BE1026756B1 - Windenergie energievoorzieningssysteem - Google Patents

Abstract

Windenergie energievoorzieningssysteem omvattende een meervoudig aantal windturbines van een verticale-as type omvattende een verticale rotatie-as waaraan ten minste één schoep is verbond en, en om welke rotatie- as genoemde ten minste één schoep is opgesteld om te roteren gedurende gebruik, waarbij de windturbines mechanisch onderling met elkaar zijn verbonden zodanig dat elke tweede windturbine is op gesteld om te roteren in een éérste rotatierichting en dat iedere andere windturbine van het systeem is opgesteld om in een tweede rotatierichting te roteren welke tegenovergesteld is aan de eerste rotatierichting.

Description

Windenergie energievoorzieningssysteem

De uitvinding heeft betrekking op een windenergie energievoorzieningssysteem.

Dergelijke systemen zijn bekend en omvatten gewoonlijk één of meerdere windturbines die zijn ingericht om windenergie om te zetten in elektrisch vermogen dat kan worden gevoed aan het elektriciteitsnet. Windturbines kunnen bijvoorbeeld een in hoofdzaak horizontale rotoras hebben, waaraan zich radiaal uitstrekkende schoepen, bijvoorbeeld twee of drie schoepen, zijn verbonden. De hoofdrotorschacht van dergelijke windturbines is geplaatst bovenop een relatief grote toren. Deze horizontaleas windturbines zijn vaak tezamen gegroepeerd in windturbineparken, offshore of op land, en produceren het overgrote deel van elektrisch vermogen dat tegenwoordig door wind wordt gegenereerd.

In enkele gebieden kan het echter relatief lastig zijn om deze relatief grote windturbines te installeren, zoals bijvoorbeeld in stadscentra. Ook in veel relatief afgelegen gebieden, zoals eilanden, blijf energievoorziening relatief moeilijk. Het kan zijn dat eilanden helemaal niet met een elektriciteitsnet zijn verbonden of nog steeds zijn aangewezen op elektrische generatoren die worden aangedreven door brandstof. Vermogen dat wordt toegevoerd door alternatieve energiebronnen, zoals bijvoorbeeld zonne-energie, zou niet voldoende kunnen zijn om aan de vraag naar energie te voldoen, bijvoorbeeld gedurende de nacht wanneer er geen zonne-energie is. In enkele gebieden, kunnen windsnelheden tijdelijk te hoge piekwaarden bereiken, bijvoorbeeld in orkaan of tyfoon-gevoelige regio's tussen de tropische gebieden, zodat schoepen van windturbines, of zelfs de gehele toren verwoest kan worden. In afgelegen gebieden kan de opbouw van windturbines ook relatief lastig zijn in termen van logistiek, vanwege relatief grote afstanden. Enkele van deze kwesties kunnen worden geadresseerd door het gebruik van een ander type windturbine, in het

BE2018/5768 bijzonder windturbines die een in hoofdzaak verticale rotoras hebben waaraan één of meerdere schoepen zijn verbonden. Deze zogenaamde verticale as windturbines kunnen relatief klein worden gemaakt. Echter, een belangrijk nadeel van deze windturbines is hun relatief lage efficiëntie in het genereren van vermogen.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om één of meerdere van de bovengenoemde problemen op te lossen of te verlichten. In het bijzonder beoogt de uitvinding te voorzien in een meer efficiënt windenergie energievoorzieningssysteem welke relatief gemakkelijk kan worden geïnstalleerd.

Ten aanzien van dit doel wordt volgens een eerste aspect van de onderhavige uitvinding voorzien in een windenergie energievoorzieningssysteem gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 1. In het bijzonder, omvat het windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding een meervoudig aantal windturbines van een verticale-as type omvattende een verticale rotor-as waaraan ten minste één schoep is verbonden, en om welke rotatie-as genoemde ten minste één schoep is opgesteld om te roteren gedurende gebruik. De windturbines kunnen bijvoorbeeld van een Savonius type, of een gedraaid Savonius type, of een Darrieus type, of ieder ander type van verticale-as windturbine zijn. Ten minste één schoep, maar bij voorkeur een meervoudig aantal schoepen, is verbonden aan de rotatie-as, bijvoorbeeld, twee, drie, vier of meer schoepen. De windturbines zijn mechanisch onderling met elkaar verbonden zodanig dat elke tweede windturbine is ingericht om in een eerste rotatierichting te roteren en dat iedere andere windturbine van het systeem is ingericht om in een tweede rotatierichting te roteren welke tegenovergesteld is aan de eerste rotatierichting. Met andere woorden, de windturbines zijn bij voorkeur gepositioneerd zodanig dat nabijgelegen windturbines zijn opgesteld om te roteren in tegenovergestelde richtingen. De mechanische onderlinge verbinding tussen de windturbines kan

