(57)【要約】  本発明は、エネルギー分野に関し、より具体的には、空気流動力を使用することによって、電気エネルギーを発生させる風力発電所に関する。風力エネルギー変換モジュールは、ガイドベルト１に沿って移動するように構成されるケーシング９と、ケーシング上に搭載されるカイトの形状の少なくとも１つの風力エネルギー受信部１０と、風及びケーシング９に対する風力エネルギー受信部の配向駆動部１０と、制御システムと、ケーシング１がガイドベルト１に沿って、ガイドベルト１に関連付けられる接触ガイドレール３との力相互作用において移動するとき、電気を発生するように構成される発電機６とを備える。制御システムは、発電機６の制動力を変化させることによって、モジュール速度を変化させるように構成される。本発明は、モジュール速度を制御することによって、高い風力エネルギー効率を確保することを可能にする。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力エネルギー変換モジュールであって、
前記ガイドベルトに沿って移動するように構成されるケーシングと、
前記ケーシング上に搭載される少なくとも１つの風力エネルギー受信部と、
前記風及び前記ケーシングに対する前記風力エネルギー受信部の配向駆動部と、
制御システムと、
前記ガイドベルトに沿った前記ケーシングの移動中及び前記ガイドベルトに関連付けられる接触ガイドとの力相互作用中、電気エネルギーを発生するように構成される電気エネルギー発生デバイスと、を備え、
前記制御システムは、前記電気エネルギー発生デバイスの制動力を変化させることによって、前記モジュールの速度を変化させるように構成される、風力エネルギー変換モジュール。
【請求項２】
前記風力エネルギー受信部は、羽根プロファイルの形状で作成されている、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。  
【請求項３】
前記風力エネルギー受信部は、変化する空気力学的プロファイルを伴う羽根の形状で作成されている、及び／または変化する面積プロファイルを伴う羽根の形状で作成されている、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項４】
前記風力エネルギー受信部は、少なくとも１つの帆の形状で作成されている、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項５】
前記風力エネルギー受信部は、主要プロファイル及び少なくとも１つの傾斜フラップを含む複合の空気力学的プロファイルを伴う羽根の形状で作成されている、請求項２に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項６】
風力エネルギー受信部は、その中間部分で前記ケーシングに取り付けられ、それにより、前記風に吹かれるときの前記風力エネルギー受信部からの前記ケーシング上の片持ち荷重は平衡する、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項７】
前記モジュールが前記ガイドベルトに沿って水平に移動するとき、前記風力エネルギー受信部は垂直に配向される、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項８】
前記モジュールが前記ガイドベルトに沿って垂直に移動するとき、前記風力エネルギー受信部は水平に配向される、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項９】
前記ケーシングは、レールトラックに沿って、またはモノレールに沿って、移動するように配置される、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１０】
前記ガイドベルトに沿って前記ケーシングを移動させる実現性は、磁気ベアリングによって実施される、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１１】
前記電気エネルギー発生デバイスはロータリー型の電気エネルギー発生デバイスであり、前記ガイドベルトに関連付けられる前記接触ガイドとの前記力相互作用は機械的なものである、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１２】
