DE29600325U1 - Wind power station - Google Patents
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Description
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BESCHREIBUNG AUFWINDKRAFTWERKDESCRIPTION OF UPWIND POWER PLANT
Die Erfindung betrifft ein Aufwindkraftwerk nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a solar updraft power plant according to the preamble of claim 1.
Aufwindkraftwerke sind grundsätzlich bekannt. Sie bestehen in der Regel aus einem aus Stahlrohren angefertigten Aufwindkanal, der bisher eine maximale Länge von einigen hundert Metern haben kann. Im Aufwindkanal unten ist eine Windturbine angebracht, die einen Elektrogenerator antreibt. Neben der Größe der abgedeckten Erwärmungsfläche bestimmt dabei die Höhe und der Durchmesser des Aufwindkanals wesentlich die abzugebende Leistung eines solchen Aufwindkraftwerks. Alle bisher bekanntgewordenen Aufwindkraftwerke haben den Nachteil, daß der Aufwindkanal zu klein ist, so daß deren abgebbare elektrische Leistung dadurch limitiert wird.Updraft power plants are generally known. They usually consist of an updraft tunnel made of steel pipes, which can have a maximum length of several hundred meters. A wind turbine is installed at the bottom of the updraft tunnel, which drives an electric generator. In addition to the size of the covered heating surface, the height and diameter of the updraft tunnel largely determine the output of such an updraft power plant. All updraft power plants known to date have the disadvantage that the updraft tunnel is too small, so that the electrical output they can output is limited.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Leistung eines Aufwindkraftwerks wesentlich zu erhöhen, in dem der Aufwindkanal solche Dimensionen annehmen kann, die bisher nicht für technisch realisierbar gehalten worden sind.The invention is therefore based on the object of significantly increasing the performance of a solar updraft power plant by allowing the updraft tunnel to assume dimensions that were previously not considered technically feasible.
Lösungen der Aufgabe sind im Kennzeichen der Schutzansprüche 1 bzw. 2 angegeben.Solutions to the problem are given in the characterising part of claims 1 and 2 respectively.
Weitere Lösungen sowie Ausgestaltungen sind den Schutzansprüchen 3 bis 10 zu entnehmen.Further solutions and embodiments can be found in claims 3 to 10.
Dadurch, daß der Kaminschlauch aus leichtem, hochfestem Gewebematerial bzw. aus einem hochfesten Kunststoffgewebe, insbesondere mit Gewebeeinlagen besteht, der von Ballonringen bzw. Ballonschläuchen, die vorzugsweiseBecause the chimney hose is made of light, high-strength fabric material or a high-strength plastic fabric, in particular with fabric inserts, which is surrounded by balloon rings or balloon hoses, which are preferably
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heliumgefüllt sind, gehalten wird, sind Kaminhöhen von über 1000 Meter technisch realisierbar. Ein solcher Kaminschlauch ist über synchron gesteuerte Motorwinden und entsprechende Seile zusammenziehbar ausgebildet, um bei Unwettern und großen Windgeschwindigkeiten den Kaminschlauch zusammenziehen zu können, damit keine extremen Schwankungen und damit Beschädigungen auftreten können. Außerdem können die meisten Wartungs- und Reparaturarbeiten besser im zusammengezogenen Zustand des Kaminschlauches durchgeführt werden. Die mit den Generatoren gekoppelten Windturbinen sind auf einem Fundament bzw. einem Trägersystem angeordnet, das entweder in Stahlkonstruktion oder in Stahlbetonkonstruktion ausgeführt ist. An diesem Fundament ist der Kaminschlauch befestigt. Der Kaminschlauch kann auch durch nur einen großen, oben angeordneten Ballon- oder Schlauchring getragen werden, wobei Stützringe in den erforderlichen Abständen eingefügt werden müssen.helium-filled, chimney heights of over 1000 meters are technically feasible. Such a chimney hose is designed to be contractible using synchronously controlled motor winches and corresponding ropes in order to be able to contract the chimney hose in the event of storms and high wind speeds so that extreme fluctuations and thus damage cannot occur. In addition, most maintenance and repair work can be carried out better when the chimney hose is contracted. The wind turbines coupled to the generators are arranged on a foundation or a support system that is either made of steel or reinforced concrete. The chimney hose is attached to this foundation. The chimney hose can also be supported by just one large balloon or hose ring arranged on top, whereby support rings must be inserted at the required intervals.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is described in more detail using an embodiment shown in the drawing.
