专利名称：采用风筝拖动模块在轨道上运行来转换能量的风力系统及利用该系统产生电能的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于采用风筝拖动模块在轨道上运行来转换能量的风力系统，本
发明进一步涉及一种采用该系统来生产电能的方法。
背景技术：
在以往，有关利用可再生能源以低成本来获得能源的问题有多种处理方法；特别 是在以下提到的一些现有专利中，已经有转换风能的方法以及几种通过动力翼形(通常采 用单词风筝"kite")从风中获得风能的装置。 尤其是，美国专利US4. 124. 182中公开了一种具有"降落伞风筝"(或"改进的降 落伞")来捕获风能并将其转变成驱动发电机的一个轴旋转运动。这种装置的特征在于一 对风筝串联排列的"风筝列"。每列具有一动力绳索。该绳索足够长以使降落伞风筝列达到 一个高度，在该高度上风比地面上的风更强和更均匀。每列通过对应的动力绳索连接到旋 转方向可交替的滚筒或绞盘上，以在风的牵引力下，使绳索在该滚筒或绞盘上缠绕或展开。 每条降落伞风筝列设有称为"伞盖类型"的第二绳，其与每列风筝连接，通过其使得降落伞 风筝可选择性下降使缠绕过程更容易。通过一减速器，绞盘的旋转运动被转移到一个发电 机上，该发电机动作时即可发电。当一列风筝上升时，一滑轮单系统通过离合器和齿轮，使 邻一列风筝回复。捕获的风能籍此转化为机械能，其中一部分立即用于伞盖已合拢的风筝 的回复，另一部分被转化为电能。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，该降落伞风筝保持于理想的高度，其伞盖具有一固定定位。
中国专利公开号CN1. 052. 723中公开了一种风力发电装置，其用高强度的绳索将 两个风筝在高空中所受到的力传递到安装在地面的滚筒。该绞盘作用于液压马达以发电。
英国专利GB2317422公开了一种具有多个风筝的装置，由于风力作用，风筝绕着 一个竖直轴旋转，该轴连接到用于发电的发电机。受风力作用的风筝在水平面上做圆周运 动。每个风筝都具有可调整冲角的装置以保证飞行的连续性。 美国专利U. S. 6072245公开了用于利用风能的装置，其包括连接于形成环状的绳 索的多个风筝。风筝被驱动以交替从一个上升的路线到一下降的路线，使其始终沿相同方 向旋转运动。每个风筝连接到高强绳索以传递机械能和连接到一驱动绳索系统以调整每个 风筝的冲角。高强绳索使滑轮旋转以发电。驱动绳索用于使每个风筝保持在这样一个位置， 在上升的路线上，使得风筝可逆风向上拉，在下降路线的第二个位置上，风筝顺风下降。
美国专利US6254034公开了一种具有风筝("系留飞行器")的装置，该风筝在一 控制高度上受风以利用风能。该风筝通过绳索连接到一绞盘，其驱动发电机以发电。在风 筝上装有驱动系统，可检测和调整冲角，和调整受风面积。地面上的操作员阅读通过合适的 传感器或自动远程控制系统传递的数据，控制该系统。风筝被驱动以顺风上升到一受风高 度。当上升过程结束后，冲角减小，风筝滑翔以使其自身逆风。风筝回复后，再顺风滑翔，如 此循环。
荷兰专利NL1017171C公开了一种和前述相似的装置，但不再使用人工控制方式， 风筝回复是使风筝如同旗子一样倾斜，以减小回巻绳索时所受的风力。
美国专利US6523781公开了一种具有捕获风能的风筝("翼形风筝")的装置，其 具有一个入口边，一出口边和两个侧边。该风筝通过风筝自身的机械驱动。该装置具有连 接到风筝边部的绳索，风筝通过这些绳索的调整桨距而被驱动。驱动机构通过电缆内的电 线供电，风筝通过电缆连接到驱动用于发电的发电机的绞盘上。风筝利用上升力受风上升， 并画出一个和风向几乎垂直的路线。上升过程结束后，风筝回复，之后再被驱动以再捕获风 力。 美国专利申请US2005046197中公开了一种装置，其具有用于利用风能的风筝，其
发电是通过绳索驱动连接到发电装置的绞盘。风筝通过另外的绳索驱动以调整冲角。风筝
上升到一高的冲角上，当上升过程结束后，冲角减小，风筝回复以重新开始循环。本申请的同一申请人在意大利专利申请T02006A000491中公开了一种用于转换
风能的系统，其包括至少一个风筝，其可从地面驱动，并处于至少一个风流中，包括一个具
有设于地面上的竖直轴的风力涡轮机，该风力涡轮机具有至少一个通过两条绳索连接到风
筝的臂，该风筝用于被涡轮机驱动以使臂旋转，使风能通过至少一个作为发电机使用的发
电机/马达系统和涡轮机配合以被转换成电能。绳索用于将机械能输出向风筝和从风筝输
入机械能，和调整风筝飞行轨轨迹。在该具有臂和旋转轴的风力系统，电能的产生是通过利
用风筝作用于涡轮机臂的扭转力矩来实现，且风筝的驱动只能依靠绳索。并且，在该具有臂
和转动轴的风力系统中，用于收藏绳索和驱动风筝的组件位于涡轮机中心，因而远离绳索
从地面朝向风筝的点。最后，在该具有臂和转动轴的风力系统中，风筝的回复管道是固定的。 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-风筝同时具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结构，而是通过绳索执行该功能，传递到其它风力系统组件上。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；-风筝通过直接安装于风筝的结构或通过另外的(驱动)绳索驱动。这些绳索的 展开和回巻采用仅用于这些目的的位于地面或悬浮于地面(即安装于风筝上)的绞盘。假 如使用驱动绳索，绞盘可设在地面上，无需消耗部分从风力中获得的能量中来支撑驱动机 构的重量。-当利用牵引力上升时(也就是，与风向平行的风的分力)，风筝被驱动以发电。 该步骤之后，通过风筝象旗一样倾斜以减小刹车效应，使风筝回复。极少风力系统除牵引力 外，还利用到了提升力(也就是，与风向垂直的风的分力)以使风筝上升。相对于前者而 言，使用的后面驱动模式的优点在于，不仅风筝的阻力，还有风筝的提升力都用于发电。不 管怎样，在这两种模式中，间歇性类型的操作循环(一上升步骤后变为回复步骤)意味着用 于发电的风筝的牵引力效应，仅在风筝运行的一半路线上存在(实际上，在回复过程中不 存在)；-利用动力绳索，及可能介入的减速器，通过连接到发电机的绞盘的旋转来实现能 量转换。这在操作循环过程中不能产生持续能量，因为风筝回复是通过马达驱动该绞盘，这
15样，发生电流生产中断和消耗前面产生的能量。使用蓄电池才可实现传递到外用电装置的 连续电流；-注意力仅集中在循环步骤产生电力方面，而风筝飞行时的路线选择以使能量转 换效率最高则几乎被完全忽略；-只在极少数量的项目和研究中，有详细涉及风筝或许多风筝串接而成的列的控 制系统的问题。这也是由于风力研究大部分集中于现有系统转换率的提高上而非新能量产 生系统的研究上。-为部分解决上述问题，申请人为Sequoia Automation股份责任有限公司的欧洲 专利申请EP1672214中，公开了一种系统，其通过连接到一采用垂直轴涡轮机的"转盘"类 型的系统的风筝的预先和合适飞行的调整，将风力运动能量转换为电能。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种不同于现有的技 术，由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化的风力系统，该不同特别是因为驱动风 筝的模式，该风筝飞行时为使能量转化率最高的路线和风力系统构造，其中每个模块通过 至少一绳索连接到一列风筝，该风筝受风推动和适当驱动在模块上产生一个牵引力，该牵 引力使模块在至少一封闭路线的轨道上运行，通过模块和轨道的配合，发电系统产生电能。
本发明的另一目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化 的风力系统，其中风筝由一智能控制系统驱动，该系统使风筝在飞行时选择最优路线以从 风力中获得最大的风能。 本发明的另一 目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化 的风力系统，其中构成本发明风力系统的风筝由使能量传递到风力系统模块的同一绳索驱 动。 进一步，本发明的一个目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能 量转化的风力系统，其中风筝由一智能控制系统驱动，该控制系统可能通过介入减速器来 驱动连接到绞盘的马达，设置于地面并和风力系统模块成为一体，该绞盘作用为通过展开 和回巻绕其自身的绳索来驱动风筝，以及支持绳索负载来转换能量。 本发明的另一 目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化 的风力系统，其中风筝被驱动以最大地利用提升力来转化风能，以及在飞行路线上，在整个 操作循环中，牵引力效应几乎都存在。 本发明的另一 目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化 的风力系统，其中能量转化并非通过绞盘的旋转驱动发电机，而使通过风力系统模块的运 行。 本发明的另一 目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化 的风力系统，其包括至少一个运行于至少一轨道上的模块，通过连接于所述的模块上的风 筝的牵引力效应，利用模块的运行来进行能量转换。 本发明的另一 目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化 的风力系统，其中构成该系统的风筝也可被设置于该风筝上的扰流器，通过产生涡流来产 生压力梯度而被驱动。
本发明的另一 目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化 的风力系统，其中用于储存绳索和驱动风筝列的组件设于每个模块，靠近于风筝回复系统。
此外，本发明的一个目的在于提供一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量 转化的风力系统，其中风筝回复系统具有一个可在水平面和垂直面旋转、用于定位的末端 部件。 本发明的另一目的在于提供一个采用本发明的风力系统进行生产电能的方法，其 与现有技术的相比效率更高。 本发明的以上和将从下列描述中得到的其它目的和优点，通过权利要求1所述的 一种由风筝拖动模块在轨道上运行来进行能量转化的风力系统来实现。 此外，本发明的以上和其它目的和优点通过权利要求197中所述的本发明系统生 产电能的方法来实现。 本发明的较佳实施例和主要变化为从属权利要求中的技术方案。
本发明通过将下列较佳实施例和附图进一步被描述，其只作为举例而非限制，其 中， 图1为本发明风力系统的一个较佳实施例的立体结构示意图； 图2为图1风力系统的一个组件的较佳实施例的立体结构放大示意图； 图3为图1风力系统的另一个组件的较佳实施例中的立体结构放大示意图； 图4为图3组件的另一立体结构示意图； 图5为图1风力系统的一个放大立体结构示意图； 图6为图1风力系统的另一个放大立体结构示意图； 图7为图1风力系统的另一组件的一个较佳实施例的立体结构放大示意图；
图8为图1风力系统的另一组件的一个较佳实施例的立体结构放大示意图；
图9为图8组件的立体结构放大示意图； 图10为本发明风力系统的一个较佳变化实施例的立体结构示意图；
图11为图10的风力系统的立体结构放大示意图； 图12为图10风力系统的一个组件的一个较佳实施例的立体结构放大示意图；
图13为图12组件的另一立体结构示意图； 图14为图10风力系统的另一组件的一个较佳实施例的立体结构放大示意图；
图15为图1和图10的风力系统的另一组件的较佳实施例的立体结构放大示意 图； 图16为图1和图10的风力系统的其它组件的较佳实施例的立体结构放大示意 图； 图17为图16组件的另一立体结构放大示意图； 图18为本发明风力系统的另一较佳变化实施例在其两个操作步骤中的示意图；
图19为图18中的系统的放大示意图； 图20为图18中的风力系统的一个组件的一较佳实施例，在其操作步骤的2个步 骤中的前视 图21为本发明系统在其操作的一些步骤中的示意图； 图22为在风流中的一个稳定的空气动力学表面和相应产生的力的示意图，以及；
图23为一个与风力垂直方向自由运动的空气动力学表面及其相应产生的力的示 意图。
具体实施例方式
