[发明专利]拴在地面上的高空风力发电站

说明书

本发明涉及一种用于在不同的高度位置中产生电能的高空风力发电站，其具有与地面的柔性的连接件和包围承载气体的外壳，其中外壳至少部分地形成优选固定的机翼，并且多个转子安置在机翼中。

技术领域

本发明涉及一种用于在不同的高度产生能量的高空风力发电站，其具有与地面的柔性的连接件和包围承载气体的外壳。

背景技术

已知了一种高空风力发电站，其包含风轮或转子。高空风力发电站也部分被填充以氦或者比空气轻的其他气体，从而高空风力发电站获得浮力效应。高空风力发电站通常由锚固在地面上的绳索保持（US 2008/0290665 A1）。

高空风力发电站也以不同的形式、大多以圆形存在。高空风力发电站由一种物质或类似的材料形成，例如在气球或滑翔器中形成（DE 656194 C）。

已知的高空风力发电站然而不设计为，其在更长的时间段中保持在该高度中并且可以承受所有风和气象情况。

基于与地面的固定连接和所有风和气象情况在更长的时间段中必须由该结构支撑的事实，为此必须存在耐风的和耐气象的叶片，其也可以自动沿风方向取向。

此外，在大的高度中，气压明显小于地表上的气压，并且平均温度明显更小。这导致的是，迄今为止使用的针对风力产生的电子控制单元不再是有效的。

用于接收承载气体、例如氦的体积由叶片的尺寸限界。

如果在高空风力发电站中产生电流，那么该电流可以以不适用于传输的电流类型存在。此外，当前的电源电压不能够适用于电流传输。如果在高空风力发电站中产生压缩空气，那么压缩空气必须以适当的方式朝地表传输。

另一问题范围是将绳索紧固在叶片上。基于大的拉力，绳索必须适用于接收该力。

迄今为止仅已知了一种具有转子的高空风力发电站。这导致功率受到转子尺寸的限界。

发明内容

问题的至少一部分根据本发明在高空风力发电站中以如下方式解决，即外壳至少部分地形成空气动力学的叶片并且将多个转子安置在叶片中，所述高空风力发电站用于在不同高度中产生压缩空气或电能并且具有与地面的柔性的连接件和包围承载气体的外壳。在一个或多个转子与一个或多个能量产生器之间优选存在一个或多个传动装置。

本发明涉及一种高空风力发电站，其紧固在地面上并且位于2000m至15000m之间、尤其是8000m至12000m（Jetstream）之间的高高度位置中。高空风力发电站为此设计用于利用200至500km/h的空气速度，并且在这种高度位置中保持一段长的时间。为此，外壳由抗撕裂的表面制成，以便可以承受所有气象条件。外壳装备有方向和升降舵。此外，承载气体位于高空风力发电站的外壳中。同样，针对电子部件的压力腔位于高空风力发电站中。

为了转变或转换产生的电能，变压器位于高空风力发电站中。为了产生压缩空气而设置压缩机，一个或多个传动装置前置于压缩机。借助压缩机压缩的空气借助隔绝性的空气软管朝地表传输。在地表上，压缩空气存储器或势能存储器是直接可用的。为了产生电流，压缩空气存储器被排空，并且由此驱动发电机。效率是大约65%（包括存储）。

必须确保恒定的能量产生的高空风力发电站必须可以承受所有风和气象情况。相应地，外壳和锚固绳索由柔性的和抗拉的材料、尤其是碳纤维或聚芳酰胺（Kevlar）构造。

为此，转子安置在叶片的内部，以便例如可以承受冰雹损害。

为此，叶片必须由相对于风和气象稳定的材料制造，并且同时还具有可以匹配于风情况的能力。这例如通过安装对叶片进行取向的方向和高度引导机构实现。

通过将压力舱和热隔绝件至少安置在叶片的一部分中，可以实现确保正常运转的控制电子器件的条件。附加地，在需要时还可以安置加热装置。