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Dokumentenidentifikation DE102005047622A1 12.04.2007
Titel Windenergie-Speicher-Puffer
Anmelder Prikot, Alexander, Dipl.-Ing., 42651 Solingen, DE
Erfinder Prikot, Alexander, Dipl.-Ing., 42651 Solingen, DE
DE-Anmeldedatum 05.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005047622
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse F03D 9/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorgeschlagene Erfindung bezieht sich auf die Nutzung der Windenergie und insbesondere auf die Vertikalachsen-Windkraftanlagen, d.h. Windkraftanlagen mit den vertikalen Windrotor-Achsen (e. vertical axis wind turbine or vertical axis windmill). Der Gegenstand der Erfindung ist der Windenergie-Speicher-Puffer, dem noch nichts entspricht.

Dieser Puffer ist schon in den Vertikalachsen-Windkraftanlagen nach meiner Erfindung mit dem Aktenzeichen DE 10 2005 043 444.4 und teilweise in den Vertikalachsen-Windkraftanlagen nach meinen Erfindungen mit den Aktenzeichen DE 10 2005 011 501.2-15, DE 10 2004 061 369.9-15, DE 10 2004 042 205.2-15, DE 10 2004 024 752.8-15, DE 10 2004 001 573.2-15 und DE 103 32 678.2-15 verwendet. Er kann aber nicht nur in diesen Vertikalachsen-Windkraftanlagen verwendet werden.

Der Windenergie-Speicher-Puffer(WESP) speichert den Überfluss der Windenergie. Damit ist eine Speicherung vor der Umwandlung in die Elektroenergie gemeint. Dank einer solchen Speicherung könnte man die Energie eines Sturmwindes benutzen und gleichzeitig mit Elektrogeneratoren sparen.

Diese Erfindungsaufgabe kann durch verschiedene Lösungen gelöst werden.

1. Lösung. Fig. 1.

WESP weist Druckluft-Reservoire (100), Luftpumpen (79) mit den Getrieben (70), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, auf. Die Luftturbinen sind mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (985) verbunden. Die Elektrogeneratoren sind mit dem Windrotor nicht verbunden.

Kommentar zur Lösungen 1 bis 8.

Die Luftpumpen oder die Ventile und Luftturbinen, die zeitbedingt die Funktion der Luftpumpen erfüllen, werden benutzt, wenn die Elektrogeneratoren die ganze Windenergie nicht ausnutzen können. Wenn der Wind zu stark ist, arbeiten die Elektrogeneratoren und die Luftpumpen gleichzeitig oder die Luftpumpen arbeiten allein. Dabei kann man die Zahl der Luftpumpen dynamisch steurn. Je stärker der Wind ist, desto mehr ist die Zahl der Luftpumen, die benutzt werden. Wenn der Wind zu schwach ist, kommt die Druckluft in die Luftturbinen und sie drehen direkt oder durch die Zwischengetriebe die Rotoren der Elektrogeneratoren.

2. Lösung. Fig. 2.

WESP weist Druckluft-Reservoire (100), Luftpumpen (79) mit den Getrieben (70), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, auf. Die Luftturbinen sind mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (985) verbunden. Die Elektrogeneratoren sind auch mit dem Windrotor durch die Getriebe (80) verbunden.

3. Lösung. Fig. 3.

WESP weist Druckluft-Reservoire (100), Ventile (994) und Luftturbinen (993) mit den Getrieben (983), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, auf. Die letzen Luftturbinen sind mit den Elektrogeneratoren (89) durch Zwischengetriebe (985) verbunden. Die Elektrogeneratoren sind mit dem Windrotor nicht verbunden.

4. Lösung. Fig. 4.

WESP weist Druckluft-Reservoire (100), Ventile (994) und Luftturbinen (993) mit den Getrieben (983), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, auf. Die letze Luftturbinen sind mit den Elektrogeneratoren (89) durch Zwischengetriebe (985) verbunden. Die Elektrogeneratoren sind auch mit dem Windrotor durch die Getriebe (80) verbunden.

