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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE102009008805 A1
Publication typeApplication
Application numberDE200910008805
Publication date28 Oct 2010
Filing date11 Feb 2009
Priority date11 Feb 2009
Publication number0910008805, 200910008805, DE 102009008805 A1, DE 102009008805A1, DE 2009/10008805 A1, DE-A1-102009008805, DE0910008805, DE102009008805 A1, DE102009008805A1, DE2009/10008805A1, DE200910008805
InventorsSergej Semakin
ApplicantSemakin, Sergej, Dr.
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Wind turbine for use in generation of power, has vane whose surface is formed such that counter torque is less around vertical yaw axis by wind effect on vane and lesser than torque around yaw axis by wind effect on wind wheel
DE 102009008805 A1
Abstract
The turbine has a housing (1) rotatably arranged on a tower (2) around a vertical yaw axis (13), where an electrical generator is fixed in the housing. The generator has a rotor kinematically connected to a wind wheel (3) provided on a lee side of the tower. The housing has a vane (14) provided in the form of a vertical blade that is arranged on a windward side of the tower. The surface of the vane is formed such that the counter torque is less around the vertical yaw axis by wind effect on the vane and lesser than the torque around the yaw axis by wind effect on the wheel.
Claims(27)  translated from German
  1. Windkraftanlage mit der Gondel ( Wind turbine with the gondola ( 1 1 ), die um eine vertikale Gierachse ( ), About a vertical yaw axis ( 13 13 ) schwenkbar auf dem Turm ( ) Pivotally mounted on the tower ( 2 2 ) angeordnet ist und in welcher der Elektrogenerator ( Is arranged) and in which the electric generator ( 16 16 ) festgestellt ist, dessen Rotor ( ) Is determined, the rotor ( 7 7 ) kinematisch mit dem Windrad ( ) Kinematically to the wind turbine ( 3 3 ) verbunden ist, wobei das Windrad ( Is), wherein the wind turbine ( 3 3 ) sich auf der Leeseite des Turmes ( ) On the leeward side of the tower ( 2 2 ) befindet, dadurch gekennzeichnet , dass die Gondel ( ), Characterized in that the nacelle ( 1 1 ) mit der Windfahne ( ) With the wind vane ( 14 14 ) in Form vertikales Blattes ausgerüstet ist, die auf der Luvseite des Turmes ( ) Is provided in the form of vertical sheet on the windward side of the tower ( 2 2 ) angeordnet ist, wobei ihre Fläche so ist, dass das Gegendrehmoment um der vertikalen Gierachse ( Is arranged), and their surface is such that the counter-torque about the vertical yaw axis ( 13 13 ) durch Windeinwirkung auf sie weniger als das Drehmoment um dieselber Gierachse ( ) By wind action on them less than the torque to this elber yaw axis ( 13 13 ) durch Windeinwirkung auf das Windrad ( ) By wind acting on the wind turbine ( 3 3 ) ist. ) Is.
  2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windfahne ( The wind turbine according to claim 1, characterized in that the wind vane ( 14 14 ) eine kreuzartige Form im Querschnitt aufweist, wobei die Fläche ihres horizontalen Blattes so ist, dass das Gegendrehmoment um der Querachse der Gondel ( ) Has a cross-like shape in cross-section, the surface of its horizontal sheet is such that the counter-torque about the transverse axis of the nacelle ( 1 1 ) durch Windeinwirkung auf dieses Blatt weniger als das Drehmoment um dieselber Querachse durch Windeinwirkung auf das Windrad ( ) By wind action on this sheet is less than the torque to this elber transverse axis wind acting on the wind turbine ( 3 3 ) ist. ) Is.
  3. Windkraftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des horizontalen Blattes der Windfahne ( Wind power plant according to claim 2, characterized in that the surface of the horizontal blade of the wind vane ( 14 14 ) so ist, dass das Gegendrehmoment um der Querachse der Gondel ( ) Is such that the counter-torque about the transverse axis of the nacelle ( 1 1 ) durch Windeinwirkung auf dieses Blatt und das Drehmoment um dieselber Querachse durch Windeinwirkung auf das Windrad ( ) By wind action on this page and the torque to this elber transverse axis wind acting on the wind turbine ( 3 3 ) gleich groß sind. ) Are equal.
  4. Windkraftanlage nach Ansprüchen 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Windfahne ( Wind turbine according to claims 1-3, characterized in that the wind vane ( 14 14 ) ein Blatt oder mehrere Blätter hat, die geneigt angeordnet sind. ) One or more sheets has arranged inclined.
  5. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Windrad ( Wind power plant according to claim 1, characterized in that the additional wind turbine ( 4 4 ) anstatt der Windfahne an der Gondel ( ) Instead of the wind vane on the nacelle ( 1 1 ) auf der Luvseite des Turmes ( ) On the windward side of the tower ( 2 2 ) drehbar befestigt ist. ) Is rotatably mounted.