在下列说明中可进一步看到，本发明风力系统通常包括至少一个用于沿一轨道运 行的模块，轨道较佳地制作成含有一个环形封闭路线，在至少一个处于风流中的风筝推动 下，通过至少一绳索，该模块如同一个自主的发电机，将对流层高度(离地表面约15km)捕 获的风能转换为电流。尤其是，靠近每个模块，通过一列串接的风筝从风中获得能量，风筝 由一智能控制系统控制的伺服绞盘驱动。 参见附图，可看到本发明用于能量转化的风力系统1包括至少一个动力翼形2(以 下简要地用单词"风筝"表示)，其处于至少一个风流(W)中，并通过至少一绳索4连接到至 少一个用于产生电流的模块5上，模块5邻近地面，并沿至少一条导轨6或7运行。驱动风 筝2以使连接到风筝2的模块5拖动，并通过至少一个发电系统将风能转化为电能，该发电 系统为每个模块5设置至少一个以下将说明到的发电机/马达20和/或21。绳索4用于 在风筝2和模块5之间相互传递机械能以拖动模块5，以及用于控制风筝2自身的飞行轨 迹。 下面将对本发明的风力系统1的一个较佳实施例进行说明。参见风力系统1的每 个组件，一系列可选的特征和功能将包括，在未削弱可达到的性能的情况下，整个系统1的 费用和尺寸显著下降。为此目的，除了优化设备操作和效率的控制技术外，计算机辅助多指 标决策技术也有助于确定最优方法来达到最佳的结构设计。 设计为连续类型或离散类型两者之一。连续功能可容易地通过改变技术方案的费 用、重量、强度、长度、角度而获得好处来探讨。离散类型不得不列出，并参照风力系统1的 每个组件，在下面对它们的特性进行说明。 本发明的风力系统1包括风筝2，其采用如通常用于制作一些类型的运动项目的 专用帆布的织物来制造，如冲浪(surf)和卡丁车(cart)。由于最新的空气动力学研究，可 从市场上得到依照控制和可驱动性能的一些特定要求的风筝2。适当地驱动风筝，可以调整 从风中获得的能量这是必须的，因为风筝2必须被驱动，这样风流W的拖动力最大，同时不 削弱模块5在轨道6上的运动。风筝2必须被驱动以产生一个让模块5始终沿同一方向运 动的牵引力。这种效果通过适当地调整从风中获得的能量来达到，并将在后面进一步说明。
当风筝2飞行以试图上升到它们的操作速度时，连接到系统1底部的绳索4的空 气阻力产生链型扭曲使得风筝2的冲角改变，使得它们向效率提高的滑翔位置。通过调整 风筝2的受力角度使得它们轻轻向上或向下，获得了一个自我反馈类型系统，其可设置风 筝2的速度。 风筝2可从风中获得的能量和风筝2的空气动力学效应及其具有的面积相关。尤 其是，这种能量随着空气动力学效应成平方增长，随面积成直线增长。为确定风筝2可从风 中获得最大能量的最优方案，因而需要考虑这两个因素。 风筝2的效率取决于风筝形状。因而最优形状的选择是获得最大空气动力学效应的决定性因素。然而，这种最优形状也必须考虑作用于风筝2上的拖力和提升力(以下将 进一步说明)。为此目的，可使用半硬性的风筝2。与完全柔性的风筝2不同，半硬性的风 筝2具有如极轻的骨架，这样风筝2可以制成如类似于硬性的滑翔翼的形状。风筝2可以 制成如聚合物制作的菱形结构。半硬性的使用使性能大为改进，这不仅是因为更佳的空气 动力学效应，还因为更佳的易驱动性。特别是，风筝2两侧的硬度可以是不对称的，以保证 一边为柔性以利于风筝2在相应的回复系统8中的回复，该系统8下面将与说明。
为使本发明风力系统1从风流W中获得的能量最大化，对于每个模块5，较佳地采 用多个风筝2互相串接形成风筝2的列3，以增加作用于绳索4的拉力。这样每个模块5所 可以涉及的迎风W面积最大。结果增加了使模块5运行的拖力效果，因此每个操作循环可 产生电能增加。风筝2的每个列3是通过绳索4的单个系统连接到模块5上的；因此，风力 系统1的运行原理并不取决于串接成列3的风筝2的数量。该多层结构不仅使得拦截风的 面积W增加，而且，如果作为单个物体或一个合适的综合物制作，也可提供空气动力学效率 的改进机会。绳索4实际上可和风筝2的"壁"(图中未显示)成为一体或风筝2自身的壁 可以为风筝2之间的连接件(图中未示)，顺次使翼截面暴露和保持组装的几何学稳定。这 使得可在最大系统速度区内移动绳索4(及作用于它们的拖力)。为获得这种结果，风筝2 可设为弧形，其中末端的壁延伸连接到其它风筝2，或成为具有一个或两个连接壁的类似机 翼的形状。 下面，为完整起见，参见每个模块5具有风筝2的一个列3的风力系统1的例子。 重叠的风筝2的数量可任意增加。此外，通过保持总面积不变，在增加构成列3的风筝2数 量基础上，风筝面积减小。这使风筝回复和发射更容易，这将在后面更详细看到。在本发明 风力系统1的一个实施例中，在同一列3的各风筝2的形状不同。在列3顶部的风筝2具 有和位于底部的风筝2不同的三维关系和不同空气动力学效应。最靠近模块5的风筝2面 积最大，越往列3顶部，风筝面积越小。采用这种结构是由于风筝2离通过绳索4连接的模 块5越远，飞行速度越快。因而，风筝2的列3从底端到顶端，可逐渐减少面积来补偿风速 的增加。这样，在同一列3上的每个风筝，其从风W中获得的能量一样。 [ooes] 本发明的风力系统1包括牵引绳索4，其用于将力传向风筝2和从风筝2传力回 来，并用于拖动模块5以转换能量和调整风筝2自身的飞行轨迹。绳索4必须尺寸精确，因 为过长就不可避免地增加绳索的空气阻力。在本发明的一个实施例中，绳索4具有可变的 横截面(图中未示)。尤其是，靠近风力系统1的模块5的绳索横截面(也就是，用于连续 高强度移动和连接到之后说明到的用于该移动的系统的绳索4横截面)比接近风筝2的列 3的绳索4部分尺寸大。这可获得更佳的耐用性。横截面大小变化可以是连续的或阶段性 的。为进一步降低在更大速度区的绳索4横截面的拖力(即，靠近风筝2的列3的绳索4 的一些长度)，靠近那些长度的绳索4的部分可以如按照产生轻微不对称上升的空气动力 学制作，以避免涡流和振荡现象。这种效果可以通过以下方法获得，例如，将绳索4覆上一 星状横截面的套(图中未示)这样，套的星状突出部分被风W吹转，直到到达风筝。假如 振动发生，突出部相互摩擦以吸收能量，缓冲这种振动。 本发明风力系统1进一步包括至少一个模块5，其采用如轮16， 17或磁悬浮方式运 行于至少一个轨道6上，用于驱动风筝2和将风能转化为电能。模块5安装在接近地面的 位置，且每个模块5通过至少一个绳索4连接到风筝2的列3上，该绳索4用于从风筝2传力和传力向风筝2，以及用于拖动模块5以转化能量和控制风筝2自身的飞行轨迹。
参照附图，可以看到本发明的每个模块5包括至少1个滑轮ll，通过滑车11模块 5运行于至少一个轨道6上。风力系统11的模块5的滑车11的形状较佳地为符合空气动 力学的构造，以便在风力系统1运行时的空气阻力最小。 每个模块5具有必要的组件来自动驱动风筝2和产生电能。机械能转化为电能如 通过发电机20和/或21，其直接连接到轮16和18上，因电力产生系统的轨道6上的模块 5的拖力作用旋转。另一可选方式为通过轮16驱动发电机20和/或21，可逆使用直线磁 电动机(linear magnetic motors,图中未示)将机械能转化为电能。从而每个模块5如同 一个发电机，都可独立于其它模块5传递能量。 本发明的风力系统1进一步包括一个作用于每个模块5的智能控制系统5，且该控 制系统自动控制风筝2的飞行，一个和该智能控制系统配合的供电系统，以处理在连接到 绳索4的风筝2的拖动下，模块5沿轨道6运行时，发电机20和/或21产生的电能的蓄积 和输送。 对于每个模块5，智能控制系统驱动风筝2以利用拖力使模块5在一封闭路线运 行。特别是，智能控制系统与位于风筝2上的一系列传感器配合，传感器较佳地采用无线模 式向地面的智能系统发送信息。智能控制系统综合这些信息和地面上的系列传感器的信息 (例如绳索4负载值，通过阅读马达28得到，后面将进一步说明)，之后在风力系统1运行 时自动驱动风筝2。 在风筝2的驱动方面，本发明风力系统1提供两种模式。 在第一种模式中，采用动力绳索作为驱动绳，每条风筝2的列3通过一对绳索4连 接到相应的模块5上。该绳索4首先可拖动模块5 (从而发电)，这是因为从风流W中获得 的机械能的传递结果。同一绳索4可在合适的绞盘24和25上展开或回巻以驱动风筝2的 列3。 第二张驱动模式为采用位于风筝2上的扰流器(spoiler,图中未示)。通过该扰 流器可产生涡流以产生可使风筝2运动的压力梯度。上述扰流器可通过如压电系统，变形 后可自动调整的形状记忆金属合金制作的形状记忆聚合物和/或织物。该系统自我供能或 可通过电缆(图中未示)从模块5向风筝2供电。扰流器的驱动控制较佳地采用智能控制 系统的无线模式。采用扰流器后，不必使用绳索4来驱动风筝2。这种情况，也就是，驱动风 筝2的系统位于风筝2自身，风筝2的列3可通过单条绳索4连接到相应的模块5上，绳索 4仅用于传递负载和拖动模块5. 风筝2的驱动还可同时采用以上描述的两种模式。 总之，为驱动和从风筝2中得到牵引力，可采用一条或更多驱动绳索4来实现。单 绳索4需要风筝2自身上的系统2的驱动，只限于传递牵引力；双绳索4具有驱动和拉动双 重功能。通过增加绳索4的数量，还可增加如调整风筝2的冲角的驱动功能、安全功能和快 速下降功能。从而，假如通过绳索4驱动(有或没有扰流器)，每条风筝2的列3需通过一 对绳索4连接到相应的模块5上。假如仅通过扰流器驱动的情况下，用单条绳索4连接风 筝2的列3和模块5。在这种情况下，模块5用于驱动或收藏绳索4的组件数量可减少，从 而风力系统1的结构大为简化。 下面，将简要说明在本发明风力系统l中，风筝2用一对绳索4驱动的情况。风力系统1的每个组件，后面将详细分析，总之，假如使用单条绳索4来拉动每个模块5会简化许多。 即使从空气动力学角度来看，限制绳索4的数量是有利的，但采用两条绳索4的技 术方案，除了驱动和拉动外，还提供了实现紧急情况驱动的可能。定向驱动通常通过绳索4 长度有限的不同变化来实现，但如果绳索4的不同变化超出风筝2翼的开口，一种下面称 为"翼侧滑"(wing sideslip)的上升会消失。出现这种情况，需快速收回，可在不浪费能 量的情况下快速回巻绳索4。在此快速降落过程中，由于翼侧滑效应，风筝2会出现翻转失 控的危险。为防止失控，可为风筝2安装空气动力学装置和合理排列，使之在到达合适高 度后可容易地停止该快速降落，并准确回复常规和产能飞行状态。在翼侧滑步骤中，风筝 2的侧边成为受风力边，并容纳在三维空间的位置追踪仪器和侧滑运动(图中未示)的驱 动和稳定系统。所述的驱动和稳定系统，特征如智能控制系统控制的方向鳍(directional sponsons)禾口扰流器。 在常规飞行状态，方向鳍与风力方向垂直，并弯曲隐藏以不影响风筝2的效率。当 翼侧滑时，方向鳍竖立，受风力作用，并出现在正确方向。从而方向鳍在风筝2不正确使用 状态，翼侧滑时重新平衡风筝2，提高移动稳定性。 一个进一步稳定排列为扰流器(之前已 说明)，其适当地设置和几何学上合理地直接或通过地面控制的飞行追踪传感器的信息驱 动，以抵消翻转的趋势。 侧滑运动的驱动和稳定系统在风筝2下降时，立刻调整/减少高度， 一旦到达所需
高度或绳索4的伸长度，通过绳索4回到正常飞行的另一长度上而回复上升。 在本发明的风力系统1中，侧滑运动的驱动和稳定系统主要用在空间一个区域的
快速和可控的脱离。 本发明风力系统1进一步包括至少一个风筝2的回复系统8 :在后面的说明中，风 力系统1将通过两个较佳实施例加以说明，该实施例仅为举例而非限制这两个实施例的 区别主要在于风筝2的回复系统8的模式不同。 在第一个实施例中，本发明的风力系统1包括至少一个模块5，其包括一个单滑车 11，滑车11旁设有能量转换发电机20和/或21以及驱动风筝2的系统组件。参照图5至 图9，可以看到回复系统8—端连接于风力系统1的模块5，回复系统8的重量通过由连接杆 14组成的伸展柔性结构12支撑，连接杆14一端接于回复系统8，另一端接到一个垂直结构 13，如每个模块5上具有的格架。伸展柔性结构12进一步将风力系统1的模块5连接到至 少2个可能相邻的模块5上。不同的模块5互相连接，使得其中一个模块5失去拉力后，该 模块5在拉力效应存在时，可被风力系统的其它模块5拉动。这可避免(或可能延缓)用 于发电的发电机20和/或21的如马达那样运动，使模块5优化，下面将进一步说明。
在该实施例中，回复系统8可设有带垫的轮17以搭在第二轨道7上。这样，回复 系统8的重量不完全支撑在连接杆14上，而是部分由地面负荷。 具有组件与拉绳系统精确配合的柔性结构伸展技术的整个风力系统1的一个实 施例中，通过模块5之间的配合及无需过大尺寸，每条风筝2的列3作用于整个风力系统1 上的力和瞬时的力被分开和削弱。 可作为一个整体的伸展柔性结构12的形状是详细模拟解析的结果，但其类型为 理想地和草帽或杯子形状类似的圆柱体对称发展来的三角形横截面趋势(图中未示)。
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在伸展柔性结构12必须支撑的压力中，有一个风筝2切线方向的拖力分力，其产 生能量。如前所述，该伸展柔性结构12必须同时支撑回复系统8的重力，当没有第二轨道 7和在风力系统1停止的情况下(当风筝2拖力的垂直分力未支撑或减轻系统8时)，该重 力是一个很大的力。在这种情况下，系统8的所有重量静态地由伸展柔性结构12来支撑， 该伸展柔性结构12几何构造包括一个沿风力系统1的封闭路线的环(图中未示)。该环可 进行相对于不同模块5的相互行为。 本发明的风力系统1的第二个实施例包括至少一个模块5，其具有在如不同高度 平行设置的轨道6上运行的至少两个滑车11。参见图IO和图14，可以看到，在该实施例中， 回复系统8连接在每个模块5的两个滑车11上。 一个滑车11位于回复系统8的引出绳索 4向风筝2的末端旁，其设有进行能量转化的发电机20和/或21。另一滑车11位于回复 系统8的另一末端旁，其设有控制驱动风筝2和收藏绳索4的其它组件。如前一实施例已 说明的，回复系统8也可装有如带垫的轮17，以搭在第二轨道7上，这有助于支撑回复系统 8(图中未示)。同一模块5的两个滑车11可同时设有发电机20和/或21以发电。如前 已说明的那样，以下将对每个模块5单个滑车11上设发电机20和/或21的这种情形进行 说明。将滑车11所在的轨道6放在不同高度，使回复系统8相对于地面朝向风筝2的列3 倾斜，以使风力系统1运行时绳索4的阻力减少。本实施例中也设有一伸展柔性结构12，使 风力系统1每个模块5连接到至少两个相邻的模块5上。不同模块5相互连接，使得其中 一个模块5失去拉力后，该模块5在拉力效应存在时，可被风力系统的其它模块5拉动。
