(57)【要約】【課題】【解決手段】地面から駆動し少なくとも１つの気流（Ｗ）に入れることができる少なくとも一つのカイト（２）と、  地面に隣接して配置する少なくとも１本のレールの上で移動するために構成する少なくとも１つのモジュール（５）を含み、  前記モジュール（５）は少なくとも１本のロープ（４）を介してカイト（２）に接続され、前記カイト（２）は、レール（６、７）の上でモジュール（５）を引き、モジュール（５）およびレール（６、７）と協働する少なくとも１つの電気エネルギー発生システムを介して風力エネルギーの電気エネルギーへの変換を実行するために、前記モジュール（５）により駆動されるように構成され、前記ロープ（４）はカイト（２）からおよびカイト（２）へ機械エネルギーを伝達し、かつカイト（２）の飛行軌道を制御するために構成されるするための両方の目的で構成されるエネルギーを変換するための風力システム（１）が記載される。【選択図】図１
2010523865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーを変換する風力システム（１）であって、
−地面から駆動され少なくとも１つの気流（Ｗ）に入れられるように構成される、少なくとも１つのカイト（２）と、
−地面に隣接して配置される少なくとも１本のレール（６；７）の上で移動するために構成される、少なくとも１つのモジュール（５）と
を含み、
前記モジュール（５）は少なくとも１本のロープ（４）を介して前記カイト（２）に接続され、前記カイト（２）は前記レール（６；７）上で前記モジュール（５）を引き、前記モジュール（５）および前記レール（６；７）と協働する少なくとも１つの電気発生システムを介して風力エネルギーの電気エネルギーへの変換を実行するために前記モジュール（５）により駆動されるように構成され、前記ロープ（４）は前記カイト（２）からおよび前記カイト（２）へ機械エネルギーを伝達し、かつ前記カイト（２）の飛行軌道を制御するための両方の目的で構成される風力システム（１）において、
前記電気発生システムは前記レール（６；７）に対する前記モジュール（５）の動きによって風力エネルギーを電気エネルギーへ変換するために構成される少なくとも１つの発電機／モーター（２０）を含むことを特徴とする、風力システム（１）。
【請求項２】
前記カイト（２）は半剛体の材料で作られ、前記カイト（２）は軽量化されたフレームを備え、グライダーの剛性翼の形状をしており、前記カイト（２）はさらに重合体からなるひし形状物を備え、前記カイト（２）の半剛性は側面の柔軟性を保つために前記カイト（２）の２つのサイズに関して非対称であることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項３】
少なくとも２つの前記カイト（２）は、前記モジュール（５）の１つへ前記ロープ（４）の少なくとも１本を介して接続される列（３）を形成するために多層形態で連続的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項４】
前記列（３）において前記カイト（２）を接続する前記ロープ（４）は、前記カイト（２）の壁に統合され、前記列（３）の前記カイト（２）の前記壁は前記カイト（２）の間の接続要素であり、前記壁は好ましくはエアフォイル・セクションを有することを特徴とする請求項３に記載の風力システム（１）。
【請求項５】
前記ロープ（４）の断面は多様であり、前記ロープ（４）は特に前記カイト（２）に隣接するより小さい断面および前記モジュール（５）に隣接するより大きい断面を有し、前記ロープ（４）の前記断面の変化は連続的であるか、オフセットを伴う段階的な変化であることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項６】
前記カイト（２）に最も近い前記ロープの長さの断面が非対称の揚力を提供するように空力的にモデル化され、前記ロープ（４）は好ましくは、星形断面を有する押出されたさやでコーティングされることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項７】
前記風力システム（１）は前記飛行軌道に沿って前記カイト（２）を自動的に制御するために構成された高性能制御システムを含み、前記風力システム（１）は好ましくは、前記高性能制御システムと協働して前記電気エネルギーの蓄積および送達を管理する供給システムを含むことを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項８】
前記高性能制御システムは、前記カイト（２）に配置される１セットのセンサを装備し、前記カイト（２）に配置される前記センサは好ましくは自律供給部を有し、前記カイト（２）に配置される前記センサは好ましくは前記高性能制御システムの地上構成要素へ無線モードで情報を送り、前記高性能制御システムは好ましくは、１セットの地上センサを装備していることを特徴とする請求項７に記載の風力システム（１）。
【請求項９】
前記カイト（２）は横滑り操縦の作動および安定化システムを備えていることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項１０】
前記作動および安定化システムは少なくとも１つのスポイラーを含み、前記スポイラーは好ましくは自律供給部を伴うシステムを介して作動されるか、好ましくは前記モジュール（５）から前記カイト（２）まで到達する少なくとも１本のケーブルにより供給されるシステムを介して作動され、前記スポイラーを作動する前記システムは好ましくは、圧電性物質であって形状記憶高分子を含むか、金属製形状記憶合金でできた繊維を含み、前記スポイラーを作動させる前記システムは好ましくは、前記高性能制御システムから無線モードで指令を受け取ることを特徴とする請求項９に記載の風力システム（１）。
【請求項１１】
前記横滑り操縦の前記作動および安定化システムは少なくとも１つの指向性スポンソンを含み、前記指向性スポンソンは好ましくは前記カイト（２）における前記気流（Ｗ）の推力方向を横切り、前記カイト（２）の効率を変えないように柔軟に隠れ、前記横滑り操縦の間前記指向性スポンソンは好ましくは流れによって持ち上げられ作動されることを特徴とする請求項９に記載の風力システム（１）。
【請求項１２】
前記モジュール（５）が前記レール（６；７）に沿って移動するために少なくとも１つのトロリー（１１）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項１３】
前記トロリー（１１）は空気力学的形状を有し、前記トロリー（１１）上の構成要素は、好ましくは前記カイト（２）を駆動し前記ロープ（４）を収納するために配置されるか、好ましくはエネルギーを変換するために配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の風力システム（１）。
【請求項１４】
複数の前記レール（６）は異なる高さに配置され、前記レール（６、７）の少なくとも１本は好ましくは前記レール（６、７）の最も外側の少なくとも１本に対してより低い高さに配置され、前記レール（６、７）の最も内側の少なくとも１本に対してより高い位置に配置され、前記モジュール（５）の各々は好ましくは異なる高さに配置される複数の前記レール（６）上を移動する２つの前記トロリー（１１）を備えており、
前記カイト（２）を駆動し前記ロープ（４）を収納するための前記構成要素は好ましくはより低い高さに配置された前記レール（６）上で移動する前記トロリー（１１）上に配置され、エネルギーを変換するための前記構成要素は好ましくはより高い高さに配置された前記レール（６）上で移動する前記トロリー（１１）上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項１５】
前記カイト（２）の少なくとも１つの回収システム（８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項１６】
前記回収システム（８）が地面に対して傾斜し、前記回収システム（８）は好ましくは、少なくとも１つの端部に隣接する前記トロリー（１１）に拘束されるか、前記回収システム（８）は好ましくは、前記ロープ（４）が前記カイト（２）方向に出る前記回収システム（８）の端部に隣接するより高い高さで移動する前記トロリー（１１）に拘束されるか、前記回収システム（８）は好ましくは、前記ロープ（４）が前記カイト（２）方向から戻る前記回収システム（８）の端部に隣接するより低い高さで移動する前記トロリー（１１）に拘束され、前記回収システム（８）は好ましくは、少なくとも１本のレール（７）上で移動するクッション付きホイール（１７）を備えることを特徴とする請求項１５に記載の風力システム（１）。
【請求項１７】
前記風力システム（１）は延伸柔構造（１２）を含み、前記延伸柔構造（１２）は前記回収システム（８）の重さを支えるために貢献しかつ少なくとも２つの前記モジュール（５）を連結し、前記延伸柔構造（１２）は好ましくは垂直な格子型構造（１３）を備えるか、前記延伸柔構造（１２）は好ましくは一端部で前記回収システム（８）へ拘束され、他の端部を前記垂直な格子型構造（１３）へ拘束されているタイロッド（１４）を備えるか、前記延伸柔構造（１２）は好ましくは前記モジュール（５）を連結するタイロッド（１４）を備えるか、前記延伸柔構造（１２）は好ましくは前記回収システム（８）を連結するタイロッド（１４）を備えるか、前記延伸柔構造（１２）は好ましくは円筒状対称に続いて伸びる三角形セクションを有し、前記延伸柔構造（１２）は好ましくは前記モジュール（５）に関して調和挙動に従うリングを含むことを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項１８】
前記レール（６）が閉路を描き、前記閉路は好ましくは円形または楕円形であり、前記楕円形の閉路は好ましくは前記気流（Ｗ）が吹く方向に垂直方向である主軸を有することを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項１９】
前記レール（６、７）は水平、平行または同心であり、前記レール（６、７）は好ましくは前記モジュール（５）の前記移動および前記カイト（２）の牽引力のために半径方向の遠心力を打ち消すために傾斜し、前記レール（６、７）は好ましくは柱により地面から持ち上げられることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項２０】
前記レール（６）はその上を前記モジュール（５）の前記トロリー（１１）が移動するホイール（１６、１７）を備えており、前記ホイール（１６、１７）は好ましくは、電気を起こすために前記ホイール上に差し込まれる交流発電機を収容することを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項２１】
前記レール（６）は少なくとも１つのラック（１５）を備え、前記ラック（１５）は好ましくは、前記レール（６）の面に垂直な歯付き表面を伴って前記レール（６）上に配置され、前記ラック（１５）は前記レール（６）によって描かれる前記閉路の中心に向かって配置されることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項２２】
前記レール（６）は可逆的に使用されるリニアモーターを介して磁気浮揚および／またはエネルギー変換を許容する電磁石を備え、前記トロリー（１１）は好ましくは、磁気浮揚原則を有効利用して、永久磁石および／または電磁石によって前記レール（６）上を移動し、前記トロリー（１１）は好ましくは前記トロリー（１１）の重さを支える前記ホイール（１６、１７）を備え、前記ホイール（１６、１７）は好ましくは、衝撃吸収材と平行に結合されたスプリングを介して前記モジュール（５）と相互作用することを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項２３】
前記ホイール（１６）は好ましくはトロリー（１９）に接合されて、前記トロリー（１９）は前記トロリー（１１）に拘束され、前記トロリー（１９）の複数の前記ホイール（１６）は好ましくは互いに垂直な状態で配置され、前記トロリー（１９）の少なくとも１つの前記ホイール（１６）は好ましくは前記モジュール（５）の重さを支えるために前記レール（６）の面に平行な面上を回転するか、前記トロリー（１９）の少なくとも１つの前記ホイール（１６）は好ましくは前記モジュール（５）が転倒しないように前記レール（６）の面に平行な面上を回転するか、前記トロリー（１９）の少なくとも１つの前記ホイール（１６）は好ましくは前記モジュール（５）に働く半径方向の力を打ち消すために前記レール（６）の面に垂直な面の上を回転することを特徴とする請求項２０に記載の風力システム（１）。
【請求項２４】
前記レール（６）の断面はその凹部に隣接して２つの向かい合う「Ｃ」として形成され、前記２つの向かい合う「Ｃ」の１つの凹部の内側の前記レール（６）上でトロリー（１９）は移動することを特徴とする請求項２０に記載の風力システム（１）。
【請求項２５】
前記レール（６）の断面は長方形であり、前記トロリー（１９）は前記レール（６）の１本の上で前記ホイール（１６）を用いて移動し、前記ホイール（１６）は前記閉路の内部または外部を向く前記レール（６）の側面を取り囲む前記長方形断面の三方上を回転することを特徴とする請求項２０に記載の風力システム（１）。
【請求項２６】
前記回収システム（８）は格子型構造で作られており、前記格子型構造は好ましくは前記カイト（２）を包含するための少なくとも１つの詰め物ネットを備え、前記格子型構造のセクションは好ましくは三角形であり、前記詰め物ネットは好ましくは前記カイト（２）がスライドする際に詰まらないように構成される絡み合い回避具を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の風力システム（１）。
【請求項２７】
前記回収システム（８）は一部または完全に配向できるように少なくとも１つの関節継手（９）を備え、前記回収システム（８）を配向可能にする端部品（１０）は好ましくは少なくとも３本のロープ（３１）で構成されるシステムを介して駆動されることを特徴とする請求項１５に記載の風力システム（１）。
【請求項２８】
前記ロープ（３１）の各１本は少なくとも１つの液圧シリンダ（３２）に拘束され、前記液圧シリンダ（３２）は好ましくは前記関節継手（９）に隣接する前記回収システム（８）にヒンジ結合され、前記液圧シリンダ（３２）は好ましくは前記高性能制御システムによって制御される液圧システムによって作動させられることを特徴とする請求項２７に記載の風力システム（１）。
【請求項２９】
配向可能にする前記端部品（１０）はリニア電気機械モジュールを介して駆動され、前記リニア電気機械モジュールは好ましくは前記高性能制御システムによって制御され、配向可能にする前記端部品（１０）は好ましくは前記延伸柔構造（１２）を介して駆動され、前記端部品（１０）は好ましくは、供給縁に向かって進む、増大する断面を有することを特徴とする請求項２７に記載の風力システム（１）。
【請求項３０】
前記回収システム（８）は地面上に配置され、かつ前記回収システム（８）はヒンジ結合されたカバーを備えた少なくとも１つの容器を含み、前記容器は好ましくは、前記カイト（２）の前記列（３）の少なくとも１つを収容するのに適切な形状を有し、前記回収システム（８）は好ましくは放射状に配置されるか、前記閉路の内部に配置されるか、前記閉路の外部に配置され、前記回収システム（８）は好ましくは前記カイト（２）の回収および離陸操作の間、上向きに傾き、前記回収システム（８）は好ましくは、前記カイト（２）の回収および離陸操作が行われない間、地面に隣接して水平に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の風力システム（１）。
【請求項３１】
前記回収システム（８）が少なくとも１つのリニア作動装置（３７）によって扱われ、前記リニア作動装置（３７）は好ましくは、前記回収システム（８）の２つの側面に配置されることを特徴とする請求項３０に記載の風力システム（１）。
【請求項３２】
前記回収システム（８）はロッド（３６）によって地面に拘束され、地面および前記回収システム（８）の端部に隣接する前記ロッド（３６）は好ましくは、地面と、前記回収システム（８）とにヒンジ結合されて、前記リニア作動装置（３７）は好ましくは前記ロッド（３６）と地面との両方にヒンジ結合され、前記ロッド（３６）および前記リニア作動装置（３７）は好ましくは、前記リニア作動装置（３７）を作動することにより、前記レール（６）に最も近い前記回収システム（８）の端部が、前記レール（６）の位置と同じ高さまで持ち上げられ、かつ前記レール（６）から最も遠い前記回収システム（８）の端部が、前記レール（６）の位置より高い高さで持ち上げられるように、互いに拘束されることを特徴とする請求項３１に記載の風力システム（１）。
【請求項３３】
前記ヒンジ結合されたカバーを備えた容器が、プラットホームとして開かれるように構成されるか、前記ヒンジ結合されたカバーを備えた容器のそれぞれが少なくとも２つの部品（３８、３９）で構成されるために縦方向に区分され、
前記部品（３８、３９）の少なくとも１つの部品（３８）は好ましくは、前記容器の箱であり、前記箱（３８）は好ましくは凹部が上向きに配向されるように配置され、前記部品（３８、３９）の少なくとも１つの部品（３９）は好ましくは前記容器のカバーを構成することを特徴とする請求項３０に記載の風力システム（１）。
【請求項３４】
前記ヒンジ結合されたカバーを備えた容器は少なくとも１つのリニア作動装置を介してプラットホームとして開けられるように構成され、前記リニア作動装置は好ましくは前記高性能制御システムによって制御され、前記リニア作動装置は好ましくは、液圧システムによって作動させられる液圧シリンダであり、
前記リニア作動装置は好ましくはリニア電気機械モジュールであることを特徴とする請求項３３に記載の風力システム（１）。
【請求項３５】
前記ロープ（４）は、前記カイト（２）へおよび前記カイト（２）から前記ロープ（４）を可逆的に接続しかつ分離することを可能にする、自動接続および分離システムを備えることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項３６】
