Beschreibung

WINDKRAFTANLAGE

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs

1.

Windkraftanlagen bzw. Windräder bestehen üblicherweise aus einem Turm an dessen oberen Ende ein Rotor sowie ein damit verbundener Generator angeordnet sind. Bei elektrischen Leistungen im Multi-Megawattbereich wird das Gewicht von Rotor und Generator sehr hoch und liegt im Bereich von bis 800 Tonnen. Dieses hohe Gewicht am oberen Ende des Turms erfordert natürlich eine entsprechend mechanische Stabilität des Turms, was die Baukosten der Wind kraftan läge wesentlich erhöht. Um das hohe Gewicht und die damit verbundene massive Bauweise des Turms zu vermeiden, lehrt sowohl die DE 10 2008 024 829 B4 als auch die DE-OS 28 17 483 am oberen Ende des Turms nur den Rotor anzuordnen und den Generator im Bodenbereich des Turms. Die Rotorwelle am oberen Ende des Turms ist mit der Generatorwelle über einen Zugmitteltrieb verbunden. Da der Turm nur das Gewicht des Rotors und die Wind- lasten aufnehmen muss, ergibt sich für den Turm eine einfachere bzw. weniger massive Konstruktion und damit geringere Kosten. Nachteilig bei diesen bekannten Windkraftanlagen ist es, dass damit zwar grundsätzlich die Türme höher gebaut werden können, da sie eine weniger massive Konstruktion erfordern, dies allerdings zu einer vergleichsweise langen Strecke für den Zugmitteltrieb bedeutet. Dies kann zu unerwünschten Schwingungen der Zugmitteltriebe führen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aus der DE 10 2008 024 829 B4 oder der DE-OS 28 17 483 bekannten Windräder zu verbessern.

Dadurch, dass der wenigstens eine Generator, über wenigstens einen Zugmitteltrieb mit dem Rotor mechanisch gekoppelt ist, kann die Anbringung des wenigstens einen Generators auf vielfältige Weise, mit Abstand zum Rotor gewählt werden. Dadurch, dass der Generator nicht am oberen Ende des Turms und auch nicht am unteren Ende des Turmsangeordnet wird, wird ein Kompromiss zwischen Turmhöhe und Länge des Zugmitteltriebs erreicht. Der Turm kann leicht und hoch gebaut werden, da das obere Ende des Turms nur das Rotorgewicht tragen muss.

Da der Turm auch sein Eigengewicht tragen und den Winddruck aufnehmen muss, ist der Turm nach unten hin immer stabiler ausgebildet, da er immer mehr Eigengewicht aufnehmen muss. Folglich ist es möglich den Generator solange nach unten zu verschieben, bis der Turm eine ausreichende Stabilität aufweist, um die Last des Generators ohne Probleme zu tragen. Da dies noch in einer gewissen Turmhöhe der Fall ist, wird dadurch erreicht, dass die Länge des Zugmitteltriebs verkürzt wird.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird der Turm dahingehend ausgelegt, dass er einen möglichst großen Rotor am oberen Ende tragen kann. Je höher der Turm, desto größer ist die Energieausbeute. Als Faustregel gilt für Windkraftanlagen im Binnenland, dass pro Meter Turmhöhe ein Leistungszuwachs von 0,8 % erzielt wird.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 ist die Rotorwelle gleichzeitig die erste Zugmitteltriebwelle, was eine vereinfachte Konstruktion bedeutet.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 6 handelt es sich bei dem Zugmitteltrieb um einen Seiltrieb wie dies beispielsweise von Seilbahnen für Skilifte oder maritimen Kränen etc. bekannt ist. Derartige Seiltriebe sind technisch ausgereift und können ohne Probleme bei Windkraftanlagen bzw. Windrädern gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.

Alternativ ist der Zugmitteltrieb als Kettentrieb oder Zahnriementrieb ausgebildet. Bei einem Ketten- und Zahnriementrieben ist Schlupf ausgeschlossen. Zusätzlich neigen Kettentriebe weniger zu unerwünschten Schwingungen - Anspruch 7. Ähnlich wie Zahnriementriebe sind auch Zugmitteltriebe mit Treibnemen mit Noppen und komplementären Ausnehmungen in den Wellenrädern oder Wellenräder mit Noppen oder Zähnen, die in komplementäre Ausnehmungen im Treibriemen eingreifen, geeignet - Anspruch 8.

Gemäß den vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung nach Anspruch 9 bis 1 1 wird das Zugmittel mit verschiedenen Maßnahmen gespannt, so dass die Kraftübertragung ohne Schlupf erfolgen kann.

