DE29622549U1

DE29622549U1 - Aufwindkraftwerk

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Publication number: DE29622549U1
Application number: DE29622549U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2006-12-31

Description

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Thomas Drabner
Bernard-Shaw-Str. 8
D - 01259 Dresden

Aufwi ndkraftwerk

Die Erfindung betrifft ein Aufwindkraftwerk zur Gewinnung von Elektroenergie aus einem insbesondere durch solare Einstrahlung erzeugten Warmluftstrom, im wesentlichen bestehend aus einer Maschineneinheit, aus einem darauf aufgesetzten sowie wahlweise mit einer Verseilung am Boden gehalterten, röhrenartigen Kamin und aus einer die Maschineneinheit umfassenden, bodenbeabstandeten Flächenüberdachung, unter der eine zentralgerichtet strömende Warmluftschicht vorhanden ist, wobei die Flächenüberdachung, die Maschineneinheit und der Kamin in der genannten Reihenfolge baulich miteinander verbunden sind, wobei in der Maschineneinheit mindestens eine mit mindestens einem Generator verbundene Turbine eingebaut ist, über die der Warmluftstrom geleitet ist, und wobei vom Generator aus Stromleitungen zu einem vorgesehenen Stromnetz verlegt sind.

Derartige Aufwindkraftwerke sind z.B. in den Druckschriften DE-OS 39 20 382, DE-OS 40 00 100 bzw. DE-OS 41 04 770 beschreiben und sind in verschiedenen Gebieten auf der Erdoberfläche zur Gewinnung von Elektroenergie vorgesehen. Hauptsächlich in Gebieten mit hoher solarer Einstrahlung kann die Flächenüberdachung aus großflächigen Kupferplatten-, Folien- oder Glasdachfeldern bestehen, unter denen die aufgeheizte Luftströmung mindestens eine Turbine, die in der aus massivem Material gebauten Maschineneinheit angeordnet ist und in Verbindung mit einem Generator steht, antreibt. Der oberhalb der Maschineneinheit befindliche, ebenfalls massive, aus Beton und/oder Stahl bestehende Kamin kann neben der Warmluftstromumhüllung Zusatzeinrichtungen, z.B. zur Kaminlängsachse zentral symmetrisch angeordnete, vertikale Zwischenwände enthalten, wie sie in der DE-OS 39 18 764 beschrieben sind. Die Beton- und/oder Stahlkamine können dabei eine Höhe, die maximal bei etwa 1000 m liegt, erreichen. Die massiven Kamine können auch wahlweise mittels einer Verseilung gehaltert sein. Allerdings ist eine massive und tiefe Fundamentierung erforderlich, damit das Gewicht des Kamins stabil gehaltert werden kann.

Es ist in der Druckschrift VDI-Bericht Nr. 704/1988, Seite 145-173, ein in Manzanares/Spanien erbautes Versuchs-Aufwindkraftwerk beschrieben, das im wesentlichen den Treibhauseffekt, den Aufwind im Kamin und eine stromerzeugende Turbine miteinander verknüpft. Die vorhandene solare Einstrahlung erwärmt die Luft unter einer kollektorartigen Flächenüberdachung. Die zur Außenluft erzeugte Temperaturdifferenz erzeugt zwischen der Maschineneinheit und dem Kaminausgang ein Druckgefälle, das in kinetische Energie, den Aufwind, umwandelbar ist. Die kinetische Energie wird dabei mit der Turbine in

mechanische und über einen Generator in elektrische Energie transformiert und an das örtliche Stromnetz abgegeben.

Die Effektivität der Elektroenergieerzeugung im Aufwindkraftwerk wird im wesentlichen von den Parametern - Kaminhöhe, Temperatur des Warmluftstroms und mittlere Außentemperatur - bestimmt, wobei wiederum die Temperatur des Warmluftstroms eine Funktion der Energieumsetzung der solaren Flächenüberdachung und die Außentemperatur eine Funktion der meteorologischen Temperaturschichtung darstellt. Zu beachten ist, daß die Wärmeverluste des Kamins möglichst gering zu halten sind, um die möglichst hoch anzustrebende Temperatur des Warmluftstroms nicht negativ zu beeinflussen.

Die örtlichen Bedingungen waren aber auch dann die Ursache dafür, daß der aus einer Blechröhre bestehende Kamin, der nur 195 m hoch war und einen Durchmesser von 5 m aufwies, einstürzte, was zur Folge hatte, daß das Versuchs-Aufwindkraftwerk (StromBASISWISSEN-Prospekt, Nr. 111/ 1996, Seite 7) demontiert wurde.

In dem VDI-Bericht Nr. 704 ist desweiteren beschrieben, daß der Bau eines Kamins bis zu einer Höhe von etwa maximal 1000 m technisch in verschiedenen Bauarten möglich ist. Die Kamine sind darin je nach ihrem Verhältnis - Höhe zu Durchmesser freistehend oder mit Halteseilen abgespannt, aus Stahlbeton oder in Seilnetz- bzw. Membranbauweise hergestellt. Die in Membranbauweise hergestellten Kamine sollen den Vorteil einer Erdbebensicherheit haben und besitzen auch weniger an Masse als die bislang errichteten massiven Kamine. An einem zentralen, mit Haiterungsseilen stabilisierten Pendelstab soll ein am Boden vorgefertigtes, verkleidetes Seilnetz hochgezogen und gespannt werden, das die Verkleidung haltern soll.

Ein Nachteil der mit dem Pendelstab errichteten Verkleidung ist aber die kostenaufwendige Errichtung des ca. 1000 m hohen vertikalen Pendelstabes selbst, der die umfangsseitig verseilte Verkleidung laternenartig tragen soll.

Aufbauend auf den aus dem Versuchs-Aufwindkraftwerk erhaltenen Kenntnissen ist aus der Druckschrift Focus-Magazin, Nr. 38/96, Seite 151-153 ein projektiertes Aufwindkraftwerk bekannt, das für Dauerbetrieb in indischen Wüstengebieten in größerer Anzahl errichtet werden soll. Die geplanten Aufwindkraftwerke besitzen demnach eine Maschineneinheit, in die eine Glaskollektorüberdachung mündet, unter deren mit Glas überspannter Fläche die Sonne Luft und Boden erwärmt. Die Heißluft strömt durch die zentrale Maschineneinheit hindurch, steigt empor und wird über die installierten Turbinen geleitet. Die aus Glas bestehende Flächenüberdachung soll z.B. 5400 m durchmessen. Weil der Boden tagsüber die Wärme aufnimmt und die gespeicherte Wärme nur langsam abgibt, können die Turbinen auch nachts betrieben werden. Über der Maschineneinheit sollen die Kamine bis ca. 1000 m in die Höhe ragen und trotz der Erfahrungen aus dem Versuchs-Aufwindkraftwerk in Manzanares weitgehend aus Stahlbeton gefertigt sein.

