DE102009007870B4

DE102009007870B4 - Propellerflügel für einen Propeller für ein Windenergiemodul, Gehäuse für ein Windenergiemodul, Windenergiemodul, Windenergieanlage und Verwendung einer Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102009007870B4
Application number: DE102009007870.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2029-02-07
Also published as: DE102009007870A1; WO2010088892A3; WO2010088892A2

Abstract

Innengehäuse (30) für ein Windenergiemodul (70), umfassend eine Wandung (32) und einen von der Wandung (32) innen begrenzten Strömungskanal (33), wobei der Strömungskanal (33) sich in eine Strömungsrichtung konisch verjüngend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (32) einen stabilen Leichtbauwerkstoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe der Werkstoffe mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa kleiner gleich 5 g/cm3.

Description

Die Erfindung betrifft ein Innengehäuse für ein Windenergiemodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Auch betrifft die Erfindung ein Außengehäuse für ein Windenergiemodul zur Aufnahme eines Innengehäuses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Zudem betrifft die Erfindung ein Mantelgehäuse für ein Windenergiemodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Windenergiemodul zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft gemäß dem Anspruch 17.
Die Erfindung betrifft auch eine Windenergieanlage zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
Nicht zuletzt trifft die Erfindung die Verwendung einer Windenergieanlage gemäß dem Anspruch 23.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein Windenergiemodule wie Windräder sowie Propeller und Propellerflügel für Windenergiemodule und dergleichen zur Gewinnung elektrischer Energie aus Windkraft bekannt. Die gemäß dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind insbesondere für die Erzeugung großer Mengen an elektrischer Energie ausgelegt und sind deshalb in der Regel nicht schon bei kleinen oder geringen Windgeschwindigkeiten einsetzbar. Zum Stand der Technik wird beispielhaft auf die Druckschriften DE 199 03 846 C2 , DE 10 2007 021 213 A1 , DE 100 30 292 A1 , DE 41 32 453 A1 , DE 20 2008 000 543 U1 , DE 20 2007 004 136 U1 , DE 296 01 647 U1 , DE 203 08 468 U1 , US 2006/0138782 A1 , US 2005/0180851 A1 und WO 2006/065248 A2 verwiesen.
Die DE 199 03 846 C2 offenbart ein Modul, insbesondere für eine Windkraftanlage, mit einer Mantelturbine, deren Mantel wenigstens einen aus einem Stator und einem Rotor bestehenden Generator enthält. Der Mantel ist aus Beton gegossen und auf einer Metallplattform montiert, die auf einem Metallring drehbar gelagert ist, der auf einem aus Beton gegossenen Turm oder Fundament ruht. Die Länge des Mantels ist wenigstens dreimal so groß wie der Durchmesser des Rotors Die DE 10 2007 021 213 A1 lehrt Flügelformen von Turbinenflügeln zur Leistungssteigerung von Wells-Turbinen, die derart gestaltet sind, dass ein Teil des auf seine Arbeitsfläche drückenden Luft- bzw. Wasserstromes durch eine Öffnung im Turbinenflügel über ein darin befindliches, am Ende eines Stirnbogens anschließendes, schräg nach hinten zur Druck abgewandten Flügelseite verlaufendes Leitteil geführt wird. Das Leitteil besteht aus einem drehbaren Leitflügel, wobei die Achse des drehbaren Leitflügels insbesondere vor dessen Flügelmitte angeordnet ist.
Die DE 100 30 292 A1 behandelt Anordnungen zum Gewinnen von Energie aus Windkraft mit wenigstens einem Rotor, der durch eine Luftströmung bewegt wird und wenigstens einen Generator antreibt, wobei der Rotor in einem Gebäude angeordnet ist, das aufsteigende seitliche Wände mit insgesamt wenigstens zwei äußeren Durchbrechungen aufweist, zwischen denen oder in denen der Rotor sitzt das Gebäude umfasst eine Vielzahl von Ebenen umfasst, deren zugeordnete Wandabschnitte mit insgesamt wenigstens zwei äußeren Durchbrechungen versehen sind, und dass zumindest ein Teil der Ebenen jeweils wenigstens einen Rotor aufweist.
Die DE 41 32 453 A1 schlägt Flügel für Windkraftanlagen vor, umfassend einen Haupt- und mindestens einen Vorflügel, wobei die einander gegenüberliegenden Flächen von Haupt- und Vorflügel gegeneinander gewölbt ausgebildet sind und zwischen sich einen bikonkaven Spalt zur beschleunigten Abführung der Luft auf die Sogseite des Hauptflügels durch Düsenwirkung bestimmen. Dabei ist der Hauptflügelquerschnitt im Wesentlichen durch zwei in gleicher Krümmungsrichtung verlaufende Parabel-Bogenstücke bestimmt und der Vorflügel starr mit dem Hauptflügel verbunden.
Die DE 20 2008 000 543 U1 beschreibt Turbinen zur Stromerzeugung, die von einem strömenden Fluid, wie beispielsweise Luft oder Wasser antreibbar sind. Die jeweilige Turbine umfasst einen drehbaren Rotor, der eine Eintrittsöffnung für ein strömendes Fluid besitzt, von der aus ein Strömungskanal wegführt, der über eine endseitige Austrittsöffnung zum tangentialen Ausströmen des Fluids verfügt. Dabei ist die Eintrittsöffnung in der Rotorachse angeordnet, vorzugsweise dem Rotor stromaufwärts vorgelagert positioniert.
Die DE 20 2007 004 136 U1 offenbart Windkraftmaschinen mit einem Rotor mit einer einen Generator antreibenden Welle und mit an dieser Welle befestigten Rotorblättern, wobei die Blattwurzeln der Rotorblätter zu einer die Welle umgebenden Nabe mit einem an jeder Seite angeformten Konus zusammengesetzt sind und wobei an jedem Konus eine mit entsprechendem Innenkonus versehene, die Blattwurzeln zusammenhaltende Pfanne kraftschlüssig angreift.
Die DE 296 01 647 U1 lehrt eine Windkraftanlage mit mindestens einem bevorzugt auf einem Mast oder Turm angeordneten, um eine horizontale Achse drehbaren und mehrere Flügel aufweisenden Rotor, der eine Kraftanlage, insbesondere einen elektrischen Generator antreibt. Vor der dem Wind zugewandten Seite der Rotoren ist eine trichterförmige Windleitvorrichtung angeordnet, deren vor den Rotoren mündende Windaustrittsseite einen kleinen Öffnungsquerschnitt und deren davon abgewandte Windeintrittsseite einen demgegenüber größeren Öffnungsquerschnitt aufweist.
Die DE 203 08 468 U1 betrifft einen Verbrennungsmotor – Elektromotor-Kraftwagen mit Komplexgeneratoren, die im Kraftwagen verteilt sind, um den Kraftwagen mit zusätzlichem Strom zu versorgen. Die Komplexgeneratoren umfassen unter anderem ein Windkraftgeneratoraggregat, das die Windkraft beim Fahren als Antriebskraft zum Drehen der Windräder und der Turbinenräder ausnutzt.
Die US 2006/0138782 A1 behandelt ein Energie generatives Gerät für die Nutzung der Kraft eines Luftstroms, mit einem Windverstärkermodul und einer Turmstruktur, wobei das Windverstärkermodul ein Gehäuse aufweist, in dem Turbinen angeordnet sind, die jeweils zwei Rotoren aufweisen, die koaxial zueinander ausgerichtet hintereinander beabstandet angeordnet sind.
Die US 2005/0180851 A1 beschreibt ein System zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft. Der Stromerzeuger ist auf dem Dach einer Immobilie angebracht und weist eine Turbine mit einem drehbaren Rotor auf, der vom Wind antreibbar ist und einen Stromgenerator antreibt. Der Rotor weist zum Antrieb einen Mehrblatt-Propeller mit mehreren Propellerflilgeln auf.
Die WO 2006/065248 A2 schlägt eine Windturbinenanordnung mit einem Diffusor vor, die eine äußere Diffusor-Gehäuseschale mit einem zylindrischen Mittelabschnitt aufweist, in dem eine Rotortrommel mit einer Anzahl von Turbinenschaufeln drehbar aufgenommen ist. Die Rotortrommel ist im Antriebseingriff mit einem drehbaren elektrischen Generator.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Innengehäuse für ein Windenergiemodul, ein Außengehäuse für ein Windenergiemodul, ein Mantelgehäuse für ein Windenergiemodul, ein Windenergiemodul sowie eine Windenergieanlage zu schaffen, welche bereits bei geringen Windgeschwindigkeiten effektiv Energie aus Windkraft erzeugen.
