BE1022102B1 - DEVICE AND METHOD FOR GENERATING WIND ENERGY - Google Patents

DEVICE AND METHOD FOR GENERATING WIND ENERGY Download PDF

Info

Publication number
BE1022102B1
BE1022102B1 BE2014/0216A BE201400216A BE1022102B1 BE 1022102 B1 BE1022102 B1 BE 1022102B1 BE 2014/0216 A BE2014/0216 A BE 2014/0216A BE 201400216 A BE201400216 A BE 201400216A BE 1022102 B1 BE1022102 B1 BE 1022102B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
wind turbine
base station
kites
water
wind
Prior art date
Application number
BE2014/0216A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
STERKENS, Guy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STERKENS, Guy filed Critical STERKENS, Guy
Priority to BE2014/0216A priority Critical patent/BE1022102B1/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1022102B1 publication Critical patent/BE1022102B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D5/00Other wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/917Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure attached to cables
    • F05B2240/9176Wing, kites or buoyant bodies with a turbine attached without flying pattern
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/92Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines

Abstract

Inrichting (1) om windenergie te genereren die de volgende onderdelen omvat: -een windturbine (10) die ingericht is om onderdompelbaar te zijn in water (13); -één of meer vliegers (6,7) die gezamenlijk voldoende lift kunnen genereren om de windturbine (10) op te kunnen heffen, waarbij de windturbine (10) opgehangen is aan de één of meer vliegers (6,7); -een basisstation (2) vanwaar een eerste verbindingskabel (5) naar de één of meer vliegers (6,7) loopt.Device (1) for generating wind energy comprising the following parts: - a wind turbine (10) arranged to be submersible in water (13); - one or more kites (6,7) that can jointly generate sufficient lift to lift the wind turbine (10), the wind turbine (10) being suspended from the one or more kites (6,7); -a base station (2) from which a first connecting cable (5) runs to the one or more kites (6,7).

Description

Inrichting en werkwijze om windenergie te genereren.Device and method for generating wind energy.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting en werkwijze om windenergie te genereren.The present invention relates to a device and method for generating wind energy.

Het is welbekend om door middel van windturbines bewegingsenergie van de lucht om te zetten in elektrische energie. Deze energie wordt verder in dit document windenergie genoemd.It is well-known to convert movement energy from the air into electrical energy by means of wind turbines. This energy is further referred to in this document as wind energy.

Omdat op grotere hoogte boven het aardoppervlak en boven vlakke delen van het aardoppervlak over het algemeen een sterkere en meer constante wind aanwezig is heeft het voordelen om dergelijke opwekking van windenergie op grotere hoogte en boven grotere wateroppervlakken zoals de zee of grote meren te doen.Since a stronger and more constant wind is generally present at higher altitudes above the earth's surface and above flat parts of the earth's surface, it is advantageous to do such generation of wind energy at higher altitudes and above larger water surfaces such as the sea or large lakes.

Dit heeft echter als nadeel dat er hoge, bij voorkeur zeer hoge en tegelijkertijd stevige constructies gebouwd moeten worden, wat vanzelfsprekend duur is.However, this has the disadvantage that high, preferably very high and at the same time sturdy structures have to be built, which is obviously expensive.

Er is een systeem bekend waarin een heliumballon gebruikt wordt om een windturbine op te tillen. Een dergelijke ballon heeft echter zeer veel helium en een zeer groot volume nodig om het substantiële gewicht van een windturbine op te tillen.A system is known in which a helium balloon is used to lift a wind turbine. However, such a balloon requires a great deal of helium and a very large volume to lift the substantial weight of a wind turbine.

Ook genereert een dergelijk systeem zeer hoge drift krachten door het volume van de ballon, zodat zeer sterke ondersteuningsstructuren en kabels voorzien dienen te worden.Such a system also generates very high drift forces through the volume of the balloon, so that very strong supporting structures and cables must be provided.

Ook is weglekken van helium een probleem van een dergelijk systeem.Helium leakage is also a problem with such a system.

Ook worden complexe geïntegreerde vliegers/windturbines getest. Deze zijn echter nog in ontwikkeling, verre van betrouwbaar en eerder beperkt van schaal.Complex integrated kites / wind turbines are also being tested. However, these are still under development, far from reliable and rather limited in scale.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een inrichting om windenergie te genereren die de volgende onderdelen omvat: -een windturbine die ingericht is om geheel of gedeeltelijk onderdompelbaar te zijn in water; -één of meer vliegers die gezamenlijk voldoende lift kunnen genereren om de windturbine op te kunnen heffen, waarbij de windturbine opgehangen is aan de één of meer vliegers; en -een basisstation vanwaar een eerste verbindingskabel naar de één of meer vliegers loopt.The present invention has for its object to provide a solution to the aforementioned and other disadvantages in that it provides a device for generating wind energy comprising the following components: a wind turbine which is adapted to be fully or partially submersible in water; - one or more kites that together can generate sufficient lift to be able to lift the wind turbine, the wind turbine being suspended from the one or more kites; and a base station from which a first connecting cable runs to the one or more pilots.

