CN102105686A - 用于系绳风力涡轮机的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

根据一些实施例，气载主体沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸。该主体可(例如)至少部分地被填充气体。两个或两个以上的导叶可由主体气载地提供，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转。此外，一条或多条绳索可联接以将主体锚固到第三点，且一个或多个发电机可由该主体气载，以将围绕轴线旋转而产生的旋转能量转换成电能。根据一些实施例，每个导叶包括附接到主体上且沿着主体延伸的水平叶片面板。

Description

用于系绳风力涡轮机的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请为在2008年1月25日提交的共同待审的美国专利申请第12/019,872号的部分继续申请，美国专利申请第12/019,872号是在2005年5月3日提交的在先美国专利申请第11/120,807号(授权为美国专利第7,335,000号)的继续申请。这些申请的全部内容以引用的方式结合到本文中。
技术领域
本公开内容大体上涉及用于通过风力来发电的系统和方法，而更具体地涉及用于系绳(tethered)风力涡轮机的系统和方法。
背景技术
使用可再生能源在满足能量需求但大大减少对环境的不利影响方面仍然起着重要的作用。例如光能、水电和风能科技，在实际上消除对环境的不利影响时不断地降低成本而增加效益。然而，许多传统的产生可再生资源能量的科技，需要大量的资金和/或土地来实施。关于风能设施，例如典型的风车形式、塔式安装的转子可能建造起来很昂贵，和/或可能需要坐落在具有大量风力资源的大片土地上。
其它形式的风力发电系统使用风力涡轮机，风力涡轮机被有浮力的气球和/或风筝保持在高处。这些系统可以(例如)从更流行和/或更恒定的风力资源中获利，而这些风力资源位于对于大多数塔式安装结构来说不可实现的高度。然而，尽管是这些类型的系统，在某些应用中也可能是不易使用的、昂贵的和/或不实际的。出于这些以及其它原因，一般的风力资源发电系统可能不合需要。
因此，需要有用于系绳风力涡轮机的系统和方法来解决这些和其它现有科技中的问题。
附图说明
图1A和图1B是根据一些实施例的系统的简图。
图2A和图2B是根据一些实施例的系统的简图。
图3A和图3B是根据一些实施例的系统的简图。
图4A和图4B是根据一些实施例的系统的简图。
图5A和图5B是根据一些实施例的系统的简图。
图6是根据一些实施例的风力涡轮机的透视图。
图7A和图7B是根据一些实施例的系统的例示。
图8是根据一些实施例的系统的简图。
图9是根据一些实施例的方法的流程图。
图10是根据一些实施例的风力涡轮机和导叶的端视或侧视图。
图11是根据一些实施例的风力涡轮机和单个导叶的前视图。
图12是根据一些实施例的风力涡轮机的前视图。
图13是根据一些实施例的风力涡轮机的前视截面图。
图14A和图14B是根据一些实施例的风力涡轮机的简图。
图15是根据一些实施例的水平风力涡轮机系统的简图。
图16是根据一些实施例的竖直风力涡轮机的简图。
图17是根据一些实施例的风力涡轮机矩阵系统的简图。
图18A和图18B是根据另一实施例的系统的简图。
图19A和图19B是根据又一实施例的系统的简图。
具体实施方式
根据一些实施例，提供了用于系绳风力涡轮机的系统和方法。系绳风力涡轮机可以响应于正常风力而围绕水平轴线旋转(例如)来发电。在一些实施例中，系绳风力涡轮机用气体填充、加压和/或高度加压。该气体可以包括例如可操作以促进涡轮机的部署的上升气体。根据一些实施例，涡轮机至少部分地通过Magnus(马格纳斯)效应和/或其它上升效应被保持在高处。在一些实施例中，涡轮机可以主要地通过例如Magnus效应保持在高处和/或提升。这样的涡轮机可以例如相对地便宜，容易地部署和/或容易地管理，和/或可以另外提供优于前述系统的优点。根据一些实施例，小型系绳风力涡轮机在紧急事件、必要状况和/或移动应用(例如，由徒步旅行者或驾车者部署的背包型式)中部署。在一些实施例中，可部署大很多的涡轮机(例如，长一百米到三百米或更长)。
首先参看图1A和图1B，其显示了根据一些实施例的系统100的简图。在一些实施例中，图1A显示了系统100的前视图，而图1B显示了系统100的端视图或侧视图。本文所介绍的各种系统仅用于解释而不是限定所介绍的实施例。本文介绍的任何系统的不同的类型、设计、数量和构造可以在不背离一些实施例的范围的情况下使用。比本文介绍的系统具有更少部件或更多部件的系统也可以在不背离一些实施例的范围的情况下使用。
系统100可以包括(例如)基本上水平的轴线102，位于轴线102上的第一点104和/或位于轴线102上的第二点106。在一些实施例中，系统包括系绳风力涡轮机110。系绳风力涡轮机110可以例如包括基本上在第一点104和第二点106之间延伸的主体112。主体112可以是例如气载主体(airborne body)。根据一些实施例，主体112可以限定封套(envelope)114，其可以例如用气体加压。在一些实施例中，系绳风力涡轮机110还可以包括或可选地包括，联接到主体112的一个或多个导叶(vane)116。导叶116可以(例如)可操作以由风力和/或其它气流(例如，图1B中三根水平虚线所示)作用以引起主体112(和/或封套114)围绕轴线102旋转。
根据一些实施例，导叶116被定位、定形、和/或另外由一个或多个支承件118作用。支承件118可以(例如)促进导叶116的定形来可操作以由风力作用(例如形成如图1A和图1B所示的凹表面，使风力可以作用于其上)。在图1B中，简化了对支承件118的描述，以减少混乱。在一些实施例中，主体112和/或封套114可以在两个端板120之间水平地延伸。两个端板120可以例如包括联接到主体112和/或封套114上的内表面122，和/或包括突出部126的外表面124。在一些实施例中，突出部126基本上与水平轴线102的轴对齐。根据一些实施例，一个或多个发电机130联接以将旋转能量(例如，从主体112、封套114、和/或突出部126围绕轴线102的旋转)转换成电能。发电机130可以(例如)机械地联接到突出部126上并从那里悬挂(例如，通过重力)。
在一些实施例中，发电机130还可以或可选地联接到一个或多个轭状件(yoke)132。轭状件132可以包括例如轴衬、轴承(例如，滚珠轴承)和/或其它装置(未示出)，只要它们可操作以促进和/或允许主体112和/或突出部126围绕轴线102旋转，同时将发电机120定位成可操作以接收来自旋转的主体112和/或突出部126的旋转能量。在一些实施例中，轭状件132在轴线102上的第一点104和第二点106处和/或其附近旋转式地联接到突出部126。根据一些实施例，轭状件132还可以或可选地是发电机130的部件和/或部分。轭状件132可以例如包括一个或多个凸缘、突出部、联接件和/或与发电机130相关联和/或附接到发电机130上的其它物体。
根据一些实施例，轭状件132还可以或可选地联接到一条或多条绳索140。在一些实施例中，绳索140可以联接到主体112、突出部126和/或发电机130。绳索140可以(例如)将主体112联接到第三点(未在图1A或图1B中显示)例如地面站。在一些实施例中，绳索140可以包括任意数量的绳、缆绳、线、和/或已知的或可行的、或是变得已知或可行的其它连接装置。根据一些实施例，绳索140可操作以将风力涡轮机110联接到第三点和/或将电能从发电机130向第三点(例如，向地面)传送。
在一些实施例中，风力涡轮机110还可以或可选地包括一个或多个稳定器150。稳定器150可以是例如基本上圆盘形的装置，其联接到突出部126上(例如，如图1A所示)。根据一些实施例，稳定器150可以有利于将风力涡轮机110(例如相对于轴线102)定向到垂直于主风力。稳定器150可以(例如)在主风力改变方向时允许风力涡轮机110自定位和/或自动重定位。以这样的方式(例如)导叶116可以大致地定位使得主风力作用导叶116的前(例如，风向)表面，以引起主体112围绕水平轴线102旋转(例如，顺时针和/或逆时针方向，如图1B所示)。在图1B中，稳定器150以虚线形式显示以增加部件(例如，发电机130和/或轭状件132)的可视性，否则会被遮挡。
