Beschreibung

Windkraftanlagen mit vertikaler, das heißt im Wesentlichen quer zu einer horizontalen Windrichtung verlaufender Drehachse werden bevorzugt als einzelne Kleinanlagen im Bereich von 0,5 bis 5 kW und darüber betrieben. Sie enthal- ten einen Stator mit Statorblättern und einen Rotor mit Rotorschaufeln, wobei Rotor und Stator zusammen auch als Turbine bezeichnet werden. Der Rotor treibt einen Generator zur Gewinnung elektrischer Energie an. Gesucht wird allgemein nach Lösungen, die eine kostensparende, leichtgewichtige und trotzdem robuste Bauart der Windkraftanlage ermöglichen.

Die Druckschrift DE 10 2007 062 483 A1 zeigt eine Windkraftanlage mit vertikaler Drehachse, bei der ein als Windleitkorb bezeichneter Statoraufbau über Spindeln höhenverstellbar gegenüber einem innerhalb des Stators angeordneten und drehbar an einem Mast gelagerten Rotor mit daran angeschlossenem Generator ist. Dadurch lässt sich abhängig von der Windstärke die Luftströmung regu- lieren, die auf die Rotorschaufeln treffen soll. Ein weiteres Beispiel für einen Turbinenaufbau aus Stator und innenliegendem Rotor ist in der Druckschrift FR 2 432 102 A beschrieben.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2013 105 475 U1 zeigt bereits eine vergleichsweise leichte und kostengünstig herstellbare Konstruktion des Stators durch speziell geformte Statorblatthalter. Diese sind im Wesentlichen aus einem Stück Blech herstellbar und haben eine in der Seitenansicht trapezförmige Grundform. Allerdings wird bei dieser herkömmlichen Lösung immer noch davon ausgegangen, dass Stator und Rotor zusammen eine sich selbst tragende und stabile Turbinenkonstruktion bilden, um dann einen separat davon angeordneten Generator anzutreiben. Wie im Folgenden zu sehen sein wird, besteht in diesem Punkt eine Verbesserungsmöglichkeit.

In der Druckschrift GB 2 1 16 640 A wird eine vertikale Windturbine offenbart, bei der die Rotorblätter oder -schaufeln schwenkbar bzw. gefedert gelagert sind, um seitlich auf die Windkraftanlage einwirkenden Kräften bei Starkwinden standhalten zu können. Außerdem ist es generell bekannt, die Rotorlager mit Gummipuffern auszurüsten, um quer zur Drehachse wirkende Windkräfte bis zu einem gewissen Grad zu dämpfen. Ebenfalls bekannt ist es, die Aufhängung eines Generators an einem Stützmast durch geeignete Puffer zu dämpfen, um eine Übertragung von Vibrationen des Generators auf den Mast und das den Mast tra- gende Gebäudeteil (zum Beispiel ein Hausdach) zu reduzieren. Im Stand der Technik werden die Rotorwelle und die daran befestigten Rotorteile bzw. die drehbar dazu gelagerten Statorelemente aber generell als durchgängig starre Konstruktion begriffen. Wie im Folgenden zu sehen sein wird, besteht in diesem Bereich ebenfalls eine Verbesserungsmöglichkeit.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Windkraftanlage zu schaffen, die leichtgewichtig und kostengünstig herstellbar ist und deren Konstruktion trotzdem robust genug ist, um auch starken Winden standzuhalten. Die Aufgabe wird durch die im beigefügten Anspruch 1 angegebene Windkraftan- läge gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele.

Gemäß einem ersten Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird der Generator nicht mehr als von dem Aufbau der übrigen Windkraftanlage unabhängig betrachtet, sondern als tragendes Konstruktionselement der Turbine eingesetzt. Genauer gesagt wird mindestens ein Statorblatthalter direkt am Gehäuse des Generators befestigt. Weil der Generator aufgrund der darin befindlichen Kupferspulen und Permanentmagnete ein relativ schweres und damit tragfähiges Bauteil ist, lässt sich auf diese Weise die Masse des Generators nutzbringend zur Stabilisierung des Statorgrundgerüsts einsetzen. Der Stator kann damit insgesamt schlanker konzipiert werden, ohne an Stabilität zu verlieren.