  6. Windkraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Windrad ( Wind power plant according to claim 5, characterized in that the additional wind turbine ( 4 4 ) mit dem Rotor ( ) With the rotor ( 7 7 ) des Elektrogenerators ( ) Of the electric generator ( 16 16 ) kinematisch verbunden ist. ) Is kinematically connected.
  7. Windkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Windrad ( The wind turbine according to claim 6, characterized in that the wind turbine ( 3 3 ) und das zusätzliche Windrad ( ) And the additional wind turbine ( 4 4 ) mit der Rotation in entgegengesetzter Richtung aufgestellt sind. ) Are set up with the rotation in the opposite direction.
  8. Windkraftanlage nach Ansprüchen 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Windrad ( Wind turbine according to claim 6, 7, characterized in that the wind turbine ( 3 3 ) mit dem eigenen Rotor ( ) With its own rotor ( 7 7 ) kinematisch verbunden ist und dreht ihn und das zusätzliche Windrad ( ) Is kinematically connected and rotates it and the additional wind turbine ( 4 4 ) mit dem eigenen zusätzlichen Rotor ( ) With the own additional rotor ( 10 10 ) kinematisch verbunden ist und dreht ihn, wobei beide Rotoren ( ) Is kinematically connected and rotates it, both rotors ( 7 7 ) und ( ) And ( 10 10 ) im gemeinsamen Stator ( ) In the common stator ( 8 8 ) angeordnet sind. Are arranged).
  9. Windkraftanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor ( Wind power plant according to claim 8, characterized in that the rotor ( 7 7 ) den eigenen Stator ( ) His stator ( 8 8 ) aufweist und der zusätzliche Rotor ( ) And the additional rotor ( 10 10 ) den eigenen zusätzlichen Stator ( ) The own additional stator ( 15 15 ) aufweist. ) Has.
  10. Windkraftanlage nach Ansprüchen 6, 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Paar der gleichachsigen Windräder ( Wind turbine according to claim 6, 9, characterized in that it comprises a pair of coaxial wind turbines ( 3 3 ), ( ), ( 3' 3 ' ) und ein Paar der gleichachsigen zusätzlichen Windräder ( ) And a pair of coaxial additional wind turbines ( 4 4 ), ( ), ( 4' 4 ' ) aufweist und jedes Windrad ( ) And each wind turbine ( 3 3 ), ( ), ( 3' 3 ' ) und jedes zusätzliche Windrad ( ) And any additional wind turbine ( 4 4 ), ( ), ( 4' 4 ' ) eigenen Elektrogenerator ( ) Own electric generator ( 16 16 ) antriebt, wobei Windräder ( ) Antriebt, with wind turbines ( 3 3 ) und ( ) And ( 3' 3 ' ) drehen sich in entgegengesetzter Richtung und zusätzlichen Windräder ( ) Rotate in the opposite direction and additional wind turbines ( 4 4 ) und ( ) And ( 4' 4 ' ) drehen sich auch in entgegengesetzter Richtung. ) Rotate in the opposite direction.
  11. Windkraftanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Windräder ( Wind power plant according to claim 10, characterized in that the wind turbines ( 3 3 ) und ( ) And ( 3' 3 ' ) drehen sich in gleicher Richtung und zusätzliche Windräder ( ) Rotate in the same direction and additional wind turbines ( 4 4 ) und ( ) And ( 4' 4 ' ) drehen sich auch in gleicher Richtung. ) Also rotate in the same direction.
  12. Windkraftanlage nach Ansprüchen 10, 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar der Windräder ( Wind power plant according to claims 10, 11, characterized in that a pair of the wind turbines ( 3 3 ), ( ), ( 3' 3 ' ) und ein Paar der zusätzlichen Windräder ( ) And a couple of additional wind turbines ( 4 4 ), ( ), ( 4' 4 ' ) drehen sich in gleicher Richtung. ) Rotate in the same direction.
  13. Windkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Windrad ( Wind power plant according to claim 6, characterized in that the additional wind turbine ( 4 4 ) mit dem drehbaren Stator ( ) With the rotating stator ( 12 12 ) kinematisch verbunden ist und dreht ihn. ) Is kinematically connected and turns it.
  14. Windkraftanlage nach Ansprüchen 1, 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Windrad ( Wind turbine according to claims 1, 13, characterized in that the wind turbine ( 3 3 ) mit dem drehbaren Stator ( ) With the rotating stator ( 12 12 ) kinematisch verbunden ist und das zusätzliche Windrad ( ) Is kinematically connected and the additional wind turbine ( 4 4 ) mit dem Rotor ( ) With the rotor ( 7 7 ) kinematisch verbunden ist. ) Is kinematically connected.
  15. Windkraftanlage nach Ansprüchen 11, 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Windrad ( Wind turbine according to claims 11, 14, characterized in that the wind turbine ( 3 3 ) und das zusätzliche Windrad ( ) And the additional wind turbine ( 4 4 ) beide sich auf einer Seite der Gondel ( ) Both located on one side of the gondola ( 1 1 ) befinden. ) Are located.