Durch die Schutzhülle gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 12 wird der Zugmitteltrieb gegen Witterungseinflüsse geschützt. Dies kann insbesondere bei Offshore-Anlagen möglich sein, da das salzige Seewasser das Zugmittel insbesondere in Form von Stahlseilen angreifen könnte.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 13 kann der Schutz der Zugmitteltriebe auch dadurch erreicht werden, dass diese wenigstens zum Teil - vorzugsweise im unteren Bereich - im Inneren des Turms verlaufen.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 14 ist es möglich, eine Übersetzung zwischen der Rotorwelle und der letztendlich angetriebenen Generatorwelle vorzuziehen.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 15 umfasst die Generatoreinrichtung eine Mehrzahl von Generatoren die auf unterschiedlicher Höhe des Turms angeordnet sind. Durch das Vorsehen einer Mehrzahl von Generatoren verringert sich das Gewicht der einzelnen Generatoren, so dass diese in größerer Höhe angeordnet werden können ohne, dass der Turm dadurch wesentlich massiver werden muss.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 16 werden für unterschiedliche Abschnitte des Turms unterschiedliche Baumaterialien eingesetzt. Beispielsweise kann für die Turmspitze faserverstärkte Baumaterialien, für den mittleren Bereich Holz oder Aluminium und für den untersten Abschnitt Stahl oder Stahlbeton eingesetzt werden. Auf diese Weise sind hohe kostengünstige Turmhöhen bei geringem Gesamtgewicht möglich.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 17 wird erreicht, dass der Rotor mit Turm sich nach dem Wind ausrichten kann und dadurch weniger wechselnde Biegemomente auf den Turm einwirken. Aufgrund der leichteren Konstruktion des Turmes ist es hierbei möglich den gesamten Turm drehbar im unteren Bereich des Turms mit einer Art Hülse zu verankern.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 18 verläuft der Zugmitteltrieb auf einer Seite des Turms und ein zweiter auf der gegenüberliegenden Seite des Turms. Auf diese Weise ist eine noch weniger massive Konstruktion des Turms möglich, da der Turm durch die Zugmitteltriebe links und rechts verspannt bzw. abgespannt wird.

Die Zugmitteltriebe können beidseitig des Turms verlaufen oder gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 19 im oberen Bereich auf einer Seite und im unteren Bereich auf der gegenüberliegenden Seite.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 20 wird die Möglichkeit den Turm zu verspannen und damit noch eine leichtere Konstruktion zu ermöglichen, noch verbessert.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 21 ist der gesamte Turm fest im Boden verankert und der Rotor, der Generator und der wenigstens eine Zugmitteltrieb ist um die Turmlängsachse drehbar am Turm montiert. Dies vereinfacht die Konstruktion, da nicht der ganze Turm drehbar ausgeführt werden muss.

Durch die parallel verlaufenden einander gegenüberliegenden Zugmitteltriebe gemäß Anspruch 22 ergibt sich ein Verspannung des Turms, der dadurch weniger massiv gebaut werden kann. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 23 ergibt sich eine symmetrische Belastung des Drehlagers am Turm, was eine einfachere Konstruktion ermöglicht.

Die drehbare Plattform nach Anspruch 24 stellt eine Möglichkeit der drehbaren Anordnung des Generators dar.

Die Verbindung des Generators mit einem Drehkranz nach Anspruch 25 stellt eine einfach Möglichkeit dar, den Generator um den fest im Boden verankerten drehbar anzuordnen.

Die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 26, stellt eine einfache Möglichkeit dar Geräuschemissionen des Generators einzudämmen und den Generator vor Umwelteinflüssen zu schützen.

Durch die Führungseinrichtungen gemäß Anspruch 27 wird das Zugmittel sicher entlang des Turmes geführt.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 28 mit einem Getriebe kann die Drehgeschwindigkeit des Rotors optimal an den Generator angepasst werden. Auf diese Weise können die vergleichsweise kleinen Drehgeschwindigkeiten des Rotors (im Bereich bis 20 U/min) erhöht werden und an schnell laufende Generatoren angepasst werden, die bei geringer Baugröße eine hohe elektrische Leistung erzeugen.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 29 stellt eine einfache und kostengünstige Ausgestaltung eines Getriebes dar. Auf diese Weise kann die geringe Drehgeschwindigkeit des Rotors an den schnell laufenden Generator angepasst werden.

Die vorteilhaften Ausgestaltungen nach Anspruch 30 bis 35 geben bevorzugte Bereiche für die unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten von Rotor und Generator an. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 36 können Reibungsverluste in dem wenigstens einen Zugmitteltrieb vermieden und die Defektanfälligkeit reduziert werden.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 37 und 38 kann Schlupf in dem wenigstens einen Zugmitteltriebes verringert werden.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 39 mit einem Pfahlfundament wird die Gründung des Turmes im Boden kostengünstiger. Darüber hinaus ermöglicht ein Pfahlfundament auch das Errichten einer Windkraftanlage auch auf weichem oder instabilem Untergrund.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 40 ist der Turm auf einen fest im Boden gegründeten Trägerdorn aufgesetzt, so dass der Turm auf dem Trägerdorn drehbar gelagert ist.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 39 ist der Zugmitteltrieb als Kettentrieb mit wenigstens einer Flyerkette ausgestaltet. Flyerketten mit einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Gliedern quer zur Bewegungsrichtung der Kette sind sicher und erlauben die Übertragung hoher Leistungen.

