Uniqueline Ringmantelturbine

Windenergieanlagen, insbesondere die Uniqueline Ringmantelturbine aus Österreich besteht im Wesentlichen aus einem Rotor und einen diesen umgebenden Mantel.

Windenergieanlage - Windkraftanlage

Die Ringmantelturbine kann eine Turbine einer Windenergieanlage oder einer Windkraftanlage sein. Ziel ist, eine Windturbine auf die ländlichen Bedingungen abzustimmen, die bei geringer Windgeschwindigkeit ebenso bei hohen Windstärken ihrer Aufgabe der kontinuierlichen Energieerzeugung wartungsfrei nachkommt. Die Ummantelung ist die einfachste Methode zur Steigerung des Wirkungsgrades des Rotors. Der Mantel verhindert die Einschnürung der Stromröhre vor dem Wandler, die beim freiumströmten Wandler unvermeidlich ist. Bei der Windkraftanlage von Uniqueline wird das Prinzip der Mantelturbine erfolgreich angewandt.

Ringmantelturbine

Die Windturbinen Österreich insbesondere die Uniqueline Ringmantelturbine besteht aus Anströmkörper, einem ersten Mantelkörper und einem zweiten Mantelkörper die rotationssymetrisch um dieselbe Drehachse angeordnet sind. Wie in der Patentanmeldung/ Patentschrift ausgewiesen, ist der Anströmkörper von mindestens einem Mantelkörper umgeben. Der Anströmkörperkopf ist in verschiedenen Körperformen, je nach durchschnittlicher Anströmgeschwindigkeit ausgestaltet. Alle Anströmkörperköpfe sind entweder als starr oder rotationsbeweglich ausführbar. Des Weiteren sind diese auch in unterschiedlichen Oberflächenstrukturen ausgeführt.

Anstömkörper und Mantelkörper

Anstömkörper und Mantelkörper können insbesondere so angeordnet sein, dass zwischen der Außenseite des Anströmkörpers und der Innenseite des ersten Mantelkörpers der erste Spalt, insbesondere der erste Ringspalt ausgebildet ist. In diesem Spalt erstrecken sich Rotorblätter mindestens eines Rotors. In dem Spalt können aber auch mehrere gegenläufige Rotoren oder die Rotorblätter dieser Rotoren angeordnet sein. Ein wesentlicher Vorteil dieser Bauart ist die erhöhte Windgeschwindigkeit im Bereich des Ringspaltes, sie ist genau genommen eine weitere Variante der Windkonzentratoren. Die Anströmgeschwindigkeit ist nicht mit der Windgeschwindigkeit vor der Turbine zu verwechseln.

Windturbinen Österreich

Mit der Ringmantelturbine gibt es erstmals ein Produkt, dass skalierbar auf das Windangebot angepasst werden kann. Die Windturbine ist in kleinem Maßstab in der Kleinwindkraft vertreten, ihre große Schwester kann einen Durchmesser von bis zu 15 Metern erreichen, das Prinzip bleibt das gleiche. Die kurzen Rotorblätter können aufgrund iher Geometrie einiges an Strömungsenergie aufnehmen. Windkraftanlagen aus Österreich gehören aufgrund ihrer Systemtechnik zu denjenigen, die der Luftströmung mehr als die im Betz'schen Gesetz definierten 59,3 Prozent verwerten können. Das liegt aber daran, weil Mantelturbinen nicht unter freifahrende Windenergieanlagen fallen. Die Windturbinen Österreich besitzen einen um den Rotor herum gebauten Diffusor, der so die Rotorleistung um den maximalen Faktor 3,5 erhöht.

Meist ist in Bodennähe eine durch Bewuchs und Bebauung gestörte Windströmung zu erwarten. Der Turbulenz-Grad ist hoch somit ist es mit einem freifahrenden Windrad schwierig die in der Stömung befindliche Energie aufzunehmen. Wesentlich anders verhält sich die Strömung an einer Mantelturbine. Der Diffusor der Ringmantelturbine "glättet" zumindest teilweise die Turbulenz und bündelt somit die ankommende Luft. Aber die beste Windturbine kann auch nur die Luftströmung verarbeiten, die ihr wirklich entgegenbläst. Steht die Anlage zu nahe an Bäumen oder Gebäuden oder im Windschatten geologischer Formationen, wird das Windrad nie Leistung generieren können.

Auch bei den Großen Windkraftanlagen, die im Megawatt Bereich den Strom erzeugen, weiß man längst, dass die Windkrafttürme höher sein müssten. Jeder Meter Höhe bringt zwar Leistung, aber auch Kosten mit sich. Daher ist eine einzelne Turbine an einem Mast Flächenverschwendung. Längst haben die Hersteller der Anlagen dies bemerkt, nur in der Bevölkerung regt sich Widerstand. Die Grundstückseigner verdienen sich an guten windreichen Standorten eine goldene Nase, den Lärm haben die Anwohner. Es ist auch nicht verwunderlich, dass fast gegen jeden Windpark eine oder mehrere Klagen laufen. Mit Windturbinen aus Österreich wie beispielsweise der Ringmantelturbine wird ein neues Kapitel in der Windkraft aufgeschlagen.