在以上两种实施例中，风筝2的回复系统被整合到一个用于回复和发射风筝的系 统中(图中未示)。连接到风筝2的列3的一对绳索4，穿过回复系统8并走向一个传递系 统中，该传递系统具有至少一个用于消除绳索4最大力值的系统(图中未示)和至少一个 提供摩擦力给绳索4的系统(图中未示)，这使绳索4朝向缠绕和展开系统22，该缠绕和展 开系统22包括至少一对四个绞盘24以驱动风筝2的列2，和一个绳索4的收藏系统23，其 包括至少一对绞盘25。收藏系统23的每个绞盘25具有至少一个驱动模块26，其迫使绳索 4有序地在各绞盘25上缠绕。 相应地，绳索4成为风力系统1的风筝2和模块5之间的连接和力传递元件。当 风筝2列3被风W提升时，产生拖力效应，驱使模块5运行，之后，通过发电机20和/或21 将风能转化为电能。显然每条绳索4的长度和直径取决于绳索操作时风的条件和安全性。
本发明风力系统1进一步包括至少一个风筝2拖动模块5在其上运行的轨道6。 如前所述，风力系统1的模块5可运行于多个轨道6和7上，以分散风筝2的回复系统8的 重量。 轨道6和7较佳地为封闭的路线，最简单的路线为圆形，但以优化风能利用来选择 路线更合适。例如，假定风力系统1处于一个风W主要沿一个方向吹的地区，将风力系统1 的模块5设为主轴与风向垂直的椭圆路线更方便。这种选择是由于这样的事实，风筝2对 风力系统1的模块5的牵引力，是风流与风筝2相遇时产生的力的上升分力，这在后面会详 细说明。 如果轨道6和7为封闭路线，风力系统1的模块5会产生一个离心力，这是由于模 块5的运动和风筝2列3拖力的径向分力。为对抗此力，可适当将风力系统1的轨道6倾 斜(图中未示)。轨道6的倾斜度可从分解模块5的轮16受到的力很容易地算出和确定。
22显然，如果风力系统1的模块5在多个轨道6和7上运行，则该轨道6和7必须平行和同心 的。 较佳地，轨道6和7不设于地上，而是通过柱子悬空。将模块5设于合适的高度，
假如风筝突然坠落时，不会发生风筝2在地面滑行的危险。支持轨道6和7的结构必须具
有很大的惯性，以确保高稳定性和满足风力系统11滑车的几何精度需求。 如前所述，如果风力系统1有多个轨道6和7，最好将轨道6设于不同高度以使回
复系统8相对于地面倾斜，朝向风筝2的列3。这在风力系统1运行时，减少作用于绳索4
的阻力。 风力系统1的轨道6和7可以分为两种类型。主轨道6和次轨道7。主轨道6为 风力系统1的模块5的滑车11运行的轨道。次轨道7为带垫的轮17运行的导轨，用于支 撑风筝2的回复系统8的重量。 本发明风力系统1的轨道6和7可以是传统材料或磁性材料，这取决于风力系统1 的模块5只采用轮16、 17还是通过磁悬浮方式运行。特别是，次轨道7较佳地采用传统类 型，而此时主轨道6也可为磁性材料。 传统材料的主轨道6具有这样的形状他们"环抱"在其上运行的滑车11的下部。 如下将说明到的，在传统材料轨道6上运行的风力系统1模块5的滑车11具有三组轮子 16。请看单个模块5，一组轮子16需沿竖直方向支撑模块5的主要重量；其它两组轮子16 用于防止离心力效应引起的翻车。传统材料的主轨道6制作成轮子16可在两个水平面上 (一低一高)和一个竖直面上滚动。为此目的，轨道6的横截面可作成如两个在其凹陷部面 对面的"C"形，如图12所示。邻近的次轨道7如果采用传统材料，仅用于支撑风筝2的回 复系统8的话，不必采用这种构造。带垫的轮子17实际上在单平面上运行，且次轨道7外 观为普通导轨。 双"C"形构造的一个替代方案，可将传统材料的主轨道6制成具有如矩形的横截 面，这样如风力系统1模块5的滑车11的各组轮子16设置为可环抱轨道6(图中未示)。
在另一实施例中，轨道6相对于轮16高-低反转，也就是，轮设于地面，轨道被风 筝2拖动，以包住设于轮子的交流发电机的固定部分(图中未示)。这种实施方式的优点在 于电性连接简单，无需复杂或滑动接触。 如下所述，使用传统材料的主轨道6时，能量转换可通过如轮子16的旋转运动驱 动的发电机20进行。然而，每个模块5传递高能量时，传统材料轨道6不适于让发电机20 被轮子16第二旋转驱动。传递到发电机20的力矩可能太大，不能简单地被轨道6和轮子 16之间的滚动摩擦来发电，滚动阻力可以为轮子16在轨道6上滑动。在此情况下，不必使 用直线电动机就可发电，避免损耗和可将机械能转化为电能，传统材料轨道6可具有至少 一个齿条15，至少一个齿轮18和齿条15啮合并直接驱动发电机21。如下所述，此时，滑车 11的轮子16主要起支撑作用。齿条15设于传统材料轨道16上，以使其齿面和轨道6平面 垂直，并朝向轨道6所在的封闭路线的中心。和齿条15啮合及在其上运行的齿轮18水平 设置，这种构造可对抗离心力。这样作用于每个模块5的离心力可被利用(同时对抗)来 保证齿轮18在齿条15上良好运行。 假若使用磁悬浮，主轨道6上设有电磁铁，并通过双向用于发电的直线发电机来 使磁悬浮和/或能量转化，如下所述。关于磁悬浮，记住现有三种技术可被采用
-电磁悬浮采用常规电磁铁(可冷却至超导点)设于滑车ll的一对结构的末端， 其绕在轨道6的侧边和下部。磁铁吸引轨道6撑起滑车11 ;-动态电悬浮采用冷却至超导电点的电磁材料设于滑车11上。在轨道6的侧壁 旁，有"8"字形线圈，其中设于滑车11的半导体线圈产生的磁场可感应发电，这是由于"8" 的两半产生相反的磁极。上面的磁极吸引滑车ll的半导体的磁场，下面的磁极则排斥之。 吸引和排斥的综合作用使滑车11悬浮；-永磁悬浮通过在滑车11上设永磁体，轨道6上设电磁铁实现悬浮。当滑车处 于运动状态时，永磁体使轨道6电磁铁感应产生电流，其产生一个与永磁体产生的磁场互 相排斥的磁场，该排斥力使滑车11悬浮。 在本发明风力系统1中，假若采用磁悬浮，最好采用通过永磁体产生磁悬浮的技 术，永磁体和与超导线圈产生的电磁场叠加。模块5的轨道6和滑车11上的磁铁和电磁铁 的配置，以及产生磁悬浮的原理，和能量转化模式及电流的产生，将在后面进一步说明。
如下可进一步说明的，即使采用磁悬浮，风力系统1的模块5上的滑车11也可设 有轮子16，其有助于模块5和轨道6的磁体之间保持空隙。仅用于保持空隙的轮子16，可 以类似于如之前所述的运行于传统材料的主轨道6上的滑车11的三组轮子16。假若采用 磁悬浮，主轨道6可用上述的传统轨道(双C形或其它形状)和磁轨道一起使用。
风力系统1的每个模块5具有至少一个滑车11以便滑块5运行于至少一条轨道 6上。特别是，如前所述，模块5可以具有一个单滑车ll，在单滑车11上设有发电机20和 /或21和驱动风筝2和收藏绳索4的其它组件。第二个实施例中，每个模块5具有两个滑 车11 :高的一个设有能量转化的组件，低的那个设有缠绕绳索4的绞盘24和25.
滑车11在轨道6上运行的模式较佳地为以下两种方式-假如使用传统材料的轨道6，滑车11通过光滑轮子16和17在轨道6上运行；
-假如使用磁轨道6，滑车11采用磁悬浮原理，通过永磁体和/或电磁铁在轨道6 上运行。 如果滑车11通过轮子16在轨道6上运行，该轮子11接触风力系统1模块5的其 余部分，如通过和阻尼器平行的弹簧的方式，可以给模块5减震。 如前所述，模块5的滑车11上的轮子16可分为三组。不同组的轮子16互相垂直，
形成T形结构，特别地，假如轨道6设于一水平面上-在水平面上滚动的轮子16，支撑滑车11的主要重量；-垂直面上滚动的轮子16，对抗滑车11所受的径向力；-在水平面上滚动的轮子16，防止滑车11翻车。 由于该系统轮子16的存在，滑车11被限于轨道6的轨道内，防止任何可能的出 轨。这可通过设计传统材料轨道6的合适形状达到。特别是，如前所述，可将轨道6设为双 C形的横截面，这样轨道6可"环抱"滑车11的下部。另外，可采用具有矩形横截面的普通 轨道，将滑车11的轮子16设置为环抱轨道6(图中未示)。 以上实施方式，单轮16并不直接连接在滑车11的平板上，而是顺次连接到滑车19 上，滑车19与上述平板相连。这种技术方案也用于在铁路运输中，可使系统更稳定。
如使用磁轨道6，模块5的磁体和轨道6的电磁铁之间的空隙特别小，模块5和轨 道6极有可能碰触。这一方面是由于本发明风力系统1的模块5的大的质量，另一方面是由于模块5所受的压力类型和量。为确保该空隙，最好在磁悬浮滑车11设只用于支撑模块 5而不产生电能的轮子16。这种轮子16可以是和传统材料轨道6上运行的滑车11 一样的 轮子。如前所述，如果采用磁悬浮，模块5所运行的轨道6可同时采用传统材料轨道和磁性 轨道。 此外，为保持该空隙，采用永磁体作为磁悬浮技术时，无论如何，支撑轮16是必须 的。采用该技术，事实上，排斥磁场只能在运动时产生，因而，在这种情况下，静止的模块5 是不可能悬浮的。支撑轮16的存在保证了即使没有悬浮，模块6和轨道6也不会接触。没 有悬浮时，如果有模块5的可能的被动运动条件更佳。 回复系统8是风力系统1的模块5用于风筝2静止时回复的组件。风力系统l的 每个模块5都具有一个回复系统8。回复系统8较佳地为至少一个圆柱管，目的在于容纳 风筝2的整列3。由于这个原因，回复系统8是风力系统1最繁杂和重的组件之一。回复 系统8可以设为依靠自身重量的重力来对抗风筝2的竖直牵引分力。虽然风筝2的竖直牵 引分力有助于支撑回复系统8的重量，最好还是将风力系统1的模块5设为防止回复系统 8的重量使模块5翻车。这是必要的，因为只有风力系统1运行时，风筝2的竖直牵引分力 存在。而当风力系统1静止时，回复系统8的所有重量位于轨道6上。
假若每个模块5使用单滑车11，滑车11位于回复系统8靠近装入引向风筝2的绳 索4的一端上，为防止回复系统8使滑车11翻车，该系统8的重量通过伸展柔性结构12和 有可能连接于回复系统8，在次轨道7上运行的带垫轮17支撑。 如果风力系统1的每个模块5都设有两个滑轮ll，滑车11连接于回复系统8靠近 末端处。靠里的轨道6高度较低，以使恢复系统8适当倾斜，以便风力系统1运行时，绳索4 所受的阻力最小。特别是，回复系统8相对于水平面向上倾斜(如图6和图ll所示)。在 每个模块5采用单滑车11时，也采用这种倾斜方式，例如支撑回复系统8运行的带垫轮17 所在的次轨7的高度降低。 除每个模块5采用单个或双滑车11夕卜，回复系统8的尾部10设为既可在水平面 也可在竖直面定位。这有利于风筝2的回复和发射操作，并部分吸收瞬时发生的力。特别 是，在风筝2的发射操作时，将回复系统8相对于水平面倾斜度增加，通过延长末端，可将系 统8的上端设于这样一个高度，其可显著调整风筝2预备飞行的时间，风筝2从更高高度开 始飞行。在风筝2回复动作中，回复系统8的末端10与系统8的其余部分对齐，以利用该 动作实行。 回复系统8的末端10的定位能力，可以采用，如，在系统8的靠近上末端处设置至 少一关节9，并通过三条绳索31的系统驱动关节9上面的末端10，每条绳索31连接在至少 一个铰接于关节9旁的回复系统8的液压缸上。这些液压缸32通过智能控制系统控制的液 压系统驱动。除液压缸32外，另一种方式可采用直线机电模块(linearelectromechanical modules,图中未示)。 如果风力系统1的每个模块5设有两个滑车11，回复系统8外侧的滑车11连接于 回复系统8在关节9的上游、不可定位的部分。 如果本发明风力系统1的每个模块5设有单滑车ll，风力系统1的一个可能实施 方式(图中未示)为，并不仅是回复系统8的末端10可定向。可定向的关节9可设在回复 系统8的任一位置或系统8的起点，使整个系统8可定向。在此实施方式中，回复系统8的末端10也可通过如具有绳索和液压缸的系统来驱动。如果整个回复系统8要可定向，可通 过支撑系统8的伸展柔性结构12驱动。 为便于风筝2的列3在回复和发射过程中经过，回复系统8的外侧边较佳地为圆
顶状，且靠近该外侧，回复系统8的末端10朝外侧横截面逐渐增大。 回复风筝2的功能使得回复系统8的凹处提供操作人员进行可能的维护。 回复系统8的形状可以仅为圆柱形，但是，如果空气动力学的旋转阻力和结构阻
力的评价建议如果不同，回复系统8也可是格架结构(图中未示)，其中风筝2的控制和容
纳可通过组成格架墙的网格来进行。最小的框架横截面为三角形，其具有足够的空间来保
留风筝2和供绳索4穿过。网格的特别交织设计可避免风筝2的列3在发射和回复步骤缠
绕到一起。 在每个系统8中，设有一个风筝2发射和回复的系统，和绳索4配合。 风筝2发射和回复的系统2是本发明风力系统1模块5的一个组件，设于回复系
统8内，当风力系统1停止和启动时分别用于风筝2的回复和发射。 本发明风力系统1可设有，例如，在之前提到的意大利专利申请号To2006A000491 中公开过的，具有臂和旋转轴风力系统的相同的回复和发射系统，这在此可引入作为参考， 以便详细说明之。 总之，这些回复和发射系统每个都具有一个运行于两条轨道的滑车，轨道使滑车 在回复系统8内运行并和该回复系统8的轴平行。绳索4的输出滑轮35的一对系统组装 于滑车上。假若采用单条绳索作为风力系统1的模块5和风筝2的列3的连接件，绳索4 的输出滑轮35的单个系统组装于滑车上。 在风筝2的列3的回复中，当风筝2靠近回复系统8，风筝2与回复系统2的轴平 行排列(通过那对绳索4和/或扰流器)以利用进入该系统8。 发射或回复风筝2可通过压縮空气适当地吹以发射，无需接触就很容易实现。用 于此人工风的装置(图中未示)可以安装在回复系统8的长度方向上和末端10上。驱动 可通过大量吹气点产生，吹气点几何位置必须可以是多角度，并被智能控制系统驱动以准 确和灵活地处理装置。 相同的人工吹风系统可帮助回复风筝2的列3。通过这些装置可产生人工风流，当 所述的风筝2靠近回复系统8时，可保证风筝2的可驱动性。 风筝2的发射至少需要地面的微风的存在。如果低高度上缺少风力，下面将提到 的马达20开动以启动风力系统1的模块5，以人工产生使风筝上升的微风。