根据一些实施例，这穿过风力涡轮机110的横流风力(和/或顺时针和/或逆时针方向的旋转)，有利于提升风力涡轮机110。即使封套114用不比空气轻的气体(例如，空气本身)填充和/或加压，例如，与主体112围绕轴线102的旋转有关的Magnus效应会提供上升力给风力涡轮机110。在一些实施例中，这种Magnus效应上升力基本上足以提供所有需要的升力来使风力涡轮机110可以部署和/或保持在高处。根据一些实施例，其它上升力(例如，通过使用轻于空气和/或上升型气体来加压封套114而产生的)还可以或可选地促进风力涡轮机110的部署。
在一些实施例中，风力涡轮机110的主体112由一种或多种柔性材料组成。主体112可以例如是可膨胀的和/或可收折的。根据一些实施例，如果风力涡轮机110构建成较小尺寸(例如，十到三十英尺的长度)，主体112由一种或多种重量轻的和/或低渗透性(例如，相对于重量轻的气体)的材料组成。主体112可以包括(例如)涂覆的和/或层叠的
Figure BPA00001300060100051
在一些实施例中，如果风力涡轮机110构建成较大尺寸(例如，一百到四百英尺的长度)，主体112由一种或多种重量轻的、高韧性和/或高强度的材料层组成。主体112可以包括(例如)便于保持轻于空气的气体诸如氢和/或氦的内表面(例如
Figure BPA00001300060100052
)，主体112还可以包括结构上的编织核心(例如，包括
Figure BPA00001300060100061
和/或
Figure BPA00001300060100062
)和/或外涂层以提供紫外线保护(UV)和/或磨损保护(例如)。在一些实施例中，条带、缆绳和/或其它结构构件(例如本文别处介绍的三轴线条带)一体地结合到结构核心层和/或涂覆有外部涂层和/或最终涂层(诸如
Figure BPA00001300060100064
)。
根据一些实施例，导叶116还可以或可选地由一种或多种柔性材料组成。如果导叶116由柔性材料组成，支承件118和/或其它装置用来提供、限定和/或保持导叶116的形状。支承件118可以包括(例如)一个或多个刚性和/或半刚性支柱、张力构件和/或其它结构支承件以利于导叶116的定位和/或定形。在一些实施例中，其它结构构件(诸如支柱或缆绳)还可以或可选地留在在导叶116内以提供结构性能。根据一些实施例，导叶116本身由刚性、半刚性和/或重量轻的材料(例如，玻璃纤维和/或复合树脂)组成。
在一些实施例中，风力涡轮机110可以包括各种数量、类型和/或构造的导叶116。如图1A和图1B所示，例如风力涡轮机110可以包括四个导叶116，其基本上均匀地围绕主体112的周围分布。导叶116还可以或可选地(如图所示)基本上沿主体112的长度(例如，从第一点104处或其附近到第二点106处或其附近)延伸。在一些实施例中，风力涡轮机110可以包括更少(例如两个或三个)或更多(例如，五个或更多)的导叶116。根据一些实施例，导叶116可以仅部分地沿主体112的长度和/或沿主体112的某些部分延伸。
在一些实施例中，风力涡轮机110的主体112可以包括基本上球形的形状，如图1A和图1B所示。换句话说，主体112的长度与直径的比例可以是基本上一比一。根据一些实施例，主体112可以是其它形状的。例如主体112可以构造成长度与直径比例高达约三比一。其它的形状、比例和/或构造的风力涡轮机110在本文别处介绍。
来看图2A和图2B，例如其中显示了根据一些实施例的系统200的简图。在一些实施例中，图2A显示了系统200的前视图，而图2B显示了系统200的端视图或侧视图。根据一些实施例，系统200类似于结合了图1A和/或图1B中任一个所介绍的系统100。系统200可以例如包括基本上水平的轴线202、沿轴线202的第一点204、沿轴线202的第二点206、和/或围绕轴线202旋转以发电的风力涡轮机210。风力涡轮机210可以例如包括限定封套214的主体212。一个或多个导叶216和/或支承件218还可以或可选地联接到主体212上。在一些实施例中，风力涡轮机210可以包括端板220，端板220具有联接到主体212的内侧部222和/或包括突出部226的外侧部224。突出部226可以(例如)支承和/或悬挂一个或多个发电机230和/或一个或多个轭状件232。根据一些实施例，轭状件232(和/或发电机230)可以联接到一条或多条绳索240上。绳索240可以(例如)将风力涡轮机210联接到第三点(未在图2A或图2B中显示)，例如地面站。在一些实施例中，风力涡轮机210还可以或可选地包括一个或多个稳定器250，以便于风力涡轮机210垂直(例如相对于轴线202)于主风力的定向。
根据一些实施例，系统200的部件在构造和/或功能上可类似于本文所介绍的实施例中任何实施例相关联的类似部件。在一些实施例中，比图2A和/或图2B所示的部件数更少或更多的部件也可以包括在系统200内。
根据一些实施例，风力涡轮机210可以包括主体212，主体212可以例如是构造成长度直径比近似于三比一或更大(例如，如图所示)。风力涡轮机210还可以或可选地包括围绕主体212的周围均匀隔开的三个导叶216。在一些实施例中，支承件218可以包括用来将导叶216(诸如半刚性导叶216)定位、支撑、和/或定形的牵索和/或其它连接器。根据一些实施例，例如如图2A所示，导叶216可以沿主体212长度的中间部分延伸(例如并不沿主体212的整个长度延伸)。
如图2A和图2B所示，轭状件232小于和/或短于结合图1A和图1B所介绍的轭状件132。轭状件232的功能之一可以例如包括将绳索240定位，使得它们不能干扰主体212和/或导叶216的旋转。例如，因为导叶216(比起例如导叶116)从主体212的直径突出的较少，绳索240不需要定位成离轴线202那么远(例如，相对于图1A和图1B中的风力涡轮机110而另外需要的那么远)。在一些实施例中，稳定器250的大小按需要和/或希望来设计，以提供给风力涡轮机210相对于主风力的自定位能力。根据一些实施例，稳定器250构造成具有基本上与主体212的直径相等的直径(如图所示)。在一些实施例中(例如，如图1A和图1B所示)，稳定器250可以可选地包括小于主体112、和/或导叶216的突起的直径和/或尺寸。在图2B中，稳定器250以虚线形式显示以增加部件的可视性(例如，端板220和/或发电机230)，否则这些部件会被遮挡。
参考图3A和图3B，其中显示了根据一些实施例的系统300的简图。在一些实施例中，图3A显示了系统300的前视图，而图3B显示了系统300的端视图或侧视图。根据一些实施例，系统300可以类似于结合了图1A、图1B、图2A和/或图2B中任一个而介绍的系统100、200。系统300可以例如包括基本上水平的轴线302、沿轴线302的第一点304、沿轴线302的第二点306、和/或围绕轴线302旋转以发电的风力涡轮机310。风力涡轮机310可以例如包括限定封套314的主体312。一个或多个导叶316和/或支承件318还可以或可选地联接到主体312上。在一些实施例中，风力涡轮机310可以包括端板320，端板320具有联接到主体312上的内侧部322和/或包括突出部326的外侧部324。在一些实施例中，端板320和/或其内表面322还可以或可选地包括一个或多个内部紧固点328。突出部326可以(例如)支承和/或悬挂一个或多个发电机330和/或一个或多个轭状件332。根据一些实施例，内部紧固点328可以联接到一个或多个结构构件334上。轭状件332(和/或发电机330)可以例如联接到一条或多条绳索340上。根据一些实施例，绳索340可以将风力涡轮机310联接到第三点(未在图3A或图3B中显示)，例如地面站。在一些实施例中，风力涡轮机310还可以或可选地包括一个或多个稳定器350以便于风力涡轮机310垂直(例如相对于轴线302)于主风力的定向。
根据一些实施例，系统300的部件可以在构造和/或功能上类似于本文所介绍的实施例中任何实施例相关联的名称相似的部件。在一些实施例中，比图3A和/或图3B所示的部件更少的部件或更多部件也可以包括在系统300内。
根据一些实施例，风力涡轮机310可以包括主体312，主体312可以是例如构造成长度直径比约为2∶1或2.5∶1(如图所示)。风力涡轮机310还可以或可选地包括围绕主体312的周围均匀隔开的五个导叶316。在一些实施例中，支承件318可以包括铝、塑料、石墨复合材料、和/或其它重量轻的杆和/或其它连接器，其用来将导叶316(例如由玻璃纤维和/或其它树脂组成的刚性导叶316)定位、支撑和/或定形。根据一些实施例，多个导叶316可以增加风力涡轮机310自启动的可能性和/或潜在性(例如，当部署到主风和/或其它气流内时)。