In der Zeichnung bedeuten:In the drawing:
1 Aufwindluftkanal1 updraft air duct
2 Kunststoffolie (Kaminschlauch) 3,3' Ballonring, Ballonschlauch2 plastic foil (chimney hose) 3.3' balloon ring, balloon hose
4 Seile4 ropes
5 Seilführungsteile5 Rope guide parts
6 Seilwinde6 Cable winch
7 Fundament bzw. Trägersystem7 Foundation or support system
8 Tragsystem8 Support system
9 Windturbine und Getriebe9 Wind turbine and gearbox
10 Generator10 Generator
11 Blitzableiter11 Lightning rod
12 zusammengezogener Kanal12 contracted channel
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13 Warmluftströmung13 Warm air flow
14 Stütz- oder Druckringe14 Support or pressure rings
15 Blitzableiterkabel15 lightning conductor cables
16 Blitzableitererdung16 Lightning conductor earthing
17 Regenwasserableitung17 Rainwater drainage
18 Zysternenring18 Cistern ring
19 Zelthaut19 Tent skin
20 Einstiegsschleuse20 Entry lock
21 Tragsystem21 Support system
Das in der Zeichnung gezeigte Aufwindkraftwerk ist im Schnitt dargestellt.The solar updraft power plant shown in the drawing is shown in cross-section.
Der den Aufwind- bzw. Aufluftkanal 1 bildende Kaminschlauch 2 aus leichtem hochfestem Gewebe, einer hochfesten Kunststoffolie oder einer mit Gewebe versehenen Kunststoffolie verläuft nach oben konisch auseinander, um optimale Strömungsgegebenheiten zu schaffen und um Faltraum für das zusammengezogene System zu gewinnen. Der Kaminschlauch 2 ist an bestimmten Stellen mit Stütz- bzw. Druckringen 14 ausgestattet, um den Kaminschlauch 2 stabil kreisrund zu halten, da durch die starke Strömung ein Sog auf der Innenseite entsteht. Die Stütz- bzw. Druckringe 14 bestehen aus sehr leichtem hochfestem Material, wie zum Beispiel aus Aluminium-; Kohlefaser- oder Glasfaserwerkstoffen. Um den Kaminschlauch 2 in die gewünschte Höhe zu bringen bzw. in der gewünschten Höhe zu halten sind in Abständen heliumgefüllte Ballonringe bzw. schläuche 3 an der Außenhaut, insbesondere bei den innen angebrachten Stütz- bzw. Druckringen 14 angeordnet. Es ist auch möglich nur einen Ballon- oder Schlauchring 3' (gestrichelt eingezeichnet) oben am Kaminschlauch 2 anzuordnen. Diese heliumgefüllten Ballonringe 3 müssen so dimensioniert sein, daß der zum Halten des Kaminschlauchs erforderliche Auftrieb erzeugt werden kann. Um den Kaminschlauch 2 für Reparatur- bzw. Wartungsarbeiten oderThe chimney hose 2 forming the updraft or updraft duct 1, made of light, high-strength fabric, a high-strength plastic film or a plastic film with fabric, extends conically upwards in order to create optimal flow conditions and to gain folding space for the contracted system. The chimney hose 2 is equipped with support or pressure rings 14 at certain points in order to keep the chimney hose 2 stable and circular, since the strong flow creates suction on the inside. The support or pressure rings 14 are made of very light, high-strength material, such as aluminum, carbon fiber or glass fiber materials. In order to bring the chimney hose 2 to the desired height or to keep it at the desired height, helium-filled balloon rings or hoses 3 are arranged at intervals on the outer skin, especially at the support or pressure rings 14 attached on the inside. It is also possible to arrange only one balloon or hose ring 3' (shown in dashed lines) at the top of the chimney hose 2. These helium-filled balloon rings 3 must be dimensioned so that the buoyancy required to hold the chimney hose can be generated. In order to remove the chimney hose 2 for repair or maintenance work or
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wegen vorhersehbaren schlechten Wetterbedingungen einziehen zu können, sind rundherum vorzugsweise auf der Innenseite des Kaminschlauchs 2 Zugseile 4 angeordnet. Diese Zugseile 4 sind in Seilösen 5 geführt, die am Kaminschlauch 2 befestigt sind. Der Kaminschlauch 2 ist am unteren Ende mit einem Trägersystem bzw. Fundament 7, zum Beispiel in Stahloder Stahlbetonkonstruktion, luftdicht verbunden. An dem Fundament 7 sind außerdem synchron gesteuerte Motorwinden 6 für die Zugseile 4 und das Blitzableiterkabel 15 mit Blitzableiterspitze 11 am oberen Ende angeordnet. Durch diese synchron gesteuerten Motorwinden 6 ist es möglich, den Kaminschlauch 2 in kurzer Zeit zu einem Kegelstumpf 12 zusammenzuziehen. Die am Fundament 7 befestigten Windturbinen 9 liegen optimal im Aufwind- bzw. Aufluftkanal 1, so daß die entweder direkt oder über ein Getriebe gekoppelten Generatoren 10 Energie mit einem optimalen Wirkungsgrad erzeugen. Die Blitzableiterspitze 11 kann entweder mit speichenförmig angeordneten Tragseilen gehalten werden oder die Blitzableiterspitzen 11 werden auf dem obersten Stützring rundherum befestigt, wobei das Blitzableiterkabel vorzugsweise in Halteringen an den Stützringen in Nähe des Kaminschlauches 2 geführt wird. Die Blitzableiterkabel sind mit der Blitzableitererdung 16 am Fundament 7 verbunden.In order to be able to pull in the chimney hose 2 due to foreseeable bad weather conditions, traction cables 4 are arranged all around, preferably on the inside of the chimney hose 2. These traction cables 4 are guided in cable eyelets 5 which are attached to the chimney hose 2. The chimney hose 2 is connected at the lower end to a support system or foundation 7, for example in a steel or reinforced concrete structure, in an airtight manner. Synchronously controlled motor winches 6 for the traction cables 4 and the lightning conductor cable 15 with lightning conductor tip 11 are also arranged on the foundation 7 at the upper end. These synchronously controlled motor winches 6 make it possible to pull the chimney hose 2 together into a truncated cone 12 in a short time. The wind turbines 9 attached to the foundation 7 are optimally located in the updraft or up-air channel 1, so that the generators 10, which are coupled either directly or via a gear, generate energy with optimal efficiency. The lightning conductor tip 11 can either be held with spoke-shaped support cables or the lightning conductor tips 11 are fastened all around to the top support ring, whereby the lightning conductor cable is preferably guided in holding rings on the support rings near the chimney hose 2. The lightning conductor cables are connected to the lightning conductor earthing 16 on the foundation 7.
