DE102005011018B4

DE102005011018B4 - Verbundkraftwerk zur Stromerzeugung mit einem Schwungmassen-Rotor

Info

Publication number: DE102005011018B4
Application number: DE102005011018.5A
Authority: DE
Inventors: auf Antrag nicht genannt. Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Kellidis Theodor De
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: DE102005011018A1

Abstract

Verbundkraftwerk zur Stromerzeugung, mit einer Anzahl von mechanischen Antriebsquellen, nämlich Windkraft-Flügel, Wasserkraft-Turbinen, Verbrennungsmotoren, durch Solarzellenfelder gespeiste Motoren oder aus Akkumulatoren gespeiste Elektromotoren (M1), deren Ausgangs-Drehmomente einen Generator (G) antreiben, wobei die Ausgangs-Drehmomente der einzelnen Antriebsquellen selektiv über Stellgetriebe und Antriebsregler für die aus den Solarzellenfeldern gespeisten Motoren oder die aus den Akkumulatoren gespeisten Elektromotoren (M1) in einem Schwungmassen-Rotor kombinierbar sind, dessen Welle (I) den Generator (G) antreibt, der die elektrische Ausgangsleistung abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungmassen-Rotor eine mit dem Generator (G) über eine Kupplung kuppelbare Welle aufweist, an der Arme (IV.2) angelenkt sind, die an ihren freien Enden Schwungmassen (IV.3) tragen, wobei die Schwungmassen (IV.3) von einem Tragrahmen (II.1) umgeben sind, an dem sich die Schwungmassen (IV.3) abstützen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundkraftwerk zur Stromerzeugung mit einem Schwungmassen-Rotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Klimawandel und die damit verbundenen Konsequenzen stellen für die Gesellschaft ein immer größer werdendes Problem dar. Es erscheint daher vernünftig, rechtzeitig die Verantwortung zu übernehmen, indem beispielsweise mehr erneuerbare Energien verwendet werden. Zu diesem Zweck können effektive Verbundkraftwerke eingesetzt werden, die auch auf dem Land und in der dritten Welt eine kontinuierliche Stromerzeugung ermöglichen würden. In der dritten Welt können damit auch beispielsweise Produkte der Elektroindustrie verwendet werden, wodurch mit der Nachfrage auch der Export von solchen Wirtschaftsgütern aus dem Westen steigen würde. Die Erdölressourcen können für die zukünftigen Generationen auf diese Weise auch länger zur Verfügung stehen.
Aus der JP S55 - 069 349 A ist ein Schwungmassen-Rotor bekannt, der Schwungmassen aufweist, deren Abstand von einer Welle mittels einer Hebelmechanik geändert werden kann.
Die DE 27 22 990 A1 zeigt ein Windkraftwerk zur Stromerzeugung mit einer wahlweise als Motor oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine, einem Summiergetriebe und einem Schwungmassenspeicher.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Schwungmassen-Rotor zur Verfügung zu stellen, der die Speicherung von Energie und die Tilgung von Schwingungen zwischen einer Antriebsquelle und einem Generator erlaubt, um so die Effizienz eines Verbundkraftwerks zu steigern. Dieser Schwungmassen-Rotor weist eine mit einem Ausgangs-Generator über eine Kupplung kuppelbare Welle auf, an der Arme angelenkt sind, die an ihren freien Enden Schwungmassen tragen. Diese Schwungmassen sind von einem Tragrahmen umgeben, an dem sich die Schwungmassen abstützen. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Abstand der Schwungmassen von der Welle manuell einstellbar.
Figurenliste
Es zeigen

1 Ein Verbundkraftwerk mit einem Schwungmassen-Rotor
2 Ein weiteres Verbundkraftwerk mit zwei Schwungmassen-Rotoren
3 Einen Schwungmassen-Rotor gemäß dem Stand der Technik
4 Einen Schwungmassen-Rotor gemäß dem Stand der Technik
5 Einen erfindungsgemäßer Schwungmassen-Rotor
6 Einen erfindungsgemäßer Schwungmassen-Rotor
7 Einen erfindungsgemäßer Schwungmassen-Rotor