在一些实施例中，风力涡轮机310的端板320可以包括内部紧固点328。内部紧固点328可以(例如)用来联接到结构构件334上。根据一些实施例，结构构件334可以包括基本上沿轴线302在封套314内延伸的，任何数量、类型和/或构造的支承件。在一些实施例中，结构构件334可以联接到位于端板320中每一个的内表面322上的内部紧固点328上。根据一些实施例，结构构件334可以包括条带、缆绳、轮轴和/或管子。结构构件334可以例如包括张紧构件，其可操作以维持端板320之间的基本上固定的距离。如果风力涡轮机310包括较小型号的封套314(例如背包型)，结构构件334可以(例如)就是重量轻的张紧缆绳或包括重量轻的张紧缆绳。在一些实施例中，结构构件334可以包括多个结构构件。结构构件334可以包括例如扩张构件(未示出)，其从结构构件334出发并从轴线302向外延伸。根据一些实施例，扩张构件可以联接到封套314上。
根据一些实施例，主体312、封套314、和/或导叶316可以包括其它结构构件和/或装置(未示出)。例如，如果风力涡轮机310构建成较大尺寸，则三轴线条带可以包括在封套314的织物内和/或联接到封套314的织物上。沿主体312向相反方向延伸的两条条带线可以例如构造成双螺旋。在一些实施例中，这双螺旋状条带可以限定封套314的形状和/或外延，和/或可以允许更大程度的过量加压。根据一些实施例，多个纵向的条带和/或缆绳还可以或可选地沿主体312和/或封套314的长度延伸。纵向的条带可以(例如)基本上在第一点304和第二点306之间延伸，和/或可以联接到端板320上。在一些实施例中，纵向的条带可以穿过双螺旋条带和/或联接于其上。这样的构造可以(例如)形成三轴线条带的六点结合来基本上限制封套314的总容积，限定封套314的结构和/或形状，和/或增加封套314的负载能力。
在一些实施例中，主体312可以限定封套314，其例如在第一点304和第二点306处和/或附近的两端可能都打开。例如，封套314可以加压，以在端板320的内表面322上施加力，其可以(例如)可操作以将封套314的开口端基本密封。在一些实施例中，风力涡轮机310和/或端板320可以包括一个或多个密封件、垫圈、紧固环和/或其它可操作以在封套314和端板320的联接处基本上产生密封的装置。在一些实施例中，联接到内部紧固点328的结构构件334可以便于气体保持在加压的封套314内(例如，通过维持端板320之间的固定距离和/或另外便于维持主体312的形状)。在一些实施例中，封套314可以包括基本上连续的气体和/或加压气体的封套(例如，单腔)。
根据一些实施例，如果风力涡轮机310构造成相对大的长度和/或直径，风力涡轮机310还可以或可选地包括一个或多个副气囊(未示出)。副气囊(balloonet)，例如用在各种飞艇设计中的那种，可以包括(例如)在封套314的容积内的活动(active)内部气室。根据一些实施例，副气囊可以包括主动吹风机和/或包含一定体积的气体便于维持相对于封套314内的气体的有效正压力。有效压力可(例如)便于维持正超压以维持主体312和/或封套314的整体形状。在一些实施例中，副气囊和/或封套314中的任一个或两者可以根据需要包括压力释放阀(未示出)。根据一些实施例，副气囊结合在结构构件334上。副气囊可以例如包括位于穿过副气囊封套的管状结构构件334内的吹风机和/或压力释放阀。以这样的方式，(例如)副气囊可以将结构构件334用作受控的空气通道，该通道可操作以与封套314外的大气形成接口连接。根据一些实施例，接口可以集成在端板320的一个或多个内。
来看图4A和图4B，其中显示了根据一些实施例的系统400的简图。在一些实施例中，图4A显示了系统400的前视图，而图4B显示了系统400的端视图或侧视图。根据一些实施例，系统400可以类似于本文所介绍的实施例中的任何实施例相关联的系统。系统400可以包括例如基本上水平的轴线402、沿轴线402的第一点404、沿轴线402的第二点406、和/或围绕轴线402旋转以发电的风力涡轮机410。风力涡轮机410可以例如包括限定封套414的主体412。一个或多个导叶416和/或支承件418还可以或可选地联接到主体412上。在一些实施例中，风力涡轮机410可以包括端板420，其具有联接到主体412的内侧部422和/或包括突出部426的外侧部424。突出部426可以(例如)支承和/或悬挂一个或多个发电机430和/或一个或多个轭状件432。轭状件432(和/或发电机430)可以例如联接到一条或多条绳索440。根据一些实施例，绳索440可以将风力涡轮机410联接到第三点(未在图4A或图4B中显示)，例如地面站。在一些实施例中，风力涡轮机410还可以或可选地包括一个或多个稳定器450以便于风力涡轮机410垂直(例如相对于轴线402)于主风力定向。在一些实施例中(诸如如所示图4A和图4B)，风力涡轮机410还可以或可选地包括转子460。
根据一些实施例，系统400的部件可以在构造和/或功能上类似于本文所介绍的实施例中任何实施例相关联的名称相似的部件。在一些实施例中，比图4A和/或图4B所示的部件更少或更多的部件也可以包括在系统400内。
根据一些实施例，风力涡轮机410可以在类型、构造和/或功能上类似于本文所介绍的风力涡轮机110、210、310。在一些实施例中，风力涡轮机410可以包括转子460。转子460可以包括例如一个或多个叶片(blade)，其可操作以围绕轴线402和/或围绕风力涡轮机410的主体412旋转。如图4A和图4B所示，(例如)转子460可以包括两个叶片，其安置成基本上以一百八十度分开，并在其会合点(例如，第一点404和第二点406处和/或附近)联接到风力涡轮机410。在一些实施例中，转子460的叶片是空心的或实心的。如图4A和图4B所示，转子460的叶片还可以或可选地弓形弯曲以形成基本上环形的转子460，使得转子460可以围绕风力涡轮机410的主体412旋转。根据一些实施例，转子460是基本上弓形弯曲的，使得转子460可以不干扰主体412和/或导叶414的旋转。在一些实施例中，导叶414构造成低的轮廓(low profile)(如图所示)以减少干扰转子460的可能性。干扰可以(例如)是物理的、流体流动和/或在旋转元件(例如，主体412和导叶414和/或转子460)之间的其它潜在干扰。
在一些实施例中，转子460和/或其任何叶片都可以包括一个或多个翼型(airfoil)截面和/或是窄的、带状的和/或本质上大致圆周的。转子460可以是例如在功能和/或构造上类似于Darrieus型转子(例如，在授予Darrieus的美国专利第1835018号中介绍的那种)，其中轴线402横向于和/或垂直于风和/或其它空气力。根据一些实施例，转子460可以在与主体412相同的旋转方向旋转，和/或基本上比主体412转得快。转子460还可以或可选地独立于和/或基本上独立于主体412而旋转。转子460可以例如通过驱动单元362联接到突出部426。根据一些实施例，驱动单元362可以机械地将转子460联接到发电机430和/或可以至少部分地机械地将转子460联接到突出部526。
驱动单元462可以是例如联轴器、齿轮箱、变速器和/或其它可操作以在某些情况下允许转子460与主体412的旋转联接、并且还允许转子460在其它情况下独立于主体412而旋转的装置。根据一些实施例，驱动单元462可以允许主体412来旋转转子460，以发起转子460的旋转(例如启动)，而在发起转子460旋转之后的某个时刻，驱动单元460可以允许转子460独立于主体412旋转(和/或以比主体412更高的速率)。转子460(例如)可能不是自启动的，而可能使用主体412的旋转以发起转子460旋转。在一些实施例中，发电机430可以从主体412和/或转子460中的任一个或两者的旋转中发电。