Gemäß einem zweiten Grundgedanken der vorliegenden Erfindung, der sich in Kombination mit dem ersten Grundgedanken, aber auch völlig unabhängig davon verwirklichen lässt, wird die Rotorwelle nicht mehr als ein durchgängig starres Gebilde ausgeführt, sondern oberhalb des Generators ein flexibles Gelenk darin eingebracht, das eine gelenkige Verbindung zwischen einem oberen Rotor- abschnitt und einem den Generator antreibenden unteren Rotorabschnitt herstellt. Das Gelenk erlaubt ein Kippen der Rotorachse über einen vorbestimmten Winkelbereich bei gleichzeitig voller Drehmomentübertragung zum unteren Rotorabschnitt und damit zum Generator. Durch das Verkippen der Rotorwelle wird ein Teil der seitlich auf die Windkraftanlage einwirkenden überschüssigen Kraft bei Starkwind absorbiert, so dass die Stützkonstruktion für die Turbine insgesamt nicht so stark dimensioniert werden muss.

Die Erfindung wird im Folgenden genauer anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Bodenbereichs der erfindungsgemäßen Windkraftanlage von der Seite; Fig. 2a eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Statorblatthalters von schräg oben;

Fig. 2b eine perspektivische Ansicht des ersten Statorblatthalters von schräg unten;

Fig. 2c eine perspektivische Ansicht eines zweiten erfindungsgemäßen

Statorblatthalters von schräg oben;

Fig. 2d eine perspektivische Ansicht des zweiten Statorblatthalters von schräg unten;

Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht des Bodenbereichs der erfin- dungsgemäßen Windkraftanlage;

Fig. 4a eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Windkraftanlage von der Seite;

Fig. 4b eine schematische Darstellung der Bewegbarkeit der Windkraftanlage in einer Seitenansicht;

Fig. 5a eine perspektivische Ansicht einer Windkraftanlage gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung von schräg oben; und

Fig. 5b eine perspektivische Ansicht der Windkraftanlage gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel von schräg unten.

Fig. 1 zeigt einen im Erdboden oder an einem Gebäude oder dergleichen befestigbaren Mast 6, dessen vertikaler Endabschnitt 3 die Form eines Flansches hat. Auf diesem Flansch 3 liegt die Bodenplatte 12 des Generatorgehäuses auf, die mittels Schrauben 9 oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln daran angeflanscht ist. Der Generator 1 wird mittig von der Drehachse 7 durchdrungen, um die sich die Rotorwelle 17 dreht bzw. drehbar gelagert ist. An der Rotorwelle 17 sind Rotorarme 18 befestigt, die die Rotorschaufeln 5 tragen. Seitlich auf die Windkraftanlage einströmende Luft wird von den Statorblättern 4, die oft auch als Leitbleche bezeichnet werden, so abgelenkt, dass die Rotorflügel 5 unabhängig von der Windrichtung ein Drehmoment in einer Richtung (hier in der Draufsicht im Uhrzeigersinn) erfahren.

Die Statorblätter 4, die (wie in der Figur 3 gezeigt) gerade oder auch gebogen (wie in den Figuren 5a, 5b gezeigt) ausgeführt sein können, ruhen jeweils auf einem Statorblatthalter 2, genauer gesagt auf dessen im Wesentlichen horizontal verlaufender Grundplatte 21 . Außerdem weist jeder Statorblatthalter 2 mindestens eine Seitenwand 23 auf, die sich zur Drehachse 7 hin verbreitert und dadurch ei- ne gute Übertragung der Kraftvektoren vom Außenumfang des Stators zu dem in der Mitte angeordneten Generatorgehäuse gewährleistet. Zur Mitte hin endet die Seitenwand 23 in der Endkante 26, die an der Seitenwand des Generatorgehäuses anliegt, sowie in einem die Deckenplatte 1 1 des Generatorgehäuses überlappenden Vorsprung 25.

