cross-sectional area of the tube. The injector is suitably closer to the grid 1 as a grid 2 arranged. It should be irrelevant if the tips become lattices 1 or to grid 2 demonstrate. Blowing wind through bars 1 , so the charges z. As in the form of ions, charged dust particles, charged water molecules or agglomerates of water molecules from the injector to the grid 2 transported. About grid 2 (Collector), the charge can drain. The energy can be fed into the grid via a DC / AC converter.

Das Rohr kann rund, quadratisch, sechseckig bzw. entsprechend den statischen Erfordernissen beliebig gestaltet sein. Die Querschnittsfläche kann ebenfalls variabel sein; z.B. am Lufteintritt größer als am Luftaustritt. Vorstellbar ist ebenso, dass auch die Rohrwand nicht geschlossen, sondern als Gitter ausgeführt ist. Da der Kollektor im Betrieb eine sehr hohe Spannung aufweist, kann es aus Sicherheitsgründen zweckmäßig sein, das Rohr über das Gitter 2 hinaus zu verlängern und mit einem Gitter 3 abzuschließen, das auf Massepotential liegt.The tube can be round, square, hexagonal or designed according to the static requirements. The cross-sectional area may also be variable; eg at the air inlet larger than at the air outlet. It is also conceivable that the pipe wall is not closed, but designed as a grid. Since the collector has a very high voltage during operation, it may be expedient for safety reasons, the pipe over the grid 2 extend outwards and with a grid 3 complete, which is at ground potential.

Die Erzeugung der Ladung am Injektor kann neben der bereits erwähnten Feldemission auch durch thermische Ionisation, hochfrequente Strahlung/Felder, UV-Strahlung oder radioaktive Strahlung erzeugt werden (Gerthsen, Physik, Seite 449). Bei den letztgenannten Verfahren muss allerdings eine Ladungstrennung in einem nicht winddurchströmten Bereich erfolgen. Eine mögliche Ausführung siehe 2.The generation of the charge at the injector can also be generated by thermal ionization, high-frequency radiation / fields, UV radiation or radioactive radiation in addition to the field emission already mentioned (Gerthsen, Physik, page 449). In the latter method, however, a charge separation must take place in a non-wind flow area. A possible execution see 2 ,

3. Quantitative Betrachtungen3. Quantitative considerations

a: Abschätzung der erzielbaren elektrischen Energie aus der kinetischen Energie des Windes:a: Estimation of the recoverable electrical energy from the kinetic energy of the wind:

• P=ΔA/ΔtP = .DELTA.A / .DELTA.t ΔA = 1/2·Δm·vL 2 ΔA = 1/2 · Δm · v L 2 Δm = [d2·π/4]·ΔI·çΔm = [d 2 · Π / 4] · · ç .DELTA.I P =[d2·π/8]·ç·vL 3 P = [d 2 · Π / 8] · ç · v L 3

  Ee

  = elektrische Feldstärke= electric field strength

  PP

  = Leistung= Power

  AA

  = Energie= Energy

  tt

  = Zeit= Time

  mm

  = Masse= Mass

  v_L v _L

  = Luftgeschwindigkeit= Airspeed

  II

  = Abstand Gitter 1 bis Gitter 2 = Distance grid 1 until grid 2

  aa

  = Abstand Gitter 1 bis Injektor= Distance grid 1 until injector

  dd

  = Rohrdurchmesser= Pipe diameter

  FF

  = Rohrquerschnitt= Pipe cross section

  çç

  = spez. Gewicht der Luft= spec. Weight of air

Wird durch Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in elektrische Energie die Windgeschwindigkeit auf z.B. 90% abgesenkt, so ergibt sich für einen Rohrdurchmesser d von 10 m und eine anfängliche Windgeschwindigkeit v_L von 10 m/s eine nutzbare elektrische Leistung von: PN = [d2·π/8]·ç·[v3 L100% – v3 L90%] ≈ 14 kW If, by converting the kinetic energy of the wind into electrical energy, the wind speed is lowered to eg 90%, the result for a pipe diameter d of 10 m and an initial wind speed v _L of 10 m / s is a usable electric power of: P N = [d 2 · Π / 8] · ç · [v 3 L100% - v 3 L90% ] ≈ 14 kW

b: Abschätzung der Injektorstromdichte i_l b: Estimation of injector current density i _l

• Annahmen: I/a = 10; U_H = 1000 V; P_N = 14 kW iI = PN/[UH·I/2a·d2·π/4] ≈ 2μAcm-2