BE2018/5768 bijvoorbeeld worden gerealiseerd door een ketting die als een acht is gewonden tussen elk paar van nabijgelegen windturbines. Ook andere onderling verbindende middelden zijn mogelijk, zoals een riem, een tandheugel systeem, of andere bekende onderling verbindende middelen. Het systeem omvat verder een transmissiesysteem. Op een inventieve wijze, omvat het transmissiesysteem verder een pomp per stel windturbines, het stel omvattende ten minste twee windturbines die zijn opgesteld om te roteren in tegenovergestelde rotatierichtingen. Met andere woorden, elk stel windturbines omvattende ten minste twee windturbines die roteren in tegenovergestelde rotatierichtingen gedurende gebruik, is verbonden met een pomp van het transmissiesysteem. Door het zodanig bevestigen van de windturbines, kan de efficiëntie van de energie-uitvoer van het systeem worden verbeterd. Tegelijkertijd, wordt het aantal pompen in het systeem gereduceerd tot ten minste de helft van het aantal windturbines, waarmee een vereenvoudigd systeem kan worden verschaft en dus een reductie in productiekosten.

Het transmissiesysteem kan bij voorkeur een waterhydraulisch transmissiesysteem zijn. Waterhydraulica kunnen een relatief betrouwbaar transmissiesysteem verschaffen zonder een noodzaak voor olietoevoer, dus resulterend in een relatief milieuvriendelijk transmissiesysteem. Als een bijkomend voordeel, kan een water hydraulicatransmissiesysteem direct worden verbonden men een verdere hydraulische machine zonder de noodzaak om hydraulische energie in elektriciteit om te zetten. Echter, als alternatief, zouden ook hydraulische transmissiesystemen op basis van olie kunnen worden gebruikt.

Het heeft de voorkeur dat het windenergie energievoorzieningssysteem verder een behuizing omvat, waarin het meervoudig aantal windturbines kan worden bevestigd. Een dergelijke behuizing kan bijvoorbeeld de vorm en/of formaat hebben van een nominale intermodale 20-voets of 40voets container, zodat het systeem eenvoudig kan

BE2018/5768 worden getransporteerd. Andere vormen en formaten zijn ook mogelijk. De behuizing kan een bodemzijde, één of meerdere zijpanelen, en bijvoorbeeld één of meerdere bovenpanelen omvatten. De behuizing kan bijvoorbeeld een doos-achtige vorm hebben zodat de windturbines in hoofdzaak op een rij kunnen worden geplaatst, maar andere vormen van behuizing, zoals bijvoorbeeld een ronde vorm, als ook verschillende bevestigingspatronen voor de windturbines zijn ook mogelijk.

Een dergelijke behuizing kan voordelig zijpanelen omvatten welke instelbaar zijn tussen een open positie, waarbij de windturbines worden blootgesteld aan wind, en een gesloten positie, waarbij de windturbines afgeschermd zijn van wind. Op deze manier, kunnen, door de zijpanelen in een gesloten positie te brengen, de windturbines worden beschermd tegen te hoge windsnelheden welke de windturbines zouden kunnen vernietigen. Tegelijkertijd, kan de behuizing met de zijpanelen in een gesloten positie de windturbine beschermen tijdens transport. Als een bijkomend voordeel, kunnen de zijpanelen in een open positie worden gebracht waarbij de zijpanelen een luchtstroom kunnen richten naar de windturbineschoepen. De zijpanelen kunnen bijvoorbeeld scharnierend zijn verbonden aan de behuizing, bijvoorbeeld door een scharnier in een in hoofdzaak verticale richting, of bij meer voorkeur, door een scharnier in een in hoofdzaak horizontale richting, bij nog meer voorkeur een scharnier tussen een zijpaneel en een bovenzijde van de behuizing. De panelen kunnen één voor één worden open gemaakt, of het systeem kan een synchronisatiemodule omvatten die is ingericht om ten minste twee, of bij voorkeur alle, zijpanelen tussen een open en een gesloten positie te verstellen op een synchrone manier, om zo een ongelijke belasting op het meervoudig aantal windturbines te vermijden, waarvan enkele reeds aan de wind blootgesteld zouden kunnen zijn terwijl anderen nog van wind afgeschermd kunnen zijn.