Dit heeft als voordeel dat een windturbine relatief gemakkelijk op grote hoogte gebracht kan worden zodat veel windenergie opgewekt kan worden, zonder dat er hoge en dure steunconstructies nodig zijn.This has the advantage that a wind turbine can be brought relatively easily to a great height so that a lot of wind energy can be generated, without the need for high and expensive support structures.

Dankzij de onderdompelbaarheid van de windturbine kan dit gebeuren boven zee of een groot meer, zodat de wind sterker is en zodat hinder zoveel mogelijk vermeden wordt, omdat immers bij te weinig of te veel wind de windturbine neergelaten kan worden in het water.Thanks to the submersibility of the wind turbine, this can be done above the sea or a large lake, so that the wind is stronger and so that nuisance is avoided as much as possible, because after too little or too much wind the wind turbine can be lowered into the water.

Een bijkomend voordeel hierbij, vergeleken met gebruik boven land, is dat beschadiging van de windturbine door contact met de grond vermeden wordt.An additional advantage here, compared to use above land, is that damage to the wind turbine through contact with the ground is avoided.

Een windturbine die ingericht is om gedeeltelijk of volledig onderdompelbaar te zijn in water is hierbij een windturbine die in staat is, of met andere woorden ontworpen is, om gedeeltelijk of volledig ondergedompeld te worden en na opheffing van de onderdompeling wederom als windturbine te werken, en dit herhaaldelijk, waarbij de onderdompeling niet tot schade of prestatievermindering leidt.A wind turbine that is arranged to be partially or fully submersible in water is hereby a wind turbine that is able, or in other words designed, to be partially or fully submerged and, once the immersion has been removed, to work as a wind turbine again, and this repeatedly, whereby the immersion does not lead to damage or a reduction in performance.

De één of meer vliegers leveren hierbij bij een windkracht die een grenswaarde overschrijdt voldoende lift om de windturbine op een grote hoogte te brengen.The one or more pilots hereby provide sufficient lift for a wind force that exceeds a limit value to bring the wind turbine to a great height.

Hierbij wordt een zogenaamde kitoon, die elementen van een vlieger heeft en ook een gesloten volume heeft dat gevuld is met een gas, dat al dan niet lichter dan lucht kan zijn, ook beschouwd als een vlieger.Hereby a so-called kitoon, which has elements of a kite and also has a closed volume that is filled with a gas, which may or may not be lighter than air, is also considered a kite.

De eerste verbindingskabel is hierbij een kabel primair om aan mechanische krachten, dus lift- en drift krachten te weerstaan, zodat de één of meer vliegers en de windturbine aan het basisstation verbonden blijven. Ook de opgewekte elektrische energie zou via deze eerste verbindingskabel weggevoerd kunnen worden van de windturbine, meer specifiek via daartoe aangebrachte elektrische geleiders, maar dit kan ook via een afzonderlijke stroomkabel.The first connecting cable is in this case a cable primarily to withstand mechanical forces, i.e. lift and drift forces, so that the one or more kites and the wind turbine remain connected to the base station. The generated electrical energy could also be carried away via this first connecting cable from the wind turbine, more specifically via electrical conductors provided for this purpose, but this can also be done via a separate power cable.

Een dergelijke kabel kan een kunststof- of staalkabel zijn, maar kan ook geheel of gedeeltelijk een ketting zijn, of rigide trekstangen omvatten.Such a cable can be a plastic or steel cable, but can also be wholly or partly a chain, or comprise rigid tie rods.

De windturbine kan direct aan de één of meer vliegers opgehangen zijn, of aan een punt op de eerste verbindingskabel tussen de één of meer vliegers en het basisstation indirect aan de één of meer vliegers opgehangen zijn.The wind turbine may be suspended directly from the one or more kites, or may be suspended indirectly from the one or more kites at a point on the first connecting cable between the one or more kites and the base station.

Het basisstation kan hierbij bijvoorbeeld een boot, ponton, of een natuurlijk of kunstmatig eiland zijn.The base station can be, for example, a boat, pontoon, or a natural or artificial island.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de inrichting voorzien van een tweede verbindingskabel die, tijdens gebruik van de inrichting, vanaf de onderzijde van de windturbine of een ophangconstructie of voor de windturbine naar beneden loopt naar een benedenwinds van het basisstation op een afstand van het basisstation gelegen punt, waarbij bij voorkeur de tweede verbindingskabel verbonden is aan de aarde of aan een tegengewicht dat door de één of meer vliegers niet opgetild kan worden.In a preferred embodiment the device is provided with a second connecting cable which, during use of the device, runs downwards from the bottom of the wind turbine or a suspension structure or in front of the wind turbine to a downwind of the base station at a distance from the base station wherein the second connecting cable is preferably connected to the ground or to a counterweight that cannot be lifted by the one or more pilots.