Durch Bohrlöcher 32a, 32b (siehe Fig. 2a-d) in dem Vorsprung 25 und der Deckenplatte 1 1 lassen sich geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben 8, einbringen. Ein entsprechendes Bohrloch 34a (siehe Fig. 2a-d) befindet sich in einer Abkantung 24 der Seitenwand 23 und dient zur Befestigung an der Bodenplatte 12 mittels geeigneter Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben 9. Die Befestigung des Statorblatthalters 2 an dem Generatorgehäuse erfolgt also im Wesentlichen durch das Anschrauben des Vorsprungs 25 an der Deckenplatte 1 1 , das Abstützen der Endkante 26 gegen die Generatorseitenwand und das Anschrauben der Abkantung 24 an der Bodenplatte 12. Dies ermöglicht nicht nur eine besonders feste und tragfähige Verbindung zwischen Statorblatthalter 2 und Generator 1 , sondern erlaubt auch das Ableiten der auf die Statorblatthalter 2 einwirkenden Tragekräfte auf das wesentlich massivere Generatorgehäuse.

Oberhalb des Generators 1 , aber unterhalb der Rotorarme 18 weist die Rotorwelle 17 des gezeigten Ausführungsbeispiels das flexible Gelenk 10 auf. Dieses vorzugsweise als Klauenkupplung mit Gummipuffer oder Elastomerkupp- lung ausgebildete Gelenk erlaubt ein flexibles Verkippen der Rotorwelle 17 bezüglich der vertikal orientierten Drehachse 7. Einzelheiten dazu werden später anhand der Figuren 4a und 4b erläutert.

Die Figuren 2a bis 2d zeigen Details zu zwei vorzugsweise verwendeten Arten von Statorblatthaltern 2 der vorliegenden Erfindung. Die Figuren 2a und 2b zeigen eine erste Bauart der Statorblatthalter 2 und die Figuren 2c und 2d deren zweite Bauart. Vorzugsweise können die zwei Bauarten abwechselnd in Um- fangsrichtung angeordnet werden. Die Grundidee der vorliegenden Erfindung lässt sich aber auch mit Statorblatthaltern 2 verwirklichen, die alle von der gleichen Bauart sind. Dies kann eine der zwei Bauarten sein, die in den Figuren 2a bis 2d zu sehen sind, oder eine davon abweichende Bauart wie sie in den Figuren 5a und 5b zu sehen ist. Wesentlich ist allein, dass die Bauart der Statorblatthalter 2 eine zuverlässige Verbindung mit dem Gehäuse des Generators 1 oder direkt in Verbindung mit diesem Gehäuse stehenden Bauteilen ermöglicht. In dem Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 3 zu sehen ist, werden nur Statorblatthalter 2 der ersten Bauart verwendet. Genauso gut könnte man aber auch solche der zweiten Bauart verwenden. Die in den Figuren 2a bis 2d gezeigten Statorblatthalter 2 sind insgesamt einstückig durch mehrfaches Abkanten und Zuschneiden bzw. Bohren und Stanzen aus einem Stück Blech hergestellt. Das Blech wird so abgekantet, dass es eine im Wesentlichen rechteckige Grundplatte 21 a aufweist, von deren Seiten- kanten sich U-förmig eine kurze Seitenwand 22a und eine lange Seitenwand 23a erstrecken. Auf der Grundplatte 21 a sind mehrere Befestigungslöcher 31 a zum Befestigen der senkrecht zur Grundplatte 21 a orientierten Statorblätter 4 vorhanden. Außerdem befinden sich - wie weiter oben bereits erwähnt - am radial innen liegenden Ende der Grundplatte 21 a Befestigungslöcher 32a zur Befestigung des Vorsprungs 25a an der Deckenplatte 1 1 mittels der Befestigungsmittel 8. Am radial außen liegenden Ende der Grundplatte 21 a ist ferner ein Befestigungsloch 33a vorhanden, das zum Befestigen eines Umfangsrings 19 dient, der später anhand der Fig. 3 näher erläutert wird.

Die erste Seitenwand 22a ist im Wesentlichen rechteckförmig und stellt le- diglich eine kurze Abkantung der ersten Seitenkante der Grundplatte 21 a dar. Sie dient vor allem zur Aussteifung des Statorblatthalters 2 gegen Durchbiegen. Die zweite Seitenwand 23a ist länger und hat die bereits in der Fig. 1 dargestellte Grundform eines gleichschenkligen Trapezes. Sie dient der Ableitung der Tragekräfte der auf der Grundplatte 21 a liegenden Last in Richtung Drehachse 7 auf das Generatorgehäuse. Die zweite Seitenwand 23a ist an ihrem unteren Ende nochmals nach innen abgekantet und bildet hier die im Wesentlichen rechteckige Abkantung 24a. Am radial innen liegenden Ende der Abkantung 24a ist - wie weiter oben bereits erwähnt - wiederum ein Bohrloch 34a angebracht, durch das die Befestigungsmittel 9 den Statorblatthalter 2 an der Bodenplatte 12 und dem Mastflansch 3 befestigen können.