Diese und weitere Aufgaben werden ausgehend von einem Innengehäuse nach Anspruch 1, einem Außengehäuse nach Anspruch 6, einem Mantelgehäuse nach Anspruch 12 einem Windenergiemodul nach Anspruch 17 und einer Windenergieanlage nach Anspruch 18 in Verbindung mit deren Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der Figuren angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass bei einem Innengehäuse für ein Windenergiemodul, umfassend eine Wandung und einen von der Wandung innen begrenzten Strömungskanal vorgesehen ist, dass der Strömungskanal sich in einer Strömungsrichtung konisch verjüngend ausgebildet ist. Durch die konische Verjüngung wird ein optimiertes Strömungsprofil erreicht, welches auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten oder Anströmgeschwindigkeiten eine Energieerzeugung ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandung einen stabilen Leichtbaustoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe der Werkstoffe mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa kleiner gleich 5 Gramm pro Kubikzentimeter, bevorzugt etwa kleiner gleich 4 Gramm pro Kubikzentimeter, weiter bevorzugt von etwa kleiner gleich 3 Gramm pro Kubikzentimeter und am meisten bevorzugt von etwa kleiner gleich 2 Gramm pro Kubikzentimeter. Leichtbauwerkstoffe sind insbesondere vorteilhaft für die Nutzung bei geringen Wind- oder Anströmgeschwindigkeiten.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Wandung als Verbundwerkstoff ausgebildet ist, mit einem Leichtbaukern und einer faserverstärkten Ummantelung. Durch den Leichtbaukern wird ein niedriges Gesamtgewicht des Gehäuses ermöglicht. Die faserverstärkte Ummantelung ermöglicht eine hohe Festigkeit des Innengehäuses.
Wiederum eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Wandung Strömungsmittel zum Beeinflussen einer durch das Innengehäuse strömenden Strömung aufweist. Diese Strömungsmittel können zum Beispiel Strömungslenkungsmittel oder Düsen und dergleichen sein. Durch die Strömungsmittel kann das anströmende Fluid angepasst auf den eingesetzten Propeller geleitet oder beschleunigt werden, sodass auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten eine höhere und/oder optimierte Energiegewinnung realisierbar ist.
Noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Wandung zumindest teilweise doppelwandig ausgebildet ist, mit mindestens zwei voneinander beabstandeten Wandabschnitten. Auf diese Weise entsteht zwischen den Wandabschnitten ein Kanalabschnitt, welcher beispielsweise zur Durchströmung mit einem Fluid nutzbar ist. Das Fluid kann dabei in Anströmrichtung oder entgegen der Anströmung gelenkt werden, beispielsweise bei einer Verwirbelung an dem Propeller kann das Fluid zurückgeleitet und erneut in den Strömungskanal eingeführt werden. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Energieausbeute.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass in einem in Strömungsrichtung hinteren Bereich mindestens ein drehbar gelagertes Schaufelrad angeordnet ist. Das von dem Propeller abgebremste anströmende Fluid kann in einem in Anströmungsrichtung hinter dem Propeller liegenden Schaufelrad zusätzlich genutzt werden, sodass auch geringe Windgeschwindigkeiten und Anströmgeschwindigkeiten zur Energiegewinnung beitragen. Es können mehrere Schaufelräder vorgesehen sein. Über die Schaufelräder lässt sich beispielsweise das anströmende Fluid auch radial ableiten oder wieder in den Strömungskanal einleiten.
Die Erfindung schließt weiter die technische Lehre ein, dass bei einem Außengehäuse für ein Windenergiemodul zur Aufnahme eines Innengehäuses, umfassend eine Außenwandung, vorgesehen ist, dass die Außenwandung bevorzugt als quaderförmiges oder paraboloides Element mit einer sich in Strömungsrichtung sich erstreckenden, bevorzugt konisch ausgebildeten Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Innengehäuses ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung zur Aufnahme ist an die Außenkontur des Innengehäuses angepasst. Die Außenkontur des Außengehäuses ist quaderförmig. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Ausrichtung zu einem anströmenden Fluid, sodass stets optimale Bedingungen für eine effektive Energiegewinnung aus Wind gewährleistet sind.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Außenwandung eine Isolierung aufweist. Die Isolierung kann beispielsweise als Wasserisolierung, als thermische Isolierung und dergleichen ausgeführt sein. Bei thermischen Isolierungen wird beispielsweise eine Vereisung im Winter bzw. bei niedrigen Temperaturen verhindert. Durch eine Wasserschutzisolierung wird ein Verrosten oder Verschleißen von Bauteilen weitestgehend verhindert. Zudem kann die Isolierung als Schallisolierung ausgebildet sein, sodass aufgrund der Propellerbewegung resultierende Lärmbelästigungen weitestgehend absorbiert werden und so eine wirkungsvolle Schalldämmung ermöglicht wird. Die Isolierung kann als elektrische Isolierung ausgeführt sein, um beispielsweise einen wirkungsvollen Blitzschutz oder Schutz vor Überspannungen zu gewährleisten.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass an der Außenwandung eine Vogelschutzeinrichtung ausgebildet ist. Auf diese Weise ist gesichert, dass durch die rotierenden Propeller keine Vögel oder andere Tiere gefährdet werden. Die Vogelschutzeinrichtung ist in einer Ausgestaltung derart ausgebildet, dass auch kleinere Tiere wie Insekten nicht oder nur erschwert in den Strömungskanal gelangen können.
Noch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass an der Außenwandung eine Lagereinheit vorgesehen ist, um das Außengehäuse zu lagern. Mit der Lagereinheit lässt sich das Außengehäuse an geeigneten Stellen anordnen.
Noch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass an der Außenwandung eine Auslenkungshilfe ausgebildet ist, um das Außengehäuse bei einer Anströmung in eine optimierte Strömungsrichtung auszurichten. Derartige, z. B. als Windfahnen ausgebildete Auslenkungshilfen ermöglichen ein zumindest nahezu selbsttätiges Ausrichten des Außengehäuses, sodass optimale Bedingungen für Energiegewinnung auch bei niedrigen Anströmgeschwindigkeiten eines Fluids gewährleistet sind.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Material für das Außengehäuse aus einem Werkstoff für den Leichtbau ausgebildet ist, ausgewählt aus der Gruppe der Werkstoffe mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa kleiner gleich 5 Gramm pro Kubikzentimeter, bevorzugt etwa kleiner gleich 4 Gramm pro Kubikzentimeter, weiter bevorzugt von etwa kleiner gleich 3 Gramm pro Kubikzentimeter und am meisten bevorzugt von etwa kleiner gleich 2 Gramm pro Kubikzentimeter. Hierdurch trägt das Gewicht des Außengehäuses wenig zu einem Gesamtgewicht bei, sodass eine Leichtbauweise realisierbar ist.
Zudem sieht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass das Material als Verbundwerkstoff ausgebildet ist, mit einem Leichtbaukern und einer faserverstärkten Ummantelung. Hierdurch lässt sich ein leichtes Außengehäuse mit einer hohen Festigkeit realisieren.
Dabei können Strömungsleitmittel zur Umlenkung eines anströmenden Fluids vorgesehen sein, um dieses in einen von einem Innengehäuse und/oder Außengehäuse umgebenden inneren Bereich umzulenken, wobei die Strömungsleitmittel insbesondere als lamellenartige Leitmittel ausgebildet sind, die sich abhängig von Anströmverhältnissen ausrichten lassen. Die Strömungsleitmittel können verschiedene Formen aufweisen und beispielsweise kranzförmig angeordnete Leitflächen aufweisen. Die Leitflächen können beliebig geformt sein, beispielsweise als Platte, als Halbschale oder dergleichen. Um eine optimale Anströmung zu realisieren, können die Strömungsleitmittel variierbar ausgebildet sein. Insbesondere können die Strömungsleitmittel verfahrbar ausgebildet sein, um beispielsweise die Strömungsleitmittel ein- und/oder auszuklappen. Die Strömungsleitmittel können dabei mindestens einen Durchlass aufweisen, durch den das umgeleitete Fluid durchströmt. Der Durchlass kann beispielsweise zylindrisch, konisch, quaderförmig oder dergleichen ausgebildet sein. Die Strömungsleitmittel können beispielsweise als fest angeordnete Halbschalen ausgeführt sein, die bei Anströmen des Fluids dieses durch den Durchlass lenken. Um die Halbschalen optimal anzuströmen, können weitere Strömungsleitmittel vorgesehen sein, die so ausgerichtet sind, dass die Halbschalen angeströmt werden. Hierzu können beispielsweise Lamellen oder andere Leitelemente verwendet werden, die fixiert oder in ihrer Ausrichtung und/oder Anordnung variierbar, beispielsweise ein- und ausklappbar, sind.
Die Erfindung schließt weiter die technische Lehre ein, dass bei einem Mantelgehäuse für ein Windenergiemodul, umfassend einen Gehäusekörper, vorgesehen ist, dass der Gehäusekörper ein in einem erfindungsgemäßen Außengehäuse angeordnetes erfindungsgemäßes Innengehäuse aufweist. Das Innengehäuse ist in dem Außengehäuse bevorzugt so aufgenommen, dass eine Gehäusekörpereinheit realisiert ist, welche das Mantelgehäuse bildet.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine Lagerung für einen erfindungsgemäßen Propeller vorgesehen ist. Der Propeller ist insbesondere drehbar über diese Lagerung mit dem Mantelgehäuse verbunden. Weitere Lagerungen beispielsweise für einen Generator können vorgesehen sein. Eine mögliche Lagerung ist beispielsweise ein Wälz-, Gleit- oder Rollenlager.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Lagerraum zum Lagern von Propellern und/oder Propellerflügeln vorgesehen ist. Der Propeller und/oder die Propellerflügel sind austauschbar ausgebildet. Um beispielsweise einen automatischen Wechsel oder Austausch von Propellern und/oder Propellerflügeln vorzunehmen, müssen entsprechende Propeller und/oder Propellerflügel gelagert werden. Bevorzugt geschieht die Lagerung nahe dem Mantelgehäuse. Hierfür weist das Mantelgehäuse einen entsprechenden Lagerraum auf, der ausgebildet ist für die Aufnahme von Propellern und/oder Propellerflügeln. Insbesondere können hier Halteeinrichtungen zum geeigneten Halten vorgesehen sein. Der Lagerraum ist entsprechend zugänglich auszubilden, wobei eine Sicherung gegen unbefugtes Benutzen vorgesehen ist. Diese Vorrichtung kann beispielsweise als Diebstahlschutz oder dergleichen ausgebildet sein.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Mantelgehäuse mindestens einen seitlichen Durchlass aufweist, um ein an dem Mantelgehäuse vorbeiströmendes Fluid durch das Mantelgehäuse in einen von dem Mantelgehäuse umgebenden inneren Bereich zu lenken. Das Mantelgehäuse fungiert als Grenze zwischen dem inneren Bereich, in dem ein Propeller angeordnet sein kann, und einem äußeren Bereich, der Umgebung. Durch eine Einlassöffnung gelangt nur ein Teil des anströmenden Fluids in den inneren Bereich. Durch mindestens einen Durchlass in Kombination mit Strömungsleitmitteln kann auch an dem inneren Bereich vorbeiströmendes Fluid, als Fluid aus dem äußeren Bereich, in den inneren Bereich gelenkt werden.