Op een voordelige wijze, kan de behuizing worden voorzien van zonnepanelen, bij voorkeur fotovoltaische zonnepanelen. Op deze wijze, kan

BE2018/5768 bijkomend vermogen worden verschaft, bijvoorbeeld naar een net, of naar een gebruiker, of naar een energie-opslagapparaat, zoals een batterij. Wanneer bijvoorbeeld een zijpaneel van de behuizing in een open positie is, vooral wanneer genoemd zijpaneel scharnierend is verbonden met een bovenzijde van de behuizing, kan een eerste zijde van het zijpaneel worden voorzien van zonnepanelen terwijl de tegenovergestelde zijde van het zijpaneel kan worden ingericht op luchtstroom naar de windturbines te richten, waarbij dus de vermogensefficiëntie van het systeem wordt geoptimaliseerd terwijl het systeem relatief compact blijft.

Het windenergie energievoorzieningssysteem kan verder een generator omvatten om energie die is doorgevoerd door het transmissiesysteem om te zetten in elektrische energie. Elektrisch vermogen dat is gegenereerd door de generator kan bijvoorbeeld worden gevoed aan een net, of kan direct worden gevoed aan een elektrische machine, of kan worden opgeslagen in een energie-opslagapparaat, zoals een batterij. Op deze wijze, kan vermogen worden voorzien aan gebieden waar netverbinding moeilijk of niet bestaand is, terwijl het afhankelijk zijn van brandstofvoorzienig om een generator aan te drijvend wordt vermeden.

Het windenergie energievoorzieningssysteem kan bijvoorbeeld verder een geïntegreerde waterzuiveringseenheid omvatten die is verbonden met het energietransmissiesysteem. De waterzuiveringseenheid kan direct worden verbonden met het energietransmissiesysteem, bijvoorbeeld met een water hydraulisch energietransmissiesysteem of kan worden verbonden met het energietransmissiesysteem via een generator die is ingericht om energie die is doorgegeven door het energietransmissiesysteem in elektrische energie om te zetten. Bijvoorbeeld op afgelegen eilanden, kan een relatief hoge vraag zijn naar gezuiverd, bijvoorbeeld ten minste ontzout, water terwijl het proces van zuiveren en/of ontzouten een relatieve hoge hoeveelheid vermogen kan vereisen. Door een waterzuiveringseenheid te integreren in het energievoorzieningssysteem wordt een relatief compact

BE2018/5768 systeem verkregen welk kan worden getransporteerd en geïnstalleerd gezuiverd water naar gebruikers, dus in staat is om basale behoeftes te verschaffen op afgelegen gebieden, bijvoorbeeld na een stroomuitval door bijvoorbeeld een natuurramp, of in relatief afgelegen gebieden.

Op een voordelige wijze, kan het windenergie energievoorzieningssysteem verder een drijvend platform omvatten, waarbij het meervoudig aantal windturbines is bevestigd aan genoemd drijvend platform. Op deze wijze, kan het systeem heel snel en gemakkelijk worden geïnstalleerd, bijvoorbeeld in een haven, door gewoon het platform aan te meren, zonder bijvoorbeeld de behoefte voor een vergunning voor het gebruik van land om windturbines daarop te installeren.

In het geval van een dergelijk drijvend windenergie energievoorzieningssysteem, zou het systeem verder een golf- en of getijdeenergieomzetter kunnen omvatten, waarbij de keuze tussen getijde of stroomenergie afhangt van onder andere factoren op de plek waar het systeem zal worden gebruikt. Een dergelijke golf en/of getijdeenergieomzetter kan bijkomend vermogen verschaffen op een relatief milieuvriendelijke wijze.

Voordelig, kunnen de windturbines mechanisch onderling met elkaar zijn verbonden zodanig dat de ten minste ene schoep van een eerste windturbine is opgesteld om te roteren met een vooraf bepaalde vertraging ten opzichte van de ten minste ene schoep van ene nabijgelegen windturbine. In het geval van windturbines met twee schoepen, kunnen schoepen van nabijgelegen windturbines bijvoorbeeld zijn ingericht om te roteren met een vertraging van in hoofdzaak 90 graden of meer of minder tussen de radiale uitstrekkingen van een schoep van de eerste windturbine en een schoep van een nabijgelegen windturbine. In het geval van meer schoepen per wind turbine, kan de vertraging kleiner worden gekozen. Als resultaat, wijzen schoepen van nabijgelegen windturbines nooit in dezelfde radiale richting terwijl ze roteren. Wanneer windturbines dicht bij elkaar

BE2018/5768 zijn gepositioneerd, vermijdt de vooraf bepaalde vertraging in rotatie tussen nabijgelegen windturbines het in elkaar pletten van de schoepen.