风力系统1在每个模块5旁设有一个风筝回复和发射系统。 在风筝回复方面，另一方案为回复系统8设于地面，而不设于风力系统的模块5 上。这种方式有多种优点。首先，风力系统1的每个模块5设单滑车11(因另一支撑回复系 统8的那个不再需要)，从而风力系统1设单轨道6。另一优点在于每个模块5的重量相对 于回复系统8设于模块5上的技术方案大为减少，从而用于启动风力系统1的能量低。最 后，风力系统l的滑车的空气动力学更佳，因为回复系统8引起的空气阻力不再存在。这使 风筝2捕获的相同能量的转换率提高。 地上的回复系统8可以是，例如，接近地面的枢接有一个盖的容器。所述的容器具 有适合容纳至少一风筝2的列3的形状。在水平面上回复系统8径向排列，并可设在轨道6所在的封闭路线内部或外部。关于回复系统8相对于地面倾斜方面，在风筝回复和起飞操 作中，回复系统8向上倾斜(以利于该操作)，而当其它时间内，回复系统8几乎水平排列。 尤其是，每个回复系统8可完成两种运动旋转运行运动和收纳运动。 旋转运行运动为通过适当向上倾斜使回复系统8上升。每个回复系统8通过侧面 排列的直线发电机37处理。该发电机37装在回复系统8的两边，并和地面及一结构铰接， 该结构通过杆36顺次一端铰接于地面，另一端铰接于回复系统8的盒体38，从而成为一系 统(如图18和19所示)。启动马达37，可将回复系统8靠轨道6最近的一端向上倾斜提 升至与所述的轨道6相同的高度，并将另一端提得更高。直线发电机37为，例如，智能控制 系统驱动的液压系统驱动的液压缸。除了液压缸，也可用机电线性模块。当风力系统l开 始和停止时，旋转运行运动发生以利于风筝2的起飞和回复操作。 收纳运动为打开回复系统8以使该系统8成为一个可容纳至少一条风筝2列3的 平台。如前所述，设于地面的回复系统8可以如一具有铰接的盖的容器，因而，这与回复系 统8设于风力系统1的模块5这种技术方案的结构不同。首先，由于回复系统8必须如平 台一样打开，因而该回复系统8的最佳形状不再是圆管状。其次，地面回复系统不再设有可 定向的尾端10，且内部没有回复和发射系统的滑车。每个回复系统8长度方向的切面为，例 如，38和39三个组件。如图20所示，两个组件39构成了可打开的回复系统8的盖，第三个 组件38为回复系统8的容器的盒体。回复系统8的盒体38设有向上定向的空腔，且两个 组件39铰接于38以成为一个可打开和关闭的结构，使回复系统8成为平台状。当风力系 统1启动和停止，也就是分别起飞和回复风筝2时，平台状的容器8的打开。当起飞或回复 操作结束，回复系统8再次关闭。 旋转运行运动及收纳运动通过如直线发电机(图中未示)来实现。该发电机可以 为智能控制系统驱动的液压系统作用下的液压缸(或直线机电模块)。
再次参考回复系统8设于地面的风力系统1的版本，可采用两种技术方案。第一 种技术方案为风力系统1的每个模块5(从而为每条风筝2的列3)设有两个回复系统8 ; 第二种技术方案为使用比风力系统1的模块5的数量更少数量的回复系统8。
如果风力系统1的每个模块5设有两个回复系统8，每个风筝2的列3有两个可供 其回复的容器；其一设于轨道6所限定的封闭路线内，另一个设在该路线外。采用这种技术 方案后，风筝2的列3根据风W的情况可被一个回复系统8或另一个回复系统8回复。
如果使用比风力系统1的模块5的数量更少数量的回复系统8，回复系统8位于轨 道6的内部或外部皆可，且每个回复系统8目的在于回复一个以上的风筝2的列3。由于这 个原因，在这种情况下，驱动风筝2的绳索4具有一个自动缠绕和展开系统(图中未示)，通 过该系统绳索4可把风筝2的列4双向地缠绕或回复。由于该自动系统，风筝2的列3只 有当其靠近一个回复系统8和风力情况许可的条件下回复。当回复结束，连接模块5和相 应的风筝2的列3的绳索4从风筝2的列3解开以利于模块5运行和回复下一个模块5的 风筝2的列3。与此类似，通过相同的自动缠绕和解开系统，绳索4在风力系统1启动时，再 次缠到风筝2的列3使风筝2起飞。显然，如果风力系统1每个模块5具有两个回复系统 8时，用于缠绕和解开绳索4的自动系统是多余的，因为在此情况下，风力系统1的每个滑 车11在风力系统1停止时依然与相应的风筝2的列3连接。为使一个回复系统可装多条 风筝2的列3，每个回复系统8有必要进一步设有一个自动收藏系统(图中未示)，通过该收藏系统可顺次回复或起飞多条风筝2的列3，并使风筝2的列3在回复系统内有序排列。 这样的自动收藏系统可以如输送带控制的传递架组成的系统，其由智能控制系统驱动。这 种传递架彼此保持平行并在封闭路线运行，以利于风筝2的列3的快速着陆、收藏和起飞。
与将回复系统8设于风力系统1模块5上的技术方案类型，采用压縮空气适当地 吹以非接触地发射和处理风筝2，使得风筝2地起飞和回复更加容易。用于获得此人工风的 装置安装在回复系统8的长度方向上，采用智能控制系统控制以实现准确和灵活地处理装 置。相同的人工风力系统装置可帮助回复风筝2的列3。通过这些装置，可产生人工风，其 在风筝2靠近回复系统8时，可保证风筝2的可驱动性。 采用地面回复系统8的情况下，可在回复系统8的端部旁设一隐形导向系统(图 中未示)，通过该系统使经过的风筝2的列3可停在平台上。该隐形导向系统必须有利于风 筝2的列3在回复系统8上着陆，其组成为如一对设于回复系统8两侧之前的一对杆。杆 在着陆步骤之后立即竖直，以容纳可能的风筝2的列3的旗子飘动，并将其向如平台一样的 回复系统输送。该隐形导向系统也由智能控制系统驱动。 总之，将风筝2的回复系统8设于地面，使风力系统1为每个风筝2的列3设两个 回复系统，风筝2的回复操作步骤如下-连接到风力系统1滑车11的风筝2列3的绳索4回巻以将风筝2列3带到滑车 11旁；-通过旋转运行和收纳运动，回复系统8上升向上倾斜和打开成为平台，作用于隐 形导向系统；-风力系统1的模块5的动作停止，同时通过人工吹风系统的帮助，风筝2列3停
于相应的位于轨道6内部或外部的平台上；禾口-回复系统8再次关闭和旋转运行以回到地面。 如果每个回复系统8的目的在于装入多个风筝2的列3，对于所有风筝2的列3， 回复操作并不同时进行。风力系统停止以使和回复系统8相同数量的风筝2的列3着陆。 现在，通过自动缠绕和解开系统，绳索4从着陆的风筝2的列3上解开，自动收藏系统回复 风筝2的列3，使其它风筝2可着陆。风力系统1再次运行，已解开风筝2的列3的模块5 沿轨道6运行，以使后面的模块5的风筝2的列3可回复。在所有风筝2的列3回复于相 应的容器内后，回复系统8再次关闭，并降低以靠近地面。 风筝起飞也是通过该相同顺序的操作，但步骤相反。再参照每个回复系统8用于 装入单条风筝2的列3的情况，回复系统8上升，向上倾斜，打开成为一个平台。人工风力 装置运行以发射风筝2的列3，且通过智能控制系统的发电机作用，在轨道6上运行的风力 系统1的模块5，产生一个让风筝2的列3上升的微风。 如果每个回复系统8用于装入多条风筝2的列3，和着陆步骤类似，所有风筝2的 列3同时进行起飞步骤。在这种情况下，当回复系统8上升，向上倾斜，打开成为一个平台。 通过自动缠绕和解开系统，绳索4系到要起飞的风筝2的列3上。当风筝2起飞后，系有风 筝2的列3的模块5沿轨道6运行以使后面的模块5可系上风筝2的列3。所有风筝2的 列3起飞后，回复系统8再次关闭，并降低以靠近地面。
本发明风力系统1进一步包括至少一个传送系统。 传送系统为风力系统1的模块5的组件，用于驱动位于风筝2和系统22之间的绳
28索，以缠绕和展开绳索4。传送系统由组装于风力系统1的模块5的滑轮组成。 风力系统1的每个模块5设有一个传送系统，其较佳地为两列滑轮，分别用于驱动
风筝2的两条绳索4。如使用单条绳索4作为风力系统1模块5和风筝2的连接件，则每个
模块5采用单列滑轮。 每个传送系统的滑轮可分为四种类型；-设于风筝2的回复和发射系统的滑动装置的滑轮35 ;-直接连接于风力系统1的模块5上的固定滑轮33 ; _作为以下将说明的用于吸收绳索4的最大力的系统的一部分的滑轮； _作为以下将说明的用于摩擦绳索4的系统的一部分的滑轮；-装于绳索4的驱动模块26的滑动子上的滑轮34 (每个滑动子27设有一个)。 如果风力系统1的每个模块5设有两个滑车11，除风筝2的回复和发射系统的滑
轮外，模块5的滑车11在较低位置还设有其它滑轮33。组成传送系统的滑轮总数量显然取
决于滑车ll的尺寸。 本发明风力系统1进一步包括至少一个吸收绳索4的最大力的系统(图中未示)。
用于吸收绳索4的峰力的系统是风力系统的组件，其可补偿绳索4所受的负载的 突然变化。该用于吸收峰力的系统设于用于缠绕和展开绳索4的系统22和回复系统8之 间。 本发明风力系统1可设有，如吸收最大力的系统，其在意大利申请号 T02006A000491中已公开，在此可作为参考以说明该系统。 总之，每个吸收最大力的系统包括连接到一个滑轮，其连接到一个悬空和可竖直 运行的缓冲配重块，并连接到一合适导轨。绳索4绕于该滑轮以驱动一个风筝2的列3，使 得绳索4的拉力对抗重力。本发明风力系统1得每个模块5中每个驱动风筝的绳索4设有 至少一个用于吸收最大力的系统。 本发明风力系统1进一步包括至少一个用于摩擦绳索4的系统(图中未示)。
摩擦绳索4的系统为风力系统1的组件，其用于无负载时使绳索4停止，并当发生 不能被绳索4吸收的突然负载变化时，分担一小部分负载。用于摩擦的系统设于绳索4缠 绕和展开的系统22和回复系统8之间。 组成本发明风力系统1的摩擦绳索4的系统包括，例如连接到直线导向器的滑轮。 一阻尼弹簧，其和该直线导向器运行方向平行，该弹簧一端连接于该滑轮，另一端连接于滑 车ll。绳索4缠绕在该滑轮上以驱动风筝2的列3，由于绳索4的拉力，弹簧压縮。当绳索 4的负载突然增加，该负载的增加被弹簧压縮部分分担。然而，该用于摩擦的系统的主要功 能在于绳索4无负载时使绳索4停止。弹簧实际上可预先负载，这样，当绳索4无负载时， 绳索4自身被弹簧压縮于该摩擦系统和第二滑轮之间。 本发明风力系统1的每个模块5必须为每个驱动风筝2的绳索4设至少一个摩擦 系统。 本发明风力系统1进一步包括至少一个绳索4的缠绕和展开系统22 (图中未示)。
绳索4的缠绕和展开系统22为风力系统1的模块5的组件，设于摩擦系统(或用 于吸收最大力的系统)和下面提到的绳索4的收藏系统23之间。 本发明风力系统1可设有，例如，和前述意大利申请号T02006A000491中公开的相同的绳索4的缠绕和展开系统22，在此将其引入作为说明。 总之，风力系统1的每个模块5设有一个缠绕和展开系统22，其包括两对四个绞盘 24，相应的风筝2的列3的一对绳索4缠绕在上面。设有摩擦系统4的每条绳索4绕于缠 绕和展开系统22的相应四个绞盘24上，之后向收藏系统23延伸。缠绕和展开系统22支 持整个绳索4拉动。 缠绕绳索的四个绞盘24排成两个高度(两高两低)，且旋转轴平行。每个绳索4 在这些绞盘24上平均缠绕约四分之三圆周。由于每条绳索4对应有四个绞盘24，绳索4在 该系统绞盘24的总缠绕长度为绳索4在单个绞盘上缠绕的三倍。同一绳索4所缠绕的四 个绞盘24可通过齿轮连接到智能控制系统控制的马达28上(可介入一减速器)。通过这 些绞盘24风筝2被驱动。另一技术方案(图中未示)为每个绞盘24设有一马达。为简化 起见，后面的说明中，用于绳索4的缠绕和展开系统22为单条绳索4所缠绕的每四个绞盘 设有单个马达28。 每个绞盘24和绳索4之间的摩擦力可以通过以下方式增加适当地设置绞盘24 的表面来容纳绳索4和增加绳索4和和绞盘24之间的接触面积。 请注意看单条绳索4，可将四个绞盘24的表面设为不同粗糙度以朝收藏系统23方 向逐渐增加绳索4和绞盘24之间的磨擦力。 如使用单条绳索4作为风力系统1的模块5和风筝2之间的连接组件，绳索4的 缠绕和展开系统22只设有四个绞盘24。这减少了绳索4的缠绕和展开系统22的累赘，和 风力系统1模块5的重量，使系统启动时的能量消耗减少。 记住绳索4的驱动系统22和收藏系统23的区别时很有必要的，这是由于连接到 风筝2的绳索4非常长。如果每条绳索4设单个绞盘(从而同时作为驱动系统和收藏系 统)，绳索4将完全绕在绞盘筒体上，形成多层，并承担很大的负载。这种情况必须避免，因 为不同绳索4圈之间的滑动产生的磨擦力将会磨损绳索4，削弱其机械性能。
绳索4的缠绕和展开系统22的另一"四绞盘"类型为，可以采用如每条绳索4各 一个绞盘。在这种情况下，绳索4在该绞盘上仅缠绕有限的圈数(一个单层圈的数)，之后 伸向收藏系统23。第二种实施方式为采用具有插入绳索4的一对面对面的轨道的装置。以 上这两种绳索4的缠绕和展开系统22的技术方案也在意大利申请号T02006A000491中公 开。 本发明风力系统1进一步包括至少一个绳索4的收藏系统23(图中未示)。
绳索4的收藏系统23为风力系统1的模块5的组件，用于风筝2的绳索4的收藏管理。 本发明风力系统1设有，例如，和前述意大利申请号T02006A000491中公开的相同 的绳索4的收藏系统23，可在此将其引入作为说明。 总之，风力系统1的每个模块5设有一个绳索4的收藏系统23，其包括风筝2列3 的绳索4所缠绕的一对绞盘25。这些绞盘25通过一对减速器连接到智能控制系统控制的 一对马达29上。和前面所述的类似，如使用单条绳索4作为风力系统1模块5和相应的风 筝2的列3之间的连接组件，设有单个绞盘25的绳索4的收藏系统23，通过一减速器连接 到单个马达29上。这减少了绳索4的缠绕和展开系统22的累赘，和风力系统1模块5的 重量，使系统启动时的能量消耗减少。
