CN110678645B - 架设风能产生系统的方法和风能产生系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种架设风能产生系统的方法和风能产生系统，其中，所述风力涡轮机包括放置在风力涡轮机场地的基座上的塔架以及具有安装在所述塔架上的转子的机舱。该方法包括以下步骤：从所述风力涡轮机去除所述转子，经由线缆将用于产生电力的空中风能系统安装在其余风力涡轮机的部分上以及经由输电线将所述空中风能系统电连接到电网。

Description

架设风能产生系统的方法和风能产生系统

技术领域

本发明涉及用于拆卸风力涡轮机并架设包括空中风能系统(airborne windenergy system)的风能产生系统的方法。本发明还涉及空中风能系统。

背景技术

现代风力涡轮机用于为电网产生电能。为此目的，将联接至转子的一组风力涡轮机叶片对准迎面而来的风，并且风力涡轮机叶片提取风能，风能致使转子旋转，从而将风的能量转换成机械能。转子直接地或经由齿轮装置连接到发电机，从而在旋转的转子的机械能被转换成电能。电能经由合适的部件被供应到电网。

多年来，风力涡轮机的大小和尺寸通常已经增加，以便增加从风中提取的能量的量并且增加年发电量。随着显著更长的叶片和更大的发电机，对应随之而来的是更高的风力涡轮机塔架、更大和显著更重的机舱和更大的轴承等。由此，自然需要确定塔架和基座的尺寸，以承受因风作用于更大更重系统而引起的更大的载荷和振动。

因此，一般而言，不可能简单地将现有风力涡轮机更新或升级为具有更高功率输出的版本而不用更换基座和塔架可能还有电力线，这基本上就等于架设了全新的风力涡轮机。因此，通常通过维修达可能的量来维护现有的风力涡轮机，使其尽可能地长地有利润，然后最终停止使用。通常，因为拆卸和处置风力涡轮机的成本，非生产性风力涡轮机留在现场。

已知除了风力涡轮机之外的诸如各种空中风能系统的其他风能产生系统，所述空中风能系统能够在比传统风力涡轮机更高的高度处捕获风能。这些系统的共同之处在于，系统的部分会被发射到较高高度，在高空收集风能。所收集的能量以机械能的形式或电能的形式传递到地面站。在所传递的能量采用机械能形式的情况下，通常将在地面站处布置发电机，以便将机械能转换为电能。在所传递的能量采用电能形式的情况下，空中风能系统包括空中发电机，即，系统的被发射到较高高度的部分包括发电机。空中风能系统的被发射到较高高度的部分可以例如包括风筝或滑翔机(glider)。

通常从地面上的附接位置发射空中风能系统，这需要具有足够长度的单独的基座和线缆，以允许将空中风能系统发射到所期望的较高高度。

Cherubini等人在“Airborne Wind Energy Systems:A review of thetechnologies”(Renewable and Sustainable Energy Reviews,51(2015)1461-1476)中描述了多个空中风能系统。

US 2007/0126241公开了一种包括从动元件和控制器的用于航空发电系统的风力从动设备。从动元件被构造和成形为在操作的顺风阶段期间提供来自提升和拖拽的最大力并且在逆风阶段期间提供最小力。从动元件具有带前缘和后缘的帆部分(sail portion)。控制器将从动元件在用于顺风操作的高力配置和用于逆风操作的低力配置之间改变，调节从动元件的俯仰角和方位角，并且控制外倾角(camber)。在一个实施方式中，从动元件附接到轴，该轴可旋转地安装在塔架顶部的机舱上。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种架设风能产生系统的方法，该风能产生系统重新使用来自先前风力涡轮机和/或风力涡轮机场地的多个部件。

