DE10328249A1 - Windrotor Windkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Weiterentwicklung des Rotorblattes einer Windkraftmaschine. DOLLAR A Erstmalig wird die erfolgreiche Kombination von Widerstandsläufer und aerodynamischem Läufer definiert und dargestellt.

Description

• Verbesserung der Leistungskennlinie von heutigen Windkraftanlagen wie RE power, Enercon, NEG Micon, Vestas und weitere.
• Der wesentliche Nachteil der reinen Aerodynamischen Rotorblätter liegt darin, dass eine relativ hohe Schnellaufzahl (vgl. Erich Hau S.99) benötigt wird um überhaupt Leistung zu erzielen. Die Nenngeschwindigkeit der meisten Windkraftanlagen beträgt ca. 12m/sec Windgeschwindigkeit ein Wert der sich oft nur schwer erreichen lässt. Die Erträge der Windkraftanlagen in Windarmen Gebieten können durch entsprechende verbesserte Konzepte gesteigert werden, was mit dem vorliegenden Patent erreicht werden kann.
• 1.Geschichtliche Entwicklung und Nutzung der Windkraft
• a.) Widerstandsläufer
• Vor über 4000 Jahren erkannte der Mensch, dass sich einer in Den Wind gestellten Fläche Kraft (Energie) entnehmen lässt. Als früheste Belege hierfür dienen phönizische und ägyptische Segelschiffe.
• Ob sich die frühen orientalische Berichte von den fliegenden Teppichen auf denen sich Menschen in die Lüfte erhoben, als bemannte Drachenflüge verstehen, bleibt Gegenstand der Forschung. In Gebieten mit starkem Wind haben sich Windmühlen in den vergangenen Jahrhunderten weit verbreitet. Windmühlen heißen heute Widerstandsläufer, da sie eine Fläche als Widerstand in den Wind halten, ohne daß die Fläche eine aerodynamische Formgebung hat.
• b.) Aerodynamischer Läufer
• Der dem Vogel ähnliche Flug wurde seit der Antike durch Ikarus, später durch Leonarda da Vinci und im 19 Jahrhundert durch den Humanisten Alexander von Humboldt näher Untersucht. Aufgrund seiner Forschung erkannte der Mensch, einen einfachen aber wirkungsvollen Zusammenhang. Wird eine Fläche mit unterschiedlicher Wölbung (z.B. sichtbar am Vogelflügel) in den Windgehalten, so entsteht im Windstrom auf der längeren stärker gewölbten Seite der Fläche eine Sogwirkung an der Fläche. Die Luftströmung muss einen längeren Weg vom Anfang bis zum Ende der Fläche zurücklegen als an der kürzeren Seite der Fläche. An der kürzeren Seite der Fläche entsteht im Luftstrom eine Strömungsverkürzung woraus ein Druck auf die Fläche entsteht.
• Der Begriff der Tragfläche entstand.
• Die Physikalischen Grundlagen für das aerodynamische Rotorblatt einer Windkraftanlage Waren grundsätzlich entdeckt.
• 2. Heutige Bedeutung der Windenergie
• Durch verbesserte Technische Möglichkeiten und verhältnismäßig günstigere Rohstoffpreise ist der Windkraft wieder zu einem neuen Durchbruch verhalfen worden. Am 20. Oktober 1982 wurde ein Meilenstein im Windkraftanlagenbau gesetzt, durch die Inbetriebnahme der Großwindanlage „Growion." Eine Turmhöhe von ca. 100 m und ein Turmgewicht von 400 t zeigen die notwendigen Dimensionen an, um Ballungszentren mit Millionen von Menschen mit Energie zu entsorgen.
• Wie bereits erwähnt existieren zwei Arten der Windenergiegewinnung. Der Widerstandsläufer und der aerodynamische Läufer. Der Aerodynamische Läufer basiert auf einer, zwei oder drei Tragflächen mit aerodynamischem Profil, die definiert im Wind geführt eine Rotationsbewegung durchführen.
• Eine Kombination der Widerstandsläuferform in Verbindung mit dem aerodynamischen Läufer bringt hier den Entwicklungstechnischen Fortschritt. Eine definierte Anpassung an die jeweiligen Windverhältnisse wird dadurch ermöglicht.
• Die Verbreitung von Windkraftanlagen erleichtert.

Claims (3)

1. Profil für Rotorblätter von Windkraftanlagen dadurch gekennzeichnet, dass verbesserte Windkraftanlagen gegenüber heutigen Windkraftanlagen eine Leistungssteigerung von ca. 200 % – ca. 800 % zu erfahren in der Lage sind, im Windgeschwindigkeitsbereich von ca.4m/sec – 8m/sec.
2. Windkraftanlagenprofile nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Profil an der Profilunterseite (z.B. Yu(X) nach NACA) eine partielle Öffnung ca. 80 % der Profiltiefe mehr oder weniger bis zum Profilende erhält.
3. Profil für Windkraftanlagen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite der Profiloberseite (Yo(X) nach NACA) und die Profilinnenseite der ca. 20 prozentigen Profiltiefe mehr oder weniger nach der Profilnase auf der Porfilunterseite(z.B. Yu(X) nach NACA) der jeweiligen Außenseite mit ca. 10 % – ca. 30 % mehr oder weniger Wandlungsstärke (am Profilende auch unter 1 % mehr oder weniger) in Anlehnung an die jeweilige Profiloberfläche.