[发明专利]自然能源收集和分配的方法、系统及设备

说明书

相关申请交叉引用

本申请根据35USC§119（e），要求于2011年3月1日提交的美国临时专利申请61/447,979的优先权，其全部内容通过引用方式并入本文。

【01a】本申请为于2011年6月10日提交的美国专利申请号13/157,689的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及由自然能源生成的电力的收集和分配，更特别地，涉及一种适于转换和传输由一个或多个自然能源所生成的电力的输电网，该自然能源在上述输电网中连接在输电塔上，其中该输电网可为任何类型的输电网，可传输电力或电传导信号，例如电力网、电话网或其他通信网。

背景技术

如今，在加拿大和美国乃至整个世界有大量的风电场，每个风电场都有大量的风力涡轮机，这些风力涡轮机设置在开阔场地的大块区域上。现有的风电场需要使用位于保护罩内的地下电缆，以将来自每个风力涡轮机的电力传输到等候区域或设施。所生成的电力从该设施被传输到电网以立即使用。然而，与这种风电场的建造和操作相关的成本可能非常高，从而导致某些城镇/市政当局基于他们的项目成本而拒绝所提议的风电场。

此外，在有些位置内的集中风电场没有有效地利用盛行的风能。如果风不在风电场区域吹，或如果仅在某些季节吹，那么这种风电场在提供即时风力发电方面效率低下。

此外，对土地重新分区以容许风电场对于风电提供者来说是一直存在的难题，例如风电场引起的噪声和美观方面的关注。

其他类型的电力公司利用塔状结构的网络，有时被称为“水塔”和“电塔”（取决于在哪个国家），其由高架电线连接以从源站（如水电或核电站）向配电网（其在整个居民区域分配）供电。此外，电信公司利用通过电线或高架的电缆连接的杆网以大范围地传输或分配电传导信号（声音和/或数据）。这些塔状结构和电杆可统称为“输电塔”用于该说明书和相应的权利要求。

这种输电塔在许多国家广泛分布，而且已经具有与其相关的通行权。因此，将是有利的，如果这种输电塔也可用于收集和分配源自自然能源的电力，如风力和/或太阳能。此外，因为这些输电塔广泛分布，所以无论何时或何地吹风，都可产生恒定的功率。

发明内容

本发明的各种实施例涉及一种电力传输和分配系统，包括支撑一条或多条为配电网供电的输电线的输电塔，以及用于将风力或太阳能转换成电力的自然发电装置。在这种系统中，自然发电装置作为供电源，电性连接到至少一条或多条输电线，以将经转换的电力供给到配电网。

根据本发明的一个实施例，所述自然发电装置为风力涡轮机。

在本发明的进一步实施例中，这种风力涡轮机可安装在输电塔上延伸出的支柱的一端上。因此，第一支撑板可安装在输电塔上，位于输电塔顶部，第二支撑板可低于第一支撑板一定距离安装在输电塔上，并且上述支柱可安装在输电塔上并垂直地延伸穿过在第一和第二支撑板内各自的孔。

此外，上述支柱可固定到地面。可选地，支撑管不必始终向下达到地面上，但要从风力涡轮机向下延伸足够的距离用于为风力涡轮机提供必要的支撑。

同时，在本发明的进一步实施例中，可设置内管，该内管经由支柱内部从风力涡轮机的发电机向下延伸。该内管可容纳一条或多条连接到发电机的绝缘线。这些绝缘线可向下通过内管延伸到输电塔上的绝缘支撑部，其连接一条或多条电线。这可提供一个途径，发电机所产生的电力由此可被传输到一条或多条的输电线用于进一步传输。例如，所述一条或多条电线可在塔与塔之间连接以将自然能源转换的电力传输到配电网。

虽然上述实施例涉及一种作为自然发电装置的风力涡轮机，根据另一种示例性实施例，所述自然发电装置可为安装在输电塔上的太阳能电池板。在另一替代示例性实施例中，风力涡轮机和太阳能电池板可安装在同一输电塔上（或在同一输电网的不同塔上）。

无论风力涡轮机、太阳能电池板还是两者都安装在输电塔上，本发明系统可进一步改进。例如，电池可安装在输电塔内或接近于输电塔。例如，电池可设置在输电塔内或接近输电塔从而为安装在其上的自然发电装置供电，也可能为安装在其他塔上的其它自然发电装置供电。然而，这种电池可具有另一（或额外的）存储功能，例如储存在非高峰时期由自然发电装置转换的电力。

至于另一实施例，安装在输电网塔上的各种自然发电装置可由计算机系统选择性地和单独地控制。同时，摄像头可被安装在除了自然发电装置的输电塔上，以将自然发电装置的图像传输到计算机系统用于监视。