Für die Übertragung hoher Leistungen sind insbesondere Zahnketten geeignet - Anspruch 40.

Besonders vorteilhaft sind hierbei Kettentreiben mit Kettengliedern die wenigstens teilweise aus hochfestem faserverstärktem Kunststoff oder Titan bestehen. Hierdurch wir bei gleichbleibender Stabilität das Eigengewicht des Kettentriebs reduziert - Anspruch 41 . Geeignete Kunststoffe sind insbesondere Polyamid, mit Carbonfasern verstärkte Kunststoffe und Aramide (z. B, Kevlar). Es kann der Kettentrieb vollständig aus hochfestem Kunststoff bestehen oder nur die Kettenlaschen oder die Kettenbolzen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem Zugmitteltrieb,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit zwei Zugmitteltrieben,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit einer Mehrzahl von Generatoren,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der drehbaren Lagerung des Turms im Boden,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 einer schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform der Erfindung mit zwei Zugmitteltrieben,

Fig. 9 eine achte Ausführungsform der Erfindung mit drei Zugmitteltrieben,

Fig. 10 eine neunte Ausführungsform der Erfindung mit drei Zugmitteltrieben und mehreren Generatoren, und

Fig. 1 1 eine schematische Darstellung der drehbaren Lagerung des Turms im Boden. Fig. 12 eine schematische Darstellung einer zehnten Ausführungsform der Erfindung mit einem Zugmitteltrieb,

Fig. 13 eine schematische Darstellung einer elften Ausführungsform der Erfindung mit jeweils einem Zugmitteltrieb auf einander gegenüberliegenden Seiten des Turmes,

Fig. 14 eine schematische Darstellung einer zwölften Ausführungsform der Erfindung mit zwei Zugmitteltrieben auf einer Seite des Turms und zwei Generatoren, und

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung mit jeweils zwei Zugmitteltreiben auf einander gegenüberliegenden Seiten des Turmes und zwei Generatoren.

Fig. 16 eine schematische Darstellung der Anordnung von Wellenrad und Zahnrad

Fig. 17 eine schematische Darstellung eines Pfahlfundamentes für eine Windkraftanlage, und

Fig. 18 ein schematische Darstellung einer drehbaren Lagerung des Turms auf einem fest im Boden verankerten Trägerdorn.

In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind einander entsprechende Komponenten jeweils in den Figuren 1 - 7 + 16 - 17, den Figuren 8 - 1 1 , sowie den Figuren 12 - 15, mit den gleichen Bezugszeichen versehen

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform mit einem Turm 2, der ein oberes und ein unteres Ende 3, 4 aufweist. Am oberen Ende 3 des vertikal angeordneten Turms 2 ist ein Rotor 5 mit einer horizontal verlaufenden Rotorwelle 7 angeordnet. In etwa ein Drittel der Höhe des sich nach unten verstärkenden Turms 2 ist ein Generator 9 mit einer Generatorwelle 1 1 fest am Turm 2 montiert. Die Kopplung zwischen Generator 9 und Rotor 5 erfolgt über einen Seiltrieb 13. Der Seil- trieb 13 umfasst ein auf der Rotorwelle 7 montiertes Rotorwellenrad 15 und ein auf der Generatorwelle 1 1 montiertes Generatorwellenrad 16 Die beiden Wellenräder 15 und 16 werden von einem Stahlseil 17 umschlungen, so dass die durch Wind verursachte Drehung des Rotors 5 auf die Generatorwelle 1 1 und damit den elektrischen Generator 9 übertragen wird. Der obere Teil des Turms 2 mit Rotor 5, Seiltrieb 13 und Generator 9 ist über ein unter dem Generator 9 angeordnetes Drehlager 19 am um die Vertikale drehbar ausgebildet, so dass sich der Rotor 5 in den Wind stellen kann ohne dass dadurch das Stahlseil 17 verdreht oder in Kontakt mit dem Turm 2 gelangt. Der Teil des Turms 2 unterhalb des Drehlagers 19 ist über eine Fundament fest im Boden verankert.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der Generator 9 mit Generatorwelle 1 1 und Generatorwellenrad 16 auf einer Seite des Turms 2 angeordnet. Alternativ können Generatorwellenrad 16 und Generator 9 auch gegenüberliegenden Seiten des Turms 2 angeordnet werden, wobei die Generatorwelle 1 1 dann den Turm 2 durchsetzt und in dem Turm 2 drehbar gelagert ist