现参看图5A和图5B，其中显示了根据一些实施例的系统500的简图。在一些实施例中，图5A显示了系统500的前视图，而图5B显示了系统500的端视图或侧视图。根据一些实施例，系统500可以类似于结合本文的实施例中任何实施例介绍的系统。系统500可以例如包括基本上水平的轴线502、沿轴线502的第一点504、沿轴线502的第二点506、和/或围绕轴线502旋转以发电的风力涡轮机510。风力涡轮机510可以例如包括限定封套514的主体512。一个或多个导叶516还可以或可选地联接到主体512。在一些实施例中，风力涡轮机510可以包括端板520，其具有联接到主体512上的内侧部522和/或包括突出部526的外侧部524。突出部526可以(例如)支承和/或悬挂一个或多个发电机530和/或一个或多个轭状件532。轭状件532(和/或发电机530)可以例如联接到一条或多条绳索540上。根据一些实施例，绳索540可以将风力涡轮机510联接到第三点(未在图5A或图5B中显示)例如地面站。在一些实施例中，风力涡轮机510还可以或可选地包括一体地形成的稳定器550以便于风力涡轮机510垂直(例如相对于轴线502)于主风力的定向。
根据一些实施例，系统500部件可以在构造和/或功能上类似于在本文中所介绍的实施例中任何实施例相关联的名称相似的部件。在一些实施例中，比图5A和/或图5B所示的部件更少或更多的部件也可以包括在系统500内。
根据一些实施例，风力涡轮机510可以在类型、构造和/或功能上类似于本文介绍的风力涡轮机110、210、310、410。在一些实施例中，风力涡轮机510可以包括一体地形成的稳定器550。一体地形成的稳定器550可以(例如)限定封套514的一部分。导叶516还可以或可选地限定封套514的一个或多个部分。换句话说，根据一些实施例，风力涡轮机510可以包括单个封套514，其由单腔限定，而该单腔包括主体512、导叶516和/或稳定器550。在一些实施例中，整个封套514是加压的、可膨胀的、可收折的，和/或由一种或多种柔顺和/或重量轻的材料构建。封套514可以例如是可膨胀的形式，当用气体加压时(例如，轻于空气的气体和/或大气)其可以限定主体512、导叶516和/或一体地形成的稳定器550的结构和/或形状。
图6显示了根据一些实施例的风力涡轮机610的透视图。在一些实施例中，风力涡轮机610类似于结合了图5A和/或图5B而介绍的风力涡轮机510。风力涡轮机610可以例如包括限定(至少部分地)封套614的主体612。风力涡轮机610还可以或可选地包括一个或多个导叶616、端板620、发电机630、轭状件632和/或绳索640。在一些实施例中，风力涡轮机610可以包括一体地形成的稳定器650。
一体地形成的稳定器650可以是例如主体612和/或导叶616的一部分，和/或联接到主体612和/或导叶616。在一些实施例中，主体612、导叶616和/或一体地形成的稳定器650可以包括和/或限定封套614。风力涡轮机610可以例如包括单个可膨胀的封套614，其限定主体612、导叶616和/或一体地形成的稳定器650的位置、结构和/或形状。根据一些实施例，风力涡轮机610可以包括在封套614内侧和/或在其内部的条带、缆绳和/或支承件(未示出)(诸如本文介绍的结构构件334和/或其它结构装置或物体)。在一些实施例中，风力涡轮机610的主要的可膨胀特性和/或非刚性特性(例如，除了端板620、发电机630和/或轭状件632)可便于风力涡轮机610的储存、部署、运输、移动和/或管理。
来看图7A和图7B(例如)，其中例示了根据一些实施例的系统700。图7A(例如)例示了与部署风力涡轮机710相关联的系统700，而图7B例示了部署了风力涡轮机710后的系统700。根据一些实施例，风力涡轮机710可以包括单个可收折的和/或可膨胀的单元(如图所示)，其包括主体712、封套714和/或一个或多个导叶716。在一些实施例中，封套714和/或主体712可以对两个端板720施加压力。风力涡轮机710还可以或可选地包括一个或多个发电机730、轭状件732和/或一个或多个外部紧固点736。在一些实施例中，轭状件732联接到一条或多条绳索740(如图7B所示)和/或外部紧固点736联接到一个或多个拉绳742上(如图7A所示)。在一些实施例中，绳索740还可以或可选地联接到绳索联接器744(如图7B所示)。根据一些实施例，风力涡轮机710可以包括一体地形成的稳定器750。封套714可以(例如)限定风力涡轮机710的各部分，诸如主体712、导叶716和/或一体地形成的稳定器750。
根据一些实施例，系统700的部件可以在构造和/或功能上类似于结合在本文中提供的实施例中任何实施例而介绍的名称相似的部件。在一些实施例中，比图7A和/或图7B所示的部件更少或更多的部件也可以包括在系统700内。
在图7A中，风力涡轮机710准备好在地面站770(例如，地面上或地面附近的点、位置和/或区域)部署。在一些实施例中，地面站770可以包括地平面处和/或附近的固定和/或半固定位置。根据一些实施例，地面站770可以包括适合或变得适合部署风力涡轮机710的任何类型的位置。地面站770可以包括例如交通工具、建筑物和/或任何其它可行的移动的和/或固定的位置。在一些实施例中，地面站770可以包括带牵索772的装置，以便于在特定点处和/或附近(例如，地面上)维持器件。根据一些实施例，地面站770可以包括一个或多个电气部件774。
电气部件774可以例如包括任意数量、类型和/或构造的电池、逆变器、变压器、电容器、印刷电路板和/或其它已知的或可行(或变得已知的或可行)的电器，以便于接收、传送、管理、转换、逆变和/或其它对风力涡轮机710产生的电能的处理。在一些实施例中，电气部件774可以包括一个或多个电力逆变器以将发电机730生成的直流电流(DC)电转换成交流(AC)，以用于供电给一个或多个电器(未示出)。根据一些实施例，地面站770可以包括馈电装置776以引导电能。馈电装置776可以(例如)将DC和/或AC电能从地面站770传送和/或传输来供电给一个或多个电器(未示出)。在一些实施例中，地面站770还可以或可选地包括绞盘778，其用来(例如)部署和/或收回风力涡轮机710(例如，通过作用于绳索740和/或拉绳742)。
如图7A所示，(例如)拉绳742在部署和/或准备风力涡轮机710期间联接到外部紧固点736上。拉绳742可以(例如)用来防止风力涡轮机710过早地和/或不希望地移动和/或升起。根据一些实施例，拉绳742可以协助操作者780准备和/或部署风力涡轮机710。在一些实施例中，单个操作者780可能能够例如管理、准备和/或部署风力涡轮机710，即使风力涡轮机710包括大于操作者780的尺寸(如图所示)。操作者780可以(例如)将风力涡轮机710和/或封套714连接到加压气体源782，来开始对封套714加压。在一些实施例中，加压气体源782可以包括小罐和/或其它容器或轻于空气的气体源(诸如氦和/或氢)。根据一些实施例，风力涡轮机710通过其它方法膨胀。操作者780可以(例如)使用空气压缩机(未示出)和/或手工吹风管(也未示出)、利用诸如大气和/或呼出气(exhaled air)等气体来填充封套714。
在一些实施例中，风力涡轮机710的封套714被加压(例如，由操作者780)，并引导在高处(例如，如图7B所示)。风力涡轮机710可以例如升高到风力中以便于和/或完成部署到高处位置。然后风力涡轮机710可以(例如)旋转以发电(例如，通过发电机730)。在一些实施例中，电能提供(例如，通过绳索740)到地面站770。在一些实施例中，如果风力涡轮机710型号较大和/或轻于空气，风力涡轮机710的部署位置为一万英尺(例如，地平面上和/或海平面上)或更多。用于部署风力涡轮机710的海拔可以(例如)使风力涡轮机710经受更强大、更持久、更流行和/或更加主流的风力中——比起塔式安装和/或其它传统的风力涡轮机所经历的风力来说。
根据一些实施例，系统700可以包括绳索联接器744。绳索联接器744可以，例如如图7B所示，将连接到风力涡轮机710(例如，连接到轭状件732)的两根或多根绳索740结合成连接到地面站770(例如，连接到绞盘778)的单个绳索740。在一些实施例中，绳索联接器774可操作以进行操控，来影响风力涡轮机710的定向。尽管风力涡轮机710至少部分地因为一体地形成的稳定器750可以是基本上和/或完全地自定向的(例如，相对于横向风力)，在一定条件下，可能希望(例如)通过地面站770操控风力涡轮机710的位置和/或方向。在一些实施例中，操作者780可以接触地面站770和/或绳索联接器744，以根据需要将风力涡轮机710(例如)定位、重定位和/或定向。
