一种风筝发电装置及其发电控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种风筝发电装置其发电控制方法，包括风筝（7）和地面发电平台，地面发电平台可以是一个或多个，地面发电平台上安装有发电机、通过离合器同轴连接的第一卷扬机和第二卷扬机,第一卷扬机上缠绕的线缆通过发电平台上的第一支架、第二支架与第二卷扬机上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆;风筝通过牵引线缆与循环线缆上的任一点固定连接;卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；通过力矩电机或步进电机或伺服电机控制卷扬机收放线；卷扬机产生的力矩通过动力输出轴连接变速箱带动发电机发电。该风筝发电装置的结构简单、发电效率高、能够保证连续做功、成本低从而有效地提高风能利用率。
【专利说明】—种风筝发电装置及其发电控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于风能利用【技术领域】，涉及一种高空发电装置，具体是涉及一种风筝发电装置及其发电控制方法。
【背景技术】
[0002]当今世界的石油能源、煤炭能源、天然气能源越来越匮乏，开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，带来严重的负面影响，如诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产等严重问题，极大地污染了人类赖以生存的环境，加之世界各地的战争、自然灾害给这些能源的采集、运输带来越来越多的困难，能源安全已经成为摆在世界各国人民面前的一道重要难题。传统能源所面临的诸多问题给新兴能源产业提供了客观的现实需求，例如风能资源。
[0003]高空风能是人类迄今基本上没有开发利用的新能源，这是一种储量丰富、分布广泛的可再生清洁能源。有研究指出:高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍。其中，高空的风能与风速的立方成正比，一般来说风速增加I倍，风能增加8倍，因此高空风能可高出地面上的数倍、数十倍乃至成百上千倍。在高空位置达到较为理想的情况下，高空风电的理论发电时间可以超过全年时间的95%，年发电时间可高达8200小时以上。而常规发电至多达到2500小时.因此，采集高空风能发电可以获得高稳定性、低发电成本的风电，这是高空风电的显著特点之一，也是高空风电相比常规风电的最显著优势之一，也是未来风力发电的发展趋势。
[0004]迄今，风筝发电主要有以下几种方式:一是制作大型风筝携带螺旋桨、发电机升入高空并使用电缆将发电机产生的电能输送到地面。在这种方法中，风筝需要拖曳大量的电缆和发电机、螺旋桨等设备，因而具有负重较大、升空高度有限、能量转化效率低的缺陷，而且发电设备在高空不利于维护；二是将发电机置于地面，通过往复运动的风筝带动的线缆继而带动发电机的转子发电，并且在地面安装卷扬机用于在风筝下降时回收线缆，但是这种方法只能在风筝上升阶段产生电能，通过卷扬机回收风筝还要消耗自身能源。因此，风能利用率较低；此外，国外研究人员还提出利用多组连接在支架上的风筝拉动地面上的圆盘转动，通过电动卷扬机来控制风筝拉线的，实现空中风筝发电，但是这种方式结构复杂、工艺成本高，而且多组风筝一起放飞并不容易控制容易产生缠绕现象；由于风筝通过牵引线缆置于高空中，线缆较多必然造成风阻较大，发电存在间歇性，发电效率也不高。
[0005]例如，专利号为US05544617的美国发明专利公开了一种自动装配的风车，将风车放到空中通过风能实现风车在高空中做往复飞行运动实现发电。在该发明专利的披露中的图5和图5a的技术方案中存在的缺点和技术瓶颈是:风车或风帆只能通过绳缆在低空中做往复飞行运动实现高效的发电。如果将风车或风帆放到高空中时，由于循环绳缆在高空中产生的风阻很大，所以发电效率不高。此外，由于风车、风筝或风帆在空中飞行轨迹的变化造成滑轮与滑轮间的循环线缆产生线差，线差的产生影响地面发电装置的发电效率。
