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RES-Institute

70376 Stuttgart

RES - Strömungskonverter

Das Patent „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.

Mehr Infos: https://www.res-institute.com/de/berblinger-preis/das-patent

Ziele und Zielgruppe

Angesichts einer kaum noch zu kontrollierenden Überhitzung der Erdatmosphäre ist ein drastisches Umsteuern erforderlich und gerade auch im Bereich der Energieerzeugung dringend notwendig. Weg von fossilen Energieträgern - hin zu Energie aus erneuerbaren Quellen, so lautet das erste Gebot für ein erfolgreiche Energiewende! 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 Wasserstoff-Technologie im Energiesektor. Mit dem Bau eines Prototyps, der nur in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner vorstellbar ist, kann der vorausgesagte Mutationssprung in der Leistung einer einzelnen Windkraftanlage verwirklicht werden. Erfindungsgemäße Windturbinen können jedoch auch für den privaten Gebrauch im Leistungsbereich von z.B. 500 Watt bis etwa 10 KW realisiert werden, sodass jedermann eine kleine Windturbine z.B. im eigenen Garten, auf dem Balkon oder Dach installieren kann.

Warum soll das Projekt unterstützt werden?

Das Unternehmensziel des RES-Instituts besteht darin, möglichst frühzeitig einen Industriepartner zu finden und von den Vorteilen der Erfindung zu überzeugen. Dazu ist eine fortgesetzte Entwicklungs- und Öffentlichkeitsarbeit von voraussichtlich einem Jahr erforderlich. Ein zweites Patent, das bisher nicht genannte Vorteile des Prinzips Wendeflügel zum Gegenstand hat, soll als eine internationale Anmeldung eingereicht werden. Für eine wissenschaftlich begründete Evaluation des Projekts Strömungskonverter ist eine Reihe weiterer Entwicklungsschritte erforderlich. Bisher wurde die Wirkungsweise der Wendeflügel ausschließlich in einer stationären, vektoriellen Betrachtung untersucht. Für die Beurteilung des Strömungsgeschehens an einem rotierenden Rotor ist eine strömungsdynamische Simulation erforderlich, die am RES Institut nicht geleistet werden kann. Es wird erwartet, dass sich die Wendeflügel im Rotorumlauf gegenseitig positiv beeinflussen, sodass die Bilanzierung der Kräfte noch günstiger ausfällt. Um diesen Nachweis zu führen, wurde bereits die Zusammenarbeit mit Herrn Dr. Uwe Wössner vom HLRS der Universität Stuttgart begonnen. In einer strömungsdynamischen Simulation kann die gegenseitige Beeinflussung der Wendeflügel des RES Strömungskonverters sehr exakt betrachtet werden. Mit der in der Erfindung beschriebenen Trennung einer ortsfesten Drehimpulsachse und einer Rotationsachse für den Rotor, die um die Drehimpulsachse rotiert, kann die Zielvorgabe einer weitgehenden Kompensation der durch die Rotorblätter bewirkten Sogkräfte mit bestimmten Ausführungsformen der Erfindung erreicht werden, sodass überwiegend tangentiale Antriebskräfte aus der Bilanzierung der Sogkräfte hervorgehen. Spätestens innerhalb des nächsten Jahres soll das Patent Strömungskonverter mit mindestens einem Wendeflügel an einen namhaften Hersteller oder Betreiber von Windkraftanlagen lizensiert oder verkauft werden.

Projektverantwortliche

Prof. Dipl. Ing. Friedrich Björn Grimm, Honorarprofessor an der Fakultät für Architektur und Städtebau der Universität Stuttgart sowie Direktor und Gründer des privaten RES Instituts.
Dipl. Ing. Ivo Vrdoljak, wissenschaftlicher Mitarbeiter am RES Institut.
Dr. phil. Maximilian Grimm, PR-Manager am RES Institut.