Een dergelijke tweede verbindingskabel stabiliseert de windturbine, zodat ongewenste slingerbewegingen voorkomen kunnen worden. Ook kan optioneel deze tweede verbindingskabel gebruikt worden voor het afvoeren van gegenereerde windenergie.Such a second connecting cable stabilizes the wind turbine, so that unwanted pendulum movements can be prevented. Optionally, this second connection cable can also be used for removing generated wind energy.

Ook kan deze tweede verbindingskabel primair een stroomkabel zijn waarbij deze automatisch door zijn eigen gewicht een stabiliserend effect op de windturbine zal hebben als tweede functie hebben.This second connecting cable can also be primarily a power cable, whereby it will automatically have a stabilizing effect on the wind turbine as a second function due to its own weight.

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting twee of meer vliegers die opeenvolgend op een steeds grotere afstand van het basisstation aan het basisstation zijn verbonden door middel van de eerste verbindingskabel.In a further preferred embodiment the device comprises two or more kites which are successively connected to the base station at an increasingly greater distance from the base station by means of the first connecting cable.

Hierbij kan de vlieger die zich op de grootste afstand van het basisstation bevindt of een combinatie van naast elkaar gelegen vliegers die deze vlieger omvat, voldoende lift kan genereren om de volgende vlieger, gezien in de richting van het basisstation, uit in water ondergedompelde toestand de lucht in te trekken.Here, the kite that is located at the greatest distance from the base station or a combination of kites that are adjacent to it, can generate sufficient lift to enable the next kite, viewed in the direction of the base station, to be submerged in water. withdraw air.

Met een dergelijke opeenvolging van vliegers is het gemakkelijk om de windturbine wederom de lucht in te krijgen nadat deze neergelaten is geweest, omdat hierbij slechts de vlieger op de grootste afstand van het basisstation vliegend gemaakt of gehouden hoeft te worden, waarna deze de volgende vlieger uit het water trekt. De twee vliegers op de grootste afstand van het basisstation trekken nu de volgende vlieger uit het water, enzovoorts.With such a succession of kites, it is easy to get the wind turbine back into the air again after it has been lowered, since only the kite has to be made flying or held at the greatest distance from the base station, after which it is released from the next kite the water draws. The two kites at the largest distance from the base station now pull the next kite out of the water, and so on.

In een verdere voorkeurdragende conclusie is de inrichting voorzien van een stijve ophangconstructie voor de windturbine, waarbij de ophangconstructie aan zijn bovenzijde beweegbaar aan de eerste verbindingskabel is bevestigd, waarbij de windturbine stijf, dus niet scharnierend, aan de ophangconstructie is opgehangen.In a further preferred claim, the device is provided with a rigid suspension structure for the wind turbine, the suspension structure being movably attached at its top to the first connecting cable, the wind turbine being rigidly suspended, i.e. not hinged, from the suspension structure.

Hierdoor kan de eerste verbindingskabel eender welke hoek aannemen, bijvoorbeeld als gevolg van verschillende windsnelheden, terwijl toch de ophangconstructie, en daardoor de windturbine, een vaste oriëntatie aannemen ten opzichte van het aardoppervlak.As a result, the first connecting cable can take any angle, for example as a result of different wind speeds, while nevertheless the suspension construction, and therefore the wind turbine, assume a fixed orientation with respect to the earth's surface.

De uitvinding betreft tevens een installatie voor het ontzilten van zout water, die zich op een zekere afstand van de dichtstbijzijnde kust bevindt en minimaal gedeeltelijk van energie voorzien wordt door een inrichting zoals bovenstaand genoemd.The invention also relates to an installation for the desalination of salt water, which is situated at a certain distance from the nearest coast and is at least partially supplied with energy by a device as mentioned above.

Bij ontziltingsinstallaties stelt zich het probleem dat deze weliswaar ontzilt zeewater produceren, maar tegelijkertijd ook een significante hoeveel water met een sterk verhoogd zoutgehalte. Dit kan lokaal tot een verstoring van het ecosysteem leiden. Daarom is het wenselijk om een dergelijke ontziltingsinstallatie relatief ver van een kust te plaatsen, zodat dit extra zoute water snel verdund kan worden.The problem with desalination plants is that, although they produce desalinated seawater, they also produce a significant amount of water with a greatly increased salt content. This can lead to local disruption of the ecosystem. It is therefore desirable to place such a desalination plant relatively far from a coast, so that this extra salt water can be diluted quickly.