Het heeft ook de voorkeur dat het meervoudig aantal windturbines gepositioneerd is zodanig dat een draaicirkel van een windturbine overlapt met een draaicirkel van een nabijgelegen windturbine. De verwoording “draaicirkel” is bedoeld om de ruimte aan te duiden waar de ten minste ene schoep van de windturbine doorheen gaat wanneer in rotatie. Wanneer een afstand tussen een verticale rotatie-as van een eerste windturbine en een verticale rotatie-as van een nabijgelegen windturbine kleiner is dan twee keer een radiale breedte van de ten minste ene schoep van de windturbine, dan overlappen deze draaicirkels van twee nabijgelegen windturbines ten minste gedeeltelijk. Op deze wijze, kan een compacter systeem worden verkregen. Tegelijkertijd, als dit wordt toegepast op alle van de nabijgelegen windturbines van het systeem, kan de efficiëntie van het systeem worden verhoogd als het meervoudig aantal windturbines een hoofdzakelijk ononderbroken wand van windturbines vormt, waar de wind niet doorheen kan gaan zonder het systeem te treffen.

De onderhavige uitvinding zal verder worden toegelicht met verwijzing naar figuren van voorbeelduitvoeringsvormen. Bijbehorende elementen worden aangeduid met bijbehorende verwijzingstekens.

Figuur 1 toont een schematisch vooraanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding;

Figuur 2 toont een schematisch bovenaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een windenergiestroom energievoorzieningensysteem volgens de uitvinding;

Figuur 3 toont een schematisch aanzicht van een onderlinge verbindingsmechanisme in de uitvoeringsvorm van figuur 2;

Figuur 4 toont een diagram van een totaal koppel in een pomp van de voorkeursuitvoeringsvorm van Figuur 3;

BE2018/5768

Figuur 5 toont een schematisch zijaanzicht van de uitvoeringsvorm van Figuur 2;

Figuur 6 toont een perspectivisch aanzicht van een derde uitvoeringsvorm van een windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding;

Figuur 7 toont een schematisch zijaanzicht van de uitvoeringsvorm van Figuur 6;

Figuur 8 toont een schematisch zijaanzicht van een vierde uitvoeringsvorm van een windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een schematisch vooraanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van een windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding. Het systeem 1 omvat een meervoudig aantal windturbines 2 van een verticale as type, bijvoorbeeld van, maar niet beperkt tot, een Savonius type. Elke windturbine 2 omvat een verticale rotatie-as 3 waaraan twee schoepen 4 zijn verbonden, en om welke rotatieas 3 genoemde twee schoepen 4 zijn opgesteld om te roteren tijdens gebruik. In deze specifieke uitvoeringsvorm zijn, in tegenstelling tot de uitvoeringsvormen die worden getoond in de volgende figuren, in plaats van het hebben van schoepen 4 die zich uitstrekken langs een in hoofdzaak gehele lengte of hoogte van de rotatie-as 3, twee windturbines 2a, 2b op elkaar geplaatst terwijl zij dezelfde rotatie-as 3 delen. Vijf rotatieassen 3 zijn op gelijke afstanden van elkaar geplaatst langs een enkele lijn. De schoepen 4 kunnen een gekromde vorm hebben, waarbij een soort van convexe schep (scoop) rondom en uit elkaar geplaatst van de rotatie-as 3 gevormd wordt, waarbij een flens de schoep 4 verbindt met de rotatie-as 3. In deze uitvoeringsvorm, kunnen de schoepen 4 alleen in één richting gekromd zijn, dat wil zeggen rond een as parallel aan de rotatie-as 3, en hoeven geen enkele kromming te tonen in een andere richting. Met andere woorden, in een dwarsdoorsnede van de schoepen in een richting dwars op

