DE3021362A1 - Wind energy electrical power generator - has set of small rotors and generators and wind channelling devices combined as discrete modules - Google Patents

Wind energy electrical power generator - has set of small rotors and generators and wind channelling devices combined as discrete modules

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DE3021362A1
DE3021362A1 DE19803021362 DE3021362A DE3021362A1 DE 3021362 A1 DE3021362 A1 DE 3021362A1 DE 19803021362 DE19803021362 DE 19803021362 DE 3021362 A DE3021362 A DE 3021362A DE 3021362 A1 DE3021362 A1 DE 3021362A1
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Hans-Wilhelm Dipl.-Ing. 2000 Norderstedt Lange
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Abstract

The appts. for generating electrical energy from wind energy comprises wind conduction parts, a rotor and a generator. The appts. is arranged to increase the quantity of electrical energy developed, without incurring increased production costs. A number of relatively small rotors and generators and associated wind conduction parts are combined electrically and mechanically as discrete self consistent modules.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Device for generating electrical

Energie aus Windkraft. Energy from wind power.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft, bestehend aus Windleitteilen, Rotor und Generator. The invention relates to a device for generating electrical Energy from wind power, consisting of wind deflectors, rotor and generator.

Windkraftanlagen bestehen im allgemeinen aus einem relativ großen Rotor oder einem Propeller, um auf diese Art und Weise eine relativ große wirksame Fläche zur Verfügung zu stellen, welche durch den Wind beeinflußt wird, um den Rotor oder den Propeller in Drehung zu setzen, um auf diese Art und Weise einen angeschlossenen Generator zu drehen, so daß elektrischer Strom erzeugt werden kann. Wind turbines generally consist of a relatively large one Rotor or a propeller to be effective in this way a relatively large To make available area, which is influenced by the wind, around the rotor or to set the propeller in rotation in order to make a connected one Rotate generator so that electricity can be generated.

Derartige Windkraftanlagen müssen, damit keine Menschen und Tiere verletzt werden, abgesichert werden. Meist wird beispielsweise der Propeller selbst in einer verhältnsimäßig großen Höhe so gelagert, daß er sich außerhalb desjenigen Bereiches dreht, der von einem Menschen erreicht werden könnte. Dies bedingt verhältnismäßig aufwendige Konstruktionen, um einerseits den Propeller oder Rotor in die richtige Höhe zu-setzen, und um andererseits auch genügend große Flächen dem Wind auszusetzen. Auch muß die Konstruktion verhältnismäßig starken Stürmen Widerstand leisten können, wobei zusätzlich auch noch sichergestellt werden muß,daß die Konstruktion dem stillgesetzten Rotor oder Propeller hält, nämlich wenn eine zu hohe Windbelastung auftreten würde.Such wind turbines have to avoid people and animals to be injured, to be secured. Mostly, for example, the propeller itself in a proportionate way at a great height so that it is outside of the area that could be reached by a human being. this conditionally relatively complex constructions to the one hand the propeller or To set the rotor at the right height and, on the other hand, to have sufficiently large areas exposed to the wind. The construction must also have relatively strong storms Can offer resistance, and it must also be ensured that the construction holds the stopped rotor or propeller, namely when a too high wind loads would occur.

Es liegt auf der Hand, daß bekannte Windkraftanlagen relativ teuer sind, und durch die vorliegende Erfindung wird bezweckt, mit geringerem Aufwand relativ große Mengen elektrischen Stromes zu gewinnen. It is obvious that known wind turbines are relatively expensive are, and the present invention aims at less expense to generate relatively large amounts of electricity.

Dies wird dadurch erreicht, daß eine Vielzahl von relativ kleinen Rotoren und Generatoren und zugehörigen Windleitteilen, die in Form einzelner für sich selbständiger Moduln elektrisch und mechanisch zusammensetzbar sind, vorgesehen wird. This is achieved by having a large number of relatively small Rotors and generators and associated wind deflectors, which are in the form of individual for independent modules can be assembled electrically and mechanically will.