5. Lösung. Fig. 5.

WESP weist Druckluft-Reservoire (100), Ventile (992) und Luftturbinen (991) mit den Getrieben (98), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft und auch für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, auf. Die Luftturbinen sind mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (981) verbunden. Die Elektrogeneratoren sind mit dem Windrotor nicht verbunden.

6. Lösung. Fig. 6.

WESP weist Druckluft-Reservoire (100), Ventile (992) und Luftturbinen (991) mit den Getrieben (98), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft und auch für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, auf. Die Luftturbinen sind mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (88) verbunden, die zwischen den Getrieben (98) und Getrieben (80) angeordnet sind. Die Elektrogeneratoren sind mit dem Windrotor durch die Getriebe (80) verbunden.

7. Lösung. Fig. 1 bis Fig. 6.

Die Getriebe (70, 80, 98, 983) sind mit einem Reibungs- oder Zahn-Ringstreifen oder Reibungs- oder Zahn-Ansatzring (26) des Windrotors durch einen Rollen-Kotakt oder mit Rädern oder Superrädern, die den Windrotor unterstützen, durch einen Drehn- oder Rollen-Kotakt verbunden.

8. Lösung. Fig. 7.

WESP weist Druckluft-Reservoire (100), Luftpumpen mit den Getrieben oder Ventile und Luftturbinen mit den Getrieben, die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile und Luftturbinen mit den Getrieben, die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, auf. Die Getriebe sind mit einem Reibungs- oder Zahn-Streifen des untenerwähnten Magnet-Träger-Rings (894) des untenerwähnten Super-Elektro-generators (890) durch einen steuerbaren Rollen-Kontakt vebunden und in diesem Fall weist der Super-Elektrogenerator entlang seiner ganzen Kreislinie auch eine Rollen/Kopplungs-Vorrichtung (895), die den Magnet-Träger-Ring (894) mit einem Ansatzring (896) des Windrotors steuerbar bindet. Falls die Windkraftanlage keine Luftpumpen aufweist, werden normalerweise dieselbe Ventile (992) und Luftturbinen (991) sowohl für die Komprimierung der Luft, als auch für die Nutzung der Druckluft benutzt und wird der Funktionswechsel durch die Ventile (992), Getriebe (98) und die Rollen/Kopplungs-Einrichtung gesteuert.

Der Super-Elektrogenerator (890), der um das Zentrum der Windkraftanlage herum angeordnet ist, weist eine Kreis-Reihe der Wicklungen mit den Kernen (891) auf dem Windrotor-Träger und eine Kreis-Reihe der Magneten (892) an einem Magnet-Träger-Ring (894), der normalerweise ein unterer Ansatzring des Windrotors ist, auf.

9. Lösung, die mit der Lösung 8 verbunden ist. Fig. 7.

Mit dem Super-Elektrogenerator (890) ist ein Super-Getriebe (893) verbunden, das den Abstand zwischen der Kreis-Reihe der Wicklungen mit den Kernen (891) und der Kreis-Reihe der Magneten (892) variiert. Dabei ist das Super-Getriebe mit den Kernen bei der Wicklungen verbunden und normalerweise entsprechend der Zahl dieser Kerne geteilt.

Kommentar zur Lösung 9.

Dank dieser Lösung ist die Windanpassungsfähigkeit des Super-Elektrogenerators besser als die die Windanpassungsfähigkeit der normalen Elektrogeneratoren. Es ist sinnvoll sowohl den Super-Elektrogenerator als auch die normalen Elektrogeneratoren zu benutzen.

10. Lösung, die mit einer der Lösungen 1 bis 9 verbunden ist. Z.B. Fig. 1 bis Fig. 7.

Jedes Druckluft-Reservoir (100) weist die Form eines vertikalen Zylinders mit runden Stirnseiten auf und ist normalerweise mit einer Raumstütze des Windrotor-Trägers integriert.