前記電気エネルギー発生デバイスはリニア発電機の可動部分であり、前記ガイドベルトに関連付けられる前記接触ガイドとの前記力相互作用は電磁気的なものである、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１３】
前記リニア発電機の前記可動部分は、歯上の巻線により軟磁性鋼鉄のレールの形状で作成される接触ガイドとの電磁相互作用に起因して前記モジュールが移動しているとき、電気を発生するように構成される短いレールの形状で作成されている、請求項１２に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１４】
前記制御システムは、前記短いレールの前記歯及び前記接触ガイドのギヤレールを付勢するように構成される、電子制御モジュールを備える、請求項１３に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１５】
前記機械力相互作用は、ギヤによって形成される歯車装置と、固定ギヤレールの形状で作成された接触ガイドとによって行われることができる、請求項１１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１６】
前記電気エネルギー発生デバイスは、羽根誘導型発電機の形状で作成されている、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１７】
前記制御システムは、前記電気エネルギー発生デバイスを前記モータモードに移行するように構成される、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１８】
風速センサ及び風向センサは前記ケーシング上に設置される、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項１９】
前記制御システムは、情報を前記センサから受信し、前記センサからの情報を使用するアルゴリズムに従って、前記風力エネルギー受信部の駆動配向によって最適な方法で前記風力エネルギー受信部を配向するように構成される、請求項１８に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項２０】
前記風力エネルギー受信部の前記駆動部はサーボ駆動である、請求項１９に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項２１】
前記制御システムは、前記風力エネルギー受信部の前記配向を変化させるための補助空気力学的コントローラを備える、請求項１９に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項２２】
前記制御システムは、前記羽根モードに移行するまで、前記空気力学的プロファイルを変化させる、及び／または前記羽根の前記面積を変化させるように構成される、請求項１９に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【請求項２３】
前記ケーシングは、前記ガイドベルト及び前記接触ガイドを清掃するための搭載式除雪機を備える、請求項１に記載の風力エネルギー変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー分野に関し、より具体的には、空気流動力を使用することによって、電気エネルギーを発生させる風力発電所に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術では、トラス形状のフレームで作られた経路に沿って移動するように構成される搬送台であるガイドベルトに関する風力エネルギー変換モジュールは既知であり、当該モジュールは、搬送台に搭載される羽根プロファイルを備え、搬送台は、ローラによって懸架されている（国際公開第２０１６１５０５６１号）。
【０００３】
また、レールトラックに関する風力エネルギー変換モジュールは既知であり、当該モジュールは、レールトラックに沿って移動するように構成される台車と、台車上に搭載される帆の風力エネルギー受信部と、機械的発電器とを備える（欧州特許出願公開第２０７８８５３号明細書）。
【０００４】