Er stelt zich dan echter een potentieel probleem met de energievoorziening van dergelijke onziltingsinstallaties. Wanneer een inrichting om windenergie te genereren volgens de uitvinding gebruikt wordt om een ontziltingsinstallatie van energie te voorzien ontstaat daardoor een synergievoordeel.However, there is then a potential problem with the energy supply of such desalination plants. When a wind energy generating device according to the invention is used to provide a desalination plant with energy, a synergy advantage is thereby created.

De uitvinding omvat tevens een werkwijze om windenergie te genereren, waarbij een windturbine door één of meer vliegers omhoog getild wordt tot een zekere hoogte, waarbij de één of meer vliegers door middel van een eerste verbindingskabel verbonden zijn met een basisstation, waarbij het basisstation omringd is door water dat diep genoeg is om de windturbine in te kunnen onderdompelen.The invention also comprises a method for generating wind energy, wherein a wind turbine is lifted by one or more kites to a certain height, wherein the one or more kites are connected by means of a first connecting cable to a base station, the base station being surrounded by water deep enough to submerge in the wind turbine.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende toepassingen beschreven van een inrichting volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding weergeeft in een werkende toestand; en figuur 2 de inrichting van figuur 1 weergeeft in een niet-werkende toestand.With the insight to better demonstrate the features of the invention, a few preferred applications of a device according to the invention are described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically shows a device according to the invention; represents the invention in an operating condition; and Figure 2 shows the device of Figure 1 in a non-working condition.

De in figuur 1 weergegeven inrichting 1 bestaat hoofdzakelijk uit een schip 2, dat via een ankerkabel 3 verankerd is en daardoor als basisstation dienst doet.The device 1 shown in Figure 1 mainly consists of a ship 2, which is anchored via an anchor cable 3 and therefore serves as a base station.

Op het schip 2 bevindt zich een haspel 4 waarop een eerste verbindingskabel 5 wikkelbaar is, welke eerste verbindingskabel 5 in figuur 1 grotendeels is afgewikkeld.On the ship 2 there is a reel 4 on which a first connecting cable 5 can be wound, which first connecting cable 5 in Figure 1 is largely unwound.

Aan het uiteinde van de eerste verbindingskabel 5 zijn vijf vliegers bevestigd, alle op verschillende afstanden van het schip, meer specifiek vier grote vliegers 6 en als laatste een kleinere vlieger 7. In figuur 1 zijn deze vliegers 6,7 in vliegende staat in de lucht weergegeven.Five kites are attached to the end of the first connecting cable 5, all at different distances from the ship, more specifically four large kites 6 and finally a smaller kite 7. In Figure 1 these kites 6,7 are in flying condition in the air displayed.

Onder de vliegers 6,7, dus tussen de vliegers 6,7 en het schip 2 is een deel van de eerste verbindingskabel 5 uitgevoerd als een trekstang 8. Aan deze trekstang 8 is door middel van een ophangconstructie 9 een windturbine 10 opgehangen.A part of the first connecting cable 5 is designed as a tie rod 8 below the kites 6,7, i.e. between the kites 6,7 and the ship 2. A wind turbine 10 is suspended from this tie rod 8 by means of a suspension structure 9.

Vanzelfsprekend wordt het aantal en het formaat van de vliegers 6,7 zodanig gekozen dat zij in staat zijn de windturbine 10 naar de gewenste hoogte op te heffen.Of course, the number and size of the kites 6,7 is chosen such that they are capable of lifting the wind turbine 10 to the desired height.

De ophangconstructie 9 is voor de eenvoud weergegeven als een enkele stang, maar kan ook een complexere stijve constructie zijn. De ophangconstructie 9 is door middel van een scharnier 11 scharnierend aan de trekstang 8 bevestigd.For the sake of simplicity, the suspension structure 9 is shown as a single rod, but can also be a more complex, rigid structure. The suspension structure 9 is hinged to the drawbar 8 by means of a hinge 11.

Onderaan de ophangconstructie 9 is een tweede verbindingskabel 12 bevestigd. Deze is verder verbonden aan een zich in het water 13 bevindende bak 14 die gevuld is met water.A second connecting cable 12 is attached to the bottom of the suspension structure 9. This is further connected to a container 14 located in the water 13 that is filled with water.

De tweede verbindingskabel 12 is hoofdzakelijk een stroomkabel voor het wegleiden van door de windturbine 10 gegenereerd windenergie, maar is sterk genoeg uitgevoerd om significante trekkrachten te kunnen weerstaan.The second connecting cable 12 is essentially a power cable for diverting wind energy generated by the wind turbine 10, but is strong enough to withstand significant tensile forces.

