[发明专利]使用系留翼面来利用风能的方法和系统

说明书

技术领域

本披露针对于一种使用系留翼面来利用风能的方法和系统。

背景技术

对环境友好并且可再生的能源存在不断增长的需要。这种不断增长的需要至少部分是因为全球范围内增加的能量需求以及环境意识，以及对可容易获取的矿物燃料的降低的供应。一种对环境友好并且可再生的能源是风。

可利用风能的一种方式是通过使用抽放风筝式发电机（pumping kite generator）。一直在研究解决与抽放风筝式发电机相关联的技术问题。

附图简要说明

在附图中，说明了一个或多个示例性实施例：

图1描绘一种根据第一实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，该系统利用一种包括储存滚筒和双绞盘的绞卷装置来向风筝系绳施加张力并且从风筝系绳释放张力。

图2描绘一种根据第二实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，该系统不利用双绞盘。

图3描绘一种根据第三实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，其中，一个液压马达机械地联接至一个发动机-发电机（“发电机组”）上以便产生电力。

图4描绘一种根据第四实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，其中，液压马达机械地联接至一个发电机，该发电机电联接至该发电机组。

图5（a）描绘一种根据第五实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，其中，该系统包括液压地联接至多个地面站模块的一个发电模块。

图5（b）描绘图5（a）中所展示的发电模块的一个实施例。

图5（c）描绘图5（a）中所展示的这些地面站模块之一的一个实施例。

图6（a）描绘一种根据第六实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，其中，该系统包括电联接至多个地面站模块的一个电控制模块。

图6（b）描绘图6（a）中所展示的电控制模块的一个实施例。

图6（c）描绘图6（a）中所展示的这些地面站模块之一的一个实施例。

图7描绘可用于利用风能的系留翼面的两个实施例。

图8描绘一种根据第七实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，其中，翼面使用三根系绳系留到地面上，并且其中使用一种差动线绳致动器来改变这三根系绳的相对长度。

图9描绘一种根据第八实施例的用于使用系留翼面来利用风能的系统，其中，翼面使用三根系绳系留到地面上，并且其中使用多个绞车滚筒来改变这三根系绳的相对长度。

图10（a）和10（b）示意性地描绘图8中所示的差动线绳致动器是如何改变三根系绳的相对长度的。

图10（c）是形成图8中所示的差动线绳致动器的一部分的且可用于控制系绳的相对长度的设备的透视图。

发明内容

根据第一方面，在此提供了一种用于使用系留翼面来利用风能的方法。该方法可包括：在一种牵拉阶段期间，允许风延伸一根风筝系绳，并且机械地储存通过延伸该风筝系绳而利用的风能，之后使用所储存的风能来产生电力；并且在一种收回阶段期间，使用在该牵拉阶段期间机械地储存的风能的至少一部分来收回该风筝系绳。

机械地储存风能可使用一个储能器来完成。可使用在牵拉阶段期间所利用的风能来产生电力。电力可以是使用在该牵拉阶段期间机械地存储的风能的至少一部分来产生的。电力可以是在该收回阶段期间产生的。电力可以是以一个恒定的功率水平产生的；可替代地，电力可以是以随一个设施将要满足的电负荷而变化的功率水平产生的。

在该牵拉阶段期间，可以确定在当前的牵拉阶段期间正在利用的风能是否足以产生某一功率阈值的电力。当风能不足以产生该某一功率阈值的电力时，可以使用在当前或先前的牵拉阶段期间机械地储存的风能的至少一部分来补充正在利用的风能，从而使得以该某一功率阈值产生电力。

另外或者作为前述方面的替代方案，在该牵拉阶段期间，可以确定在当前牵拉阶段期间正在利用的风能是否超过产生该某一功率阈值的电力所使用的风能。当正在利用的风能超过产生该某一功率阈值的电力所需的风能时，可以机械地储存超出产生该某一功率阈值的电力所使用的风能之外的风能。

另外或者作为前述方面的替代方案，可以确定可用风能（其包括在当前牵拉阶段期间正在利用的风能以及在当前或先前的牵拉阶段期间机械地储存的风能）是否足以产生该某一功率阈值的电力。当该可用风能不足以产生该某一功率阈值的电力时，可以使用一个可调度的发电机来补充该可用风能，从而使得以该某一功率阈值产生电力。