Noch einen weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht deshalb vor, dass das Mantelgehäuse außenumfänglich mit dem Durchlass zusammenwirkende, erfindungsgemäße Strömungsleitmittel aufweist, welche ein Umlenken des vorbeiströmenden Fluids in den inneren Bereich realisieren.
Die Erfindung schließt auch ein, dass bei einer Propellerwechseleinrichtung für ein Windenergiemodul mit mindestens einem Propeller, der mindestens einen Propellerflügel aufweist, vorgesehen ist, dass mindestens eine Greifeinheit zum Greifen eines Propellers und/oder eines Propellerflügels und eine Steuerung zum Steuern eines Wechsels des Propellers und/oder des Propellerflügels vorgesehen ist. Über die Propellerwechseleinrichtung lässt sich zumindest teilautomatisch ein Wechsel eines Propellers oder eines Propellerflügels realisieren. Die Steuerung kann zum Beispiel in einer Regelung integriert sein. Über die entsprechende Regelung lässt sich der Propeller bzw. der Propellerflügel entsprechend der jeweils herrschenden Anströmbedingungen optimal auswählen und einsetzen, sodass stets eine optimale Energiegewinnung realisierbar ist.
Auch schließt die Erfindung die technische Lehre ein, dass bei einem Windenergiemodul zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft, das mindestens einen Propeller mit mindestens einem Propellerflügel aufweist, das Windenergiemodul zudem mindestens ein erfindungsgemäßes Innengehäuse, ein erfindungsgemäßes Außengehäuse und/oder ein erfindungsgemäßes Mantelgehäuse umfasst ist.
Dabei kann das Mantelgehäuse, soweit es vorgesehen ist, einen sich in eine Strömungsrichtung erstreckenden Windkanal umgeben, in dem mindestens ein Windgenerator mit mindestens einem drehbaren erfindungsgemäßen Propeller zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft angeordnet ist. Das Windenergiemodul besteht somit im Wesentlichen aus dem Gehäuse und dem darin angeordneten Windgenerator, welcher zur Erzeugung von Energie einen Propeller aufweist. Durch die Drehung des Propellers lässt sich Energie erzeugen, die über elektrische Regelungen nutzbar ist. Zudem kann bei dem erfindungsgemäßen Windenergiemodul zumindest noch eine Propellerwechseleinrichtung vorgesehen sein. Mit der Propellerwechseleinrichtung lässt sich eine automatische oder automatisierte Auswechslung des Propellers und/oder der Propellerflügel realisieren, wodurch stets optimale Bedingungen für eine Windenergiegewinnung vorliegen. Des Weiteren kann das Windenergiemodul in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Propeller in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet aufweisen. Durch die Anordnung von mehreren Propellern in Strömungsrichtung hintereinander lässt sich aus dem anströmenden Fluid eine erhöhte Menge an Energie gewinnen. Insbesondere bei mit niedrigen Geschwindigkeiten anströmenden Fluiden ist somit eine effektive Nutzung und Gewinnung von Energie realisierbar. Bei Bedarf können die Propeller ausgewechselt, ausgetauscht oder entfernt werden. Zudem ist der Propeller verstaubar ausgebildet, sodass bei entsprechenden Anströmungsbedingungen der Propeller verstaut werden kann.
Die Erfindung schließt zudem die technische Lehre ein, dass eine Windenergieanlage zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft, mit Anschlüssen zur Nutzung der erzeugten elektrischen Energie, vorgesehen ist, dass mindestens ein erfindungsgemäßes Windenergiemodul vorgesehen ist. Bevorzugt lassen sich mehrere Windenergiemodule in Reihe und/oder auch parallel miteinander schalten. Es können jederzeit beliebige Windenergiemodule nachgerüstet und/oder entfernt oder ausgetauscht werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Windenergieanlage eine Grundhalterung aufweist, in der Windenergiemodule über eine jeweilige Halterung des Windenergiemoduls verstellbar anbringbar sind. Die Grundhalterung kann beispielsweise als Schiene, zum Beispiel mit Rastmitteln, ausgebildet sein. Die Halterung des Windenergiemoduls kann als korrespondierende Stange mit entsprechender Führung für die Schiene ausgebildet sein. Die Grundhalterung lässt sich beispielsweise an einem Dach oder anderen Objekten befestigen.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Grundhalterung Fixiermittel aufweist, um die Halterung zumindest in einer Richtung zu fixieren. Die Halterungen können kontinuierlich oder diskontinuierlich, d. h. in vorgesehenen Positionen fixiert werden. Die Fixiermittel können beispielsweise als Schnelllösemittel oder mittels Verbindungsmittel wie Schrauben, ausgebildet sein.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Fixiermittel bei Fixieren in eine Richtung eine Rotation um mindestens eine Längsachse der Halterung ermöglichen, sodass das Windenergiemodul entsprechend einer Windanströmrichtung, bevorzugt selbsttätig, ausrichtbar ist.
Durch die Fixierung und den Freiheitsgrad kann bei einer Anströmung mittels eines Fluids automatisch oder selbsttätig die optimale Anströmrichtung eingestellt werden, sodass auch bei geringen Anströmgeschwindigkeiten Energie gewinnbar ist.
Noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Grundhalterung Befestigungsmittel zum Anbringen an einem Objekt aufweist. Die Befestigungsmittel können so ausgebildet sein, dass eine Anbringung an einem mobilen und/oder einem immobilen Objekt möglich ist. Mögliche Objekte sind Kraftfahrzeuge, Schiffe, Dächer, Gebäude, Brücken, Container und dergleichen. Die Windenergiemodule lassen sich ein-/ausfahrbar gestalten, sodass diese beispielsweise bei einem Bremsvorgang zu einer Bremswirkungssteigerung unter Nutzung der Energiegewinnung neben einem durch das Ausklappen induzierten Bremswiderstand beitragen können.
Wiederum eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Grundhalterung und/oder die Halterung einfahrbar und wieder ausfahrbar ist. Hierdurch kann bei Bedarf die gesamte Grundhalterung oder auch nur ein Teil der Grundhalterung ein- und ausgefahren werden. Bevorzugt ist die Grundhalterung aus mehreren Grundhalterungsabschnitten zusammengesetzt, welche alle einzeln ansteuerbar sind, um ein entsprechendes Ein- oder Ausfahren zu realisieren. Analog kann die Halterung aus mehreren Abschnitten bestehen, die beispielsweise teleskopartig ausgebildet sind, um entsprechend eine Positionierung des Windenergiemoduls oder der Windenergiemodule zu ermöglichen. Die Abschnitte können auch beispielsweise über entsprechende Gelenke miteinander verbunden sein.
In wiederum einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass die Grundhalterung mehrere Grundhalteelemente umfasst, die miteinander über Gelenke verbindbar sind. So können verschiedene Grundhalteelemente oder Grundhalterungsabschnitte auch winklig zueinander angeordnet werden, um optimal an Anströmbedingungen angepasst zu werden.
Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Regeleinheit vorgesehen ist. Über die Regeleinheit können Windgeschwindigkeiten, Anströmgeschwindigkeiten und/oder Witterungs- und Wetterbedingungen erfasst werden und eine optimale Einstellung der Windenergieanlage eingeregelt werden. Alle Module bzw. Bauteile der Windenergieanlage lassen sich über die Regeleinheit regeln.
Darüber hinaus sieht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Windenergieanlage mindestens ein Kanalsystem umfasst, durch welches ein mittels Strömungsleitmitteln umgelenktes Fluid zu einem Propeller strömt, um diesen anzutreiben und dadurch Energie zu erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Kanalsystem in einem Gebäude, insbesondere in einem Hochhaus ausgebildet ist, bevorzugt als Lüftungsschacht. Diese Lüftungsschächte können ein einströmendes Fluid, hier zum Beispiel Luft, zu einem Propeller mit Generator leiten.
Noch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Strömungsleitmittel außen an einer Gebäudefassade angeordnet sind. Somit lässt sich ein das Gebäude umströmendes Fluid zur Energiegewinnung nutzen.