前記回収システム（８）は少なくとも１つの自動格納システムを含み、前記自動格納システムは前記カイト（２）の列（３）を連続して回収および離陸させるように、かつ前記ヒンジ結合されたカバーを備えた容器の内部に前記翼のカイト（２）の列（３）を規則正しく配置するように構成され、前記自動格納システムは好ましくは前記高性能制御システムによって制御され、前記自動格納システムは好ましくは、ベルトによって扱われる移動する棚を備えており、前記棚は好ましくはそれらを平行に保って、閉路を描くことによって移動することを特徴とする請求項３０に記載の風力システム（１）。
【請求項３７】
前記回収システム（８）はプラットホームとして開けられる前記ヒンジ結合されたカバーを備えた容器の上に前記カイト（２）の着陸を容易にするための少なくとも１つの消失誘導システムを含み、前記消失誘導システムは好ましくは前記ヒンジ結合されたカバーを備えた容器に隣接して配置され、前記消失誘導システムが前記ヒンジ結合されたカバーを備えた容器の側面に配置される少なくとも１対のロッドで構成され、
前記消失誘導システムは好ましくは前記高性能制御システムによって制御されることを特徴とする請求項３３に記載の風力システム（１）。
【請求項３８】
前記風力システム（１）はそれぞれの前記モジュール（５）について前記カイト（２）の回収および放出システムを含み、前記回収および放出システムは好ましくは前記回収システム（８）の内部に配置され、前記回収および放出システムは好ましくは、前記回収システム（８）の内部で少なくとも２本のレールに沿って滑る少なくとも１つのトロリーを含み、前記回収および放出システムは好ましくは少なくとも１つの人工風の推進力装置を装備し、複数の前記人工風の推進力装置は好ましくは、前記回収システム（８）の長さに沿って配置され、前記人工風の推進力装置は前記高性能制御システムによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項３９】
前記風力システム（１）はそれぞれの前記モジュール（５）について前記ロープ（４）の力のピークを吸収するシステムを含み、前記力のピークを吸収するシステムは好ましくは、地面から持ち上げられ垂直方向に移動する少なくとも１つの緩衝釣合い錘を備え、前記釣合い錘は好ましくは前記ロープ（４）の張力の効果によって地面から持ち上げられることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項４０】
前記風力システム（１）はそれぞれの前記モジュール（５）について前記ロープ（４）を摩擦するシステムを含み、前記摩擦システムは好ましくは、リニアガイドに拘束される少なくとも１つのプーリおよび前記プーリの端部に隣接し前記トロリー（１１）の別の端部に隣接して拘束される少なくとも１つのスプリングを備え、前記スプリングは好ましくは、前記ロープ（４）の前記張力のために圧縮されることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項４１】
前記風力システム（１）はそれぞれの前記モジュール（５）について前記ロープ（４）の巻き取りおよび巻き戻しシステム（２２）を含み、前記巻き取りおよび巻き戻しシステム（２２）は好ましくは、２つのレベルに配置され平行な回転軸を有するそれぞれの前記ロープ（４）のための少なくとも４つの第１のウインチ（２４）を含み、前記第１のウインチ（２４）は、前記高性能制御システムに制御される少なくとも１つの第１の電気モーター（２８）に接続され、前記第１の電気モーター（２８）は好ましくは発電機でもあることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項４２】
前記第１のウインチ（２４）は少なくとも１つの外サイクロイド型減速機を挿入することによってギアを介して前記第１の電気モーター（２８）に接続され、前記第１のウインチ（２４）のそれぞれは好ましくは、少なくとも１つの外サイクロイド型減速機を挿入することによって前記第１の電気モーター（２８）の１つに接続され、前記第１のウインチ（２４）のそれぞれの周りに前記ロープ（４）は好ましくは円周の４分の３に巻かれ、前記第１のウインチ（２４）の表面は好ましくは、前記ロープ（４）を収納し、接触面積を大きくするための形状を有し、前記第１のウインチ（２４）は好ましくは異なる表面粗さを有しており、前記巻き取りおよび巻き戻しシステム（２２）は好ましくは、前記ロープ（４）のそれぞれのためにウインチ（２４）を含み、前記ウインチ（２４）の周りに前記ロープ（４）は単一層に巻かれるように限られた回数回転させて巻かれ、前記巻き取りおよび巻き戻しシステム（２２）は好ましくは、それぞれの前記ロープ（４）について、前記ロープ（４）がその内部に挿入される、ピストンによって押される対向する少なくとも２対のトラックを含むことを特徴とする請求項４１に記載の風力システム（１）。
【請求項４３】
前記風力システム（１）はそれぞれの前記モジュール（５）について前記ロープ（４）のための格納システム（２３）を含み、前記格納システム（２３）は好ましくは、それぞれの前記ロープ（４）のための少なくとも１つの第２のウインチ（２５）を含み、前記第２のウインチ（２５）のそれぞれの１つの上に前記ロープ（４）は巻かれるかほどかれ、前記第２のウインチ（２５）は前記高性能制御システムによって制御される第２の電気モーター（２９）に接続され、  前記第２のウインチ（２５）は好ましくは少なくとも１つの外サイクロイド型減速機を挿入することによって前記第２の電気モーター（２９）に接続され、前記第２のウインチ（２５）は好ましくは、少なくとも１つの駆動モジュール（２６）を備え、前記駆動モジュール（２６）は、前記ロープ（４）が前記第２のウインチ（２５）上に規則正しく巻かれるようにするために構成され、前記第２のウインチ（２５）は好ましくは、レールに沿って前記ウインチ（２５）の回転軸と平行して滑るトロリー上に組み立てられ、前記レールに沿った前記トロリーの滑りは好ましくは、前記第２のウインチ（２５）の回転と共にスライディング機構によって制御され、前記スライディング機構は好ましくは前記高性能制御システムによって制御される第３の電気モーターによって作動させられ、前記スライディング機構は好ましくは、少なくとも１つの外サイクロイド型減速機を挿入することによって前記第３の電気モーターに接続されることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項４４】
前記風力システム（１）はそれぞれの前記モジュール（５）について前記カイト（２）に向かって前記ロープ（４）を誘導するために構成された少なくとも１つの伝達システムを含み、前記伝達システムは好ましくは、
（ａ）前記カイト（２）の前記回収および放出システムの前記トロリー上に組み立てられた少なくとも１つのプーリ（３５）、
（ｂ）前記モジュール（５）に直接拘束された、少なくとも１つの固定されたプーリ（３３）、
（ｃ）前記ロープ（４）の力のピークを吸収するための前記システムの各々について少なくとも１つのプーリ、
（ｄ）前記ロープ（４）を摩擦するための前記システムの各々について少なくとも１つのプーリ、および
（ｅ）前記ロープ（４）の前記駆動モジュール（２６）のスライダー（２７）上に組み立てられる少なくとも１つのプーリ（３４）
を含み、前記スライダー（２７）は好ましくはレールに沿って前記格納システム（２３）の前記ウインチ（２５）の回転軸と平行して滑り、前記レールに沿う前記スライダー（２７）の滑りは好ましくは前記ウインチ（２５）の回転とともにスライディング機構によって制御され、前記スライディング機構は好ましくは前記高性能制御システムによって制御される第４の電気モーターによって作動させられることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項４５】
電気を発生させるための前記システムはモーターとしても作動し、前記発電システムは発電機として作動するとき前記レール（６）上の前記モジュール（５）の移動により作動させられ、前記発電システムはモーターとして作動するとき前記高性能制御システムによって制御されることを特徴とする請求項７に記載の風力システム（１）。
【請求項４６】
少なくとも１つの前記発電機／モーター（２０）は、前記モジュール（５）の前記トロリー（１１）の前記ホイール（１６）の少なくとも１つの回転により直接作動させられ、前記風力システム（１）は好ましくは、それぞれのモジュール（５）について前記レール（６）の前記ラック（１５）の上を転がり、前記ラック（１５）と噛み合う少なくとも１つの歯車（１８）を含み、前記少なくとも１つの発電機／モーター（２１）は好ましくは、前記ラック（１５）の少なくとも１つの前記歯車（１８）の回転により直接作動させられ、それぞれの前記モジュール（５）について、前記発電システムは好ましくは、発電機としても作動するように構成された少なくとも１つの可逆的な磁気リニアモーターを含むことを特徴とする請求項１２に記載の風力システム（１）。
【請求項４７】
それぞれの前記モジュール（５）は永久磁石を備え、前記永久磁石は前記レール（６）に具備される前記電磁石において電流を誘導し、前記電流は、前記モジュール（５）を浮揚させる磁場を誘導するのとは反対の磁場を部分的に発生させ、前記永久磁石は好ましくは、前記永久磁石は超伝導体ソレノイドに助けられることを特徴とする請求項１に記載の風力システム（１）。
【請求項４８】
前記レール（６）上と前記モジュール（５）上で向き合うそれぞれの電磁石および前記永久磁石とのモジュール構成は、前記レール（６）に関して前記モジュール（５）の相対的な移動の間、誘導される流れの連続変動をもたらし、前記電磁石における前記流れ変動は好ましくは、電気エネルギーを集める巻線と関連づけられ、前記電気エネルギーを集める巻線は好ましくは、パワー・エレクトロニクスによって制御され、前記永久磁石は好ましくはネオジウム鉄ホウ素磁石であり、前記永久磁石の前記トロリー（１１）への接続は好ましくは、ボールタイプの関節のような２段階の自由度を有し、前記永久磁石の前記トロリー（１１）への接続は好ましくは前記永久磁石の重心領域にあることを特徴とする請求項４７に記載の風力システム（１）。
【請求項４９】
請求項４１に記載の風力システム（１）によって電気エネルギーを生産する方法であって、それぞれの前記カイト（２）について以下のステップ： 
ａ）前記カイト（２）が前記気流（Ｗ）の方向に対して横切るように進むように、前記カイト（２）の前記飛行軌道を管理し、前記カイト（２）は前記風力システム（１）の前記モジュール（５）に接続された前記ロープ（４）に張力をかけ、牽引効果のため前記レール（６）上で前記モジュール（５）を移動させ、前記第１の電気モーター（２８）によって前記第１のウインチ（２４）を介して前記ロープ（４）を出すことによって前記モジュール（５）から離れるステップ、
ｂ）前記カイト（２）が前記気流（Ｗ）と同じ方向に沿って進むように、前記カイト（２）の前記飛行軌道を管理し、前記カイト（２）は前記風力システム（１）の前記モジュール（５）に接続された前記ロープ（４）に張力をかけ、牽引効果のため前記レール（６）上で前記モジュール（５）を移動させ、前記第１の電気モーター（２８）によって前記第１のウインチ（２４）を介して前記ロープ（４）を巻き取ることによって前記カイト（２）が前記モジュール（５）へ近づくステップ、
ｃ）前記カイト（２）が前記気流（Ｗ）の前記方向に関して横切るように進むように、前記カイト（２）の前記飛行軌道を管理し、前記カイト（２）は前記風力システム（１）の前記モジュール（５）に接続された前記ロープ（４）に張力をかけ、牽引効果のため前記レール（６）上で前記モジュール（５）を移動させ、前記第１の電気モーター（２８）によって前記第１のウインチ（２４）を介して前記ロープ（４）を出すことによって前記カイト（２）が前記モジュール（５）から離れるステップ、
ｄ）前記第１の電気モーター（２８）によって前記第１のウインチ（２４）を介して前記ロープ（４）を巻く取ることによって、前記風力システム（１）の前記モジュール（５）の前記移動のためにブレーキ効果を発生させることなく、前記カイト（２）が前記気流（Ｗ）の前記方向に関して反対方向に進むように、前記カイト（２）の前記飛行軌道を管理するステップ、および、
ｅ）前のステップを繰り返すステップ
を含み、この方法において、前記ステップａ）および／またはｂ）および／またはｃ）および／またはｄ）および／またはｅ）は好ましくは前記高性能制御システムによって自動的に実行されることを特徴とする、電気エネルギーを生産する方法。
【請求項５０】
前記第１のモーター（２８）は、前記第１のウインチ（２４）の回転により電気を生産する、発電機の機能も有することを特徴とする請求項４１に記載の風力システム（１）によって電気エネルギーを生産する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカイト（ｋｉｔｅ）が牽引するレールモジュール上の移動（ｔｒａｎｓｌａｔｉｎｇ）によってエネルギーを変換する風力システムに関する。本発明はさらにそのシステムによって電気エネルギーを生産すための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低コストで電気を発生させるという問題は、再生可能なエネルギー源を有効利用することによって既に対処されている。特に以下に挙げられるいくつかの先行特許文献では、風力エネルギーを変換するための方法が、パワーウィング形状（一般的に「カイト」という用語で呼称される）を介して風から風力エネルギーを取り出すいくつかの装置と共に提案されている。
特に、米国特許第４．１２４．１８２号では、風力エネルギーを捕捉し、その捕捉エネルギーを発電機を作動させるシャフトの回転運動に変換する、「パラカイト」（または、「改良されたパラシュート」）を備える装置が開示されている。この装置はパラカイトが連続的に配置される１対の「パラカイトの列」によって特徴付けられる。各列はパワーロープを装備している。このようなケーブル（ロープ）は充分長いので、パラカイトの列は、地表面レベルで吹く風に比べてより強くより一定の風が吹く高度に達することができる。全ての列は、対応するパワーロープを介してドラムまたはウインチに拘束される。このドラムまたはウインチの回転方向は、気流の牽引によってロープが出ていくように、または再度ロープを巻き取るように切換えることができる。パラカイトの全ての列は、各列カイトに接続された、「キャップタイプ」と呼ばれる第２のロープを装備し、この第２のロープによりパラカイトを選択的に折り畳むことが可能となり、巻き戻しの手順が容易となる。減速機（ｒｅｄｕｃｅｒ）を介して、各ウインチの回転運動が発電機に伝わり、発電機は作動されると電気を発生させる。クラッチとギアを介して片方のパラカイトの列が上昇するとき、他方のパラカイトの列を回収する、単一のプーリシステムがある。したがって、捕らえられた風力エネルギーは機械エネルギーに変換され、その一部はキャップが閉じられたパラカイトの列の回収に直ちに費やされ、一部は電気エネルギーに変換される。それぞれの列に拘束され、全ての作動サイクルにおいて膨張・収縮される気球用バルーンを介して、パラカイトは所望の高度で保たれ、キャップは固定された配向を有する。
【０００３】
中国特許第１．０５２．７２３号は１対のカイトを備える風力発電機を開示している。前記カイトを通して気流によって加えられた牽引力が、高抵抗ロープを通して地表面に配置されたドラムの回転に変換される。ウインチは液圧モーターを作動させると、電流生成が起こる。
【０００４】
英国特許第２．３１７．４２２号は、風の作用効果によって電流を発生させる発電機に接続された垂直シャフトを回転させる、複数のカイトを備える装置を開示している。これらのカイトは風によって押され、水平面上に円軌道を描く。全てのカイトは、飛行の連続性を保証するため、風の迎え角を修正できる装置を備えている。
【０００５】
米国特許第６．０７２．２４５号は、リングを形成するロープに接続された多数のカイトから構成された風力エネルギーを有効利用するための装置を開示している。複数のカイトは、常に同じ方向に沿ってリングでの回転運動を確定して、上昇経路および降下経路を交互に行うために駆動される。全てのカイトは、機械エネルギーを伝えるためのパワーロープと、各カイトへの風の迎え角を調整するための駆動ロープシステムに接続される。前記パワーロープは電気生産を起こすプーリの回転運動を決定する。前記駆動ロープは、上昇経路においてカイトが風によって上向きに引かれるようにする第１の位置、および下降経路においてカイトがより低い突風に吹かれるようにする第２の位置に各カイトを配置させるのに使用される。
【０００６】
米国特許第６．２５４．０３４号は、風力エネルギーを有効利用するために制御高さで気流によって押されるカイト（「繋留航空機」）を備える装置を開示している。カイトはロープを通して、電気エネルギーを発生させる発電機を作動させるウインチに接続される。カイトの上に、風の迎え角を検出して変更し、遮断する風の前部区域を変更する、駆動システムが取り付けられている。このようなシステムは適切なセンサによって送られたデータをディスプレイ上で読むオペレータによって地上から制御されるか、または遠隔操作システムを介して自動的に制御される。カイトは、追い風で上昇するために高い迎え角で駆動される。上昇が終わると、迎え角は小さくなる。そして、カイト自体を向かい風へ移動するためにカイトは滑空する。カイトは回収され、再び追い風へ滑空して、上記サイクルが繰り返される。
オランダ国特許第１０１７１７１Ｃ号は、上記と同様の装置であるが、手動の駆動モードが提供されない装置を開示している。上記装置では、ロープを巻き取るとき風の突風を最小とするように、カイトの回収が旗としてカイトを傾斜させることによって行われる。
【０００７】
米国特許第６．５２３．７８１号は、風力エネルギーを捕捉するためのカイト（「エアフォイル・カイト」）から構成される装置を開示している。このカイトは入口縁部、出口縁部、および２つの側方縁部を有する。このようなカイトはカイト自体によって支持されるメカニズムを通して操縦される。この装置はカイトの縁に接続されるロープを備えており、カイトは、これらのロープを通してピッチ角を変更することによって、操縦される。駆動メカニズムは電気を発生させる発電機を作動させるウインチにカイトを接続するパワーロープの内部に配置された電気ケーブルによって供給される。カイトは風に押されると、揚力を有効利用し、風速方向にほぼ垂直な経路を描いて上昇する。上昇が終わると、カイトは回収されて、その後再び風を捕らえるために駆動される。