  U_H

  = Hilfsspannung (liegt zwischen Injektor und Gitter 1

  U_N

  = Nutzspannung (liegt zwischen Gitter 2 und Injektor

  Assumptions: I / a = 10; U _H = 1000 V; P _N = 14 kW i I = P N / [U H · I / 2 · d 2 · Π / 4] ≈ 2μAcm -2

  U _H

  = Auxiliary voltage (lies between injector and grid 1

  U _N

  = Useful voltage (lies between grids 2 and injector

c: Ladungsdichte n_I; Ionisationsgrad g_I c: charge density n _I ; Ionization degree g _I

• Annahmen: i_I = 2 μAcm^-2; v_L = 10 m/s nI = iI/q·VL ≈ 1·1010cm-3 gl= nM/nI ≈ 109

  n_I

  = Ladungsdichte

  q

  = Elementarladung

  n_M

  = Dichte der Luftmoleküle

  g_I

  = Ionisationsgrad

  d.h. eine Elementarladung kommt auf 10⁹ LuftmoleküleAssumptions: i _I = 2 μAcm ^-2 ; v _L = 10 m / s n I = i I / Q · V L ≈ 1 · 10 10 cm -3 gl = n M / n I ≈ 10 9

  n _I

  = Charge density

  q

  = Elementary charge

  n _M

  = Density of air molecules

  g _I

  = Degree of ionization

  ie an elementary charge comes to 10 ⁹ air molecules

d: Abschätzung der erzielbaren elektrischen Leistung, wenn die max. elektrische Feldstärke in der erfindungsgemäßen Struktur der Durchbruchsfeldstärke E_max in Luft entspricht:d: Estimation of the achievable electrical power, if the max. electric field strength in the structure according to the invention of the breakdown field strength E _max in air corresponds to:

• Annahmen: Durchbruchsfeldstärke = 10⁶ V/m; V_L = 10 m/sAssumptions: breakdown field strength = 10 ⁶ V / m; V _L = 10 m / s
• Maximale Ladungsdichte: nImax = ε0·εr·Emax/(I – a) Maximum charge density: n Imax = ε 0 · ε r · e Max / (I - a)
• Maximale Stromdichte: iI = nImax·VL Maximum current density: i I = n Imax · V L
• Maximale Leistung: Pmax = ½·ε0·εr·Emax 2·VL·F ≈ 3,5 kW (d = 10m) Pmax ≈ 56 kW (d = 40m) Maximum Performance: P Max = ½ · ε 0 · ε r · e Max 2 · V L · F ≈ 3,5 kW (d = 10m) P Max ≈ 56 kW (d = 40m)

Aus den quantitativen Betrachtungen a bis d geht hervor, dass die elektrische Durchbruchsfeldstärke die aus der erfindungsgemäßen Struktur entnehmbare Leistung begrenzt. Die Betrachtung zeigt auch, dass die Leistung proportional zur Luftgeschwindigkeit und der Querschnittsfläche der Struktur ist, jedoch unabhängig von der Länge des Rohres. Die Länge der Struktur bzw. des Rohres kann also frei nach den statischen Erfordernissen gewählt werden.Out The quantitative considerations a to d show that the electric Breakdown field strength that of the structure according to the invention removable power limited. The consideration also shows that the power proportional to the air velocity and the cross sectional area of the Structure is independent, however of the length of the pipe. The length The structure or the tube can therefore free after the static Requirements selected become.

4. Vorteile der erfindungsgemäßen Struktur4. Advantages the structure according to the invention

Im Vergleich zum Windrad entsprechend dem Stand der Technik benötigt die erfindungsgemäße Struktur keine mechanisch bewegten Teile wie Rotorblätter, Getriebe und Generator. Dies führt zu erheblich geringeren Kosten pro kW Leistung, einer erhöhten Zuverlässigkeit und geringerem Gewicht. Lediglich zur Ausrichtung im Wind muss wie beim Windrad eine Vorrichtung vorhanden sein, die es erlaubt, das Rohr bezüglich der Rohrachse parallel zum Wind auszurichten.in the Compared to the wind turbine according to the prior art requires the inventive structure no mechanically moving parts such as rotor blades, gearbox and generator. this leads to at significantly lower cost per kW of power, increased reliability and lighter weight. Only for orientation in the wind must like the windmill be a device that allows the Pipe re align the pipe axis parallel to the wind.