来看图8，其中显示了可根据本文所介绍的实施例中任何实施例而操作的系统800的简图。系统800可以包括例如基本上水平的轴线802，沿轴线802的第一点804、沿轴线802的第二点806、和/或围绕轴线802旋转以发电的风力涡轮机810。风力涡轮机810可以例如包括气载主体812，其具有一个或多个导叶816和/或一个或多个发电机830。在一些实施例中，风力涡轮机810联接到绳索840和/或可以包括一个或多个稳定器850。绳索840可以(例如)将风力涡轮机810联接到地面站870。地面站870可以(例如)将由风力涡轮机810产生的电能(例如，通过馈电装置876a-b)提供到一个或多个电器890和/或电网892。
根据一些实施例，系统800的部件可以在构造和/或功能上类似于本文所介绍的实施例中任何实施例相关联的部件。在一些实施例中，比图8所示的部件更少或更多的部件也可以包括在系统800内。
根据一些实施例，风力涡轮机810至少部分地通过Magnus效应被携带到高处和/或上升。气载主体812围绕轴线802的旋转可以例如是横向于风力和/或其它空气力。在一些实施例中，气载主体812的导叶816定向成捕捉气载主体812的上部或顶部处和/或其附近的风力，致使气载主体812逆向风力旋转。该逆向旋转可以(例如)提供通过Magnus效应产生的、正的向上的上升力。在一些实施例中，Magnus效应可以基本上将风力涡轮机810升高和/或可以基本上将风力涡轮机810维持在高处和部署位置。Magnus效应可以例如包括用于气载主体812的主要上升源。
根据一些实施例，风力涡轮机810产生的电能通过绳索840提供到地面站870。绳索840可以包括例如任意数量、类型和/或构造的结构和/或电缆、系结线、金属线和/或其它装置。在一些实施例中，绳索840可以包括保持风力涡轮机810和地面站870之间的物理连接的结构缆绳、将电能从风力涡轮机810传送到地面站870的电缆、和/或给风力涡轮机810提供电气接地的接地缆线。
根据一些实施例，地面站870可以将电能通过第一馈电装置876a提供给电器890。如果风力涡轮机810包括小的(例如，直径和/或长度为约十到三十英尺)背包型和/或应急电源型，风力涡轮机810用来(例如)向一个或多个电器890直接供电。电器890可以包括(例如)露营灯、电视、收音机和/或其它器具或装置。在一些实施例中，电器890可以包括直接从风力涡轮机810(例如，通过地面站870和第一馈电装置876a)和/或来自电池(未示出)的电池能量供电的DC器件，其中电池是与风力涡轮机810相关联和/或由风力涡轮机810充电的地面站870的电池。
根据一些实施例，地面站870可以将从风力涡轮机810接收的DC电逆变为AC电。AC电用来(例如)通过第一馈电装置876a向一个或多个AC电器890供电。在一些实施例中，AC电还可以或可选地通过第二馈电装置876b供给到电网892。电网892可以例如包括到公用设施、市政和/或私有电网的互联。在一些实施例中，电网892可以包括任何配电系统和/或装置。电网892可以包括例如变电所、电线杆、变压器、地下电线和/或保险丝盒和/或交通工具和/或建筑物(诸如住宅和/或商务办公楼)的电线系统。在一些实施例中，多个绳索840和/或风力涡轮机810联接到地面站870和/或与地面站870相关联。根据一些实施例，多个地面站870还可以或可选地将一个或多个风力涡轮机810产生的电能供给到一个或多个电网892和/或电器890。系绳风力涡轮机810的“场”和/或“群”可以(例如)用来提供环保的电能以符合用电需要。
现在参考图9，其显示了根据一些实施例的方法900。在一些实施例中，方法900可以由和/或利用本文所介绍的系统中的任一个和/或系统部件中的任一个来实施。本文介绍的流程图并不必然地意味着各动作的固定顺序，且实施例可以以任何可行的顺序实现。应当指出的是，本文介绍的任何方法可以通过硬件、软件(包括微代码)、固件、手控机构，或其任意的组合来实现。例如，储存媒质可以在其中储存指令，当由机器执行时其导致根据本文介绍的实施例中任何实施例的实行。
在一些实施例中，方法900可以通过部署保持在高处的系绳风力涡轮机(至少部分地通过Magnus效应)来开始——在步骤902中。本文介绍的任何风力涡轮机都可以例如部署到可以发电的海拔。根据一些实施例，风力涡轮机通过将风力涡轮机填充空气和/或其它气体而部署。在一些实施例中，风力涡轮机可以用气体加压和/或高度加压。如果气体包括轻于空气的气体，气体还可以或可选地将风力涡轮机保持在高处。在一些实施例中，上升气体和Magnus效应都可以将风力涡轮机升高到部署高度。
根据一些实施例，方法900可以通过接收系绳风力涡轮机产生的电能来继续——在步骤904中。风力涡轮机可以(例如)围绕水平轴线旋转和/或自旋，以驱动一个或多个发电机发电。在一些实施例中，电能由装置、实体和/或其它物体诸如地面站、建筑、结构(例如，桥、塔和/或其它结构)和/或交通工具(例如，船、飞机、火车和/或其它交通工具)接收。在一些实施例中，促进、实施和/或另外与风力涡轮机的部署(例如，在步骤902中)相关联的同样的实体和/或装置也可以接收电能。根据一些实施例，电能可以被使用、逆变、转换、存储和/或另外管理。从风力涡轮机接收的DC电能可以例如转换成或逆变成AC电能，和/或存储在一个或多个电池或电池组中。
根据一些实施例，方法900可以通过将电能传输用来给一个或多个电器供电而继续——在步骤906中。电能可以例如传输到与部署风力涡轮机(例如，在步骤902中)相关联的和/或与从风力涡轮机接收能量(例如，在步骤904中)相关联的装置、物体和/或实体本地的一个或多个电器上。徒步旅行者、船员、屋主和/或其它实体或个人可以使用小型风力涡轮机(例如)以给一个或多个露营用、划船用和/或家用的电器供电。在一些实施例中，电能还可以或可选地传输，以给其它电器供电和/或有利于其它电器的供电。如果电能传输到电网(例如通过较大风力涡轮机和/或风力涡轮机组)，电能可以(例如)简单地增加到电网所用的电能池，以给各种电器(例如，各种家用和/或商用电器)供电。
根据一些实施例，风力涡轮机产生的电能可以出售，交易和/或以其它方式提供给多个消费者。在一些实施例中，电能消费者可以(例如)给各种用电的电器供电。在一些实施例中，电能与和风力涡轮机和/或其发电方法的可再生和/或环保的特性有关的诱因和/或其它利益相关联。消费者可以付费和/或另外具体选择，例如使用风力涡轮机所产生的部分或全部能量(和/或表示由风力涡轮机所产生的电能的能量)。根据一些实施例，其它内在优点和/或外部效应可以和使用风力涡轮机和/或从其中产生的“绿色”电能相关联。
应当指出的是，对于本文所介绍的实施例可提供许多变型和/或实施方式。举例而言，根据一些实施例，导叶可附接到气载主体(且因此使气载主体旋转)。在其它实施例中，导叶可旋转而气载主体并不旋转。
图10是根据一些实施例的系统1000的端视图或侧视图。特别地，系统1000可包括沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸的气载主体1012，其中主体1012至少部分地填充气体。应当指出的是主体1012可与任意多种不同形状(例如，圆柱形、长方形、椭圆形或球形)和/或大小(例如，主体可为数十英尺或数百英尺长)相关联。
系统1000还包括两个或两个以上的导叶1016，导叶1016由主体1012气载，使得导叶1016在垂直于轴线的风力作用于其上时，可操作以引起围绕轴线的旋转。根据一些实施例，每个导叶1016是附接到主体1012且沿着主体1012延伸的水平叶片面板。如同其它实施例，系统1000也可包括一条或多条绳索1040，一条或多条绳索1040联接以将主体1012锚固到第三点(例如，在地面上)，一个或多个发电机由主体1012气载，以将由围绕轴线旋转而产生的旋转能量转变成电能。应当指出的是由导叶1016上的风力所造成的主体1012的旋转可在主体1012上产生上升力。上升力可与(例如)Magnus效应和/或Savonius效应相关联。应当指出的是上升力可包括保持系统1000气载的主要力和/或较大力(例如，与由主体1012内的气体所提供的上升力组合)。
导叶1016的叶片面板可(例如)由织物和/或塑料材料形成。根据一些实施例，导叶1016的叶片面板沿着第一水平边缘附接到该主体1012。举例而言，导叶1016的叶片面板可沿着第一水平边缘使用配合的维可牢(Velcro)部分、扣合件、和/或可移动的系结线而柔性地和/或可分离地附接到主体1012上。应当指出的是在一些实施例中，每个叶片面板还可包括沿着与第一水平边缘相对的第二水平边缘延伸的可膨胀的边缘(在图10中未示出)。