BE2018/5768 de rotatie-as 3, hebben de schoepen 4 in hoofdzaak een C-vorm, terwijl een dwarsdoorsnede van de schoep 4 parallel aan de rotatie-as 3 een in hoofdzaak rechte lijn kan zijn. In andere uitvoeringsvormen, kunnen de schoepen een kromming tonen in alle richtingen. Ze kunnen bijvoorbeeld worden gemaakt van kunststof, zoals bijvoorbeeld ABS of vezel versterkt kunststof, of iedere andere soort van geschikt kunststof die bekend is voor de vakman. Om de stabiliteit van de schoepen 4 te verbeteren, kan een bovenzijde en/of een onderzijde van de schoepen worden bedekt door bedekkingsplaten 5. In het geval van een stapeling van windturbines op eenzelfde rotatie-as 3, kunnen de schoepen 4 van een eerste windturbine 2 a worden bevestigd met een offset van bijvoorbeeld een kwart van een draai ten opzichte van de schoepen van een tweede windturbine 2b. Als gevolg, wanneer een stapeling van windturbines op eenzelfde rotatie-as aan het roteren is, zal er altijd een vooraf bepaalde tijdsvertraging zijn tussen een passage van de ten minste ene schoep van de verschillende gestapelde windturbines. Op een analoge wijze, heeft het de voorkeur de ten minste ene schoep 4 van nabijgelegen windturbines zodanig te bevestigen dat er een rotatievertraging is tussen genoemde schoepen bij het roteren. In andere uitvoeringsvormen, zou de windturbine, in plaats van twee schoepen, ook alleen één schoepen kunnen omvatten, zelfs als het minder stabiel is, of drie of meer schoepen, welke de windturbine zelf startend kunnen maken, maar wat lastiger kan zijn bij synchronisatie. Windturbines kunnen worden gestapeld of niet.

Figuur 2 toont een schematisch bovenaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding. In tegenstelling tot de vorige uitvoeringsvorm, omvat de onderhavige uitvoeringsvorm zes rotatieassen 3 op een rij in plaats van vijf. De windturbines zijn mechanisch onderling met elkaar verbonden zodanig dat iedere tweede windturbine is ingericht om te roteren in een eerste rotatierichting 6, bijvoorbeeld in een richting tegen de klok in, terwijl iedere

BE2018/5768 andere windturbine van het systeem, in het bijzonder iedere windturbine die is gepositioneerd tussen twee windturbines die zijn ingericht om in genoemde eerste rotatierichting 6 te roteren, is ingericht om in een twee rotatierichting 7 te roteren, welke tegenovergesteld is aan de eerste rotatierichting 6, bijvoorbeeld in een richting met de klok mee. Tegelijkertijd, kan een kromming van de schoepen 4 van een eerste windturbine 2 die is ingericht om in een eerste rotatierichting 6 te roteren daarom een reflectie zijn van een kromming van de schoepen van een direct nabijgelegen windturbine die is ingericht om in de tweede rotatierichting 7 te roteren. Wanneer een kabel 4c wordt beschouwd, die de tips van de twee schoepen van een windturbine 2 verbindt, dan worden de windturbines 2 bevestigd en onderling met elkaar verbonden zodanig dat er een vertraging van in hoofdzaak 90 graden is tussen de kabels 4c die deze tips van schoepen 4 verbinden tussen nabijgelegen windturbines 2. Het heeft verder de voorkeur dat het meervoudige aantal windturbines 2 zodanig is gepositioneerd dat een draaicirkel 8 van een windturbine 2 overlapt met een draaicirkel 8 van een nabijgelegen windturbine 2 zoals getoond in Figuur 2. Dit resultaat kan worden verkregen wanneer een afstand tussen de rotatieassen 3 van twee nabijgelegen windturbines kleiner is dan een som van een straal van een draaicirkel 8 van een eerste windturbine en een straal van een draaicirkel 8 van een direct nabijgelegen windturbine 2.

Figuur 3 toont een schematisch aanzicht van een onderling verbindingsmechanisme voor de uitvoeringsvorm van Figuur 2. De windturbines zijn mechanisch onderling verbonden met elkaar zodanig dat het systeem wordt verkregen zoals uitgelegd onder Figuur 2, waarbij nabijgelegen windturbines zijn ingericht om in tegenovergestelde richtingen te roteren. Deze mechanische onderlinge verbinding 9 kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd als een eindloze ketting 10 die aangrijpt op een tandwiel 11 dat is verbonden met een rotatie-as 3 van een windturbine 2, waarbij de ketting is gewonden tussen nabijgelegen rotatieassen 3 in een vorm van het