  16. Windkraftanlage nach Ansprüchen 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaufel des Windrades ( Wind power plant according to claims 6, 7, characterized in that each blade of the wind turbine ( 3 3 ) und die entsprechende Schaufel des zusätzlichen Windrades ( ) And the corresponding blade of the additional wind turbine ( 4 4 ) in gleichen Ebenen angeordnet sind. ) Are arranged in the same planes.
  17. Windkraftanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln des Windrades ( Wind power plant according to claim 16, characterized in that the blades of the wind wheel ( 3 3 ) verschränkt, z. B. schachbrettartig, bezüglich der Schaufeln des zusätzlichen Windrades ( ) Crossed, z. B. checkerboard pattern with respect to the blades of the windmill additional ( 4 4 ) angeordnet sind. Are arranged).
  18. Windkraftanlage nach Ansprüchen 6, 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Windrad ( Wind turbine according to claim 6, 9, characterized in that the wind turbine ( 3 3 ) und das zusätzliche Windrad ( ) And the additional wind turbine ( 4 4 ) nicht fluchtende sind. ) Are not aligned.
  19. Windkraftanlage nach Ansprüchen 5–18, dadurch gekennzeichnet, dass das Windrad ( Wind turbine according to claims 5-18, characterized in that the wind turbine ( 3 3 ), das Windrad ( ), The wind turbine ( 3' 3 ' ), das zusätzliche Windrad ( ), The additional wind turbine ( 4 4 ) und das zusätzliche Windrad ( ) And the additional wind turbine ( 4' 4 ' ) die gleichen Konstruktionsabmessungen, z. B. der Durchmesser, die Schaufelanzahl, der Anstellwinkel, die Drehzahl, aufweisen. ) The same design dimensions, for. Example, the diameter, number of blades, the pitch angle, the rotational speed comprise.
  20. Windkraftanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass nicht alle Windräder ( The wind turbine according to claim 19, characterized in that not all wind turbines ( 3 3 ), ( ), ( 3' 3 ' ), ( ), ( 4 4 ), ( ), ( 4' 4 ' ) die gleichen Konstruktionsabmessungen aufweisen, einige Windräder ungleichen Konstruktionsabmessungen aufweisen. Have) the same construction dimensions, have some wind turbines unequal design dimensions.
  21. Windkraftanlage nach Ansprüchen 5–20, dadurch gekennzeichnet, dass alle Windräder ( Wind turbine according to claims 5-20, characterized in that all wind turbines ( 3 3 ) und ( ) And ( 3' 3 ' ) und zusätzliche Windräder ( ) And additional wind turbines ( 4 4 ) und ( ) And ( 4' 4 ' ) die gleiche Drehrichtung aufweisen. ) Have the same direction of rotation.
  22. Windkraftanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass nicht alle Windräder ( The wind turbine according to claim 21, characterized in that not all wind turbines ( 3 3 ) und ( ) And ( 3' 3 ' ) und zusätzliche Windräder ( ) And additional wind turbines ( 4 4 ) und ( ) And ( 4' 4 ' ) die gleiche Drehrichtung aufweisen, einige Windräder in entgegengesetzter Richtung rotieren. Have) the same direction, rotate some wind turbines in the opposite direction.
  23. Windkraftanlage nach Ansprüchen 1–22, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegendrehmoment um die vertikale Gierachse ( Wind turbine according to claims 1-22, characterized in that the counter-torque about the vertical yaw axis ( 13 13 ) der Gondel ( ) Of the nacelle ( 1 1 ) weniger als das Drehmoment um dieselbe Gierachse ( ) Is less than the torque at the same yaw axis ( 13 13 ) ist. ) Is.
  24. Windkraftanlage nach Ansprüchen 5–23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gondel ( Wind turbine according to claims 5-23, characterized in that the gondola ( 1 1 ) verstellbare Ausgleichsschaufeln ( ) Adjustable balancing blades ( 17 17 ) aufweist. ) Has.
  25. Windkraftanlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsschaufeln ( Wind power plant according to claim 24, characterized in that the balancing blades ( 17 17 ) unverstellbar sind. ) Are non-adjustable.
  26. Windkraftanlage nach Ansprüchen 24, 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Ausgleichsschaufeln ( Wind power plant according to claims 24, 25, characterized in that the length of the balancing blades ( 17 17 ) gleich, größere oder kleinere als die Länge der Schaufeln der Windräder ( ) Is equal to, larger or smaller than the length of the blades of the wind turbines ( 3 3 ) und ( ) And ( 3' 3 ' ) und zusätzliche Windräder ( ) And additional wind turbines ( 4 4 ) und ( ) And ( 4' 4 ' ) ist und die Anzahl der Ausgleichsschaufeln ( ), And the number of balancing blades ( 17 17 ) eine oder mehr ist. ) Is one or more.