また、ガイドベルトに関する風力エネルギー変換モジュールは既知であり、当該モジュールは、風力エネルギーによってレールトラックに沿って移動するように構成される台車と、台車上に搭載される空気力学的プロファイルの羽根の形状をしたエネルギー受信部と、風及びケーシングに対して羽根プロファイルを配向するための機械駆動部とを備える（仏国特許出願公開第２２９７３３３号明細書）。
【０００５】
また、ガイドベルトに関する風力エネルギー変換モジュールは既知であり、当該モジュールは、ガイドベルトに沿って移動するように構成されるケーシングと、ケーシング上に搭載される少なくとも１つの風力エネルギー受信部と、風及びケーシングに対する風力エネルギー受信部の配向駆動部と、動作アルゴリズムとを含み、ケーシングに強固に搭載される風力エネルギー受信部の配向駆動部及び発電機を使用して、風力エネルギー受信部に風が吹くとき風によって生じる力を変化させるように構成される制御システムとを備える（国際公開第２０１６１５４７５７号）。
【０００６】
先行技術から既知である技術的解決策の一般的な不利点は、以下に説明される。
−空気流動が変化する条件下で時点毎に、モジュールの最大風力エネルギー効率がえられない結果をもたらす、モジュールの速度を制御できないこと。
−本システムが羽根面積及び設置される発電機容量を変化させることができないため、システムが有効である風速の範囲が狭い。いくつかの推定によると、従来の風力発電機が最適な性能で動作するのは、１５％以下の確率である。他の日では、風力は、動作するには非常に弱く、または非常に強い場合がある。
−高速時にのみ効果的な動作モードを達成し、大容量の超低周波の発生、動物及び人々に対する危険性、鳥の集団死、プラントの周囲に制限領域を作る必要性をもたらす。
−高価な構造材料及び技術を使用することに至らしめる構造要素の高搭載。
−輸送及び設置に特有の輸送及び設置作業が必要になる、大きな寸法で重い構造部品。
−構造の低い保全性。任意の大型部品の交換に、特有の輸送及び設置作業を繰り返す必要がある。
−いずれかの部品の故障時に、修復が完了するまで、稼働停止時間を生じさせる構造の操作性の喪失。
【０００７】
提案されたものに最も近いのは、ガイドベルトに沿って移動するように構成されるケーシングと、ケーシング上に搭載される凧形状の少なくとも１つの風力エネルギー受信部と、風及びケーシングに対する風力エネルギー受信部の配向駆動部と、制御システムと、ケーシングがガイドベルトに沿ってガイドベルトに関連付けられる接触ガイドレールとの力相互作用で移動するときに電気を発生するように構成される発電機と、を備える、風力エネルギー変換モジュールである（ロシア国登録特許第２４５１８２６号明細書、２０１２年５月２７日公開）。既知のモジュールは、取り付けられたケーブルの形状の歪みによりカイトの迎え角を制御するように構成される制御システムを有する。
【０００８】
また、モジュールの速度を制御できないことは、空気流動が変化する条件下で各時点でモジュールの最大風力エネルギー効率が得られないことにつながる、このモジュールの不利点であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１６１５０５６１号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２０７８８５３号明細書
【特許文献３】仏国特許出願公開第２２９７３３３号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１６１５４７５７号
【特許文献５】ロシア国登録特許第２４５１８２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
請求する技術的解決策の目的は、上記の不利点が無く、エネルギー効率が増加する追加のいくつかの利点をもたらす、風力エネルギー変換モジュールを作成することである。
【００１１】
請求する技術的解決策によって達成する技術的結果は、モジュールの速度を制御することによって、高い風力エネルギー使用係数（ＣＷＥＵ）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
技術的結果は、ガイドベルトに沿って移動するように構成されるケーシングと、ケーシング上に搭載される少なくとも１つの風力エネルギー受信部と、風力及びケーシングに対する風力エネルギー受信部の配向駆動部と、制御システムと、ガイドベルトに沿ったケーシングの移動中に、及びガイドベルトに関連付けられる接触ガイドとの力相互作用中に、電気を発生するように構成されるように作成された発電機とを備える、風力エネルギー変換モジュールによって達成され、本発明に従って、制御システムは、電気エネルギー発生デバイスの制動力を変化させることによって、モジュールの速度を変化させるように構成される。