BE2018/5768 getal acht. In plaats van een ketting 10, zijn andere mechanische onderlinge verbindingen 9 mogelijk, zoals duidelijk zal zijn voor de vakman. De mechanische onderlinge verbinding 9 is bij voorkeur ingericht om beweging van al de windturbines 2 van het systeem 1 te synchroniseren, om zo te vermijden dat door verschillende differentiaalkrachten op de verscheidene schoepen, de schoepen in elkaar pletten, speciaal in het geval waarbij de windturbines zijn gepositioneerd zoals geïllustreerd in Figuren 1 en 2, dat wil zeggen met overlappende draaicirkels 8. Genoemde synchronisatie kan bijvoorbeeld worden voorzien door een meervoudig aantal tandwielen 17 die zijn bevestigd aan een synchronisatie-as 18. Het systeem 1 omvat verder een energietransmissiesysteem 12 dat is opgesteld om energie over te dragen die is gegenereerd door rotatie van de windturbines naar een uitvoer, bijvoorbeeld één of meerdere machines die energie behoeven, welke machine intern of extern ten opzichte van het systeem kan zijn. Het energietransmissiesysteem 12 kan bijvoorbeeld een hydraulisch systeem zijn, bij voorkeur een waterhydraulisch systeem. Op een inventieve wijze, omvat het energietransmissiesysteem 12 een pomp 13 per stel windturbines 2, waarbij het stel ten minste twee windturbines omvat die zijn ingericht om te roteren in tegenovergestelde rotatierichtingen 6, 7. In het geval van een stapeling van windturbines op eenzelfde rotatie-as, zoals getoond in Figuur 1, kan een pomp 13 worden geïnstalleerd per stel in tegenovergestelde richtingen roterende rotatieassen 3, wat impliceert dat bijvoorbeeld vier of zes of meer windturbines 2 kunnen zijn verbonden aan een enkele pomp. De pomp 13 is ingericht om druk op een fluïdum van het transmissiesysteem 12 te verhogen, en is bij voorkeur gepositioneerd tussen een energiebron, bijvoorbeeld mechanische energie die is verschaft door de rotatie van de windturbines, en een uitvoer. Het systeem 1 kan bijvoorbeeld verder een motor/generator 14 omvatten die is ingericht om energie die is overgebracht door het energietransmissiesysteem 12 om te zetten in elektrische energie. Het systeem kan verder ook een alternator 15 omvatten die is gekoppeld

BE2018/5768 aan genoemde motor/generator 14. De motor/generator 14, of iedere andere uitvoer van het systeem, wordt gevoed door een enkele voeding van hogedruk fluïdum, welke een som is van druk die is gegenereerd door alle individuele pompen van het systeem. Er is dus niet een enkele pomp per uitvoer, maar beter gezegd een serie van pompen die parallel werken om een uitvoer van het systeem van hogedruk fluïdum te voorzien. Deze uitvoer hoeft niet een generator te zijn, maar kan bijvoorbeeld een waterzuiveringseenheid zijn welke direct kan worden verbonden met de hogedruktoevoer. Andere uitvoeren zijn ook mogelijk. Eén van de voordelen van het onderhavige systeem die een pomp 13 heeft per stel windturbines 2 die zijn ingericht om in tegenovergestelde rotatierichtingen 6, 7 te roteren is geïllustreerd in Figuur 4.

Figuur 4 toont een plot van het totale koppel in een pomp van de voorkeursuitvoeringsvorm van Figuur 3. In Figuur 4, is het koppel dat is gegenereerd door een eerste en een tweede tegenovergesteld roterende windturbine uitgezet als functie van tijd. Als iedere windturbine individueel zou zijn verbonden aan een bijbehorende pomp, dan zouden er periodiek punten zijn zonder gegenereerd koppel in elk van de pompen. Door een stel van tegenovergestelde roterende windturbines 2 te koppelen aan een enkele pomp 13, varieert koppel periodiek maar bereikt nooit nul, wat de efficiëntie van het systeem verbetert.

Figuur 5 toont een schematisch zijaanzicht van de uitvoeringsvorm van Figuur 2. In deze uitvoeringsvorm, strekken de twee schoepen 4a en 4b zich in hoofdzaak langs een gehele hoogte of lengte van de rotatie-as 3 uit, welke zich uitstrekt tussen een bovenlager 19a en een onderlager 19b. Het mechanische onderlinge verbindingsmechanisme 9 inclusief de synchronisatie-as 18 en de bijbehorende lagers 17, kunnen worden gepositioneerd tussen de onderlager 19b en een synchronisatielager 20. Pompen 13 kunnen worden verbonden aan genoemde synchronisatie-as 18

BE2018/5768 via een planeetwielmechanisme, welke is ingericht om een rotatie snelheid van de invoer naar de pomp 13 te vermeerderen.