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass nicht nur ein Seiltrieb, sondern ein erster Seiltrieb 20 und ein zweiter Seiltrieb 22 vorgesehen sind. Die Rotorwelle 7 ist über den ersten Seiltrieb 20 mit einer dem ersten und zweiten Seiltrieb 20, 22 gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 24 verbunden, die unter einem vertikal ausgerichteten Rotorblatt des Rotors 5 am des Turm 2 angeordnet ist. Der erste Seiltrieb 20 umfasst das Rotorwellenrad 15 auf der Rotorwelle 7, ein auf der gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 24 angeordnetes erstes Zugmittelwellenrad 26 und ein erstes Stahlseil 28, das das Rotorwellenrad 15 und das erste Zugmittelwellenrad 26 umschlingt. Die gemeinsame Zugmitteltriebwelle 24 durchsetzt den Turm 2 und ist in diesem drehbar gelagert. Der zweite Seiltrieb 22 umfasst ein auf der dem ersten Seiltrieb 20 gegenüberliegenden Seite des Turms 2 auf der gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 24 angeordnetes zweites Zugmittelwellenrad 30, das Generatorwellerad 16 und ein zweites Stahlseil 32, das das zweite Zugmittelwellenrad 30 und das Generatorwellenrad 16 umschlingt. Der zweite Seilzug 22 treibt über das Generatorwellenrad 16 die Generatorwelle 1 1 und damit den Generator 9 an. Der Turm 2 ist wiederum unterhalb des Generators 9 drehbar gelagert, so dass sich der Rotor 5 im Wind ausrichten kann. Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der Ausfüh- rungsform von Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass an der gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 24 ein erster und ein zweiter Generator 34, 35 und am Ende des zweite Seiltriebs 22 ein dritter und ein vierter Generator 36, 37 vorgesehen ist. Dadurch, dass mehrere Generatoren 34, 35, 36, 37 vorgesehen sind, ist es möglich, die Generatoren 34, 35, 36, 37 kleiner zu bauen bzw. kleinere Generatoren zu verwenden, so dass diese dann in größerer Höhe am Turm 2 angeordnet werden können, ohne dass hierfür der Turm 2 massiver ausgeführt werden müsste.

Fig. 4 zeigt schematisch eine beispielhafte Ausgestaltung des Drehlagers 19. Hierbei steckt das untere Ende 4 des Turms 2 in einem Fundament 40 in einer entsprechend groß dimensionierten Lagerbuchse 42, wobei durch entsprechende Wälzlager oder durch einen Ölfilm 44 die Drehbarkeit des oberen Teils des Turms 2 in der Lagerbuchse 42 gewährleistet ist. Um das Herausgleiten des oberen Teils des Turms 2 nach oben zu vermeiden, ist der Turm 2 zusätzlich am oberen Ende der Lagerbuchse 42 mit einem Ringlager 46 in axialer Richtung gesichert.

Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, dass der gesamte Turm 2 fest im Boden verankert ist und der Rotor 5, der Seiltrieb 13 und der Generator 9 um die Längsachse des Turms 2 drehbar montiert sind. Hierzu ist der Rotor 5 mit Rotorwelle 7 und Rotorwellenrad 15 über ein oberes Drehlager 50 drehbar am oberen Ende 3 des Turms 2 montiert. Der Generator 9 ist im unteren Bereich des Turms 2 auf einer ringförmigen Plattform 52 montiert. Die ringförmige Plattform 52 ist auf einem fest mit dem Turm 2 verbundenen Plattformträger 54 drehbar gelagert. Auf diese Weise kann der Generator 9 mit Generatorwelle 1 1 und darauf montiertem Generatorwellenrad 16 dem Rotor 5 mit Rotorwelle 7 und darauf montiertem Rotorwellenrad 15 nachgeführt werden, so dass das die beiden Wellenräder 15 und 16 umschlingende Stahlseil 17 nicht verdreht wird und nicht in Kontakt mit dem Turm 2 gelangt.

Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der vierten Ausführungsform nach Fig. 5 dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zu dem ersten Seiltrieb 13 ein zweiter Seiltrieb 60 vorgesehen ist, der parallel zum ersten Seiltrieb 13 auf der gegenüberliegenden Seite des Turms 2 verläuft. Der zweite Seiltrieb 60 umfasst ein zweites Rotorwellenrad 62, das fest auf der Rotorwelle 7 montiert ist, ein zweites Stahlseil 64 und ein zweites Generatorwellenrad 66. Das zweite Generatorwellenrad 66 ist auf einer zweiten Generatorwelle 68 eines zweiten Generators 70 angeordnet, der ebenfalls auf der ringförmigen drehbaren Plattform 52 dem ersten Generator 9 gegenüberliegend angeordnet ist. Durch die parallelen Seiltriebe 13 und 60 wird der Turm symmetrisch verspannt und kann dadurch bei gleichbleibender Stabilität weniger massiv gebaut werden.

Fig. 7 zeigt schematisch eine sechste Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls einen ersten Seiltrieb 80 und einen zweiten Seiltrieb 82 aufweist. Der erste Seiltrieb umfasst ein erstes Stahlseil 84, das ein Rotorwellenrad 86 und ein zweites Wellenrad 88 umschlingt. Das zweite Wellenrad 88 ist auf einer mittleren Seiltriebwelle 90 angeordnet, die mittels einer rohrförmigen Hülse 92 um eine vertikale Achse drehbar und in axialer Richtung verschiebbar am Turm 2 angeordnet ist. Der zweite Seiltrieb 82 umfasst ein drittes Wellenrad 94, das ebenfalls auf der mittleren Seiltriebwelle 90 angeordnet ist, und ein zweites Stahlseil 96, das das dritte Wellenrad 94 und das Generatorwellenrad 16 umschlingt.