De windturbine 10 is ingericht om onderdompelbaar te zijn in water. In de praktijk houdt dit in dat elektrische componenten volledig afgeschermd zijn van water, bijvoorbeeld door een inbedding in hars, en dat de mechanische componenten uitgevoerd zijn in corrosiebestendig materiaal. Dit zijn bijvoorbeeld gelijkaardige systemen als die worden toegepast in onderwaterturbines voor het omzetten van waterstroming in elektrische energie.The wind turbine 10 is arranged to be submersible in water. In practice, this means that electrical components are completely shielded from water, for example by embedding in resin, and that the mechanical components are made of corrosion-resistant material. These are, for example, systems similar to those used in underwater turbines for converting water flow into electrical energy.

De werking van de inrichting 1 is simpel en als volgt.The operation of the device 1 is simple and as follows.

Hierbij is de windrichting van links naar rechts volgens pijl P.Here the wind direction is from left to right according to arrow P.

De vliegers 6,7 leveren voldoende lift om de windturbine 10 omhoog te trekken, typisch tot een hoogte van enkele honderden meters.The kites 6,7 provide sufficient lift to pull the wind turbine 10 up, typically to a height of a few hundred meters.

Hierdoor wordt de windturbine 10 op een hoogte geplaatst waar vrijwel altijd een sterke wind heerst, zodat de windturbine 10 een groot percentage van de tijd kan werken in optimale omstandigheden.As a result, the wind turbine 10 is placed at a height where a strong wind almost always prevails, so that the wind turbine 10 can work a great percentage of the time in optimum conditions.

De door de windturbine 10 opgewekte windenergie wordt afgevoerd via de tweede verbindingskabel 12 naar een locatie waar deze nuttig gebruikt kan worden.The wind energy generated by the wind turbine 10 is discharged via the second connecting cable 12 to a location where it can be used effectively.

Door het eigen gewicht van de tweede verbindingskabel 12, aangevuld met het tegengewicht gevormd door de met water gevulde bak 14, wordt een mogelijk onstabiele beweging van de ophangconstructie 9 en de windturbine 10 gedempt.Due to the own weight of the second connecting cable 12, supplemented by the counterweight formed by the water-filled container 14, a possibly unstable movement of the suspension structure 9 and the wind turbine 10 is damped.

Door het feit dat de ophangconstructie 9 scharnierbaar is ten opzichte van de eerste verbindingskabel 5 kan de windturbine 10 altijd in een optimale of vrijwel optimale oriëntatie gebruikt worden, ondanks het feit dat de hoek van de eerste verbindingskabel 5 met de horizon afhankelijk is van de windsterkte.Due to the fact that the suspension structure 9 is pivotable with respect to the first connecting cable 5, the wind turbine 10 can always be used in an optimum or almost optimum orientation, despite the fact that the angle of the first connecting cable 5 with the horizon depends on the wind strength .

Hierbij wordt opgemerkt dat in figuur 1 de wieken van de windturbine 10 zich verticaal en parallel met de ophangconstructie 9 uitstrekken. Experimenteel kan bepaald worden welke hoek de ophangconstructie 9 met de horizon aanneemt tijdens gebruik, zodat de hoek van de wieken ten opzichte van de ophangconstructie 9 vanzelfsprekend kan worden aangepast om zoveel mogelijk een verticale oriëntatie van de wieken van de windturbine 10 te hebben, ook als de ophangconstructie 9 een hoek aanneemt als gevolg van de windkrachten.It is noted here that in Figure 1 the blades of the wind turbine 10 extend vertically and parallel to the suspension structure 9. It can be experimentally determined which angle the suspension structure 9 adopts with the horizon during use, so that the angle of the blades relative to the suspension structure 9 can of course be adjusted to have as much a vertical orientation as possible of the blades of the wind turbine 10, also as the suspension structure 9 assumes an angle as a result of the wind forces.

De vliegers 6,7 en de windturbine 10 kunnen vanzelfsprekend hun oriëntatie ten opzichte van het schip 2 aanpassen aan de heersende windrichting.The kites 6,7 and the wind turbine 10 can of course adjust their orientation with respect to the ship 2 to the prevailing wind direction.

Wanneer de windsnelheid te laag is voor de vliegers 6,7 om voldoende lift te genereren of hoger is dan ontwerplimieten van de windturbine of de vliegers, kunnen, door middel van het inhalen of laten vieren van de eerste verbindingskabel 5 de windturbine 10 en de vliegers 6,7 op een andere hoogte met een geschiktere windsnelheid gebracht worden.When the wind speed is too low for the kites 6,7 to generate sufficient lift or is higher than design limits of the wind turbine or the kites, the wind turbine 10 and the kites can be overtaken by overtaking or having the first connecting cable 5 6,7 at a different height with a more suitable wind speed.

Wanneer deze maatregel niet voldoende is kunnen de windturbine 10 en de vliegers 6,7 neergelaten worden in het water 13, zoals getoond in figuur 2, zodat de windturbine 10 ondergedompeld wordt in het water 13.If this measure is not sufficient, the wind turbine 10 and the kites 6,7 can be lowered into the water 13, as shown in Figure 2, so that the wind turbine 10 is immersed in the water 13.