Die in den Figuren 2c und 2d dargestellte zweite Bauart des Statorblatthalters 2 unterscheidet sich von der ersten Bauart nur insofern, als die Grundplatte 21 b nicht rechteckig ist, sondern im Wesentlichen die Grundform eines gleichschenkligen Trapezes hat. Dadurch liegen die zwei radial innen liegenden Befe- stigungslöcher 32b näher beieinander als die entsprechenden Befestigungslöcher 32a, und die lineare Anreihung der Befestigungslöcher 31 b auf der Grundplatte 21 b verläuft in einem spitzeren Winkel zum Radius des Gesamtaufbaus der Windkraftanlage als die Anreihung der entsprechenden Bohrlöcher 31 a der Grundplatte 21 a. Alle übrigen Elemente des Statorblatthalters 2 der zweiten Bau- art entsprechen in Form und Funktion den entsprechenden Elementen bei der ersten Bauart, insbesondere die Seitenwände 22b, 23b, die Abkantung 24b und die Bohrlöcher 33b und 34b. Der Statorblatthalter 2 kann in seiner zweiten Bauart dichter in Umfangsrichtung um das Generatorgehäuse angeordnet werden, ohne dass die radial weiter außen liegende Nutzfläche zum Befestigen der Statorblätter 4 an den Befestigungslöchern 31 b wesentlich verkleinert wäre.

Die Funktion der Vorsprünge 25a und 25b sowie der Endkante 26a und

26b besteht, wie schon unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert, darin, das Generatorgehäuse mit dem Vorsprung 25 zu überlappen und mit der radial innen liegenden Endkante 26 den Statorblatthalter 2 gegen die zylindrische Seitenwand des Generatorgehäuses abzustützen. Eine ähnliche Abstützungsfunktion übernimmt (wenn auch in geringerem Maße) die radial innen liegenden Endkante der kurzen Seitenwand 22a, 22b. Insgesamt entsteht so eine belastbare und Tragekräfte gut ableitende Verbindung zwischen dem Statorblatthalter 2 und dem Generator 1 . Die Statorblatthalter 2 können so die gesamte Traglast des Stators halten und an das Generatorgehäuse ableiten, obwohl die Statorblatthalter 2 nur aus einem einfachen Stück Blech geformt sind und sich daher leicht und kostengünstig herstellen lassen.

Die Fig. 3 zeigt nochmals den Gesamtaufbau in einer perspektivischen Seitenansicht. Gut zu sehen sind die Statorblatthalter 2 erster Bauart, die sternförmig um das im Wesentlichen scheibenförmige Generatorgehäuse angeordnet sind. Gemäß einer ebenfalls bevorzugten aber nicht dargestellten Modifikation der Erfindung, können die Statorblatthalter erster und zweiter Bauart alternierend um das Generatorgehäuse angeordnet sein.

Auf den vordersten zwei Statorblatthaltern 2 sind die Grundplatten 21 a ohne die darauf befestigten Statorblätter 4 dargestellt, um einen besseren Einblick ins Innere der Windkraftanlage zu ermöglichen. Auf den Grundplatten 21 a sind aber die Befestigungsmittel 20 (vorzugsweise Schrauben) zum Anbringen der Statorblätter 4 dargestellt, damit man sich deren Befestigung besser vorstellen kann. Außerdem ist in Umfangsrichtung um die radial außen liegenden Enden der Statorblätter 2 ein Ring 19 in Form eines Hohlprofils zu sehen. Dieser wird über die Befestigungslöcher 33a mit den Statorblatthaltern 2 verbunden und sorgt für eine zuverlässige Verbindung der radial außen liegenden Enden der Statorblatthalter 2. Dadurch wird die gesamte Konstruktion zusätzlich ausgesteift.