Die Nachführung des Rotors 5, der Seiltriebe 13; 13, 60; 80, 82 und der drehbaren Plattform 52 kann bei den Ausführungsformen nach den Figuren 5 bis 7 mittels Elektromotoren erfolgen.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform mit einem Turm 2, der ein oberes und ein unteres Ende 3, 4 aufweist. Am oberen Ende 3 des vertikal angeordneten Turms 2 ist ein Rotor 5 mit einer horizontal verlaufenden Rotorwelle 7 angeordnet. Am Boden am unteren Ende 4 des Turms 2 ist auf einer drehbaren Plattform 9 ein Generator 1 1 mit einer Generatorwelle 13 angeordnet. Die Kopplung zwischen Generator 1 1 und Rotor 5 erfolgt über einen ersten Seiltrieb 15 und über einen zweiten Seiltrieb 17. Der erste Seiltrieb 15 umfasst ein an der Rotorwelle 7 montiertes Rotorwellenrad 19 und ein an der Generatorwelle 13 montiertes Generatorwellenrad 21 . Die Generatorwelle 13 durchsetzt den Turm 2 und ist in diesem drehbar gelagert. Der Generator 1 1 und das Generatorwellenrad 21 sind auf einander gegenüberliegend Seiten des Turms 2 angeordnet.

Die Rotorwelle 7 ist über den ersten Seiltrieb 15 mit einer dem ersten und zweiten Seiltrieb 15, 17 gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 23 verbunden. Die Zugmitteltriebwelle 23 ist zumindest eine Rotorblattlänge unter dem oberen Ende 3 des Turms 2 angeordnet. Der erste Seiltrieb 15 umfasst das Rotorwellenrad 19 auf der Rotorwelle 7, ein auf der gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 23 angeordnetes erstes Zugmittelwellenrad 25 und ein erstes Stahlseil 27, das das Rotorwell enrad 19 und das erste Zugmittelwellenrad 23 umschlingt. Die gemeinsame Zugmitteltriebwelle 23 durchsetzt den Turm 2 und ist in diesem drehbar gelagert. Der zweite Seiltrieb 17 umfasst ein auf der dem ersten Seiltrieb 15 gegenüberliegenden Seite des Turms 2 auf der gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 23 angeordnetes zweites Zugmittelwellenrad 31 , das Generatorwellenrad 21 und ein zweites Stahlseil 33, das das zweite Zugmittelwellenrad 31 und das Generatorwellenrad 21 umschlingt. Der zweite Seiltrieb 17 treibt über das Generatorwellenrad 21 die Generatorwelle 13 und damit den Generator 1 1 an. Der Turm 2 ist über die Plattform 9 drehbar gelagert, so dass sich der Rotor 5 im Wind ausrichten kann.

Fig. 9 zeigt eine achte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 8 dadurch unterscheidet, dass anstelle von zwei Seiltrieben drei Seiltriebe miteinander gekoppelt sind. Der zweite Seiltrieb 17 ist nicht mit dem Generatorwellenrad 21 , sondern mit einem dritten Zugmittelwellenrad 40 verbunden, das auf einer zweiten gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 42 angeordnet ist. Die zweite gemeinsame Zugmitteltriebwelle 42 durchsetzt den Turm 2 und ist in diesem drehbar gelagert. Ein dritter Seiltrieb 44 umfasst ein auf der dem zweiten Seiltrieb 15 gegenüberliegenden Seite des Turms 2 auf der zweiten gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 42 angeordnetes viertes Zugmittelwellenrad 46, ein drittes Stahlseil 48 und das Generatorwellenrad 21 .

Fig. 10 zeigt eine neunte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der Ausführungsform von Fig. 9 dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zu dem Generator auf der drehbaren Pattform 9 - erster Generator 1 1 - ein zweiter und ein dritter Generator 50, 52 vorgesehen sind. Der zweite Generator 50 ist auf der ersten gemeinsamen Zugmitteltriebwelle 23 und der dritte Generator 52 ist auf der zweiten gemeinsamen Zugmittel- triebwelle 42 angeordnet. Der zweite und dritte Generator 50, 52 sind auf einander gegenüberliegenden Seiten des Turms 2 an diesem befestigt. Dadurch, dass mehrere Generatoren 1 1 , 50, 52 vorgesehen sind, ist es möglich, die über dem Boden an dem Turms 2 angeordneten Generatoren 50, 52 kleiner zu bauen bzw. kleinere Generatoren zu verwenden, so dass diese dann in größerer Höhe am Turm 2 angeordnet werden können, ohne dass hierfür der Turm 2 massiver ausgeführt werden müsste.