11. Lösung, die mit einer der Lösungen 1 bis 10 verbunden ist.

Alle Druckluft-Reservoire sind miteinander verbunden und stellen ein Druckluft-Reservoir-System zusammen, das mindestens eine Druckluft-Leitung aufweist, die zu einem äußeren Druckluft-Netz geht.

Kommentar zur Lösung 11.

Das Druckluft-Netz kann als ein Energie-Netz verwendet werden. Wenn das Druckluft-Netz groß genug ist, wird die Windenergetik von den gegenwärtigen Windbedingungen unabhängig. Außerdem könnte man das Druckluft-Netz auch für den Druckluft-Nachschub einiger Fabriken benutzen. Manche Produktionen, die die Druckluft und/oder die Elektroenergie brauchen, könnten direkt in den freien Räumen der Windkraftanlagen, die dafür groß genug sind, in Gang gebracht werden.

Erklärungen zu den Zeichnungen

1 – Windenergie-Speicher-Puffer und Elektrogeneratoren. EKBS. Lösung 1.

2 – Windenergie-Speicher-Puffer und Elektrogeneratoren. EKBS. Lösung 2.

3 – Windenergie-Speicher-Puffer und Elektrogeneratoren. EKBS. Lösung 3.

4 – Windenergie-Speicher-Puffer und Elektrogeneratoren. EKBS. Lösung 4.

5 – Windenergie-Speicher-Puffer und Elektrogeneratoren. EKBS. Lösung 5.

6 – Windenergie-Speicher-Puffer und Elektrogeneratoren. EKBS. Lösung 6.

7 – Windenergie-Speicher-Puffer und Superelektrogenerator. EKBS. Lösung 8.

  • Abkurzung: EKBS – Entrollte Kreisbogen-Sicht.

Erklärungen zu den Bezugszeichen

70
– Getriebe für die Luftpumpe
79
– Luftpumpe
80
– Getriebe des Elektrogenerators
88
– Zwischengetriebe
98, 981, 983, 985
– Getriebe bei der Luftturbine
100
– Druckluft-Reservoir
890
– Super-Elektrogenerator
891
– Wicklung mit einem Kern des Super-Elektrogenerators
892
– Magnet des Super-Elektrogenerators
893
– Unterer Ring-Zwischenstück des Super-Elektrogenerators
894
– Magnet-Träger-Ring des Super-Elektrogenerators
895
– Rollen/Kopplungs-Vorrichtungen für den Magnet-Träger-Ring
896
– Unterer Ansatzring des Ringrotors
988
– Zwischengetriebe
991, 993, 995
– Luftturbine
992, 994, 996
– Ventil bei der Luftturbine


Anspruch[de]
Windenergie-Speicher-Puffer, dadurch gekennzeichnet, dass

er Druckluft-Reservoire (100), Luftpumpen (79) mit den Getrieben (70), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, aufweist und

die Luftturbinen mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (985) verbunden sind und die Elektrogeneratoren mit dem Windrotor nicht verbunden sind.
Windenergie-Speicher-Puffer, dadurch gekennzeichnet, dass

er Druckluft-Reservoire(100), Luftpumpen (79) mit den Getrieben (70), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, aufweist und

die Luftturbinen mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (985) verbunden sind und die Elektrogeneratoren auch mit dem Windrotor durch die Getriebe (80) verbunden sind.
Windenergie-Speicher-Puffer, dadurch gekennzeichnet, dass

er Druckluft-Reservoire (100), Ventile (994) und Luftturbinen (993) mit den Getrieben (983), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, aufweist und

die letzen Luftturbinen mit den Elektrogeneratoren (89) durch Zwischengetriebe (985) verbunden sind und die Elektrogeneratoren mit dem Windrotor nicht verbunden sind.
Windenergie-Speicher-Puffer, dadurch gekennzeichnet, dass

er Druckluft-Reservoire (100), Ventile (994) und Luftturbinen (993) mit den Getrieben (983), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile (996) und Luftturbinen (995), die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, aufweist und