Mit Hilfe der Moduln gemäß der Erfindung können die Einzelbauteile einer Windkraftanlage in Serienfertigung hergestellt werden. Die einzelnen Moduln werden mechanische zusammengesetzt und dabei gleichzeitig gemäß der Erfindung elektrisch verbunden, so daß der insgesamt erzeugte Strom abgenommen werden kann und dem vorgesehenen Verwendungszweck zugeführt werden kann. Im Störungsfalle kann einer der Moduln leicht aus dem Verbund genommen werden, ohne daß die gesamte Anlage selbst auseinander genommen werden muß. Es ist ebenfalls denkbar, daß nur derjenige Teil der Windkraftanlage, der beispielsweise beschädigt worden ist, ausgebaut wird, So könnte beispielsweise der trichterförmige Windleitteil aus dem Modul herausgenommen werden und durch einen unbeschädigten Teil ersetzt werden. Andererseits kann auch der Rotor selbst ausgebaut werden, und durch einen neuen ersetzt werden, der dann seinerseits auf dem Generator befestigt wird. Schließlich ist auch die Entnahme des Generators möglich, ohne daß die anderen Teile eines MOduls ersetzt werden müssen. Die Anlage insgesamt fällt jedoch nicht dadurch aus, daß einer oder mehrere der einzelnen Moduln ausfallen, da durch bekannte elektrische Schaltungen erreicht werden kann, daß die anderen Generatoren weiterhin auf de!n vorgesehenen Verbraucher arbeiten, Mit Hilfe der Moduln gemäß der Erfindung kann eine Windkraft anlage in bezug auf den Wind günstiger ausgerichtet werden, als dies beispielsweise mit Hilfe eines Propellers möglich ist. Beispielsweise können die Moduln zwischen zwei Häuser gesetzt werden und dort quasi eine Wand bilden, so daß der sich zwischen den Häusern verfangende Wind günstig eingesetzt werden kann, um Strom zu erzeugen. Bedeutsam ist in diesem Zusammenhang auch, daß Menschen in die direkte Nähe der Anlage gehen können, ohne daß für sie irgendeine Gefahr besteht, was bei bekannten Windkraftanlagen nicht der Fall ist, es sei denn, sie werden auf relativ hohen Pfeilern oder dergl. untergebracht. Es ist beispielsweise auch denkbar, in einer derartigen Wand eine Tür vorzusehen, wobei die Tür im wesentlichen auch aus derartigen Moduln besteht, wobei zur öffnung der Tür die entsprechenden Moduln weggeschwenkt oder bewegt werden, so daß die Türöffnung freigegeben wird. Es ist noch nicht einmal erforderlich, daß für diese Zeitspanne die Anlage selbst abgeschaltet wird, im Gegenteil kann sie weiterarbeiten, allerdings geht ein Teil des Windes verloren, da nun der Wind durch die oeffnung hindurchblasen kann und die entsprechend schräg gestellten Moduln vom Wind nicht erreicht werden. With the help of the modules according to the invention, the individual components of a wind turbine are manufactured in series production. The individual modules are assembled mechanically and at the same time electrical according to the invention connected so that the total electricity generated can be taken and the intended Purpose of use can be supplied. In the event of a fault, one of the modules can easily can be removed from the network without disassembling the entire system itself must be taken. It is also conceivable that only that part of the wind turbine which has been damaged, for example, is expanded, so could For example, the funnel-shaped wind deflector can be removed from the module and replaced with an undamaged part. On the other hand, the rotor can be expanded and replaced by a new one, which in turn attached to the generator. Finally, there is also the removal of the generator possible without having to replace the other parts of a module. The attachment overall, however, does not fail because one or more of the individual modules fail, since it can be achieved by known electrical circuits that the other generators continue to work on the intended consumer, with help the modules according to the invention can be a wind turbine with respect to the wind be aligned more favorably than this, for example, with the help of a propeller is possible. For example, the modules can be placed between two houses and there form a wall, so to speak, so that the one caught between the houses Wind can be used cheaply to generate electricity. Is significant in this There is also a connection that people can go into the immediate vicinity of the system without that there is some danger for them, which is not the case with known wind turbines is the case, unless they are placed on relatively high pillars or the like. It is also conceivable, for example, to provide a door in such a wall, wherein the door essentially also consists of such modules, with the opening the door, the corresponding modules are pivoted or moved, so that the door opening is released. It is not even necessary for this period of time the system itself is switched off, on the contrary, it can continue to work, however goes Part of the wind has been lost because the wind is now blowing through the opening can and the correspondingly inclined modules cannot be reached by the wind.

Es ist weiterhin denkbar, die einzelnen Moduln am Dach eines Hauses so unterzubringen, daß der auf dem Dach aufsteigende Wind in die Rotoren geleitet wird. Auf diese Art und Weise kann ohne große konstruktive Anderungen am Dach eine relativ hohe Energiemenge zur Elektrizitätserzeugung eingefangen werden.It is also conceivable that the individual modules on the roof of a house to be accommodated in such a way that the wind rising on the roof is directed into the rotors will. In this way, without major structural changes to the roof, a relatively large amounts of energy can be captured to generate electricity.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse des Moduls so ausgebildet, daß es mit seiner dem Wind zugewandten Seite trichterförmig ausgebildet ist und den auftreffenden Wind direkt auf den Rotor leitet. According to a preferred embodiment of the invention, the housing of the module designed so that it is funnel-shaped with its side facing the wind is designed and directs the incident wind directly onto the rotor.