Fig. 1 1 zeigt schematisch eine beispielhafte drehbare Plattform 9 und ein Fundament 60 mit dem der Turm 2 drehbar im Boden verankert ist. Hierbei steckt das untere Ende 4 des Turms 2 in dem Fundament 40 in einer entsprechend groß dimensionierten Lagerbuchse 62, wobei durch entsprechende Welzlager oder durch einen Ölfilm 64 die Drehbarkeit des Turms 2 in der Lagerbuchse 62 gewährleistet ist. Um das Herausgleiten des Turms 2 nach oben zu vermeiden, ist der Turm 2 zusätzlich am oberen Ende der Lagerbuchse 42 in einem Ringlager 66 in axialer Richtung gesichert.

Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung einer zehnte Ausführungsform mit einem Turm 2, der ein oberes und ein unteres Ende 3, 4 aufweist. Am oberen Ende 3 des vertikal angeordneten Turms 2 ist ein Rotor 5 mit einer horizontal verlaufenden Rotorwelle 7 angeordnet. Am Boden am unteren Ende 4 des Turms 2 ist auf einer drehbaren ringförmigen Plattform 9 ein Generator 1 1 mit einer Generatorwelle 13 angeordnet. Die Kopplung zwischen Generator 1 1 und Rotor 5 erfolgt über einen Seiltrieb 15, der ein an der Rotorwelle 7 montiertes Rotorwellenrad 17, ein an der Generatorwelle 13 montiertes Generatorwellenrad 19 und ein Stahlseil 21 umfasst, das die beiden Wellenräder 17 und 19 umschlingt. Der Roter 5 mit Rotorwelle 7 und Rotorwellenrad 17 ist über ein Drehlager 23 am oberen Ende 3 des Turms 2 um eine im Wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagert. Die drehbare Plattform 9 mit Generator 1 1 , Generatorwelle 13 und Generatorwellenrad 19 sind auf einem Fundament 25 um die im Wesentlichen vertikale Achse um den Turm drehbar gelagert. Durch das Drehlager 23 und die drehbare Plattform 9 kann der Seiltrieb 15 und der Generator 1 1 auf einfache Weise nachgeführt werden, wenn der Rotor 5 im Wind ausgerichtet wird. Durch die Nachführung wird verhindert, dass das die beiden Wellenräder 17 und 19 umschlingende Stahlseil 21 nicht verdreht wird und nicht in Kontakt mit dem Turm 2 gelangt. Fig. 13 zeigt eine elfte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der zehnten Ausführungsform nach Fig. 12 dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zu dem ersten Seiltrieb 15 ein zweiter Seiltrieb 30 vorgesehen ist, der parallel zum ersten Seiltrieb 15 auf der gegenüberliegenden Seite des Turms 2 verläuft. Der zweite Seiltrieb 30 umfasst ein zweites Rotorwellenrad 32, das fest auf der Rotorwelle 7 montiert ist, ein zweites Stahlseil 34 und ein zweites Generatorwellenrad 36. Das zweite Generatorwellenrad 36 ist auf einer zweiten Generatorwelle 38 eines zweiten Generators 40 angeordnet, der ebenfalls auf der ringförmigen drehbaren Plattform 9 dem ersten Generator 1 1 gegenüberliegend angeordnet ist. Durch die parallelen Seiltriebe 15 und 30 wird der Turm symmetrisch verspannt und kann dadurch bei gleichbleibender Stabilität weniger massiv gebaut werden.

Fig. 14 zeigt schematisch eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls einen ersten Seiltrieb 50 und einen zweiten Seiltrieb 52 aufweist. Der erste Seiltrieb umfasst ein erstes Stahlseil 54, das ein Rotorwellenrad 56 und ein erstes Wellenrad 58 umschlingt. Das erste Wellenrad 58 ist auf einer mittleren gemeinsamen Seiltriebwelle 60 angeordnet, die mittels einer rohrförmigen Hülse 62 um die vertikale Achse drehbar und in axialer Richtung verschiebbar am Turm 2 angeordnet ist. Der zweite Seiltrieb 52 umfasst ein zweites Wellenrad 64, das ebenfalls auf der mittleren Seiltriebwelle 60 angeordnet ist, und ein zweites Stahlseil 66, das das zweite Wellenrad 64 und das Generatorwellenrad 19 umschlingt.

Fig. 15 zeigt schematisch eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der zwölften Ausführungsform nach Fig. 14 dadurch unterscheidet, dass nicht nur auf einer Seite des Turms 2 ein erster und ein zweiter Seiltrieb 50, 52, sondern auch auf gegenüberliegenden Seiten des Turms ein dritter und ein vierter Seiltrieb 70, 72 also insgesamt vier Seiltriebe vorgesehen sind. Dem dritten und vierten Seiltrieb 70, 72 ist auch ein zweiter Generator 74 zugeordnet, der auf der drehbaren Plattform 9 dem ersten Generator 1 1 gegenüberliegend angeordnet ist. Der dritte Seiltrieb 70 umfasst ein zweites Rotorwellenrad 76 ein drittes Stahlseil 78 und ein drittes Wellenrad 80, das auf einer zweiten gemeinsamen Seiltriebwelle 82 angeordnet ist. Die zweite Seiltriebwelle 82 erstreckt sich in entgegen gesetzter Richtung zu der ersten gemeinsamen Seiltriebwelle 60 ebenfalls von der rohrförmigen Hülse 62 seitlich weg. Der vierte Seiltrieb 72 umfasst ein viertes Wellenrad 84, das auf der zweiten gemeinsamen Seiltriebwelle 82 neben dem dritten Wellenrad 80 angeordnet ist, ein viertes Stahlseil 86 und ein zweites Generatorwellenrad 88, das auf einer zweiten Generatorwelle 90 des zweiten Generators 74 angeordnet ist.