【００１３】
モジュールの特定の実施形態は、以下のことが可能である。
−風力エネルギー受信部は、羽根のプロファイル形状で作成することが好ましい。
−風力エネルギー受信部は、変化する空気力学的なプロファイル及び／または面積を持つ羽根の形状で作成されることができる。
−風力エネルギー受信部は、また、少なくとも１つの帆の形状で作成されることができる。
−風力エネルギー受信部は、主要なプロファイル及び少なくとも１つの傾斜フラップを含む複合の空気力学的プロファイルを持つ羽根の形状で作成されることができる。
−風力エネルギー受信部は、中間部分でケーシングに取り付けられることが好ましく、それにより、風に吹かれるときに風力エネルギー受信部からケーシング上への片持ち荷重が平衡する。
−モジュールがガイドベルトに沿って水平に移動するとき、風力エネルギー受信部は垂直に配向される。
−モジュールがガイドベルトに沿って垂直に移動するとき、風力エネルギー受信部は水平に配向される。
−ケーシングは、レールトラックに沿って、具体的には、モノレールに沿って移動するように構成されることができる。
−ガイドベルトに沿ったケーシングの移動は、磁気ベアリングで実施されることができる。
−電気エネルギー発生デバイスはロータリー型のものであり得、ガイドベルトに関連付けられる接触ガイドとの力相互作用は機械的なものである。
−別の実施形態では、電気エネルギー発生デバイスはリニア発電機の可動部分であり得、ガイドベルトに関連付けられる接触ガイドとの力相互作用は電磁気的なものである。
−リニア発電機の可動部分は、歯上の巻線により軟磁性鋼鉄のレールの形状で作成される接触ガイドとの電磁的相互作用によってモジュールが移動しているとき、電気を発生するように構成される短いレールの形状で作成されることができる。
−制御システムは、短いレールの歯及び接触ガイドのギヤレールを付勢するように構成される、電子制御モジュールを備える。
−機械的力相互作用は、ギヤによって形成される歯車装置と、固定ギヤレールの形状で作成された接触ガイドとによって行われることができる。
−発電機は、羽根誘導型発電機の形状で作成されることができる。
−制御システムは、発電機をモータモードに変えるように構成され得る。
−風速及び風向センサは、ケーシング上に設置されることができる。
−制御システムは、情報をセンサから受信し、センサからの情報を使用するアルゴリズムに従って、風力エネルギー受信部の駆動配向によって最適な方法で風力エネルギー受信部を配向するように構成される。
−風力エネルギー受信部の駆動部はサーボ駆動であることが好ましい。
−制御システムは、風力エネルギー受信部の配向を変化させるための補助の空気力学的コントローラを含み得る。
−また、制御システムは、羽根モードに移行するまで、空気力学的プロファイルを変化させる、及び／または羽根の面積を変化させるように構成され得る。
−ケーシングは、ガイドベルト及び接触ガイドを清掃するための搭載式除雪機を備える。
【００１４】
請求する技術的解決策の特別な実施形態の場合は、上記に開示した場合に限定されない。
【００１５】
請求する技術的解決策の本質は、図式的資料によって示される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】レールプラントの基本バージョンである、風力エネルギー変換モジュールが付いた風力エネルギー変換システムの全体図を示す。
【図２】モジュールが追加できる、レールプラントの同様の実施形態である。
【図３】横風動作のためのプラントの実施形態である。
【図４】ガイドベルト区分がアクセスブリッジの形状の支持構造に搭載され、風力エネルギー変換モジュールが垂直に配向される、風力エネルギー変換システムの実施形態を示す。
【図５】電気エネルギー発生デバイスが接触ガイドと電磁気的に相互作用するように構成されるリニア発電機の可動部分である、風力エネルギー変換モジュールの実施形態を示す。
【図６】電気エネルギー発生デバイスがロータリー型電気エネルギー発生デバイスである、風力エネルギー変換モジュールの実施形態を示す。