【０００８】
米国特許出願公開第２００５０４６１９７号は、ロープによって発電機に接続されたウインチを作動させることによって電気を発生する風力エネルギーを有効利用するためのカイトを備える装置を開示している。このカイトは風の迎え角を変更する追加的なロープによって動かされる。カイトは高い迎え角で上昇する。上昇を終えた後に、迎え角は最小となり、カイトは再び上記サイクルを始めるために回収される。
【０００９】
本出願と同一出願人であるイタリア国特許出願公開第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号は、少なくとも１つの気流に入れ地面から操縦できる少なくとも１つのカイト、および地表面に設置されている垂直軸を伴う風力タービンを含む、エネルギーを変換する風力システムを開示している。前記風力タービンは、２本のロープを通してカイトに接続される少なくとも一つのアームを備えており、前記カイトは、前記タービンと協働して発電機として作動する少なくとも１つの発電機／モーターシステムを介して、アームを回転させて風力エネルギーから電気エネルギーへの変換を実行するために、前記タービンによって駆動されるために構成され、前記ロープは、前記カイトからのおよびカイトへの機械エネルギーを伝達すること、および前記カイトの飛行軌道をチェックすることの両方の目的で構成される。前記アームと回転軸を伴う風力システムにおいて、電気エネルギーの生産は、カイトによって前記タービンアームの上で発生するねじりモーメントを有効利用することによって起こり、カイトの運転は単にロープを用いて行われる。そのうえ、前記アームと回転軸を伴う風力システムでは、ロープを収納して、カイトを駆動するように配置された構成要素はタービン中央にあるので、ロープが地面からカイトに向かって出ていく位置から離れている。最終的に、前記アームと回転軸を伴う風力システムでは、カイトを回収するパイプは固定されている。
【００１０】
既存の従来技術を分析することによって分かるように、従来知られているカイトを装備している風力システムは一般に以下の共通する特徴を有する。
―カイトはパワーロープと駆動ロープとの両方を備えている：これは、電気生産を起こすロープ荷重がカイトの駆動機構に伝達されるのではなく、この機能を実行するのに適切に構成されたロープを介して、風力システムの他の構成要素に伝達されることを意味する。カイトを動かすパワーロープを使用していないことにより、すべての関連する短所を伴って、前記風力システムの構造を複雑にしている。
―カイトは、カイト上に直接設置された機構によって、または補助の（駆動）ロープを介して駆動される。これらのロープの巻き戻し（ｕｎｗｉｎｄｎｇ）と巻き取り（ｒｅｗｉｎｄｉｎｇ）は、地表面に配置されるか地面からは浮かんで（すなわち、カイト自体で支持される）、そのような目的にだけ使用されるウインチによって行われる。駆動ロープを使用する場合には、地表面にウインチを配置すると、駆動機構の重さを支えるために風の気流から得られるエネルギーの一部を消費しないようにできる。
―カイトは、牽引力（すなわち、風速に平行な風の推進力要素）を有効利用することによって上昇するとき、電気を発生するために動かされる。このステップの後、カイトの回収は、制動効果を最小とするためフラグ形状でカイトを配置することによって行われる。限られた数の風力システムでは、カイトを上昇させるために、牽引力に加えて揚力（すなわち、風速に垂直な風の推進力要素）を有効利用することが考案されている。前者と比べ後者の駆動モードを使用することにより得られる利点は、カイトの抵抗だけではなく、カイトの揚力も電気を発生させるために有効利用される点である。とにかく、両方のモードで、断続タイプ作動サイクル（回収ステップと交互に起きる上昇ステップ）は、電気の生産を起こすカイトの牽引効果が、カイトによって描かれる経路の半分の間しか存在していないことを意味する（事実上、回収の間は牽引効果はない）。
―エネルギーの変換は、パワーロープを介して、発電機に接続されたウインチの回転をかけることと、場合により、減速機を介入させることにより起こる。カイトの回収がモーターを介してこのようなウインチを作動させることによって起こるので、作動サイクルの間連続してエネルギーを発生させることができない。そのような方法では、電気発生断続は発生し、以前に生産されたエネルギーが消費される。蓄電池を使用することによって、外部利用者への連続した電流送達配達が可能になる。
―周期的な方法による電気の生産だけに注目されてきた。変換されるエネルギーの効率を最大にするために、飛行時カイトが描くべき経路の選択についてはほとんど完全に無視されている。
―カイトのまたは連続的に接続された多数のカイトから成る列の制御システムに関する問題は、極少数のプロジェクトと研究でしか扱われていない。これは最近の研究が、新しいエネルギー生産システムの開発にではなく、既存のシステムの生産能力の向上に主に焦点が合わせられているためである。
【００１１】
上記問題を部分的に解決するため、代わって、Ｓｅｑｕｏｉａ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｓ．ｒ．ｌ．による欧州特許出願公開第ＥＰ１６７２２１４号では、垂直軸タービンを使用する「回転木馬」タイプのシステムに接続されたカイトの飛行を予測的に適応してチェックすることで、気流の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するシステムを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することによって、上記従来技術の問題を解決することである。本発明の風力システムは、特に、カイトを駆動するモード、変換されるエネルギーの効率を最大にするため前記カイトが飛行する飛行経路、およびそれぞれのモジュールが少なくとも１本のロープを介して、風に押され適切に駆動されるカイトの列に接続される、風力システム構造が現段階の技術と以下の点で異なり、各モジュールはモジュールレベルで牽引力を発生し、この牽引力によって一つの閉鎖経路を実行する少なくとも１本のレール上でモジュールおよびレールと協働する電気発生システムを介して電気エネルギーを発生する。
【００１３】
本発明の別の目的は、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することであり、このシステムにおいて、前記カイトは風から得ることができる風力エネルギーを最適化するために飛行時最適経路を描くようにする、高性能制御システムによって駆動される。
【００１４】
本発明の別の目的は、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することであり、このシステムにおいて、本発明の風力システムを構成するカイトが、エネルギーを風力システムのモジュールに伝達するロープと同じロープにより駆動される。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することであり、このシステムにおいて、風力システムのモジュールと一体になって地面に隣接して(ｎｅｘｔ  ｔｏ)配置され、場合により減速機を介して、ウインチに接続されたモーターを作動させる高性能制御システムによってカイトは駆動され、前記ウインチは、それらの周りに巻かれたロープを巻き戻したり巻き取ることによってカイトを駆動し、かつエネルギーを変換するためのロープ荷重を支えるという両方の機能を果たす。
【００１６】
本発明の他の目的は、揚力を主に有効利用することによって風力エネルギーを変換できるようにするために、かつ作動サイクルのほぼ全期間、牽引効果が存在する経路を描くためにカイトが駆動される、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することである。
【００１７】
本発明の更なる目的は、ウインチの回転運動によってではなく、風力システムのモジュールの移動により、エネルギー変換が行われる、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、前記モジュールに接続されたカイトによる牽引効果によるモジュールの移動を有効利用することによってエネルギーを変換し、少なくとも１本のレール上で移動する、少なくとも１つのモジュールを有するリングガイドを含む、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することであり、このシステムにおいて、同じカイトの上に配置され、圧力勾配の上昇をもたらす乱流を引き起こすスポイラーを介して、前記システムを構成するカイトを駆動できる。
【００２０】
本発明の別の目的は、ロープを収納して、カイトの列を駆動するために備えられた構成要素がカイトの回収システムに隣接する各モジュール上に搭載され、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することである。
【００２１】
そのうえ、本発明の目的は、カイトの回収システムが水平面および鉛直面の両方で回転する可能性を有し、指向されるように構成された端部品を有している、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムを提供することである。
【００２２】
本発明の別の目的は、従来技術によって提案されたシステムに比べてより効率的に作動する本発明の風力システムによって電気エネルギーを生産する方法を提供することである。
【００２３】
本発明の上記若しくは上記以外の目的および利点は、以下の記述から分かるように、請求項１に記載されているように、カイトが牽引するレールモジュール上の移動によってエネルギーを変換する風力システムにより得られる。
そのうえ、本発明の上記若しくは上記以外の目的および利点は、請求項４９に開示されているように、本発明の風力システムによって電気エネルギーを生産する方法により得られる。
本発明の好ましい実施例と重要な応用例が従属クレームの主題である。
本発明は、以下に添付される図面および非限定的な例として挙げられたいくつかの好ましい実施態様により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
図１は、本発明に係る風力システムの好ましい実施態様の斜視図を示す。
図２は、図１の風力システムの構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図３は、図１の風力システムの別の構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図４は、図３の構成要素の別の斜視図を示す。
図５は、図１の風力システムの拡大斜視図を示す。
図６は、図１の風力システムの別の拡大斜視図を示す。
図７は、図１の風力システムの別の構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図８は、図１の風力システムの別の構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図９は、図８の構成要素の拡大斜視図を示す。
図１０は、本発明に係る風力システムの好ましい変形の斜視図を示す。
図１１は、図１０の風力システムの拡大斜視図を示す。
図１２は、図１０の風力システムの構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図１３は、図１２の構成要素の別の斜視図を示す。
図１４は、図１０の風力システムの別の構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図１５は、図１および図１０の風力システムの別の構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図１６は、図１および図１０の風力システムの他の構成要素の好ましい実施態様の拡大斜視図を示す。
図１７は、図１６の構成要素の別の拡大斜視図を示す。
図１８は、２つの駆動ステップでの本発明に係る風力システムの別の好ましい変形の概略図を示す。
図１９は、図１８のシステムの拡大概略図を示す。
図２０は、２つの駆動ステップの図１８の風力システムの構成要素の好ましい実施態様の概略図、および前方からの断面図を示す。
図２１は、いくつかの駆動ステップでの本発明に係る風力システムの概略図を示す。
図２２は、気流に入れられ静止した空気力学的表面およびその結果発生する関連する力の概略図を示す。
図２３は、風速に対して垂直方向に沿う動きのない空気力学的表面およびその結果発生する関連する力の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
さらに以下の記述から詳細が分かるように、一般に、本発明に係る風力システムは、パワーカイトが少なくとも１本のロープにより接続され、気流に入れられた少なくとも１つのパワーカイトの推進力の下で、好ましくはリング型閉回路を構成するために作られた、レールに沿って平行移動するように構成された少なくとも１つのモジュールを含む。前記モジュールは、対流圏レベル（地表面から約１５ｋｍまで広がっている）で捕捉された風力エネルギーを電流に変換する自動発電機のように作動する。特に、それぞれのモジュールに隣接して、連続的に接続されたカイトの列を介して風からエネルギーは得られ、該カイトの列は、前記高性能制御システムによって独立して制御されるサーボ補助ウインチによって駆動される。
【００２６】
前記図面を参照すると、本発明に係るエネルギーを変換するための風力システム１には、少なくとも１つのパワー翼形状物２を含み（以下、簡潔に「カイト」とする）、前記カイト２は、少なくとも１つの気流Ｗに入り、電気を発生するため少なくとも１本のロープ４を介して少なくとも１つのモジュール５と接続され、このモジュールは少なくとも１本のレール６または７に沿って移動するために構成され、地面に隣接して配置されることが理解できる。カイト２は、それらと接続されたモジュール５を引っ張り、少なくとも１つの発生システムを介して風力エネルギーを電気エネルギーに変換できるようにするために駆動される。前記発生システムは、以下で説明されるように、それぞれのモジュール５に少なくとも１つの発電機またはモーター２０および／または２１を含む。ロープ４は、モジュール５を引くためカイト２へまたはカイト２からの機械エネルギーを伝え、かつ、カイト２自体の飛行軌道を制御するように構成される。
【００２７】
以下に本発明に係る風力システム１の好ましい実施態様を説明する。風力システム１の各構成要素に関して、そのうえ、達成可能である性能を損なわずに、システム１の全体のコストとサイズを大いに減じることができる一連の代替の特性と機能性が含まれる。そのような目的のために、コンピュータ支援マルチ評価基準決定手法は、その目的が装置操作と生産性を最適化する制御方法と同様に、最良の構造的構成に達するように最適経路を明確化する手助けとなる。
【００２８】
設計の選択肢として連続的または離散的なタイプがある。解決策に適用された費用、重さ、抵抗、長さ、角度などの属性を変えることによって得られる利益を関係づけることによって、連続的機能を容易に検討できる。離散的な代替手段は、風力システム１のそれぞれの構成要素に関するそれらの主要な特性を以下に記載する。
【００２９】
従って、本発明の風力システム１は、例えば、サーフィンやカート等の、特定のスポーツ活動のための特殊な帆を製造するのに通常使用される繊維を織ることによって作られるカイト２を含む。最近の空気力学研究のおかげで、カイト２は市販されており、コントロールと操作の容易性においてある需要を満たすことができる。適切にカイト２を動かすことによって、風からのエネルギーの転換を調節することが可能である：これが基礎となり、気流Ｗによってもたれされる牽引力が最大になるように、同時にレール６におけるモジュール５の動作を損なわないようにカイト２を動かさなければならない。したがって、常時同じ方向に沿ったレール６の上でモジュール５を平行移動させる牽引力を発生させるようにカイト２を動かさなければならない。後にさらに詳細が理解されるように、風からのエネルギー伝達を適切に調節することによって、そのような結果が得られる。
【００３０】
飛行時カイト２がそれらの操作速度で上昇する傾向があるとき、システム１の基部に接続されたロープ４の空力抗力は、カイト２の迎え角を変更するチェーンタイプのひずみを意味し、より高い効率でカイトを滑空位置に就かせる。カイトをわずかに引き上げるかはためかすようにカイト２の迎え角を調整することによって、カイト２の見かけの速度を安定させる本質的なフィードバックタイプのシステムが得られる。
【００３１】
カイト２が風から得ることができるパワーは、カイト２の空気力学的効率とその面積（ａｒｅａ）の両方の関数である。特に、前記パワーは前記空気力学的効率の二乗で、前記面積に対しては直線的に増大する。したがって、カイト２が風から得ることができるパワーを最大にする最適な答えを見つけるために、これらの２つの因子を調整することは可能である。
【００３２】
カイトの効率はカイトの形状に依存する。したがって、最適な形状の選択は、高い空気力学的効率を得るための決定的な貢献をする。しかしながら、牽引力と揚力の応力がカイト２にかけられるときも（以下で詳細に説明されるように）、そのような最適な形状を保たなければならない。そのような目的のために、半剛体のカイト２を使用することが可能である。完全に柔軟なカイト２とは異なり、半剛体のカイト２は、例えば、剛性グライダー翼と同様の形状と考えられるので、例えば、非常に軽いフレームを備える。例えば、重合体で作られたひし形としてカイト２を構造化できる。半剛性材料の使用は、空気力学的効率がより良いだけではなく、操作もより容易であるので、性能をかなり改良できる。特に、剛性は、以下で説明される対応する回収システム８でカイト２を回収するために有用である側面の柔軟性を保証するために２つのカイト２のサイズにおいて非対称である場合がある。
【００３３】