An der Stahl- bzw. Stahlbetonkonstruktion für die Aufnahme der Windturbine 9, der Getriebe und Generatoren 10 ist vorzugsweise radial ein Tragsystem 8 angeordnet, auf dem sich eine Zelthaut befindet, die zwei Funktionen hat.A support system 8 is preferably arranged radially on the steel or reinforced concrete structure for accommodating the wind turbine 9, the gearboxes and generators 10, on which there is a tent skin that has two functions.
Die erste Funktion besteht darin, daß unter der möglichst großen, vorzugsweise kreisförmigen Zeltfläche die am Rand einströmende Luft durch die Sonneneinstrahlung erwärmt wird. Die zum Zentrum aufsteigende Zeltform bewirkt daher durch den Warmluftaufstieg und das größere Volumen imThe first function is that under the largest possible, preferably circular tent surface, the air flowing in at the edge is warmed by the sun's rays. The tent shape rising towards the center therefore causes the warm air to rise and the larger volume in the
Zentrum optimale Strömungsgegebenheiten für die in die Windturbinen 9 strömende Luft.Center optimal flow conditions for the air flowing into the wind turbines 9.
Die zweite Funktion besteht in der Ableitung des Regenwassers, das in einem umlaufenden Zysternenring aufgefangen wird.The second function is to drain rainwater, which is collected in a surrounding cistern ring.
Die Regenwasserableitung 17 ist durch Pfeile oberhalb der Zelthaut 19 und die Warmluftströmung 13 ist durch Pfeile unterhalb der Zelthaut 19 symbolisch dargestellt. Die Zelthaut 19 wird durch entsprechend angeordnete Zeltstäbe 21 abgestützt und gehalten. Außerdem ist zur Wartung der Windturbinen 9, Generatoren 10 und zur Wartung des Inneren des Kaminschlauches 2 eine Einstiegsschleuse 20 (angedeutet durch einen Pfeil) angeordnet, durch die die mit der Wartung beauftragten Personen in das Innere des Aufwindkraftwerkes gelangen. Der Kaminschlauch 2 kann alternativ auch aus Kegelstumpf-Segmenten gebildet werden, die mit automatischen Verschlüssen miteinander verbunden und gegebenenfalls gegeneinander verspannt werden. Die Synchronsteuerung der Seilwinden 6 kann sowohl manuell erfolgen als auch durch entsprechende elektronische Regeloder Recheneinrichtungen, die in Abhängigkeit von der Wettersituation und den Umweltbedingungen bzw. der Schwankungen und Neigungen des Kaminschlauches 2 den Einzug automatisch vornehmen. Durch die einstellbare Höhe des Kaminschlauches 2 kann auch die Ausgangsleistung der Generatoren 10 je nach Erfordernis geregelt werden.The rainwater drainage 17 is symbolically represented by arrows above the tent skin 19 and the warm air flow 13 is symbolically represented by arrows below the tent skin 19. The tent skin 19 is supported and held by appropriately arranged tent poles 21. In addition, an access lock 20 (indicated by an arrow) is arranged for servicing the wind turbines 9, generators 10 and for servicing the interior of the chimney hose 2, through which the people responsible for maintenance can access the interior of the updraft power plant. The chimney hose 2 can alternatively also be made of truncated cone segments that are connected to one another with automatic locks and, if necessary, braced against one another. The synchronous control of the cable winches 6 can be carried out either manually or by appropriate electronic control or computing devices that automatically carry out the retraction depending on the weather situation and the environmental conditions or the fluctuations and inclinations of the chimney hose 2. The adjustable height of the chimney hose 2 also allows the output power of the generators 10 to be regulated as required.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29600325U DE29600325U1 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Wind power station |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29600325U DE29600325U1 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Wind power station |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29600325U1 true DE29600325U1 (en) | 1996-02-29 |
Family
ID=8017845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29600325U Expired - Lifetime DE29600325U1 (en) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Wind power station |
Country Status (1)
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Legal Events
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| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960411 |
|
| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 19960510 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19990408 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20021219 |
|
| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20040803 |