【図７】ガイドベルトがモノレールの形状で作成されている、風力エネルギー変換システムの実施形態を示す。
【図８】ガイドベルトに沿って移動する能力がガイドベルトとの風力エネルギー変換モジュールの磁気的相互作用に起因する、風力エネルギー変換モジュールの実施形態を示す。
【図９】風力エネルギー受信部が主要プロファイル及び少なくとも１つの傾斜フラップを含む複合の空気力学的プロファイルを伴う羽根の形状で作成されている、風力エネルギー変換モジュールの実施形態を示す。
【図１０】風力エネルギー受信部の様々な速度三角形を示す。
【図１１】風力エネルギー受信部の様々な速度三角形を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
下記には、風力エネルギー受信部として使用される羽根の例で、請求するモジュールの実施形態の理論的根拠である。
【００１８】
空気流動に向かう羽根の移動の直線区分を配向するモジュールの可能である実施形態がある。
【００１９】
本システムの空気力学的計算は、流動に向かう羽根速度の増加時に、１平方メートルからの電力は、高速になるまで増大する（羽根の空気力学的品質に応じて、１５ｍ／ｓから２００ｍ／ｓに増大する）ことを示している。
【００２０】
相関関係はほぼ線形である。また、羽根構造への荷重は増大する。
【００２１】
この場合の主な影響を及ぼす基準は、速度（流動に向かう羽根の速度と、風速との比率）である。
【００２２】
速度が２未満である場合、羽根の空気力学的性質は小さな役割を果たし、羽根プロファイルの負荷容量は大きな役割を果たし、速度が２を超える場合、空気力学的性質は重要になり、値が５を超える場合、非常に重要になる。さらに、羽根速度が遅くなるにつれて、流動の吹き下ろしが大きくなる。
【００２３】
設計されるプラントに関して、羽根の速度は、
安全上の理由、環境保全性、心理的快適性に関して１０ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓ、
空気力学的ノイズに関して６０ｍ／ｓ、
転回するときの遠心力による過負荷に関して５ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ、
に制限されるべきである。
【００２４】
実際には、プラント制御を構造化するとき、上記の制限を考慮し、羽根の最高速度を到達すべきである。
【００２５】
空気力を生じる羽根の能力は、局所の空気流動に対する羽根設定角度に依存する。局所（羽根の面積内）の空気流動は、風力発電機による羽根速度、制動、及び流動の傾きのベクトル値分だけ自然風の流動と異なる。
【００２６】
制御パラメータ
入力パラメータ：
−見掛けの風速、
−見掛けの風向、
−実際の風速、
−実際の風向、
−モジュール速度、
−モジュール間距離、
−ターンオーバー点を通過するモジュール。
【００２７】
制御パラメータ：
−見掛けの風に対する羽根設定角度、
−主要の羽根プロファイルに対するフラップ設定角度（フラップ付きの羽根を使用する時）、
−羽根面積、
−モジュール速度、
【００２８】
制御パラメータ及び方法
見掛けの風に対する羽根設定角度は、羽根回転サーボ駆動を使用して、または、サーボ駆動型補助空気力学的表面（安定器）を用いて設定される。見掛けの風は、直接移動する羽根によって受け取られる風であり、実際の風力ベクトルでの風力発電機の動作から生じる全ての速度ベクトルの加算の結果である。
【００２９】
この制御目的は、風力増加時に羽根に関する空気力制限に達するとき、アルゴリズム（例えば、風１ｍ／ｓあたり１度）に従って設定角度を徐々に減らし、変化する見掛けの風に対する一定の最適な羽根設定角度を維持することである。モジュールが風上列から風下列まで転回するとき、サーボドライブは、羽根推力ベクトルを転回させるため羽根の角度を反対側に転回させる。方向センサ、風速センサ、及び転回点センサは、初期データを提供する。サーボ安定器を使用する場合、それは、同時に風向センサ及び空気力学的増幅器である。
【００３０】
主要の羽根プロファイルに対するフラップ設定角度（フラップ付きの羽根を使用するとき）は、フラップサーボモータを使用して、または、サーボ駆動型補助空気力学的表面（安定器）を用いて設定される。
【００３１】