本発明の風力システム１が風Ｗから得なければならないパワーを最大にするために、それぞれのモジュール５に、ロープ４の牽引力をまとめるためのカイト２の列３を形成するため、互いに連続的に接続した多くのカイト２を使用することが好ましい。そのような方法で、それぞれのモジュール５が遮断できる風の前部区域Ｗが大きくなる。これはモジュール５を移動させる牽引効果の増大およびその結果作動サイクル毎で発生することができる電気エネルギーの増大が得られる。カイト２の列３毎にロープ４の単一のシステムを介してモジュール５に接続される：その結果、風力システム１の動作原理は列３において連続的に接続されたカイト２の数に依存しない。また、そのような多層配置は、遮られる風の前部区域Ｗを増大させるだけではなく、単一の物体または適切に集められた物体として作られる場合、空気力学的効率を向上させるという見込みも生じる。事実上、ロープ４がカイト２の「壁」に一体化されてもよく（図示せず）、また順番にエアフォイル・セクションを露出して、幾何学上安定するようにアセンブリを維持して、カイト２の壁自体がカイト２間の接続要素になりうる（図示せず）。これにより、最大のシステム速度領域でロープ４（および、従ってそれらのロープと相対する牽引力）を取り除くことができる。この結果を得るため、カイト２はその端壁が残りのカイト２と接続するために延びている円弧形状か、１つまたは２つの接続壁と共に平面翼に近似する傾向がある形状をとることができる。
【００３４】
以下に、完全性を期して、風力システム１がそれぞれのモジュール５においてカイト２の列３を有する場合を説明する。重ね合わされたカイト２の数は任意に増加できる。そのうえ、単一の列３を構成するカイト２の数を増加させるとき、広範囲の領域を一定に保つことによって、カイトのサイズは小さくなる。後にさらに詳細に理解されるように、これでカイトの回収および放出操作はより簡単になる。本発明に係る風力システム１の実施態様では、同じ列３に属するカイト２はすべてが同じサイズではないことを規定する。列３の最上部位に位置するカイト２は、最下部位に位置するカイト２とは異なる寸法関係と相対的な空気力学的効率を有する。モジュール５に最も近いカイト２は、より大きい面積で特徴づけられ、列３の上側の端に向かって進むにつれてカイトのサイズが小さくなる。この構成は、ロープ４を介して拘束するモジュール５からカイト２が遠ければ遠いほど飛行時の速度がより早くなるので、採用される。したがって、カイト２の列３の下側の端から上側の端へ進むことによって、カイトの表面積を次第に減少させることによってカイト２の飛行速度の増加を償うことは可能である。そのような方法で、風Ｗから得られるパワーは、同じ列３におけるそれぞれのカイト２において同じである。
【００３５】
本発明に係る風力システム１は、カイト２からおよびカイト２への力を伝達するために構成され、エネルギーを変換しカイト２自体の飛行軌道をチェックするためのモジュール５を引くために使用される牽引ロープ４を含む。牽引ロープ４は、大きめになる可能性があるがこれによりこれらの空力抗力の増加を引き起こすことは不可避であるため、正確な大きさにしなければならない要素である。本発明に係る風力システム１の実施態様では、ロープ４に可変部分を有する（図示せず）ことを規定する。特に、風力システム１のモジュール５に隣接するロープ断面（ｓｅｃｔｉｏｎ）（すなわち、連続したパワー操縦をうけ、そのような操縦を実行するために採用され以下で説明されるシステムに接触するロープ４の断面）は、カイト２の列３に隣接するロープ４の断面に比して、サイズが大きい。これで、より大きい磨耗抵抗を得ることができる。ロープの断面のサイズ変化は、連続しているか、オフセットを伴って段階的に設定されうる。より高速にさらされるロープ４の断面の抗力（すなわち、カイト２の列３に隣接するロープ４の長さ）をさらに減少させるために、これらの長さに隣接するロープ４の断面を、例えば、乱流および振動現象を避けてわずかな非対称の揚力を発生させるカイトによって、空気力学的にモデル化できる。例えば、ロープ４を星形状断面を有する押出されたさやでコーティングすることにより（図示せず）、そのような結果を得ることができる：このように、カイトの近似が実現するまで、前記さやの星状突起は風Ｗによって偏向される。振動係合の場合には、前記突起は静止したエネルギーを吸収するために相互摩擦を生じ、その結果、振動が拘束される。
【００３６】
本発明に係る風力システム１は、カイト２を動かして気流エネルギーを電気エネルギーに変換するために構成された、例えば、ホイール１６、１７によって、または磁気浮上によって、少なくとも１本のレール６の上で移動する少なくとも１つのモジュール５をさらに含む。モジュール５は地面に隣接して配置され、それぞれのモジュール５は、カイト２からの、そして、カイト２への力を伝達するために構成され、エネルギーを変換しカイト２自体の飛行軌道を制御するためのモジュール５を引くために使用される少なくとも１本のロープ４を介してカイト２の列３に接続される。
【００３７】
上記図面を参照すると、風力システム１の各モジュール５は、少なくとも１つのトロリー１１を含み、このトロリーによってモジュール５は少なくとも（１本の）レール６の上で移動することが理解できる。風力システム１を操作するとき気流と相対する抵抗を最小とするように、風力システム１のモジュール５のトロリー１１の形状は好ましくは空気力学的にモデル化される。
【００３８】
それぞれのモジュール５は、カイト２の自動操縦と電気エネルギーを発生させるためのすべての必要な構成要素を備えている。機械エネルギーの電気エネルギーへの変換は、例えば、電気発生システムを構成するレール６上でのモジュール５の牽引効果のため回転するホイール１６、１８に直接接続される発電機２０および／または２１を介して行われる。ホイール１６による発電機２０および／または２１の作動に代わる選択肢として、機械エネルギーの電気エネルギーへの変換は、リニア磁気モーター（図示せず）を用いることによって、可逆的に起こすことができる。したがって、各モジュール５は他のモジュール５から独立してパワーを送達することができる発電機のようであることがわかある。
【００３９】
本発明の風力システム１は、それぞれのモジュール５に影響を及ぼしカイト２の飛行を自動的に制御する高性能制御システム、および前記高性能制御システムと協働して、ロープ４を介して接続されるカイト２による牽引効果によってレール６に沿ってモジュール５が移動する間に発電機２０および／または２１によって発生される電気エネルギーの蓄積と送達を管理する供給システムをさらに含む。
【００４０】
全てのモジュール５について、前記高性能制御システムは、モジュール５が閉路で動くように牽引効果を有効利用するためにカイト２の列３を駆動する。特に、前記高性能制御システムは、前記高性能制御システムの地上構成要素に、好ましくは無線モードで、情報を送るカイト２に配置される自律供給部（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  ｓｕｐｐｌｙ）を備える１セットのセンサと協働する。前記高性能制御システムは、これらの情報を、１セットの接地センサから得られる他の情報（例えば、以下にさらに詳細に言及する、複数対のモーター２８を読むことによって決定されるロープ４の負荷の値）と統合し、風力システム１が作動するときカイト２を自動的に動かすために情報処理を行う。
【００４１】
カイト２の駆動に関して、本発明に係る風力システム１は２つのモードを提供する。
第１のモードの特徴は、駆動ロープとしてパワーロープを使用することにある。したがって、カイト２のそれぞれの列３は、１対のロープ４を介して対応するモジュール５に接続される。前記ロープ４はまず、気流Ｗから得られた機械エネルギーの伝達のため、モジュール５を引くことができる（したがって電気エネルギーを発生できる）。前記ロープ４は、カイト２の列３を駆動するために適切なウインチ２４および２５でさらに巻き戻され、巻き取られる。
【００４２】
第２の駆動モードの特徴は、カイト２の上に搭載されるスポイラー（図示せず）を使用することにある。そのようなスポイラーを介して、カイト２を動かす圧力勾配を生じる乱流を作り出すことが可能である。前記スポイラーは、例えば、圧電性システム、形状記憶高分子および／または繊維のひずみが積極的にチェックされる形状記憶合金の繊維を通して作動できる。そのようなシステムは自律供給部を有するか、モジュール５からカイト２に達するケーブル（図示せず）を通して供給できる。スポイラーを作動させるための制御は、好ましくは前記高性能制御システムによって無線モードで送られる。前記スポイラーを使用することによって、必ずしもロープ４を使うことなくカイト２を動かすことが可能である。そのような場合では、すなわち、カイト２の操縦を管理するシステムがこれらカイトの上に配置され、負荷を伝達しモジュール５を牽引できるようにするために排他的に使用される単一のロープ４でカイト２の列３を対応するモジュール５に接続できる。
また、カイト２の運転は、上記モードの両方を採用することによっても行うことができる。
【００４３】
要約すると、カイト２を駆動しカイト２からの牽引力を得るために、１本以上の駆動ロープ４があるか否かによってアプローチは異なる。１本のロープ４は、牽引力を伝達するために制限され、カイト２の作動システムを操縦する機会が必要となるが、２本のロープ４では、牽引機能と駆動する機能が重なる。ロープ４の数を増加させることによって、カイト２の迎え角の是正のような駆動機能、安全機能、および迅速な落下機能をさらに追加することが可能となる。したがって、ロープ４によって駆動される場合（スポイラーのサポートのあるなしにかかわらず）、１対のロープ４を介してカイト２の各列３を対応するモジュール５に接続しなければならない。代わりに、スポイラーのみで排他的に駆動する場合は、１本のロープ４がカイト２の列３とモジュール５の間の接続要素として作動する。したがって、そのような場合では、ロープ４を駆動するまたは収納するモジュール５の要素の数は減り、風力システム１の構造が大いに単純化される。
【００４４】
以下に、本発明に係る風力システム１において、１対のロープ４によってカイト２の駆動を行う場合を簡単に説明する。以下で詳細に分析する風力システム１のそれぞれの構成要素において、それぞれのモジュール５を引くのに１本のロープ４を使用する場合に導入することもできる単純化例を以下に記載する。
【００４５】
また、ロープ４の数を制限することが空気力学的観点から有利であっても、単なる運転と牽引に加えて、２本のロープ４を用いる解決策は非常時の操縦を実行するという可能性も提供する。指向性運転は通常要因ロープ（ｄｕｅ  ｒｏｐｅ）４の長さを限られた変動で変えることにより得られるが、要因ロープ４の前記変動がカイト２の翼の開口より大きくなると、以下「翼の横滑り」と定義される上昇、が取り消される状況が起こる。この状態下では、迅速に戻す必要があり、エネルギーを浪費することなくロープ４を迅速に巻き取ることは可能である。しかしながら、そのような迅速な降下の間、翼の横滑りの効果によって、実質的に制御不能となってカイト２がスピンしてしまうリスクがある。そのような制御不能を防ぐため、所望の高さに達したとき迅速な降下を容易に止めることができ、通常の生産的な飛行状態を正しく回復できる、空気力学的装置および配置をカイト２に提供することは可能である。翼の横滑りステップでは、カイト２の側面の縁は攻撃縁になって、３次元空間で位置追跡設備、および横滑り操縦の作動および安定化システムの両方を収容する（図示せず）。前記作動および安定化システムは、例えば、前記高性能制御システムによって制御される指向性スポンソンおよびスポイラーによって特徴付けられる。
【００４６】
通常飛行状態下では、前記指向性スポンソンは推力方向に対して直角に向き、カイト２の効率を変えないように屈曲して見えなくなる。翼の横滑りのとき、前記指向性スポンソンは持ち上げられ、正しい方向に現れる流れによって作動される。したがって、前記指向性スポンソンは、操縦の安定性を受動的に改善する翼の横滑りに不適切に使用されると、カイト２の貫通のリバランスに同調する。更なる安定化アレンジメントは、（既に前述したように）適切に配置され、回転する傾向を相殺するために、飛行追跡センサの情報を、直接的にまたは地面からの制御により、使用する論理によって幾何学的に作動させられた、１つまたは複数の前記スポイラーを用いて能動的に得られる。
【００４７】
横滑り操縦の前記作動および安定化システムは、降下時カイト２の迅速な高度是正／減少を可能とし、一旦必要な高さに達したときかロープ４が延長されると、正常の飛行に適合するロープ４の異なる長さに戻すことによって上昇を修復する。
【００４８】
本発明に係る風力システム１において、横滑り操縦の前記作動および安定化システムは主に大気空間の領域の迅速で制御された離脱に応用される。
【００４９】
本発明に係る風力システム１は、カイト２について少なくとも１つの回収システム８をさらに含む。：以下の記述では、非限定的な例として２つの好ましい実施態様に従って、風力システム１を説明する：そのような実施態様は主にカイト２の回収システム８がサポートされるモードによって区別される。
【００５０】
最初の実施態様に従って、本発明の風力システム１は、両方のエネルギー変換発電機２０および／または２１とカイト２を駆動するシステム構成要素の両方が隣接して配置される単一のトロリー１１を含む少なくとも１つのモジュール５を含む。図５から図９を参照すると、回収システム８は端部に隣接する風力システム１のモジュール５に拘束されることが分かる。回収システム８の重量は、複数のタイロッド（ｔｉｅ−ｒｏｄｓ）１４からなる延伸柔構造１２を介して支えられ、これらタイロッドの一端は回収システム８に拘束され、その他端は垂直な構造１３、例えばそれぞれのモジュール５が備えている格子に拘束される。延伸柔構造１２は風力システム１のそれぞれのモジュール５をさらに少なくとも２つの可能な隣接したモジュール５に接続する。互いに異なるモジュール５を接続することによって、たとえあるモジュール５において牽引効果が欠けていても、牽引効果が存在している風力システム１の他のモジュール５によって引かれるようになる。このことによって、モーターとして電気を発生させるために使用される発電機２０および／または２１の発動を避ける（かできる限り遅らせる）ことができ、モジュール５が進むようにできる。下記で詳細に説明する。
【００５１】
また、そのような実施態様によれば、例えば、クッション付きホイール１７を回収システム８に備えることができ、これらホイールによって回収システム８は補助的なレール７に配置される。そのような方法で、回収システム８の重量はタイロッド１４のシステムによって完全に支持されているのではなく、地面に一部支持されている。
【００５２】
圧縮状態で作動する要素を牽引ロープのシステムと正確に接合するフレキシブルで構造的に伸展する技術を用いる風力システム１の実施態様は、風力システム１全体におけるカイト２のそれぞれの列３における力および過渡現象を分割し弱めて、単一のモジュール５間の協働をもたらし、大型化の必要性を減じる。
【００５３】
延伸柔構造１２が全体として取り得る形態は、慎重なシミュレーション分析の対象であるが、概念的には麦わら帽またはカップ（図示せず）に類似した、円筒対称性に従って展開される三角形の切断面の傾向により構成されると想定できる。
延伸柔構造１２が支持しなければならない応力のうち、接線方向には、実際にエネルギーを発生させるカイト２の牽引要素がある。前記のように補助的なレール７がなく、かつ風力システム１が停止状況下（回収システム８がカイト２の牽引力の垂直要素によって支持されていないか軽量化されていないとき）、延伸柔構造１２は、何よりも厳しい要素の一つである回収システム８の重さも支えなければならない。この条件下では、回収システム８の全重量が、幾何学的形状がリング（図示せず）を含み風力システム１の閉路に続く延伸柔構造１２によって静的に支えられる。そのようなリングは様々なモジュール５に対して組み合わされた動きで続くことができる。
【００５４】
本発明に係る風力システム１の第２の実施態様は、例えば、異なる高さで配置される平行なレール６の上を移動する少なくとも２個のトロリー１１を備える少なくとも１つのモジュール５を含む。図１０から図１４を参照すれば、そのような実施態様に従って、それぞれのモジュール５について、回収システム８が２つのトロリー１１に拘束されていることが分かる。一方のトロリー１１は、ロープ４をカイト２に向かって放出する回収システム８の端部に隣接して配置され、エネルギーの転換を起こす発電機２０および／または２１を備えている。他方のトロリー１１は、回収システム８の他方の端部に隣接して配置され、カイト２を動かし、ロープ４を収納するように対処する複数の他の構成要素を備えている。さらに、前記実施態様でも述べたように、回収システム８は、例えば、クッション付きホイール１７を備えることもでき、これらホイールにより回収システム８の支持に貢献する補助的な中間的レール７に配置される（図示せず）。電気を発生させる発電機２０および／または２１を有する一つのモジュール５を両方のトロリー１１に供給することは可能である。以前に述べられたことに従って、全てのモジュール５について、発電機２０および／または２１が単一のトロリー１１上に配置される場合を以下に参照する。異なる高さでトロリー１１がその上を移動するレール６を配置することにより、風力システム１が作動するとき、ロープ４への抵抗がより小さくなるように、地面に関してカイト２の列３に向かって回収システム８を傾斜させることが可能となる。また、この実施態様は、風力システム１のそれぞれのモジュール５を、少なくとも２つの隣接するモジュール５に接続させるため、延伸柔構造１２を備える。異なるモジュール５を互いに接続することによって、たとえあるモジュール５の牽引効果が欠けていても、このようなモジュール５は牽引効果が存在している風力システム１の他のモジュール５により引かれるようになる。
【００５５】
上記で説明された両方の実施態様において、カイト２の回収システム８はそれらを回収し、かつ放出するシステム（図示せず）によって統合される。カイト２の列３に接続された一対のロープ４は、回収システム８を横切り、ロープ４の力のピークを吸収する少なくとも１つのシステム（図示せず）と、ロープ４に摩擦を供給する少なくとも１つのシステム（図示せず）を備える伝達システム上を進む。前記伝達装置は、カイト２の列３を駆動する４つのウインチの少なくとも１対を含む巻き取りおよび巻き戻しシステム２２、および少なくとも１対のウインチ２５からなるロープ４の格納システム２３に向かってロープ４を動かす。格納システム２３のそれぞれのウインチ２５は、ロープ４がそれぞれのウインチ２５へ規則正しく巻かれるように強制する駆動モジュール２６を備える。