Die aus Stahlbeton ausgebildeten Kamine sind einerseits sehr kostenaufwendig, wobei sowohl an die Maschineneinheit als auch an den röhrenartigen Kamin als Warmluftstromumhüllung andererseits hohe statische Stabilität gefordert ist, die nur durch eine kostenaufwendige, massive und tiefe Fundamentierung gewährleistet ist.

In der Druckschrift "Isobretatel i Rationalisator", Heft 3 und 5/1975, ist ein Aufwindkraftwerk für Wüstengebiete auf der Basis der Aufwinderzeugung durch einen herrschenden

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Temperaturgradienten zwischen dem Wüstenboden und großer Höhe vorveröffentlicht, das eine Maschineneinheit mit einem aufgesetzten einwandigen Kamin aus flexiblem Material enthält. Der nach oben gerichtete Heißluftstrom am Tage ist in der Lage, bei seinem Emporsteigen die in der Maschineneinheit befindliche Turbine zu drehen. Nach Verlassen des Turbinenbereiches wird der Heißluftstrom im Kamin zum rotierenden Aufwind, der den leichten, konisch nach oben ausgebildeten Kamin aufrecht stellt.

Zum Aufrichten und zur Halterung des aufgerichteten Kamins sollen andererseits in deren Innern an Halteseilen befestigte Fallschirme plaziert sein, die den Kamin während des Aufwindes strecken sollen. Der Kamin besitzt umlaufende Ringe, an denen die an den Halteseilen im Aufwind schwebenden Fallschirme befestigt sind.

Während der nächtlichen Abkühlung des Wüstenbodens veringert sich die Kraft des aufsteigenden Warmluftstroms, so daß der flexibelwandige Kamin zusammenfallen kann und tags darauf nach Erhitzen des Wüstenbodens erneut aufgebaut wird.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß durch die Rotation des Aufwindes auch der aus flexiblem Material bestehende Kamin unter Mithilfe der schwebenden, sich verdrehenden Fallschirme anfängt sich selbst zu verdrehen kann und somit sich bei feststehender Maschineneinheit in deren Richtung trotz halternder Seile nach unten spiralförmig eindreht und sich selbst derart durchmesserverkleinernd verschnürt, daß schließlich keine vertikale Warmluftströmung mehr möglich ist und der instabil gewordene Kamin schließlich zusammenfallen kann.

Um die Defektempfindlichkeit des bekannten Aufwindkraftwerkes mit dem flexibelwandigen Kamin zu verringern, ist nachfolgend in der Druckschrift DE-OS 39 18 764 ein verbessertes Aufwindkraftwerk beschrieben, in der ebenfalls ein weicher flexibler einwandiger, röhrenartiger Kamin vorgeschlagen ist. Der Kamin weist dort allerdings in seinem unteren Teil eine feste, massive, die kaminverschnürende Eindrehung vermeidende Ausbildung und nur in seinem oberen Teil nur die flexible Ausbildung auf, die vom festen Teil unterstützt wird und durch den vertikal nach oben strömenden, insbesondere axial rotierenden Aufwind aufrecht gehalten wird, wobei eine Kaminhöhe von ca. 1000 m nicht erreichbar ist. Um den Kamin dennoch aufzurichten, sind im Aufwindraum am oberen Endbereich Ventileinrichtungen angeordnet, die z.B. aus aufgeblasenen, den Kaminausgang verschließenden Gas-/Luftballonen sein können und die aufströmende Warmluft solange zurückhalten, bis sich der flexible Kamin aufgerichtet hat. Nach dessen Aufrichten öffnen sich bei einem voreingestellten Überdruck im Aufwindraum des Kamins die Ventile, d.h. die innen befindlichen Ballone werden derart unter Druckverminderung geöffnet, daß langsam druckgesteuert die Warmluft vertikal aus dem sich allmählich öffnenden konischen Kamin entströmen kann. Der Kamin kann demzufolge als solcher nur durch den vorhandenen inneren Überdruck aus eigener Kraft bestehen. Nachteilig ist es, daß bei Unterbrechung des tagsüber am Boden entstehenden Warmluftstromes bei Übergang in den Nachtbereich mit Nachlassen der Stärke des Warmluftstromes auch der Kamin zusammenfällt bzw. -dreht oder aber nur mittels eingeblasener, kostenaufwendiger Fremdwarmluft aufrecht stehen bleiben kann.

Um der auch hier in höheren Bereichen des Kamins geringer intensiv auftretenden, verschnürenden Verdrehung abzuhelfen, wird die Maschineneinheit auf einem schwimmenden Hohlring in

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einem Becken gelagert, der sich bei vorhandenem, in dem Kamin rotierendem Warmluftstrom ebenfalls dreht. In Wüstengebieten ist solch eine schwimmende Maschineneinheit zu kostenaufwendig.

Desweiteren ist der bekannte Kamin mit großer Wahrscheinlichkeit nicht zu einer regelbaren kontinuierlichen Leistung fähig, da der Temperaturgradient oft tagwechselnde, verschiedene Werte aufweisen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufwindkraftwerk zu schaffen, bei dem die Kaminhöhe über die gemäß im Stand der Technik genannte Höhe von ca. 1000 m hinaus unproblematisch verlängert werden kann und bei dem der Kamin sich auf unterhalb befindliche Bauteile statisch nicht abstützt. Außerdem soll das Aufwindkraftwerk aus einzelnen Bauteilen modular montier- und demontierbar und somit transportabel ausgebildet sein. Schließlich soll der Wärmeverlust des Aufwindes im Kamin weitgehend verringert werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im erfindungsgemäßen Aufwindkraftwerk der Kamin eine flexibelwandige, gasundurchlässige Ummantelung aufweist, die in Verbindung mit mindestens einem mit einem Traggas gefüllten Hohlkörpergebilde steht, das den Kamin selbsttragend gestreckt aufrecht hält.

Das Aufwindkraftwerk besteht im wesentlichen aus einer Maschineneinheit, aus einem darauf aufgesetzten sowie wahlweise mit einer Verseilung am Boden gehalterten, röhrenartigen Kamin und aus einer die Maschineneinheit umfassenden, bodenbeabstandeten Flächenüberdachung, unter der eine zentral gerichtete Warmluftströmung vorhanden ist. Die Flächenüberdachung, die Maschineneinheit und der Kamin sind in der genannten Reihenfolge

baulich miteinander verbunden, wobei in der Maschineneinheit mindestens eine mit mindestens einem Generator verbundene Turbine eingebaut ist, über die der Warmluftstrom geleitet ist. Vom Generator aus sind Stromleitungen zu einem vorgesehenen Stromnetz verlegt.

Dadurch, daß der Kamin erfindungsgemäß selbsttragend ausgebildet ist, kann der Kamin gegenüber bekannten Kaminen höhenmäßig wesentlich verlängert werden.

Eine Fundamentierung zur Aufnahme des Kamingewichtes kann entfallen und das Risiko des Einstürzens sowohl bei angreifenden äußeren witterungsbedingten Kräften als auch bei tektonischen Verwerfungen sind damit ausgeschlossen.