Durch den spiegelsymmetrischen Aufbau der dreizehnten Ausführungsform mit jeweils zwei Seiltrieben 50, 52 und 70, 72 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Turms 2 wird dieser nach Art eine Mastes eines Segelschiffes verspannt und der Turm kann bei gleicher Höhe weniger massiv gebaut werden.

Die Nachführung des Rotors 5, der Seiltriebe 15; 15, 30; 50, 52; 70, 72 und der drehbaren Plattform 9 kann bei jeder der Ausführungsformen zehn bis dreizehn mittels Elektromotoren erfolgen.

Es ist bei den Ausführungsformen zehn bis dreizehn auch möglich einseitig oder beidseitig drei, vier oder noch mehr Seiltriebe mit entsprechenden gemeinsamen Seiltriebwellen vorzusehen. Auch können den gemeinsamen Seiltriebwellen und der Rotorwelle zusätzlich kleinere Generatoren zugeordnet werden. Hierdurch wird die Erzeugung der elektrischen Leistung auf mehrere (kleinere) Generatoren verteilt.

Die Rohrförmige Hülse 62 kann mittels einem Gleitlager oder einem Wälzlager am Turm 2 befestigt sein.

Fig. 16 zeigt eine schematische Darstellung einer besonders einfachen Ausgestaltung eines Getriebes mit dem die vergleichsweise geringe Drehzahl des Rotors und damit des Rotorwellenrades 15 einen schnell laufenden Generator 9 angepasst werden kann. Das über ein Zugmittel 17 vom Rotorwellenrad 15 angetriebenen unteren Wellenrad oder Generatorwellenrad 16 greift in ein kleineres Zahnrad 55, das auf der Generatorwelle 1 1 montiert ist. Dadurch kann auf einfache Weise die vergleichsweise geringe Rotordrehzahl erhöht und an die Eingangsdrehzahl des schnell laufenden Generators 9 angepasst werden. Eine im Vergleich zu der Rotordrehzahl erhöhte Generatordrehzahl lässt sich auch dadurch erreichen, dass der Durchmesser des Rotorwellenrades 15 größer als der Durchmesser des Genertorwellenradesl 6 gewählt wird, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 1 gezeigt ist. Wie dies bereits bei der Ausführungsform nach Fig. 7 gezeigt ist, kann bei einer Mehrzahl von Seiltrieben die Erhöhung der Drehzahl stufenweise erfolgen, in dem der Durchmesser eines unteren Wellenrades 88 größer dimensioniert ist als das auf der gleichen Seiltriebwelle angebrachte obere Wellenrad 94.

Fig. 17 zeigt schematische eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Turm 2 einer Windkraftanlage mittels eines Pfahlfundamentes 100 starr im Boden verankert ist. Die Ausführungsform nach Fig. 17 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 7 lediglich dadurch, dass eine drehbare Plattform 102 mit Generator 104 mit unterem Wellenrad 105 unterirdisch in einer Ausnehmung 106 unmittelbar über dem Pfahlfundament 100 angeordnet ist. Die Ausnehmung 106 wird durch eine Abdeckung 108 abgedeckt und weist eine Öffnung 1 10 auf. Durch die Öffnung 1 10 erstreckt sich ein Zugmittel 1 12. Die Abdeckung 108 ist starr mit der drehbaren Plattform 102 verbunden, so dass das Zugmittel 1 12 immer durch die Öffnung 1 10 verlaufen kann.

Fig. 18 zeigt schematische eine Ausführungsform der Erfindung, die eine Kombination der Ausführungsform nach Fig. 7 und Fig. 17 darstellt. Der Turm 2 einer Windkraftanlage weist im unteren Bereich eine sack- oder buchsenformige Ausnehmung 120 auf in die ein im Boden fest verankerte Trägerdorn 122 eingreift. Der Turm 2 ist über ein oberes und ein unteres Lager 124 und 125 axial drehbar aber nicht axial verschiebbar gelagert. Ein Generator 104 ist auf einer fest mit dem Turm 2 verbundenen Plattform 126 angeordnet und dreht sich zusammen mit dem Turm 2. Der Generator 104 ist geschützt in einer Ausnehmung 106 angeordnet, die mit einer Abdeckung 108 abgedeckt ist. Die Abdeckung 108 weist eine Öffnung 1 10 auf durch die ein Zugmittel 1 12 verläuft.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können anstelle der Seiltriebe, Kettentriebe oder Zahnriementriebe eingesetzt werden, wobei die Wellenräder als Zahnräder ausgebildet sind. Die Gliederketten der Kettentriebe sind insbesondere als Flyerketten ausgebildet, wobei die Arbeitsbreite der Flyerketten der zu übertragenden Leistung angepasst wird. Besonders geeignet sind sogenannte Zahnkettentriebe, wobei die Arbeitsbreite der Zahnketten ebenfalls an die zu übertragende Leistung an- gepasst werden kann. Zahnketten werden z, B. von der Firma Kettenfuchs in verschiedenen Ausführungsformen, Längen und Arbeitsbreiten hergestellt.