次に、ロープ４は、風力システム１のカイト２とモジュール５との間を接続しかつ力を伝達する要素である。カイト２の列３が風Ｗによって持ち上げられるとき、牽引効果が発生して、モジュール５を平行移動させ、その結果、発電機２０および／または２１を通して風力エネルギーを電気エネルギーに変換する。それぞれのロープ４の長さと直径は、ロープが作動する風況と安全状況によって決定されることは明らかである。
【００５６】
本発明に係る風力システム１は、カイト２によって牽引されるモジュール５がその上を移動する、少なくとも１本のレール６をさらに含む。上述のように、風力システム１のモジュール５は、カイト２の回収システム８の重量を分配するために、多数のレール６および７の上で移動することができる。
好ましくは、レール６および７は閉路を描く。単純な経路は円形であるが、風力エネルギーの有効利用を最適化するための経路を選ぶことが適切である。例えば、風Ｗが主に一方向に吹く領域で風力システム１を実現しようと仮定すると、風力システム１のモジュール５が風Ｗが吹く方向と直角をなす主軸を伴う楕円形の経路を描くようにするのが好都合である。カイト２による風力システム１のモジュール５の牽引力は、気流がカイト２に当たると発生する力の揚力要素を有効利用することによって起こるという事実によって経路の選択が決定される。以下にその詳細を説明する。
【００５７】
レール６および７が閉路を描くなら、風力システム１のモジュール５にはモジュール５の動きによる遠心性の半径方向の力、およびカイト２の列３の牽引力の半径性要素がかかる。そのような力を打ち消すために、風力システム１のレール６を適切に傾斜させることが好都合である場合がある（図示せず）。レール６を傾斜させることは、容易に推論でき、モジュール５のホイール１６の上にかかる力を分解することによって大きさを決めることができる。風力システム１のモジュール５が多数のレール６および７の上で移動するならば、そのようなレール６および７は平行でかつ同心でなければならないことは明らかである。
【００５８】
好ましくは、レール６および７は地面上に配置されず、柱という手段によって持ち上げられている。適切な高さでモジュール５を保つことによって、カイト２が誤って落下しても、地面にカイト２を滑らせるというリスクが全くない。レール６および７を支える構造は、高い安定性を確実にして、風力システム１のトロリー１１によって必要とされる幾何学的精度要件を満たすために、大きい慣性を持たなければならない。
前記したように、風力システム１が多くのレール６および７を有するなら、カイト２の列３の方向に、地面に対して回収システム８を傾斜させて維持するため、異なった高さでレール６を配置することが好都合である。よって、風力システム１が作動するとき、回収システム８によるロープ４と相対する抵抗が減じられる。
【００５９】
風力システム１に備えられるレール６および７は２つのカテゴリに分類できる。主のレール６と補助的なレール７に位置付けることができる。主のレール６は、風力システム１のモジュール５のトロリー１１がその上で移動するレールである。補助的なレール７は、クッション付きホイール１７がその上で移動するガイドであり、カイト２の回収システム８の重量を支持するのに貢献する。
本発明に係る風力システム１のレール６および７は、風力システム１のモジュール５がホイール１６、１７によってまたは磁気空中浮揚を通して排他的に移動するという事実によって、一般的レールまたは磁気レールでありうる。特に、主のレール６は磁気でありうるにも関わらず、補助的なレール７は一般的なレール（ｃｌａｓｓｉｃ  ｒａｉｌ）であることが好ましい。
【００６０】
一般的な主のレール６は、その上を移動するトロリー１１の下部を「取り囲む」ような外形を有する。以下で詳細に説明するように、一般的なレール６の上を移動する風力システム１のモジュール５のトロリー１１は、ホイール１６の３つのグループを備えている。単一のモジュール５に注目すると、ホイール１６の一つのグループは垂直方向に沿ってモジュール５の重さの大部分を支えなければならず、ホイール１６の残りの２つのグループが、モジュール５が遠心力のためひっくり返るのを防ぐ役割をする。一般的な主のレール６は、２つの水平面（下側の平面と上側の平面）上、および垂直面上をホイール１６が回転するように実現化される。そのような目的のため、レール６の断面は、例えば、特に図１２に示すように、その凹部に隣接する２つの対面する「Ｃ」外観をしていると想定される。代りに、もし補助的なレール７の機能がカイト２の回収システム８を単に支持する役割のみを有する排他的な一般的なタイプのレールであれば、そのような構成は補助的なレール７に隣接して配置される必要はない。事実上、クッション付きホイール１７は単一の面の上を転がり、レール７は通常のガイドとして作用する。
また、二重「Ｃ」構成に代わる手段として、一般的な主のレール６が、例えば長方形断面を有し、代わりに風力システム１のモジュール５のトロリー１１のホイール１６のグループを、例えばレール６を取り囲むような方式にアレンジすることが可能である（図示せず）。
【００６１】
他の代替えとなる実施態様では最終的に、ホイール１６に対してレール６の高低位置感知の反転を実行することに存する。すなわち、ホイールに合わせられた固定部分のすべての交流発電機を収容するために、地面およびカイト２で牽引されるレールにおいてホイールは不可欠である（図示せず）。そのような実施態様の利点は、多種多様性や滑り接触を必要とせずに、単純な電気接続である点である。
【００６２】
以下で詳細に説明されるように、一般的な主のレール６を使用する場合には、例えば、ホイール１６の回転により直接作動した発電機２０を通してエネルギー転換を行うことができる。しかしながら、それぞれのモジュール５によるハイパワーを送達する場合、一般的なレール６はホイール１６を回転させることによって発電機２０を作動させるのには適切ではないこともありえる。事実上、発電機２０に伝達されるべきトルクは単にレール６とホイール１６の間の転がり摩擦力を有効利用することによっては発生できないくらい高い場合もありえるし、転がり抵抗はレール６上のホイール１６の滑りを含むようなものでありうる。そのような場合、消耗を避けて機械エネルギーを電気エネルギーに変換させるようにするためには、可逆的に使用するリニアモーターに循環させることなくとにかく電流を発生させなければならず、少なくとも１つのラック１５を一般的なレール６に提供することが可能であり、このラック上で少なくとも１つの歯車１８がかみ合い、発電機２１を直接作動させる。以下で詳細に説明されるように、そのような場合、トロリー１１のホイール１６は主にサポート機能を果たす。ラック１５が有する歯状表面が、レール６の表面と直交しレール６によって描かれる閉路の中央方向に向くように、ラック１５は一般的なレール６上に配置される。ラック１５と噛み合い、ラック１５上で回転する歯車１８は、水平に配置され、この構成のため遠心力に対向する。その結果、それぞれのモジュール５にかかる遠心力は有効利用され（そして、同時に対比され）ラック１５上の歯車１８の良好な巻き戻しが保証される。
【００６３】
以下でより詳細に説明されるように、磁気浮揚が使用されるなら、主のレール６は電磁石を具備し、電気を発生させるため可逆的に使用されるリニアモーターによる磁気浮上方式および／またはエネルギー変換を許容するように作製される。磁気浮揚に関しては、現在、以下の３つの技術を採用できる：
−電磁浮上：レール６の側面と下部に沿って屈曲する、１対のトロリー１１の構造の端部に配置された従来の電磁石（場合によりその超伝導点で冷却された）を使用することによって、浮揚が得られる。磁石はレール６に引き寄せられた状態でトロリー１１を支持する。
−電気力学的浮上：トロリー１１に配置されたそれらの超伝導点で冷却された電磁石を使用することによって、浮揚が得られる。レール６の側壁に隣接して、トロリー１１に配置された半導体巻線によって磁場が発生する「８」形状の巻線が存在し、前記「８」形状の巻線のそれぞれの半分に隣接して生じる相対する磁極の効果により電流が誘導される。高レベルの磁極はトロリー１１の半導体の磁場を引き付け、低レベルの磁極はそれらを反発する。引力と反発力のそのような組み合わせによりトロリー１１は浮揚する。
−永久磁石による浮上：トロリー１１上に永久磁石およびレール６上に非供給電磁石を配置することによって、浮揚が得られる。前記トロリーが動くと、前記永久磁石はレール６の電磁石中で電流を誘導し、この電流が永久磁石によって作られた磁場に対して反発する磁場を発生させる。そのような反発力により、トロリー１１は浮揚する。
【００６４】
本発明に係る風力システム１において、磁気浮揚を使用する場合、使用する技術は好ましくは、超伝導体ソレノイドによって発生される流れと合わせることができる永久磁石による磁気浮上方式を提供する技術である。レール６上およびモジュール５のトロリー１１上における磁石と電磁石の構成、および磁気浮揚が得られる原則を、エネルギー変換、従って、電流生産がえられるモードと共に、以下で詳細に説明する。
【００６５】
以下に説明されるように、磁気浮揚を使用する場合でも、風力システム１のモジュール５のトロリー１１に、モジュール５の磁石とレール６の磁石の間に空隙を維持するのに貢献するホイール１６を具備させることが望ましい。
空隙を維持するためにのみ使用されるホイール１６は、例えば、前記した、一般的な主のレール６の上を移動するトロリー１１のホイール１６の３つのグループと同様である。したがって、磁気浮揚の使用の場合には、一般的な主のレール６は前記の一般的なレール（二重「Ｃ」構成か、または代替構成を有する）と磁気レールとの組み合わせでありうる。
したがって、風力システム１の全てのモジュール５は少なくとも１つのトロリー１１を備えており、このトロリーを介してモジュール５は少なくとも１本のレール６の上で平行移動する。特に、前述したように、モジュール５は、発電機２０および／または２１とカイト２を運転しロープ４を収納するための構成要素の両方が配置された単一のトロリー１１を備えることができる。２番目の実施態様では、それぞれのモジュール５に２つのトロリー１１を提供する：エネルギー変換を実行する構成要素を備える高い高さにあるトロリーと、ロープ４が巻かれるウインチ２４および２５が配置される低い高さにあるトロリーである。
【００６６】
トロリー１１がレール６上を移動することが出来るモードとして、好ましくは以下の２つが挙げられる：
−一般的なレール６を使用する場合には、トロリー１１は滑らかなホイール１６および１７によってレール６の上で平行移動する。
−磁気レール６を使用する場合には、磁気浮揚原則を有効利用して、トロリー１１は永久磁石および／または電磁石によってレール６の上で平行移動する。
【００６７】
トロリー１１がホイール１６によってレール６の上で移動するなら、そのようなホイール１６は、例えば吸収材と平行して結合されたスプリングによって、風力システム１のモジュール５の残りの部分と結び付けられる。したがって、モジュール５は衝撃吸収性である。
前記のように、モジュール５と共に、トロリー１１が備えているホイール１６を３つのグループに分割することが可能である。異なるグループに属するホイール１６は、「Ｔ」形状の構成をして、互いに垂直に配置される。特に、水水平面上にレール６があると仮定すると、以下のホイールがある：
−トロリー１１の大半の重量を支持する、水平面上を転がるホイール１６、
−トロリー１１が受ける半径方向の力を打ち消す、鉛直面上を転がるホイール１６、
−トロリー１１が転倒するのを阻止する、水平面上を転がるホイール１６。
【００６８】
ホイール１６のこのシステムの存在により、トロリー１１が脱線するいかなる変化も回避し、レール６のベッド内に保持される。そのような結果は一般的なレール６に適切な形状を与えることによって得られる。特に、前記のように、レール６がトロリー１１の下部を「取り囲む」ように、レール６が二重のＣ’’Ｃと見なされるような断面を有するレール６を作製することができる。あるいは、例えば、長方形断面を有する通常のレールを使用して、同じホイール１６がレール６を取り囲むように、トロリー１１上にホイール１６を配列することができる（図示せず）。
採用した実施態様からは独立して、単一のホイール１６は、トロリー１１の平台に直接は拘束されないが、前記平台に順番に拘束されるトロリー１９に接合される。そのような解決策は、鉄道輸送でも採用されていて、さらなる安定性を前記システムに付与する。
【００６９】
磁気レール６を使用する場合には、モジュール５の磁石とレール６の電磁石との空隙は非常に小さくなるので、モジュール５とレール６が接触してしまう危険性が高くなる。これは本発明の風力システム１のモジュール５の高重量と、そのようなモジュール５にかかる応力のタイプおよび大きさとの両方が原因である。空隙を保持することを保証するため、磁気浮揚トロリー１１に、同時に電気エネルギーを発生させることなく、モジュール５のサポート機能のみを果たすホイール１６をさらに提供することが望ましい。そのようなホイール１６は、例えば、トロリー１１を一般的なレール６の上で移動させるホイールと同じであってもよい。したがって、前記したように、磁気浮揚を使用する場合、モジュール５がその上を移動するレール６は、一般的なレールと磁気レールとの組み合わせであってもよい。
【００７０】
空隙保持に加えて、支持するホイール１６の使用が磁気浮上方式技術として、永久磁石による浮上の使用の場合に必要である場合がある。この技術を採用することによって、事実上、反発する磁場は運動状態下でのみ発生できるであろうので、そのような仮説の下では、動いていないモジュール５では浮揚は不可能であろう。支持するホイール１６が存在することで、たとえ浮揚が全くないときでも、確実にモジュール５とレール６が接触しないようになる。磁気浮上方式なくモジュール５を強制的に運動可能な状態とすることがいっそう好ましい。
【００７１】
回収システム８は、静止しているカイト２を回収するのに使用する風力システム１のモジュール５の構成要素である。風力システム１はそれぞれのモジュール５に１つの回収システム８を装備している。好ましくは、前記回収システムは、カイト２の列３全体をその中に収納することを目的とする、少なくとも１本の筒状のパイプとして作製される。このため、回収システム８は、風力システム１の中で最大負荷をかける、より重い構成要素である。カイト２の垂直性牽引構成要素に対して、回収システム８の自重と、重力的に反応するように回収システム８は設計できる。カイト２の垂直性引っ張り構成要素は回収システム８の重量を支えるのに貢献するが、回収システム８の重量によりモジュール５が転倒しないように、風力システム１のモジュール５を設計することが望ましい。このことは、風力システム１が作動するときだけカイト２の垂直性引っ張り構成要素が存在しているという事実によっても必要である。反面、風力システム１が静止しているとき、回収システム８の全重量はレール６にかかる。
【００７２】
それぞれのモジュール５について単一のトロリー１１を使用する場合には、回収システム８は、カイト２方向に続くロープ４が入る端部付近のトロリー１１に拘束される。したがって、回収システム８がモジュール５を転倒させないように、回収システム８の重量は延伸柔構造１２によって、さらに場合によって、補助的なレール７の上で動き回収システム８に接続されたクッション付きホイール１７によっても支えられる。
【００７３】
風力システム１のモジュール５がそれぞれのモジュール５について２つのトロリー１１を備えている場合、回収システム８はその端部付近のそのようなトロリー１１に拘束される。したがって、最も内部のレール６は、風力システム１が作動するときロープ４と相対する抵抗を最小とするように回収システム８が適切に傾斜するように、低い高さに配置される。特に、回収システム８は水平面に対して上向きに傾斜している（図６および図１１に示す）。また、そのような傾斜はそれぞれのモジュール５について単一つのトロリー１１を使用する場合には、例えば、回収システム８を支持するクッション付きホイール１７がその上を移動する補助的なレール７を低い高さに置くことによって行われる。
【００７４】
それぞれのモジュール５についてトロリー１１を１つ使うか２つ使うかということには関係なく、回収システム８の端部品１０は、水平面と鉛直面の両方に向くことができるように実現化される。これにより、カイト２を回収し放出する操作が容易になり、力の過渡現象の部分的な吸収が可能となる。特に、カイト２の放出操作の間、水平面に対して回収システム８の端部品１０の傾きを大きくすることによって、飛行時カイト２がより高い高度から飛び始めるのに要する時間を大いに変更する高さに、回収システム８の上方端部を、延長することで、配置できる。カイト２の回収操作の間、回収システム８の端部品１０は、前記回収操作の実行を容易にするために回収システム８の残りの部分と直線となるように並べられる。
【００７５】
回収システム８の端部品１０の指向性能力は、例えば、回収システム８の上方端付近に少なくとも１つの関節継手９を作製し、関節継手９付近の回収システム８にヒンジ接合された少なくとも１つの液圧シリンダ（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ）３２にそれぞれ拘束された３本のロープ３１のシステムによって、関節継手９の上から端部品１０を動かすことによって得られる。これらの液圧シリンダ３２は、高性能制御システムによって駆動する液圧システムによって作動する。液圧シリンダ３２の代替手段として、リニア電気機械のモジュールを使用することもできる（図示せず）。
【００７６】
風力システム１のモジュール５が各モジュール５に２つのトロリー１１を備えるなら、回収システム８の出口縁付近のトロリー１１は回収システム８の指向できない部分、関節継手９の上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）に拘束される。
【００７７】