【发明内容】
[0006]为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本发明提一种结构简单、工艺成本低、连续做功成本低、有效提高风能利用率的风筝发电装置。
[0007]为实现上述发明目的本发明提供的技术方案是:一种风筝发电装置，包括风筝和第一地面发电平台，所述第一地面发电平台上安装有第一发电机、通过离合器同轴连接的第一卷扬机和第二卷扬机，第一卷扬机上缠绕的线缆通过第一发电平台上的第一支架、第一发电平台上的第二支架与第二卷扬机上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆；风筝通过牵引线缆与第一支架和第二支架之间的循环线缆上的任一点固定连接；所述第一卷扬机与第二卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；第一卷扬机通过其输出端上的第一单向离合器与离合器连接，第二卷扬机通过其输出端上的第二单向离合器与离合器连接，在单向离合器与离合器之间设有动力输出轴，所述动力输出轴连接变速箱带动第一发电机发电。
[0008]优选的是，所述第一支架与第二支架可开合的铰接在所述第一地面发电平台上。
[0009]在上述任一方案中优选的是，所述夹角的范围为0° -180°。
[0010]在上述任一方案中优选的是，所述第一支架为能够逐级伸缩的第一伸缩杆、第二支架(621)为能够逐级伸缩的第二伸缩杆。
[0011]在上述任一方案中优选的是，所述第一伸缩杆与第二伸缩杆的顶端分别设有第一定滑轮和第二定滑轮。
[0012]在上述任一方案中优选的是，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆的底端分别与第一地面发电平台固定铰接于一点或两点。
[0013]在上述任一方案中优选的是，所述第一伸缩杆与第二伸缩杆可通过其与地面第一发电平台上的固定铰接点为轴心进行旋转。
[0014]在上述任一方案中优选的是，所述第一定滑轮、第二定滑轮通过分别设置在第一伸缩杆、第二伸缩杆顶端的枢转装置为轴进行旋转。
[0015]作为另一种替代方案优选的是，还提供一个与第一地面发电平台连接的可移动的第二地面发电平台，所述第一地面发电平台上安装有同轴连接的第一卷扬机和第一发电机，在第二地面发电平台上安装有同轴连接的第二卷扬机和第二发电机，第一卷扬机上的线缆通过所述第一地面发电平台上的第一支架与第二地面发电平台上的第二支架上的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆；所述第一卷扬机与第二卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；风筝通过牵引线缆与第一支架和第二支架之间的循环线缆上的任一点固定连接。
[0016]作为另一种替代方案优选的是，还提供一个与第一地面发电平台连接的可移动的第二地面发电平台，所述第一地面发电平台上安装有同轴连接第一卷扬机和第一发电机，在第二地面发电平台上安装有同轴连接的第二卷扬机和第二发电机，第一卷扬机上的线缆与第二地面发电平台上的第二卷扬机上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆；所述第一卷扬机与第二卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；风筝通过牵引线缆与第一卷扬机和第二卷扬机之间的循环线缆上的任一点固定连接。
[0017]在上述任一方案中优选的是，第二地面发电平台通过第二牵引车牵引进行位置移动。
