(openPR) Stuttgart, 20.10.2020
Der immer größer werdende Energiehunger unserer Gesellschaft, wie z.B. durch die Elektromobilität, Wasserstofferzeugung, Digitalisierung und Streamingsdienste werden inteligente, umweltschonende Lösungen gebraucht, die den Bedarf jetzt und zukünftig decken können.
Der Nutzung von Windkraft fällt dabei eine Schlüsselrolle zu. Dies ist eine globale Herausforderung, die die ganze Menschheit und deshalb auch jeden Einzelnen betrifft. Die in der Patentschrift "Strömungskonverter mit mindestens einem Wendeflügel" dargestellten und beschriebenen Strukturformen ermöglichen den Bau sehr großer Windkraftanlagen, die dieser globalen Aufgabe gerecht werden und ein wirksames Instrument für das Erreichen des international vereinbarten Zwei-Grad-Ziels ermöglichen. Mit dem RES-Strömungskonverter können Windkraftanlagen gebaut werden, die 10 bis 20 herkömmliche Anlagen ersetzen und damit einer "Verspargelung" der Landschaft entgegenwirken. Der RES Strömungskonverter bietet in ästhetischer Hinsicht eine neue Anmutung und überzeugt, im Gegensatz zu herkömmlichen Dreiflügelanlagen, mit einer harmonischen Drehbewegung. Mit einer Windturbine, die eine Leistung von 50 MW ermöglicht, steht eine weltweit einsetzbare, innovative Technologie für die CO2-freie Stromerzeugung zur Verfügung. Dies gilt gerade auch für die in Deutschland angestrebte grüne Wasserstofferzeugung im Energiesektor. Mit dem Bau eines Prototyps, der nur in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner vorstellbar ist, kann eine Sprunginnovation in der Leistung einer einzelnen Windkraftanlage verwirklicht werden.
Technischer Hintergrund:
Die Patenschrift "RES-Strömungskonverter mit mindestens einem Wendeflügel" beschreibt eine Strömungsmaschine als eine Kraftmaschine mit einer vertikal oder horizontal angeordneten Drehimpulsachse, die als Wind- oder Wasserturbine ausgebildet werden kann. Der tragende Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Saugseite der asymmetrisch profilierten Rotorblätter des Strömungskonverters, regelmäßig von der Innenseite auf die Außenseite der Umlaufbahn eines Rotors wechselt. Dieser Wechsel ermöglicht eine Bilanzierung der aus dem Auftrieb der Rotorblätter abgeleiteten Kräfte, sodass sich die aus dem Auftrieb abgeleiteten Sogkräfte an dem Strömungskonverter mindestens teilweise gegenseitig kompensieren. Dadurch verursacht das Gesamtsystem Strömungskonverter eine vergleichsweise geringere Belastung der Tragkonstruktion. Auch deshalb ist es möglich mit diesem innovativen fluiddynamischen Prinzip sehr große Windkraftanlagen herzustellen, deren Tragstruktur weit weniger beansprucht wird als bei herkömmlichen Lösungen. Diesem Grundgedanken folgend, sind in der Patentschrift unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt und beschrieben. Im Rahmen von Test Test Contest werden ein 480 m hoher Vertikalachsrotor „RES Giga Tube“ und zwei neuartige Windräder „RES Giga Wheel“ und „RES Mega Wheel“, jeweils mit 250 m Durchmesser, vorgestellt. Die als RES Giga Tube bezeichnete Windkraftanlage besteht aus zwei übereinander gestapelten Gitterschalen, die jeweils die Form eines Rotationshyperboloids haben und aus einer Vielzahl biegesteif untereinander verbundener Rotorblätter bestehen. Die Windkraftanlage hat an ihrer Basis einen Durchmesser von 200 m und stützt sich auf eine Vielzahl von Fahrgestellen, deren Radachsen jeweils mit einem Motorgenerator verbunden sind. Die Anordnung des Generators auf Höhe des gegebenen Terrains ist ein besonderer Vorteil. Der Entwurf RES Giga Wheel zeigt eine Windkraftanlage als eine Speichenradkonstruktion mit horizontaler Drehachse. Dabei besteht die Felge aus einer von Rotorblättern gebildeten Gitterschale, die einen virtuellen, kreisringförmigen Torus in Form von zwei Endlosschleifen umgeben. Jeweils an dem äußeren und inneren Scheitelpunkt des Torus wechselt die Orientierung der Saugseite der Rotorblätter von der Innenseite der Umlaufbahn an der luvseitigen Hälfte des Torus auf die Außenseite der Umlaufbahn an der leeseitigen Hälfte des Torus. Radiale Stahlseile verspannen die Felge mit einer Nabe, die eine Mehrzahl von in Reihe angeordneten Ringgeneratoren aufnimmt. Die Radachse ruht in einer Gabelkonstruktion, die über ein Azimuthlager mit dem Mast verbunden ist. Bei dem als RES Mega Wheel bezeichneten Windrad besteht die Felge aus einem Ringflügel, der an seiner äußeren Saugseite eine Vielzahl von Wendeflügeln trägt, die jeweils in der Rotationsebene des Rades ihre Orientierung von der Außenseite zur Innenseite der Umlaufbahn wechseln.