收藏系统23并不用于驱动风筝2。这样，缠绕在收藏系统23的绞盘25的绳索4 的张力，比在缠绕和展开系统22的绞盘24的绳索4的张力小得多。从而，在绳索4的负载 很大之处，绞盘24上的缠绕圈数为绳索4决不排列成两层或更多层。反之亦然，在收藏系 统23的绞盘25中，绳索4缠绕多层但其张力极小。组成收藏系统23的绞盘比缠绕和展开 系统22的绞盘24的直径大得多，以最大限度地使绳圈层数量最小。智能控制系统目的在 于使绳索4的缠绕和展开系统22及同一绳索缠绕的收藏系统23的绞盘24和25的旋转同 步。这在风力系统1的启动和停止步骤中，对处于系统22和23之间的绳索4的负载处理 是必须的。 由于在绳索4的收藏系统23的绞盘25中，绳索圈有多层，每个绞盘25旁有必要 设一驱动模块26使绳索4有序缠绕在绞盘25上和防止绳索4和绞盘25之间滑动及绳索 圈之间自身滑动。驱动模块26为风力系统1的模块5的组建，其使绳索4有序缠绕在绞盘 25上和防止绳索4和绞盘25之间滑动及绳索圈之间自身滑动。 本发明风力系统1具有，例如，和前述意大利申请号T02006A000491中公开的相同 的绳索4的驱动模块26，可在此将其引入作为说明。 总之，这些驱动模块26具有一个滑块27，其在和绳索4的相应收藏系统23的绞 盘25的旋转轴平行的轨道上运行。滑块27可双向运行，一滑轮34设于滑块上。尤其是， 该滑块27在绞盘25各处运行。 在绳索4的驱动模块26中，通过由驱动风筝2的智能控制系统控制的电马达30 控制滑块27的运行。 风力系统1中，收藏系统23的每个绞盘23都设有一个绳索4的驱动模块26。
除使用绳索4的驱动模块26外，另一实施方式采用，例如，绳索4的收藏系统23的 每个绞盘25设于一个滑车上，该滑车沿和相应的绞盘25的旋转轴平行的轨道上运行。通过 智能控制系统控制的电马达控制滑车的滑行。该技术方案在意大利申请号T02006A000491 中公开。采用该技术方案后，绳索4的驱动模块26不再需要，因为绞盘25自身的运行可以 保证绳索4的有序缠绕。 风力系统1的模块5设有作为发电机的电马达和可作为马达的发电机20和/或 21。 电马达驱动绞盘24和25及绳索4的驱动模块26运行。
特别是，风力系统1的每条绳索4设有三个电马达
-用于绳索4的缠绕和展开系统22的绞盘旋转的马达28 ;
-用于绳索4的收藏系统23的绞盘旋转的马达29 ;-用于绳索4的驱动模块26的滑块27 (或连接于绳索4的收藏系统的绞盘25上 的滑车)运行的马达30。 为移动回复系统8的末端IO，风力系统1的每个模块5进一步设有一个驱动液压 缸32的液压系统或直线机电模块。 每个马达28、29、30可通过一减速器，如外摆线类型，与相应的绞盘24和25或绳 索4的驱动模块26接触。 由于这些马达28和29也可作为发电机，因而可以利用风筝2作用于所述的绞盘 24上的牵引力，使连接到绳索4的缠绕和展开系统22的绞盘24的马达28发电。电马达由
31智能控制系统控制，且风筝2的同一绳索4对应的马达需同步操作。 为利用风筝2对风力系统1的模块5的牵引力来发电，可采用多种技术方案，但都 取决于模块5在轨道6上运行的模式。 可以通过在传统材料轨道6上运行的风力系统1的模块5的轮子16的旋转(或 用于能量转化的滑车11的轮子16的旋转)，直接使发电机/马达20发电。
如前所述，电力产生也可通过在至少一齿条15上滚动的齿轮18的旋转来驱动发 动机21发电，该齿条15设于供风力系统1的模块5运行的传统材料轨道6上。
能量的产生最后可用双向直线马达来实现，所以该马达可作为发电机使用。
在磁悬浮轨道的运行中，磁性排斥和吸引不仅用于悬浮运载工具，也用于使其运 动。特别是，为使一个运载工具移动和刹车，在磁悬浮运动中用到一个同步直线马达，其如 电动马达那样定子打开，沿轨道设置。转子和定子并不产生扭矩，只是产生直线力。该力由 产生光滑磁场的系列磁体或磁线管产生，与轨道上的电磁铁互相作用。运载工具的磁场诱 导轨道上的电磁铁产生电流，其排斥诱导磁场。这产生一个让运载工具沿磁场方向相反的 方向前进的力。 相同的原理也用于将风筝2作用于风力系统1的模块5的牵引力效应产生的机械 能转化为电能。特别是，风力系统1的模块5可设有永磁体(从而不必充电)，其可借助超 导线圈(需要相对极少能量)，并可在轨道6上设金属线圈作为电磁铁。该线圈适当地排 列，使模块5在轨道6上运行时，永磁体诱导这些电磁铁上产生电流。该诱导的电流一部分 会产生一个和诱导磁场相反的磁场，使模块5悬浮，另一部分为机械能转化为电能的成果。 特别是，模块的永磁体成分和相应的朝向轨道6和模块5的磁力线，在模块5相对于轨道6 运行时的引起诱导电流的连续变化。这些磁力线中的电流变化最好配备用于电能收集的线 圈。这些线圈可与一个电子设备相连使这些收集可控和快速。这样，系统成为一个可通过 在瞬态运动中调节力的执行器。这种特征可实现为有效的缓冲体，其在正常的空隙平面的 方向上，可吸收超出设永磁体的滑动子上的可能的波动和震动能量。 模块5上必须设有的永磁体可以为，例如，钕铁硼磁体。该磁体为获得最宽空隙和 强磁力线的最佳选择。滑动子的最大永磁体负荷量取决于所朝向的地方，并与磁排斥距离 的平方成比例。 总之，通过永磁体磁悬浮的使用，使得单个子系统具有三个功能模块5的悬浮使 得摩擦力低(从而使模块5的滑行特别高效和不损耗组件)，电能产生(直接在轨道6上)， 和推动模块5时(从而推动伸展柔性结构12)，吸收设有永磁体的滑动子的可能波动和震动 能量。 为防止设有永磁体的滑动子出现飘移的危险，支撑连接的类型为具有，两个自由 角度的球型关节，并在滑动子的重心区推动。这样，只沿滑行方向的压力被传递向那些横截 面和那些平面或正常空隙面。 在能量转换方面，本发明风力系统1可采用四种结构-风力系统1的模块5通过轮子16和17在传统材料主轨道6上运行，轮子的旋转 直接驱动发电机产生电流。连接到发电机的轮子16承载模块5重量。该结构仅在该轮子 16的滚动摩擦力足以驱动发电机时使用。-风力系统1的模块5通过轮子16和17在传统材料主轨道6上运行，但电流的产生主要时依靠驱动在至少一个齿条15上滚动的齿轮18所连接的发电机21。即使在该结构 中，光滑轮16主要用于支撑功能，其连接到后面说明到的马达ll，该马达11在风力系统1 启动以启动模块5时被驱动。在风力系统1运行时，该马达11利用光滑轮16和传统轨道 6之间的滚动摩擦力，可用作发电机。-风力系统1的模块5运行于传统轨道和磁性轨道的双重轨道6上，轮子16和17 仅用于支撑。电流的产生依靠双向磁直线马达(reversible magnetic linear motors)，这 样它们作为发电机使用。-风力系统1的模块5采用磁悬浮方式运行于传统轨道和磁性轨道的双重轨道6 上，模块5也设有轮子16以保证空隙。电流的产生依靠双向磁直线马达，这样它们作为发 电机使用。 在以上四种结构中，使用双向磁直线马达的为那些保证磁极的高有序性的电能传 递的结构。 用于产生电流的装置的旋转发动机/马达20或双向直线马达，在风力系统l启动 时作为马达使用，以驱动模块5和在回复系统8的末端产生微风以利于风筝2起飞。如果 风力系统1的模块5没有和一个伸展柔性结构12连接，发电机20作为风力系统1运行时 的马达使用的另一种情况为，风筝2的牵引力效应消失时使用。在这种情况下，风力系统1 的模块5最初由惯性带动。如果智能控制系统未快速回复牵引力效应，则发电机20作为马 达运行，模块5继续前进，不会使后面的模块5减速。 智能控制系统为可自动驱动风筝2的系统。该组件的主要任务为驱动连接到绳索 4的收藏系统23及缠绕和展开系统22的绞盘24和25上的马达28和29的运行，和控制驱 动风筝2的回复系统8的可定向的末端10的系统。显然每条风筝2的列3独立被驱动，避 免飞行干扰。 本发明风力系统l的智能控制系统较佳地可以为之前提到的意大利申请号
T02006A000491中公开的智能控制系统，在此将其引入作为说明。 总之，智能控制系统的主要功能在于 _风筝2飞行的自动控制；-风筝2上的传感器的自我调整；-防止风筝2和其它飞行物之间的碰撞；-绳索4的驱动模块26或用于收藏系统23的绞盘25的马达的控制；-马达的控制；-绳索4负载变化的补偿。 供电系统包括所有必需的电能蓄积和传输组件。特别是，风力系统1设有供电器， 变压器和蓄电池，通过这些装置储存产生的电流，在风力系统1模块5启动、回复风筝2时 传输电流至马达，为所有电学组件供电和为系统外部供电。即使风力系统1的所有电学组 件的运行都为智能控制系统控制。 本发明进一步涉及通过前述风力系统1进行电能生产的方法。 通常，本发明的方法，包括了通过本发明风力系统1来将风能转化为电能的能量
转换方法，其包括风力系统运行时的四个循环步骤。 参照风力系统1具有单个模块5时的情况，并假设风流W的风向不变，轨道6和7为圆形路线，在本发明方法的前三个步骤，模块5的运行是由连接到该模块5的风筝2的列 3从风W中获得的风能驱动。智能控制系统驱动风筝2的列3，以使从可能风中获得的能量 最大，这可能需要在整个步骤中使绳索4最大限度与轨道6相切，实际上，绳索4越与轨道6 相切，在控制模块5方面，牵引力的有用分力就越大。绳索4与轨道6保持相切，意味着控 制系统驱动风筝2的列3以最大程度地利用提升力，也就是和风向垂直的分力。这样，风筝 2在掠过风的正面(swe印ing the wind front surface)。风使风筝2飞行，拉紧连接到风 力系统1模块5上的绳索4 :这种拖力效应使模块5运行，发电机20和/或21或双向磁直 线马达进行发电。 本发明方法的第四和最后一个步骤发生在顺风区。智能控制系统驱动风筝2的列 3以在风力系统1的模块5不产生任何刹车效应的情况下，快速经过该区域，特别是，不仅智 能控制系统驱动风筝2的列3来使模块5运行，同时也存在风筝2的拖力效应(虽然效率 很低)。如果风力系统1的模块5与连杆系统14相连，还存在拖力效应的模块5有助于操 作循环的该步骤的模块5的运行。如果模块5未与连杆系统14相连，在该步骤中模块5的 运行全部依靠惯性。 参见图21，其为本发明方法循环中风筝2的一个可能路线，假定风的风向W和模块 5的运行方向R是稳定的，注意在风力系统1设单模块5的情况，本发明方法的四个步骤，分 别用虚线框a， b， c，和d表示，不同区域的划分取决于风筝2在风向W中的位置，其中
a)在该步骤中，风筝2相对于风向W相切(图21中的方框a)。风相对于风筝1 的前进方向横向吹。绳索4的展开部分长度增加，因为风筝2远离风力系统1的模块5。之 后，该步骤和意大利申请号T02006A000491中公开的类似方式进行，在此可将其引入作为 说明； b)在该步骤中，风筝2沿风向W相同的方向运行(图21中的方框b)。在该步骤 中，风筝1利用的提升力比阻力大。这使风筝2的速度比风速W大，为利用拖力效应，有必 要将绳索4部分地回巻。尽管这样回复，在该步骤中，能量是正的。之后，该步骤和意大利 申请号T02006A000491中公开类似方式进行，在此可将其引入作为说明；
c)和前述风向相切的步骤a)类似，在该步骤中，风筝2方向和风向W相切(图21 的方框c)，绳索4的展开部分的长度增加，因为风筝2远离风力系统1的模块5。之后，该 步骤和意大利申请号T02006A000491中公开类似方式进行，在此可将其引入作为说明；
d)在该步骤中，风筝2前进方向和风向相反(图21的方框d)。智能控制系统驱动 风筝2以不产生任何刹车效应，因为风筝2有一个称为"azimuth jibe"的突然运动，该运 动在两个横切面之间的快速转变时发生，在此过程中风筝2在空气中运行的距离三倍于此 时风力系统1模块5的沿圆周的有效弧运行的距离。风筝2在不影响模块5运行的情况下 失去高度。在该步骤中，有必要在相对短的时间内将绳索4的展开部分回巻长的一段。在 azimuth jibe运动结束后，风筝2放置为可被风W捕获和相对于后者相切。该步骤和意大 利申请号T02006A000491中公开类似方式进行，在此可将其引入作为说明。
e)沿轨道6上运行的模块5循环以上步骤。 然而，可以看出，与意大利申请号T02006A000491中公开的和设有臂和旋转轴的 风力系统相比，该申请公开的系统有用于能量积累的系统，绳索4的展开部分的长度增加 或减少，不是旋转绳索4的回复系统23和缠绕和展开系统22的绞盘24和25，而本发明风
34力系统l中，绳索4的展开部分的控制采用所述的绞盘24和25。在整个操作循环中，风筝2驱动以交替获得和失去高度。这种选择首先是技术需要，因为风力系统1的模块5的运行与风筝2相比慢得多。其次，高度获得和失去的持续交替情况也特别有利于从风中获得能量的优化。实际上，掠过风的正面，风筝2可产生的能量最大。 此外，和意大利申请号T02006A000491中公开的和设有臂和旋转轴的风力系统相比，本发明风力系统1在以下方面有改进-设有臂和旋转轴的风力系统的特征在于一个中心导轨，电能产生是利用风筝2作用于涡轮机臂的扭矩，本发明风力系统特征在于一个环形导轨，其中至少一个模块运行于至少一轨道上，能量转换通过风筝拖动模块实现；-设有臂和旋转轴的风力系统，风筝的驱动仅依靠绳索，本发明风力系统，风筝的
驱动还可通过扰流器或在风筝上设置的扰流器。特别是，通过扰流器产生湍流提供压力梯
度。这种驱动模式综合了或取代了设有臂和旋转轴的风力系统的模式；-设有臂和旋转轴的风力系统，其用于收藏绳索和驱动风筝的组件设于涡轮机中