Windkraftanlagen aus Österreich

Bei einem Standort einer Windkraftanlage, die frei von Störfaktoren wie Bäumen,Stäuchern, Bauwerken oder sonstigen Hindernissen ist, ist ab einer durchschnittlichen Jahreswindstärke von ca 4 m/s der sinnvolle Betrieb einer Windkraftanlage möglich. In den Bundesländern gelten verschiedene Regelungen, die unter anderem auf das Landeselektrizitätsgesetz, das Raumordnungsgesetz und baupolizeiliche Interessen abzielen. Moderne Mantelturbinen wie die Ringmantelturbinen von Uniqueline sind aerodynamisch anders gestaltet und somit geräuscharm. Die Ummantelung der Rotoren hat aber noch einen entscheidenden Vorteil: sie minimieren den Geräuschpegel.

Zukunft der Windkraft - Multirotor

Studien von Universitäten zeigen, dass Windkraftanlagen mit mehreren Turbinen, modernen einrotorigen Windkrädern überlegen sind. Wenngleich die überstrichene Fläche der modernen Windturbinen hervorragende Winderträge einfangen, gibt es seit einiger Zeit eine neue Richtung zu gehen: Multirotor. Sie sind leichter und kleiner als ein einziger Rotor, füllen aber die überstrichene Ffläche besser aus. ein weiterer Vorteil ist, dass mehrere Rotoren unterschiedliche Windgeschwindigkeiten besser verarbeiten können als ein Single-Rotor.

Windkraft neu denken

Uniqueline versucht als Vorreiter mit dem Wissen von heute das System der Windkraft neu zu denken. Wenn man die Leistung eines Rotors auf hundert Rotoren verteilt, ist das Gewicht der Einzelkomonenten gerade mal ein Zehntel dessen was ein großer Rotor wiegt. Ganz zu Schweigen von den Transportkosten der kleinen Teile. Bereits bei der Produktion und beim Aufstellen der Windräder sieht man den Kostenunterschied. Beispielsweise lassen sich auf Windkrafttürmen von Uniqueline bei heutiger Standardhöhe 200 Meter 80 Ringmantelturbinen mit je 250 KW positionieren.

Halbierter Flächenverbrauch durch Ringmantelturbinen

Die zurzeit gerne als Referenz dargestellte Windturbine leistet bei 220 m Rotordurchmesser, 260 Metern Höhe und einer Windgeschwindigkeit von etwa 12m/s, zwölf Megawatt. Der Flächenverbrauch liegt bei sage und schreibe 38.000 Quadratmetern, ein Fussballfeld laut Fifa und Uefa ist mit 105 Meter x 68 Meter festgesetzt. Das sind nur 7.140 Quadratmeter. Lieferten die ersten Windkraftanlagen, eigentlich noch Windräder, deutlich unter einem MW, reicht das Spektrum heutiger Anlagen heute bis zu gigantischen, bereits geplanten Fünfzehn-MW-Turbinen. Aber noch ist hier kein Schluss, ein Blick in die Zukunft zeigt, dass die Ingenieure schon an Turbinen mit einer Leistung von 20-Megawatt arbeiten.

10 Megawatt Leistung auf einem 260 m Turm sind heute mit kleinen Windanlagen aus der Jahrtausendwende kein Problem mehr, man muss sich nur den Turm annehmen. Eine Multirotor-Windkraftanlage mit 80 Ringmantelturbinen mit besagter Leistung, legt etwa 80 Meter aus, verbraucht aber nur 5050 Quadratmeter. Durch die vielen Windturbinen aus Österreich die an dem Windkraftturm angeordnet sind, erreicht eine Anlage bei mindestens 12m/s Windgeschwindigkeit, mehr Leistung. Ein weiterer Vorteil einer solchen Herangehensweise ist, sollten bei einer Multirotoranlage eine oder mehrere Windturbinen ausfallen, produzieren die anderen immer noch weiter. Um zu erkennen, dass sich mehrere kurze Rotorblätter dem Wind besser anpassen, als ein langes träges Blatt braucht man nicht wirklich studiert haben, außer man ist im 28igsten Semester.

Windforschung und Anlagenforschung

Blickt man heute auf die Forschung bei Windkraftanlagen bzw. auf die gesamte Windbranche , wird schnell klar, dass die Weiterentwicklung von Windrädern mit Blick auf die zukünftigen Herausforderungen ein dynamischer Prozess bleibt. Veränderungen auf den nationalen und internationalen Märkten erfordet Anpassung der Strukturen und der Komponenten. Die Zukunft der Windenergie hängt auch in Österreich zukünftig vornehmlich vom nationalen Markt ab. Immer mehr europäische Länder setzen auf regionale Wertschöpfung.