この制御目的は、風力増加時に羽根に関する空気力制限に達するとき、アルゴリズム（例えば、風１ｍ／ｓあたり３度）に従って設定角度を徐々に減らし、主要な羽根プロファイルに対する一定の最適なフラップ設定角度を維持することである。モジュールが風上列から風下列まで転回するとき、サーボドライブは、羽根推力ベクトルを転回させるためフラップ角度を反対側に転回させる。方向センサ、風速センサ、及び転回点センサは、初期データを提供する。サーボ安定器を使用する場合、それは、同時に風向センサ及び空気力学的増幅器であり、二つの機能を行い、つまり、全体として、フラップ設定角を制御し、羽根角度を制御する。
【００３２】
羽根面積は、動作しているモジュールの数の変化を使用しない場合、動作している羽根の全面積の最適値を達成するために、特定の風条件に応じて本システムによって設定され、電気発電機は電力貯蔵をもたらす。
【００３３】
モジュール速度は、発電機の制動力を変化させることによって制御される。発電機の制動トルクは、全制動から負の値に、すなわち、モータモードに切り替える前に、発電機の電子制御によって変更される。発電機は、運動の機械力の電力への変換の制動を確実なものにする。全制動の場合、機械的能力は、速度の欠如に起因してゼロになる。ゼロ制動の場合、速度は最大であるが、機械的能力は、また、力の欠如に起因してゼロになる。これらの２つの極端な状況の間で、それぞれの風条件に関して、機械力及び電力が最大になる最適点がある。発電機制御システムは、発電機によって取り込まれる電力を変化させ、ひいては、発電機コイルに供給され及びコイルから取り込まれる電流パルスの電子制御によって、発電機により生じる制動トルクを変化させる。最も単純な場合、発電機コイルは交流電流ネットワークに対して直接動作し、交流電流ネットワークの周波数とのモジュール速度の同期は自動的に確保される。
【００３４】
制御目的として以下のことが挙げられる。
−全体として、モジュールを用いてできる限り最大の風力エネルギー使用係数（ＣＷＥＵ）を確保する。それぞれの総羽根面積に関して、風力発電機のＣＷＥＵが最大である最適速度（ベルトに沿った羽根速度と実際の風速との比率）がある。速度制御システムは、ベルトのこの区分の最大許容速度、ベルト上のモジュールの均等分布、モジュールの衝突の防止、発生する交流／直流電流の所与の周波数を維持する必要性と、発電機電気効率が最大となる速度を考慮する必要性という制限を考慮し、速度センサ及び実際のまたは見掛けの風方向センサからのデータ、モジュールの速度センサからのデータ、他のモジュールの位置についてのデータを受信し、発電機の制動トルクを調節し、最適速度を常に維持する。
−起動時に抵抗する、モジュールの能力を確保にする。ほとんどの発電機は、風力発電機が微風で起動することを防止するかなりの起動抵抗力を有する。羽根誘導技術は、制御システムが、モジュール速度センサからデータを受信し、起動抵抗力を最小にすることを可能にして起動を容易にする。
−モジュールの緊急停止を確保にする。風速が安全動作制限を超える場合、制御システムは、実際の風速センサまたは見掛けの風速センサからデータを受信し、全てのモジュールの発電機の完全な制動を行う。
−モジュールのベルトへの入力、モジュールのベルトからの出力、モジュールの貯蔵部への輸送の輸送動作の性能を確保にする。
【００３５】
風力エネルギー変換モジュールは、ガイドベルト１に沿って移動するように構成されるケーシング９と、ケーシング９に搭載され風力エネルギーを受信する少なくとも１つの風力エネルギー受信部１０とを備える。この場合、風力エネルギー受信部１０は、羽根プロファイルもしくは少なくとも１つの帆の形状で作成されることができ、または主要プロファイル及び少なくとも１つの傾斜フラップを含む複合の空気力学的プロファイルを持つ羽根の形状で作成されることができる。また、風力エネルギー受信部１０を、その中間部分でケーシング９に取り付けることが可能であり、それにより、風力エネルギー受信部１０からケーシング９上への片持ち荷重は、吹く風によって平衡される。ガイドベルト１に沿った風力エネルギー変換モジュールの垂直移動が可能である場合、風力エネルギー受信部１０は水平に配向される。また、ガイドベルト１に沿った風力エネルギー変換モジュールの水平移動が可能である場合、風力エネルギー受信部１０は垂直に配向される。この場合、ケーシング９自体は、レールトラックまたはモノレールに沿って移動するように構成されるように作成されることができる。磁気ベアリングによって、ガイドベルト１に沿ってケーシング９を移動させることが可能であり得る（図８）。