心(因而远离绳索从地面引向风筝的点)，本发明风力系统中，绳索的收藏系统设于每个模
块，与风筝的回复系统靠近。本发明风力系统无臂的结构，相对于设有臂和旋转轴的风力系
统，可产生更强的磁极(例如，1GW)。实际上，臂的缺少使得风力系统惯性降低，从而可增加
模块的路线长度，和在模块之间的距离不变情况下，风力系统可配备更多模块数量。-设有臂和旋转轴的风力系统，用于回复风筝的管是固定的，而本发明风力系统，
风筝回复系统具有可定向的末端，其可同时在水平面和竖直面上旋转。这有利于风筝回复
和发射操作。 本发明风力系统及方法的高效的进一步证明，可通过单个风筝1可从风中获得的能量考虑。 为此目的，参见图22，首先看系统的空气动力学。众所周知，当一风流与一固定的空气动力学表面AS(英文为"翼形airfoil")相遇时，该风流产生两个力与风向W平行的拖力D，和与该方向W垂直的提升力L。如果该风流为薄层状的风流构成，从空气动力学表面AS上经过的风流AF1比风流AF2要快，因为AF1要经过更长的距离。这使风筝2的上半部压力下降，产生一个压力差使提升力L出现。 参见图23，假定风筝AM可沿提升力方向DT移动。由于这种移动，空气动力学表面部分AM的下表面相对于风向倾斜。这样，提升力和拖力相对于风筝分别和相应的风向互相垂直和平行。 与运动方向平行的力设为Sl，与该方向垂直的力设为S2，与运动方向平行的上升力L的分力，和空气动力学表面部分AM的运行方向一致，而拉力D的平行分力则相反。
由于这个原因，如果使运动与风向垂直，最好使风筝AM倾斜，以在沿风筝AM运动方向DT的提升力L的分力相对于拉力D分力之间获得高比率。
这些结果对风力系统1的每个风筝2也是有效的。 智能控制系统实际上驱动每个风筝2，以在风筝2的高拖力效应步骤时，保持上升力和拖力的比率最高。这样，风筝2在风中飞行，并通过拉动绳索4产电。
单个风筝2产生的电，其设为Specific Wind Power,可通过风能计算公式计算。风能的计算可通过风筝2的受风面积(即风筝面积)A，和风筝能量因素KPF，一个取决于比率Vk/Vw的性能系数，Vk为风筝速度，Vw为风速，还取决于两个系数Kd和Kl。
系数Kd与拖力相关，也就是风筝沿风向的拉动力和速度，系数Kl与提升力相关，也就是风筝周期性摆动掠过风的正面。由于提升力，风筝的速度比风速快得多。提升力相对于拖力越大，则风筝的能量越高。 例如，我们假定Vk/Vw = 10， Kl = 1. 2禾P Kd = 0. 1。这样KPF = 20。
假定空气密度P不变，为1. 225kg/m3，风产生的能量为 s丄《55 0.5 n.您,63 -1W/i/ 风筝可以产生的能量(Kit印ower)可以通过下列公式表达
KitePower = KPF*SpecificWindPower*A 如果，例如风筝面积为18m2，被6m/s风速的风推动，飞行速度为60m/s，那可产生在绳索的能量为47628W.该能力为风筝2所能产生的最大能量。 KPF值取决于风筝2的效率。可以让KPF值高于20，例如假定KPF值为40，一个18m2的风筝2所能获得的最大能量为95256W。
权利要求
用于能量转化的风力系统(1)，其特征在于，包括至少一个风筝(2)，可从地面驱动，并处于至少一个风流(W)中；至少一个模块(5)，用于在至少一个靠近地面的轨道(6，7)上运行，所述的模块(5)通过至少一条绳索(4)连接到所述的风筝(2)，所述的风筝(2)用于被所述的模块(5)驱动，以在所述的轨道(6，7)上拖动所述的模块(5)，并通过至少一个和所述模块(5)和所述轨道(6，7)联合作用的发电系统将风能转化为电能，所述的绳索(4)既用于模块(5)和风筝(2)之间机械能的相互传递，也用于控制所述风筝(2)的飞行轨迹。
2. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于所述风筝(2)可被驱动，以使从所述的风流(W)获得的拖力最大，且不影响所述的模块(5)在所述的轨道(6)上的运行。
3. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于所述风筝(2)可被驱动，以产生一个牵引力，该牵引力使所述的模块(5)在所述的轨道(6)上始终沿一个方向运行。
4. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述风筝(2)的相对于所述风流(W)的一个冲角为所述风筝(2)被拉起或飞起。
5. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述风筝(2)采用柔性材料制作。
6. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述风筝(2)采用半硬性材料制作。
7. 如权利要求6所述的风力系统(l)，其特征在于所述半硬性材料制作的风筝(2)具有超轻的骨架。
8. 如权利要求6所述的风力系统(l)，其特征在于所述半硬性材料制作的风筝(2)形状为滑翔机的硬性翼。
9. 如权利要求6所述的风力系统(l)，其特征在于所述半硬性材料制作的风筝(2)具有聚合物制作的菱形。
10. 如权利要求6所述的风力系统(l)，其特征在于所述半硬性材料制作的风筝(2)为两边不对称，其中一边为柔性。
11. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于至少两个所述的风筝(2)串连成多层形状以形成列(3)，列(3)通过至少一条所述的绳索(4)连接到一个所述的模块(5)上。
12. 如权利要求ll所述的风力系统(l)，其特征在于连接到所述的列(3)的风筝(2)的所述的绳索(4)，与所述的风筝(2)的壁成为一体。
13. 如权利要求ll所述的风力系统(l)，其特征在于所述的列(3)的所述的风筝(2)的壁为所述风筝(2)之间的连接元件。
14. 如权利要求13所述的风力系统(l)，其特征在于所述的壁具有翼形切面。
15. 如权利要求ll所述的风力系统(l)，其特征在于所述列(3)中的风筝(2)形状为弧形，其中所述的壁延伸至另一风筝(2)。
16. 如权利要求ll所述的风力系统(l)，其特征在于所述列(3)中的风筝(2)形状为具有一个或两个所述的连接壁的机翼形状。
17. 如权利要求ll所述的风力系统(l)，其特征在于所述列(3)中的各风筝(2)的尺寸相互不同。
18. 如权利要求17所述的风力系统(l)，其特征在于最靠近所述模块(5)的所述风筝(2)面积最大，越远离所述的模块(5)，风筝面积越小。
19. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的绳索(4)的横截面为可变的。
20. 如权利要求19所述的风力系统(l)，其特征在于所述的绳索(4)靠近所述风筝(2)的横截面小，靠近所述的模块(5)横截面大。
21. 如权利要求19所述的风力系统(l)，其特征在于所述的绳索(4)的所述横截面的变化是连续的。
22. 如权利要求19所述的风力系统(l)，其特征在于所述的绳索(4)的所述横截面的变化是阶段性不连续的。
23. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于所述的绳索最靠近所述风筝(2)的一段，其横截面为空气动力学设计以提供一个不对称的上升力。
24. 如权利要求23所述的风力系统(l)，其特征在于所述的绳索(4)外设有星形横截面的外套。
25. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于包括至少一个可自动控制所述风筝(2)沿所述飞行轨迹运行的智能控制系统。
26. 如权利要求25所述的风力系统(l)，其特征在于包括一个供能系统，和所述的智能控制系统配合以控制所述电能的积累和传输。
27. 如权利要求25所述的风力系统(l)，其特征在于所述的智能控制系统配有一套设于所述风筝(2)上的传感器。
28. 如权利要求27所述的风力系统(l)，其特征在于所述设于所述风筝(2)上的传感器自我供能。
29. 如权利要求27所述的风力系统(l)，其特征在于所述设于所述风筝(2)上的传感器采用无线模式向所述的智能控制系统的地面组件发送信息。
30. 如权利要求25所述的风力系统(l)，其特征在于所述的智能控制系统设有一套地面传感器。
31. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述风筝(2)设有一个侧滑移动的驱动和稳定系统。
32. 如权利要求31所述的风力系统(l)，其特征在于所述的驱动和稳定系统包括至少一个扰流器。
33. 如权利要求32所述的风力系统(l)，其特征在于所述的扰流器通过自我供能的的系统驱动。
34. 如权利要求33所述的风力系统(l)，其特征在于所述的扰流器通过系统驱动，该系统通过从模块(5)上引出并连接到风筝(2)上的至少一条电缆供电。
35. 如权利要求34所述的风力系统(l)，其特征在于所述的驱动所述扰流器的系统为压电性。
36. 如权利要求34所述的风力系统(l)，其特征在于所述的驱动所述扰流器的系统含有形状记忆聚合物。
37. 如权利要求34所述的风力系统(l)，其特征在于所述的驱动所述扰流器的系统含有金属形状记忆合金制作的织物。
38. 如权利要求34所述的风力系统(l)，其特征在于所述的驱动所述扰流器的系统从所述的智能控制系统接收无线模式的指令。
39. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的侧滑移动的驱动和稳定系统包括至少一个方向鳍。
40. 如权利要求39所述的风力系统(l)，其特征在于所述的方向鳍和所述的风流W吹到风筝(2)的方向垂直，并弯曲隐形以不影响风筝(2)的效率。
41. 如权利要求39所述的风力系统(l)，其特征在于在所述侧滑移动时，所述方向鳍竖立，受风力作用。
42. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的模块(5)具有至少一个在所述的轨道(6，7)上运行的滑车(11)。
43. 如权利要求42所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车(11)具有空气动力学形状。
44. 如权利要求42所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车(11)上设有驱动所述风筝(2)和收藏绳索(4)的组件。
45. 如权利要求42所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车(11)上设有用于能量转化的组件。
46. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6)设在不同高度上。
47. 如权利要求46所述的风力系统(l)，其特征在于至少一个所述的轨道(6， 7)位于相对于轨道(6， 7)至少一个最靠外的轨道更低的位置上，和位于相对于轨道(6， 7)至少一个最靠里的轨道更高的位置上。
48. 如权利要求42所述的风力系统(l)，其特征在于每个所述的模块(5)具有在不同高度的轨道(6)上运行的两个滑车(11)。
49. 如权利要求44或48所述的风力系统(l)，其特征在于在较低轨道(6)上运行的滑车(11)设有驱动所述风筝(2)和收藏所述绳索(4)的组件。
50. 如权利要求45或48所述的风力系统(l)，其特征在于在较高轨道(6)上运行的滑车(11)设有用于能量转化的组件。
51. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于包括至少一个所述风筝(2)的回复系统(8)。
52. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)相对于地面倾斜。
53. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述滑车ll连接于所述的回复系统(8)的至少一端旁。
54. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)连接于在较高高度上运行的滑车11上，连接位置为靠近回复系统8的绳索(4)从管中引出向风筝(2)的一端。
55. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)连接于在较低高度上运行的滑车11上，连接位置为靠近回复系统8的绳索(4)进入管内向风筝(2)的丄山i而。
56. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)具有在至少一条轨道(7)上运行的带垫的轮子(17)。
57. 如权利要求1或51所述的风力系统(1)，其特征在于包括一个伸展柔性结构(12)，所述的伸展柔性结构(12)有助于支撑所述回复系统(8)的重量并与至少两个所述的模块(5)相连。
58. 如权利要求57所述的风力系统(l)，其特征在于所述的伸展柔性结构(12)具有一个垂直格子形结构(13)。
59. 如权利要求57所述的风力系统(l)，其特征在于所述的伸展柔性结构(12)具有连接杆(14)，其一端连接于所述的回复系统(8)，另一端连接到垂直格子形结构(13)。