  27. Windkraftanlage nach Ansprüchen 24, 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Form und die Konstruktion der Ausgleichsschaufeln ( Wind power plant according to claims 24, 25, characterized in that the shape and the construction of the balancing blades ( 17 17 ) verschieden sind. ) Are different.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage gemäß den Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a wind turbine according to the preamble of claim 1.
  • [0002] [0002]
    Alle Windkraftanlagen mit horizontaler Rotationsachse des Windrades müssen der Windrichtung nachgeführt werden. All wind turbines with a horizontal axis of rotation of the windmill must track the wind direction. Dazu ist die Gondel mit dem Windrad und mit dem Elektrogenerator horizontal um eine vertikale Gierachse drehbar auf dem Turm angebracht. For this, the gondola with the wind turbine and the electric generator is horizontally mounted for rotation about a vertical yaw axis of the tower. Windkraftanlagen, deren Windräder auf der Leeseite des Turmes angeordnet sind, brauchen den komplizierten Windnachführungsmechanismus mit dem Windrichtungsgeber und mit den Stellmotoren nicht. Wind turbines, wind turbines which are located on the leeward side of the tower, do not need the complicated Windnachführungsmechanismus with the wind direction sensor and to the servomotors. Der Wind wirkt auf das Windrad ein und dreht die Gondel automatisch gegen den Wind und sorgt für eine sogenannte passive Windnachführung (z. B. The wind acts on the wind turbine and automatically turns the nacelle against the wind and makes for a so-called passive yaw system (z. B. DE 31 19736 C2 DE 31 19736 C2 ). ).
  • [0003] [0003]
    Aber bei solchem Verfahren der Windnachführung entstehen sogenannte Nick- und Gierschwingungen der Gondel mit dem Windrad und mit dem Elektrogenerator, deren Amplituden und Frequenzen die unzulässigen Größen erreichen können. But with such a method the yaw system created so-called pitch and yaw oscillations of the nacelle with the wind turbine and the electric generator whose amplitudes and frequencies can reach unacceptable sizes. Um solche Schwingungen zu dämpfen, benutzt man verschiedene Vorrichtungen und Verfahren (z. B. In order to dampen such vibrations, one uses various devices and methods (eg. B. EP 0 009 767 A2 EP 0009767 A2 ), die die Konstruktion der Windkraftanlagen komplizieren und unzuverlässigen beim Betrieb machen. ), Which complicate the construction of wind turbines and make unreliable in operation.
  • [0004] [0004]
    Der Anmeldung liegt offensichtlich die Aufgabe zugrunde, die Windkraftanlage zu schaffen, die einfach in seinem Aufbau ist, zuverlässig über lange Betriebszeiten arbeitet und deren Stromerzeugung gegenüber den bisher bekannten Windkraftanlagen verbessert und nicht aufwendig ist. The application is obviously based on the object to create the wind turbine, which is simple in structure, reliable in operation over long periods of operation and increase their power generation compared with the wind turbines previously known and is not expensive.
  • [0005] [0005]
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Windkraftanlage die Windfahne oder das zusätzliche Windrad, die auf der Luvseite des Turmes angeordnet sind, aufweist. This object is achieved in that the wind turbine, the wind vane or the additional wind turbine located on the windward side of the tower has.
  • [0006] [0006]
    Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, hierbei sind nur die Oberteile der Windkraftanlagen zu sehen. The embodiments of the invention are illustrated in the drawings, in this case only the tops of the wind turbines are seen. Es zeigen Shown
  • [0007] [0007]
    1 1 eine Windkraftanlage mit der Windfahne, a wind turbine with the wind vane,
  • [0008] [0008]
    2 2 ein Querschnitt AA gemäß a cross-section AA of 1 1 , .
  • [0009] [0009]
    3 3 eine Windkraftanlage mit dem zusätzlichen Windrad und mit den Ausgleichsschaufeln, a wind turbine with the added wind turbine blades and the balance,
  • [0010] [0010]
    4 4 ein Querschnitt CC gemäß a cross-section according to CC 3 3 , .
  • [0011] [0011]
    5 5 eine Windkraftanlage gemäß a wind turbine according to 3 3 jedoch mit dem Zahnradtrieb und mit der verschobenen zusätzlichen Windrad, However, with the gear drive and with the shifted additional wind turbine,
  • [0012] [0012]
    6 6 eine Windkraftanlage mit dem zusätzlichen Rotor, a wind turbine with the additional rotor,
  • [0013] [0013]
    7 7 eine Windkraftanlage mit dem zusätzlichen Stator, a wind turbine with the additional stator
  • [0014] [0014]
    8 8 eine Windkraftanlage mit zwei Paar der gleichachsigen Windräder, a wind turbine with two pairs of coaxial wind turbines,
  • [0015] [0015]
    9 9 ein Querschnitt BB gemäß a cross-section according to BB 8 8 , .
  • [0016] [0016]
    10 10 eine Windkraftanlage mit dem drehbaren Stator, a wind turbine with the rotating stator,
  • [0017] [0017]
    11 11 eine Darstellung entsprechend corresponding to a representation 10 10 , bei der jedoch die beide Windräder sich einerseits auf einer Seite der Gondel befinden. , But wherein the two wind turbines on the one hand located on one side of the nacelle.
