[发明专利]具有电磁波传输系统的风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及风力涡轮机，以及具体来说，涉及包括电磁波传输系统的风力涡轮机。

本发明还涉及用于控制上述风力涡轮机以便传送具有预期极化的电磁波的方法。

背景技术

风力可用于通过又被称作风能系统的风力涡轮机来生成电力是已知的。

最常见类型的风力涡轮机是水平轴风力涡轮机，水平轴风力涡轮机包括垂直安装在转子毂上的一个或多个叶片。当叶片受到风力吹击时，转子毂绕水平轴旋转，并且转子轴向发电机传送移动，该发送机将机械能转换为电能。

转子毂和发电机放置在塔架顶上，塔架非常高以便捕获比地平面的风力更强的风力。

长导线用于将电能从发电机传输到电力网或者诸如放置在塔架底部的电池之类的其它类型的负载。

虽然风力涡轮机的使用受到欢迎并且得到推动以便增加“绿色”能量的产生，但是另一方面，风力涡轮机存在若干缺点。

首先，当没有风力或者风力过大时，风力涡轮机不工作，因此它们只是糟蹋景观(所谓的视觉污染)。此外，当将风力涡轮机集中在大型风力场（wind farm）时，风力涡轮机能够干扰陆地无线电通信(诸如电视、无线电和蜂窝电话)和雷达信号。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种风力涡轮机，该风力涡轮机不仅能够用于生成能量，而且特别是当叶片不移动时还能够被使用。

本发明的一个目的是提供一种风力涡轮机，该风力涡轮机能够用于电信网络中而不是对其进行干扰。具体来说，本发明的又一目的是提供一种用于使用风力涡轮机来传送具有线性或圆形极化的电磁波的方法。

本发明的这些及其它目的通过结合所附权利要求中的特征的风力涡轮机来实现，该权利要求形成本说明的主要部分。

按照本发明的一个方面，至少一个天线被包含在风力涡轮机的叶片中。发射器电路被电连接到天线，并且向天线馈送待传送的信号。

用这种方式，当涡轮机不用作发电机(例如，因为没有风力)时，它能够被用作通信系统的天线。具体来说，由于天线被集成到叶片中，所以通过控制叶片的位置以及待传送的信号的生成，叶片能够被用于传送具有水平或垂直极化的信号。

此外，通过控制叶片传送的信号，风力涡轮机能够被用作通信网络的有源部件（active part），因而避免对其它通信网络的干扰。

优选地，该风力涡轮机包括：各叶片配备有天线的三个叶片，以及用于每次将发射器电路动态地连接到一个选择的天线的开关单元，而优选地将其它天线连接到参考电位。作为示例，开关单元将发射器电路连接到垂直叶片，而将其它两个叶片连接到参考电位、具体来说是接地平面；以这种方式，天线作为发射垂直极化电磁辐射的垂直偶极子工作。备选地，开关单元将发射器电路连接到在预定时间放置在预定空间位置的叶片，以使得生成圆形极化波。

因此，通过控制风力涡轮机的叶片上的信号的开关，有可能使用叶片来模拟偶极子生成具有预期方向的电磁场。

按照本发明的另一方面，风力场可包括多个风力涡轮机，该多个风力涡轮机被适当地间隔开并且配备有以同步方式传送相同信号(具有不同或相同极化)的发射器电路，以使得实现用于空间复用的MIMO配置。

按照本发明的另一方面，风力涡轮机被配置为电信网络的转发器，并且为此目的而包括适合于接收来自外部装置的信号的接收器设备。处理所接收信号，以便获得待经由发射器电路和被集成在叶片中的天线传送的信号。

附图说明

通过阅读按照本发明的用于传送电磁波信号的方法和系统的非排他性的优选实施例的详细描述，本发明的其它特征和优点将会更加显而易见，参照附图作为非限制性示例来描述该优选实施例，在附图中：

- 图1示出按照本发明的风力涡轮机的前视图和横向视图；

- 图2示出图1的风力涡轮机的叶片；

- 图3是图1的风力涡轮机的发射器电路的示意图；

- 图4示出适合于在图3的发射器电路中使用的开关单元；

- 图5示出按照本发明的第二实施例的两个风力涡轮机在电信网络中的使用；

- 图6是图5的风力涡轮机的发射器电路的示意图；

- 图7示出以MIMO配置的两个风力涡轮机的使用；

- 图8是按照本发明的用于传送无线电信号的方法的流程图；

- 图9示出在图8的方法的不同步骤期间的图1的风力涡轮机的叶片；

- 图10示出从天线到图1的风力涡轮机的发射器电路的电连接；

- 图10a是图10的实施例中使用的信号循环器的侧视图；