In den Figuren 4a und 4b wird das Erfindungsprinzip des flexiblen Gelenks 10 genauer erläutert. Die Fig. 4a stimmt in ihrem unteren Bereich mit der bereits beschriebenen Fig. 1 überein, zeigt aber zusätzlich noch den weiteren Verlauf der Rotorwelle 17. Von dieser erstreckt sich zunächst ein weiterer Rotorarm 18, an dem die Rotorschaufel 5 befestigt ist. Die Rotorwelle 17 endet schließlich mit ihrem axialen Endabschnitt an dem Radiallager 41 . An diesem ist die Rotorwelle 17 drehbar bezüglich des Stators gelagert. Sternförmig vom Radiallager 41 nach außen verlaufende Streben 42 stellen den oberen Abschluss der Windkraftanlage dar. An dem radial außen liegenden Ende der Streben 42 ist jeweils der obere Endabschnitt der Statorblätter 4 befestigt.

Die Rotorwelle 17 verläuft von dem Radiallager 41 bis zu ihrem im Inneren des Generators 1 liegenden Ende, an dem das Drehmoment an den Innenläufer des Generators 1 übertragen wird. Das flexible Gelenk 10 unterteilt die Rotorwelle in einen gegenüber der Vertikalen schwenkbaren oberen Rotorabschnitt 15 und einen nicht schwenkbaren unteren Rotorabschnitt 16. Die Auslenkung des oberen Rotorabschnitts 17 bezüglich der Vertikalen führt aufgrund der Verbindung der Rotorwelle 17 mit den Rotorblättern 5 über die Rotorarme 18 und der Verbindung mit den Statorblättern 4 über das Radiallager 41 und die Streben 42 auch zu ei- nem entsprechenden flexiblen Verkippen eines großen Bereichs 13 der gesamten Windkraftanlage. Wie in der Fig. 4b besser zu sehen ist, bleibt nur der Bereich 14 der Windkraftanlage starr, der fest mit dem oberen Endabschnitt des Haltemastes 6 verbunden ist, also der Generator 1 und der untere Rotorabschnitt 16. Der übrige Bereich 13 ist grundsätzlich flexibel und kann so Spitzenbelastungen aufgrund von seitlich einströmenden Starkwinden abfedern. Der starre Bereich 14 kann dadurch auch weniger massiv ausgelegt werden, weil er nicht so starke Gegenkräfte ableiten muss, wie bei einem starren oberen Rotorabschnitt. Außerdem wird dadurch die Übertragung von Vibrationen der Turbine auf den Mast 6 reduziert.

Das Gestänge des Stators hat sich als insoweit ausreichend flexibel erwie- sen, dass eine Auslenkung der Rotorwelle 17 durch eine entsprechende Verbindung des aus Streben 42 und Statorblatthaltern 2 zusammengesetzten Stator- grundgerüsts auch auf den Stator übertragen wird. Dies ist in der Fig. 4b durch die Überlagerung mehrerer Statorpositionen in dem flexiblen Bereich 13 dargestellt. Insbesondere die Statorblätter 4 sind in sich so weit elastisch, dass sie eine Auslenkung des oberen Rotorabschnitts 15 erlauben, ohne die Befestigung des Stators (besonders die Befestigung der Statorblatthalter 2 an dem Generatorgehäuse) in Mitleidenschaft zu ziehen. Zusätzlich wäre aber auch angedacht, an dem Ort der Befestigungselemente 8, 9 flexible Verbindungselemente vorzusehen, die eine noch bessere Beweglichkeit des flexiblen Bereichs 13 in Relation zu dem starren Bereich 14 ermöglichen. In den Figuren 5a und 5b ist der Gesamtaufbau der Windkraftanlage gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben bzw. schräg unten dargestellt. Hier hat der Stator zehn baugleiche Statorblatthalter 2, auf deren im wesentlichen kreissektorförmigen Grundplatten 21 jeweils ein Statorblatt 4 befestigt ist. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die gezeigte Anzahl der Statorblatthalter 2 festgelegt ist und statt der gezeigten Konfiguration n=10 auch jede andere für Drehungen um 360 n im Wesentlichen rotationssymmetrische Konfiguration möglich ist.

Anders als bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen stoßen die einzelnen Statorblatthalter 2 in den Figuren 5a und 5b mit ihrer Seitenwand 22 jeweils flächig an der Seitenwand 23 des jeweils benachbarten Statorblatthalters 2 an. Die so aneinander anliegenden Seitenflächen 22, 23 werden jeweils durch Befestigungselemente, insbesondere Schrauben, fest miteinander verbunden, so dass insgesamt aus den zehn Grundplatten 21 eine besonders stabile, durchge- hende Bodenplatte entsteht. Die Grundplatten 21 weisen jeweils Lüftungsschlitze 51 auf, die für eine ausreichende Luftzufuhr und Luftabfuhr in axialer Richtung sorgen.