  • [0018] [0018]
    3 3 , . 5 5 , . 6 6 , . 7 7 , . 8 8 , . 10 10 , . 11 11 sind die Längsschnitte der Gondel. are longitudinal sections of the nacelle.
  • [0019] [0019]
    In den Figuren zeigen die Pfeile die Windrichtung. In the figures, the arrows show the wind direction.
  • [0020] [0020]
    Die Windkraftanlage besteht aus der Gondel The wind turbine consists of the gondola 1 1 , die um eine vertikale Gierachse That about a vertical yaw axis 13 13 horizontal schwenkbar am oberen Ende des Turmes pivot horizontally at the top of the tower 2 2 angebracht ist. is attached. in der Gondel in the pod 1 1 ist der Elektrogenerator is the electric generator 16 16 mit dem Rotor with the rotor 7 7 und dem Stator and the stator 8 8 angebracht. attached. Der Rotor The rotor 7 7 ist durch die Welle is the wave 5 5 kinematisch mit dem Windrad kinematically to the wind turbine 3 3 , das sich auf der Leeseite des Turmes , Located on the leeward side of the tower 2 2 befindet, verbunden. is connected. Wenn sich die Windrichtung ändert, wirkt der Wind auf das Windrad If the wind changes direction, the wind on the wind turbine works 3 3 ein, infolgedessen sich ein Drehmoment um die vertikale Gierachse a, as a result, a torque about the vertical yaw axis 13 13 bildet, das dreht die Gondel forms, which rotates the nacelle 1 1 um die Gierachse about the yaw axis 13 13 automatisch in die richtige Richtung und ordnet die windwärts an. automatically in the right direction and orders the windward. Wenn der Wind wirbelt oder böiger ist und seine Richtung sich in der Horizontal- und Vertikalebene plötzlich, schnell und häufig ändert, entstehen die Nick- und Gierschwingungen der Gondel When the wind swirls or gusty and its direction changes rapidly and frequently in the horizontal and vertical plane suddenly arising pitch and yaw oscillations of the gondola 1 1 , deren Amplituden und Frequenzen die unzulässigen Größen erreichen können. Whose amplitudes and frequencies can reach unacceptable sizes. Um solche Schwingungen zu dämpfen und die Gondeldrehgeschwindigkeit zu verringern, ist es nötig ein Gegendrehmoment anzulegen, wobei dieses Gegendrehmoment muss weniger als Drehmoment vom Wind sein. In order to dampen such vibrations and to reduce the nacelle rotation speed, it is necessary to apply a counter-torque, said counter-torque must be less than the torque from the wind.
  • [0021] [0021]
    Gemäß According to 1 1 entsteht das Gegendrehmoment um die vertikale Gierachse creates the counter torque about the vertical yaw axis 13 13 mit Hilfe des vertikalen Blattes der Windfahne using the vertical blade of the wind vane 14 14 , die sich auf der Luvseite des Turmes That focus on the windward side of the tower 2 2 befindet. is located. Bei der Änderung der Windrichtung in der Horizontalebene wirkt der Wind auf das Windrad With the change of wind direction in the horizontal plane of the wind on the wind turbine works 3 3 ein und bildet ein Drehmoment, das sich die Gondel and forms a torque which the gondola 1 1 um die vertikale Gierachse about the vertical yaw axis 13 13 zu wenden bestrebt. seeks to address. Gleichzeitig wirkt der Wind auf das vertikale Blatt der Windfahne At the same time the wind on the vertical blade of the wind vane acts 14 14 ein und bildet das Gegendrehmoment, das weniger als Drehmoment vom Wind ist und das der Wendung der Gondel and forms the counter-torque is less than torque from the wind, and the turn of the nacelle 1 1 entgegenwirkt. opposes. Infolgedessen dreht sich die Gondel As a result, the gondola revolves 1 1 um die vertikale Gierachse about the vertical yaw axis 13 13 langsamer. slower. So erreicht man die Dämpfung der Gierschwingung. How to reach the attenuation of the snaking. Um die Nickschwingung zu dämpfen, aufweist die Windfahne In order to attenuate the pitching, having the wind vane 14 14 das horizontale Blatt ( the horizontal blade ( 2 2 ), das gleichartig funktioniert. ), Which works the same way. Wenn sich die Windrichtung in der Vertikalebene ändert, wirkt er auf das Windrad If the wind changes direction in the vertical plane, it acts on the wind turbine 3 3 ein und bildet das Drehmoment um die Querachse der Gondel and a is the torque about the transverse axis of the nacelle 1 1 . , Gleichzeitig wirkt der Wind auf das horizontale Blatt der Windfahne At the same time the wind on the horizontal Journal of the wind vane acts 14 14 ein und bildet das Gegendrehmoment um dieselbe Achse. and forms the counter-torque about the same axis. Dieses Gegendrehmoment