Zudem sieht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Strömungsleitmittel Lamellen, bevorzugt aus- und einklappbare Lamellen umfassen. Diese können bei hohen Anströmgeschwindigkeiten eingeklappt werden, um so Schäden zu verhindern. Gemäß den Anströmungsverhältnissen lassen sich die Lamellen verstellen.
Die Erfindung schließt weiter die technische Lehre ein, dass eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage vorgesehen ist, zur Energiegewinnung für eine immobile Einheit, umfassend sich in vertikale Richtung erstreckende Einheiten wie Häuser, Gebäude, Brücken und/oder Container. So lassen sich oftmals in Katastrophengebieten oder Entwicklungsländern oder anderen energietechnisch unterversorgten Gebieten verwendete Containereinheiten mit ausreichend Energie versorgen. Derartige Container oder Containereinheiten können als Büroräume, Wohnungen, Notunterkünfte und dergleichen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Windenergiemodul kann auch für eine Windenergieanlage zu einer Energiegewinnung auf einer mobilen Einheit vorgesehen ist, umfassend windkraftgetriebene Fahrzeuge, motorkraftgetriebene Fahrzeuge, motor- und windkraftgetriebene Fahrzeuge, Landfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge und dergleichen, insbesondere zur Anwendung auf Lastfahrzeugen zur Energieunterstützung der bordeigenen Energieversorgung mittels Zuschalten oder Ausfahren. Die Windenergieanlage ist entsprechend einfahrbar und ausfahrbar gestaltet. Auf diese Weise lässt sich bei beispielsweise bei einem Bremsvorgang eine Bremsenergierückgewinnung realisieren.
Das erfindungsgemäße Windenergiemodul weist mindestens einen Propeller mit wenigstens einem Propellerflügel auf. Bei dem einem Propellerflügel für einen Propeller, mit einem Flügelkörper, ist beispielsweise vorgesehen, dass der Flügelkörper mindestens eine Düseneinheit aufweist, welche ein an dem Flügelkörper anströmendes Fluid beschleunigt. Zur Gewinnung von Energie aus Windenergie wird der Propellerflügel angeströmt. Dabei umströmt ein Fluid, beispielsweise Wind, ein Propellerprofil und aufgrund der Ausformung des Profils wird der Propellerflügel bewegt. Um auch bei geringen Windgeschwindigkeiten eine Bewegung des Propellerflügels zu bewirken, ist eine Düseneinheit an dem Flügelkörper vorgesehen, welche bei Anströmung des anströmenden Fluids beschleunigt, sodass eine größere Energiegewinnung realisierbar ist. Die Düseneinheit umfasst zweckmäßigerweise mindestens eine in dem Flügelkörper ausgebildete Eingangsöffnung. Die Düseneinheit kann an dem Propeller oder in dem Propeller ausgebildet sein. Dabei kann die Düseneinheit in Strömungsrichtung vorne oder hinten an den Flügelkörpern ausgebildet sein. Bevorzugt strömt das anströmende Fluid durch eine Eingangsöffnung in die Düseneinheit ein. Zudem kann die Düseneinheit mindestens eine in dem Flügelkörper ausgebildete Ausgangsöffnung umfasst. Das durch die Eingangsöffnung einströmende Fluid kann durch die Ausgangsöffnung aus der Düseneinheit entweichen, wobei das durch die Düseneinheit strömende Fluid dabei beschleunigt wird. Entsprechende Strömungsmittel sind in der Düseneinheit vorgesehen, beispielsweise eine Querschnittsveränderung, die eine Beschleunigung des durchströmenden Fluids bewirken. Beim Ausströmen des beschleunigten Fluids entstehen Kräfte, welche eine Bewegung des Propellerflügels verstärken, sodass eine größere Menge an Energie gewinnbar ist. Der Propellerflügel des Propellers des Windenergiemoduls erstreckt sich dabei radial von einem drehbar gelagerten Mittelteil. Auf diese Weise lässt sich auch bei geringen Windgeschwindigkeiten oder Anströmgeschwindigkeiten effektiv Energie gewinnen. Der mindestens eine Propellerflügel ist günstigerweise aus einem Werkstoff für den Leichtbau ausgebildet, ausgewählt aus der Gruppe der Werkstoffe mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa kleiner gleich 5 Gramm pro Kubikzentimeter, bevorzugt etwa kleiner gleich 4 Gramm pro Kubikzentimeter, weiter bevorzugt von etwa kleiner gleich 3 Gramm pro Kubikzentimeter und am meisten bevorzugt von etwa kleiner gleich 2 Gramm pro Kubikzentimeter. Durch den Leichtbau lässt sich der Propellerflügel schon bei kleinsten Wind- oder Anströmgeschwindigkeiten etwa ab 0,3 m/s, bevorzugt ab 0,2 m/s und weiter bevorzugt ab 0,1 m/s einsetzen, wodurch sich effektiv Energie erzeugen lässt. Der Propellerflügel kann auch aus einem Verbundwerkstoff ausgebildet sein, zum Beispiel mit einem Leichtbaukern und einer faserverstärkten Ummantelung. Durch diese Bauweise ist ein leichtbauender Propellerflügel realisiert, der eine hohe Festigkeit aufweist und so für verschiedene Anströmverhältnisse geeignet ist. Der Propellerflügel ist insbesondere in einem Bereich von geringen Anströmgeschwindigkeiten bis zu hohen Anströmgeschwindigkeiten etwa im Bereich von bis zu 55 m/s oder darüber hinaus einsetzbar.
Es ist vorteilhaft, mindestens einen der Propellerflügel beginnend von einem Flügelanfangsteil von dem Mittelteil radial wegführend mit einem Schleifenbereich auszubilden und mit einer Spitze entgegen der Richtung am Flügelanfangsteil zu dem Mittelteil zurückzuführen. Aufgrund dieser speziellen Ausbildung lässt sich gerade auch bei geringen Anströmgeschwindigkeiten ein Propellerantrieb realisieren, sodass elektrische Energie effektiv gewinnbar ist. Durch die spezielle Strömungsführung aufgrund der Propellerform ist ein hoher Wirkungsgrad realisierbar. Es hat sich auch als günstig erwiesen, den Propellerflügel mit der Spitze mit dem Mittelteil zu verbinden. Durch die schleifenartige Ausbildung mit zwei unterschiedlichen Befestigungspunkten lässt sich eine höhere Stabilität als beispielsweise mit einem Befestigungspunkt realisieren. Es ist auch möglich, die Propellerflügel über eine lösbare Verbindung austauschbar an dem Mittelteil anzubringen. Auf diese Weise lassen sich für verschiedene Anströmverhältnisse unterschiedliche Propellerflügel einsetzen, sodass stets eine optimale Energiegewinnung realisierbar ist. Vorzugsweise sind die Propellerflügel mittels einer Schnellverschlusseinrichtung an dem Mittelteil angebracht, sodass eine schnelle und ggf. automatisierte Verbindung realisierbar ist. Eine solche lösbare Verbindung kann beispielsweise einen Bajonettverschluss umfassen, mit welchem die Propellerflügel austauschbar an den Mittelteil befestigt sind. Auf diese Weise lässt sich eine sichere Verbindung realisieren, die leicht automatisierbar ist. Bei einer anderen Möglichkeit zur einfachen Austauschbarkeit der Propellerflügel sind Verbindungsmittel zum austauschbaren Verbinden des Propellers mit einem Bauteil vorgesehen, um den Propeller als Einheit auswechselbar zu gestalten. Auf diese Weise können nicht nur die einzelnen Propellerflügel, sondern auch der gesamte Propeller auf einfache Weise ausgetauscht werden. Zweckmäßig ist auch, den Propeller verstaubar auszubilden, um diesen bei Nichtbenutzung komprimiert und/oder kleinbauend zu verstauen. Beispielsweise lässt sich der Propeller zusammenklappen, ineinander verschieben, hintereinander verschieben, einklappen oder dergleichen, sodass möglichst wenig Anströmungswiderstand nach dem Verstauen vorhanden ist. Insbesondere lässt sich der Propeller nach Lösen der Verbindung verstauen.