Figuur 6 toont een perspectivisch aanzicht van een derde uitvoeringsvorm van een windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding. Het systeem 1 kan verder een behuizing 22 omvatten, waarin het meervoudig aantal windturbines is bevestigd, zie bijvoorbeeld Figuur 7. De behuizing 22 omvat zijpanelen 23 welke verstelbaar zijn tussen een open positie, zoals getoond, waarin de windturbines zijn blootgesteld aan wind, en een gesloten positie, waarbij de windturbines zijn afgeschermd van wind. De behuizing 22 kan bijvoorbeeld de vorm en het formaat hebben van een container, bijvoorbeeld van een reguliere container, zoals een 20 voets of 40voets container, of bij meer voorkeur een hoge kubus zeecontainer om verscheping en/of transport van het systeem naar bestemming te faciliteren. Andere vormen en/of formaten van behuizing zijn ook mogelijk. Wanneer het systeem bijvoorbeeld bevestigd moet worden bovenop een gebouw, kan de behuizing een stuk groter zijn, zoals ook de windturbines hoger kunnen worden gemaakt. Om de windturbines te beschermen tegen knoeien, en tegelijkertijd de veiligheid van mensen te garanderen, kan de behuizing 22 additioneel worden voorzien van een beschermend schild 24 welke transparant is voor wind, zoals een draadnetwerk, of ieder ander scherm of afscheiding, zolang het wind doorlaat. De behuizing 22, in het bijzonder een buitenzijde van de zijpanelen 23, kan bij voorkeur worden voorzien van zonnepanelen 25, bij voorkeur met fotovoltaische zonnepanelen. Dit kan bijzonder voordelig zijn, in geval het systeem 1 verder een geïntegreerde waterzuiveringseenheid (niet getoond) omvat die is verbonden met het energietransmissiesysteem 12. Waterzuivering, in het bijzonder waterontzouting, kan een behoorlijke hoeveelheid elektrische energie vereisen, welke ten minste deels kan worden verschaft door fotovoltaïsche panelen, bij voorkeur in combinatie met energie die wordt verschaft door windenergie. Echter, ook andere toepassingen zijn mogelijk, zoals duidelijk

BE2018/5768 zal zijn voor de vakman. De zonnepanelen kunnen de efficiëntie van het systeem in het verschaffen van additionele (elektrische) energie verhogen zonder het systeem omvangrijker te maken.

Figuur 7 toont een schematisch zijaanzicht van de uitvoeringsvorm van Figuur 6. De energieverschaffing van het systeem kan verder worden geoptimaliseerd door zorgvuldig de zijpanelen 23 in de open positie te positioneren. Niet alleen kan de oriëntatie van de zonnepanelen 25 op een buitenzijde van de zijpanelen 23 de energie-efficiënte van het systeem verbeteren, maar de oriëntatie van een binnenzijde van de zijpanelen in een open positie kan ook bijdragen aan dit doel doordat de binnenzijde 26 van de panelen kunnen functioneren als windkokers om wind naar de windturbines 2 te redigeren. Zodra winden te sterk worden, kunnen de zijpanelen 23 een deel van de of alle windturbines 2 afsluiten om ze te beschermen tegen schade. De behuizing 22 kan worden onderverdeeld in een eerste gedeelte 22a waarin de windturbines zijn bevestigd, en welke kan worden blootgesteld aan wind door het openen van genoemde zijpanelen 23, en in een tweede gedeelte, waarin bijvoorbeeld het onderlinge verbindingsmechanisme en het energietransmissiesysteem zijn ondergebracht, welk tweede gedeelte afgeschermd kan blijven van windimpact. Ook andere apparaten welke deel kunnen zijn van het systeem, zoals een motor/generator, een alternator, een waterzuiveringseenheid, etc. kunnen worden ondergebracht in dit tweede gedeelte 22b. Het tweede gedeelte 22b van de behuizing 22 is bij voorkeur geplaatst onder het eerste gedeelte 22a, maar zou ook ergens anders kunnen worden gepositioneerd, bijvoorbeeld bovenop het eerste gedeelte 22a. Andere onderverdelingen zijn ook mogelijk.