ist weniger als Drehmoment vom Wind, deshalb wendet sich die Gondel This counter torque is less than torque from the wind, so turns the nacelle 1 1 um seine Querachse und stellt sich seine Längsachse entlang den Wind auf. about its transverse axis and faces along its longitudinal axis to the wind. Wenn nötig ist die Längsachse der Gondel If necessary, the longitudinal axis of the nacelle 1 1 in der Querposition immer zurückzuhalten, sind das Drehmoment vom Wind um die Querachse der Gondel in the transverse position always retain the torque from the wind to the lateral axis of the nacelle are 1 1 und das Gegendrehmoment um dieselbe Achse gleich groß. and the counter-torque equal to the same axis. Das Drehmoment ist gleich dem Produkt aus einer Kraft des Windes, die auf das Windrad The torque is equal to the product of the force of the wind on the wind turbine 3 3 einwirkt, und der Entfernung bis zu der Achse der Wendung der Gondel acts, and the distance to the axis of rotation of a gondola 1 1 . , Das Gegendrehmoment ist gleich dem Produkt aus einer Kraft des Windes, die auf die Windfahne The reaction torque is equal to the product of a force of the wind on the wind vane 14 14 einwirkt, und der Entfernung bis zu derselben Achse der Wendung der Gondel acts, and the distance to the same axis of rotation of a gondola 1 1 . , Da die Windrichtung sich nicht nur in den Horizontal- und Vertikalebene ändern kann, sondern auch in den schiefen Ebenen, kann die Windfahne Since the wind direction may change not only in the horizontal and vertical plane, but also in the inclined planes, the wind vane 14 14 außer den horizontalen und vertikalen Blättern noch geneigte Blätter aufweisen. except the horizontal and vertical sheets still have inclined blades. D. h. kann die Windfahne Ie., The wind vane 14 14 ein Blatt oder mehrere Blätter haben. have a sheet or multiple sheets.
  • [0022] [0022]
    Anstatt der Windfahne Instead of the wind vane 14 14 kann das zusätzliche Windrad , the additional wind turbine 4 4 an der Gondel to the gondola 1 1 drehbar auf der Luvseite des Turmes mounted on the windward side of the tower 2 2 angebracht sein. be appropriate. Wobei seine Konstruktionsabmessungen können gleichbedeutende oder andere als die Konstruktionsabmessungen des Windrades With its design dimensions may be the same or significant other than the design dimensions of the wind turbine 3 3 sein und können sich beide Windräder in entgegengesetzter oder in gleicher Richtung drehen. and be able to rotate in the opposite or in the same direction, the two wind turbines.
  • [0023] [0023]
    Die The 3 3 ist eine andere Bauart der Windkraftanlage, in der zum Unterschied von der letztgenannten Windkraftanlage das zusätzliche Windrad is another type of wind turbine, in contrast to the latter, the additional wind turbine wind turbine 4 4 , das auf der Luvseite des Turmes That on the windward side of the tower 2 2 angeordnet ist, durch die zusätzliche Welle arranged by the additional shaft 6 6 mit dem Rotor des Elektrogenerators with the rotor of the electric generator 16 16 kinematisch verbunden ist. kinematically connected. Das Windrad The wind turbine 3 3 und das zusätzliche Windrad and the additional wind turbine 4 4 rotieren beide in der gleichen Richtung. both rotate in the same direction. Wobei der Durchmesser des zusätzlichen Windrades Wherein the diameter of the additional wind turbine 4 4 ist kleiner als der Durchmesser des Windrades is smaller than the diameter of the wind turbine 3 3 . , Wenn nötig, können die Schaufeln des Windrades If necessary, the blades of the wind turbine can 3 3 und die Schaufeln des zusätzlichen Windrades and the blades of the windmill additional 4 4 die ungleichen Anstellwinkel aufweisen. have unequal angle. Außerdem können jede Schaufel des Windrades In addition, each blade of the wind turbine 3 3 und die entsprechende Schaufel des zusätzlichen Windrades and the corresponding bucket of additional wind turbine 4 4 in gleichen Ebenen oder willkürlich verschränkt, z. B. schachbrettartig, angeordnet sein und die Schaufelanzahl kann bei dem Windrad at equal levels or entangled arbitrary z. B. be like a chessboard, arranged, and the number of blades, in the wind turbine 3 3 und bei zusätzlichem Windrad and additional wind turbine 4 4 ungleich sein. be unequal. In dieser Konstruktion muss das Gegendrehmoment auch kleiner als das entsprechende Drehmoment vom Wind sein. In this construction, the counter-torque must be smaller than the corresponding torque by the wind.