[0018]作为另一种替代方案优选的是，还提供一个与第一地面发电平台连接的可以移动的第三发电平台，在第三地面发电平台上设有同轴连接的第三卷扬机和第三发电机，第三卷扬机上的线缆与第一卷扬机上缠绕的线缆构成第三卷扬机与第一卷扬机之间的循环线缆，所述第一卷扬机、第二卷扬机、第三卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机和第三力矩电机；第三卷扬机和第一卷扬机之间的循环线缆、第一卷扬机和第二卷扬机之间的循环线缆分别通过缆绳与连接有风筝的牵引线缆连接。
[0019]在上述任一方案中优选的是，所述第三地面发电平台通过第三牵引车进行位置移动。
[0020]在上述任一方案中优选的是，所述力矩电机可以通过步进电机和/或伺服电机替代。
[0021]作为另一种替代方案优选的是，所述第二地面发电平台和第三地面发电平台安装在地面的闭路循环轨道上，第一地面发电平台置于闭路循环轨道的中心位置，各个地面发电平台通过其卷扬机上缠绕的线缆连接。
[0022]作为另一种替代方案可选的是，还提供一个与第一地面发电平台连接的可以移动的多个地面发电平台，各个地面发电平台上分别设有同轴连接的卷扬机和发电机，各个地面发电平台上的卷扬机其上的线缆相互连接构成循环线缆并且通过缆绳与连接有风筝的牵引线缆连接。
[0023]在上述任一方案中优选的是，所述风筝上还设有飞行姿态控制装置，由高空电控装置和地面控制装置组成，所述高空电控装置安装在风筝上，风筝的控制线连接在高空电控装置上，高空电控装置接收地面控制装置的控制信号，对风筝的飞行姿态进行调整。
[0024]在上述任一方案中优选的是，控制线为四根，前端两根控制线穿过高空电控装置实现联动；后端两根控制线也通过该高空电控装置，所述高空电控装置可以伸长或缩紧该后端控制线。
[0025]在上述任一方案中优选的是，所述高空电控装置为伺服电机，也可以是步进电机、普通电机或是锁机。
[0026]在上述任一方案中优选的是，与地面控制装置连接有雷达装置，该雷达装置配置地用于测定以地面为基准面垂直向上每5米高度的实时风速，并将测定的风速信息传输给地面控制装置。
[0027]在上述任一方案中优选的是，雷达装置是多普勒宽频雷达或者激光雷达。
[0028]在上述任一方案中优选的是，在地面控制装置中设有计算单元，该计算单元配置地用于将距地面5000米以内的高度根据不同的气候条件或者地理条件划分为若干风层，然后该计算单元根据雷达装置测定的风速计算出每个风层内的平均风速。
[0029]在上述任一方案中优选的是，将以地面为基准面在垂直向上每100米分为一层。
[0030]在上述任一方案中优选的是，计算单元还配置地用于根据每个风层的风速状况，将所划分出的各风层判定为适宜飞行区域和不适宜飞行区域。
[0031]在上述任一方案中优选的是，若某风层平均风速在大于等于10米/秒且小于25米/秒的范围内时，则计算单元判定该风层为适宜飞行区域；若某风层风速小于10米/秒或者大于等于25米/秒时，则计算单元判定该风层为不适宜飞行区域。
[0032]在上述任一方案中优选的是，地面控制装置中还设有显示单元，该显示单元配置地用于显示以地面为基准垂直向上每5米高度的风速信息以及所划分每个风层的平均风速信息。
[0033]在上述任一方案中优选的是，在风筝上设有定位传感器，其中定位传感器配置地用于获取风筝在空中的位置信息，并将该位置信息传输给地面控制装置，然后通过地面控制装置中计算单元的计算而得到相应的位置坐标并通过显示单元显示出来。
[0034]在上述任一方案中优选的是，定位传感器上带有GPS装置。
[0035]在上述任一方案中优选的是，地面控制装置中的计算单元根据风筝所在的位置信息和当前空中每个风层的风速状况进行以下判断:当风筝所在位置位于适宜飞行区域时，则地面控制装置通过高空电控装置控制风筝在适宜飞行区域所在的风层内运动；当风筝所在位置位于不适宜飞行区域时，地面控制装置中的计算单元以风筝所在位置为基点，垂直向上或者垂直向下寻找与风筝距离最近的且被判定为适宜飞行区域的风层，并通过牵引线缆使风筝进入到最邻近的适宜飞行区域内飞行。
[0036]在上述任一方案中优选的是，显示单元是LED屏幕或者可触摸屏幕。