Nach einer weiterhin bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Rotor als Savonius-ROtor ausgebildet. According to a further preferred embodiment of the invention is the rotor is designed as a Savonius rotor.

Dadurch wird ein Vorteil dieses Rotors ausgewertet, nämlich der, daß mit Hilfe des beim Savonius-Rotors wirkenden Magnus-Effekts eine relativ große Energieausbeute erzielt werden kann.As a result, an advantage of this rotor is evaluated, namely that a relatively large energy yield with the help of the Magnus effect working in the Savonius rotor can be achieved.

Als Materialien kommen für das Gehäuse, die Windleitteile und den Rotor neben Blech auch Kunststoff in Frage, so daß verhältnismäßig billige Herstellverfahren eingesetzt werden können. Auch können die einzelnen Teile mit Hilfe von Schnappverbindungen miteinander verbunden werden, wobei alle denkbaren Verbindungsmöglichkeiten in Frage kommen. The materials used for the housing, the wind deflectors and the Rotor in addition to sheet metal also plastic in question, so that relatively cheap manufacturing processes can be used. The individual parts can also be connected using snap connections are connected to each other, with all conceivable connection options in question come.

Es ist nicht notwendig, die einzelnen Moduln in einer Art Regal unterzubringen, es ist denkbar, daß die Moduln gemäß der Erfindung aufeinander stapelbar bzw. miteinander befestigbar ausgebildet sind. Hierbei können gleichzeitig auch elektrische Verbindungsteile vorgesehen sein, so daß durch das Anordnen eines Moduls am anderen gleichzeitig eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Alle in diesem Zusammenhang bekannten Verbindungstrerfahren sollen auch hier eingesetzt werden, wobei die Möglichkeiten der lleihen-undParallelschaltung auf einfachste Art und WEise realisiert werden können indem Steckstifte zur Verbindung benachbarter Moduln eingesetzt werden.It is not necessary to accommodate the individual modules in a kind of shelf, it is conceivable that the modules according to the invention can be stacked on top of one another or with one another are designed to be fastened. Electrical connection parts can also be used at the same time be provided so that by placing one module on the other at the same time one electrical connection is established. All connection methods known in this context should also be used here, with the possibility of borrowing and parallel connection can be implemented in the simplest manner by inserting pins for connection adjacent modules can be used.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained.

Fig. 1 zeigt eine Mehrzahl von aneinander befestiger Moduln gemäß der Erfindung. 1 shows a plurality of modules according to FIG. 1 fastened to one another the invention.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Dachansichten von Häusern, auf welchen die Vorrichtung gemäß der Erfindung untergebracht ist. 2 and 3 show roof views of houses on which the Device according to the invention is housed.

In Fig. 1 sind zwei Reihen aufeinanderstehender Moduln 10 gezeigt, wobei jeder Modul einen Generator 11 und einen mit dem Generator 11 verbundenen Rotor 12 aufweist. Mit 20 ist ein Leitblech als Teil des Gehäuses eines Moduls gezeigt, so daß ersichtlich ist, daß Wind (s. Richtung der Pfeile) mit Hilfe der Leitteile 20 zum Rotor 12 geleitet wird, und den Generator 11 antreibt. In Fig. 1 two rows of modules 10 standing on top of one another are shown, each module having a generator 11 and one connected to the generator 11 Has rotor 12. With 20 a baffle is shown as part of the housing of a module, so that it can be seen that wind (see direction of arrows) with the help of the guide parts 20 is passed to the rotor 12, and the generator 11 drives.

In der Fig. 1 ist nicht gezeigt, auf welche Art und Weise die einzelnen Moduln miteinander verbunden sind, auch sind die elektrischen Verbindungen der einzelnen Moduln untereinander nicht gezeigt. In Fig. 1 is not shown in which way the individual Modules are connected to each other, also are the electrical connections of the individual Modules not shown one below the other.