本発明に係る風力システム１が各モジュール５について単一のトロリー１１を備えるなら、風力システム１の可能な実施態様（図示せず）では、指向可能な手段は必ずしも回収システム８の端部品１０のみではないことを前提とする。方向づけを許容する関節継手９は、回収システム８全体の方向づけが可能となるように、回収システム８の任意なポイントまたは回収システム８を起点に配置することができる。この実施態様においても、回収システム８の端部品１０は、例えば、ロープおよび液圧シリンダを用いるシステムによって、駆動できる。回収システム８全体が方向づけできれば、操作は前記回収システムを支持する延伸柔構造１２によって行うことができる。
【００７８】
カイト２の回収と打ち上げの間、カイト２の列３が通過するのを容易にするために、好ましくは、回収システム８の出口縁はドーム型である。そして、前記出口縁に隣接して、回収システム８の端部品１０は前記出口縁に向かって延びる増大区画を有する。
カイト２を保全する機能のためには、可能な保守管理を行うためにオペレーターが回収システム８の凹部にアクセスできる必要がある。
【００７９】
回収システム８の形状は単に円筒状であってもよいが、空気力学的回転抵抗と構造的な抵抗に関する評価により異なるアプローチが示されるのであれば、格子壁にパッドを適用するためのネットワークによりカイト２に近づきやすくカイト２が拘束されるような格子構造（図示せず）を用いて回収システム８を作製することもできる。最小格子セクションは三角形であり、カイト２を保全するための適切なスペースを保って、ロープ４を通す。放出と回収ステップの間、カイト２の列３がスライドするとき、詰め物ネットワークの特定の絡み合いにより、詰まる可能性が回避される。
それぞれの回収システム８の内部に、ロープ４を付随させながら、カイト２の放出と回収を行うシステムが配置される。
【００８０】
カイト２を回収して放出する前記システムは、回収システム８の内部に配置される、風力システム１のモジュール５の構成要素であって、このシステムによって風力システム１が停止および始動するとき、それぞれカイト２の回収および打ち上げが行われる。
【００８１】
本発明に係る風力システム１は、前記イタリア国特許出願公開第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に開示されるように、例えば、アームと回転軸がある風力システムを備える同一の回収および放出システムを備えることができる（より詳細な説明のために前記出願を参照できる）。
総合的に、これら回収および放出システムの各々は、２本のレールの上で移動するトロリーを具備し、このトロリーはこれらレールによって強制的に、対応する回収システム８の内部で、かつ前記回収システム８の軸と平行して移動させられる。ロープ４の供給プーリ（ｏｕｔｐｕｔ  ｐｕｌｌｅｙ）３５の１対のシステムは、前記トロリー上に取り付けられる。風力システム１のモジュール５とカイト２の列３との間の相互連結部材として単一のロープ４を使用する場合には、ロープ４の供給プーリ３５の単一のシステムが前記トロリー上に取り付けられる。
【００８２】
カイト２の列３を回収する際、カイト２が回収システム８に隣接するとき、カイト２は前記回収システム８への導入を容易にするために（ロープ４および／またはスポイラーの対により）前記回収システム８の軸と平行して配置される。
カイト２の打ち上げおよび回収は、接触を必要とせずにカイト２を放出して取り扱うために適切に吹き出る圧縮空気のジェットを用いることでより簡単に行うことができる。この人工風の推進力を得る装置（図示せず）は、回収システム８の長さに沿って、端部品１０内に配置することができる。この操作は多数の吹き出し点を介して行われ、これらの幾何学的位置は極めて多様な自由度で可能となり、正確で迅速な取り扱い装置を実現するために高性能制御システムによって制御される。
同じ人工風の推進力を得る装置は、カイト２の列３を回収するのを補助することができる。事実上、これらの装置により人工の気流を引き起こすことが可能であり、カイト２が回収システム８付近にあるとき、この気流を用いるとカイト２の操作容易性が保証される。
【００８３】
カイト２を打ち上げるには地表面で少なくともかすかなそよ風が存在することが必要である。低い高度ではわずかな風しか吹かない場合は、以下に言及するモーター２０を、カイト２を上昇させる微風を人工的に起こすための風力システム１のモジュール５を始動するために作動させる。
風力システム１はそれぞれのモジュール５に隣接してカイト２の回収および放出システムを備えている。
【００８４】
カイト２の回収に関する代替の解決策は、風力システム１のモジュール５に搭載する代わりに、地面に、回収システム８を配置することにある。前記解決策はかなりの利点がある。第１に、風力システム１の全てのモジュール５は、単一のトロリー１１を備え（回収システム８を支持するように構成される外側のトロリーがもはや不要であるので）、その結果、風力システム１は、単一のレール６を有する。別の利点は、モジュール５と一体になった回収システム８を用いる解決策と較べて、それぞれのモジュール５の慣性が回収システムで非常に小さくなるので、風力システム１を始動するのに消費されるべきエネルギーが低減されることにある。最終的に、回収システム８による空力摩擦はもはや存在しないので、風力システム１のトロリーの空気力学は向上する。これにより、カイト２によって捕捉される同じ風力エネルギーでのエネルギー変換効率が高くなる。
【００８５】
例えば、地面にある回収システム８は、地面に隣接して配置されたヒンジ結合されたカバーを備えた容器であってもよい。前記容器は、カイト２の少なくとも１つの列３を収納するように構成された形状を有する。水平面上に、回収システム８を放射状に配置し、レール６によって位置決めされた閉路の内側と外側に設置することができる。回収システム８を地面に対して傾斜させることに関しては、カイト２の回収と離陸操作の間、（そのような操作を容易にするために）回収システム８を地面に対して上向きに傾斜させているが、それ以外の期間については回収システム８はほぼ水平に配置される。特に、それぞれの回収システム８は２つの動作：回転平行移動（ｒｏｔａｔｉｏｎ−ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）動作および収納動作を行うことができる。
【００８６】
回転平行移動運動は、回収システム８を適切に上向きに傾斜させることによって回収システム８を持ち上げることにある。それぞれの回収システム８は横方向に配置されているリニア作動装置３７を介して扱われる。前記リニア作動装置３７は、回収システム８の２つの側面に配置され、地面の上と図式化できる構造物の両方に、回収システム８の箱３８と地上端部に隣接して順次ヒンジ結合されるロッド３６を介してヒンジ結合される（図１８と１９参照）。リニア作動装置３７を作動させることによって、レール６の位置と同じ高さにレール６に一番近い端部を置き、他端部をより高い高さに置いて、回収システム８を傾斜させて持ち上げることができる。リニア作動装置３７は、例えば前記高性能制御システムによって駆動される液圧システムによって作動させられる液圧シリンダである。液圧シリンダの代替手段として、電気機械のリニアモジュールを使用することができる。カイト２の離陸操作および回収操作をそれぞれ容易にするために、風力システム１を始動し停止するときに、回転平行移動運動は起こる。
【００８７】
収納動作は、回収システム８がカイト２の少なくとも１つの列３を収納するのに適切なプラットホームになるように、回収システム８を開けることにある。上述のように、地面の回収システム８は、例えば、ヒンジ結合されたカバーを備えた容器であっても良く、したがって、風力システム１のモジュール５に搭載される回収システム８を用いる解決案に関しては異なった構造を有する。第一に、回収システム８がプラットホームのように解放されなければならないので、そのような回収システム８に付与される最高の形状は円筒状のパイプの１つではなりえない。そのうえ、地面にある回収システム８は、配向されうる端部品１０を有しておらず、その中に回収および放出システムのトロリーもない。それぞれの回収システム８は、例えば、３つの部品３８および３９から成るように縦に区切られている。特に図２０に示すように、２つの部品３９は、開くことができる回収システム８のカバーを構成して、３つ目の部品３８は、回収システム８の容器の箱である。回収システム８の箱３８は、上向きに指向された凹部を伴って配置され、残りの２つの部品３９は開閉可能な構造を作り出すために箱３８にヒンジ結合され、回収システム８はプラットホームの外観を有するようになる。プラットホームのように回収システムの容器８が開放されるのは、風力システム１が始動時および停止時、すなわち、カイト２を離陸および回収するために行われる。離陸または回収操作が完了した後に、回収システム８は再び閉じられる。
前記回転平行移動運動と同様に、収納動作も、例えば、リニア作動装置を介して起こる（図示せず）。このようなリニア作動装置は、前記高性能制御システムによって駆動される液圧システム（または、リニア電気機械モジュール）によって作動される液圧シリンダであっても良い。
【００８８】
回収システム８が地面に設置されるバージョンの風力システム１に関して、２つの解決策が挙げられる。最初の解決策は、それぞれのモジュール５について（したがって、カイト２のそれぞれの列３について）２つの回収システム８を風力システム１に提供することである。２番目の解決策は、風力システム１のモジュール５の数より少ない数の回収システム８を使用することである。
【００８９】
風力システム１がそれぞれのモジュール５について２つの回収システム８を装備しているなら、カイト２の全ての列３を回収できる利用可能な２つの容器を有する：１つはレール６によって描かれる閉路の内側に、他方は前記閉路の外側に設置された。この解決策を採用することによって、カイト２の列３は、回収システム８中に、または風Ｗが許容するものに従った他方の回収システム８で回収できる。  
【００９０】
代わりに、風力システム１がモジュール５の数より少ない数の回収システム８を備える場合、回収システム８はレール６によって描かれた閉路の内側または外側に区別なく設置でき、それぞれの回収システム８はカイト２の少なくとも１つの列３を収納することを目的とする。従って、そのような場合、カイト２を動かすためのロープ４は、自動連結切離システムを備えており（図示せず）、それによってカイト２の列３と／からロープ４を可逆的に連結し離すことができる。そのような自動システムによって、カイト２の列３はそれが回収システム８に隣接し、かつ風況が好都合であるときのみ回収される。回収が終わると、カイト２の対応する列３へモジュール５を接続するロープ４は、モジュール５を進めさせ、モジュール５に続くカイト２の列３を回収できるようにするために、カイト２の列３から離される。同様に、同じ自動連結切離システムによって、風力システム１を始動させるとき、カイト２を離陸させるとき、ロープ４は再びカイト２の列３と結合される。明らかに、風力システム１が全てのモジュール５について２つの回収システム８を備えている場合では、風力システム１が静止している状態でも風力システム１の全てのトロリー１１がカイト２の対応する列３に拘束され続けるので、ロープ４を結合して離す自動システムは不要である。回収システム８が数多くのカイト２の列３を回収できるようにするには、それぞれの回収システム８に自動格納システム（図示せず）を備える必要がある。前記自動格納システムによって、カイト２の数多くの列３を連続的に回収しまたは離陸させ、回収システム８の内部にカイト２の列３を規則正しく配置することが可能になる。そのような自動格納システムは、例えば、ベルトによって扱われる移動棚から成り、前記高性能制御システムによって動かされる。前記移動棚は、カイト２の列３の着陸、格納、および離陸操作の迅速な連続動作をさせるために平行を保って移動し、閉路を描く。
【００９１】
風力システム１のモジュール５上に回収システム８を設置することによって特徴付けられる解決策と同様に、接触を必要とせずにカイト２を放出し扱うために適切に吹き出す圧搾空気のジェットを用いることで、カイト２の離陸と回収をより簡単に行うことができる。この人工風の推進力を得るための装置は、回収システム８の長さに配置され、その操作は、正確で機敏な操作装置を実現するため前記高性能制御システムによって制御される。同様な人工風の推進力装置はカイト２の列３を回収するのを補助できる。事実上、これらの装置によって、カイト２が回収システム８に隣接するときカイト２の操作容易性が保証される人工の気流を起こすことができる。
【００９２】
地面の回収システム８の場合には、回収システム８の端部付近に消失誘導システム（図示せず）を設置することができる。前記消失誘導システムを介してカイト２の列３がプラットホーム上に載ることができるように移動する。前記消失誘導システムは、カイト２の列３の回収システム８への着陸を容易にしなければならず、例えば、回収システム８の側面とその正面に設置される１対のロッドで構成される。前記ロッドは、カイト２の列３の可能なフラッグ化を含み、プラットホームとして開けられた回収システム８へそれを伝達するために、着陸工程に進む瞬時にほぼ垂直な位置まで持ち上げられる。また、前記消失誘導システムは前記高性能制御システムによって運転される。
【００９３】
つまり、地面にカイト２の回収システム８を設置することによって、風力システム１はそれぞれのカイト２の列３について２つの回収システム８を装備すると仮定すると、カイト２の回収操作は以下の方法で行われる：
−カイト２の列３を風力システム１のトロリー１１に接続するロープ４は、トロリー１１に隣接するカイト２の列３を得るために巻き取られる。
−前記消失誘導システムは作動され、回転平行移動と収納動作によって、回収システム８は、持ち上げられ、上向きに傾斜し、プラットホームとして開放され、
−風力システム１のモジュール５のストロークは止められ、人工風の推進力装置の助けにより、カイト２の列３は、レール６が描く閉路の内側または外側の対応するプラットホーム上に同時に載せられ、そして、
−回収システム８は地面に隣接して配置されるように、再び閉じられ、回転平行移動を行う。
【００９４】
それぞれの回収システム８が数多くのカイト２の列３の収納を目標とするなら、回収操作はカイト２のすべての列３について同時には行われない。風力システムのストロークは、回収システム８の数と等しい数のカイト２の列３を着陸させるために止められる。前記自動連結切離システムにより、ロープ４は着陸しているカイト２の列３から離され、前記自動格納システムはカイト２の列３を回収し、他のカイト２を着陸させるためのフリーな平台を利用可能にする。風力システム１は再び始動し、カイト２の列３から離されたモジュール５は、モジュール５に続くカイト２の列３を回収できるようにするために、レール６上を移動し続ける。カイト２の全ての列３が対応する容器の中に回収された後、回収システム８は再び閉じられて、地面に隣接して配置されるように下げられる。
【００９５】
カイトの離陸は同じ一連の操作により行われるが、順序は逆で実行される。再度、それぞれの回収システム８がカイト２の単一の列３を収納することを目的とする場合に関しては、回収システム８は、持ち上げられ、上向きに傾斜され、プラットホームとして開放される。次に、人工風の推進力装置はカイト２の列３を放出するために作動し、風力システム１のモジュール５は、前記高性能制御システムによって制御されたモーター２０によってレール６の上を進み、カイト２の列３の高さでカイト２が上昇できるかすかなそよ風を発生させる。
【００９６】
代わりに、それぞれの回収システム８がカイト２の数多くの列３を収納することを目的とする場合、着陸ステップと同様に、離陸ステップも、カイト２の全ての列３について同時に行われる。この場合、回収システム８は、持ち上げられ、上向きに傾斜して、プラットホームとして開けられた後に、前記自動連結切離装置により、ロープ４は離陸しなければならないカイト２の列３と結合される。カイト２の離陸後、後に続くモジュール５によってカイト２の列３の結合を可能とするために、カイト２の列３と結合するモジュール５はレール６上を進む。カイト２の列３が全て離陸した後、回収システム８は再び閉じられて、地面に隣接して配置されるために下げられる。
【００９７】
本発明に係る風力システム１はさらに少なくとも１つの伝達システムを含む。
前記伝達システムはロープ４を巻き取りおよび巻き戻すためのシステム２２とカイト２との間にある、ロープ４を動かす風力システム１のモジュール５の構成要素である。前記伝達システムは風力システム１のモジュール５上で組み立てられたプーリから成る。
風力システム１のそれぞれのモジュール５は好ましくは、２列のプーリ、カイト２を駆動する２本のロープ４の各々について１列のプーリがある、伝達システムを備える。風力システム１のモジュール５とカイト２の間にある、相互接続部材として単一のロープ４を使用する場合には、それぞれのモジュール５は単列のプーリを備える。
【００９８】
各伝達システムに存在するプーリは４つのカテゴリに分類できる：
−カイト２の回収および放出システムのトロリー上に組み立てられるプーリ３５。
−風力システム１のモジュール５に直接拘束される固定されたプーリ３３。
−以下に記載するロープ４の力のピークを吸収するシステムの一部であるプーリ。
−以下に記載するロープ４を摩擦するシステムの一部であるプーリ。
−ロープ４（それぞれのスライダー２７について１本）の駆動モジュール２６のスライダー上に組み立てられるプーリ３４。
【００９９】
風力システム１のそれぞれのモジュール５について２つのトロリー１１を使用する場合には、前記カイト２の回収および放出システムを備えているプーリを除き、他のプーリ３３はより低い高さに位置するモジュール５のトロリー１１上に設置される。伝達システムを構成するプーリの全体数はトロリー１１のサイズに依存することは明らかである。
【０１００】
本発明に係る風力システム１は、さらにロープ４の力のピークを吸収する少なくとも１つのシステムを含む（図示せず）。
前記ロープ４の力のピークを吸収するシステムは、ロープ４が吸収することができない小規模の突然の負荷変動を代償する風力システム１の構成要素である。前記ロープ４の力のピークを吸収するシステムは、回収システム８とロープ４を巻き取りおよび巻き戻すシステム２２との間に設置される。