[0037]在上述任一方案中优选的是，雷达装置对风速的测定是实时进行的。
[0038]为了最大限度的发挥风筝的发电效率，本发明的第二个目的是提供一种风筝发电装置的发电控制方法，包括如下步骤:
A:将风筝放到空中(起始点)，预设起始点，第一卷扬机与第二卷扬机之间的离合器打开风筝随着行姿态控制装置的控制做“8”字形飞行，第一卷扬机与第二卷扬机同时放线并且共同驱动变速器带动第一发电机发电
B:当风筝飞抵到预定高度，后，第一卷扬机与第二卷扬机通过离和器连接使得风筝滞留在预定高度，风筝继续做“8”字飞行；当风筝向左方飞行时，因第一支架与第二支架之间所产生线差，需要迅速打开离合器控制第一力矩电机带动第一卷杨机及时将支架间的线差迅速调整为初始状态.调整后及时将离合器还原联动实现稳定的动力输出。.C:当风筝向右飞行时，因第二支架与第一支架之间所产生线差，需要迅速打开离合器控制第二力矩电机带动第二卷扬机及时将支架间的线差迅速调整为初始状态，调整后及时将离合器还原联动实现稳定的动力输出。
[0039]D:步骤B与步骤C交替运行，从风筝从预定高度回落到初始位置。
[0040]E:当风筝回落到初始个后，位址第一卷扬机与第二卷扬机之间的离合器打开，风筝重新飞抵到步骤B中的预定高度重复上述做功流程，风筝随着地面控制设备的控制做“8”字形飞行，第一卷扬机与第二卷扬机同时放线并且共同驱动变速器带动第一发电机发电。
[0041]F:重复步骤A。
[0042]与现有技术相比，本发明的优点在于:发电装置的结构简单、发电效率高、能够保证连续做功、成本低从而有效地提高风能利用率。此外，该风筝发电装置所采用的风筝发电装置的发电控制方法巧妙得当、能够最大限度的产生电能。
【专利附图】
【附图说明】[0043]为了使本发明便于理解，现在结合附图描述本发明的具体实施例。
[0044]图1为根据本发明的风筝发电装置的优选实施例1结构示意图。
[0045]图2为根据本发明的风筝发电装置的优选具体实施例2的结构示意图。
[0046]图3为根据本发明的风筝发电装置的优选具体实施例3的风筝发电装置的结构示意图。
[0047]图4为根据本发明的风筝发电装置的具体实施例4的风筝发电装置的结构示意图。
[0048]图5为根据本发明的风筝发电装置中风筝飞行姿态控制装置中高空电控装置的结构示意图。
[0049]图6为根据本发明的风筝发电装置中风筝飞行姿态控制装置中地面控制装置的结构示意图。
[0050]图7为根据本发明的风筝发电装置原理示意图。
【具体实施方式】
[0051]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0052]实施例1:
如图1与图7所示，一种风筝发电装置，包括风筝7和第一地面发电平台101，所述第一地面发电平台101上安装有第一发电机103、通过离合器10同轴连接的第一卷扬机102和第二卷扬机111，第一卷扬机102上缠绕的线缆通过第一发电平台101上的第一支架611、第一发电平台101上的第二支架621与第二卷扬机111上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机102与第二卷扬机111之间的循环线缆402;风筝7通过牵弓I线缆6与第一支架611和第二支架621之间的循环线缆402上的任一点固定连接；所述第一卷扬机102与第二卷扬机111分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机501、第二力矩电机502 ;第一卷扬机102通过其输出端上的第一单向离合器801与离合器10连接，第二卷扬机111通过其输出端上的第二单向离合器802与离合器10连接，在单向离合器与离合器10之间设有动力输出轴12，所述动力输出轴12连接变速箱11带动第一发电机103发电。
