Windkraftanlagen
werden dazu genutzt Windenergie in elektrische Energie umzuwandeln.
Es gibt zwei Arten von Windkraftanlagen, zum einen die so genannten
Auftriebsläufer
und zum anderen die Widerstandläufer.
Auftriebsläufer
werden wegen ihres besseren Wirkungsgrades für die Stromproduktion eingesetzt. Diese
müssen
jedoch um mehr Leistung zu erbringen immer größer und höher gebaut werden. Widerstandsläufer wie
der Savonius Rotor und der Darrieus Rotor sind wegen ihres geringeren
Wirkungsgrades nicht so weit verbreitet. Aber genau genommen kommt
es nicht auf den Wirkungsgrad oder die maximale Leistung an, sondern
darauf das jede KW/h die mit Hilfe von Windkraft erzeugt wurde nicht
mehr in herkömmlichen
Kraftwerken erzeugt werden muss.Wind turbines
are used to convert wind energy into electrical energy.
There are two types of wind turbines, the so-called
buoyancy runner
and on the other hand, the resistance runners.
buoyancy runner
are used because of their better efficiency for electricity production. These
have to
However, in order to perform better, it will be built bigger and bigger. Resistance runner like
the Savonius rotor and the Darrieus rotor are due to their smaller size
Efficiency not so widespread. But actually comes
It does not depend on the efficiency or the maximum power, but
on that each KW / h which was not generated with the help of wind power
more in conventional
Power plants must be generated.
Dieser
Rotor dient einer verbesserten Ausnutzung der gesamten Bandbreite
der Windgeschwindigkeiten. Vereinfacht den Bau, Transport, Aufbau
und die Wartung einer solchen Anlage. Darüber hinaus verringert der Rotor
die Gefahr für
Vögel,
minimiert die Lärmbelastung
und reduziert den Schattenwurf (Diskoeffekt). Außerdem benötigt dieser Typ von Rotor wesentlich
weniger Platz als eine herkömmliche
Anlage.This
Rotor serves for improved utilization of the entire bandwidth
the wind speeds. Simplifies the construction, transport, construction
and the maintenance of such a facility. In addition, the rotor decreases
the danger for
birds,
minimizes the noise pollution
and reduces the shadows (disco effect). In addition, this type of rotor is essential
less space than a conventional one
Investment.
Dies
ergibt sich durch die Senkrechte Anordnung der Rotorblätter und
die spezielle Ausrichtung der Rotorblätter auf dem Grundkreis.This
results from the vertical arrangement of the rotor blades and
the special orientation of the rotor blades on the base circle.
Dadurch
dass dieser Rotor schon bei niedrigen Windgeschwindigkeiten anfängt sich
zu drehen und bei Höheren
Windgeschwindigkeiten sich durch den eigenen Luftwiderstand selbst
Drosselt ist es möglich selbst
bei niedrigen Windgeschwindigkeiten elektrische Energie zu erzeugen.
Da die Einzelteile nicht unbedingt aus einem Stück sein müssen lassen sich die Bauteile
einfacher transportieren. Weil der Generator hier nicht wie sonst Üblich in
einer Kleinen Kanzel hoch oben auf einem Turm angebracht ist, vereinfacht
sich der Aufbau und die Wartung erheblich. Diese Art von Rotor erzeugt
durch die geringe Geschwindigkeit wesentlich weniger Lärm. Wegen
der kompakten form ist es auch Vögeln
möglich
diesen Rotor als Hindernis zu und ausweichen. Die Zylindrische Form
begrenzt die Größe des Schattens
und verhindert einen schnellen Wechsel zwischen Licht und Schatten.
Es ist aber darauf zu achten, dass die Oberfläche nicht glänzt, da
sonst unangenehme Spiegelungen entstehen. Außerdem benötigt er nur so viel Platz wie
der Durchmesser des Rotors groß ist,
somit können
auf der gleichen Fläche
mehrere Anlagen installiert werden als das aktuell der Fall ist.Thereby
that this rotor starts even at low wind speeds
to turn and higher
Wind speeds themselves through their own air resistance
It is possible to throttle itself
to generate electrical energy at low wind speeds.
Since the items do not necessarily have to be in one piece, the components can be
transport easier. Because the generator is not here as usual in
A small pulpit mounted high on top of a tower simplifies
the construction and the maintenance considerably. This type of rotor generates
Due to the low speed much less noise. Because of
In the compact form, it is also birds
possible
this rotor as an obstacle and evade. The cylindrical shape
limits the size of the shadow
and prevents a quick change between light and shadow.
But it is important to ensure that the surface does not shine because
otherwise unpleasant reflections arise. He also only needs as much space as
the diameter of the rotor is large,
thus can
on the same area
several systems are installed than is currently the case.
Die
Konstruktion des Rotors ist denkbar einfach. Zuerst benötigt man
einen Kreis. In die Mitte des Kreises kommen 4 Kleine gleichseitige
Dreiecke die ein großes
Dreieck bilden (1). Die Größe des großen Dreiecks in der Mitte sollte
mindestens 10% und maximal 50% des Kreisdurchmessers betragen damit
in der Mitte Platzt bleibt für
die durchströmende
Luft ist. Jetzt werden die Spitzen des Großen gleichseitigen Dreiecks mit
den Spitzen des kleinen mittleren Dreiecks verbunden. Dadurch erhält man den
Mittelpunkt des Dreiecks (2). Dieser Mittelpunkt muss jetzt über den
Mittelpunkt des Kreises gelegt werden und erhält damit die Position der Rotorachse.
