[发明专利]具有在轨道上的风筝拖动模块的风能转换系统

说明书

技术领域

     本发明涉及一种通过在轨道上的风筝拖动模块转换能量的风力系统。本发明进一步涉及一种采用该系统制造电能的方法。

背景技术

     以往，利用可再生能源以低成本制造电能的问题已被解决；尤其是，在一些下述提及的现有专利中，已经提出转换风能的方法，以及几种通过动力翼形（通常采用术语“风筝（kite）”）从风中获得风能的装置。

     尤其是，美国专利US4.124.182公开了一种配备有“风筝伞（parakites）”（或改进的降落伞）的设备，来捕捉风能并转换成能够驱动发动机的轴旋转运动。这种设备的特征在于一对“风筝列”，其风筝串联排列。每列配备有动力绳索。这些伸缩足够长以使风筝伞的风筝列达到一定高度，在该高度上风比地面上的风更强烈且更均匀。每列通过对应的动力绳索连接至旋转方向可交替的滚筒或绞盘上，在使得在风流牵引下绕所述绳索缠绕或展开。风筝伞的每列配备有第二绳索，称为“伞盖类型”，其连接至每列风筝，且通过能够选择性下降所述风筝伞使得再次缠绕过程容易。通过减速器，每个绞盘的旋转运动被转移至发电机，当发电机制动时产生电能。滑轮（pulleys）单系统通过离合器和齿轮，在一列风筝伞上升时，使得另一列风筝伞回收。捕获的风能借此转化为机械能，其中部分马上用于伞盖闭合的风筝伞列，以及其中部分转化为电能。通过一个限制在每个列的空气静压气球，在每个操作循环中吸气或放气，该风筝伞保持在一理想高度且所述伞盖具有固定定位。

     中国专利CN1.052.723公开了一种风力发电装置，其配备有一对风筝，通过高阻抗绳索将由风流产生的牵引转换为设置在地面上滚筒的旋转。所述绞盘驱动液压马达以发电。

     英国专利GB2.317.422公开了一种配备多个风筝的设备，由于风牵引作用，风筝绕着连接至发电机的竖直轴旋转产生电流。所述风筝受风作用在水平面上完成圆周路径。每个风筝配备有能够调整风攻角（wind attack angle）的设备，以确保飞行的连续性。

美国专利US6.072.245公开了一种利用风能的设备，由多个连接至形成环状绳索的风筝构成。风筝被驱动以交替从上升路径至下降路径，确保所述环状绳索的旋转运动总是沿相同方向。每个风筝连接至传输机械能的动力绳索及连接至调整每个风筝风攻角的驱动绳索系统。所述动力绳索使滑轮旋转发电。所述驱动绳索被用于使每个风筝保持在这样一个位置，在上升路径中，使得风筝受风力作用向上拉，以及在下降路径中的第二位置，使得风筝遭受较低风推动。

美国专利US6.254.034公开了一种配备有风筝（“系绳飞行器”）的设备，该风筝在控制高度受风流作用，以利用风能。该风筝通过绳索连接至绞盘，所述绞盘驱动发电机产生电能。驱动系统安装在风筝上，检测、调整风攻角，以及调整受风面积。这个系统由地面上的操作员控制，可通过合适传感器或自动远程控制系统读取传递的显示数据。所述风筝被驱动以顺风上升到高功角。在上升过程结束后，所述攻角减小，所述风筝滑行以使其自身逆风。所述风筝被收回，在此顺风滑行，如此循环。

美国专利US6.523.781公开了一种捕捉风能的风筝（“翼形风筝”）的设备，其具有入口边、出口边和两侧边。这些风筝通过所述风筝自身的机械驱动。所述设备配备有连接至所述风筝边的绳索，所述风筝通过这些绳索调整桨距角（pitch angle）而被驱动。驱动机构由设置在动力绳索内的电缆供电，所述风筝通过电缆连接到绞盘，所述绞盘驱动发电机产生电能。风筝利用上升力受风上升，并画出一个和风速方向近乎垂直的路径。在上升过程结束后，所述风筝回复并再被驱动以再捕获风力。

美国专利申请US2005046197公开了一种配备有利用风能的风筝的装置，该风筝通过多种绳索驱动连接至发电机的绞盘产生电能。所述风筝通过调整风攻角被另外的绳索驱动。所述风筝上升到高攻角。在所述上升过程结束后，所述攻角减小，所述风筝回复以开始再次循环。

总之，通过以上现有技术方案的分析，现有的具有风筝的风力系统一般具有下列相同特征：

-所述风筝同时配备有动力绳索和驱动绳索：这意味着用于发电的绳索用于发电的动力并未传递到风筝驱动机构，而是通过绳索执行该功能，传递到其他风力系统组件上。缺少使用用于驱动风筝的动力绳索使得风力系统结构复杂，具有众多不足;