[0053]在本实施例中，所述第一支架611与第二支架621可开合的铰接在所述地面发电平台101上。第一支架611与第二支架621之间形成夹角，所述夹角的范围为0° -180°。所述第一支架611与第二支架621为能够逐级伸缩的第一伸缩杆、第二伸缩杆。所述第一伸缩杆与第二伸缩杆的顶端分别设有第一定滑轮602和第二定滑轮603所述第一伸缩杆、第二伸缩杆的底端分别与第一地面发电平台101固定铰接于一点或两点。所述第一伸缩杆与第二伸缩杆可通过其与地面第一发电平台101上的固定铰接点为轴心进行旋转。所述第一定滑轮602、第二定滑轮603通过分别设置在第一伸缩杆、第二伸缩杆顶端的枢转装置631为轴进行旋转。所述力矩电机可以通过步进电机和/或伺服电机替代。
[0054]如图5-6所示，风筝7的飞行姿态控制装置工作流程如下:在上述实施例中，风筝7上连有四根控制线，分别为前端控制线1、2和后端控制线3、4。这四根控制线穿过高空电控装置5，该高空电控装置可以是伺服电机，也可以是步进电机、普通电机或是锁机，高空电控装置外部与牵引线缆6相连。上述控制线接入高空电控装置，前端控制线1、2通过高空电控装置实现联动，即其中一根控制线伸长的同时另一根缩紧。后端控制线3、4也接入高空电控装置中，控制线3、4在高空电控装置的控制下既可以实现同步运动，即同时伸长或同时缩紧；也可以实现联动，即类似前端控制线1、2 —样一根控制线伸长的同时另一根缩紧。高空电控装置中有信号接收设备，可以接收地面控制装置的控制信号，根据控制信号调节控制线的状态。例如:伸长前端控制线I同时缩紧前端控制线2，使得风筝飞行方向向右偏转；反之向左偏转。同时伸长前端控制线3和4，使得风筝飞行的垂直角增大；反之风筝飞行的垂直角减小。利用上述飞行姿态控制装置，可以使得风筝7在两个地面发电平台之间反复运动。
[0055]如图6所示，与地面控制装置8还连接有雷达装置9，雷达装置9配置地用于测定以地面为基准面垂直向上每5米高度的风速，其中雷达装置可以是多普勒宽频雷达或者激光雷达。
[0056]在使用上述风筝发电装置时，雷达装置9测定以地面为基准面垂直向上每5米高度的实时风速，然后雷达装置9将测定的风速信息传输给地面控制装置8。在地面控制装置8中设有计算单元801，该计算单元801将距地面5000米以内的高度根据不同的气候条件或者地理条件等分为若干风层，例如可以将以地面为基准面在垂直向上每100米分为一层，然后该计算单元根据雷达装置9测定的风速计算出每个风层内的平均风速。
[0057]进一步，计算单元801还根据每个风层的风速状况，将所划分的各风层判定为适宜飞行区域和不适宜飞行区域，其中优选的是若某风层平均风速在大于等于10米/秒且小于25米/秒的范围内时，则计算单元判定该风层为适宜飞行区域，若某层风速小于10米/秒或者大于等于25米/秒时，则判定该风层为不适宜飞行区域。
[0058]此外,地面控制装置8中还设有显示单元802,该显示单元802可显示上述以地面为基准垂直向上每5米的风速信息以及所划分每个风层的平均风速信息，其中，显示单元802优选的可以是LED屏幕或者可触摸屏幕。
[0059]在风筝7上设有定位传感器701，其中定位传感器701用于获取风筝7在空中的位置信息，并将该位置信息传输给地面控制装置8，然后通过地面控制装置8中计算单元801的计算而得到相应的位置坐标并通过显示单元802显示出来，特别地，定位传感器701上带有GPS装置。
[0060]地面控制装置8中的计算单元801根据风筝7所在的位置信息和当前高空的中每个风层的风速状况进行判断:
当风筝7所在位置位于适宜飞行区域时，则地面控制装置8通过高空电控装置6控制风筝7在适宜飞行区域所在的风层内运动；当风筝7所在位置位于不适宜飞行区域时，地面控制装置8中的计算单元802以风筝7所在位置为基点，向上或者向下寻找与风筝7距离最近的且被判定为适宜飞行区域的风层，并通过牵引线缆6使风筝7进入到最邻近的适宜飞行区域内飞行。
当需要地面发电装置进行发电时，将风筝7放到空中预设起始点，第一卷扬机102与第二卷扬机111之间的离合器10打开，风筝7随着飞行姿态控制装置的控制做“8”字形飞行，第一卷扬机102与第二卷扬机111同时放线并且共同驱动变速箱11带动第一发电机103发电；