  • [0024] [0024]
    Während der Bewegung des Luftstromes durch das zusätzliche Windrad During movement of the air flow through the additional wind turbine 4 4 entsteht seine Drallerzeugung. creates its spin generation. Um die Entdrallung des Luftstromes auszuführen, kann die Gondel To perform the Entdrallung of the air flow, the gondola 1 1 mit den Ausgleichsschaufeln with the balance blades 17 17 ausgerüstet werden ( be fitted ( 3 3 , . 4 4 ). ). Wobei können die Ausgleichsschaufeln Where can the balance blades 17 17 verstellbar oder unverstellbar sein. be adjustable or non-adjustable. Die Länge der Ausgleichsschaufeln The length of the compensation blades 17 17 kann gleich, größere oder kleinere als die Länge der Schaufeln des Windrades can be equal, larger or smaller than the length of the blades of the wind turbine 3 3 oder des zusätzlichen Windrades or the additional wind turbine 4 4 sein. be. Die Anzahl der Ausgleichsschaufeln The number of balancing blades 17 17 kann mehr als eine sein. may be more than one. Die Form und die Konstruktion der Ausgleichsschaufeln können verschieden sein. The shape and the design of the balancing blades may be different. Sie hängen hauptsächlich von den Konstruktionen des Windrades They depend mainly on the construction of the wind turbine 3 3 und des zusätzlichen Windrades and the additional wind turbine 4 4 ab. from.
  • [0025] [0025]
    Zur Verringerung des Kippmoments, das auf die Gondel In order to reduce the overturning moment, which on the nacelle 1 1 infolge der Rotation der Windräder wirkt, rotiert das zusätzliche Windrad effect due to the rotation of the wind turbines, wind turbine rotates the additional 4 4 in entgegengesetzter Richtung als das Windrad in the opposite direction as the pinwheel 3 3 . , Dabei ist die zusätzliche Welle It is the additional shaft 6 6 des zusätzlichen Windrades the additional wind turbine 4 4 z. B. durch den Zahnradtrieb z. B. through the gear drive 9 9 mit dem Rotor des Elektrogenerators with the rotor of the electric generator 16 16 verbunden und sich abseits von der Welle and extending away from the shaft 5 5 befindet, dh die Welle is, that the shaft 5 5 und die zusätzliche Welle and the additional shaft 6 6 sind nicht gleichachsig ( are not coaxial ( 5 5 ). ).
  • [0026] [0026]
    Damit bei dem Ausfall eines der Windräder die Arbeit der Windkraftanlage sich fortsetzt, weist die Windkraftanlage den zusätzlichen Rotor Thus, in case of failure of one of the windmills work of the wind turbine continues, the wind turbine has the additional rotor 10 10 auf, dessen zusätzliche Welle on whose additional shaft 6 6 mit dem zusätzlichen Windrad with the additional wind turbine 4 4 verbunden ist, wobei der Rotor is connected, said rotor 7 7 und der zusätzliche Rotor and the additional rotor 10 10 einen gemeinsamen Stator a common stator 8 8 haben und in gleicher oder entgegengesetzter Richtung rotieren ( have and rotate in the same or opposite direction ( 6 6 ). ). Der zusätzliche Rotor The additional rotor 10 10 kann den eigenen zusätzlichen Stator may own additional stator 15 15 haben, dh in der Gondel have, ie in the pod 1 1 zwei Elektrogeneratoren angeordnet sind, deren Rotoren in gleicher oder entgegengesetzter Richtung rotieren. two electric generators are arranged, the rotors of which rotate in the same or opposite direction. In diesem Fall sind weniger Türme In this case, fewer towers 2 2 erforderlich ( is required ( 7 7 ). ).
  • [0027] [0027]
    Die Windkraftanlage kann mehr als zwei Generatoren haben, z. B. vier ( The wind turbine can have more than two generators, eg., Four ( 8 8 , . 9 9 ). ). In diesem Fall weist sie zwei Paar fluchtender Windräder auf, und zwar zwei fluchtende Windräder In this case, it has two pair of aligned windmills, namely two aligned windmills 3 3 und and 3' 3 ' und zwei fluchtende zusätzliche Windräder and two aligned additional wind turbines 4 4 und and 4' 4 ' , jedes von ihnen mit eigenem Elektrogenerator , Each of them with its own electric generator 16 16 kinematisch verbunden ist. kinematically connected. Wobei können die Konstruktionsabmessungen der Windräder Where can the design dimensions of the wind turbines 3 3 und and 3' 3 ' und der zusätzlichen Windräder and the additional wind turbines 4 4 und and 4' 4 ' und ihre Drehrichtung sowohl gleich als auch ungleich sein. and its direction of rotation be either identical or unequal.
  • [0028] [0028]
    Die Windkraftanlage gemäß The wind turbine according to 10 10 weist den drehbaren Stator has the rotating stator 12 12 auf, der mit dem zusätzlichen Windrad on, the wind turbine with the additional 4 4 durch die Welle by the wave 11 11 in Drehung getrieben wird. is driven in rotation. Dabei rotieren der Rotor The rotor rotate 7 7 und der drehbare Stator and the rotatable stator 12 12 in entgegengesetzter Richtung, infolgedessen steigt die Relativgeschwindigkeit des Rotors in the opposite direction, as a result, increases the relative velocity of the rotor 7 7 in dem Magnetfeld des Stators in the magnetic field of the stator 12 12 . , Der drehbare Stator The rotating stator 12 12 kann mit dem Windrad may the wind turbine 3 3 kinematisch verbunden sein und der Rotor be kinematically connected and the rotor 7 7 kann mit dem zusätzlichen Windrad may, with the additional wind turbine 4 4 kinematisch verbunden sein. be kinematically connected.