Hierbij is het gemakkelijk, in tegenstelling tot een gebruik van een vergelijkbare inrichting boven land, om mechanische schade aan de windturbine 10 als gevolg van het neerlaten te voorkomen.Hereby it is easy, in contrast to a use of a comparable device above land, to prevent mechanical damage to the wind turbine 10 as a result of the lowering.

Merk op dat dergelijke situaties zich, vanwege de relatief constante en sterke luchtstromingen op grotere hoogte, relatief zelden voordoen. Ook wanneer onderhoud of reparatie nodig is kunnen de windturbine 10 en de vliegers 6,7 neergelaten worden.Note that such situations occur relatively rarely because of the relatively constant and strong air currents at higher altitudes. Even when maintenance or repair is required, the wind turbine 10 and the kites 6,7 can be lowered.

Bij een lage windsnelheid zal dit neerlaten vanzelf gebeuren, doordat de vliegers 6,7 niet langer voldoende lift kunnen genereren. Hierbij kan het wenselijk zijn de eerste verbindingskabel 5 gedeeltelijk of volledig in te halen om te voorkomen dat deze in zichzelf of andere onderdelen van de inrichting 1 verstrikt raakt.At a low wind speed this lowering will happen automatically, because the kites 6,7 can no longer generate sufficient lift. Hereby it may be desirable to partially or completely overtake the first connecting cable 5 to prevent it from becoming entangled in itself or other parts of the device 1.

Bij een hogere windsnelheid zal het nodig zijn om door middel van de haspel 4 de windturbine 10 en de vliegers 6,7 in te halen, of om een of meer van de grote vliegers 6 te voorzien van oppervlakken die door een bediening op afstand van oriëntatie kunnen veranderen, zodat de hoeveelheid door deze vlieger of vliegers 6 gegenereerde lift kan worden verminderd, waarna de windturbine 10 en de vliegers 6,7 langzaam in het water 13 zullen zakken.At a higher wind speed, it will be necessary to overtake the wind turbine 10 and the kites 6, 7 by means of the reel 4, or to provide one or more of the large kites 6 with surfaces that are controlled by a remote control of orientation. can be changed so that the amount of lift generated by this kite or kites 6 can be reduced, whereafter the wind turbine 10 and the kites 6,7 will slowly sink into the water 13.

Afhankelijk van de situatie kan hierbij een aantal vliegers 6,7 vliegend gehouden worden, zodat het wederom in werkingstoestand brengen van de inrichting 1, dus het wederom omhoogtrekken van de windturbine 10, zonder verdere externe hulpmiddelen gemakkelijk kan gebeuren.Depending on the situation, a number of kites 6, 7 can then be kept flying, so that bringing the device 1 back into operating condition, i.e. pulling the wind turbine 10 up again, can easily be done without further external aids.

De kleine vlieger 7 is daarom specifiek ontworpen om bij een groot aantal windsnelheden te kunnen blijven vliegen, zoals weergegeven in figuur 2. Bij voldoende windsnelheid kan deze kleine vlieger 7 dan de naastgelegen grote vlieger 6 uit het water 13 trekken, waarna deze twee vliegers 6,7 gezamenlijk de volgende grote vlieger 6 uit het water 13 kunnen trekken, totdat alle grote vliegers 6 uit het water 13 zijn en zij gezamenlijk de windturbine 10 wederom uit het water 13 kunnen opheffen zodat deze wederom kan gaan werken.The small kite 7 is therefore specifically designed to be able to continue flying at a large number of wind speeds, as shown in figure 2. With sufficient wind speed, this small kite 7 can then pull the adjacent large kite 6 out of the water 13, whereafter these two kites 6 7 can jointly pull the next large kite 6 out of the water 13, until all large kites 6 are out of the water 13 and they can together lift the wind turbine 10 out of the water 13 again so that it can start operating again.

Alternatief of aanvullend kan, om de inrichting in werking te brengen, een ballon, een drone, een helikopter of een ander toestel dat onafhankelijk kan vliegen worden ingezet om de inrichting, of ten minste één of enkele vliegers daarvan, uit het water te trekken zodat dankzij de wind voldoende liftkracht gegenereerd kan worden.Alternatively or additionally, to operate the device, a balloon, a drone, a helicopter or other device that can fly independently may be deployed to pull the device, or at least one or a few kites thereof, out of the water so that sufficient lift power can be generated thanks to the wind.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een inrichting volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiment described as an example and shown in the figures, but a device according to the invention can be realized in all shapes and dimensions without departing from the scope of the invention.