当风筝7飞抵到预定高度后，第一卷扬机102与第二卷扬机111通过离和器10连接使得风筝7滞留在预定高度，风筝7继续做“8”字飞行；当风筝7向左方飞行时，因第一支架611与第二支架621之间所产生线差，需要迅速打开离合器10控制第一力矩电机501带动第一卷杨机102及时将支架间的线差迅速调整为初始状态，调整后及时将离合器10还原联动实现稳定的动力输出；当风筝7向右飞行时，因第二支架621与第一支架611之间所产生线差，需要迅速打开离合器10控制第二力矩电机502带动第二卷扬机102时将支架间的线差迅速调整为初始状态，调整后及时将离合器10还原联动实现稳定的动力输出；风筝重复左右往复飞行，从风筝7从预定高度回落到初始位置(预设起始点);当风筝7回落到初始位置或预设起始点后，第一卷扬机102与第二卷扬机111之间的离合器10打开，风筝7重新飞抵到预定高度重复上述做功流程，风筝7随着飞行姿态控制装置的控制做“8”字形飞行，第一卷扬机102与第二卷扬机111同时放线并且共同驱动变速箱11带动第一发电机103发电；但是，该上述方案中存在许多不足，例如，理论上为了提高该风筝发电装置的发电效率，最好是将所述伸缩杆621无限延长，使风筝在高空中的行程增大，自然发电效率就高，可是在实际的试验中发现所述伸缩杆不可能无限延伸，国际上至多能延伸到400米，如果继续延长所述伸缩杆的距离是不可能的，原因在于:受到制造水平的限制，为此本发明人想到了一个替代方案如实施例2。
[0061]实施例2;
如图2与图7所示，一种风筝发电装置，还提供一个与第一地面发电平台101连接的可移动的第二地面发电平台201，所述第一地面发电平台101上安装有同轴连接的第一卷扬机102和第一发电机103，在第二地面发电平台201上安装有同轴连接的第二卷扬机111和第二发电机203，第一卷扬机102上的线缆通过所述第一地面发电平台101上的第一支架611与第二地面发电平台201上的第二支架621上的线缆连接构成第一卷扬机102与第二卷扬机111之间的循环线缆402;所述第一卷扬机102与第二卷扬机111分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机501、第二力矩电机502 ;风筝7通过牵引线缆6与第一支架611和第二支架621之间的循环线缆402上的任一点固定连接。在本实施例中，与实施例一所不同的是，地面发电平台有两个，每个发电平台上分别设有卷扬机和发电机。发动机通过链条和/或齿轮连接有力矩电机；各个地面发电平台上的力矩电机带动卷扬机旋转实现收放循环线缆402的目的，最终实现高效发电的目的。所述第二地面发电平台201为可移动的，具体是通过第二牵引车641进行位置移动或者通过其他手段对所述第二地面发电平台201的位置进行移动，所述第二牵引车641拖着所述第二地面发电平台201与所述第一地面发电平台101之间形成一定的距离，这样就避免了受到支架长度的限制，通过增加所述第一地面发电平台101和所述第二发电平台201之间的距离，从而增加了与所述传送线缆402连接的风筝7的行程，继而增大了发电机的发电效率。
[0062]实施例3:
如图3，如图2所示，在本实施例中与实施例例2所不同的是，在本实施例中，并没有设置支架装置，也就是说在本实施例中，删除了支架装置并不影响风筝发电装置的发电效率。在本实施例中，第二地面发电平台201通过第二牵引车641牵引进行位置移动。
[0063]实施例4:
如图4所示，一种风筝发电装置，包括第一发电平台101、第二发电平台301及第三发电平台301。第一地面发电平台101连接可以移动的第三发电平台301，在第三地面发电平台301上设有同轴连接的第三卷扬机302和第三发电机303，在本实施例中，第三卷扬机302上的线缆与第一卷扬机102上缠绕的线缆构成第三卷扬机302与第一卷扬机102之间的循环线缆402，所述第一卷扬机102、第二卷扬机111、第三卷扬机302分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机501、第二力矩电机502和第三力矩电机；第三卷扬机302和第一卷扬机102之间的循环线缆402、第一卷扬机102和第二卷扬机111之间的循环线缆402分别通过缆绳403与连接有风筝7的牵引线缆6连接；所述第三地面发电平台301通过第三牵引车642进行位置移动。所述力矩电机可以通过步进电机和/或伺服电机替代。
