Die Herausforderung
Die Rotorblätter herkömmlicher Turbinen erstrecken sich innerhalb eines Rotorkreises radial von der Rotationsachse ausgehend bis zu dem von den Radius des Rotorkreises vorgegebenen Rotorblattende. Da bei der Drehbewegung des Rotors an jedem Punkt des Rotorblatts eine unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeit auftritt, muss das Rotorblatt in sich verwunden ausgebildet werden, um den wechselnden Anströmbedingungen zu genügen. Zudem nimmt die Belastung von der Blattspitze zu der Rotationsachse exponentiell zu. Der innere Bereich der durch den Rotorkreis definierten Strömungsröhre ist für die Erzeugung eines Drehmoments an der Rotationsachse schlecht geeignet. Erst an den Blattspitzen, dort wo das Rotorblatt seine höchste Umlaufgeschwindigkeit hat, arbeitet es besonders effektiv. Wie sieht ein Rotor aus, der ausschließlich vom Außenumfang des Rotorkreises her angetrieben wird?
Die Erfindung
Bei der RES-Turbine bildet z.B. der Druckring einer filigranen Speichenradkonstruktion das Strömungsleitwerk und leitet die Strömung jeweils mit einem dynamischen Konuswinkel von der horizontalen Rotationsachse weg und zu der Rotationsachse hin, wobei die Strömung den Druckring von außen und innen umströmt. Der Konuswinkel, die Strömungsgeschwindigkeit und die Umlaufgeschwindigkeit des Speichenrads bestimmen den Anströmwinkel für die sich von Luv nach Lee erstreckenden Flügel, die sich auf den Druckring der Speichenradkonstruktion stützen und sowohl an der Ringaußen- als auch an der Ringinnenseite Antriebskräfte erzeugen.
Die Vorteile
- Erzeugung tangentialer Antriebkräfte ausschließlich am äußeren Rand des Rotorkreises
- Einfache Herstellung der Rotorblätter die nicht verdrillt werden müssen
- Elementierung der Konstruktion
- Konsequenter Einsatz von Leichtbautechniken für die Ausbildung des Rotors
- Erzeugung luvseitiger Schubkräfte, die die Tragkonstruktion entlasten
- Unauffälliges Erscheinungsbild des Rotors
Die Anwendungen
- Geeignet für Windkraftanlagen mit unterschiedlichen Rotordurchmessern von 1,50 m bis 300 m
- − Windturbine mit einer Leistung von bis zu 16 MW