Die flexibelwandige Ummantelung enthält mindestens zwei voneinander beabstandete, jeweils stirnseitig miteinander verbundene, einen Zwischenraum bildende, umlaufende Wandungen, wobei im innerhalb der inneren Wandung befindlichen Aufwindraum der Warmluftstrom geführt und der Zwischenraum zwischen den Wandungen mit Luft oder Gas, insbesondere mit Traggas, vorzugsweise mit Helium gefüllt ist.

Das mit Traggas gefüllte Hohlkörpergebilde kann vertikal oberhalb des Kamins, insbesondere oberhalb des Kaminausgangs befestigt angeordnet sein und einen Ballon, einen Hohlring und/oder einen aerodynamischen fernbedienbaren, steuerbaren Hohlkörper od.dgl. darstellen.

In einer anderen Ausbildung des Hohlkörpergebildes ist in der mit der erfindungsgemäßen Mehrfachwandung ausgebildeten Ummantelung mindestens eine Doppelwandung mit dem vorhandenen Zwischenraum als ein mit Traggas gefülltes Hohlkörpergebilde

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vorgesehen, das wandseitig aus vorzugsweise gleichem gasdichtem Material wie die innere, den Warmluftstrom führende Wandung besteht und im gasgefüllten Zustand einen Wärmedämmschutz gegen den Wärmeverlust des Warmluftstroms darstellt.

Um das Aufwindkraftwerk montagefreundlich auszubilden, kann der Kamin segmentiert und zweckmäßigerweise aus mindestens zwei Segmenten etagenartig übereinander zusammengesetzt sein. Dabei sind die Segmente zumindest im Bereich ihres stirnseitigen Oberrandumfangs mit jeweils einem traggasgefüllten torusartigen Hohlring versehen, der an den oberen Teil der Mehrfachwandungen separat umfassend angebunden und/oder darin umfangsintegriert sein kann.

Die Segmente sind vorzugsweise beidstirnseitig oben und unten mit reifenartigen Hohlringen versehen, wobei vorzugsweise der jeweils untere Hohlring mit Luft und der obere Hohlring mit Traggas gefüllt sind.

Um die Segmente übereinander zusammenzufügen, haben die Segmente an ihren oben und unten befindlichen, stirnseitigen umlaufenden Rändern Rastelemente, insbesondere Einfügungselemente bzw. Aufnehmungselemente, von denen vorzugsweise mindestens eine gegensätzliche Art der korrespondierenden Rastelemente gas- oder luftgefüllt verrastbar ausgebildet ist, so daß jeweils zwei benachbarte Segmente bei Einfüllung von Gas, Traggas oder Luft fest miteinander verbindbar sind. Die beiden Arten der korrespondierenden Rastelemente sind aufblasbar und verrasten sich durch zunehmende Füllung miteinander hintergreifend, so daß die Segmente des Kamins etagenweise übereinander halternd montierbar sind.

Durch gesteuertes Öffnen der gasgefüllten Rastelemente jeweils zweier übereinander verbundener Segmente ist mindestens ein Segment lösbar, insbesondere ein defektes Segment auswechselbar.

Um die Montage einfacher durchzuführen, sind die Segmente von Seiten der Material- und Formausbildung weitgehend symmetrisch aufgebaut. Um die Segmente in ihrer Längsrichtung stabil aufgerichtet auszubilden, sind in den zugeordneten Zwischenräumen bzw. wandungsbezogenen Hohlkörpergebilden vorzugsweise Gase unterschiedlicher Dichte vorhanden.

Demzufolge- ist bei vorgegebener Verbindung zweier baulich weitgehend symmetrisch ausgebildeter Segmente mit beidstirnseitig vorhandenen Hohlringen der jeweils oben befindliche Hohlring mit Traggas und der untere Hohlring mit Luft gefüllt.

Zur Gas-/Luftversorgung der Hohlkörpergebilde, d.h. zum ersten der freien Zwischenräume zwischen den beabstandeten Wandungen und zum zweiten der Hohlringe sind längs der zugeordneten Verseilung pneumatische Versorgungsleitungen vom Boden aus verlaufend ein- bzw. angebunden vorgesehen.

Vorzugsweise stellt das Basissegment des Kamins im Bereich der Maschineneinheit ein mehrwand- bzw. stxrnsextenverstärktes Segment dar.

Das obere Endsegment des Kamins ist vorzugsweise ein wärmeschutzverstärktes Segment, das mindestens eine beabstandete Wandung zumindest im zugehörigen Mittelteil mehr aufweist als die Mehrfachwandungen darunter befindlicher Segmente haben.

Der Aufbau des Kamins wird durchgeführt, indem die Segmente derart übereinandergereiht angeordnet und befestigt werden, daß das Endsegment zuerst und das unten befindliche Basissegment zuletzt in der Segmentreihenfolge montiert werden.

Je nach örtlichen meteorologischen Bedingungen ist das hauptsächlich die Mehrfachwandungen enthaltende Mittelteil der Segmente im Längsschnitt weitgehend parallel oder elliptisch oder hyperbolisch od.dgl. ausgebildet.

Die von dem Kamin aus divergent in Richtung zum Boden verlaufenden, wahlweise angebrachten Halterungsseile sind mit Spannelementen versehen, mit denen die Kaminhöhe, insbesondere bei Segmentwechsel veränderlich einstellbar ist.

Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, durch die Aufnahme von mindestens einem die vertikale Kaminachse stabilisierenden Traggaskörper an bzw. in die bauliche Ausbildung des Kamins eine lastfreie Ausbildung des Kamins zu schaffen.

Dadurch, daß der Kamin jederzeit demontiert und an anderen Orten wieder aufgebaut werden kann, ist es möglich, die Maschineneinheit selbst mobil auszubilden oder auf einer mobilen Unterlage zu einem anderen Ort mit stärker nutzbarer solarer Einstrahlung oder je nach wirtschaftlichem Bedarf zu einem Ort geringerer Aufwendungen zu transportieren. Mit schnell montier- und demontierbaren sowie transportierbaren Flächenüberdachungen kann ein bedarfgerechtes, kostengünstiges Aufwindkraftwerk erstellt werden. Bodenbetongründungen sind daher nicht mehr notwendig, was zu weiteren Kostenexnsparungen führt.

Zweckmäßig ist es, daß an jedem vorgesehenen Hohlkörpergebilde, insbesondere am traggasgefüllten Hohlkörper (Ballon) ein sich selbst und den Kamin fixierendes, zentrierendes Navigationssystem angebracht ist, das vorzugsweise mittels mindestens eines am Hohlkörpergebilde angebrachten Solar- und/oder solaraufladbaren Akkumulatorelements energetisch versorgbar ist und somit das Hohlkörpergebilde samt des restlichen Teils des Kamins vorzugsweise mittels eines flugtechnischen Steuersystems in einer zum Bodenberreich stationären Position festlegt.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen ausgeführt.

Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Aufwindkraftwerks,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht gemäß Fig.l,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Seitenansicht des unteren Maschineneinheit und Kamin verbindenden Bereiches und des oberen Ausgangsbereiches des Kamins nach Fig. 2,

Fig. 4 eine schematisehe Darstellung des Kamins mit einer gestreckten Mehrfachwandung in Seitenansicht,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines verseilten Kamins, der aus mehreren Segmenten besteht,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Verrastungsbereiches zweier benachbarter Segmente längs der Kreislinie I in Fig. 5,

Fig. 7 ein etwa mittiger Querschnitt durch ein Segment gemäß Fig. 5 mit zusätzlich außenwandig angeordneten luftgefüllten Längshohlrippen und

Fig. 8 ein etwa mittiger Querschnitt durch einen Kamin bzw. ein Segment mit einer Doppelwandung, die zusätzlich mittels radial gerichteter Längszwisehenwände miteinander verbunden sind, wobei in den Zwischenräumen je nach Bedarf Luft oder Traggas eingefüllt ist.

In den folgenden Figuren 1 bis 8 werden für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

In den Fig. 1,2 und 3 ist ein erfindungsgemäßes Aufwindkraftwerk 1 zur Gewinnung von Elektroenergie aus einem insbesondere durch solare Einstrahlung erzeugten Warmluftstrom (Aufwind) 15 dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einem mit mindestens einer großen vertikalen und mehreren seitlichen Durchbrüchen 12,11 versehenen Maschineneinheit 4, aus einem auf der Maschineneinheit 4 vertikal aufgesetzten Kamin 2 und aus einer die Maschineneinheit 4 umfassenden, zum Boden 20 beabstandeten Flächenüberdachung 3, unter der eine zentralgerichtet strömende Warmluftschicht 16, die sich zum vertikal steigenden Warmluftstrom 15 ausbildet, vorhanden ist. Die Flächenüberdachung 3, die Maschineneinheit 4 und der Kamin 2 sind in der genannten Reihenfolge baulich miteinander verbunden, wobei in der Maschineneinheit mindestens eine mit mindestens einem Generator 6 verbundene Turbine 5 eingebaut ist, über die der Warmluftstrom 15 geleitet ist. Vom Generator 6 aus sind

Stromleitungen 17,18 zu einem vorgesehenen Stromnetz 19 verlegt.

Erfindungsgemäß weist der Kamin 2 eine flexibelwandige, gasundurchlässige Ummantelung 51 auf, die in Verbindung mit mindestens einem mit einem Traggas TG gefüllten Hohlkörpergebilde 7 steht, das den Kamin 2 selbsttragend gestreckt aufrecht hält.

Die flexibelwandige Ummantelung 51 umfaßt mindestens zwei voneinander beabstandete, jeweils stirnseitig miteinander verbundene, einen Zwischenraum 23 bildende Wandungen 21,22, wobei im innerhalb der inneren Wandung 21 befindlichen Aufwindraum 73 der Warmluftstrom 15 geführt und der Zwischenraum 23 zwischen den Wandungen 21,22 mit Gas G, insbesondere mit Traggas TG, vorzugsweise mit Helium oder mit Luft L gefüllt ist.

Das in Fig. 1 gezeigte, mit Traggas TG gefüllte Hohlkörpergebilde 7 ist ein Ballon 7, der vertikal oberhalb des Kamins 2, insbesondere oberhalb des Kaminausgangs 13 befestigt angeordnet ist.

Der Ballon 7 kann dabei als ein aerodynamischer steuerbarer, fernbedienbarer Hohlkörper ausgebildet sein. Dabei kann an jedem vorgesehenen Hohlkörpergebilde 7, insbesondere am traggasgefüllten Hohlkörper (Ballon) ein sich selbst und den Kamin 2 fixierendes, zentrierendes Navigationssystem 74 angebracht sein, das vorzugsweise mittels mindestens eines am Hohlkörpergebilde 7 angebrachten Solar- und/oder solaraufladbaren Akkumulatorelements energetisch versorgbar ist und das Hohlkörpergebilde 7 samt des restlichen Teils des Kamins 2 vorzugsweise mittels eines flugtechnischen (nicht eingezeichneten) Steuersystems in einer zum Bodenbereich stationären Position festlegt.

Oberhalb des Turbinenbereiches kann in der Maschineneinheit 4 bzw. im Kamin 2 ein Gleichrichter 75 zur Erzeugung einer Rohrströmung vorhanden sein, wobei der Gleichrichter 75 vorzugsweise ein als Längsröhren aufweisender Einbau ausgebildet ist. Zusätzlich können im Aufwindraum 73 entstehende Wandkräfte, die bei rotationssymmetrischen Grenzschichten als Sekundärströmungen entstehen, durch (nicht eingezeichnete) innere Längsrippen oder Reliefstrukturen abgeschwächt bzw. aufgelöst werden.

An den beiden Stirnseiten des Kamins 2 sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist, jeweils eine ringförmige bzw. scheibenförmige Halterungseinrichtung 56,57 angeordnet, die den Kamineingang 58 zum Maschineneinheitsvertikaldurchbruch 12 sowie den Kaminausgang 13 stabil haltern. Die untere Halterungseinrichtung 56 ist an der Maschineneinheit 4 befestigt, die obere Halterungseinrichtung 57 steht über die Halterungselemente 9 und Halteseile 10 mit dem der Kamin aufrecht halternden Ballon 7 in fester Verbindung.

Um die Halterungseinrichtungen 56,57 fest an den Kamin 2 zu haltern, können z.B. innerhalb der Doppelwandung 21,22 innerhalb des Zwischenraums 23 an den Stirnseiten der Kaminöffnungen 13,58 je ein Halterungsring 59 bzw. 60 eingebracht sein, die mit den zugeordneten Halterungseinrichtungen 56,57 verbunden sind. Über die untere Halterungseinrichtung 56 ist vorzugsweise eine pneumatische Versorgungsleitung 61 an die Doppelwandung 21,22 angeschlossen.

In der in Fig. 4 gezeigten mit der Dreifachwandung 24 ausgebildeten flexiblen Ummantelung 51 ist mindestens eine Doppelwandung 25 mit dem Zwischenraum 26 als ein mit Traggas TG gefülltes Hohlkörpergebilde 25,26 vorhanden, das wandseitig

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vorzugsweise aus gleichem gasdichtem Material wie die innere Wandung 21 besteht und im gefüllten Zustand einen zusätzlichen Wärmedämmschutz für den Warmluftstrom 15 darstellt. Der andere Zwischenraum 27 der Doppelwandung 62 ist in der Regel mit Luft L gefüllt.

Die zylinder- bzw. kegelstumpfartigen Wände der Dreifachwandung 24 sind im gasgefüllten Zustand der Zwischenräume 26,27 vorzugsweise im Bereich des Kamineingangs 58 im Querschnitt Ql weniger voneinander beabstandet als im Querschnitt Q2 im Bereich des bodenfernen Kaminausgangs 13.

