DE102022002133A1

DE102022002133A1 - Eine Vorrichtung zur Umwandlung der Windenergie in die Elektrische, bestehend aus zwei übereinander angebrachte und sich in entgegengesetzte Richtung rotierende Propeller, die separat jeweils den Stator und Rotor eines Generators antreiben.

Info

Publication number: DE102022002133A1
Application number: DE102022002133.1A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2023-12-14

Abstract

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Windgenerator, der aus 2 konzentrischen Propeller besteht, die gegenläufig laufen und jeweils den Rotor und Stator des Generators separat antreiben - wobei die zwei Propeller nicht wie bisher hintereinander sitzen sondern mit Hilfe von geeigneten Konstruktionen (z.B. Rundstäben) übereinander.
Dadurch sind die Schaufeln der zwei Windräder anders als bisher dem Wind direkt ausgesetzt und können so die volle Leistung erbringen, ohne von dem Anderen Propeller gestört zu sein. Zudem können diese in Form, Anzahl der Schaufeln und hinsichtlich der Geometrie getrennt voneinander errechnet und erstellt werden, sodass eine Optimale Leistung des gesamten Systems gewährleistet ist.

Description

Windräder zur Erzeugung von elektrischer Energie gibt es von vertikal bis horizontal in zahlreichen Varianten. Dabei läuft es bei fast allen immer nach demselben Schema: Propeller treiben entweder den Stator oder den Rotor eines Generators an. Somit entscheidet neben den Faktoren wie Anzahl der Propeller, deren Form, Anordnung und aber auch der Größe des Generators hauptsächlich die Windstärke, wie schnell und kräftig sich dann ein Windgenerator rotieren Lässt.
Bei einem kleinen Windstoß, bleiben Windgeneratoren meist still stehen oder bewegen sich langsam. Da aber Generatoren oft eine Mindestdrehzahl benötigen, um überhaupt Strom produzieren zu können - so werden Generatoren bei Windstärken unterhalb der vorausgesetzten mindest- Drehzahl keine Leistungen erbringen.
Hilfe verschafft man sich hierbei auf Kosten von Drehmoment und Rotationsgeschwindigkeit mit Getrieben, höheren Windungszahlen und oder mit geeigneter Größe des Propeller. Es gilt allerdings hier der physikalische Faustregel; je größer der Propeller oder je größer die Übersetzung im Getriebe, desto langsamer bzw. Je schneller, desto schwächer.
Am effektivsten ist ein System, das ohne äußeren Einwirkungen den höchsten Ertrag liefert.
Auch hier haben Erfinder bereits gute Ansätze geliefert: Zwei horizontal und hintereinander angebrachte Propeller, die in entgegengesetzter Richtung drehen, sodass jeweils ein Propeller den Stator eines Generators bei gleicher Windrichtung nach rechts drehen lässt und der andere den Rotor desselben Generators nach links, sodass der Rotor mit doppelter Geschwindigkeit an dem Stator vorbeifährt. Somit ergibt sich eine Verdopplung der Geschwindigkeit durch Schaffung einer relativen Geschwindigkeit.
Allerdings sieht der bisherige technische Stand bei solch einer Erfindung so aus, dass die zwei relevanten Propeller direkt hintereinander angeordnet sind. Bei derartiger Anordnung der Propeller wird sich der gleiche Windstrom um das vordere Windrad zu dem sich dahinter befindenden zweiten Windrad erst vorbeikämpfen müssen. Hierbei verliert aber der Wind etwas Energie an das vordere Windrad und trifft auf das hintere Windrad erst mit verminderter Energie auf. Zudem hängt die Geometrie des hinteren Windrad stark von der des vorderen ab.
Der Gegenstand dieser Erfindung ist dieses Problem dadurch zu beheben, in dem die zwei Propeller nicht hintereinander angeordnet werden, sondern übereinander (Bild1). Dadurch sind die Schaufeln der zwei Windräder dem Wind direkt ausgesetzt und können so die volle Leistung erbringen, ohne von dem Anderen Propeller gestört zu sein. Zudem können diese in Form, Anzahl der Schaufeln und hinsichtlich der Geometrie getrennt voneinander errechnet und erstellt werden, sodass eine Optimale Leistung des gesamten Systems gewährleistet ist.
Eine Vorrichtung wie oben beschrieben, bestehend aus jeweils einem Propeller, der z.b. horizontal und zentral am Stator sitzt und ein weiterer Propeller, der sich am Rotor befindet. Dabei werden die Propeller übereinander platziert und so dass sie sich gegenläufig drehen.
Bei den beiden Propeller kann es sich auch um vertikale Propeller handeln, die ebenfalls ,übereinander stehen und getrennt voneinander jeweils den Rotor und den Stator des Generators antreiben. Es ist allerdings auch durchaus möglich die zwei gegenläufig sich drehende Propeller mit ausreichendem Abstand nebeneinander zu positionieren, sodass diese jeweils den Stator und Rotor des Generators mit Hilfe von z.B. Riemen oder Zahnrädern antreiben können.
In beiden Fällen rotieren der Stator und der Rotor des Generators über eine fixierte Achse.
Bei einer horizontalen Version des Systems, sind die Schaufeln des zentralen Rades in negativer Richtung zu dem äußeren Windrad gebogen. Bei einem vertikalen System sind die Schaufeln der oberen und unteren Propeller so konstruiert, dass sie in entgegengesetzter Richtung zueinander rotieren.
Ein Windgenerator wie oben beschrieben, bei dem das äußere Windrad vom zentrifugalen Luftstrom des zentralen bzw. unteren Rads durch ein extra Schutzblech abgeschirmt bzw. geschützt ist.
Ein Windgenerator wie oben beschrieben, bei dem sowohl der Rotor als auch der Stator um eine fixierte Achse drehen können.
Ein Windgenerator dessen Generator sowohl aus drei Phase (bürstenlos) oder zwei Phasen (mit Bürsten) bestehen kann.
Ein Windgenerator bei dem die Kommutatoren, je nach Generatortyp, entweder vom Rotor ausgehend oder vom Stator, rotierend horizontal oder vertikal (Bild 2) um die fixierte Hauptachse angebracht sind.

Claims

Ein Windgenerator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen Stator und Rotor sich mit Hilfe von zwei übereinander stehenden Propellern in entgegengesetzte Richtungen rotieren lassen.
Ein Windgenerator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen Propeller sowohl horizontal übereinander stehen können als auch vertikal.
Ein Windgenerator mit horizontal angebrachten Propellern ist nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus sowohl einem zentralen Windrad besteht und einem weiteren , welcher über diesem ersten Windrad besteht.
Ein Windgenerator nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln in entgegengesetzter Richtung gebogen sind.
Ein Windgenerator nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen Propeller, falls sie einem vertikalen Propellersystem genügen, sich die Propeller gegenläufig bewegen.
Ein Windgenerator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen Generator aus 3 Phasen (Bürstenlos) oder zwei Phasen (Mit Bürsten) bestehen kann.
Ein Windgenerator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen Rotor und Stator sich über eine fixierte Achse rotieren lassen.
Ein Windgenerator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen Kommutator sich entweder horizontal oder vertikal um die fixierte Hauptachse rotieren lässt.
Ein Windgenerator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass dessen zwei Propeller vor dem Eigenwind der jeweiligen Propeller mit Hilfe von z.B. eines passenden Bleches abgeschirmt sind.