Windturbinen der Zukunft - Multirotor

Die Leistungssteigerung der Windkraftanlagen wird sich nicht mehr lange an den überdimensionalen Rotordurchmessern orientieren, vielmehr wird ein Umdenken zu kleinen aber leistungsfähigen Einheiten einsetzen. Windenergie auf dem Meer zu ernten hat gegenüber den Windturbinen an Land den Vorteil, dass der Wind wesentlich stärker, gleichmäßiger und häufiger bläst. Und bei diesen Windbedingungen haben es Ringmantelturbinen wesentlich einfacher, das Windangebot zu verwerten.

Windparks mit Ringmantelturbinen auf See

Obwohl auf See eine enorme Menge Platz herrscht, können Windkraftanlagen aus Ringmantelturbinen viel mehr Energie aus dem Wind holen als es ein einzelnes Windrad vermag. Schon der Höhenunterschied der Blattspitzen von weit mehr als 200 Metern, verlangt der Windturbine einiges ab. Weil die Windgeschwindigkeiten sehr weit spreizen, ist es für die Lagerung der Rotoren eine enorme Belastung. Deshalb wird es irgendwann unwirtschaftlich, immer größere Anlagen zu bauen.

Ringmantelturbinen als Kleinwindkraftanlage

Die Uniqueline Windkraftanlage ist auch als Kleinwindkraftanlage , die sich hervorragend für Binnenland Standorte eignet, konzipiert. Aufgrund der sehr robusten Konstruktion von Ringmantelturbinen sind diese Windkraftanlagen auch für hohe Windgeschwindigkeiten und auch Sturmgebiete geeignet.

Unter Kleinwindanlagen sind Anlagentypen bis 3m Durchmesser und maximal 10 Ringmantelturbinen an einem Turm zu verstehen, die für die Eigenversorgung von Haushalten verwendet werden. Kleinwindkraftanlagen lassen sich auf Grund elektronischer Rotordrehzahlregelung auch bei sehr hoher Windgeschwindigkeit (Sturm) betreiben.

Während Großwindkraftanlagen auf der Hochspannungsebene meist über eigene Umspannwerke mit dem Stromversorgungsnetz verbunden sind, speisen Kleinwindkraftanlagen auf der Niederspannungsebene in das Stromversorgungsnetz ein. Mit Hilfe von Energiespeichersystemen steht Einfamilienhäusern sogar dann ausreichend Energie zur Verfügung, wenn mal Flaute herrscht. In Deutschland sind Windanlagen über 50 m Großwindkraftanlagen, in Österreich (Burgenland) Gesamtanlagenhöhe über Niveau: max. 20 m, Rotordurchmesser: max. 8 m. (50 Quadratmeter überstrichene Fläche)

Kleinwindkraft aus Österreich

Eine Windkraftanlage ist eine Art Kraftwerk, das die in einer Luftströmung enthaltene Energie in elektrische Energie umwandelt. Vorwiegend über die Rotorblätter wird dem Wind ein Teil seiner Energie entzogen. Windenergie steht uns frei zur Nutzung zur Verfügung, mit der richtigen Technik ist die Energiequelle umweltfreundlich und auch vielerorts sehr rentabel. Diese Standorte gilt es zu finden und zu nutzen. Ab einer durchschnittlichen Jahreswindstärke von 4 m/s ist ein ausreichendes Windpotenzial vorhanden, um genug Energie wirtschaftlich in Strom zu wandeln. Insbesondere auf Bergen sind Ringmantelturbinen normalen Propelleranlagen voraus, mit ihren kurzen Rotorblättern kann der Wind auch Sturmisch blasen.

Mid-Size-Windkraftanlagen in Deutschland

Windanlagen mit einer Leistung von bis zu 249 Kilowatt benötigen ein wesentlich kleineres Fundament als Großwindräder und etwa ein Zehntel des Flächenverbrauches eines Solarparks. Dabei gibt es auch abseits der windreichen Küstenregionen, also im Binnenland viele Standorte mit Windkraft-Potenzial, die mit Ringmantelturbinen bestückt werden. Windanlagen der neuesten Generation sind in der Lage an mittleren Windstandorten zwischen 400.000 und 500.000 kWh jährlich zu "ernten". Eine Windanlage solcher Bauart braucht nur wenig Platz, ist maximal 50 Meter hoch und auch nicht (in Deutschland) an Raumordnungspläne gebunden.

Windanlagen außerhalb von Vorranggebieten

Eine Mid-Size-Windanlage darf wegen Ihrer Leistung und Abmessungen auch außerhalb von Vorrangzonen errichtet werden, darunter fallen unter anderem Gewerbe- und Mischgebiete sowie landwirtschaftliche Flächen. Eine Zulassung nach dem Bundesimmissions-schutzgesetz ist nicht notwendig. Eine effiziente, wirtschaftliche und nachhaltige Eigenversorgung mit Windenergie für Unternehmer und Landwirte ist damit möglich.