Bei einem Durchmesser des Rohres von 40 m ergäbe sich eine max. Leistung von ca. 50 kW bei einer Luftgeschwindigkeit von 10 m/s. Die ist vergleichbar mit der mittleren Leistung des eingangs zitierten Windrades. Bei geringen Windgeschwindigkeiten sollte die erfindungsgemäße Struktur jedoch mehr Leistung erzeugen, da die erzeugte Leistung proportional zur Luftgeschwindigkeit ist während die Leistung beim Windrad exponentiel von der Luftgeschwindigkeit abhängig ist!at a diameter of the tube of 40 m would result in a max. power of about 50 kW at an airspeed of 10 m / s. She is comparable to the mean power of the wind turbine cited at the beginning. At low wind speeds, the structure according to the invention should however, generate more power since the power generated is proportional to the air speed is during the wind turbine power exponentiel from the air speed dependent is!

In 3 sind die Leistungskennlinien der in Anlage 1 beschriebenen Windkraftanlage und der erfindungsgemäßen Struktur eingetragen, jeweils für Rotor- bzw. Rohrdurchmesser von 40 m. Es zeigt sich dass die aus der erfindungsgemäßen Struktur maximal entnehmbare Leistung unterhalb einer Windgeschwindigkeit von 4m/s größer ist als bei der Windkraftanlage entsprechend dem Stand der Technik. Typische Mittelwerte der Windgeschwindigkeiten liegen in Deutschland um 5 m/s (4 und 5).In 3 are entered the performance characteristics of the wind turbine described in Appendix 1 and the structure of the invention, each for rotor or tube diameter of 40 m. It can be seen that the maximum achievable power from the structure according to the invention is greater below a wind speed of 4 m / s than in the wind power plant according to the prior art. Typical averages of wind speeds in Germany are around 5 m / s ( 4 and 5 ).

Zur Verbesserung der Energieausbeute können auch mehrere erfindungsgemäße Strukturen im gleichen Windstrom hintereinander angeordnet werden. Bezüglich der elektrischen Anschlüsse können die Strukturen sowohl parallel als auch in Serie geschaltet werden.to Improvement of the energy yield can also be several structures according to the invention be arranged in the same wind flow one behind the other. Regarding the electrical connections can they Structures can be switched both in parallel and in series.

Bei z. B. 5 im gleichen Luftstrom unmittelbar hintereinander angeordneten Strukturen ergibt sich bei einer Luftgeschwindigkeit von 9 m/s theoretisch die gleiche Energieausbeute wie bei der zitierten Windkraftanlage. Berücksichtigt man, dass eine Hilfsenergie zur Injektion der Ladungen in den Windstrom erforderlich ist, und dass die max. elektrische Feldstärke im Betrieb deutlich unterhalb der Durchbruchsfeldstärke liegen sollte, wird die Energieausbeute entsprechend geringer ausfallen. Ein geschätzter Abschlag von 50% führt bei diesem Beispiel zu einer gleichen Energieausbeute der erfindungsgemäßen Struktur und der Windkraftanlage entsprechend dem Stand der Technik bei 7m/s.at z. B. 5 arranged in the same air flow immediately behind one another Structures results in an air velocity of 9 m / s theoretically the same energy yield as in the cited wind turbine. Considered one that uses an auxiliary power to inject the charges into the windstream is required, and that the max. electric field strength during operation should be well below the breakdown field strength, the Energy yield correspondingly lower. A valued discount of 50% leads in this example to an equal energy yield of the structure according to the invention and the wind turbine according to the prior art at 7m / s.

Claims (11)

Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie bestehend aus einer Masseelektrode, einem Injektor und einem Kollektor wobei der Injektor elektrische Ladungen in ein bewegtes Medium (Gas, Flüssigkeit) injiziert und die Ladungen bzw. geladenen Teilchen oder Moleküle bzw. Ionen von dem bewegten Medium zum Kollektor transportiert und von diesem aufgenommen werden, wobei ein Teil der mechanischen Energie des bewegten Mediums unmittelbar in elektrische Energie umgewandelt wird, die über den Kollektor in Form eines Gleichstromes an einen Verbraucher abgegeben werden kann.Device for generating electrical energy consisting of a ground electrode, an injector and a collector wherein the injector transfers electrical charges into a moving medium (gas, Liquid) injected and the charges or charged particles or molecules or Transported ions from the moving medium to the collector and of This is a part of the mechanical energy the moving medium is converted directly into electrical energy that's over the collector in the form of a DC delivered to a consumer can be. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie nach Anspruch 1 bestehend aus: – einem nichtleitendem Rohr, – einem gas- oder flüssigkeitsdurchlässigen Gitter 1 (Masseelektrode) nahe dem einen Ende des Rohres angebracht und die Querschnittsfläche des Rohres vollständig ausfüllend; vorzugsweise auf Massepotential liegend, – einer gas- oder flüssigkeitsdurchlässigen Injektoranordnung im Abstand a vor oder hinter Gitter 1 angeordnet und die Querschnittsfläche des Rohres vollständig ausfüllend zur Injektion elektrischer Ladung in das das Rohr durchströmende Medium, – einem gas- oder flüssigkeitsdurchlässigen Gitter 2 (Kollektor) nahe dem anderen Ende des Rohres angebracht, das die Ladungen aus dem bewegten Medium wieder aufnimmt und in Form eines elektrischen Gleichstromes an einen Verbraucher oder das Netz abgibt. – und einer Spannungsquelle U_H zwischen Injektor und Gitter 1 angeordnet zur Versorgung des Injektors mit elektr. Energie.Apparatus for generating electrical energy according to claim 1 consisting of: - a non-conductive tube, - a gas- or liquid-permeable grid 1 (Ground electrode) mounted near the one end of the tube and completely filling the cross-sectional area of the tube; preferably at ground potential, - a gas or liquid-permeable injector arrangement at a distance a before or behind the grid 1 arranged and the cross-sectional area of the tube completely filling for the injection of electrical charge into the medium flowing through the tube, - a gas or liquid-permeable grid 2 (Collector) mounted near the other end of the tube, which receives the charges from the moving medium again and emits in the form of a direct electrical current to a consumer or the network. - And a voltage source U _H between injector and grid 1 arranged to supply the injector with electr. Energy. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie nach den vorhergehenden Ansprüchen wobei der Injektor als Array von Spitzen ausgebildet ist, bei denen mit einer Hilfsspannung U_H ausreichend hohe Feldstärken erzeugt werden können um durch Feldemission oder anderen Verfahren Ladungen in das Medium zu injizieren.Device for generating electrical energy according to the preceding claims wherein the injector is formed as an array of tips, in which with an auxiliary voltage U _H sufficiently high field strengths can be generated to inject by field emission or other methods charges in the medium. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie nach den Ansprüchen 1 und 2 wobei in einem ersten Schritt Ladungspaare durch thermische Ionisation, hochfrequente Strahlung, UV-Strahlung, radioaktive Strahlung oder andere Verfahren erzeugt werden, wobei die Ladung der einen Polarität über den Injektor in das Medium abgegeben werden, während die Ladung der anderen Polarität zu Masse (Gitter 1) abfließt.Device for generating electrical energy according to claims 1 and 2, wherein in a he th step charge pairs are generated by thermal ionization, high-frequency radiation, UV radiation, radioactive radiation or other methods, the charge of one polarity are discharged through the injector in the medium, while the charge of the other polarity to ground (grid 1 ) drains off. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie nach den Ansprüchen 2 bis 4, wobei das Rohr rund, quadratisch, sechseckig bzw. den statischen Erfordernissen beliebig gestaltet sein kann.Device for generating electrical energy after the claims 2 to 4, wherein the tube round, square, hexagonal or the static requirements can be designed arbitrarily. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei der in das Medium injizierte Strom durch eine Regeleinrichtung so eingestellt wird, dass im Raum zwischen dem Injektor und dem Kollektor die elektrische Feldstärke immer unterhalb der Durchbruchsfeldstärke des verwendeten Mediums bleibt.Device for generating electrical energy after the claims 1 to 5, wherein the injected into the medium flow through a control device so is set in the space between the injector and the collector the electric field strength always below the breakdown field strength the medium used remains. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei der vom Kollektor abgegebene Gleichstrom über einen DC/AC Wandler in das Netz abgegeben wird.Device for generating electrical energy after the claims 1 to 6, wherein the DC output from the collector via a DC / AC converter is discharged into the network. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei die Vorrichtung durch eine geeignete Einrichtung so in die Fließrichtung des Mediums gedreht wird dass das Medium vom Injektor zum Kollektor fließt.Device for generating electrical energy after the claims 1 to 7, wherein the device by a suitable device so in the flow direction of the medium is turned that the medium from the injector to the collector flows. Anordnung bei der mehrere Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 8 im gleichen Strom des Mediums hintereinander angeordnet werden.Arrangement in the multiple devices after the claims 1 to 8 arranged in the same flow of the medium one behind the other become. Anordnung nach Anspruch 9. wobei die Vorrichtungen entsprechend den Ansprüchen 1 bis 8 bezüglich der elektrischen Anschlüsse parallel geschaltet werden.Arrangement according to claim 9, wherein the devices according to the claims 1 to 8 with respect to the electrical connections be switched in parallel. Anordnung nach Anspruch 9. wobei die Vorrichtungen entsprechend den Ansprüchen 1 bis 8 bezüglich der elektrischen Anschlüsse in Serie geschaltet werden.Arrangement according to claim 9, wherein the devices according to the claims 1 to 8 with respect to the electrical connections be connected in series.