[0064]实施例5:
一种风筝发电装置，在本实施例中与实施例4所不同的是，所述第二地面发电平台201和第三地面发电平台301安装在地面的闭路循环轨道(图中未示出)上，第一地面发电平台101置于闭路循环轨道的中心位置，各个地面发电平台通过其卷扬机上缠绕的线缆连接。本实施例的好处在于:可实现不间断的发电。因为闭路循环的轨道为圆形的封闭结构，第二地面发电平台201、第 三地面发电平台301置于轨道上，而第一地面发电平台101置于圆形轨道的中心位置。该种结构设计可实现连续不间断且可360°发电。
[0065]实施例6:
在本实施例中，与实施例5所不同的是:还提供一个与第一地面发电平台101连接的可以移动的多个地面发电平台，各个地面发电平台上分别设有同轴连接的卷扬机和发电机，各个地面发电平台上的卷扬机其上的线缆相互连接构成循环线缆并且通过缆绳与连接有风筝7的牵引线缆6连接；多个地面发电平台的利用增大风筝发电的效率与发电量。
[0066]实施例7:
与实施例4所不同的是，所述第一地面发电平台与第二发电平台之间的循环线缆、第一地面发电平台与第三地面发电平台之间的循环线缆分别通过滑轮和/或滑轮组被缆绳403连接并通过与风筝7连接的牵引线缆6牵引到高空中。
[0067]以上各个实施例中，之所以风筝发电效率相对于现有技术和【背景技术】中的对比文件中的发电效率较高的原因在于:循环线缆只置于低空中，风筝7通过牵引线缆6放入到高空中。一方面减小了线缆在空中产生的风阻，另一方面在于巧妙风筝发电装置的发电控制方法。
[0068]需要说明的是，本发明所举实施例只是为了更清楚地表达本发明方法，并不用于限制本发明。例如本发明中，地面发电平台的数量、控制卷扬机收放线的力矩电机等、支架装置的有无等；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种风筝发电装置，包括风筝(7)和第一地面发电平台(101)，其特征在于:所述第一地面发电平台(101)上安装有第一发电机(103)、通过离合器(10)同轴连接的第一卷扬机(102)和第二卷扬机(111)，第一卷扬机(102)上缠绕的线缆通过第一发电平台(101)上的第一支架(611)、第一发电平台(101)上的第二支架(621)与第二卷扬机(111)上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机(102 )与第二卷扬机(111)之间的循环线缆(402 );风筝(7 )通过牵引线缆(6)与第一支架(611)和第二支架(621)之间的循环线缆(402)上的任一点固定连接；所述第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机(501)、第二力矩电机(502);第一卷扬机(102)通过其输出端上的第一单向离合器(801)与离合器(10)连接，第二卷扬机(111)通过其输出端上的第二单向离合器(802)与离合器(10)连接，在单向离合器与离合器(10)之间设有动力输出轴(12)，所述动力输出轴(12)连接变速箱(11)带动第一发电机(103)发电。
2.如权利要求1所述的风筝发电装置，其特征在于:第一支架(611)与第二支架(621)可开合的铰接在所述第一地面发电平台(101)上。
3.如权利要求2所述的风筝发电装置，其特征在于:所述夹角的范围为0°-180°。
4.如权利要求2所述的风筝发电装置，其特征在于:所述第一支架(611)为能够逐级伸缩的第一伸缩杆、第二支架(621)为能够逐级伸缩的第二伸缩杆。