根据一些实施例，导叶1016的叶片面板沿着第一水平边缘柔性地附接到主体1012上。此外，叶片面板可变形(例如，面板可能改变形状和/或方位)。举例而言，由风力推动而旋转的叶片面板(例如，在图10顶部中的面板)可变形使得它们与其它面板相比进一步远离主体1012延伸。在图10的实施例中，每个叶片面板至少部分地由基本上沿着叶片面板的第一水平边缘和接近叶片面板的第一水平边缘附接到主体1012上的水平可膨胀的垫子1060至少部分地定形。在此情况下，与由于风力推动而引起旋转的叶片面板相关联的垫子1060(例如，在图10顶部的那些)的变形可小于与其它面板有关的那些(例如，在图10底部的垫子可压缩使导叶1012朝向主体1012部分地塌陷)。
叶片面板的第二水平边缘(与其中面板紧固到主体上的第一水平边缘相对)可(例如)由刚性外环1062紧固。这个刚性外环1062可(例如)提供于面板中心附近和/或面板的相对端。根据另一实施例，叶片面板至少部分地由至少一个锚固线1064(例如，牵绳)定形，至少一个锚固线1064(例如，牵绳)将叶片面板的第二水平边缘联接到气载主体1012。根据又一实施例，叶片面板将至少部分地由至少一个支柱(在图10中未图示)定形，至少一个支柱将第一水平边缘联接到第二水平边缘，诸如可膨胀的气球支柱或柔性杆支柱。
导叶1016的叶片面板可具有任意多种不同形状。举例而言，叶片面板的截面可具有基本上对应于“弹道轨迹”的弯曲。根据一些实施例，在叶片面板与气载主体1012的近表面之间的角度大约为四十五度。应当指出的是，不同叶片可与不同形状和/或角度相关联，且单个叶片可与在不同时间的不同形状和/或角度相关联(例如，取决于其是否在当前位于图10的顶部或底部附近)。
根据一些实施例，叶片面板包括“山形(chevron)”叶片，其在叶片面板中部附近的高度高于在叶片面板的边缘部分的高度。举例而言，图11是根据一些实施例的风力涡轮机1100和联接到主体1112的单个山形叶片导叶116的前视图。尽管为了清楚起见，在图11中示出单个导叶116，实际涡轮110可具有任意多个叶片。根据一些实施例，山形叶片导叶116、气载主体1112和/或可膨胀的垫子1160限定封套区域。在某些情况下，封套区域还由与导叶1116的水平叶片面板的相对端相关联的侧部限定。这个封套区域可(例如)在由风力作用时增加主体1112的旋转。
图12是根据一些实施例的风力涡轮机1200的前视图。该系统1200可(例如)包括风力涡轮机1210的基本上水平轴线1202，风力涡轮机1210绕轴线1202旋转以产生电能。风力涡轮机1210可(例如)包括限定可膨胀的封套1214的主体。
一个或多个导叶1216和/或支承件也可或可选地联接到主体(应当指出的是为了清楚起见仅在图2中示出单个导叶1216)。在一些实施例中，风力涡轮机1210包括端板1220，端板1220具有联接到主体的内侧部1222和/或带有突出部的外侧部，突出部支承和/或悬挂一个或多个发电机。突出部还可支承一条或多条绳索1240，一条或多条绳索1240可(例如)将风力涡轮机1210联接到第三点(在图12中未示出)，诸如地面站。
根据一些实施例，系统1200的部件可在构造和/或功能上类似于本文所介绍的实施例中任何实施例相关联的类似部件。在一些实施例中，比图12所示的部件更少或更多的部件也可以包括在系统1200中。
可膨胀的封套1214可至少部分地被填充气体。此外，可提供网状结构1260使得其基本上包围并限制可膨胀的封套1214。网状结构1260可包括(例如)以多种不同合适布置中任一布置的一组缆绳或条带。举例而言，网状结构1260可与多个螺线结构、双螺旋和/或基本上平行于水平轴线1202的一系列横向结构相关联。在某些情况下，导叶1216可直接联接到网状结构1260。
根据一些实施例，与涡轮机1210相关联的旋转转换成电能。可执行这种转换，(例如)气载电力传送设备传送与围绕轴线旋转相关联的旋转能量，且由主体气载的一个或多个发电机将所传送能量转换成电能。电力传送设备可包括(例如)基本上位于水平轴线1202侧部的刚性电力传送环(例如，附接到或靠近端板1220)。电力传送设备可包括(例如)电力传送轨、电力传送轮、电力传送滑轮、带子、链条和/或摩擦驱动器。根据一些实施例，电力传送设备包括多个齿轮(例如，增加或减小与涡轮1210相关联的旋转速度)。电力传送设备可(例如)将来自涡轮机1200的侧部的扭矩转变为电力(例如，10至25kW)，且可在涡轮机1200的重心下方系牢(fasted)。
应当指出的是在一些实施例中，网状结构1260可允许可膨胀的封套1214由气体(例如，向涡轮1210提供上升力的气体)高度加压。即，网状结构1260可用于限制和/或定形封套1214。根据一些实施例，封套1214还可由位于内侧的一个或多个副气囊进一步定形。举例而言，图13是根据一些实施例的风力涡轮机1300的正视截面图。应当指出的是为了清楚起见，与涡轮1300相关联的导叶并不包括在例示图中。
如图13所示，涡轮机1300可包括一个或多个结构来调整与可膨胀的封套相关联的容积。举例而言，可提供可调整的成对的副气囊1364，每个副气囊1364位于轴线1302的大致相对侧(例如，在端板1320处)。同样，中央副气囊1360可位于可膨胀的封套内且大致位于可膨胀的封套中心附近。根据一些实施例，至少一个结构可向可膨胀的封套提供沿着轴线1302的可扩展的张力。举例而言，张力杆1362可将端板1320拉向彼此。以此方式，在副气囊1360、1364内的压力和/或与拉杆1366相关联的力可帮助使涡轮机1300定形。
根据一些实施例，涡轮机1300的主体封套包含第一气体，而中央副气囊1360包含第二气体。举例而言，涡轮机1300的主体封套可至少部分地被填充氦气，而中央副气囊1360至少部分地被填充氢气。当选择涡轮机的适当情况时要考虑的因素可包括成本、易燃性、和/或与气体相关联的上升量。在某些情况下，气体混合物可提供用于涡轮机1300。应当指出的是与涡轮机1300相关联的旋转在某些情况下帮助提高这种气体混合物的均匀性。根据一些实施例，涡轮机还包括气体产生装置1370。气体产生装置1370可(例如)使用涡轮机1370所生成的电来产生填充气载主体的至少一些气体(例如，通过产生氢气和/或氦气)。
图14A是根据一些实施例的风力涡轮机1400的前视图且图14B是其端视图或侧视图。根据此实施例，涡轮机1400包括至少一个风力或空气偏转器1460。偏转器1460可包括(例如)由该主体气载的表面，以将至少一些风力引导到与涡轮1400的导叶相关联(例如，由之限定)的区域。偏转器1460可(例如)与一个或多个被动和/或主动表面相关联，且可包括稳定杆、翼状物、风筝(例如，向涡轮机1400提供升力)和/或舵。这种偏转器1460可增加与涡轮机1400有关的旋转量和/或升力。根据一些实施例，涡轮机1400包括分流器表面，分流器表面由主体气载，以引导至少一些风力远离由导叶限定的区域。
涡轮机1400还可包括舵1470。舵1470可包括(例如)由主体气载的表面，以响应于风力将气载主体定向于基本上垂直于风力的位置。舵1470可(例如)与一个或多个被动和/或主动表面相关联，且可包括稳定杆、翼状物、风筝(例如，向涡轮机1400提供提升力)。
根据一些实施例，舵1470基本上位于涡轮机水平轴线的一侧。在某些情况下，舵1470可基本上为圆盘形，且其相关联的高度大约为涡轮机1400的导叶相关联高度的二倍。在图14的实例中，一对舵1470设于水平轴线的相对侧。在其它实施例中，舵可设于水平轴线的中心附近。应当指出的是舵可包括主动表面且可联接到扩张杆和/或向涡轮机1400提供升力的一部分。
应当指出的是多个涡轮机可与本文所介绍的系绳风力涡轮机系统中的任一个相关联。举例而言，图15是根据一些实施例的“水平”风力涡轮机系统1500的简图。在此情况下，提供两个并排的涡轮机单元1510。即，单元1510基本上水平地布置。单元1510可经由联接器1520附接到彼此和/或经由一条或多条绳索1540附接到地面点。应当指出的是发电机可设于单元1510中的一个或两个处。
根据另一实施例，风力涡轮机单元可替代地基本上竖直地布置或“堆叠”。举例而言，图16是根据一些实施例具有三个单元1610的竖直风力涡轮机系统1600的简图。此外，根据此实施例，单元1610利用绳索1640连接到可旋转的地面站转台1660。这种转台1660可(例如)使系统1600在给定风力条件下适当地定向和/或使系统1600下拉以进行维护。作为另一实例，图17是风力涡轮机系统1700的简图，其中气载单元1710的矩阵经由一条或多条绳索1740附接到地面点。