Claims (14)

Conclusies .Conclusions. 1. - Inrichting (1) om windenergie te genereren die de volgende onderdelen omvat: -een windturbine (10) die ingericht is om onderdompelbaar te zijn in water (13); -één of meer vliegers (6,7) die gezamenlijk voldoende lift kunnen genereren om de windturbine (10) op te kunnen heffen, waarbij de windturbine (10) opgehangen is aan de één of meer vliegers (6,7); -een basisstation (2) vanwaar een eerste verbindingskabel (5) naar de één of meer vliegers (6,7) loopt.A device (1) for generating wind energy comprising the following components: a wind turbine (10) adapted to be submersible in water (13); - one or more kites (6,7) that together can generate sufficient lift to be able to lift the wind turbine (10), the wind turbine (10) being suspended from the one or more kites (6,7); -a base station (2) from which a first connecting cable (5) runs to the one or more pilots (6,7). 2. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het basisstation (2) omringd is door water (13) dat diep genoeg is om de windturbine (10) gedeeltelijk of volledig in te kunnen onderdompelen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the base station (2) is surrounded by water (13) that is deep enough to allow the wind turbine (10) to be partially or completely submerged. 3. - Inrichting volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat deze voorzien is van een tweede verbindingskabel (12) die, tijdens gebruik van de inrichting (1), vanaf de onderzijde van de windturbine (10) of vanaf een ophangconstructie (9) voor de windturbine (10) neerwaarts loopt naar een benedenwinds van het basisstation (2) op een afstand van het basisstation (2) gelegen punt.Device according to claim 1 or 2, characterized in that it is provided with a second connecting cable (12) which, during use of the device (1), from the bottom of the wind turbine (10) or from a suspension structure (9) before the wind turbine (10) runs down to a downwind of the base station (2) at a distance from the base station (2). 4. - Inrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de tweede verbindingskabel (5) verbonden is aan de aarde of aan een tegengewicht (14) dat door de inrichting (1) niet opgetild kan worden.Device according to claim 3, characterized in that the second connecting cable (5) is connected to the ground or to a counterweight (14) that cannot be lifted by the device (1). 5. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat deze twee of meer vliegers (6,7) omvat die opeenvolgend op een steeds grotere afstand van het basisstation (2) aan het basisstation (2) zijn verbonden door middel van de eerste verbindingskabel (5).Device - according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises two or more kites (6, 7) which are successively connected to the base station (2) at an increasing distance from the base station (2) first connection cable (5). 6. - Inrichting volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de vlieger (7) die zich op de grootste afstand van het basisstation (2) bevindt of een combinatie van naast elkaar geplaatste vliegers (6,7) die deze vlieger (7) omvat, voldoende lift kan genereren om de volgende vlieger (6), gezien in de richting van het basisstation (2), uit in water (13) ondergedompelde toestand de lucht in te trekken.Device according to claim 5, characterized in that the kite (7) located at the greatest distance from the base station (2) or a combination of kites (6,7) placed next to each other comprises this kite (7), can generate sufficient lift to pull the next kite (6), viewed in the direction of the base station (2), into the air immersed in water (13). 7. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de windturbine (10) is opgehangen tussen het basisstation (2) en de vlieger (6) van de één of meer vliegers (6,7) die zich het dichtstbij het basisstation (2) bevindt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the wind turbine (10) is suspended between the base station (2) and the kite (6) of the one or more kites (6,7) closest to the base station (2). 8. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat deze voorzien is van een stijve ophangconstructie (9) voor de windturbine (10), waarbij de ophangconstructie (9) scharnierbaar aan de eerste verbindingskabel (5) is bevestigd.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with a rigid suspension structure (9) for the wind turbine (10), the suspension structure (9) being hingedly attached to the first connecting cable (5). 9. - Inrichting volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat de windturbine (10) niet beweeglijk aan de ophangconstructie (9) is opgehangen.Device according to claim 8, characterized in that the wind turbine (10) is not movably suspended from the suspension structure (9). 10. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat minimaal één van de één of meer vliegers (6,7) ingericht is om op basis van een extern signaal zijn vorm te veranderen en daardoor de hoeveelheid lift die de minimaal één vlieger (6,7) kan genereren te veranderen.Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that at least one of the one or more kites (6,7) is adapted to change its shape on the basis of an external signal and thereby the amount of lift that the at least one kite (6.7) can generate change. 11. - Installatie voor het ontzilten van zout water, daardoor gekenmerkt dat deze zich op een zekere afstand van de dichtstbijzijnde kust bevindt en dat deze minimaal gedeeltelijk van energie voorzien wordt door een inrichting (1) volgens één van de voorgaande conclusies.11. Saltwater desalination plant, characterized in that it is located at a certain distance from the nearest coast and that it is at least partially supplied with energy by a device (1) according to one of the preceding claims. 12. - Installatie volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat deze omringd is door water (13), waarbij de installatie voorzien is van een inrichting (1) volgens conclusie 2 of een daarvan afhankelijke conclusie.Installation according to claim 11, characterized in that it is surrounded by water (13), the installation being provided with a device (1) according to claim 2 or a claim dependent thereon. 13. - Werkwijze om windenergie te genereren, waarbij een windturbine (10) door één of meer vliegers (6,7) omhoog getild wordt tot een zekere hoogte, waarbij de één of meer vliegers (6,7) door middel van een eerste verbindingskabel (5) verbonden zijn met een basisstation (2), daardoor gekenmerkt dat het basisstation (2) omringd is door water (13) dat diep genoeg is om de windturbine (10) gedeeltelijk of volledig in te kunnen onderdompelen.13. - Method for generating wind energy, wherein a wind turbine (10) is lifted by one or more kites (6,7) to a certain height, wherein the one or more kites (6,7) by means of a first connecting cable (5) are connected to a base station (2), characterized in that the base station (2) is surrounded by water (13) that is deep enough to partially or completely submerge the wind turbine (10). 14. - Werkwijze volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat, wanneer de windsnelheid buiten een bepaald interval ligt, de windturbine (10) gedeeltelijk of volledig ondergedompeld wordt in het water (13).Method according to claim 13, characterized in that when the wind speed is outside a certain interval, the wind turbine (10) is partially or completely submerged in the water (13).
BE2014/0216A 2014-03-28 2014-03-28 DEVICE AND METHOD FOR GENERATING WIND ENERGY BE1022102B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2014/0216A BE1022102B1 (en) 2014-03-28 2014-03-28 DEVICE AND METHOD FOR GENERATING WIND ENERGY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2014/0216A BE1022102B1 (en) 2014-03-28 2014-03-28 DEVICE AND METHOD FOR GENERATING WIND ENERGY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1022102B1 true BE1022102B1 (en) 2016-02-16