Im Bereich des Kamineingangs 58 und -ausgangs 13 sind jeweils stirnseitig am Kamin 2 vorzugsweise ringartige Halterungsstirnscheiben 63,64 befestigt, die jeweils die Halterung bzw. Befestigung zur Maschineneinheit 4 bzw. zum Ballon 7 unterstützen.

Der Kamin 2 kann aber auch, wie in Fig. 5 dargestellt, aus mindestens zwei etagenartig übereinander angeordneten Segmenten 28,29,30 zusammengesetzt sein.

Im folgenden ist nur ein Beispiel der möglichen Ausbildungen verwendbarer Segmente beschrieben, wobei hier nicht unbedingt ein beabstandeter, oberhalb des Kaminausgangs 13 befindlicher, z.B. Helium als Traggas TG enthaltender Ballon 7 zugeordnet angebracht ist.

Um gute Standbedingungen zu erreichen, sind die Segmente 28,29,30 des Kamins 2 im Bereich ihres oberen stirnseitigen Randumfangs mit jeweils einem traggasgefüllten torusartigen Hohlring 31,36,32 versehen, die jeweils an den zugeordneten oberen Teil der Doppel- bzw. Dreifachwandungen 65;66 separat

umfassend aufgesetzt angebunden und/oder darin umfangsintegriert sind.

Auch am unteren stirnseitigen Randumfang sind zur Verbesserung der Ankopplungsbedingungen vorzugsweise torusartige an den Segmenten 28,29,30 angebundene Hohlringe 52,35 vorhanden. Damit sind die Segmente 28,29,30 vorzugsweise beidstirnseitig oben und unten mit Hohlringen 35,36 versehen, wobei zweckmäßigerweise der jeweils untere Ring 52,35 mit Luft L und der obere Ring 31,36,32 mit Traggas TG füllbar sind. Dadurch, daß die jeweils zugeordneten, traggasgefüllten oberen Hohlringe 31,36,32 zur Streckung des Kamins 2 beitragen bzw. bei entsprechend großer voluminöser Ausbildung die Streckung des Kamins 2 gänzlich übernehmen und somit dessen aufrechten Stand dauerhaft herbeiführen können, braucht der Ballon 7 nur wahlweise eingesetzt sein.

Bei einer wahlweise zusätzlichen oder auch bei einer generell halternden Verseilung 41 des Kamins 2 mit den Halterungsseilen 47,48 der übereinander stirnseitig verbundenen Segmente 28,29,30 können die pneumatischen Versorgungsleitungen 39,40 zur Gas-/Luftversorgung für die Hohlkörpergebilde - z.B. für die Zwischenräume 68 und Hohlringe 52,31,35,36,32 - längs der zugeordneten Verseilung 41 verlaufend vom Boden 20 aus angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Verseilung 41 an segmentumfassenden Stützhalteringen 69,70 angebunden, über die auch vorzugsweise die pneumatischen Versorgungsleitungen 39,40 angekoppelt sind.

Die von dem Kamin 2 aus divergent in Richtung zum Boden 20 verlaufenden Halterungsseile 47, 48 sind vorzugsweise mit Spannelementen 49,50 versehen, mit denen die Kaminhöhe H

flexibel, insbesondere bei Bedarf, z.B. bei Segmentwechsel veränderlich einstellbar ist.

Das untere Basissegment 28 am Kamineingang 58 kann bezüglich seiner Befestigung an der Maschineneinheit 4 ein vorzugsweise mehrwand- und/oder stirnseitenwandverstärktes Segment darstellen.

Zumindest das letzte Endsegment 30 im Bereich des Kaminausgangs 13 kann vorzugsweise ein zusätzliches wärmedämmschutzverstärktes Segment haben, das eine beabstandete Wandung 46 mehr zur Ausbildung einer mittelteiligen Dreifachwandung 66 aufweist als es die Doppelwandungen in den Mittelteilen 55 darunter befindlicher Segmente 29,28 haben, so daß durch den zusätzlich entstehenden vorzugsweise traggasgefüllten Zwischenraum 68 der senkrecht zur Kaminlängsachse 72 auftretende Wärmeverlust noch mehr verringert wird.

Die Segmente 28,29,30 sind derart übereinandergereiht angeordnet, daß das oben befindliche Endsegment 30 zuerst und das unten befindliche Basissegment 28 zuletzt in der Reihenfolge 30-29-28 montiert sind.

Neben Luft kann als gasförmiges Mittel auch anderes Gas, wie Stickstoff oder Kohlendioxid od.dgl. eingesetzt werden.

Zur Verbindung der Segmente 28,29,30 übereinander und mit der Maschineneinheit 4 bzw. den Halterungseinrichtungen des Ballons 7 können die Segmente 28,29,30 mittels vorzugsweise stirnseitig oben und unten fest angebrachten, herkömmlichen mechanischen Rastelementen miteinander zu einer verriegelbaren und zugleich je nach Bedarf steuerbar lösbaren Verrastung 67 verbindbar sein.

Die Segmente 28,29,30 können aber auch, wie in Fig. 6 gezeigt ist, jeweils an ihren stirnseitigen, oben und unten befindlichen Umfangsrändern korrespondierende Rastelemente 33,34, insbesondere Einfügungselemente 33 bzw. Aufnehmungselemente 34 besitzen, von denen vorzugsweise mindestens eines der Rastelemente gas- oder luftgefüllt verrastbar ausgebildet ist, so daß jeweils zwei benachbarte Segmente 28,29 bzw. 29,30 nur bei Einfüllung von Gas G oder Luft L fest miteinander verbindbar sind.

Die einzelnen Rastelemente 33,34 können dabei stirnseitig zusammenhängend umlaufend, aber auch stationär individuell ausgebildet sein.

Zweckmäßigerweise sind die beiden korrespondierenden Rastelemente 33,34 aufblasbar ausgebildet und verrasten sich durch zunehmende Füllung hintergreifend, so daß die Segmente 28,29 bzw. 29,30 des Kamins 2 etagenweise übereinander halternd montierbar sind.

Zur Verbesserung der örtlichen Halterung können in den Einfügungselementen 33 mindestens ein Versteifungselement 71 eingefügt sein. Entsprechend ebensolches kann an den Aufnehmungselementen 34 vorgenommen sein.

Durch gesteuertes Öffnen mindestens eines der gasgefüllten korrespondierenden Rastelemente 33,34 ist von jeweils zwei übereinander verbundenen Segmente 28,29 mindestens ein Segment 28 oder 29 lösbar, insbesondere dann, wenn es wahrscheinlich ist, daß ein defektes Segment vorliegt und ausgewechselt werden muß.

Je nach Bedarf können mechanische und pneumatische Rastelemente zur Segmentverbindung und -befestigung in kombinierter Weise eingesetzt sein.