  • [0029] [0029]
    11 11 stellt eine ähnliche Windkraftanlage dar, jedoch sind das Windrad However illustrates a similar wind turbine, the wind turbine are 3 3 und das zusätzliche Windrad and the additional wind turbine 4 4 gleichachsig hintereinander auf einer Seite der Gondel coaxially one behind the other on one side of the nacelle 1 1 angeordnet. arranged.
  • [0030] [0030]
    Die Windräder und die zusätzlichen Windräder aller Windkraftanlagen können die gleichen oder die ungleichen Konstruktionsabmessungen aufweisen, dh der Durchmesser, die Schaufelanzahl, der Anstellwinkel und die Drehzahl der Windräder The wind turbines and the additional wind turbines of all wind turbines may have the same or unequal construction having dimensions, that is the diameter, number of blades, the pitch angle and the rotational speed of the wind turbines 3 3 , der Windräder , The wind turbines 3' 3 ' , der zusätzlichen Windräder , The additional wind turbines 4 4 und der zusätzlichen Windräder and the additional wind turbines 4' 4 ' , sowie ihre Drehrichtungen können gleichen oder ungleichen sein. And their directions can be equal or unequal.
  • [0031] [0031]
    Wobei das Gegendrehmoment um die vertikale Gierachse Wherein the counter torque about the vertical yaw axis 13 13 durch die Windeinwirkung auf das vertikale Blatt der Windfahne by the effect of wind on the vertical blade of the wind vane 14 14 oder auf die zusätzliche Windräder or the additional wind turbines 4 4 und and 4' 4 ' weniger als das Drehmoment um dieselbe Achse, das bei der Einwirkung des Windes auf die Windräder less than the torque about the same axis, which by the action of the wind on the wind turbines 3 3 und and 3' 3 ' entsteht, ist. arises is. Und das Gegendrehmoment um die Querachse der Gondel And the counter-torque about the transverse axis of the nacelle 1 1 durch die Windeinwirkung auf die horizontale Blatt der Windfahne by the effect of wind on the horizontal Journal of the wind vane 14 14 oder auf die zusätzliche Windräder or the additional wind turbines 4 4 und and 4' 4 ' weniger oder gleich als das Drehmoment um dieselbe Achse, das bei der Einwirkung des Windes auf die Windräder less than or equal to the torque about the same axis, which by the action of the wind on the wind turbines 3 3 und and 3' 3 ' entsteht, ist. arises is. Das erzielt sich mit entsprechenden Konstruktionsabmessungen der Windkraftanlage, die man durch die Berechnung bestimmt. The obtained with corresponding design dimensions of the wind turbine, which is determined by the charge.
  • 1 1
    Gondel Gondola
    2 2
    Turm Tower
    3, 3' 3, 3 '
    Windrad Wind turbine
    4, 4' 4, 4 '
    zusätzliches Windrad additional wind turbine
    5 5
    Welle Shaft
    6 6
    zusätzliche Welle additional shaft
    7 7
    Rotor Rotor
    8 8
    Stator Stator
    9 9
    Zahnradtrieb Gear drive
    10 10
    zusätzlicher Rotor additional rotor
    11 11
    Welle des Stators Wave of the stator
    12 12
    drehbarer Stator rotating stator
    13 13
    Gierachse Yaw axis
    14 14
    Windfahne Windvane
    15 15
    zusätzlicher Stator additional stator
    16 16
    Elektrogenerator Electric generator
    17 17
    Ausgleichsschaufel Balancing blade
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • [0032] [0032]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA shall not be liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Patent literature cited
  • [0033] [0033]
    • - DE 3119736 C2 [0002] - DE 3119736 C2 [0002]
    • - EP 0009767 A2 [0003] - EP 0009767 A2 [0003]
Patent Citations
Cited PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
DE3119736C218 May 198112 Nov 1987United Technologies Corp., Hartford, Conn., UsTitle not available
EP0009767A227 Sep 197916 Apr 1980Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter HaftungSingle-bladed wind-turbine rotor and a method for starting and stopping same
Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
WO2012134459A1 *30 Mar 20114 Oct 2012Amsc Windtec GmbhDual-generator arrangement for a wind power plant
Classifications
International ClassificationF03D1/06, F03D1/02
Cooperative ClassificationF03D1/025, Y02E10/721, F03D1/0608
European ClassificationF03D1/02B, F03D1/06B
Legal Events
DateCodeEventDescription
28 Oct 2010OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
2 Dec 20108122Nonbinding interest in granting licenses declared
29 Jul 2015R016Response to examination communication