Auch die Verwendung von Treibriemen mit Noppen und komplementären Ausnehmungen in den Wellenrädern oder Wellenräder mit Noppen oder Zähnen, die in komplementäre Ausnehmungen in den Treibriemen ist möglich.

Die Kettentriebe können wenigstens teilweise aus hochfesten faserverstärkten Kunststoffen, wie CFK, Aramide etc., oder aus Titan hergestellt werden. Die Zugmittel in Form von Zahnriemen, oder Treibriemen können ebenfalls aus hochfesten faserverstärkten Kunststoffen, wie CFK, Aramide etc. hergestellt werden.

Bezugszeichenliste

2 Turm

3 oberes Ende von 2

4 unteres Ende von 2

5 Rotor

7 Rotorwelle

9 Generator

1 1 Generatorwelle

13 Seiltrieb

15 Rotorwellenrad

16 Generatorwellenrad

17 Stahlseil

19 Drehlager

20 erster Seiltrieb

22 zweiter Seiltrieb

24 gemeinsame Zugmitteltriebwelle

26 erstes Zugmittelwellenrad

28 erstes Stahlseil

30 zweites Zugmittelwellenrad

32 zweites Stahlseil

34 erster Generator

35 zweiter Generator

36 dritter Generator

37 vierter Generator

40 Fundament

42 Lagerbuchse

44 Ölfilm

46 Ringlager

50 oberes Drehlager

52 ringförmige drehbare Plattform

54 Plattformträger

55 Zahnrad

56 Pfahlfundament 57 Ausnehmung

58 Abdeckung

59 Öffnung in 58

60 zweiter Seiltrieb

62 zweites Rotorwellenrad

64 zweites Stahlseil

66 zweites Generatorwellenrad

68 zweite Generatorwelle

70 zweiter Generator

80 erster Seiltrieb

82 zweiter Seiltrieb

84 erstes Stahlseil

86 Rotorwellenrad

88 zweites Wellenrad

90 mittlere Seiltriebwelle

92 rohrförmig Hülse für 90

94 drittes Wellenrad

96 zweites Stahlseil

Bezugszeichenliste der Figuren 8 - 1 1

2 Turm

3 oberes Ende von 2

4 unteres Ende von 2

5 Rotor

7 Rotorwelle

9 drehbare Plattform

1 1 (erster) Generator

13 Generatorwelle

15 erster Seiltrieb

17 zweiter Seiltrieb

19 Rotorwellenrad

21 Generatorwellenrad

23 (erste) gemeinsame Zugmitteltriebwelle

25 erstes Zugmittelwellenrad

27 erstes Stahlseil zweites Zugmittelwellenrad

zweites Stahlseil drittes Zugmittelwellenrad

zweite gemeinsame Zugmitteltriebwelle dritter Seiltrieb

viertes Zugmittelwellenrad

drittes Stahlseil zweiter Generator

dritter Generator Fundament

Lagerbuchse

Ölfilm

Ringlager

Bezugszeichenliste der Figuren 12 - 15 Turm

oberes Ende von 2

unteres Ende von 2

Rotor

Rotorwelle

drehbare Plattform

(erster) Generator

(erste) Generatorwelle

(erster) Seiltrieb

(erstes) Rotorwell enrad

(erstes) Generatorwellenrad

(erstes) Stahlseil

Drehlager

Fundament zweiter Seiltrieb

zweites Rotorwellenrad

zweites Stahlseil zweites Generatorwellenrad

zweite Generatorwelle

zweiter Generator erster Seiltrieb

zweiter Seiltrieb

erstes Stahlseil

Rotorwellenrad

erstes Wellenrad

gemeinsame Seiltriebwelle

rohrförmige Hülse

zweites Wellenrad

zweites Stahlseil dritter Seiltrieb

vierter Seiltrieb

zweiter Generator

zweites Rotorwell enrad

drittes Stahlseil

drittes Wellenrad

zweite gemeinsame Seiltriebwelle viertes Wellenrad

viertes Stahlseil

zweites Generatorwellenrad

zweite Generatorwelle Pfahlfundament

drehbare Plattform

Generator

unteres Wellenrad

Ausnehmung

Abdeckung

Öffnung in 108

Zugmittel Ausnehmung im unteren Teil des Turms 2 Trägerdorn

oberes Drehlager unteres Drehlager fest mit dem Turm verbundene Plattform