Weiter die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mindestens einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in den Figuren schematisch dargestellt ist. In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
1 zeigt schematisch in einer Perspektivansicht eine Ausführungsform eines Propellerflügels,
2 zeigt schematisch in drei Perspektivansichten eine andere Ausführungsform eines Propellerflügels,
3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen in Leichtbauweise ausgeführten Propellerflügel,
4 zeigt schematisch in zwei Perspektivansichten eine Ausführungsform eines Propellerflügels mit einer Düseneinheit,
5 zeigt schematisch in drei Perspektivansichten eine andere Ausführungsform eines Propellerflügels mit einer Düseneinheit,
6 zeigt schematisch in einer Draufsicht und einer Seitenansicht einen Propeller mit vier Propellerflügeln,
7 zeigt schematisch in zwei Perspektivansichten einen Propeller mit zwei schaufelradartigen Propellerflügeln,
8 zeigt schematisch in zwei Perspektivansichten einen Propeller mit drei schaufelradartigen Propellerflügeln,
9 zeigt schematisch in mehreren Ansichten einen Propeller mit aus-/einfahrbaren Propellerflügeln,
10 zeigt schematisch in zwei Ansichten einen als Turbinenrad ausgebildeten Propeller,
11 zeigt schematisch in zwei Ansichten eine andere Ausführungsform eines Propellers,
12 zeigt schematisch in einer Perspektivansicht ein Innengehäuse mit einer Halterung,
13 zeigt schematisch in einer Perspektivansicht ein Mantelgehäuse mit Innengehäuse und Außengehäuse,
14 zeigt schematisch in einer Vorderansicht ein Mantelgehäuse mit „Strömungsmitteln”,
15 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht ein Mantelgehäuse,
16 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht eine andere Ausführungsform eines Mantelgehäuses,
17 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht ein Mantelgehäuse mit Propeller und „Strömungsmitteln”,
18 zeigt in zwei Ansichten ein Mantelgehäuse mit unterschiedlichen Propellern,
19 zeigt in mehreren Ansichten verschiedene Ausführungsformen von Anströmhilfen,
20 zeigt in zwei Ansichten ein Windenergiemodul,
21 zeigt in einer Perspektivansicht eine andere Ausführungsform eines Windenergiemoduls,
22 zeigt in unterschiedlichen Ansichten eine Anordnung mehrerer Windenergiemodule zu einer Windenergieanlage,
23 zeigt in einer Perspektivansicht die auf einem Hausdach angeordnete Windenergieanlage,
24 zeigt in zwei Perspektivansichten die auf einem Lastkraftwagen angeordnete Windenergieanlage,
25 zeigt in einer Perspektivansicht ein Windenergiemodul mit einem Solarpanel,
26 zeigt in zwei verschiedenen Ansichten die Verwendung des Windenergiemoduls nach 25 für eine Windenergieanlage auf einem Schiff,
27 zeigt in einer Perspektivansicht ein Innengehäuse mit mehreren Anströmmitteln,
28 zeigt in zwei Ansichten eine blütenförmige Anordnung von Propellern und Gehäuse,
29 zeigt in einer Perspektivansicht eine Halterung für ein Windenergiemodul,
30 zeigt in einer Perspektivansicht einen Propellerflügel mit einem Vogelschutz,
31 zeigt in einer Perspektivansicht ein kranzförmiges Strömungsleitmittel,
32 zeigt in einer Perspektivansicht ein Mantelgehäuse mit Propeller und Durchlass,
33 zeigt in einer Perspektivansicht das Mantelgehäuse nach 32 mit daran angeordneten Strömungsleitmitteln nach 31,
34 zeigt in einer Perspektivansicht das Mantelgehäuse mit Propeller nach 32 mit einer anderen Ausführungsform eines Durchlasses,
35 zeigt in einer Perspektivansicht Strömungsleitmittel zum Zusammenwirken mit dem Durchlass,
36 zeigt in einer Perspektivansicht einen Teil eines Innengehäuses mit Strömungsleitmitteln,
37 zeigt in einer Perspektivansicht ein Gehäuse mit Durchlass zur Verwendung mit den Strömungsleitmitteln nach 35,
38 zeigt in einer Perspektivansicht eine andere Ausführungsform des Strömungsleitmittels nach 35,
39 zeigt in einer Perspektivansicht Strömungsleitmittel an einem Gebäude,
40 zeigt in einer Perspektivansicht eine andere Ausführungsform von Strömungsleitmitteln an einem Gebäude und
41 zeigt in einer Perspektivansicht eine Ausführungsform eines als Halbschale ausgebildeten Strömungsleitmittels.
1 zeigt schematisch in einer Perspektivansicht eine Ausführungsform eines Propellerflügels 1 eines erfindungsgemäßen Energiemoduls. Der Propellerflügel 1 weist in einer Draufsicht eine etwa dreieckige Form auf und ist aus einer Draufsichtsebene konvex gekrümmt, sodass ein profilierter Flügelkörper 2 gebildet ist. Entsprechend weist der Flügelkörper 2 einen Anfangsbereich oder eine Spitze 3 und eine der Spitze 3 gegenüberliegende Grundseite 4 auf, welche über zwei Flankenseiten 5 miteinander verbunden sind. Mit der Grundseite 4 ist der Propellerflügel 1 beispielsweise an einem Nabenbauteil oder dergleichen anbringbar.
2 zeigt schematisch in drei Perspektivansichten andere Ausführungsformen des Propellerflügels 1. In den Ansichten ist die Spitze 3 und der daran anschließende Teil des Propellerflügels 1 gekrümmt und in Richtung der Grundseite 4 zurückgeführt. Dadurch ist ein Schleifenbereich 6 ausgebildet, durch welchen ein anströmendes Fluid strömen kann.
3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen in Leichtbauweise ausgeführten Propellerflügel 1. Der Flügelkörper 2 des Propellerflügels 1 ist mehrschichtig ausgebildet, beispielsweise in Verbundbauweise, und weist einen Profilkern 7 aus einem Leichtbaumaterial wie zum Beispiel Styropor aus. Ummantelt ist der als Leichtbaukern ausgebildete Profilkern 7 mit einer Ummantelung 8 aus einem stabilen, leichtbauenden Material wie einem faserverstärkten Material, beispielsweise Glasfaser.
4 zeigt schematisch in zwei Perspektivansichten eine Ausführungsform eines Propellerflügels 1 mit einer Düseneinheit 9. Die Düseneinheit 9 ist an einer Oberfläche des Flügelkörpers 2 so angeordnet, dass ein den Propellerflügels 1 anströmendes Fluid durch die Düseneinheit 9 strömen kann und durch die Düseneinheit 9 beschleunigt wird. Entsprechend weist die Düseneinheit 9 mindestens eine Eingangsöffnung 10 auf, in welche das anströmende Fluid einströmen kann. Es können mehrere Eingangsöffnungen 10 vorgesehen sein. Die Düseneinheit 9 kann als separate Einheit oder zumindest teilweise integriert in den Propellerflügel 1 bzw. den Flügelkörper 2 ausgebildet sein. Entsprechend kann die Eingangsöffnung 10 in einem Düseneinheitkörper 11 oder in dem Flügelkörper 2 ausgebildet sein. Weiter weist die Düseneinheit 9 mindestens eine Ausgangsöffnung 12 auf, wobei diese oder mehrere Ausgangsöffnungen 12 in dem Flügelkörper 2 und/oder in dem Düseneinheitkörper 11 ausgebildet sein kann/können. Eingangsöffnung 10 und Ausgangsöffnung(en) 12 sind miteinander fluidisch verbunden, wobei diese so verbunden sind, dass ein durchströmendes Fluid bevorzugt beschleunigt wird.
5 zeigt schematisch in drei Perspektivansichten eine andere Ausführungsform eines Propellerflügels 1 mit einer Düseneinheit 9. Die Düseneinheit 9 lässt sich an unterschiedlichen Propellerflügeln 1 ausbilden. Es lassen sich auch mehrere Düseneinheiten 9 an einem Propellerflügel 1 ausbilden, beispielsweise an einer Oberseite 13 und an einer Unterseite 14 des Flügelkörpers 2. Die Düseneinheit 9 kann auch zwischen Oberseite 13 und Unterseite 14 angeordnet sein, sodass ein Versatz 15 in dem Flügelkörper 2 ausgebildet ist (5b).
6 zeigt schematisch in einer Draufsicht und einer Seitenansicht einen Propeller 20 mit vier Propellerflügeln 1. Der Propeller 20 umfasst ein Mittelteil 21, über welches der Propeller 20 drehbar lagerbar ist und an welchem die Propellerflügel 1 befestigt sind. Die Propellerflügel 1 sind mit ihrer Grundseite 4 an dem Mittelteil 21 befestigt und der Flügelkörper 2 führt radial nach außen von dem Mittelteil 21 weg. Zur verbesserten Energiegewinnung aus einem anströmenden Fluid ist der Flügelkörper 2 gekrümmt, sodass die Spitze 3 wieder zu dem Mittelteil 21 zurückgeführt ist. Dadurch ist der Schleifenbereich 6 ausgebildet. Dabei kann die Spitze 3 beabstandet zu dem Mittelteil 21 und/oder dem Flügelkörper 2 geformt sein oder kann diese berühren oder mit diesen verbunden sein. Sowohl die Grundseite 4 als auch die Spitze 3 der Propellerflügel können lösbar mit dem Mittelteil 21 verbunden sein, sodass der Propellerflügel 1 austauschbar gestaltet ist. Eine solche Verbindung kann als Bajonettverschluss ausgebildet sein.
7 zeigt schematisch in zwei Perspektivansichten einen Propeller 20 mit zwei schaufelradartigen Propellerflügeln 1. Die Propellerflügel 1 sind an dem drehbar gelagerten Mittelteil 21 so angeordnet, dass diese sich an deren Grundseite 4, das heißt der Seite, welche dem Mittelteil 21 zugewandt ist, überschneiden. Das Mittelteil 21 ist über eine Welle 22 drehbar gelagert, sodass die durch das anströmende Fluid resultierende Drehbewegung des Propellers 20 über die Welle 22 zum Beispiel an einen Generator übertragbar ist.
8 zeigt schematisch in zwei Perspektivansichten einen Propeller 20 mit drei schaufelradartigen Propellerflügeln 1. Die Anzahl der Propellerflügel 1 lässt sich je nach Einsatzzweck variieren und ist jeweils an die herrschenden Anströmbedingungen anzupassen. Die Propellerflügel 1 sind bevorzugt austauschbar, das heißt lösbar, mit dem Mittelteil 21 verbunden, sodass eine Anpassung leicht vornehmbar ist.
