DE10240890A1 - Verfahren zur Windenergieausnutzung und Einrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zur Ausnutzung der Windenergie und die Einrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens machen es möglich, die kinetische Energie der Höhenwinde in elektrische Energie mit Hilfe einer mit dem Außenmantel (1) und dem Innenmantel (2) bedeckten Gondel zu verwandeln. Der Innenmantel (2) bildet einen Areodynamiktunnel, in dem sich ein schnelldrehbarer Turbogenerator (3) befindet. Freie Räume zwischen den Gondelmänteln bilden die mit einem leichten Gas gefüllten Kammern (4). Die Gondel ist mit Propellern (6) ausgerüstet und mit Hilfe eines Fesselkabels (7) an einem Fesselturm (8) verankert. Infolge der Füllung mit leichten Gasen schwebt die Gondel in einer beliebigen Höhe und stellt sich mit Hilfe des Seitenruders (5) nach der Windrichtung V hin.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren die Windenergie als Elektroenergie auszunutzen.
• Die aus mehreren Patenten bekannten Methoden und Einrichtungen, wie zum Beispiel US 4 767 939, PL 138 707, die zur Ausnutzung der Windenergie zwecks Erzeugung von Elektroenergie dienen, beruhen darauf, die Strom erzeugenden Aggregate im Einwirkungsraum sogenannter Bodenwinde unterzubringen. Diese Einrichtungen sind auf festen Stützen in Form von Masten oder Säulen in einer Höhe von zum Beispiel ca. 100 m, die höher als die im Umkreis von etwa 100 m gelegenen Hindernisse sind, ortsfest angebracht. Wie bekannt zeichnen sich die in großen Höhen über der Bodenfläche auftretenden Höhenwinde durch eine hohe kinetische Energie aus. Es wurde auch festgestellt, dass im Verhältnis zu einer Bezugshöhe von zum Beispiel 10 m die Windgeschwindigkeit in einer Höhe von 21 m um 12,9% und die kinetische Energie um 43,8% steigt, und in einer Höhe von 27 m die Geschwindigkeitserhöhung entsprechend 17% und die Steigerung der kinetischen Energie 60% beträgt.
• In Bezug auf hohe Baukosten alleinstehender Masten oder Säulen waren die Möglichkeiten einer ortsfesten Unterbringung Strom erzeugender Aggregate in einer Höhe von einigen hundert Metern, d. h. im Bereich der günstigen Einwirkungen von Höhenwinden, begrenzt.
• Durch die Anwendung dieser Erfindung werden diese Schwierigkeiten und Ungelegenheiten behoben.
• Gemäß dieser Erfindung soll das Strom erzeugende Aggregat in wesentlich größeren Höhen im Bereich von einigen hundert Metern, d. h. im Einwirkungsraum sogenannter Höhenwinde untergebracht werden. Das Wesentliche dieser Erfindungsverfahren besteht darin, dass ein stromerzeugendes Aggregat ohne feste Stütze im Einwirkungsraum der kinetischer Energie der Höhenwinde in einer Gondel frei untergebracht wird und alle freien Innenräume bzw. Innenkammern der Gondel mit einem leichten Gas gefüllt werden.
• Die Einrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens in Form eines Strom erzeugenden Aggregats beruht im Grunde darauf, dass ihr Gehäuse in Form einer Gondel mit einem Außen- und einem Innenmantel ausgerüstet ist, die innen einen Aerodynamiktunnel oder Strömungskanal mit variablem Querschnitt bilden, in dem eine Mehrstufenturbine mit schnelldrehbarem bzw. schnelllaufendem Generator untergebracht ist, wobei in allen freien Räumen zwischen den Gondelmänteln die mit einem leichten Gas zu füllenden Kammern vorgesehen werden. Die Gondel ist mit Propellern ausgerüstet und mit Hilfe eines Fesselkabels an einem entsprechenden Fundament oder Turm verankert.
• Das Verfahren sowie die Einrichtung werden anhand der Zeichnung, die als Ausführungsbeispiel das Einrichtungsschema darstellt, ausführlich erläutert.
• Gemäß der Erfindung besteht die Einrichtung in Form eines Strom erzeugenden Aggregats aus einer frei in der Luft schwebenden Gondel, die mit einem Außen- 1 und einem Innenmantel 2 bedeckt ist. Der Innenmantel 2 bildet einen Aerodynamiktunnel mit variablem Querschnitt. Im Tunnelinnern befindet sich eine Mehrstufenturbine mit einem schnelldrehbaren Generator 3. Alle freien, geschlossenen Räume zwischen den Gondelmänteln 1, 2 bilden die mit einem leichten Gas gefüllten Kammern 4. Wie auf der Zeichnung markiert, befinden sich die geschlossenen Gaskammern 4 beispielsweise um den Aerodynamiktunnel herum und/oder in den geschlossenen Verkleidungen 3a in einer kegelförmigen Gestalt bzw. einer einem Kegel ähnlichen Form, die im Vorder- und Hinterteil der Mehrstufenturbine mit dem Generator 3 untergebracht sind.
• An die Gondel können ein Seitenruder 5 und/oder ein Propeller 6 zwecks besserer Stabilisierung der gesamten Konstruktion sowie zur Entlastung des Fesselkabels 7 angebracht werden. In den einfachsten Ausführungsbeispielen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann statt der Turbine mit dem Generator 3 ein Windmotor, dessen Konstruktion aus ortsfesten Einrichtungen zur Ausnutzung der Luft zwecks Erzeugung der Elektroenergie bekannt ist, entsprechend vorgesehen bzw. eingebaut werden. An dem Fesselkabel 7 ist auch eine in der Zeichnung nicht gezeigte Leitung befestigt, die die erzeugte Elektroenergie abführt, sowie die Zubringerleitungen, die den Druck der inerten Trägergase in den geschlossenen Gondelkammern regulieren. Das Ganze ist am Fesselturm 8 verankert. Die Gondel schwebt nach Füllung mit leichten Gasen in einer beliebigen Höhe und stellt sich mit Hilfe des Seitenruders 5 nach der Windrichtung V hin. Selbstverständlich kann der Turbogenerator 3 an die Windverhältnisse zur Ausnutzung des Windes angepasst werden, dessen Richtung mit einem Pfeil an der linken oder rechten Seite der Gondel gekennzeichnet ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Ausnutzung der Windenergie zur Erzeugung von Elektroenergie durch die Unterbringung der Einrichtung, also des Strom erzeugenden Aggregats, im Einwirkungsraum der Winde über der Bodenfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat ohne feste Stütze im Einwirkungsraum der kinetischen Energie der Höhenwinde in einer Gondel, deren gesamte freie Innenräume oder Kammern mit einem leichten Gas gefüllt werden, frei untergebracht ist.

2. Einrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, als Strom erzeugendes Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Gehäuse in Form einer Gondel mit einem Außenmantel (1) und einem Innenmantel (2) ausgerüstet ist, die innen einen Aerodynamiktunnel mit variablem Querschnitt bilden, in dem eine Mehrstufenturbine mit schnelldrehbarem Generator (3) untergebracht ist, wobei in allen freien Räumen zwischen den Gondelmänteln mit einem leichten Gas zu füllende Kammern (4) vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gondel mit Propellern (6) ausgerüstet und mit Hilfe eines Fesselkabels (7) an einem Turm (8) verankert ist.