60. 如权利要求57所述的风力系统(l)，其特征在于所述的伸展柔性结构(12)具有连接到所述模块(5)的连接杆(14)。
61. 如权利要求57所述的风力系统(l)，其特征在于所述的伸展柔性结构(12)具有连接到所述回复系统(8)的连接杆(14)。
62. 如权利要求57所述的风力系统(l)，其特征在于所述的伸展柔性结构(12)具有从圆柱对称而来的三角形横截面。
63. 如权利要求57所述的风力系统(l)，其特征在于所述的伸展柔性结构(12)包括一个环，其相对于模块(5)相互作用。
64. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6)为封闭路线。
65. 如权利要求64所述的风力系统(l)，其特征在于所述封闭路线为圆形。
66. 如权利要求64所述的风力系统(l)，其特征在于所述封闭路线为椭圆形。
67. 如权利要求66所述的风力系统(l)，其特征在于所述椭圆的主轴与风流(W)所吹的方向垂直。
68. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6，7)为水平的。
69. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6， 7)为倾斜的，以抵抗由所述模块(5)的运行和所述风筝(2)的拖动所带来的径向离心力。
70. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6，7)为平行的。
71. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6，7)为同圆心的。
72. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6，7)通过柱子抬离地面。
73. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6)的一个横截面为靠近一个空心部分的相对的双C形。
74. 如权利要求1或所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6，7)的横截面为矩形。
75. 如权利要求1或42所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6)设有轮子，所述模块(5)的滑车(11)在该轮子上运行。
76. 如权利要求75所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轮子内设有嵌于轮子的交流发电机以发电。
77. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于所述的轨道(6)具有至少一齿条(15)。
78. 如权利要求77所述的风力系统(l)，其特征在于所述的齿条(15)在轨道(6)上的排列为，齿面和所述的轨道(6)垂直并朝向所述的轨道(6)所在的封闭路线中心。
79. 如权利要求1所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轨道(6)具有电磁铁以进 行磁悬浮和/或通过双向直线马达进行能量转换。
80. 如权利要求42所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车(11)通过轮子(16， 17)在所述的轨道(6)上运行。
81. 如权利要求80所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轮子(16，17)是光滑的。
82. 如权利要求42所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车(11)通过永磁体和 /或电磁铁，利用磁悬浮原理在所述的轨道(6)上运行。
83. 如权利要求82所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车(11)设有轮子(16， 17)来支撑所述的滑车(11)的重量。
84. 如权利要求80或83所述的风力系统(1)，其特征在于所述的轮子(16， 17)通过 和阻尼器平行的弹簧和模块(5)作用。
85. 如权利要求80或83所述的风力系统(l)，其特征在于所述的轮子(16)连接于滑 车(19)。
86. 如权利要求85所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车(19)与所述的滑车 (11)相连。
87. 如权利要求85所述的风力系统(l)，其特征在于所述滑车(19)的轮子(16)互相垂直。
88. 如权利要求85所述的风力系统(l)，其特征在于所述滑车(19)的至少一个轮子 (16)在平行于所述轨道(6)平面的一平面上滚动以支撑所述模块(5)的重量。
89. 如权利要求85所述的风力系统(l)，其特征在于所述滑车(19)的至少一个轮子 (16)在平行于所述轨道(6)平面的一平面上滚动以防止所述的模块(5)翻车。
90. 如权利要求85所述的风力系统(l)，其特征在于所述滑车(19)的至少一个轮子 (16)在垂直于所述轨道(6)平面的一平面上滚动以对抗作用于所述模块(5)上的径向力。
91. 如权利要求73或85所述的风力系统(l)，其特征在于所述滑车(19)在所述轨道 (6)内部的两个相对的C形的一个空腔内运行。
92. 如权利要求74或85所述的风力系统(l)，其特征在于所述滑车(19)在所述的轨 道(6)之一上通过轮子(16)运行，该轮子(16)在所述矩形横截面的三条边外滚动以环抱 在封闭路线内部或外部的所述轨道(6)的一侧。
93. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)包括至少一 个圆柱管。
94. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)为格架类型 结构。
95. 如权利要求94所述的风力系统(l)，其特征在于所述的格架类型结构设有至少一 个容纳所述风筝(2)的网格。
96. 如权利要求94所述的风力系统(l)，其特征在于所述的格架类型结构为三角形。
97. 如权利要求95所述的风力系统(l)，其特征在于所述的网格设有交织结构以避免 所述风筝(2)滑行时堵塞。
98. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述回复系统(8)的至少一个凹陷可用于维护操作。
99. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述回复系统(8)依靠自身重量 来与所述风筝(2)的竖直拖力分力对抗。
100. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述回复系统(8)具有至少一 个关节(9)以部分或完全可定向。
101. 如权利要求100所述的风力系统(l)，其特征在于所述回复系统(8)可定向的尾 部(10)通过一个由至少三条绳索(31)组成的系统驱动。
102. 如权利要求101所述的风力系统(l)，其特征在于所述的绳索(31)连接于至少 一个液压缸(32)。
103. 如权利要求102所述的风力系统(l)，其特征在于所述的液压缸(32)铰接于所 述回复系统(8)上靠近所述关节(9)处。
104. 如权利要求25或102所述的风力系统(l)，其特征在于所述的液压缸(32)由一 智能控制系统控制的液压系统驱动。
105. 如权利要求101所述的风力系统(l)，其特征在于所述可定向的尾部(10)通过 直线机电模块驱动。
106. 如权利要求105所述的风力系统(l)，其特征在于所述的直线机电模块为智能控 制系统控制。
107. 如权利要求101所述的风力系统(l)，其特征在于可定向的末端(10)通过伸展 柔性结构(12)驱动。
108. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)具有圆形 出口边缘。
109. 如权利要求IOI所述的风力系统(l)，其特征在于所述的末端(10)朝出口边缘 横截面逐渐增加。
110. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)设于地面。
111. 如权利要求110所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)包括至少一个设有铰接盖子的容器。
112. 如权利要求lll所述的风力系统(l)，其特征在于所述的容器的形状可装载至少一条所述风筝(2)的列(3)。
113. 如权利要求110所述的风力系统(1)，其特征在于所述的容器排列为放射状。
114. 如权利要求110所述的风力系统(1)，其特征在于所述的回复系统(8)设于所述的封闭路线内。
115. 如权利要求110所述的风力系统(1)，其特征在于所述的回复系统(8)设于所述 的封闭路线外。
116. 如权利要求110所述的风力系统(1)，其特征在于所述的回复系统(8)在所述的 风筝(2)的回复和起飞操作过程中向上倾斜。
117. 如权利要求110所述的风力系统(1)，其特征在于所述的回复系统(8)在没有进 行所述的风筝(2)的回复和起飞操作时，靠近地面，保持水平。
118. 如权利要求110所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)通过至少 一个直线发电机(37)控制。
119. 如权利要求118所述的风力系统(l)，其特征在于所述的直线发电机(37)设在 所述的回复系统(8)的两侧。
120. 如权利要求110所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)通过连杆 (36)连接到地面。
121. 如权利要求120所述的风力系统(l)，其特征在于所述的连杆(36) —端铰接于 地面，另一端铰接于所述的回复系统(8)。
122. 如权利要求120所述的风力系统(l)，其特征在于所述的直线发电机(37)同时 与地面和所述的杆(36)铰接。
123. 如权利要求120所述的风力系统(l)，其特征在于所述的杆(36)和所述的直线 发电机(37)互相连接，以便开动所述的直线发电机(37)时，所述的回复系统(8)靠近所述 的轨道(6)的一端上升到与所述的轨道(6)相同的高度，所述的回复系统(8)远离所述的 轨道(6)的一端上升到比所述的轨道(6)更高的高度。
124. 如权利要求lll所述的风力系统(l)，其特征在于所述的具有铰接盖子的容器用 于打开成为一个平台。
125. 如权利要求lll所述的风力系统(l)，其特征在于每个所述的具有铰接盖子的容 器的长度方向的横截面包括至少两个部件(38,39)。
126. 如权利要求125所述的风力系统(l)，其特征在于所述容器中至少一个所述的部 件(38)为盒体。
127. 如权利要求126所述的风力系统(l)，其特征在于所述的盒体(38)的空腔朝上。
128. 如权利要求125所述的风力系统(l)，其特征在于至少一个所述部件(39)组成 所述容器的盖子。
129. 如权利要求124所述的风力系统(l)，其特征在于所述的具有铰接盖子的容器通 过至少一个直线发电机打开成为一个平台。
130. 如权利要求124所述的风力系统(l)，其特征在于所述的直线发电机为智能控制 系统控制。
131. 如权利要求124所述的风力系统(l)，其特征在于所述的直线发电机为液压系统 驱动的液压缸。
132. 如权利要求131所述的风力系统(l)，其特征在于所述的直线发电机为直线机电 模块。
133. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于所述的绳索(4)设有一个自动连 接和脱离系统，通过该系统所述的绳索(4)可连接到所述的风筝(2)或从所述的风筝(2) 上脱离。
134. 如权利要求lll所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)包括至少 一个自动收藏系统，该收藏系统可将所述的风筝(2)的列(3)顺次回复和起飞，并在所述的 具有铰接盖子的容器内将所述的风筝(2)的列(3)有序排列。
135. 如权利要求134所述的风力系统(l)，其特征在于所述的自动收藏系统为智能控 制系统控制。
136. 如权利要求134所述的风力系统(l)，其特征在于所述的自动收藏系统设有带传 动的传送架。
137. 如权利要求136所述的风力系统(l)，其特征在于所述的传送架运行时互相平 行，运行路线为封闭路线。
138. 如权利要求124所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复系统(8)包括至少 一个隐形导向系统，以利于风筝(2)在打开成平台的具有铰接盖子的容器上着陆。
139. 如权利要求138所述的风力系统(l)，其特征在于所述的隐形导向系统设于具有 铰接盖子的容器旁。
140. 如权利要求138所述的风力系统(l)，其特征在于所述的隐形导向系统具有至少 一对设在具有铰接盖子的容器两侧的杆。
141. 如权利要求138所述的风力系统(1)，其特征在于所述的隐形导向系统为自动控 制系统控制。
142. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于每个模块(5)设有一个所述的风 筝(2)的回复和发射系统。
143. 如权利要求142所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复和发射系统设于所 述的回复系统(8)内。
144. 如权利要求143所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复和发射系统包括至 少一个在所述的回复系统(8)内沿至少两条轨道滑行的滑车。
145. 如权利要求143所述的风力系统(l)，其特征在于所述的回复和发射系统设有至 少一个人工风力装置。
146. 如权利要求145所述的风力系统(l)，其特征在于多个所述的人工风力装置沿所 述的回复系统(8)的长度方向排列。
147. 如权利要求145所述的风力系统(l)，其特征在于所述的人工风力装置由所述的 智能控制系统控制。
148. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于每个模块(5)包括一个用于吸收 所述的绳索(4)的最大力的系统。
149. 如权利要求148所述的风力系统(l)，其特征在于所述的用于吸收所述的绳索 (4)的最大力的系统具有至少一个悬空并能在竖直方向移动的缓冲配重块。
150. 如权利要求149所述的风力系统(l)，其特征在于所述的配重块在绳索(4)张紧 时悬空。
151. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于每个所述的模块(5)包括一个绳 索(4)的摩擦系统。
152. 如权利要求151所述的风力系统(l)，其特征在于所述的摩擦系统设有至少一个 连接到直线导轨的滑轮，和至少一个弹簧，其一端连接于所述的滑轮，另一端连接于所述的 滑车(11)。
153. 如权利要求152所述的风力系统(l)，其特征在于所述的弹簧由于所述的绳索 (4)的张力而压縮。
154. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于每个模块(5)包括一个所述的绳 索(4)的缠绕和展开系统(22)。
155. 如权利要求154所述的风力系统(l)，其特征在于所述的缠绕和展开系统(22) 包括，用于每条绳索(4)的至少四个第一绞盘(24)，其排列在两个高度上，两列的旋转轴平行，所述的第一绞盘(24)连接到至少一个由所述的智能控制系统控制的第一电动马达 (28)。
156. 如权利要求155所述的风力系统(1)，其特征在于所述的第一电动马达(28)可 以为发电机。
157. 如权利要求155所述的风力系统(l)，其特征在于所述的第一绞盘(24)通过齿 轮和至少一个外摆线减速器连接到所述的第一电动马达(28)。
158. 如权利要求155所述的风力系统(l)，其特征在于所述的第一绞盘(24)通过至 少一个外摆线减速器连接到所述的第一电动马达(28)。
159. 如权利要求155所述的风力系统(l)，其特征在于绳索(4)在每个所述的第一绞 盘(24)上缠绕四分之三圆周。
160. 如权利要求155所述的风力系统(l)，其特征在于所述的第一绞盘(24)设成容 纳所述绳索(4)并增加接触面积的形状。
161. 如权利要求155所述的风力系统(l)，其特征在于各所述的第一绞盘(24)具有 不同的表面糙度。
162. 如权利要求154所述的风力系统(l)，其特征在于所述的缠绕和展开系统(22) 包括，为每条绳索(4)各设置的一个绞盘，绳索(4)缠绕于该绞盘上并缠绕有限圈数，这样 圈数为单层。
163. 如权利要求154所述的风力系统(l)，其特征在于所述的缠绕和展开系统(22) 包括，每条绳索(4)设置的至少两对由活塞推紧的相互贴近的导轨，绳索(4)穿入；两导轨 间。
164. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于每个所述的模块(5)包括一个用 于绳索(2)的收藏系统(23)。
165. 如权利要求164所述的风力系统(l)，其特征在于所述的收藏系统(23)包括为 每条绳索(4)设置的至少一个第二绞盘(25)，所述的绳索(4)缠绕或展开于每个该第二绞 盘(25)，该第二绞盘(25)连接到由所述的智能控制系统控制的电动马达(29)。
166. 如权利要求165所述的风力系统(l)，其特征在于所述的第二绞盘(25)通过至 少一个外摆线减速器连接到所述的第二电动马达(29)上。
167. 如权利要求165所述的风力系统(l)，其特征在于所述的第二绞盘(25)具有至 少一个驱动模块(26)，其可将所述的绳索(4)有序缠绕于的第二绞盘(25)上。
168. 如权利要求165所述的风力系统(l)，其特征在于所述的第二绞盘(25)连接于 一个沿与所述的绞盘(25)的旋转轴平行的轨道上运行的滑车上。
169. 如权利要求168所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑车沿所述的轨道的运 行，由和所述的第二绞盘(25)的旋转配合的一滑动机构控制。
170. 如权利要求169所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑动机构由智能控制系 统控制的一个第三电动马达驱动。
171. 如权利要求170所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑动机构通过至少一个 外摆线减速器连接到所述的第三电动马达上。
172. 如权利要求1所述的风力系统(1)，其特征在于每个所述的模块(5)包括至少一 个用于将所述的绳索(2)导向所述风筝(2)的传递系统。
173. 如权利要求172所述的风力系统(1)，其特征在于所述的传递系统包括-至少一个设于风筝(2)的回复和发射系统上的滑车的滑轮(35); -至少一个直接连接于所述的模块(5)的固定滑轮(33);-至少一个用于每个吸收绳索(4)的最大力的系统的滑轮； -至少一个用于摩擦绳索(4)的系统的滑轮；-至少一个组装于所述绳索(4)的所述驱动模块(26)的滑动子(27)上的滑轮(34)。
174. 如权利要求173所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑动子(27)沿与所述 的收藏系统(23)的所述的绞盘(25)的旋转轴平行的一条轨道上滑行。
175. 如权利要求174所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑动子(27)沿所述的 轨道上的滑行由和所述绞盘(25)的旋转关联的滑动机构控制。
176. 如权利要求175所述的风力系统(l)，其特征在于所述的滑动机构由所述的智能 控制系统控制的第四电动马达驱动。
177. 如权利要求25所述的风力系统(l)，其特征在于所述的用于发电的系统也作为 马达使用，所述的发电系统作为发电机使用时，由所述的模块(5)在所述的轨道(6)上的运 行所驱动，作为马达使用时，由所述的智能控制系统控制。
178. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于对于每个模块(5)，所述的发电 系统包括至少一发电机/马达(20)，该发电机/马达(20)由至少一个所述模块(5)的所述 滑车(11)的所述轮子(16)的旋转直接驱动。
179. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于每个模块(5)包括至少一个齿轮 (18)，其与所述轨道(6)的所述齿条(15)啮合并在其上滚动。
180. 如权利要求179所述的风力系统(l)，其特征在于对于每个模块(5)，所述的发 电系统包括至少一发电机/马达(21)，其由至少一个所述齿条(15)的所述齿轮(18)的旋 转直接驱动。
181. 如权利要求177所述的风力系统(l)，其特征在于对于每个模块(5)，所述的发 电系统包括至少一双向磁直线马达，该马达作为发电机使用。
182. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于每个所述模块(5)设有永磁体， 所述的永磁体诱导所述轨道(6)上的所述电磁铁产生电流，这样该电流部分产生一个和诱 导磁场相反的磁场，以使所述模块(5)悬浮。
183. 如权利要求182所述的风力系统(l)，其特征在于所述的永磁体借助于超导线圈。
184. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于在所述模块(5)相对于所述轨 道(6)运行时，相对的所述模块(5)和所述轨道(6)上的永磁体和对应的电磁铁，产生一个 诱导电流的连续变化。
185. 如权利要求184所述的风力系统(l)，其特征在于所述的电磁铁的电流变化和电 能收集线圈配合。
186. 如权利要求184所述的风力系统(l)，其特征在于所述的电能收集线圈由电子装 置控制。
187. 如权利要求183所述的风力系统(1)，其特征在于所述的永磁体为钕铁硼磁体。
188. 如权利要求51所述的风力系统(l)，其特征在于所述的永磁体与所述的滑车(11)的连接具有象球形关节的两个自由度。
189. 如权利要求183所述的风力系统(l)，其特征在于所述的永磁体与所述的滑车 (11)的连接位于所述的永磁体的重心区。
190. 如权利要求l所述的风力系统(l)，其特征在于所述的智能控制系统作用于，所 述绳索(4)的所述缠绕和展开系统(22)的、和所述绳索(2)的收藏系统(23)的所述第一 和第二绞盘(24,25)上，以让风筝(2)沿所述飞行轨迹飞行。
191. 如权利要求25所述的风力系统(l)，其特征在于所述智能控制系统包括用于所 述风筝(2)的所述传感器的一个自我校正子系统。
192. 如权利要求25所述的风力系统(1)，其特征在于所述智能控制系统包括一个防 止风筝(2)和飞行物之间碰撞的子系统。
193. 如权利要求25所述的风力系统(l)，其特征在于所述智能控制系统包括一个所 述绳索(4)的负载平衡子系统。
194. 如权利要求26所述的风力系统(l)，其特征在于所述供电系统包括至少一个供 电器。
195. 如权利要求26所述的风力系统(l)，其特征在于所述供能系统包括至少一个变压器。
196. 如权利要求26所述的风力系统(1)，其特征在于所述供能系统包括至少一个蓄 电池。
197. 采用权利要求l所述的风力系统(1)进行发电的方法，其特征在于，对于每个风筝 (2)，包括以下步骤:a) 控制所述风筝(2)的飞行轨迹，使所述风筝(2)相对于所述风流(W)相切方向前进， 所述风筝(2)拉紧连接到所述风力系统(1)的所述模块(5)的所述绳索(4)，使所述模块 (5)在拖力效应下在所述轨道(6)上运行，所述风筝(2)通过所述第一电动马达(28)作用 于所述第一绞盘(24)展开所述绳索(4)，从而远离所述模块(5);b) 控制所述风筝(2)的飞行轨迹，使所述风筝(2)沿所述风流(W)相同的方向前进，所 述风筝(2)拉紧连接到所述风力系统(1)的所述模块(5)的所述绳索(4)，使所述模块(5) 在拖力效应下在所述轨道(6)上运行，所述风筝(2)通过所述第一电动马达(28)作用于所 述第一绞盘(24)收巻所述绳索(4)，从而靠近所述模块(5);c) 控制所述风筝(2)的飞行轨迹，使所述风筝(2)相对于所述风流(W)相切方向前进， 所述风筝(2)拉紧连接到所述风力系统(1)的所述模块(5)的所述绳索(4)，使所述模块 (5)在拖力效应下在所述轨道(6)上运行，所述风筝(2)通过所述第一电动马达(28)作用 于所述第一绞盘(24)展开所述绳索(4)，从而远离所述模块(5);d) 控制所述风筝(2)的飞行轨迹，使所述风筝(2)沿所述风流(W)相反的方向前进， 通过所述第一电动马达(28)作用于所述第一绞盘(24)收巻所述绳索(4)，使所述风筝(2) 对所述风力系统(1)的模块(5)的运行不产生任何刹车效应；e) 重复以上步骤。
198. 如权利要求197所述的方法，其特征在于所述步骤a)和/或b)和/或c)和/ 或d)通过智能控制系统自动进行。
199. 采用权利要求1所述的风力系统(1)进行发电的方法，其特征在于所述第一马达(28)也用作发电机，通过所述第一绞盘(24)的旋转发电。
全文摘要
本发明公开了一种用于能量转换的风力系统(1)，包括至少一个风筝(2)，其可从地面驱动，处于至少一个风流(W)中；至少一个模块(5)，其可在至少一个靠近地面的轨道(6，7)上运行，所述的模块(5)通过至少一条绳索(4)连接到所述的风筝(2)，所述的风筝(2)可被所述的模块(5)驱动，以在所述的轨道(6，7)上拖动所述的模块(5)，并通过至少一个和所述模块(5)和所述轨道(6，7)联合作用的发电系统将风能转化为电能，所述的绳索(4)既用于模块(5)和风筝(2)之间机械能的相互传递，也用于控制所述风筝(2)的飞行轨迹。
文档编号F03D5/04GK101720386SQ200880017032
公开日2010年6月2日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年3月30日
发明者佛郎哥·塔蒂, 马西莫·伊波利托 申请人:风筝发电研究(股份)责任有限公司