由风能发电的系统和方法与流程

本发明涉及用于收集天然可再生能源的系统和方法，特别涉及用于收集风能以发电的系统，该系统自然地融入视野。

背景技术：

1、将天然可再生能源用于人类目的已有几个世纪的历史。例如，现代形式的风车从8世纪或9世纪就已经为人所知。

2、在过去的几十年里，随着化石燃料能源在汽车和工业中的使用增加，利用可再生能源发电越来越受欢迎。因此，已经开发出许多用于收集天然可再生能源发电的技术。例如，风力涡轮机现在通常用于利用风力发电。

3、然而，大多数风能收集系统体积庞大。风能通常在无人居住的空间收集，如开阔的田野、湖泊和海洋。然而，在这些地方，风力收集系统往往会引起眼睛不适，破坏自然景观。

4、此外，由于能量收集位置通常远离使用能量的位置，因此需要能量和资金来使所收集的能量实际可用。因此，从收获自然电力中获得的能量净增益减少了。

5、此外，典型的风能收集系统被定向为收集来自特定方向的风。这非常适合于海岸等位置，因为那里有特定的风吹方向。然而，它不太适合于风可能朝多个方向吹的位置，因为在这样的位置，一些风能将不会被收集，并且将被浪费。

6、因此，在本领域中需要一种用于收集风能的系统，该系统可以在城市位置内以及开阔地中使用，而不会干扰视野。在本领域中还需要一种系统，该系统可以收获风能而不管风的吹向如何。

技术实现思路

1、本发明涉及用于收集天然可再生能源的系统和方法，特别涉及用于收集风能以发电的系统，该系统自然地融入视野。

2、根据所公开技术的一些实施例，提供了一种利用风能发电的系统。该系统包括细长的塔，该塔具有接地端和上端，该塔的静止位置基本上垂直于地面。该系统还包括风力收集组件，该风力收集组件包括附接到塔的至少一个风力接合元件，该至少一个风力接合元件适于受到风的冲击，并使塔从静止位置移动。该系统还可以包括液压子系统，该液压子系统包括至少一个在功能上与塔的接地端相关联的液压致动器，该至少一个液压致动器中的每一个包括液压缸，该液压缸具有布置在其中的对应活塞，其中所述塔从所述静止位置的运动引起至少一个所述活塞的运动以及在至少一个对应的所述液压致动器中的流体的加压。该系统还可以包括发电子系统，该发电子系统在功能上与液压子系统相关联并且适于使用加压流体来发电。

3、在一些实施例中，风力收集组件附接到塔的上端。在一些实施例中，风力收集组件沿着塔的纵向长度的一段附接到塔的主体。

4、在一些实施例中，至少一个液压致动器包括单个液压致动器，其中塔从静止位置的运动引起活塞的运动和液压致动器中的流体的加压。在一些实施例中，单个液压致动器设置在细长塔的接地端的旁边或下面。

5、在一些实施例中，所述至少一个液压致动器包括多个液压致动器，其中所述塔从所述静止位置的运动引起活塞的子集的运动以及对所述多个液压驱动器中的相应液压致动器中的流体加压。在一些实施例中，多个液压致动器周向地设置在细长塔的接地端周围或下方。

6、在一些实施例中，至少一个活塞在至少一个液压致动器内的至少一个运动轴线基本上垂直于细长塔的纵向轴线。

7、在一些实施例中，至少一个液压致动器内的至少一个活塞的至少一条运动轴线基本上平行于细长塔的纵向轴线。

8、在一些实施例中，细长塔由刚性材料形成。在一些实施方案中，刚性材料包括碳纤维。

9、在一些实施例中，风力收集组件具有融入视图的自然外观。

10、在一些实施例中，风力收集组件包括从细长塔向外延伸的多个分支，多个分支中的每个分支终止于至少一个风力接合叶片，使得风力收集组件具有树梢的外观并且包括多个风力接合元件。在一些实施例中，风力收集组件具有棕榈树顶部的外观。

11、在一些实施例中，风力收集组件包括公告板。

12、在一些实施例中，至少一个活塞的运动范围适于限制塔的运动范围。

13、在一些实施例中，在受到风的冲击时，风力收集组件适于使塔从静止位置倾斜。

14、在一些实施例中，在受到风的冲击时，风力收集组件适于使塔相对于静止位置旋转。

15、在一些实施例中，发电子系统包括大气压流体储存器，其与液压子系统流体连通并且适于在大气压下向至少一个液压致动器提供流体；加压流体罐，其与所述液压子系统流体连通并且适于接收来自所述至少一个液压致动器的加压流体；以及发电机，所述发电机适于接收来自所述加压流体罐的加压流体，使用所述流体的压力来发电，并且在发电之后，向所述大气压流体储存器提供大气压下的流体。