Danach werden die einzelnen Seiten des großen Dreiecks ab der Hälfte weiter
verlängert
(3). Dadurch erhält man die Positionen der Rotorblätter und
bestimmt die Drehrichtung (4). Die Rotoren
können
flach, gebogen oder ein aerodynamisches Profil haben. Diese Rotoren
werden dann jeweils unten und oben an dem Kreis befestigt (5).
Die Rotorachse verläuft
senkrecht durch den gesamten Rotor und dem Generatorgehäuse. Sie
ist fest am oberen und unteren Kreis montiert und überträgt die Kraft auf
den Generator. Der Generator befindet sich zusammen mit den andern
Bauteilen die für
die Stromproduktion benötigt
werden in einem separaten Gehäuse
unter dem Rotor (6). Die Rotorachse verläuft durch dieses
Gehäuse
durch und ist an ihrem unteren Ende und am Oberen Ende des Generatorgehäuses Drehbar gelagert.
Durch diese Befestigung ist es der Achse möglich horizontale Kräfte die
auf den Rotor einwirken aufzunehmen und gewährleistet somit einen sicheren
Stand. Das Gehäuse
solle dabei aber groß genug
sein um alle Kräfte
die auf es einwirken aufnehmen zu können. Die Äußere Form ist dabei nicht von
belang (7).The construction of the rotor is very simple. First, you need a circle. In the middle of the circle are 4 small equilateral triangles forming a large triangle ( 1 ). The size of the large triangle in the middle should be at least 10% and a maximum of 50% of the circle diameter so that there is a burst in the middle for the air flowing through. Now the tips of the big equilateral triangle are connected to the tips of the small middle triangle. This gives the center of the triangle ( 2 ). This center must now be placed over the center of the circle and thus receives the position of the rotor axis. After that, the individual sides of the big triangle are extended from half onwards ( 3 ). This gives the positions of the rotor blades and determines the direction of rotation ( 4 ). The rotors can be flat, curved or have an aerodynamic profile. These rotors are then attached to the top and bottom of the circle ( 5 ). The rotor axis runs vertically through the entire rotor and the generator housing. It is firmly mounted on the upper and lower circle and transfers the power to the generator. The generator is together with the other components needed for power production in a separate housing under the rotor ( 6 ). The rotor axis passes through this housing and is rotatably mounted at its lower end and at the upper end of the generator housing. This attachment allows the axle to absorb horizontal forces acting on the rotor, thus ensuring a secure footing. However, the housing should be large enough to absorb any forces acting on it. The external form is not of importance ( 7 ).
Als
Material für
die gesamte Konstruktion kommen leichte Metalle oder Kunststoffe
in Frage. Möglich ist
Aluminium, Kohlefaserverbundstoffe (Karbon) oder Glasfaserverstärkte Kunststoffe.
Es können
auch andere Materialen aus dem bereich Luft- und Raumfahrt genutzt
werden. Es ist auf maximale Stabilität und geringes Gewicht wert
zu legen. Das Gehäuse
in dem der Generator untergebracht ist kann auch aus herkömmlichen Materialien
wie Stahlbeton errichtet werden. Die Rotorachse jedoch muss sehr
stabil sein, deshalb kommen hier nur hochfeste Werkstoffe in Frage
wie Stahl, Aluminium oder Karbon.When
Material for
the entire construction come lightweight metals or plastics
in question. Is possible
Aluminum, carbon fiber composites (carbon) or glass fiber reinforced plastics.
It can
Other materials used in the aerospace industry
become. It's worth it for maximum stability and light weight
to lay. The housing
where the generator is housed can also be made of conventional materials
how to build reinforced concrete. The rotor axis, however, must be very
be stable, so here only high-strength materials in question
like steel, aluminum or carbon.
Die
Wartung und Reparatur ist denkbar einfach, da sich der Generator
und alle anderen Wichtigen Bauteile sich Ebenerdig auf dem Boden
befinden. Somit können
Defekte Bauteile ohne großen
Aufwand ausgetauscht werden.The
Maintenance and repair is extremely easy as the generator
and all the other important components are ground level on the ground
are located. Thus, you can
Defective components without big ones
Expenditure to be exchanged.
Als
mögliche
Standorte kommen Gebiet in frage wo die Windverhältnisse nicht gerade optimal
sind. Wo Winde mit unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten herrschen
oder wo bedingt durch die Natur oder Gebäude der Wind abgelenkt oder
gebremst wird. Als Standort sind auch Dächern von hohen Gebäuden möglich, vorausgesetzt
dass die dafür
geeignet sind.When
possible
Locations come into question where the wind conditions are not exactly optimal
are. Where winds with different wind speeds prevail
or where distracted by nature or buildings the wind or
is slowed down. As a location roofs of tall buildings are possible, provided
that's for that
are suitable.
Als
Beispiel für
die Abmessungen der Gesamten Konstruktion und des Rotors die Daten
des Prototyps: Rotordurchmesser: 500
mm
Rotorhöhe: 1000
mm
Seitenlänge kleine
Dreiecke: 125
mm
Seitenlänge großes Dreieck: 250
mm
Rotorblatt
Breite: 240
mm
Durchmesser
Rotorachse (Rohr): 20
mm
Länge Rotorachse: 1310
mm
Höhe Generatorgehäuse 300
mm
As an example of the dimensions of the whole construction and the rotor the data of the prototype: Rotor diameter: 500 mm
Rotor height: 1000 mm
Side length small triangles: 125 mm
Side length large triangle: 250 mm
Rotor blade width: 240 mm
Diameter rotor axis (pipe): 20 mm
Length of rotor axis: 1310 mm
Height generator housing 300 mm