Die Bauart der Streben 42 am Oberende der Turbine ist im Wesentlichen symmetrisch zu den Grundplatten 21 . Die zehn Streben 42 sind im Wesentlichen kreissektorförmig und haben vertikale Abkantungen, über die sie jeweils aneinander anliegen und fest miteinander verbunden sind, so dass insgesamt eine durchgehende Deckenplatte entsteht. Axiale Lüftungsschlitze 52 sind auch in den Streben 42 vorhanden.

Innerhalb des im wesentlichen hohlzylindrischen Gesamtaufbaus des Sta- tors befindet sich der Rotor mit den insgesamt ebenfalls zehn Rotorschaufeln 5, die drehbar um die Rotorwelle 17 gelagert sind. Dazu befindet sich in einer durch die Streben 42 gebildeten zentrischen Aussparung ein Radiallager 41 zur drehbaren Lagerung des oberen Endes der Rotorwelle 17. Das untere Ende der Rotorwelle 17 ist mit dem Generator 1 zur Energiegewinnung gekoppelt. Die in der Draufsicht rotationssymmetrische Anordnung und Befestigung der einzelnen Statorblätter 2 am Generatorgehäuse hat sich als auch in Leichtbausweise stabil und montagefreundlich erwiesen.

Zusammenfassend wird bei einer Windkraftanlage mit vertikaler Drehachse die aus Stator und Rotor zusammengesetzte Turbine direkt am Generatorgehäu- se befestigt. Dies gelingt vorzugsweise dadurch, dass die Statorblätter 4 tragende Statorblatthalter 2 direkt am Gehäuse des Generators 1 befestigt werden. So lässt sich die Masse des relativ schweren Generatoraufbaus nutzbringend zur Stabilisierung des Stators einsetzen. Gleichzeitig oder alternativ dazu wird an der Rotorwelle 17 zwischen dem Generator 1 und dem die Rotorblätter 5 tragenden oberen Rotorabschnitt 15 ein flexibles Gelenk 10, vorzugsweise eine Klauenkupplung mit Gummipuffer oder eine Elastomerkupplung, vorgesehen, die eine Auslenkung der Rotorwelle 17 im oberen Rotorabschnitt 15 gegenüber der Vertikalen um einen vorbestimmten Winkelbereich zulässt. Dies ermöglicht eine weniger massiv ausgelegte Bauart der Rotorbefestigung, weil der obere Rotorabschnitt 15 und die damit verbundenen Bereiche 13 der gesamten Turbine nicht mehr starr den seit- lieh einwirkenden Windkräften standhalten müssen, sondern diese Kräfte teilweise durch das flexible Gelenk 10 und die seitliche Auslenkung des oberen Rotorabschnitts 15 aufgenommen werden können.

Im Folgenden werden Aspekte [1 ] bis [10] gemäß dem zweiten Grundgedanken der vorliegenden Erfindung aufgezählt. Diese Aspekte oder einzelne Ele- mente daraus lassen sich bevorzugt in Kombination mit dem Gegenstand verwirklichen, der in den angehängten Patentansprüchen definiert wird, aber auch unabhängig davon als eigenständige Erfindungsideen:

[1 ] Windkraftanlage mit

einem Rotor, der drehbar um eine vertikale Drehachse (7) gelagert ist und mehrere Rotorflügel (5) aufweist,

einem Stator mit mehreren Statorblättern (4), die dazu ausgelegt sind, seitlich auf die Windkraftanlage einströmende Luft in Richtung der Rotorflügel (5) zu lenken,

einem Generator (1 ) zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Drehung des Rotors um eine Rotorwelle (17), und

einem flexiblen Gelenk (10), das oberhalb des Generators (1 ) an der Rotorwelle (17) angeordnet ist und eine gelenkige Verbindung zwischen einem oberen Rotorabschnitt (15) und einem den Generator (1 ) antreibenden unteren Rotorabschnitt (16) herstellt.