16、在一些实施例中，该系统还包括设置在加压流体罐和发电机之间的电磁阀。

17、在一些实施例中，该系统还包括至少一个单向阀，该单向阀控制从发电机到大气压流体储存器的流体流动。

18、在一些实施例中，至少一个液压致动器中的每一个通过单个导管与大气压力流体储存器和加压流体罐流体连通，并且其中通过所述导管的大气压流体和加压流体的流动由多个阀控制，所述多个阀沿着流体管线布置在所述大气压流体储存器和所述至少一个液压致动器之间以及所述至少多个液压致动器和所述加压流体罐之间。

19、在一些实施例中，液压子系统还包括壳体和中心芯。在一些实施例中，中心芯可相对于壳体倾斜和旋转。在一些实施例中，所述至少一个液压缸中的每一个液压缸在第一锚定点处附接到所述壳体，并且每个对应的活塞在第二锚定点处连接到所述中心芯，使得至少一个活塞的至少一个纵向轴线基本垂直于塔的纵向轴线。中心芯相对于壳体的运动改变第一锚定点和第二锚定点之间的距离，导致对应的至少一个液压活塞相对于至少一个液压缸的运动。

20、在一些实施例中，所述塔固定地附接到所述中心芯，并且其中所述塔相对于所述壳体的旋转引起所述中心芯的旋转，以及所述至少一个液压缸中的至少一个与对应的至少一种液压活塞之间的相对运动。

21、在一些实施例中，塔相对于壳体的倾斜导致中心芯的倾斜，以及至少一个液压缸中的至少一个与对应的至少一种液压活塞之间的相对运动。

22、在一些实施例中，液压子系统还包括具有底表面的壳体，该壳体容纳至少一个液压致动器。在一些实施例中，细长塔在功能上与板相关联，该板可相对于壳体倾斜和旋转。在一些实施例中，所述至少一个液压缸中的每一个在第一锚定点处附接到壳体的底表面，并且每个对应的活塞附接到基板的下表面，使得至少一个活塞的至少一个纵向轴线基本上平行于塔的纵向轴线。基板相对于壳体的运动改变第一锚定点和第二锚定点之间的距离，导致对应的至少一个液压活塞相对于至少一个液压缸的运动。

23、根据所公开技术的实施例，提供了一种利用风能发电的系统。该系统包括细长的塔，该塔具有接地端和上端，该塔的静止位置基本上垂直于地面。该系统还包括风力收集组件，该风力收集组件包括附接到塔的至少一个风力接合元件，该至少一个风力接合元件适于被风冲击的力推动，并使塔从静止位置移动。该系统还包括发电子系统，该发电子系统在功能上与塔的接地端相关联并且包括多个发电元件，其中塔从静止位置的运动导致发电元件的至少一个子集开始发电。

24、在一些实施例中，风力收集组件附接到塔的上端。在一些实施例中，风力收集组件沿着塔的纵向长度的段附接到塔的主体。

25、在一些实施例中，发电子系统包括液压子系统和发电机，液压子系统包括功能上与塔的接地端相关联的至少一个液压致动器，所述至少一个液压致动器中的每一个包括液压缸，所述液压缸具有设置在其中的对应活塞，其中塔从静止位置的运动引起至少一个活塞的运动和至少一个对应液压致动器中的流体的加压，发电机功能上与液压子系统相关联并适于使用加压流体来发电。

26、在一些实施例中，发电子系统包括线性致动器阵列，线性致动器阵列在功能上与塔的接地端相关联，其中塔从静止位置的运动引起阵列中的线性致动器的至少一个子集的压缩或伸展，该压缩或伸展产生电荷。

27、在一些实施例中，发电子系统包括压电马达阵列，其在功能上与塔的接地端相关联，其中塔从静止位置的运动导致阵列中的压电马达的至少一个子集的压缩或伸展，该压缩或伸展产生电荷。

28、在一些实施例中，该系统还包括用于存储所产生的电力的电池。

29、在一些实施例中，细长塔由刚性材料形成。在一些实施方案中，刚性材料包括碳纤维。

30、在一些实施例中，风力收集组件具有融入视图的自然外观。

31、在一些实施例中，风力收集组件包括从细长塔向外延伸的多个分支，多个分支中的每个分支终止于至少一个风力接合叶片，使得风力收集组件具有树梢的外观并且包括多个风力接合元件。在一些实施例中，风力收集组件具有棕榈树顶部的外观。

32、在一些实施例中，风力收集组件包括公告板。

33、在一些实施例中，在受到风的冲击时，风力收集组件适于使塔从静止位置倾斜。

34、在一些实施例中，在受到风的冲击时，风力收集组件适于使塔相对于静止位置旋转。