die letzen Luftturbinen mit den Elektrogeneratoren (89) durch Zwischengetriebe (985) verbunden sind und die Elektrogeneratoren auch mit dem Windrotor durch die Getriebe (80) verbunden sind.
Windenergie-Speicher-Puffer, dadurch gekennzeichnet, dass

er Druckluft-Reservoire (100), Ventile (992) und Luftturbinen (991) mit den Getrieben (98), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft und auch für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, aufweist und

die Luftturbinen mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (981) verbunden sind und die Elektrogeneratoren mit dem Windrotor nicht verbunden sind.
Windenergie-Speicher-Puffer, dadurch gekennzeichnet, dass

er Druckluft-Reservoire (100), Ventile (992) und Luftturbinen (991) mit den Getrieben (98), die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft und auch für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, aufweist und

die Luftturbinen mit den Elektrogeneratoren (89) durch die Zwischengetriebe (88) verbunden sind, die zwischen den Getrieben (98) und Getrieben (80) angeordnet sind, und die Elektrogeneratoren mit dem Windrotor durch die Getrieben (80) verbunden sind..
Windenergie-Speicher-Puffer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe (70, 80, 98, 983) mit einem Reibungs- oder Zahn-Ringstreifen oder Reibungs- oder Zahn-Ansatzring (26) des Windrotors durch einen Rollen-Kotakt oder mit Rädern oder Superrädern, die den Windrotor unterstützen, durch einen Drehn- oder Rollen-Kotakt verbunden sind. Windenergie-Speicher-Puffer, dadurch gekennzeichnet, dass

er Druckluft-Reservoire (100), Luftpumpen mit den Getrieben oder Ventilen und Luftturbinen mit den Getrieben, die für die Speicherung der Windenergie durch die Komprimierung der Luft benutzt werden, Ventile und Luftturbinen mit den Getrieben, die für die Nutzung der Druckluft benutzt werden, aufweist und

die Getriebe mit einem Reibungs- oder Zahn-Streifen des untenerwähnten Magnet-Träger-Rings (894) des untenerwähnten Super-Elektrogenerators (890) durch einen steuerbaren Rollen-Kontakt vebunden sind und in diesem Fall

der Super-Elektrogenerator entlang seiner ganzen Kreislinie auch eine Rollen/Kopplungs-Vorrichtung (895), die den Magnet-Träger-Ring (894) mit einem Ansatzring (896) des Ringrotors steuerbar bindet, aufweist und

falls die Windkraftanlage keine Luftpumpen aufweist, normalerweise dieselbe Ventile (992) und Luftturbinen (991) sowohl für die Komprimierung der Luft, als auch für die Nutzung der Druckluft benutzt werden und der Funktionswechsel durch die Ventile (992), Getriebe (98) und die Rollen/Kopplungs-Einrichtung gesteuert wird und der Super-Elektrogenerator (890), der um das Zentrum der Windkraftanlage herum angeordnet ist, eine Kreis-Reihe der Wicklungen mit den Kernen (891) auf dem Windrotor-Träger und eine Kreis-Reihe der Magneten (892) an einem Magnet-Träger-Ring (894), der normalerweise ein unterer Ansatzring des Windrotors ist, aufweist.
Windenergie-Speicher-Puffer nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Super-Getriebe (893), das den Abstand zwischen der Kreis-Reihe der Wicklungen mit den Kernen (891) und der Kreis-Reihe der Magneten (892) variiert, mit dem Super-Elektrogenerator (890) verbunden ist und dieses Super-Getriebe mit den Kernen bei der Wicklungen verbunden und normalerweise entsprechend der Zahl dieser Kerne geteilt ist. Windenergie-Speicher-Puffer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Druckluft-Reservoir (100) die Form eines hohlen vertikalen Zylinders mit runden Stirnseiten aufweist und normalerweise mit einer Raumstütze des Windrotor-Trägers integriert ist. Windenergie-Speicher-Puffer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Druckluft-Reservoire miteinander verbunden sind und ein Druckluft-Reservoir-System zusammenstellen, das eine äußere Druckluft-Leitung aufweist, die zu einem äußeren Druckluft-Netz geht.






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