本発明に係る風力システム１は、例えば、上述のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号で開示された力のピークを吸収するシステムを備えることができる（より詳細な説明は、前記特許文献参照）。
【０１０１】
総合的に、力のピークを吸収するそれぞれのシステムは、地面から持ち上げられる緩衝釣合い錘（ｄａｍｐｅｎｅｄ  ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｔｈ）に接続されるプーリから成り、垂直に移動可能で、適切なガイドによって拘束される。前記プーリ上にロープ４が巻き取られ、ロープ４の張力によって前記釣合い錘は持ち上げれら続けるので、前記プーリを用いてカイト２の列３が駆動される。本発明の風力システム１のそれぞれのモジュール５は、カイト２の駆動を行うそれぞれの牽引ロープ４について力のピークを吸収する少なくとも１つのシステムを備えるべきである。
【０１０２】
本発明に係る風力システム１はさらにロープ４を摩擦するシステムを少なくとも１つ含む（図示せず）。
前記ロープ４を摩擦するシステムは、負荷が全くないときロープ４を固定して、ロープ４が吸収できない小規模の突然の負荷変動を相殺するために貢献する風力システム１の構成要素である。前記摩擦するシステムは、ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２と回収システム８との間に設置される。
【０１０３】
本発明に係る風力システム１の前記摩擦するシステムは、例えば、リニアガイドに拘束されるプーリから成る、か含む。前記リニアガイドによって強制された移動方向に平行であるように、吸収スプリングは設置され、前記プーリの端に隣接して、およびトロリー１１の別の端部に隣接して拘束される。前記プーリ上にカイト２の列３が巻き取られ、ロープ４の張力によって、前記スプリングが圧縮されるように、前記プーリを用いてカイト２の列３が駆動される。突然の負荷増加がロープ４にかかるとき、そのような負荷増加は前記スプリングの圧縮で部分的に軽減される。しかしながら、前記摩擦するシステムによって実行される主な機能は、負荷が全くないときにロープ４を固定することにある。ロープ４に負荷が全くかからないとき、牽引された前記摩擦するシステムと第２のプーリとの間にある前記スプリングによってロープ４自体が圧縮されるように、実際に前記スプリングにあらかじめ負荷を加えることができる。
本発明の風力システム１のそれぞれのモジュール５は、カイト２の運転を行うそれぞれの牽引ロープ４について少なくとも１つの摩擦するシステムを備えなければならない。
【０１０４】
本発明に係る風力システム１は、さらにロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２を少なくとも１つ含む（図示せず）。
ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２は、前記摩擦するシステム（または、前記力のピークを吸収するシステム）と、以下に挙げられるロープ４の格納システム２３との間に設置される風力システム１のモジュールの構成要素である。
本発明に係る風力システム１は、例えば、上述のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に開示された同じロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２を備えることができる（より詳細な説明は、前記特許文献の参照）。
【０１０５】
総合的に、風力システム１の全てのモジュール５は、対応するカイト２の列３のロープ４の１対がその周りに巻かれている２対の４つのウインチ２４を含む巻き取りおよび巻き戻しシステム２２を備える。前記摩擦するシステムから出るそれぞれのロープ４は、前記巻き取りおよび巻き戻しシステム２２の４つの対応するウインチ２４の周りに巻き取られる。その後、前記ロープ４は格納システム２３に向かって進む。前記巻き取りおよび巻き戻しシステム２２は、ロープ４の牽引力全体を支持するシステムである。
【０１０６】
それぞれのロープがその周りに巻き取られる４つのウインチ２４は、２つのレベル（より高いレベルにおける２つとより低いレベルにおける２つ）の上に配置され、平行な回転軸を有する。全てのロープ４は、平均して円周のおよそ四分の三がウインチ２４の各々の上に巻かれる。それぞれのロープ４について４つのウインチ２４があるので、本システムのウインチ２４の上のロープ４の全体的な巻き上げは、単一つのウインチ上でのロープ４の３回の完全な巻き取りに等しい。同じロープ４が巻かれる４つのウインチ２４は、例えば、ギアを介してその作動が前記高性能制御システムによって規制されるモーター２８に（場合により減速機を介入することによって）接続される。これらのウインチ２４によって、カイト２の駆動は行われる。代替策（図示せず）は、それぞれのウインチ２４についてモーターを使用することにある。簡略化するために、前記ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２が、１本のロープ４がその上に巻かれている４つのウインチ２４の各々について、単一つのモーター２８を備えている場合について以下に記載する。
【０１０７】
ロープ４とウインチ２４との間の接触面を増加させてロープ４を収納するために、ウインチ２４の表面を適切に形成することによって、それぞれのウインチ２４とロープ４との間の摩擦力を大きくすることができる。
常に単一のロープ４に着目すると、格納システム２３に向かって進むにつれてロープ４とウインチ２４との間で摩擦力が次第に増加するように、４つのウインチ２４の表面の粗さを差別化することができる。
【０１０８】
風力システム１のモジュール５とカイト２との間の相互接続部材として単一のロープ４を使用する場合には、ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２は４つのウインチ２４のみを備える。このことにより、風力システム１を始動するときより少ないエネルギー消費量で、ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２の障害と風力システム１のモジュール５の慣性を減少させる。
ロープ４の格納システム２３と駆動システム２２との区別はカイト２に接続されるロープ４の部分の最大長によってなされる必要があることに留意すべきである。実際、それぞれのロープ４について単一のウインチが使用される（その結果、駆動システムと格納システムの両方として作動する）場合、前記ロープ４はウインチドラムの周りに完全に巻かれ、多層を形成し、同時に最大負荷を支持する。異なるロープ４の巻線の間をスライドすることによって引き起こされるであろう摩擦がロープ４にかかりそのような範囲でロープ４の機械特性を損なうので、そのような状況は避けなければならない。
【０１０９】
「４つのウインチ」タイプのロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２の代替手段として、例えば、それぞれのロープ４について単一のウインチを使用することが可能である。その場合には、ロープ４は限られた回転数だけ（単層の巻き数）を実行することによってこのようなウインチの周りに巻かれ、その後格納システム２３に向かって続く。２番目の代替手段は、ロープ４がその中に挿入される１対の向かい合うトラックを備える装置を使用することにある。前記したロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２に関する両方の代替手段は、イタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に開示されている。
【０１１０】
本発明に係る風力システム１はさらに、ロープ４の格納システム２３を少なくとも一つ含む（図示せず）。
ロープ４の格納システム２３はカイト２のロープ４の格納を管理する風力システム１のモジュール５の構成要素である。
本発明に係る風力システム１は、例えば、上述のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号で開示されたのと同様にロープ４の格納システム２３を備える（より詳細な説明は前記特許文献参照）。
【０１１１】
総合的に、風力システム１の全てのモジュール５は、対応するカイト２の列３のロープ４の対がその周りに巻かれている１対のウインチ２５を含む、ロープ４の格納システム２３を備えている。これらのウインチ２５は１対の減速機を介して、その作動が前記高性能制御システムによって規制される１対のモーター２９に接続される。前記と同様に、風力システム１のモジュール５と対応するカイト２の列３との間にある相互接続部材として単一のロープ４を使用する場合には、ロープ４の格納システム２３は減速機を介して単一のモーター２９に接続された単一のウインチ２５を備えている。このことにより、システムを始動するときより少ないエネルギー消費で、ロープ４の格納システム２３の障害と風力システム１のモジュール５の慣性を減少させる。
格納システム２３はカイト２の駆動の管理もしない。前記方法では、格納システム２３のウインチ２５の周りに巻かれたロープ４の張力は、巻き取りおよび巻き戻しシステム２２のウインチ２４上に巻かれたロープ４の断面で検出できる張力よりもはるかに低い。したがって、ロープ４の負荷がより大きいところでは、ウインチ２４上の巻線の数はロープ４が２層以上に決して配置されないような数である。反対に、格納システム２３のウインチ２５上では、ロープ４は多層で巻かれるが、張力は最小である。格納システム２３を構成するウインチ２５の直径は、巻き取られた層の厚さをとにかく薄くするために、巻き取りおよび巻き戻しシステム２２のウインチ２４の直径よりも大きい。したがって、前記高性能制御システムには、ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２と同じロープ４がその周りに巻かれる格納システム２３とのウインチ２４とウインチ２５の回転を同期させる目的もある。これは、なかでも風力システム１を始動し停止するステップの間、２つのシステム２２と２３の間に含まれるロープ４の断面で負荷を管理するための基本である。
【０１１２】
ロープ４の格納システム２３のウインチ２５上に巻線が多層巻かれているので、それぞれのウインチ２５に隣接して、ロープ４がウインチ２５上に規則的に巻かれるように強制し、かつウインチ２５の側面とロープ４と間、および巻線同士間でスライドするのを防ぐ、駆動モジュール２６を設置することが必要である。
ロープ４の駆動モジュール２６は、ロープ４が格納システム２３のウインチ２５上に規則正しく巻かれるように強制し、かつウインチ２５の側面とロープ４との間、および巻線同士間でスライドするのを防ぐ、風力システム１のモジュール５の構成要素である。
【０１１３】
本発明に係る風力システム１は、例えば、前記のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に開示されたのと同様のロープ４の駆動モジュール２６を備える（より詳細な説明は、前記特許文献参照）。
総合的に、これらの駆動モジュール２６はロープ４の対応する格納システム２３のウインチ２５の回転軸と平行して配置されたレールに拘束されたスライダー２７から成る。スライダー２７は２方向に平行移動でき、プーリ３４はその上に組み立てられる。特に、前記トロリー２７はウインチ２５のピッチ毎に動く。
ロープ４の駆動モジュール２６において、スライダー２７の平行移動は、カイト２を動かす前記高性能制御システムによってその動作が規制される電気モーター３０によって起こる。
【０１１４】
風力システム１には、格納システム２３の全てのウインチ２５についてロープ４の駆動モジュール２６がある。
ロープ４の駆動モジュール２６を使用する代わりに、例えば、対応するウインチ２５の回転軸と平行して設置されたガイドの上で移動するトロリー上にロープ４の格納システム２３のそれぞれのウインチ２５を設置することが可能である。前記トロリーのスライディングは、その操作が前記高性能制御システムによって規制される電気モーターによって起こる。また、そのような解決策はイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に開示されている。この解決策を採用することによって、ロープ４の規則的な巻き上げを保証するために平行移動するのはウインチ２５自体であるので、ロープ４の駆動モジュール２６はもはや必要ではなくなる。
【０１１５】
風力システム１のモジュール５は、発電機としても作動する電気モーター、およびモーターとしても作動する発電機２０および／または２１を備えている。
電気モーターを介して、ウインチ２４と２５の作動およびロープ４の駆動モジュール２６の作動が行われる。
特に、それぞれのロープ４について風力システム１は３つの電気モーターを装備している：
−ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２のウインチ２４を回転させるのに関与するモーター２８。
−ロープ４の格納システム２３のウインチ２５を回転させるのに関与するモーター２９。
−ロープ４の駆動モジュール２６のスライダー２７（または、ロープ４の格納システム２３のウインチ２５がその上に組み立てられるトロリー）を平行移動させるのに関与するモーター３０。
【０１１６】
回収システム８の端部品１０を動かすために、風力システム１の全てのモジュール５は液圧シリンダ３２を作動させる液圧システムまたはリニア電気機械モジュールをさらに備えている。
前記モーター２８、２９および３０の各々は、減速機、例えば、外サイクロイド型の減速機を介して、ロープ４の駆動モジュール２６または対応するウインチ２４および２５と連動することができるであろう。
また、これらのモーター２８と２９は発電機として作動できるので、ロープ４の巻き取りおよび巻き戻しシステム２２のウインチ２４に接続されたモーター２８を介して、カイト２によって前記ウインチ２４上に加えられた牽引力を有効利用することによって、電気を生産させることができる。前記電気モーターは前記高性能制御システムによって制御され、カイト２の同じロープ４に対応するものは同調して作動しなければならない。
【０１１７】
カイト２による風力システム１のモジュール５の牽引力を有効利用することによって電気を生産するためには、採用できる解決策は複数あり、モジュール５がレール６上を移動するモードにも依存する。
電気の生産は、風力システム１のモジュール５が一般的なレール６の上を移動するようにさせるホイール１６の回転によって直接作動する（または、エネルギーの転換に使用されるトロリー１１のホイール１６の回転によって作動する）発電機／モーター２０によって行うことができる。
また、上述のように、電気の生産は風力システム１のモジュール５がその上を移動する一般的なレール６上に設置された、少なくとも１つのラック１５の上を転がる歯車１８の回転で作動する発電機２１によっても行うことができる。
【０１１８】
エネルギー生産は、可逆的な磁気リニアモーターを用いることによって最終的に起こりうるので、それらは発電機として作動する。
磁気浮揚による鉄道輸送では、磁力の反発力と引力が、輸送車列を空中に浮揚させるだけではなく移動の手段としても使用される。特に、輸送車列を動かすためと制動するために、前記磁気浮揚輸送において同期リニアモーターが使用され、前記モーターはその中に固定子が開放されレールに沿って配置されている電気回転モーターとして作動する。回転子と固定子はねじりモーメントではなく、直線力を発生させる。そのような直線力は、スライドする磁場を発生させる一連の磁石またはソレノイドにより発生し、前記磁場はレール上に設置された電磁石と相互作用する。輸送車列からくる磁場は、レールの電磁石において、誘導された磁場に反発することで作動する電流を誘導する。このことによって磁場のスライドする方向に対して逆方向に輸送車列を押す力を発生させる。
【０１１９】
磁力を用いて風力システム１のモジュール５でのカイト２の牽引効果から得られる機械エネルギーを電気エネルギーに変換するのに同じ原則を使うことができる。特に、風力システム１のモジュール５は、場合により超伝導体タイプのソレノイド（それは比較的わずかなエネルギーしか必要としない）に補助される、永久磁石（したがって、それは供給される必要がない）を備えることができ、電磁石として作動する金属巻線をレール６上に設置できる。永久磁石が、モジュール５がレール６の上で平行移動するとき、これらの電磁石において電流を誘導するように、前記金属巻線は適切に配置される。そのような誘導電流がモジュール５の浮揚を決定する、誘発している磁場に反発する磁場を一部発生させて、一部は機械エネルギーの電気エネルギーへの変換の成果である。特に、レール６上とモジュール５上で対面するそれぞれの磁気回路と永久磁石とのモジュール構成により、レール６に対するモジュール５の相対的な移動の間、誘導される流れの連続変動がもたれされる。磁気回路におけるこれらの流れ変動は、電気エネルギーを集めるための巻線に有益に関連づけられる。これらの巻線は制御可能で迅速な方法でそれらの吸収を変えるパワー・エレクトロニクスに連動できる。このように、前記システムは過渡現象力学で力を調節することによって介入できる作動装置になる。この特性により、空隙の面に対して正常方向の、永久磁石に備えられたスライダーの、起こりうる過剰なエネルギーの変動または振動を吸収できる仮想の衝撃吸収材は実現可能となる。
【０１２０】
モジュール５が備えなければならない永久磁石は、例えば、ネオジウム鉄ホウ素磁石でありうる。そのような磁石は十分広い空隙と非常に強い磁気の流れを得られる最良の候補磁石である。永久磁石を備えるスライダーの最大能力は、対面する面積の関数であり、距離の二乗で変化する磁力の反発力の利点を活用する。
つまり、永久磁石による磁気浮揚を使用することにより、単一のサブシステムにおける以下の３つの機能性を結びつけることが可能となる：低摩擦のモジュール５の浮上（したがって、モジュール５のスライディングは非常に効率的であり、部材を摩耗することなく浮上できる）、発電（レール６において直接起こる）、およびモジュール５の（したがって、延伸柔構造１２の）推進力下での永久磁石を備えるスライダーの可能な振動および変動のエネルギー吸収。