Das RES-Institut widmet sich der Erforschung neuer Möglichkeiten zur Nutzung regenerativer Energien*, sowie CO2-freier Mobilitätskonzepte und neuer Techniken für die Aviatik. Das freie und unabhängige Forschungsinstitut wurde im Jahr 2016 von dem Architekten und Erfinder Friedrich Grimm gegründet, der als Honorarprofessor an der Fakultät 1 der Universität Stuttgart lehrt und über ein lokales, regionales und internationales Netzwerk verfügt. Der Name RES steht allgemein für Forschung („research“) und im engeren Sinne für erneuerbare Energiesysteme („Renewable Energy Systems“), in einem weiteren Sinne zeigt das RES-Institut mit revolutionären und disruptiven Technologien einen Weg für einen Neustart im 21. Jahrhundert auf. In jedem Fall sind die hier mit dem Präfix RES gekennzeichneten Erfindungen im eigentlichen lateinischen Wortsinn eine Herzensangelegenheit des Erfinders Friedrich Grimm, dessen leidenschaftliche Arbeit seit mehreren Jahrzehnten die Entwicklung CO2-freier Technologien ist.


Das Unternehmensziel des RES-Instituts besteht darin, die hier präsentierten Erfindungen und Entwicklungen im Rahmen von Kauf- und Lizenzverträgen interessierten Partnern aus Industrie und Wirtschaft zur Verfügung zu stellen. In diesem Zusammenhang übernimmt das RES-Institut Entwicklungs- und Designaufträge zu den in den Überschriften der Kopfzeile angegebenen Gebieten.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Scheuen Sie sich nicht, sich direkt an mich persönlich zu wenden, um die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit zu besprechen.

Tel +49 (0)711 / 257 1719

E-Mail: grimm@res-institute.com

Was passiert mit dem Geld bei Erreichen des Finanzierungsziels?

Es genügt heute nicht, ein Patent vom Patentamt erteilt zu bekommen. Der Erfinder sieht sich in der Rolle, Berechnungen und Nachweise zu führen und einen funktionierenden Prototyp zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus ist eine anhaltende PR-Offensive in den sozialen Medien erforderlich, um genügend Aufmerksamkeit für die Erfindung zu erregen und möglicherweise bereits zu einem frühen Zeitpunkt Kontakt zu einem Hersteller aufnehmen zu können. Spannende Forschungsberichte, attraktive Grafiken und Visualisierungen, die wie bereits jetzt schon regelmäßig auf der Website www.res-institute.com und auf Linkedin.com veröffentlicht werden, sollen einen spannenden Einblick in die weitere Entwicklung des Projekts "Strömungskonverter" geben. Unter der Überschrift "Berblinger 20/21" wird auf meiner Website neben der Überschrift "Berblinger Kino" die Überschrift "Sponsoren" eingerichtet. Mit Zustimmung eventueller Geldgeber und ohne Nennung des gestifteten Geldbetrags wird hier eine Liste aller Förderer des Projekts RES-Strömungskonverter geführt, sodass mit der Zeit ein Netzwerk der Freunde des RES Instituts entstehen kann, die sich mit dem Slogan "Blueprints for a friendly climate" identifizieren und als Teil der Geschichte an der spannenden Entwicklung von "RES Affairs" teilnehmen.Mit der im Rahmen von Test Test Contest für das Projekt RES-Strömungskonverter eingegangenen Fördersumme kann die Arbeit des RES Instituts an der Entwicklung und Vermarktung des RES-Stömungskonverters auch im Jahr 2021 fortgesetzt werden. Eine weitere Patentanmeldung, die ein internationales Schutzrecht ermöglicht, wird eingereicht. Ein Teil des Fördergelds wird für die dafür notwendigen Zeichnungen und Untersuchungen verwendet. Die Zusammenarbeit mit Herrn Dr. Ing. Uwe Wössner vom HLRS der Universität Stuttgart hat bereits begonnen und soll mit einer Simulation des Entwurfs RES Giga Tube fortgesetzt werden.

Mein Dankeschön

Besucher des RES Instituts sind jederzeit herzlich willkommen und werden in den Räumen des Instituts mit Kaffee und Hefekranz verwöhnt. Herzlichen Dank an alle Unterstützer!

Status

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