5.如权利要求4所述的风筝发电装置，其特征在于:所述第一伸缩杆与第二伸缩杆的顶端分别设有第一定滑轮(602 )和第二定滑轮(603 )。
6.如权利要求5所述的风筝发电装置，其特征在于:所述第一伸缩杆、第二伸缩杆的底端分别与第一地面发电平台(101)固定铰接于一点或两点。
7.如权利要求6所述的风筝发电装置，其特征在于:所述第一伸缩杆与第二伸缩杆可通过其与地面第一发电平台(101)上的固定铰接点为轴心进行旋转。
8.如权利要求5所述的风筝发电装置，其特征在于:所述第一定滑轮(602)、第二定滑轮603)通过分别设置在第一伸缩杆、第二伸缩杆顶端的枢转装置(631)为轴进行旋转。
9.如权利要求1所述的风筝发电装置，其特征在于:还提供一个与第一地面发电平台(101)连接的可移动的第二地面发电平台(201)，所述第一地面发电平台(101)上安装有同轴连接的第一卷扬机(102)和第一发电机(103)，在第二地面发电平台(201)上安装有同轴连接的第二卷扬机(111)和第二发电机(203)，第一卷扬机(102)上的线缆通过所述第一地面发电平台(101)上的第一支架(611)与第二地面发电平台(201)上的第二支架(621)上的线缆连接构成第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)之间的循环线缆(402);所述第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机(501)、第二力矩电机(502 );风筝(7 )通过牵弓丨线缆(6 )与第一支架(611)和第二支架(621)之间的循环线缆(402)上的任一点固定连接。
10.一种风筝发电装置的发电控制方法，包括如下步骤: A:将风筝(7)放到空中 预设起始点，第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)之间的离合器(10)打开，风筝(7)随着飞行姿态控制装置的控制做“8”字形飞行，第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)同时放线并且共同驱动变速箱(11)带动第一发电机(103)发电； B:当风筝(7)飞抵到预定高度后，第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)通过离和器(10)连接使得风筝(7)滞留在预定高度，风筝(7)继续做“8”字飞行；当风筝(7)向左方飞行时，因第一支架(111)与第二支架(621)之间所产生线差，需要迅速打开离合器(10)控制第一力矩电机(501)带动第一卷杨机(102)及时将支架间的线差迅速调整为初始状态，调整后及时将离合器(10)还原联动实现稳定的动力输出； C:当风筝(7)向右飞行时，因第二支架(621)与第一支架(111)之间所产生线差，需要迅速打开离合器(10)控制第二力矩电机(502)带动第二卷扬机(102)及时将支架间的线差迅速调整为初始状态，调整后及时将离合器(10)还原联动实现稳定的动力输出； D:步骤B与步骤C交替运行，从风筝(7)从预定高度回落到初始位置(预设起始点)； E:当风筝(7)回落到初始位置或预设起始点后，第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)之间的离合器(10)打开，风筝(7)重新飞抵到步骤B中的预定高度重复上述做功流程，风筝(7)随着飞行姿态控制装置的控制做“8”字形飞行，第一卷扬机(102)与第二卷扬机(111)同时放线并且共同驱动变速箱(11)带动第一发电机(103)发电； F:重复 步骤A。
【文档编号】F03D9/00GK103899490SQ201310704589
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2012年12月25日
【发明者】戴坚 申请人:戴宁, 戴坚