[2] Windkraftanlage nach [1 ], wobei das Gelenk (10) zwischen dem Generator (1 ) und der Befestigung der Rotorflügel (5) angeordnet ist und den unteren Rotorabschnitt (16) gelenkig mit einem die Rotorflügel (5) tragenden oberen Rotorabschnitt (15) verbindet.

[3] Windkraftanlage nach [1 ] oder [2], wobei das Gelenk (10) in flexibler Weise und über einen bestimmten Winkelbereich ein Kippen der Rotorwelle (17) im Be- reich des oberen Rotorabschnitts (15) in radialer Richtung quer zur Drehachse (7) erlaubt, nicht aber Auslenkungen in axialer Richtung entlang der Drehachse (7).

[4] Windkraftanlage nach [3], wobei das Gelenk (10) dazu ausgelegt ist, das Kippen der Rotorwelle (17) im Bereich des oberen Rotorabschnitts (15) gegen- über der Orientierung einer nicht verkippten Drehachse (7) im Bereich des unteren Rotorabschnitts (16) über einen Winkelbereich von 0° bis 20°, vorzugsweise 0° bis 15° zuzulassen.

[5] Windkraftanlage nach einem der Aspekte [1 ] bis [4], wobei das Gelenk (10) dazu ausgelegt ist, ein Drehmoment des oberen Rotorabschnitts (15) um die Drehachse (7) kraft- und/oder formschlüssig in ein entsprechendes Drehmoment des unteren Rotorabschnitts (16) um die Drehachse (7) umzusetzen.

[6] Windkraftanlage nach einem der Aspekte [1 ] bis [5], wobei das Gelenk (10) eine Klauenkupplung mit Gummipuffer oder eine Elastomerkupplung aufweist.

[7] Windkraftanlage nach einem der Aspekte [1 ] bis [6], ferner mit einem Radiallager (41 ), an dem der obere Rotorabschnitt (15) drehbar an einem oberen Endabschnitt des Stators gelagert ist,

wobei der untere Rotorabschnitt (16) drehbar an einem unteren Endabschnitt des Stators gelagert ist, und zwar vorzugsweise über das Drehlager des Generators (1 ), indem der untere Endabschnitt des Stators direkt mit dem Gene- ratorgehäuse verbunden ist.

[8] Windkraftanlage nach [7], ferner mit wenigstens einem Statorblatthalter (2), auf dem die Statorblätter (4) befestigt sind, wobei die drehbare Lagerung des unteren Rotorabschnitts (16) an dem unteren Statorendabschnitt dadurch erfolgt, dass der Statorblatthalter (2) an dem Gehäuse des Generators (1 ) befestigt und der untere Rotorabschnitt (16) drehbar in dem Generator (1 ) gelagert ist.

[9] Windkraftanlage nach [7] oder [8], wobei die Befestigung des unteren Statorendabschnitts an dem Gehäuse des Generators (1 ) durch ein elastisches Verbindungselement erfolgt.

[10] System aus einer Windkraftanlage nach einem der Aspekte [1 ] bis [9] und einem im Erdboden und/oder einem Gebäudeteil verankerbaren Mast (6), an dessen vertikalem Endabschnitt (3) der untere Rotorabschnitt (16) der Windkraftanlage ansetzt, wobei der vertikale Endabschnitt (3) des Mastes (6) vorzugsweise fest mit dem Gehäuse des Generators (1 ) verbunden ist. Bezugszeichenliste

1 Generator

2 Statorblatthalter

3 Mast-Endabschnitt/Flansch

4 Statorblatt

5 Rotorflügel

6 Mast

7 Drehachse

8, 9 Bef estigungsm ittel/Schraube

10 flexibles Gelenk

11 Deckenplatte des Generatorgehäuses 12 Bodenplatte des Generatorgehäuses 13 flexibler Bereich

14 starrer Bereich

15 oberer Rotorabschnitt

16 unterer Rotorabschnitt

17 Rotorwelle

18 Rotorarm

19 Umfangsring

20 Befestigungsm ittel/Schraube

21, 21a, 21 b Grundplatte

22a, 22b Seitenwand

23, 23a, 23b Seitenwand

24a, 24b Abkantung

25, 25a, 25b Vorsprung

26, 26a, 26b Endkante

31a-b, 32a-b, 33a-b, 34a-b Befestigungslöcher

41 oberes Radiallager

42 Strebe

51, 52 Lüftungsschlitze