In Fig. 2 ist der Teil eines Daches 13 eines Wohnhauses gezeigt. Wiederum sind Pfeile angegeben, welche die Windrichtung darstellen. Mit 10 sind mehrere aneinander befestigte Moduln gezeigt, welche ihrerseits in ihrer Gesamtheit am Dach befestigt sind. Zu beiden Seiten der zusammengesetzten Moduln befinden sich Leitbleche 14, welche mit dazu beitragen, den auf das Hausdach treffenden Wind in Richtung auf die Moduln 10 abzulenken. In Fig. 2 the part of a roof 13 of a residential building is shown. Again arrows are indicated which represent the wind direction. With 10 are several modules attached to one another are shown, which in turn in their entirety are attached to the roof. On both sides of the assembled modules are Baffles 14, which help to keep the wind hitting the roof in Direction to deflect the modules 10.

Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform der gemäß der Erfindung verwendeten Leitbleche 15. Diese sind in der Nähe des Dachfirstes etwa parallel zum Dach befestigt und gehen in der Höhe des Dachfirstes in senkrecht nach oben gerichtete Teile über. In dem zwischen den beiden senkrechten Teilen der Leitteile 15 befindlichen Zwischenraum sind die Moduln 10 gemäß der Erfindung angeordnet, so daß auf die Dachfläche (s. Richtung der Pfeile) auftreffender Wind zwischen Dach und Leitteil 15 gerät und schließlich die Rotoren der Moduln 10 antreibt. Oberhalb der senkrechten Teile der Leitteile 15 ist eine im wesentlichen waagerechte Platte 16 im Abstand angeordnet, welche dafür sorgt, daß der durch die Rotoren hindurchgeleitete Wind aus der Vorrichtung gemäß der Erfindung austreten kann, wobei andererseits verhindert wird, daß Regenwasser auf die Generatoren bzw. Rotoren trifft. Fig. 3 shows a particular embodiment of the invention used guide plates 15. These are approximately parallel in the vicinity of the roof ridge attached to the roof and go vertically upwards at the height of the roof ridge directed parts about. In the one between the two vertical parts of the guide parts 15 located intermediate space, the modules 10 are arranged according to the invention, so that wind hitting the roof surface (see direction of arrows) between the roof and guide part 15 and finally drives the rotors of the modules 10. Above of the vertical parts of the guide parts 15 is a substantially horizontal plate 16 arranged at a distance, which ensures that the passed through the rotors Wind can escape from the device according to the invention, on the other hand prevents rainwater from hitting the generators or rotors.

Die im wesentlichen parallel zu den Dachflächen verlaufenden Teile der Leitteile 15 können auch mit einem zunehmend geringer werdenden Abstand zum DAch ausgebildet sein, so daß eine relativ große Menge Luft in den Eintrittsschlitz zwischen Dach und Vorderkante des Leitteils 15 eintreten kann, andererseits kann durch diese Ausbildung erreicht werden, daß die eingetretene Luft mit relativ großer Geschwindigkeit auf die Rotoren der Moduln 10 trifft. The parts running essentially parallel to the roof surfaces the guide parts 15 can also with an increasingly smaller distance to Roof be designed so that a relatively large amount of air enters the inlet slot between the roof and the front edge of the guide part 15 can occur, on the other hand can be achieved by this training that the entered air with relatively large Speed hits the rotors of the modules 10.

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Claims (3)

Patentansprüche S Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus Wind ft, bestehend aus Windleitteilen, Rotor und Generator, gekennzeichnet durch eine Vielzahl relativ kleiner Rotoren (12) und Generatoren (11) und zugehörigen Windleitteilen (20), die in Form einzelner für sich selbstEndiger Moduln (10) elektrisch und mechanisch zusammensetzbar sind. Claims S device for generating electrical energy aus Wind ft, consisting of wind deflectors, rotor and generator, characterized by a plurality of relatively small rotors (12) and generators (11) and associated Wind deflectors (20), which are in the form of individual, self-contained modules (10) electrically and can be assembled mechanically. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (12) und Generator (11) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, das als Windleitteil ausgebildet ist und Verbindungsteile zur elektrischen Zusammenschaltung und zur mechanischen Verbindung der Moduln untereinander aufweist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rotor (12) and generator (11) are housed in a common housing, which as Wind deflector is formed and connecting parts for electrical interconnection and for the mechanical connection of the modules to one another. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren (12) als Savonius-Rotoren ausgebildet sind. 3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the rotors (12) are designed as Savonius rotors.
DE19803021362 1980-06-06 1980-06-06 Wind energy electrical power generator - has set of small rotors and generators and wind channelling devices combined as discrete modules Withdrawn DE3021362A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3438891A1 (en) * 1984-10-24 1986-04-24 Jean 5100 Aachen Braun Energy-generating devices by means of agglomerated units
WO2008001080A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Derek Alan Taylor Device for enhancing the effectiveness of power conversion from wind and other fluids

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