Family

ID=50828632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2014/0216A BE1022102B1 (en) 2014-03-28 2014-03-28 DEVICE AND METHOD FOR GENERATING WIND ENERGY

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1022102B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE656194C (en) * 1935-04-26 1938-01-31 Aloys Van Gries Dr Ing Wind power machine carried by kites to make use of altitude winds
FR879826A (en) * 1941-07-04 1943-03-05 Improvements in methods and devices for the automatic supply of energy to boats and to all bodies floating or submerged in water, in particular for their propulsion
DE19645415A1 (en) * 1996-11-04 1998-05-07 Paul Dipl Ing Kramer Wind power generator with rotary energy conversion
DE202011103433U1 (en) * 2011-07-19 2011-08-22 Marc Eberle Wind turbine
WO2013026746A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Kite Power Solutions Limited A kite for a system for extracting energy from the wind

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE656194C (en) * 1935-04-26 1938-01-31 Aloys Van Gries Dr Ing Wind power machine carried by kites to make use of altitude winds
FR879826A (en) * 1941-07-04 1943-03-05 Improvements in methods and devices for the automatic supply of energy to boats and to all bodies floating or submerged in water, in particular for their propulsion
DE19645415A1 (en) * 1996-11-04 1998-05-07 Paul Dipl Ing Kramer Wind power generator with rotary energy conversion
DE202011103433U1 (en) * 2011-07-19 2011-08-22 Marc Eberle Wind turbine
WO2013026746A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Kite Power Solutions Limited A kite for a system for extracting energy from the wind

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7839009B2 (en) Buoyant blade free stream tidal power device
US11408390B2 (en) Self-propelled buoyant energy converter and method for deploying same
JP5921647B1 (en) Power generation equipment in the sea area that generates power using tidal currents or ocean currents
JP4813501B2 (en) Power generation device by water flow
US6531788B2 (en) Submersible electrical power generating plant
CN105557572B (en) A kind of semi-submersible type single-column ocean engineering fishing ground
GB2460309A (en) Submersible turbine apparatus
CN204599057U (en) A kind of fishing net retractable apparatus
WO2014207478A3 (en) Water turbine with variable buoyancy
ES2727637T3 (en) A wind power plant
US20160344259A1 (en) System for storing and generating electric energy for an aquatic medium
KR20130095622A (en) Method and device for installing a tidal power plant
CN113163736A (en) Offshore farming system
BE1022102B1 (en) DEVICE AND METHOD FOR GENERATING WIND ENERGY
JP2014069775A (en) Marine resource collection system
Takagi et al. Development of a floating current turbine
CN104351107A (en) Feeding balance equipment for ship
KR101411946B1 (en) Vessel stopping device
JP6500294B2 (en) Anchoring member and diving assistance member
US8450870B1 (en) Use of a sea anchor using river current to generate electricity
CN105165746A (en) Inland river integrated fishing gear and fishing method thereof
KR101638694B1 (en) Buoyancy lifter
ES2341311A1 (en) Underwater electrical generator for the harnessing of bidirectional flood currents
US20200398947A1 (en) Offshore Electric Power Generating System
Kyozuka et al. A floating/submersible tidal current power generator applicable in low speed tidal flow