Zur Vereinfachung der Montagearbeit können die Segmente 28,29,30 weitgehend symmetrisch aufgebaut sein, wobei jeweils vor einer vorgesehenen Verbindung zweier Segmente 28,29 nur entschieden werden muß, welche der stirnseitig angeordneten Hohlringe 31,52 oder 35,36 mit Luft L oder Traggas TG gefüllt werden sollen.

Zur Verbesserung der Stabilität des Kamins 2 kann der unsegmentierte bzw. segmentierte Kamin 2 mit an innerhalb und/oder außerhalb der Ummantelung 51 vorzugsweise zentralsymmetrisch angeordneten, mit Gas G oder Luft L füllbaren Längshohl rippen 42,43,44,45 versehen sein, wie in Fig. 7 in einem Querschnitt mit außerhalb angeordneten Längshohlrippen 42,43,44,45 gezeigt ist.

Neben den separaten Längshohl rippen 42 bis 45 kann, wie in Fig. 8 gezeigt ist, der die Wandungen 21,22 aufweisende Kamin 2 im Bereich des Zwischenraums 23 zentralsymmetrisch mittels radial gerichteter Zwischenwände 53,54 unterteilt sein, so daß integrierte Längshohlrippen 42 bis 45 entstehen, in die Traggas TG und/oder Gas/Luft G/L vorzugsweise mit jeweils unterschiedlichem Druck wechselweise eingefüllt ist.

Außer den radial zur Kaminlängsachse 72 gerichteten vertikalen Zwischenwänden 53,54 können in dem Kamin 2 zusätzliche horizontale, scheibenartige bzw. gitterbildende, gasdurchlässige Zwischenwände (nicht eingezeichnet) zwischen den beabstandeten, den Kamin 2 tragenden Wandungen 21,22;24 zur Verbesserung der Stabilität eingebunden sein.

Die Längsrippen können innenwandig parallel zur Kaminlängsachse 72 im Aufwindraum 73 an der inneren Wandung 21 angebunden sein. Die Längsrippen können auch, wie vordem beschrieben, als zentralsymmetrisch längsgerichtete gas-/luftgefüllte Hohlrippen ausgebildet sein, die unter vorgegebenem pneumatischem Druck zusätzlich zur Versteifung des Kamins 2 beitragen können.

Sowohl der segmentierte als auch der unsegmentierte Kamin 2 kann im Längsschnitt weitgehend parallel, kann aber auch elliptisch, hyperbolisch od.dgl. ausgebildet sein.

Zweckmäßigerweise weist die Flächenüberdachung 3 in Richtung zur Maschineneinheit 4 einen geringen Anstieg an.

Bei Vorhandensein eines Kamins 2 ohne überstehende Hohlringe kann ein ringförmiger, den Kamin 2 umfassender, vorzugsweise pneumatisch mit Traggas steuerbarer Lift angeordnet sein, der insbesondere an der Außenwand des Kamins 2 anliegt und je nach seiner Traggasfüllung und dem vorgegebenen Innendruck höhenveränderlich gesteuert einstellbar ist.

Das flexible Material des Kamins 2 kann auch transparent bzw. teiltransparent sein.

Der Kamin 2 braucht auch nicht unbedingt in hohlzylinderförmiger Röhrenform ausgebildet sein. Insbesondere bei Verwendung von transparentem bzw. teiltransparentem flexiblem Material kann vorzugsweise die innere Wandung 21 des Kamins 2 derart reflektierend ausgebildet sein, daß die einfallenden und an der Wandungsform gebrochenen bzw. sogar mindestens ein weiteres Mal reflektierten Strahlen in einer im Aufwindraum 73

befindlichen Brennpunktslinie fokussierbar sind, die weitgehend im Bereich der Kaminlängsachse 72 liegt.

Der Kamin 2 kann dann z.B. längs seiner Höhe H im Querschnitt im wesentlichen parabelförmig ausgebildet sein, deren Wandungsscheitel nach Süden gerichtet ist, und die Brennpunktslinie der Parabelwandung sich vorzugsweise im Bereich der Kaminlängsachse 72 befindet. Gegenüber dem längsgerichteten Wandungsscheitel kann sich senkrecht zur Scheitel-Brennpunkts-Linie eine nahezu ebene Gegenwandung befinden, die eine mögliche Parallelabstrahlung aus der Parabel in die Parabel zur wiederholten Fokussierung reflektiert. Zweckmäßig für die Durchführung von mehrmaligen Reflexionen ist es, daß die innere Wandung 21 der Ummantelung 51 mit zum Teil semipermeablen spiegelnden Schichten versehen ist. Durch mehrfache Reflexionen innerhalb der inneren Wandung 21 zwischen der Parabelwandung und der Gegenwand kann bei solarer Einstrahlung einem möglichen Wärmeverlust des Warmluftstroms 15 entgegengewirkt werden.

Auch eine elliptische oder halbelliptische Querschnittsform des Kamins 2 kann die Bedingungen erfüllen, daß die Brennpunktsstrahlen in zwei oder einer Brennpunktslinie den Warmluftstrom 15 zusätzlich unterstützend aufheizen.

Dabei ist es zweckmäßig, daß die den Aufwindraum 73 begrenzende innere Wandung 21 des Kamins 2 mit reflektierendem Material derart versehen ist, daß zumindest mittels weiterer Reflexionen innerhalb des Kamins 2 die einmal eingestrahlte Solarenergie größtenteils im Aufwindraum 73 zwischen dem Kamineingang 58 und dem Kaminausgang 13 an den aufsteigenden Warmluftstrom 15 gebunden werden kann.

Zur Vermeidung von Havarien am gesamten Kamin 2 durch ein defektes Teil an einem Segment kann das Segment neben den primären Hohlringen oder den die Mehrfachwandungen stabilisierenden primären Längshohlrippen zusätzliche sekundäre Wechsel- oder Austauschhohlringe oder sekundäre Austauschlängshohlrippen od.dgl. ohne Gasfüllung besitzen, die im Falle des Defektes eines primären Teiles gesteuert füllbar sind und die Stelle des defekten Teils und dessen Funktion weitgehend übernehmen.

Die Erfindung kann nicht nur an Orten mit wirkungsvoller solarer Einstrahlung, sondern auch an Orten mit derzeit nicht rentabel nutzbaren Heiß- bzw. Warmgasquellenfeldern errichtet werden, die von der Flächenüberdachung 3 beabstandet überdeckt sind und durch die Heißgasausströmung die unter der Flächenüberdachung 3 befindlichen, bodennahen Luftschichten 16 erwärmen, die sich zur Maschineneinheit 4 hin bewegen.

Zweckmäßig ist es, daß bei vorhandenen wechselnden Bedingungen jeglicher Art die Maschineneinheit 4 transportabel bzw. mobil ausgebildet ist, so daß das erfindungsgemäße Aufwindkraftwerk zu Orten vorzugsweisen hohen Elektroenergiebedarfs gebracht werden kann.

Bedingt dadurch, daß der Kamin selbsttragend ist, kann er gegenüber Kaminen bekannter Aufwindkraftwerke höhenmäßig bedeutend verlängert ausgebildet sein bzw. in weit größere Höhen reichen, was den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Aufwindkraftwerks wesentlich erhöht.