1 zeigt ein Verbundkraftwerk mit einem Schwungmassen-Rotor. Der Motor M1 bringt den Schwungmassen-Rotor mit Hilfe der Akkus auf eine bestimmte Grunddrehzahl. Er dient auch dazu, in windstillen Zeiten oder nachts, wenn die Solarzellen keine Sonnenenergie erhalten, eine Energieeinspeisung in den Schwungmassen-Rotor zu erzeugen. Auch das Solarzellenfeld ist mit einer Akkustation verbunden, um Überschussenergie zu speichern. Im Schwungmassen-Rotor sammelt sich die gesamte eingespeiste Energie aus Wind- und Solarenergie oder Wasserkraft. Das Solarzellensystem und das Windrotorsystem sind von der Auslegung her in der Lage, alleine die maximale Energie in den Schwungmassen-Rotor als kinetische Energie einzuspeisen. Im Normalfall liefern der Windrotor und das Solarzellenfeld tagsüber Energie. Mit einem kleinen Rechner kann mit Hilfe eines Energiemanagementprogrammes das Solarzellenfeld über M2 zugeschaltet werden, bzw. die überschüssige Energie bis zur maximal zulässigen Drehzahl in den Rotor oder in die Solarzellenakkus eingespeichert werden, abhängig von der gerade geforderten Leistung am Ausgangsgerator. Ebenso ist es möglich, anstatt Windrotor einen Wasserrotor arbeiten zu lassen. Natürlich kann auch ein Dieselmotor mit Flüssigkeitswandlergetriebe angekoppelt werden, wie in 2 dargestellt.
2 zeigt ein Verbundkraftwerk mit zwei Schwungmassen-Rotoren, bei dem zusätzlich zur Windkraft oder Wasserkraft ein stationärer Dieselmotor genutzt wird. Dieser Dieselmotor verfügt über einen Antriebsregler 1 und ist über ein Flüssigkeitswandlergetriebe sowie einen Schwungmassen-Rotor an das Verbundkraftwerk angekoppelt. Der Dieselmotor kann bei Windflaute, Niedrigwasser und schwacher Sonnenstrahlung weiterhin Stromleistung erzeugen, bis die natürlichen Antriebskräfte wieder zur Verfügung stehen. Als Kraftstoff dient Rapsöl. Der Dieselmotor kann aber auch mit 40% Wassereinspritzung, 20% Altöl und 40% Dieseltreibstoff über einen Cerium Katalysator betrieben werden.
3 und 4 zeigen jeweils einen Schwungmassen-Rotor gemäß dem Stand der Technik mit fest angelenkten Schwungmassen.
Die 5 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungen erfindungsgemäßer Schwungmassen-Rotoren mit der Möglichkeit, die Schwungmassen manuell mit einer Vor- oder Rückbewegung auf einer Achse zu positionierten, wodurch sich unterschiedliche radiale Abstände der Schwungmassen zu der Achse einstellen lassen. Ein äußerer Halterahmen besitzt eine längs-konische Form oder eine Triangelform. Die Achse kann aus gehärtetem Stahl gefertigt sein, die Schwungmassen aus Eisen oder Guss, der Halterahmen aus Stahlblech oder Eisen.
Im Folgenden wird die Einstellung des erfindungsgemäßen Schwungmassen-Rotors anhand der 5 beschrieben. Die Verbindungen IV.1, IV.6 und IV.9 sowie III.1 des Schwungmassen-Rotors werden gelöst. Die Schwungmassen 8 werden mittels eines Schraubenziehers in eine gewünschte Position gebracht. Anschließend werden die Schrauben der Verbindungen IV.9, IV.1 und IV.6 sowie III.1 wieder angezogen. Die Einstellungen der erfindungsgemäßen Schwungmassen-Rotoren, wie sie in den 6 und 7 dargestellt sind, erfolgen sinngemäß.

Claims

Verbundkraftwerk zur Stromerzeugung, mit einer Anzahl von mechanischen Antriebsquellen, nämlich Windkraft-Flügel, Wasserkraft-Turbinen, Verbrennungsmotoren, durch Solarzellenfelder gespeiste Motoren oder aus Akkumulatoren gespeiste Elektromotoren (M1), deren Ausgangs-Drehmomente einen Generator (G) antreiben, wobei die Ausgangs-Drehmomente der einzelnen Antriebsquellen selektiv über Stellgetriebe und Antriebsregler für die aus den Solarzellenfeldern gespeisten Motoren oder die aus den Akkumulatoren gespeisten Elektromotoren (M1) in einem Schwungmassen-Rotor kombinierbar sind, dessen Welle (I) den Generator (G) antreibt, der die elektrische Ausgangsleistung abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungmassen-Rotor eine mit dem Generator (G) über eine Kupplung kuppelbare Welle aufweist, an der Arme (IV.2) angelenkt sind, die an ihren freien Enden Schwungmassen (IV.3) tragen, wobei die Schwungmassen (IV.3) von einem Tragrahmen (II.1) umgeben sind, an dem sich die Schwungmassen (IV.3) abstützen.
Verbundkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgetriebe und Antriebsregler von einem Drehzahl-Signal (TG1) gesteuert sind, das von einem Ausgangssignal des Schwungmassen-Rotors abgeleitet ist.
Verbundkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Schwungmassen (IV.3) von der Welle einstellbar ist.
Verbundkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (II.1) konusförmig ist.
Verbundkraftwerk zur Stromerzeugung, mit einem Schwungmassen-Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und mit einer Anzahl von mechanischen Antriebsquellen, nämlich Windkraft-Flügel, Wasserkraft-Turbinen, Verbrennungsmotoren, durch Solarzellenfelder gespeiste Motoren oder aus Akkumulatoren gespeiste Elektromotoren (M1), deren Ausgangs-Drehmomente einen Generator (G) antreiben, wobei die Ausgangs-Drehmomente der einzelnen Antriebsquellen selektiv über Stellgetriebe und Antriebsregler für die aus den Solarzellenfeldern gespeisten Motoren oder die aus den Akkumulatoren gespeisten Elektromotoren (M1) in einem Schwungmassen-Rotor kombinierbar sind, dessen Welle (I) den Generator (G) antreibt, der die elektrische Ausgangsleistung abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsleistung des Generators (G) über Laderegler an die Akkumulatoren rückführbar ist, die zur Speisung des Elektromotors (M.1) ausgebildet sind.
Verbundkraftwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Solarzellenfeldern diese eine zusätzliche eigene Akkumulatorbaugruppe aufweisen.
Verbundkraftwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den einzelnen Antriebsquellen zugeordneten Getriebe zumindest teilweise Riemengetriebe sind.