应当指出的是尽管本文提供了风力涡轮机系统的特定实施例，可以多种方式来构造实施例。举例而言，图18A是根据又一实施例的系统的侧视图1800且图18B是其底视图1850。特别地，该系统包括：用于帮助维持每个导叶的形状的可膨胀的管子1810；牵索1820；和用于提供支承的A框架装备(rig)1830；和用于锚固系统(例如，到地面站)的绳索1840；以及，基于风力产生的旋转而发电的发电机和轨道1860。作为另一实例，图19A是大型6叶片球形转子风力涡轮机系统的底视图1900且图19B是其侧视图1950。在此实施例中，每个导叶与刚性边缘1910、风力捕捉器1920和气球1930相关联。
图18和图19可提供增强的稳定性。根据一些实施例，中央织物落翅(drop fin)和尾桁(例如，具有两个双面舵翅)还可进一步赋予稳定性。应当指出的是这些元件可在某些情况下位于中心(侧轮轴)后方。此外，叶片可为设计的正升力方面的部件。根据一些实施例，“橄榄球”形状可包括核心气球且占据比所有叶片更小的容积。
本文所介绍的若干实施例只是出于说明目的。本领域技术人员应注意到在不偏离本发明的实质和范畴的情况下，可对本文所介绍的这些实施例做出各种替代。本领域技术人员从本说明书应认识到借助仅由权利要求书限制的修改和更改可实践其它实施例。
此外，根据一些实施例，一种系统可包括：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体被至少部分地填充气体；两个或两个导叶，其由主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时，可操作以引起围绕轴线的旋转，每个导叶包括附接到主体且沿主体延伸的水平叶片面板；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；以及，一个或多个发电机，其由该主体气载，以将围绕轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能。此外，由风力引起的旋转可包括主体围绕轴线的旋转和/或可在气载主体上产生上升力(例如，Magnus效应提升力)。应当指出的是，叶片面板可由织物和/或塑料形成，且还可沿着第一水平边缘附接到主体上。在一些实施例中，叶片面板沿着第一水平边缘可分离地附接到主体上和/或可分离地附接(例如，经由匹配的维可牢部分、扣合件和/或可移除的系结线)。根据一些实施例，每个叶片面板还包括沿着与第一水平边缘相对的第二水平边缘延伸的可膨胀的边缘。在其它实施例中，叶片面板沿着第一水平边缘而柔性地附接到主体上，叶片面板是可变形的和/或至少部分地由水平可膨胀的垫子而定形，水平可膨胀垫子基本上沿着叶片面板的第一水平边缘和靠近叶片面板的第一水平边缘而附接到主体上。在一些实施例中，叶片面板由至少一个锚固线和/或由至少一个支柱(例如，可膨胀的气球或柔性杆支柱)至少部分地定形，至少一个锚固线将与第一边缘相对的叶片面板的第二水平边缘联接到气载主体，至少一个支柱将叶片面板的第一水平边缘联接到与第一边缘相对的叶片面板的第二水平边缘。应当指出的是叶片面板的截面可具有基本上对应于弹道轨迹的弯曲和/或叶片面板与气载主体的临近表面之间的角度可大约为四十五度。根据一些实施例，叶片面板包括山形叶片，山形叶片在叶片面板中部附近的高度高于在叶片面板边缘部分的高度。根据一些实施例，叶片面板限定封套区域，封套区域可进一步由与水平叶片面板的相对端相关联的侧部限定。
一些实施例与包括下列的系统相关联：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体包括：至少部分地被填充气体的可膨胀的封套，和基本上包围并限制可膨胀的封套的网状结构；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；以及，一个或多个发电机，其由该主体气载，以将围绕轴线的旋转而产生的旋转能量转换成电能。网状结构可包括(例如)一组缆绳或条带和/或与下列中的至少一个相关联：(i)多个螺线结构，(ii)双螺旋，或者，(iii)一系列基本上平行于水平轴线的横向结构。根据一些实施例，导叶联接到网状结构和/或可膨胀的封套用气体高度加压。
一些实施例与包括下列的系统相关联：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体包括：至少部分地填充气体的可膨胀的封套、和用于调整与可膨胀的封套相关联的容积的结构，该结构包括下列中的至少一个：(i)一对副气囊，每个副气囊位于轴线的大致相对侧，(ii)中心副气囊，其位于可膨胀的封套内且基本上在第一点与第二点之间的中点，或者，(iii)用于沿着轴线向可膨胀的封套提供可扩展张力的至少一个结构；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；以及，一个或多个发电机，其由该主体气载，以将由围绕轴线旋转而产生的旋转能量转换成电能。
一些实施例与包括下列的系统相关联：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体被至少部分地填充气体；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；由该主体气载的表面(例如，被动表面或主动表面)，以将至少一些风力引导到由导叶限定的区域；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；一个或多个发电机，其由主体气载，以将围绕轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能。应当指出的是该表面可(例如)与稳定杆、翼状物、风筝或舵相关联。根据一些实施例，该系统还包括由主体气载的分流器表面，以引导至少一些风力远离由导叶限定的区域。应当指出的是该表面还可向气载主体提供升力。
一些实施例与包括下列的系统相关联：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体至少部分地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；由该主体气载的表面，以响应于风力而使气载主体定向于基本上垂直于风力的位置；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；一个或多个发电机，其由该主体气载，以将围绕轴线旋转而产生的旋转能量转换成电能。该表面可包括(例如)被动舵和/或基本上位于水平轴线的一侧。根据一些实施例，被动舵基本上为圆盘形且与之相关联的高度为与导叶相关联的高度的大约二倍。在一些实施例中，该表面包括位于水平轴线的大致相对侧的一对被动舵。还应当指出的是该表面可包括主动表面和/或联接到下列中的至少一个：(i)扩张杆，或者(ii)向气载主体提供升力的一部分。
一些实施例与包括下列的系统相关联：第一单元、第二单元和一条或多条绳索，一条或多条绳索联接以将第一单元和第二单元锚固到地面点，其中第一单元包括：第一气载主体，其沿着与第一主体相关联的第一点与第二点之间的第一轴线水平地延伸，其中第一主体至少部分地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由第一主体气载，使得导叶当由垂直于第一轴线的风力作用时可操作以引起围绕第一轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以锚固该第一主体；以及，第一发电机，其由第一主体气载，以将由围绕第一轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能，其中第二单元包括：第二气载主体，其沿着与第二主体相关联的第一点与第二点之间的第二轴线水平地延伸，其中第二主体至少部分地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由第二主体气载，使得导叶当由垂直于第二轴线的风力作用时可操作以引起围绕第二轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以锚固第二主体；以及，第二发电机，其由第二主体气载，以将围绕第二轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能。第一单元和第二单元可(例如)基本上竖直地对齐、基本上水平地对齐、和/或为系结到地面点的气载单元的矩阵的部分。