9 zeigt schematisch in mehreren Ansichten einen Propeller 20 mit aus-/einfahrbaren Propellerflügeln 1. Die Propellerflügel 1 sind mehrteilig ausgebildet mit dem Flügelkörper 2 und daran angeordneten Verlängerungsteilen 23. Die Verlängerungsteile 23 sind bevorzugt über eine angreifende Zentrifugalkraft ein- und/oder ausfahrbar, lassen sich jedoch mit jedem beliebigen anderen Mechanismus ebenfalls ein- und/oder ausfahren. Entsprechend ist eine Feder-Speicher-Einheit 24 vorgesehen, welche eine Rückstellung der Verlängerungsteile realisiert. Für ein geführtes Ein-/Ausfahren sind entsprechende Führungsmittel 25 vorgesehen, die beispielsweise als Führungsschienen, Nuten oder dergleichen ausgebildet sein können.
10 zeigt schematisch in zwei Ansichten einen als Turbinenrad ausgebildeten Propeller 20. Das Turbinenrad weist mehrere sich in einer Draufsicht teilweise überdeckende Propellerflügel 1 auf, die um das Mittelteil 21 radial nach außen ragend angeordnet sind. Durch eine leichte Schrägstellung wird eine entsprechende überlappende Anordnung realisiert,
11 zeigt schematisch in zwei Ansichten eine andere Ausführungsform eines Propellers 20. Der Propeller 20 weist hier sechs Propellerflügel 1 auf. Die Flügelform ist sich verjüngend ausgebildet, wobei die Spitze 3 als stumpfe Spitze 3 mit einer Spitzenseite ausgebildet ist.
12 zeigt schematisch in einer Perspektivansicht ein Innengehäuse 30 mit einer Halterung 31. Über die Halterung 31 ist das Innengehäuse 30 an weiteren Bauteilen anbringbar. Die Halterung 31 ist vorliegend als Stab ausgebildet, der sich weg von dem Innengehäuse 30 erstreckt. Das Innengehäuse 30 ist sich verjüngend ausgebildet und umfasst eine Wandung 32 und einen von der Wandung 32 begrenzten Strömungskanal 33. Die Wandung 32 und somit der Strömungskanal 33 sind sich verjüngend, insbesondere konisch oder parabolisch zusammenlaufend, ausgebildet, mit einer Eingangsöffnung 34 zum Einströmen eines Fluids und einer Ausgangsöffnung 35 zum Ausströmen eines Fluids. Entsprechend ist die Eingangsöffnung 34 größer ausgebildet als die Ausgangsöffnung 35, wobei hier insbesondere die Querschnittsflächen der Eingangsöffnung 34 und der Ausgangsöffnung 35 vergleichbar sind. Die Wandung 32 ist aus einem stabilen Leichtbauwerkstoff hergestellt, ausgewählt aus der Gruppe der Werkstoffe mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa kleiner gleich 5 g/cm³, bevorzugt etwa kleiner gleich 4 g/cm³, weiter bevorzugt von etwa kleiner gleich 3 g/cm³ und am meisten bevorzugt von etwa kleiner gleich 2 g/cm³ und ist so extrem leichtbauend ausgebildet. Sie kann als Verbundwerkstoff mit einem Leichtbaukern und einer faserverstärkten Ummantelung ausgebildet sein. Die Wandung 32 kann zumindest teilweise doppelwandig ausgebildet sein, mit mindestens zwei voneinander beabstandeten Wandabschnitten.
13 zeigt schematisch in einer Perspektivansicht ein Mantelgehäuse 40 mit dem Innengehäuse 30 und einem Außengehäuse 50. Das Innengehäuse 30 entspricht etwa dem des in 12 dargestellten Innengehäuses 30. Das Außengehäuse 50 weist eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Innengehäuses 30 auf, sodass Außengehäuse 50 und Innengehäuse 30 eine Einheit bilden. Das Außengehäuse 50 umfasst eine Außenwandung 51, die als quaderförmiges oder paraboloides Material mit einer sich in Strömungsrichtung erstreckenden, bevorzugt konisch, ausgebildeten Durchgangsöffnung 52 zur Aufnahme des Innengehäuses 30 ausgebildet ist. Die Außenwandung 51 kann eine Isolierung aufweisen. In dem in der 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Außenwandung 51 nach außen abragend eine Auslenkungshilfe 53 ausgebildet, um das Außengehäuse 50 bei einer Anströmung durch ein Fluid in eine optimierte Strömungsrichtung auszurichten. Die Auslenkungshilfe 53 ist beispielsweise als Leitfläche oder dergleichen ausgebildet. Die Leitfläche ist dabei an einer der Anströmung ausgesetzten Stelle angeordnet und in eine Richtung strömungstechnisch optimiert ausgebildet, um sich und das verbundene Außengehäuse 50 entsprechend auszurichten.
14 zeigt schematisch in einer Vorderansicht ein Mantelgehäuse 40 mit Strömungsmitteln 54. Die Strömungsmittel 54 sind beispielsweise als Leitflächen ausgebildet, welche ein anströmendes Fluid entsprechend leiten. In dem Ausführungsbeispiel nach 14 sind sechs Leitflächen vorgesehen, die in der Draufsicht etwa dreieckförmig ausgebildet und gleichbeabstandet über einen Innenumfang der Eingangsöffnung 34 des Innengehäuses 30 angeordnet sind.
15 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht ein Mantelgehäuse 40. Das Mantelgehäuse 40 umfasst ein Innengehäuse 30 und ein Außengehäuse 50. Das Innengehäuse 30 ist sich verjüngend ausgebildet und befindet sich etwa mittig in dem Mantelgehäuse 40. Das Innengehäuse 30 ist beabstandet von dem Außengehäuse 50 etwa mittig dazu angeordnet. Über Stege 55 ist eine Positionierung des Innengehäuses 30 realisiert.
16 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht eine andere Ausführungsform eines Mantelgehäuses 40. Hier ist die Wandung 56 des Außengehäuses 50 gekrümmt ausgebildet und weist an einer Eintrittsöffnung 57 und einer Austrittsöffnung 58 Strömungsmittel 54 auf. Die Strömungsmittel 54 sind als in Umlenkbereiche ausgebildet, die in das Außengehäuse 50 integriert sind. Zusätzlich ist die Wandung 56 als Doppelwandung ausgebildet mit zwei Wandungsabschnitten 56a, 56b, die im Wesentlichen parallel zueinander beabstandet ausgebildet sind. Durch den Zwischenraum 59 zwischen den Wandungsabschnitten 56a, 56b kann ein anströmendes und/oder austretendes Fluid strömen und entsprechend durch die Umlenkbereiche umgelenkt werden.
17 zeigt schematisch in einer Querschnittsansicht ein Mantelgehäuse 40 mit Propeller 20 und Strömungsmitteln 54. Der Propeller 20 ist gemäß dem Propeller 20 nach 6 ausgebildet. Die Strömungsmittel 54 sind nach innen gerichtet an der Wandung 56 angeordnet und im Wesentlichen dreiecksförmig geformt.
18 zeigt in zwei Ansichten ein Mantelgehäuse 40 mit unterschiedlichen Propellern 20. Der Propeller 20 nach 18a ist gemäß 11 ausgebildet, der Propeller 20 nach 18b ist gemäß dem Propeller 20 nach 6 ausgebildet und repräsentiert im Wesentlichen 17 in einer Vorderansicht.
19 zeigt in mehreren Ansichten zwei verschiedene Ausführungsformen von als Anströmhilfen ausgebildeten Strömungsmitteln 54. In 19a ist in der oberen Reihe in einer Seitenansicht, einer Vorderansicht und einer Draufsicht (von links) eine erste Ausführungsform eines Strömungsmittels 54 dargestellt. Das Strömungsmittel 54 ist im Wesentlichen in allen drei Ansichten dreiecksförmig ausgebildet. Das in der unteren Reihe in einer Seitenansicht, einer Vorderansicht und einer Draufsicht (von links) dargestellte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der oberen Reihe, mit dem Unterschied, dass auf den Seitenflächen weitere, kleinere Strömungsmittel in Form von Erhebungen, Dellen und dergleichen ausgebildet sind, die eine entsprechende Beeinflussung eines anströmenden Fluids, wie Verwirbeln, Umlenken und dergleichen, bewirken. 19b zeigt das erste Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung.
20 zeigt in zwei Ansichten ein Windenergiemodul 70. Das Windenergiemodul 70 umfasst das Mantelgehäuse 40, welches einen sich in eine Strömungsrichtung erstreckenden Windkanal 71 umgibt, in dem mindestens ein Windgenerator 72 mit mindestens dem drehbaren Propeller 20 zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft angeordnet ist. Die Außenwandung 51 ist hier etwa konisch ausgebildet. Das Mantelgehäuse 40 entspricht etwa dem nach 18a und der Propeller 20 entsprechend dem nach 11.
21 zeigt in einer Perspektivansicht eine andere Ausführungsform eines Windenergiemoduls 70. Das Mantelgehäuse 40 entspricht dem nach 13 und der Propeller 20 dem nach 18b.