Bezugszeichenliste

1	Aufwindkraftwerk	2	Maschineneinheitseitendurchbruch	14	18	Kamin
3	Flächenüberdachung	4	Maschineneinheitvertikaldurchbruch		20	Maschineneinheit
5	Turbine	6	Kami nau s gang	Richtung der Warmluftschichtströmung	22	Generator
7	Hohlkörpergebilde	8	Warmlufts trom	Stromleitung	24	Halterungselemente
9	Haiterungselemente	10	Stromnetz	26	Halteseile
11	Wandung	28
12	Zwi schenraum	30
13	Doppelwandung	32	Luftschicht
15	Zwischenraum	34
16	Segment	36
17	Hohlring	38	Stromleitung
19	Einfügungselement	40	Boden
21	Hohlring	42	Wandung
23	Umfangsrand	44	Mehrfachwandung
25	Versorgungslei tung	46	Zwi s chenraum
27	Verseilung	48	Basissegment
29	Längshohlrippe	50	Endsegment
31	Längshohlrippe	52	Hohlring
33	Haiterungsseil	54	Aufnehmungselement
35	Spannelement	56	Hohlring
37	Ummantelung	58	Umfangs rand
39	Z wi s chenwand	60	Versorgungslei tung
41	Mittelteil	62	Längshohlrippe
43	Haiterungseinrichtung	64	Längshohlrippe
45	Haiterungsring	66	Wandung
47	Versorgungsleitung	68	Halterungsseile
49	Halterungsstirnscheibe	70	Spannelement
51	Doppelwandung	72	Hohlring
53	Verrastung	74	Zwi s chenwand
55	Stützhaltering		Halterungseinricht
57	Versorgungsleitung		Kamineingang
59	Aufwindraum		Halterungsring
61	Gleichrichter		Doppelwandung
63	Traggas		Halterungsstirnsch
65	Gas	Drei fachwandung
67	Luft	Zwi s chenraum
69	Kaminhöhe	Stützhaltering
71	Kaminlängsachse
73	Navigationssystem
75
TG
G
L
H

Claims

• · Schutzansprüche

1. Aufwindkraftwerk (1) zur Gewinnung von Elektroenergie aus einem insbesondere durch solare Einstrahlung erzeugten Warmluftstrom, im wesentlichen bestehend aus einer Maschineneinheit (4) , aus einem darauf aufgesetzten sowie wahlweise mit einer Verseilung am Boden (20) gehalterten Kamin

(2) und aus einer die Maschineneinheit (4) umfassenden, bodenbeabstandeten Flächenüberdachung (3) , unter der eine zentralgerichtet strömende Warmluftschicht (16) vorhanden ist, wobei die Flächenüberdachung (3), die Maschineneinheit

(4) und der Kamin (2) in der genannten Reihenfolge baulich miteinander verbunden sind, wobei in der Maschineneinheit

(4) mindestens eine mit mindestens einem Generator (6) verbundene Turbine (5) eingebaut ist, über die der Warmluftstrom (15) geleitet ist, und wobei vom Generator (6) aus Stromleitungen (17,18) zu einem vorgesehenen Stromnetz (19) verlegt sind,
gekennzeichnet dadurch,

daß der Kamin (2) eine flexibelwandige, gasundurchlässige Ummantelung (51) aufweist, die in Verbindung mit mindestens einem mit einem Traggas (TG) gefüllten Hohlkörpergebilde (7;25,26;31,36,35;68) steht, das den Kamin (2) selbsttragend gestreckt aufrecht hält.

• ·

2. Aufwindkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den sich selbsttragenden Kamin (2) der Kamin (2) wesentlich verlängerbar ist, so daß dessen Kaminausgang

(13) in weit größere Höhen (H) vom Bodenbereich aus verlegbar ist.

3. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die flexibelwandige Ummantelung (51) mindestens zwei voneinander beabstandete, jeweils stirnseitig miteinander verbundene, einen Zwischenraum (23) bildende, umlaufende Wandungen (21,22) enthält, wobei im innerhalb der inneren Wandung (21) befindlichen Aufwindraum (73) der Warmluftstrom (15) geführt und der Zwischenraum (23) zwischen den Wandungen (21,22) mit Gas (G), insbesondere mit Traggas (TG) , vorzugsweise mit Helium oder mit Luft (L) gefüllt ist.

4. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das mit Traggas (TG) gefüllte Hohlkörpergebilde (7) vertikal oberhalb des Kamins (2) , insbesondere oberhalb des Kaminausgangs (13) befestigt angeordnet ist.

5. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das oberhalb des Kamins (2) befindliche Hohlkörpergebilde (7) ein Ballon, ein Hohlring und/oder ein aerodynamischer fernbedienbarer, steuerbarer Hohlkörper ist.

6. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß in der mit einer Mehrfachwandung (24) ausgebildeten

Ummantelung (51) mindestens eine Doppelwandung (25) mit ihrem vorhandenen Zwischenraum (26) als ein mit Traggas (TG) gefülltes Hohlkörpergebilde (25,26) vorhanden ist, das wandseitig vorzugsweise aus gleichem gasdichtem Material wie die innere Wandung (21) des Kamins (2) besteht und im gefüllten Zustand einen Wärmedämmschutz darstellt.

7. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die zylinder- und/oder kegelstumpfartigen Wände der Mehrfachwandung (24) im gasgefüllten Zustand im Bereich des bodennahen Kamineingangs (58) weniger voneinander beabstandet sind als im Bereich des bodenfernen Kaminausgangs (13) .

8. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kamin (2) aus mindestens zwei etagenartig übereinander angeordneten Segmenten (28,29,30) zusammengesetzt ist.

9. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Segmente (28,29,30) zumindest im Bereich ihres stirnseitigen oberen Randumfangs mit jeweils einem traggasfüllbaren torusartigen Hohlkörpergebilde (31,36,32) versehen sind, der an den oberen Teil der Mehrfachwandungen (24) separat umfassend angebunden und/oder darin umfangsintegriert ist.

10. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Segmente (28,29,30) vorzugsweise beidstirnseitig

oben und unten mit Hohlringen (31,52;36,35;32) versehen sind, wobei der jeweils untere Hohlring (35,52) vorzugsweise mit Luft (L) und der obere Hohlring (31,36,32) mit Traggas (TG) gefüllt sind.

11. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Segmente (28,29,30) an ihren stirnseitig oben und unten befindlichen Umfangsrändern korrespondierende Rastelemente (33,34), insbesondere Einfügungselemente (33) bzw. Aufnehmungselemente (34) besitzen, von denen vorzugsweise mindestens eine Art der Rastelemente gas- oder luftgefüllt verrastbar ausgebildet ist, so daß jeweils zwei benachbarte Segmente (28,29 bzw. 29,30) bei Einfüllung von Gas (G, TG) oder Luft (L) fest miteinander verbindbar sind.

12. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß durch gesteuertes Öffnen mindestens eines der gasgefüllten Rastelemente (33,34) von jeweils zwei übereinander verbundenen Segmenten (28,29 bzw. 29,30) mindestens ein Segment lösbar, insbesondere ein defektes Segment auswechselbar ist.

13. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Segmente (28,29,30) weitgehend symmetrisch aufgebaut sind.

14. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß für die Gas-/Luftversorgung für die Zwischenräume

• ·

(23,26) zwischen den beabstandeten Wandungen (21,22,-25) und für die Hohlkörpergebilde bzw. Hohlringe (52,31,35,36,32,68) längs der zugeordneten Verseilung (41) pneumatische Versorgungsleitungen (39,40) vom Boden (20) aus verlaufend vorgesehen sind.

15. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Segmente (28,29,30) mit an dem Kamin (2) innerhalb und/oder außerhalb vorzugsweise zentralsymmetrisch angeordneten, mit Gas (G, TG) und/oder Luft (L) füllbaren Längshohlrippen (42,43,44,45) versehen ist.

16. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der eine im Querschnitt ringförmige Wandung aufweisende Kamin (2) im Bereich der Mehrfachwandung, insbesondere der Doppelwandung zentralsymmetrisch radial durch Zwischenwandungen (53,54) unterteilt ist, so daß in vorhandenen integrierten Längshohlrippen (42 bis 45) Traggas (TG) und/oder Luft (L) vorzugsweise mit jeweils unterschiedlichem Druck wechselweise eingefüllt ist.

17. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Basissegment (28) des Kamins (2) an der Maschineneinheit (4) ein mehrwandverstärktes Segment darstellt.

18. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest das Endsegment (30) im Bereich des Kaminausgangs (13) ein wärmeschutzverstärktes Segment, das mindestens eine weitere beabstandete Wandung (46) aufweist als

die Mehrfachwandungen darunter befindlicher Segmente (29,28) haben, darstellt.

19. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Segmente (28,29,30) derart übereinandergereiht angeordnet sind, daß das Endsegment (30) zuerst und das unten befindliche Basissegment (28) zuletzt in der Segmentreihenfolge (30-29-28) montiert sind.

20. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das hauptsächlich die Mehrfachwandungen (24) enthaltende Mittelteil (55) der Segmente (28,29,30) im Längsschnitt weitgehend parallel oder elliptisch oder hyperbolisch od.dgl. ausgebildet ist.

21. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die von dem Kamin (2) aus divergent in Richtung zum Boden (20) verlaufenden Halterungsseile (47,48) mit Spannelementen (49,50) versehen sind, mit denen die Kaminhöhe (H), insbesondere bei Segmentwechsel veränderlich einstellbar ist.

22. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß außerhalb des Kamins (2) ein ringförmiger, den Kamin (2) umfassender, pneumatisch mit Traggas (TG) steuerbarer Lift angeordnet ist, der insbesondere an dem Kamin (2) anliegt und je nach seiner Traggasfüllung und dem Innendruck höhenveränderlich einstellbar ist.

23. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß oberhalb des Turbinenbereiches in der Maschineneinheit (4) bzw. im Kamin (2) mindestens ein Gleichrichter (75) zur Erzeugung einer Rohrströmung oberhalb der Turbine (5) vorhanden ist, wobei der Gleichrichter (75) vorzugsweise ein als Längsröhren aufweisender Einbau ausgebildet ist.

24. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß zur Vermeidung von Havarien an dem Kamin (2) durch mindestens ein defektes Teil an einem Segment das Segment neben den primären Hohlringen oder den die Mehrfachwandungen stabilisierenden primären Längshohlrippen zusätzliche sekundäre Wechsel- oder Austauschhohlkörper oder sekundäre Austauschlängshohlrippen od.dgl. ohne Gasfüllung besitzt, die im Falle des Defektes eines primären Teiles gesteuert füllbar sind und die Stelle des defekten Teils und dessen Funktion weitgehend übernehmen.

25. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das flexible Material des Kamins (2) vorzugsweise transparent bzw. teiltransparent ist.

26. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß bei Verwendung von transparentem bzw. teil transparentem flexiblem Material vorzugsweise die den Aufwindraum (73) umfassende, innere Wandung (21) des Kamins (2) derart reflektierend ausgebildet ist, daß die einfallenden und an der inneren Wandung gebrochenen bzw. sogar mindestens ein weiteres Mal reflektierten Strahlen in mindestens einer

Brennpunktslinie fokussierbar sind, die weitgehend im Bereich der Kaminlängsachse (72) liegt.

27. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kamin (2) längs seiner Höhe im Querschnitt im wesentlichen parabelförmig ausgebildet ist, deren vertikal längsgerichteter WandungsScheitel der inneren Wandung (21) nach Süden gerichtet ist, und die Brennpunktlinie der Parabelwandung sich vorzugsweise im Bereich der Kaminlängsachse (72) befindet.

28. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß sich gegenüber der längsgerichteten Wandungsscheitelwandung eine senkrecht zur Scheitel-Brennpunkts-Linie angeordnete, nahezu ebene Gegenwand befindet, die eine mögliche Parallelabstrahlung aus der im Querschnitt vorhandenen Parabel in die Parabel zur wiederholten Fokussierung reflektiert, wobei vorzugsweise die innere Wandung (21) der Ummantelung (51) mit zum Teil semipermeablen spiegelnden Schichten versehen ist.

29. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kamin (2) eine elliptische oder halbelliptische Querschnittsform seiner inneren Wandung (21) aufweist, so daß die Brennpunktsstrahlen in zwei oder in einer Brennpunktslinie den Warmluftstrom (15) zusätzlich unterstützend aufheizen.

30. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest die innere Wandung (21) mit reflektierendem Material versehen ist, so daß zumindest mittels weiterer Reflexionen innerhalb des Kamins (2) die einmal eingestrahlte Solarenergie größtenteils im Aufwindraum (73) zwischen unterem Kamineingang (58) und oberem Kaminausgang (13) vom aufsteigenden Warmluftstrom (15) aufnehmbar ist.

31. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Maschineneinheit (4) als transportable bzw. mobile Anlage ausgebildet ist.

32. Aufwindkraftwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß an jedem vorgesehenen Hohlkörpergebilde (7;25,26; 31,36,32;68), insbesondere am traggasgefüllten Hohlkörper (Ballon) ein sich selbst und den Kamin (2) fixierendes, zentrierendes Navigationssystem (74) angebracht ist, das vorzugsweise mittels mindestens eines am Hohlkörpergebilde (7;25,26;31,36,32;68) angebrachten Solar- und/oder solaraufladbaren Akkumulatorelements energetisch versorgbar ist und das Hohlkörpergebilde (7;25,26;31,36,32;68) samt des restlichen Teils des Kamins (2) vorzugsweise mittels eines flugtechnischen Steuersystems in einer zum Bodenbereich stationären Position festlegt.