一些实施例与包括下列的系统相关联：可旋转的地面站转台；气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体至少部分地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到地面站转台；一个或多个发电机，其由该主体气载，以将围绕轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能以经由通道传输，该通道是由将主体联接到地面站转台的绳索限定。
一些实施例与包括下列的系统相关联：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体至少部分地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；气载电力传送设备，其用于传送与围绕轴线旋转相关联的旋转能量；以及，一个或多个发电机，其由该主体气载，以将所传送的能量转换成电能。该电力传送设备可包括基本上位于水平轴线一侧的刚性电力传送环和/或还包括下列中的至少一个：(i)电力传送轨道；(ii)电力传送轮；(iii)电力传送滑轮；(iv)带子；(v)链条，或者(vi)摩擦驱动器。应当指出的是电力传送设备可包括多个齿轮。
一些实施例与包括下列的系统相关联：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体包括：第一可膨胀的封套和第二可膨胀的封套，第一可膨胀的封套至少部分地填充第一气体，第二可膨胀的封套基本上位于第一可膨胀的封套内，至少部分地填充第二气体；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；以及，一个或多个发电机，其由该主体气载，以将围绕轴线旋转而产生的旋转能量转换成电能。
一些实施例与包括下列的系统相关联：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中该主体至少部分地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；一条或多条绳索，其联接以将该主体锚固到第三点；一个或多个发电机，其由该主体气载，以将围绕轴线旋转而产生的旋转能量转换成电能；以及，气体产生装置，其可操作以使用电能的一部分来产生填充气载主体的气体。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中所述主体至少部分地被填充气体；
两个或两个以上的导叶，其由所述主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时，可操作以引起围绕轴线的旋转，每个导叶包括附接到主体且沿着主体延伸的水平叶片面板；
一条或多条绳索，其联接以将所述主体锚固到第三点；以及，
一个或多个发电机，其由所述主体气载，以将围绕所述轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能。
2.根据权利要求1所述的系统，其中由所述风力引起的旋转包括所述主体围绕轴线的旋转。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述旋转在气载主体上生成上升力。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述上升力包括马格纳斯效应上升力。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述叶片面板由下列中至少一个形成：(i)织物，或者(ii)塑料。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述叶片面板沿着第一水平边缘附接到所述主体上。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板沿着所述第一水平边缘可分离地附接到所述主体上。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述叶片面板经由下列之一可分离地附接：(i)匹配的维可牢部分；(ii)扣合件，或者(iii)可移动的系结线。
9.根据权利要求6所述的系统，其中每个叶片面板还包括沿着与所述第一水平边缘相对的第二水平边缘延伸的可膨胀的边缘。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板沿着所述第一水平边缘柔性地附接到所述主体。
11.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板是可变形的。
12.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板至少部分地由水平可膨胀的垫子定形，水平可膨胀的垫子基本上沿着所述叶片面板的第一水平边缘且靠近所述第一水平边缘附接到所述主体。
13.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板至少部分地由至少一个锚固线定形，所述至少一个锚固线将与第一边缘相对的叶片面板的第二水平边缘联接到所述气载主体。
14.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板至少部分地由至少一个支柱定形，至少一个支柱将所述叶片面板的第一水平边缘联接到与所述第一边缘相对的所述叶片面板的第二水平边缘。
15.一种系统，包括：
气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中所述主体包括：
可膨胀的封套，其至少部分地被填充气体；以及，
网状结构，其基本上包围并限制所述可膨胀的封套；
两个或两个以上的导叶，其由所述主体气载，使得所述导叶当由垂直于所述轴线的风力作用时可操作以引起围绕所述轴线的旋转；
一条或多条绳索，其联接以将所述主体锚固到第三点；以及
一个或多个发电机，其由所述主体气载，以将由围绕所述轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能。
16.根据权利要求15所述的系统，其中网状结构包括一组缆绳或条带。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述网状结构与下列中的至少一个相关联：(i)多个螺线结构，(ii)双螺旋，或者(iii)一系列基本上平行于水平轴线的横向结构。
18.一种系统，包括：
气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中所述主体包括：
可膨胀的封套，其至少部分地被填充气体；以及
用于调整与所述可膨胀封套相关联的容积的结构，所述结构包括下列中的至少一个：(i)一对副气囊，每个副气囊位于轴线的大致相对侧，(ii)中心副气囊，其位于可膨胀的封套内且基本上在第一点与第二点之间的中点，或者，(iii)用于沿着轴线向可膨胀的封套提供可扩展张力的至少一个结构；
两个或两个以上的导叶，其由该主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕所述轴线的旋转；
一条或多条绳索，其联接以将所述主体锚固到第三点；以及，
一个或多个发电机，其由所述主体气载，以将由围绕所述轴线旋转而产生的旋转能量转换成电能。
19.一种系统，包括：
气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中所述主体至少部分地被填充气体；
两个或两个以上的导叶，其由所述主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转；
表面，其由该主体气载，以将至少一些风力引导到由导叶限定的区域；
一条或多条绳索，其联接以将所述主体锚固到第三点；
一个或多个发电机，其由所述主体气载，以将围绕轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述表面包括下列中的至少一个：(i)稳定杆，(ii)翼状物，(iii)风筝，或者(iv)舵。
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