22 zeigt in unterschiedlichen Ansichten eine Anordnung mehrerer Windenergiemodule 70 zu einer Windenergieanlage 80. Die Windenergieanlage 80 ist von oben beginnend in einer Vorderansicht, einer Draufsicht und in einer Seitenansicht dargestellt. Es sind fünf Windenergiemodule 70 zu einer Windenergieanlage 80 zusammengefügt, wobei die Anzahl an Windenergiemodulen 70 variierbar ist und einzelne Windenergiemodule 70 nachträglich entfernt oder hinzugefügt werden können. Die Windenergiemodule 70 sind drehbar gelagert an einer Grundhalterung 81 angeordnet. Dabei können die Windenergiemodule 70 klappbar und/oder schwenkbar angeordnet sein. Über entsprechende Anschlüsse (hier nicht dargestellt) lässt sich die mit den Windenergiemodulen 70 gewonnene Energie weiterleiten und ggf. bündeln und in ein Netz einspeisen. Entsprechende elektrische Anlagen sind dafür vorgesehen, wie beispielsweise Konverter, Gleichrichter, Regler und dergleichen. Die Windenergiemodule 70 sind über deren Halterung 31 mit der Grundhalterung 81 verbandbar.
23 zeigt in einer Perspektivansicht die auf einem Hausdach 90 angeordnete Windenergieanlage 80. In dem Ausführungsbeispiel nach 23 umfasst die Windenergieanlage 80 vier Windenergiemodule 70. Die Windenergiemodule 70 sind entsprechend einer Anströmrichtung gleich ausgerichtet, um eine optimale Energiegewinnung zu realisieren.
24 zeigt in zwei Perspektivansichten die auf einem als Lastkraftwagen 91 ausgebildeten Fahrzeug 90 angeordnete Windenergieanlage 80 mit vier (24a) bzw. drei (24b) Windenergiemodulen 70 gemäß 21. Die Windenergiemodule 70 sind quer zu einer Fahrrichtung beabstandet zueinander angeordnet. Die Ausrichtung der Windenergiemodule 70 ist so, dass diese optimal für eine Anströmung entgegen Fahrtrichtung angeordnet sind. Je nach gewünschtem Effekt können die Windenergiemodule 70 aktiv hinsichtlich ihrer Ausrichtung verändert werden. Alternativ kann die Ausrichtung selbsttätig erfolgen. Die Anordnung auf dem Lastkraftwagen 91 kann beliebig sein. Bevorzugt ist die Anordnung der Windenergieanlage 80 vorne auf einem Dach des Lastkraftwagens 91. Wie in 24a dargestellt ist, lässt sich die Windenergieanlage 80 in den Lastkraftwagen 91, genauer dessen Verkleidung, Spoiler, Karosserie etc. integrieren.
Die Anordnung kann verändert werden, indem die Windenergieanlage 80 und/oder einzelne Windenergiemodule ausfahrbar oder ausklappbar ausgebildet sind.
25 zeigt in einer Perspektivansicht ein Windenergiemodul 70 mit einem Solarpanel 100. Mit dem Solarpanel 100 lässt sich zusätzlich Energie aus einer Sonneneinstrahlung gewinnen, welche mit der mittels des Windenergiemoduls 70 gewonnen Energie gemeinsam oder getrennt genutzt werden kann. Entsprechende Solareinrichtungen sind an dem Windenergiemodul 70 vorgesehen, einschließlich Konverter, Gleichrichter, Regler und dergleichen.
26 zeigt in zwei verschiedenen Ansichten die Verwendung des Windenergiemoduls 70 nach 25 für eine Windenergieanlage 80 auf einem Schiff 92. Das als Schiff 92 ausgebildete Fahrzeug 90, vorzugsweise ein Containerschiff, eine Segeljacht oder dergleichen, weist drei zu einer Windenergieanlage 80 verbundene Windenergiemodule 70 auf, die gemäß 25 ausgebildet sind. Die Windenergiemodule 70 sind hierbei verteilt an optimierten Stellen auf dem Schiff 92 angebracht. Die Windenergieanlage 80 lässt sich verstellen und insbesondere ein- bzw. ausfahren. Die Windenergiemodule 70 lassen sich dabei einzeln oder gemeinsam verstellen, wobei das Verstellen automatisch, manuell, teilautomatisch oder selbsttätig aufgrund der Anströmung erfolgen kann. Die Windenergieanlage 80 lässt sich mit einer beliebigen Anzahl von Windenergiemodulen 70 ausrüsten.
27 zeigt in einer Perspektivansicht ein Innengehäuse 30 mit mehreren als Anströmmittel ausgebildeten Strömungsmitteln 54. Zum Einsatz auch bei schwacher Anströmung können die Strömungsmittel 54 verwendet werden, um für den Antrieb des Propellers 20 günstige Anströmverhältnisse zu schaffen. Bevorzugt sind die Anströmmittel an der Eingangsöffnung 10 entlang des Umfangs strömungstechnisch optimiert, bevorzugt gleichbeabstandet, angeordnet.
28 zeigt in zwei Ansichten eine blütenförmige Anordnung von Propellern 20 und (Mantel-)Gehäuse 40. Neben dem Propeller 20 lassen sich weitere Laufräder oder Propeller 20 versetzt zu dem Propeller 20 in dem Strömungskanal anbringen. Die zusätzlichen Laufräder oder Propeller 20 können eine andere Ausrichtung oder eine anders orientierte Lagerung aufweisen, sodass sich auch eine Anströmung, welche den ersten Propeller 20 passiert hat, noch nutzen lässt. Die weiteren Laufräder sind in dem Ausführungsbeispiel nach 28 etwa blütenförmig umfänglich zu dem Mantelgehäuse 40 angeordnet. Die Orientierung der Laufräder ist so gewählt, dass etwa radial zu dem Mantelgehäuse 40 strömende An- oder Abströmungen nutzbar sind.
29 zeigt in einer Perspektivansicht eine (Grund-)Halterung 81 für ein Windenergiemodul 70. Die Grundhalterung 81 ist als eine Schiene 82 mit einem etwa mittig entlang der Erstreckungsrichtung der Schiene 82 verlaufenden Nut 83 ausgebildet. Die Nut 83 ist dabei bevorzugt so ausgebildet, dass zumindest teilweise ein Hinterschnitt gebildet ist, der eine einfache Entnahme von Windenergiemodulen 70 an beliebiger Stelle verhindert. Auf diese Weise ist ein wirkungsvoller Diebstahlschutz realisierbar. Zum Einsetzen können Ausnehmungen vorgesehen werden, die ein Einsetzen auch in Nicht-Randbereichen ermöglichen und die mittels Verriegelungen absperrbar sind. Zur Fixierung der Windenergiemodule 70 können weiter Arretierungen oder Rastmittel vorgesehen sein, die eine Position der Windenergiemodule 70 relativ zu der Grundhalterung 81 festlegen.
30 zeigt in einer Perspektivansicht einen Propellerflügel 1 mit einem Vogelschutz 110. Der Vogelschutz 110 kann beliebig ausgebildet sein und ist in dem Ausführungsbeispiel nach 30 als Gitter 111 ausgebildet. Das Gitter 111 ist so bemessen, dass durch die Maschen oder Zwischenräume ein Durchschlüpfen von Vögeln verhindert ist. Der Vogelschutz 110 kann an anderen Stellen der Windenergieanlage 80, der Windenergiemodule und/oder dem Mantelgehäuse 40 angebracht sein, sodass eine umweltverträgliche Anordnung realisiert ist.
31 zeigt in einer Perspektivansicht ein kranzförmiges Strömungsleitmittel 120. Das Strömungsleitmittel 120 umfasst mehrere Strömungsleitflächen 121, die an einer ringförmigen Halterung 122 angeordnet sind, sodass sich das kranzförmige Strömungsleitmittel 120 ergibt. Die Strömungsleitflächen 121 sind so ausgerichtet, dass ein anströmendes Fluid etwa in Richtung Mittelpunkt des Kranzes umgelenkt wird.
32 zeigt in einer Perspektivansicht das Mantelgehäuse 40 mit Propeller 20 und einem Durchlass 130. Der Durchlass 130 ist in der Umfangsfläche des Mantelgehäuses 40 ausgebildet, sodass ein das Mantelgehäuse 40 umströmendes Fluid durch das Mantelgehäuse 40 in einen inneren Bereich des Mantelgehäuses 40 gelangen kann. Der Durchlass 130 ist ringförmig ausgebildet.
33 zeigt in einer Perspektivansicht das Mantelgehäuse 40 nach 32 mit daran angeordneten Strömungsleitmitteln 120 nach 31. Die Strömungsleitmittel 120 sind in Anstromrichtung im Bereich des Propellers 20 angeordnet, sodass das von den Strömungsleitmitteln 120 in den inneren Bereich gelenkte Fluid auf die Propellerflügel 1 des Propellers 20 trifft und diesen entsprechend zur höheren Energiegewinnung zusätzlich antreibt. Das Mantelgehäuse 40 ist hier konisch ausgebildet, wobei das Gehäuse in Anströmrichtung auseinanderläuft.
34 zeigt in einer Perspektivansicht das Mantelgehäuse 40 mit Propeller 20 nach 32 mit einer anderen Ausführungsform eines Durchlasses 130. An dem Durchlass 130 sind zusätzliche Strömungsleitelemente 131 angeordnet, um ein anströmendes Fluid gezielt durch den Durchlass 130 zu lenken.
