[發(fā)明專利]風(fēng)能系統(tǒng)以及使用該風(fēng)能系統(tǒng)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380030361.4
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN104395600A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·布萊克;G·H·呂頓;H·芒西爾;N·J·海明威
• 申請（專利權(quán)）人: LGT先進科技有限公司
• 主分類號: F03D1/04
• 分類號: F03D1/04;F03D1/06;F03D11/02;F03D7/02;F03D1/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求提交于2013年4月26日的美國專利申請No.13/871,775的優(yōu)先權(quán)。該美國專利申請是提交于2012年6月18日的美國專利申請No.13/526,407的部分繼續(xù)申請，后者又要求提交于2012年4月29日的美國專利申請No.61/639,952的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及風(fēng)能領(lǐng)域，更具體來說，涉及風(fēng)能系統(tǒng)以及用于使用風(fēng)能系統(tǒng)以存儲能量、開采金屬、生產(chǎn)氫氣和凈化水的方法。

背景技術(shù)

大多數(shù)現(xiàn)有的風(fēng)力渦輪機使用水平軸線渦輪機。這些渦輪機典型地通過高傳動比齒輪箱來驅(qū)動電機。所提取的功率被完全處理，如在永磁體發(fā)電機下的情況下，或者依靠空轉(zhuǎn)回收被部分地處理，如在雙饋感應(yīng)發(fā)電機的情況下。在這兩種情況下，電機、關(guān)聯(lián)的齒輪箱、聯(lián)接件以及離合器位于塔頂部的吊艙中。這樣的結(jié)構(gòu)是需要較大的塔以及關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)。

在常規(guī)風(fēng)場能量系統(tǒng)中，電能量是通過串聯(lián)的單元生成的，使得如果這些單元之一出現(xiàn)故障的話，操作就會立即中斷。此外，維修行為的成本和復(fù)雜性是顯著的，這是由于這樣的事實：齒輪箱以及發(fā)電機位于不能被降低的固定塔的頂部。此外，常規(guī)風(fēng)力渦輪機生成的電功率會隨著時間波動，作為風(fēng)力優(yōu)勢條件的函數(shù)。在一些例子中，當(dāng)風(fēng)力速率在特定閾值以下或超過特定閾值時，能量生產(chǎn)終止。因為能量的該獲得性是波動的，所以不能夠依賴其獲得持續(xù)的能量供給。

本發(fā)明克服了常規(guī)風(fēng)能系統(tǒng)的這些和許多其他限制，并且還提供了在尺寸、成本和易于安裝方面的顯著優(yōu)勢。常規(guī)風(fēng)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)劣勢包括但不限于以下：(i)渦輪機僅轉(zhuǎn)動以在水平軸線上面向主風(fēng)力；(ii)它們不包括用于降低與可得風(fēng)速相關(guān)的驅(qū)動線機械拖曳的機構(gòu)；(iii)它們不設(shè)置用于吸收風(fēng)力功率中的波動以便提供恒定水平電功率輸出的系統(tǒng)；(iv)轉(zhuǎn)子葉片趨于過渡振動以及遭受不對稱的轉(zhuǎn)矩效應(yīng)，這增加了驅(qū)動線維修并且限制了用于渦輪機的布局選擇；(v)它們不包括集成的能量存儲系統(tǒng)，這能夠?qū)崿F(xiàn)可控的能量輸出而不損失能量；(vi)位于吊艙中的單個發(fā)電機以及齒輪箱是非常重的，難以維護；(vii)所聯(lián)接的驅(qū)動線不允許發(fā)電機獨立于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)被驅(qū)動；(viii)不存在用于恒定能量供給的混合功率選擇；(viii)它們不并入基于負荷應(yīng)力或者風(fēng)速而自動調(diào)節(jié)塔高度的負荷傳感器，從而避免了需要關(guān)閉轉(zhuǎn)子以及終止能量生產(chǎn)；以及(ix)塔不能被降低以用于維修。除了解決所有上述問題之外，本發(fā)明還并入了任何現(xiàn)有風(fēng)能系統(tǒng)中沒有的蝙蝠威懾系統(tǒng)。