永久磁石を備えるスライダーが牽引される危険を防ぐために、サポート接続のタイプは、ボールタイプの関節のような２段階の自由度を有し、スライダーの重心領域で押す。このように、前記スライディング方向に沿った応力のみが伝達され、これら応力は空隙面に対して横切るか、水平または垂直に伝達される。
【０１２１】
エネルギー変換に関して、本発明の風力システム１に採用可能である以下の４つの構成がある：
−風力システム１のモジュール５は、その回転が電流を発生すための発電機２０を直接作動させるホイール１６および１７によって、一般的な主のレール６の上を移動する。発電機２０に接続されたホイール１６上に、モジュール５の重量がかかる。前記ホイール１６の回転摩擦が発電機２０を作動させるのに十分である場合のみ、前記構成を採用できる。
−風力システム１のモジュール５は、ホイール１６および１７によって一般的な主のレール６の上を移動するが、電流の生産は、少なくとも１つのラック１５の上を転がる歯車１８に接続された発電機２１を作動させることによって、主に起こる。そのような構成では、平滑なホイール１６がサポート機能をほとんど実行しても、それらはとにかく、モジュール５を立ち上げる風力システム１を始動するとき作動する、以下で説明するような、モーター１１に接続される。風力システム１が作動するとき、平滑なホイール１６と一般的なレール６との間の回転摩擦を有効利用して、発電機として前記モーター１１を使用できる。
−風力システム１のモジュール５は、サポート機能のみを実行するホイール１６と１７によって、一般的なレールと磁気レールとの組み合わせであるレール６の上を移動する。電流の生産は、可逆的な磁気リニアモーターが発電機として作動するため、これらのモーターを使用することによって行われる。
−風力システム１のモジュール５は、磁気浮揚によって、一般的なレールと磁気レールとの組み合わせであるレール６の上を移動する。また、モジュール５は空隙の保持を確実にするホイール１６を備える。可逆的な磁気リニアモーターが発電機として作動するため、これらモーターを使用することによって電流の生産を行う。
【０１２２】
上述の４つの構成では、可逆的な磁気リニアモーターの使用に備えるものは、より高い桁数の電力の送達を確実にするものである。
回転式の発電機／モーター２０または可逆的なリニアモーターである発電を行う装置は、風力システム１の始動時、モジュール５を進めカイト２を上昇させるのに有利なように回収システム８の端部で軽風を発生させるための、モーターとして使用される。もし風力システム１のモジュール５が延伸柔構造１２を介して互いに接続されてない場合、発電機２０がモーターとして使用される別の状況は、風力システム１の操作の間カイト２の牽引効果がなくなっている時である。そのような場合では、風力システム１のモジュール５は、初めは、慣性で進み続ける。前記高性能制御システムが瞬時に牽引効果を回収しないと、発電機２０はモーターとして機能するために作動し、モジュール５は、追従するモジュール５のそれ自身の移動速度が遅くなるように強制することなく、進み続ける。
【０１２３】
前記高性能制御システムはカイト２を自動的に動かすシステムである。この構成要素の主な作用は、ロープ４の格納システム２３のならびに巻き取りおよび巻き戻しシステム２２のウインチ２４と２５に接続されたモーター２８と２９を操作すること、およびカイト２の回収システム８の、指向させるように構成される、端部品１０を操作するために構成されたシステムを制御することにある。明らかに、カイト２のそれぞれの列３は、飛行干渉の可能性を避けて、他の列とは別個に運転される。
本発明に係る風力システム１の前記高性能制御システムは好ましくは、上述のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号で開示されたものと同様でありうる（より詳細な説明は前記特許文献参照）。
総合的に、前記高性能制御システムによって実行される主な機能を以下に示す：
−カイト２の飛行の自動制御。
−カイト２の備品としてのセンサの自己較正。
−カイト２と他の飛行物体との衝突の防止。
−格納システム２３のウインチ２５を平行移動するためのモーターのロープ４の駆動モジュール２６の作動。
−モーターの作動。
−ロープ４の負荷変動の相殺。
供給システムは、電気エネルギーを蓄積して送るためのすべての必要な構成要素を含む。特に、風力システム１は、電源、変圧器、および生産された電気が格納される蓄電池を備えており、風力システム１のモジュール５の始動フェーズの間とカイト２を回収するために電流はモーターに送られ、すべての電子的構成要素に供給され、かつ電力は外部利用者に提供される。風力システム１のすべての電子的構成要素の操作が前記高性能制御システムによって制御されていても供給される。
【０１２４】
本発明は、さらに前記風力システム１によって電気エネルギーを生産する方法に関する。
概して、本発明の方法は、本発明の風力システム１によって成立する風力エネルギーから電気エネルギーへのエネルギー変換プロセスを統合し、前記風力システムが稼働するとき周期的に繰り返される４つのステップを含む。
【０１２５】
風力システム１の単一のモジュール５に関して本発明に係る方法の最初の３つのステップの間、風Ｗが吹く方向が一定であり、レール６と７が円形路を描くと仮定すると、モジュール５の移動はそのようなモジュール５に接続されたカイト２の列３によって風Ｗから得られた風力エネルギーに起因する。したがって、前記高性能制御システムは、全ステップにおいてレール６に対してロープ４をできるだけ正接するように保つ必要に応じて、風から得ることができる風力エネルギーが最大になるように、カイト２の列３を駆動する。実際、ロープ４がレール６に対して接線に近づけば近づくほど、モジュール５の扱いに関して牽引力がより有用な要素となる。ロープ４がレール６に正接するように保たれるという事実は、揚力、すなわち、風速に垂直な力要素を主に有効利用するように前記制御システムがカイト２の列３を駆動することを含意する。このようにカイト２は、風の前面に向かって進み続ける。次いで、風はカイト２を進めさせ、風力システム１のモジュール５に接続されたロープ４に張力をかける：この牽引効果がモジュール５の取り扱いと発電機２０および／もしくは２１または可逆的な磁気リニアモーターによる電気エネルギーの生産量を決定する。
【０１２６】
本発明に係る方法の４番目で最後のステップは逆に風下の領域で行われる。前記高性能制御システムは、風力システム１のモジュール５へのどんな制動効果も生じることなくそのような領域を迅速に交差するようにカイト２の列３を駆動する。特に、前記高性能制御システムがモジュール５の移動に従うようにカイト２の列３を駆動するだけではなく、カイト２からの牽引効果も依然存在する（ほとんど効率的でないとしても）。風力システム１のモジュール５がタイロッド１４のシステムを介して互いに接続されるなら、牽引効果が未だ存在しているモジュール５は稼働サイクルのこのステップにあるモジュール５を進めることに貢献する。代わりに、モジュール５がタイロッド１４のシステムを介して互いに接続されていない場合は、そのようなステップの間、検査を受けるモジュール５の前進は何よりも慣性で起こる。
【０１２７】
本発明に係る方法のサイクルの間にカイト２によって描かれる潜在的な軌道を示す図２１に特に関連して、風の速度方向Ｗとモジュール５の矢印Ｒによって指定された移動方向が一定に保持されると仮定し、風力システム１の単一のモジュール５に着目すると、本発明に係る方法を構成する４つのステップは、カイト２が入る気流の方向Ｗに依存してカイト２が存在する様々な空間領域を区切る破線の四角形ａ、ｂ、ｃおよびｄでそれぞれ示され、以下の通りである：
ａ）このステップの間、カイト２は風の方向Ｗに対して横切る方向に進む（図２１の四角形ａ）。次いで、風はカイト２の前進方向に対して横切るように吹く。巻かれていないロープ４の部分の長さは、カイト２が風力システム１のモジュール５から離れるので、増加する。その後、そのようなステップは前記のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に開示されたステップと同様に進む（詳細は、前記特許文献参照）。
ｂ）このステップの間、カイト２は風が吹くのと同じ方向Ｗに沿って進む（図２１の四角形ｂ）。そのようなステップでは、カイト２の浮揚力の有効利用は、抵抗へまとめられる。これにより、カイト２の速度は風速Ｗより早くなる、そして、牽引効果を利用するために、ロープ４を一部巻き取ることが必要である。そのような回収にもかかわらず、このステップの間さえ、エネルギー収支はプラスである。その後、このステップについても、前記のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に記載された内容が有用である（詳細は、前記特許文献参照）。
ｃ）横切る風の上述の第一のステップａ）の間に起こるのと同様に、このステップにおいて、風の向きＷに対して横切る方向に進むようにカイト２を運び（図２１の四角形ｃ）、カイト２が風力システム１のモジュール５から離れるので、巻き戻された部分のロープ４の長さは増加する。その後、このステップについても、前記のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に記載された内容が有効である（詳細は、前記特許文献参照）。
ｄ）このステップの間、カイト２は風方向に対して逆方向に沿って進む（図２１の四角形ｄ）。前記高性能制御システムは２つの横軸間を素早く移行することから成る「方位ジャイブ」と定義される突然の操作を行うので、制動効果を生じないようにカイト２を駆動し、この間、風力システム１のモジュール５が円周の弧に沿って移動する時間に影響を受けるこの弧の３倍以上に等しい距離を空気中でカイト２が移動する。何らかの方法でモジュール５の移動に相対することなく、カイト２は下降する。そのステップの間、比較的短い時間に、巻き戻されたロープ４の長い部分を回収することが必要となる。前記方位ジャイブの終わりに、カイト２は、風Ｗによって捕らえられるために配置され、この後者に対して横切る方向に進む。このステップについても、前記のイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に記載された内容が有効である（詳細は、前記特許文献参照）。
ｅ）レール６に沿ってモジュール５の完全な回転毎に前記ステップを周期的に繰り返す。
しかしながら、理解されうるように、前記アームと回転軸を伴う風力システムに関するイタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号に開示されている内容は、エネルギーを蓄積するシステムが含まれ、このシステムを用いてエネルギーロープ４の格納システム２３のならびに巻き取りおよび巻き戻しシステム２２のウインチ２４と２５を回転させずにロープ４の巻き戻し部分の長さを増加させるか減少させる内容であり、これとは逆に、本発明に係る風力システム１では、ロープ４の巻き戻された部分の調整は、前記のウインチ２４と２５によって行われる。
全体の稼働サイクルの間、カイト２は交互に上昇し下降するように駆動される。風力システム１のモジュール５はカイト２に比べてゆっくり移動するので、この選択は第一に、技術的必要性によって決定される。第二に、高さの増加と減少の間の連続的な代替の状況も、風から得られるエネルギーの最適化に関して非常に有利である。事実上、風の前面をスウィーピングすること（ｓｗｅｅｐｉｎｇ）によって、カイト２が生み出しうるパワーはより大きくなる。
【０１２８】
さらに、イタリア国特許出願公開番号第ＴＯ２００６Ａ０００４９１号の前記アームと回転軸を伴う風力システムに比して、本発明に係る風力システム１は以下の局面で改良されている：
−前記アームと回転軸を伴う風力システムは中央のガイドによって特徴付けられ、電気エネルギーの生産はカイトによってタービンのアーム上で発生するねじりモーメントを有効利用することによって行われるが、本発明の風力システムは、少なくとも１本のレール上を移動する少なくとも１つのモジュールを伴う、リング型ガイドによって特徴付けられ、エネルギー変換はカイトによるモジュールの牽引力を有効利用することによって行われる。
−前記アームと回転軸を伴う風力システムでは、カイトの駆動がロープによってのみで行われているが、本発明の風力システムでは、カイトの駆動は同カイトの上に搭載されたスポイラー、またはスポイラーを介しても行うことができる。特に、駆動は、スポイラーによって、圧力勾配をもたらす乱流を引き起こすことによって行われる。そのような駆動モードは、前記アームと回転軸を伴う風力システムによって提供されたものと統合されるか置換される。
−前記アームと回転軸を伴う風力システムでは、ロープを収納しカイトを駆動するために配置された構成要素は、タービンセンターに配置されていた（したがって、ロープがカイトに向かって地面から離れていく位置から遠かった）が、本発明の風力システムでは、ロープのための格納システムはそれぞれのモジュール上に搭載され、カイトの回収システムに隣接して配置される。本発明の風力システムにはアームがないので、前記アームと回転軸を伴う風力システムで得ることができるパワーに比して、はるかに高い桁数の規模（例えば、１ＧＷ）で電力を発生させるのが可能な構造となる。実際、アームを除くことによって、風力システムの慣性が小さくなり、モジュールが描く経路の長さを伸ばすことが可能となり、その結果、モジュールとそれに続くモジュールとの間隔を同じにして、前記風力システムに備えられるモジュールの数を増やす弧とが可能となる。
−前記アームと回転軸を伴う風力システムでは、カイトを回収するためのパイプが固定されているが、本発明の風力システムではカイトの回収システムは、水平面と鉛直面の両面で回転する可能性を有する、指向させることができる端部品を有する。これは、カイトの回収と打ち上げ操作を容易にする。
【０１２９】
本発明による風力システムおよび方法によって実証された高性能のさらなる証拠として、単一のカイト２が風から抽出することができるパワーに関するいくつかの考察を提供することができる。
そのような目的のために、特に図２２に関連して、システムの空気力学を明確に示すことが望ましい。気流が静止した空力面ＡＳ（いわゆる、「エアフォイル」）に接触すると、そのような気流は２つの力、風の吹く方向Ｗに平行な牽引力Ｄおよび前記方向Ｗに垂直な揚力Ｌを発生させる。風が層流の場合、空力面ＡＳの上を通る気流ＡＦ１は、より長い距離を移動しなければならないので、その下を通る力ＡＦ２より早い。これによりカイトの上部で圧力低下が生じ、その結果、揚力Ｌを引き起こす圧力勾配が生じる。
【０１３０】
代りに図２３を参照すると、カイトＡＭが揚力方向ＤＴに沿って動くことができると想定される。、そのような動きの効果によって、エアフォイル・セクションＡＭの下面は風速に対して傾斜する。そのような場合では、揚力と牽引力は、カイトに対する相対風速度に対してそれぞれ垂直と平行である。
運動方向に平行な力をＳ１とし、前記方向に垂直な力をＳ２とすると、牽引力Ｄに平行な要素には反対の方向性があるが、運動方向に平行な揚力Ｌの要素はエアフォイル・セクションＡＭの移動と同じ方向性がある。
したがって、気流に垂直な方向に動きを保つことに関しては、牽引力要素Ｄに対するカイトＡＭの運動方向ＤＴに沿った揚力要素Ｌの両要素間での比率を高めるために、カイトＡＭを傾斜させることが望ましい。
これらの考察は風力システム１の全ての単一カイト２についても有効である。
事実上、前記高性能制御システムは、翼状カイト２による高い牽引効果によって特徴付けられるステップの間、揚力と牽引力間の比率を高く保つためにそれぞれのカイト２を駆動する。そのような方法で、カイト２は風正面をスウィーピングして振動し、ロープ４を牽引するのでパワーを発生する。
単一カイト２により生じるパワーは、特定風力（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｗｉｎｄ  Ｐｏｗｅｒ）と表される特定の風力に、カイトによって遮断される前面の風の面積（すなわち、カイト面積）Ａと、カイトの力率ＫＰＦ（カイトの速度Ｖｋと風速Ｖｗの間の比率Ｖｋ／Ｖｗと、２つの係数ＫｄとＫｌとに依存する性能係数）とを掛けることによって計算される。
係数Ｋｄは牽引力、すなわち、カイトが地面を引っ張るときに風に沿った力と速度による拘束を指し、係数Ｋｌは揚力、すなわち、風の前面をスウィーピングするための振動による拘束を指す。揚力によって、カイトの速度は風速よりもはるかに速くなる。カイトのパワーが大きくなるほど、牽引力に対する揚力が大きくなる。
例えば、Ｖｋ／Ｖｗ＝１０、Ｋｌ＝１．２およびＫｄ＝０．１と仮定できる。そのような場合、ＫＰＦ＝２０が得られる。
空気密度ρが一定値であり、１．２２５ｋｇ／ｍ３と仮定すると、風によって発生する特定のパワー（特定風力）は以下の式でもとめられる。
【０１３１】
【数１】
2010523865.tif 000003
カイトによって発生することができるパワー（カイト力）は、以下の式でもとめられる：
【０１３２】
【数２】
2010523865.tif 000004
【０１３３】
例えば、６ｍ／ｓの風が吹くとき６０ｍ／ｓの速度で押される１８ｍ２の表面を有するカイトを使用する場合、ロープレベルで発生可能である電力は４７６２８Ｗである。従って、そのような電力はカイト２が発生させることができる最大の力に対応するであろう。
ＫＰＦによって想定される値は、いずれにせよ、カイト２の効率に依存する。ＫＰＦ想定値を２０より大きくすることは可能である。例えば、ＫＰＦ想定値が４０と等しい場合、１８ｍ２の面積を有するカイト２から得ることができる最大電力は９５２５６Ｗとなる。
【図１】
2010523865.tif 000005
【図２】
2010523865.tif 000006
【図３】
2010523865.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010523865.tif 000012
【図９】
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【図１０】
2010523865.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
2010523865.tif 000028
2010523865.tif 000029
2010523865.tif 000030