【００３６】
風及びケーシング９に対する風力エネルギー受信部１０の配向駆動部（図示せず）は、動作アルゴリズムを装備し、発電機６に加え、ケーシング９に強固に搭載される風力エネルギー受信部１０の配向駆動部を使用して、風力エネルギー受信部１０に吹き付ける風によって生成される力を変化させるように構成される制御システムを備える。風力エネルギー受信部１０の配向駆動部は、サーボ駆動の形状で作成されることができる。
【００３７】
この場合、発電器６は、接触ガイド３と電磁気相互作用するように構成されるリニア発電機の可動部分であり得（図５）、リニア発電機の可動部分は、歯５に巻線を伴う短いレール４の形状で作成され、モジュールが接触ガイド３との電磁相互作用によって移動するときに電気を発生し、接触デバイス８を通り、軟磁性鋼鉄で作られたレールの形状で作成されるネットワークワイヤ７に電気を移送するように構成される。また、発電機６はロータリー型発電機であり得（図６）、力相互作用は機械的であり、機械力相互作用は、ギヤ伝導装置によって行われ、つまり、ギヤ１４で固定ギヤレール１３の形状で作成された接触レールを回転し、接触デバイス８を通り、軟磁性鋼鉄で作られたレールの形状で作成されるワイヤ７を介して電気をネットワークに移送させる。また、発電機６は、羽根誘導型発電機の形状で作成されることができる。
【００３８】
いずれの場合でも、制御システムは、発電機６及び接触ガイド３の力相互作用を変化させるように構成され得る。制御システムは、発電機６をモータモードに変えるように構成され得る。
【００３９】
制御システムは、情報をセンサから受信し、センサからの情報を使用するアルゴリズムに従って、風力エネルギー受信部１０の駆動配向によって最適な方法で風力エネルギー受信部１０を配向することができる。ケーシング９に搭載される風速センサ及び風向センサ（図示せず）等のセンサを使用することが可能である。また、制御システムは、風力エネルギー受信部１０の配向を変化させるための補助空気力学的コントローラ（図示せず）を含み得る。アルゴリズムによって規定される風速を超える場合、制御システムは、羽根モードに移行するまで、風に対する風力エネルギー受信部１０の設定角度を変化させることによって空気力を減らすことができる。
【００４０】
制御システムは、異なる風速に対し最適な空気力学的プロファイル及び羽根面積を設定することができる。
【００４１】
風力エネルギー変換システム内部のモジュールは、以下のように動作する。
【００４２】
モジュールに搭載される風力エネルギー受信部１０に風が吹くとき、空気力は発生する。この力はモジュールをガイドベルト１に沿って移動させ、風力エネルギー受信部１０は、風向に応じて、ガイドベルトの各区分で最良の推力をもたらすような風向に常に配向される。発電器６は接触ガイド３と相互作用し、次にガイドベルト１と接続される。発電機６及び接触ガイド３の相互作用から生じる力によって行われる作業の結果として、発電機６は電流を発生させ、次に電流はガイドベルト１に沿って配置されたネットワークに伝達される。ここで、制御システムは、発生した電気のパラメータに応じて、発電機６が実際に風力の影響を受けてモジュールを移動させるための制動機であるため、モジュール自体の速度を連続的に制御する。
【００４３】
制御システムは、また、ガイドベルト１の特定の時間で表示されるモジュールの数を制御する。同時に、例えば、モジュールの診断または保守のために、所与の時間に全システムが停止されることなく及び全てのモジュールを取り外すことなく、そのモジュールは貯蔵部に運ばれる。このために、所要のモジュールの現在の位置を考慮して、事前に、ベルト１の区分は、閉曲線に沿った移動から貯蔵部に続く区分に切り替わる。ここで、その時点のまたはこの領域内の風力エネルギーがそのような操作に十分ではない場合、発電器６はモータモードに移行し、ネットワークからの電気を消費する。同様に、特殊目的の、例えば、診断または除雪ためのモジュールは、ガイドベルト１の上で誘導される。一般的な場合の本システムの上記の動作が、ガイドベルト１、発電機６、ガイドベルト１のある種類のモジュールベアリングがその特定の場合にどのように正確に作成されたかに依存しないことに留意されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
2020528979.tif 000013
2020528979.tif 000014