35 zeigt in einer Perspektivansicht Strömungsleitmittel 120 zum Zusammenwirken mit dem Durchlass 130. Die Strömungsleitmittel 120 umfassen ein bewegliches Laufrad 123 mit Schaufelelementen 124 zum Antreiben des Laufrads 123. Die Bewegung des Laufrads 123 kann mittels Generator in Energie umgewandelt werden, sodass zusätzlich Energie erzeugt werden kann.
36 zeigt in einer Perspektivansicht einen Teil eines Innengehäuses 50 mit Strömungsleitmitteln 120. Die Stromungsleitmittel 120, die als Strömungsleitflächen 121 ausgebildet sind, sind hier umfänglich fest angeordnet.
37 zeigt in einer Perspektivansicht ein Gehäuse mit Durchlass 130 zur Verwendung mit den Strömungsleitmitteln 120 nach 35.
38 zeigt in einer Perspektivansicht eine andere Ausführungsform des Strömungsleitmittels 120 nach 35, wobei das Strömungsleitmittel 120 als Laufrad 123 ausgebildet ist und zur besseren Übersicht die beliebig ausformbaren Schaufelelemente 124 weggelassen wurden.
39 zeigt in einer Perspektivansicht Strömungsleitmittel 120 an einem Gebäude 140. Das Gebäude 140 ist ein Hochhaus. Die Strömungsleitmittel 120 sind als ausfahrbare bzw. ausklappbare Lamellen 125 ausgebildet. In einer Gebäudefassade 141 sind Durchlässe 130 vorgesehen, sodass ein umgelenktes, anströmendes Fluid in das Innere des Gebäudes 140, und hier in die Lüftungsschächte 142 des Gebäudes 140 geleitet werden. Von dort kann das Fluid zu einem Generator geleitet werden, um so Energie zu gewinnen.
40 zeigt in einer Perspektivansicht eine andere Ausführungsform von Strömungsleitmitteln 120 an einem Gebäude 140. Über Lamellen 125 wird ein Fluid wie Luft als Wind zu Halbschalen 126 geleitet, welche das Fluid dann in die Lüftungsschächte 142 leiten.
41 zeigt in einer Perspektivansicht eine Ausführungsform eines als Halbschale 126 ausgebildeten Strömungsleitmittels 120.
Bezugszeichenliste

1: Propellerflügel
2: Flügelkörper
3: Spitze
4: Grundseite
5: Flankenseite
6: Schleifenbereich
7: Profilkern
8: Ummantelung
9: Düseneinheit
10: Eingangsöffnung
11: Düseneinheitkörper
12: Ausgangsöffnung
13: Oberseite
14: Unterseite
15: Versatz
20: Propeller
21: Mittelteil
22: Welle
23: Verlängerungsteile
24: Feder-Speicher-Einheit
25: Führungsmittel
30: Innengehäuse
31: Halterung
32: Wandung
33: Strömungskanal
34: Eingangsöffnung
35: Ausgangsöffnung
40: Mantelgehäuse
50: Außengehäuse
51: Außenwandung
52: Durchgangsöffnung
53: Auslenkungshilfe
54: Strömungsmittel
55: Stege
56: Wandung
56a: Wandungsabschnitt
56b: Wandungsabschnitt
57: Eintrittsöffnung
58: Austrittsöffnung
59: Zwischenraum
70: Windenergiemodul
71: Windkanal
72: Windgenerator
80: Windenergieanlage
81: Grundhalterung
82: Schiene
90: Fahrzeug
91: Lastkraftwagen
92: Schiffe
100: Solarpanel
110: Vogelschutz
111: Gitter
120: Strömungsleitmittel
121: Strömungsleitfläche
122: Halterung
123: Laufrad
124: Schaufelelement
125: Lamellen
126: Halbschale
130: Durchlass
131: Strömungsleitelemente
140: Gebäude
141: Gebäudefassade
142: Lüftungsschacht

Claims

Innengehäuse (30) für ein Windenergiemodul (70), umfassend eine Wandung (32) und einen von der Wandung (32) innen begrenzten Strömungskanal (33), wobei der Strömungskanal (33) sich in eine Strömungsrichtung konisch verjüngend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (32) einen stabilen Leichtbauwerkstoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe der Werkstoffe mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa kleiner gleich 5 g/cm³.
Innengehäuse (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (32) als Verbundwerkstoff ausgebildet ist, mit einem Leichtbaukern und einer faserverstärkten Ummantelung.
Innengehäuse (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (32) Strömungsmittel (54) zum Beeinflussen einer durch das Innengehäuse (30) strömenden Strömung aufweist.
Innengehäuse (30) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (32) zumindest teilweise doppelwandig ausgebildet ist, mit mindestens zwei voneinander beabstandeten Wandabschnitten.
Innengehäuse (30) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem in Strömungsrichtung hinteren Bereich mindestens ein drehbar gelagertes Schaufelrad angeordnet ist.
Außengehäuse (50) für ein Windenergiemodul (70) zur Aufnahme eines Innengehäuses (30), umfassend eine Außenwandung (51), wobei die Außenwandung (51) als quaderförmiges oder paraboloides Element mit einer sich in Strömungsrichtung erstreckenden, konisch ausgebildeten Durchgangsöffnung (52) zur Aufnahme des Innengehäuses (30) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material aus einem Werkstoff für den Leichtbau ausgebildet ist, ausgewählt aus der Gruppe der Werkstoffe mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa kleiner gleich 5 g/cm³.
Außengehäuse (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung (51) eine Isolierung aufweist.
Außengehäuse (50) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenwandung (51) eine Vogelschutzeinrichtung (110) ausgebildet ist.
Außengehäuse (50) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenwandung (51) eine Lagereinheit vorgesehen ist, um das Außengehäuse (50) zu lagern.
Außengehäuse (50) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenwandung (51) eine Auslenkungshilfe (53) ausgebildet ist, um das Außengehäuse (50) bei einer Anströmung in eine optimierte Strömungsrichtung auszurichten.
Außengehäuse (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material als Verbundwerkstoff ausgebildet ist, mit einem Leichtbaukern und einer faserverstärkten Ummantelung.
Mantelgehäuse (40) für ein Windenergiemodul (70), umfassend einen Gehäusekörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper ein in einem Außengehäuse (50) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 11 angeordnetes Innengehäuse (30) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5 aufweist.
Mantelgehäuse (40) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung für einen Propeller (20) vorgesehen ist.
Mantelgehäuse (40) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerraum zum Lagern von Propellern (20) und/oder Propellerflügeln (1) vorgesehen ist.
Mantelgehäuse (40) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelgehäuse (40) mindestens einen seitlichen Durchlass (130) aufweist, um ein an dem Mantelgehäuse (40) vorbeiströmendes Fluid durch das Mantelgehäuse (40) in einen von dem Mantelgehäuse (40) umgebenden inneren Bereich zu lenken.
Mantelgehäuse (40) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelgehäuse (40) außenumfänglich mit dem Durchlass (130) zusammenwirkende Strömungsleitmittel (120) aufweist, welche ein Umlenken des vorbeiströmenden Fluids in den inneren Bereich realisieren.
Windenergiemodul (70) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft, umfassend mindestens einen Propeller (20) mit mindestens einem Propellerflügel (1), gekennzeichnet durch mindestens ein Innengehäuse (30) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, ein Außengehäuse (50) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 11 und/oder ein Mantelgehäuse (40) nach einem der vorherigen Ansprüche 12 bis 16.
Windenergieanlage (80) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft, mit Anschlüssen zur Nutzung der erzeugten elektrischen Energie, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Windenergiemodul (70) nach Anspruch 17 vorgesehen ist.
Windenergieanlage (80) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Windenergieanlage (80) eine Grundhalterung (81) aufweist, in der Windenergiemodule (70) über eine jeweilige Halterung (31) des Windenergiemoduls (70) verstellbar anbringbar sind.
Windenergieanlage (80) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhalterung (81) Fixiermittel aufweist, um die Halterungen (31) zumindest in eine Richtung zu fixieren.
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel bei Fixieren in eine Richtung eine Rotation um mindestens eine Längsachse der Halterung (31) ermöglichen, sodass das Windenergiemodul (70) entsprechend einer Windanströmrichtung ausrichtbar ist.
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhalterung (81) Befestigungsmittel zur Anbringung an einem Objekt aufweist.
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhalterung (81) und/oder die Halterung (31) einfahrbar und/oder ausfahrbar ist.
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundhalterung (81) mehrere Grundhalterelemente umfasst, die miteinander über Gelenke verbindbar sind.
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Regeleinheit vorgesehen ist.
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Windenergieanlage (80) mindestens ein Kanalsystem umfasst, durch welches ein mittels Strömungsleitmitteln (120) umgelenktes Fluid zu einem Propeller (20) strömt, um diesen anzutreiben und dadurch Energie zu erzeugen.
Windenergieanlage (80) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem in einem Gebäude (140), insbesondere in einem Hochhaus ausgebildet ist, bevorzugt als Lüftungsschacht (142).
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitmittel (120) außen an einer Gebäudefassade (141) angeordnet sind.
Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitmittel (120) Lamellen (125), bevorzugt aus- und einklappbare Lamellen (125) umfassen.
Verwendung einer Windenergieanlage (80) nach einem der vorherigen Ansprüche 18 bis 29 zur Energiegewinnung für eine immobile Einheit umfassend sich in vertikale Richtung erstreckende Einheiten wie Häuser, Gebäude, Brücken und/oder Container.