Figuur 8 toont een schematisch zijaanzicht van een vierde uitvoeringsvorm van een windenergie energievoorzieningssysteem volgens de uitvinding. Het systeem 1 kan verder een drijvend platform 27 omvatten, waarbij het meervoudig aantal windturbines 2 is bevestigd op genoemd

BE2018/5768 drijven platform 27. In geval de windturbines zijn bevestigd in een behuizing 22, kan het tweede gedeelte 22b worden gepositioneerd boven het drijvende platform of binnen genoemd platform 27. Dankzij een dergelijk drijvend platform, is het systeem relatief gemakkelijk bruikbaar op eilanden. Om de natuurlijk aanwezige energie verder te exploiteren en de energie-efficiëntie van het systeem te verbeteren, zou het systeem 1 verder een golf en/of getijde-energieomzetter (niet getoond) kunnen omvatten.

Voor het doel van duidelijkheid en een beknopte beschrijving zijn kenmerken hierin beschreven als deel van dezelfde of afzonderlijke uitvoeringsvormen. De beschermingsomvang van de uitvinding kan echter uitvoeringsvormen omvatten die combinaties hebben van alle of enkele van de kenmerken die zijn beschreven. Getoonde uitvoeringsvormen kunnen dezelfde of vergelijkbare componenten hebben, behalve als ze als verschillend zijn beschreven.

In de conclusies, moeten tussen haakjes geplaatste referentietekens niet worden geïnterpreteerd als beperkingen van de conclusie. Het woord “omvattende” sluit niet de aanwezigheid uit van andere kenmerken of stappen dan die zijn vermeld in een conclusie. Verder moet het woord “een” niet worden geïnterpreteerd als beperkt tot “slechts één”, maar wordt in plaats daarvan gebruikt om “ten minste één” te betekenen, en sluit niet een meervoudig aantal uit. Louter het feit dat zekere maatregelen worden opgesomd in onderling verschillende conclusies geeft niet aan dat een combinatie van deze maatregelen niet kan worden gebruikt voor een voordeel. Veel varianten zullen duidelijk zijn voor de vakman. Alle varianten worden opgevat als te zijn omvat binnen de beschermingsomvang van de uitvinding die is gedefinieerd in de volgende conclusies.

Claims (11)

1. Conclusies

   1. Windenergie energievoorzieningssysteem omvattende een meervoudig aantal windturbines van een verticale-as type omvattende een verticale rotatie-as waaraan ten minste één schoep is verbonden, en om welke rotatie-as genoemde ten minste één schoep is ingericht om te roteren gedurende gebruik, waarbij de windturbines onderling mechanisch met elkaar zijn verbonden zodanig dat elke tweede windturbine is ingericht om te roteren in een eerste rotatierichting en dat iedere andere windturbine van het systeem is ingericht om in een tweede rotatierichting te roteren welke tegenovergesteld is aan de eerste rotatie-richting, waarbij het systeem verder een energietransmissiesysteem omvat, waarbij het energietransmissiesysteem een pomp omvat per verzameling van windturbines, waarbij de verzameling ten minste twee windturbines omvat die zijn ingericht om te roteren in tegenoverstelde rotatierichtingen.
2. 2. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens conclusie 1, waarbij het energietransmissiesysteem een water hydraulisch transmissiesysteem is.
3. 3. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende een behuizing, waarin het meervoudig aantal windturbines kan worden bevestigd.
4. 4. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens conclusie 3, waarbij de behuizing zijpanelen omvat welke verstelbaar zijn tussen een open positie, waarin de windturbines zijn blootgesteld aan de wind, en een gesloten positie, waarin de windturbines zijn afgesloten van wind.
5. 5. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens conclusies 3 of 4, waarbij de behuizing is voorzien van zonnepanelen, bij voorkeur met fotovoltaische zonnepanelen.
6. 6. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende een generator die is ingericht om

   BE2018/5768 energie die is doorgegeven door het energietransmissiesysteem om te zetten in elektrische energie.
7. 7. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende een geïntegreerde waterzuiveringseenheid die is verbonden met het energietransmissiesysteem.
8. 8. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, verder omvattende een drijvend platform, waarbij het meervoudig aantal windturbines zijn bevestigd aan genoemd drijvend platform.
9. 9. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens conclusie 8, verder omvattende een golf- en/of getijde-energie omzetter.
10. 10. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de windturbines mechanisch onderling zijn verbonden met elkaar zodanig dat de ten minste ene schoep van een eerste windturbine is ingericht om te roteren met een vooraf bepaalde vertraging ten opzichte van de ten minste ene schoep van een nabijgelegen windturbine.
11. 11. Windenergie energievoorzieningssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het meervoudige aantal windturbines op zo'n wijze zijn gepositioneerd dat een draaicirkel van een windturbine overlapt met een draaicirkel van een nabijgelegen windturbine.