本发明的实施方式的其他目的是提供一种以相对低的成本建立联接到电网的空中风能系统的快速且简单的方法。

本发明的实施方式的其他目的是提供一种可被发射到较高高度而无需相应长的线缆的空中风能系统。

根据第一方面，本发明提供了一种拆卸风力涡轮机并架设风能产生系统的方法，所述风力涡轮机包括放置在风力涡轮机场地的基座上的塔架以及具有安装在所述塔架上的转子的机舱，该方法包括以下步骤：

从所述风力涡轮机去除至少所述转子，

经由线缆将用于产生电力的空中风能系统安装在所述风力涡轮机的一部分上；以及

经由输电线将所述空中风能系统电连接到电网。

因此，正被拆卸的风力涡轮机包括塔架，所述塔架上安装有机舱和转子，并且被放置在风力涡轮机场地的基座上。至少包括所述风力涡轮机的叶片的转子被拆卸和去除。例如，这可能是由于叶片磨损或损坏，或者是由于风力涡轮机输出的能量不足。该方法还包括经由线缆将空中风能系统连接到风力涡轮机的一部分。例如，连接到风力涡轮机塔架、机舱的底架、风力涡轮机基座等。因此，空中风能系统借助线缆机械地附接到风力涡轮机。另外，空中风能系统经由输电线电连接到电网。因此，空中风能系统通过基本上以上述方式将风的能量转换成电能来为电网产生电能。

在本文中，“空中风能系统”被定义为包括地面站和被发射到比地面站更高并且能够捕获风能的高度的部分的系统。地面站和被发射到更高高度的部分通过线缆连接。所收集的能量以机械能的形式或电能的形式传递到地面站。地面站不一定要在地面上，而是比将发射到更高高度的部分更靠近地面。

以这种方式，除了经由线缆安装到风力涡轮机塔架的空中风能系统之外，根据本发明的架设的风能产生系统还包括先前的风力涡轮机的至少一部分。以这种方式，空中风能系统已被改装到至少已经去除转子的风力涡轮机。

由此，不需要用于安装空中风能系统的新场地。替代地，已经被分配用于风力涡轮机的场地被重新用于容纳空中风能系统。以这种方式，在风力涡轮机停产之后，在场地上针对电网维持能源产生。此外，通过使用已经存在的风力涡轮机场地，可相对快速地并且以相对低的成本来建立由空中风能系统产生的能量。

由此，先前的风力涡轮机的至少基座被有利地重新使用。由于风力涡轮机塔架和用于将塔架接地的基座典型地通常被确定尺寸，以耐受比空中风能系统出现更大的负载和振动，所以风力涡轮机塔架和基座可通常被直接重新用于空中风能系统，而不需要进行任何显著的改造或变更。在某些情形下，这可能进一步导致可相对容易且快速地获得对新使用塔架的任何监管或安全批准。

有利地，仅去除先前的风力涡轮机的转子。由此，使先前的风力涡轮机的部件的拆除和去除减少至最低程度，从而空中能量系统可被安装就绪，以便以相对低的成本相对快速地操作。另外，这为在风力发电系统中重新使用风力涡轮机的部件提供了可能性，例如用于机械地连接或承载空中风能系统和/或用于转换或以其他方式处理在被引导到电网之前从空中风能输出的能量。这可包括重新使用例如风力涡轮机的机舱、底板或主框架、风力涡轮机转换器、控制系统、偏航系统、不同电气部件、主轴和变速箱中的一个或更多个部分。在实施方式中，安装所述空中风能系统的步骤通过将所述线缆机械地连接到所述风力涡轮机的主轴来执行。因此，根据该实施方式，从空中风能系统的被发射到较高高度的部分传递的能量采用机械能的形式。该机械能被提供到风力涡轮机的主轴，并且从而被供应到风力涡轮机的发电机，风力涡轮机的部分由此被有利地重新使用。

在本发明的其他实施方式中，所述方法还包括从所述风力涡轮机去除至少所述机舱并且将所述空中风能系统安装在所述风力涡轮机塔架的至少一部分上。

通常，重新使用风力涡轮机塔架的至少一部分或全部(有或没有风力涡轮机机舱的部分的情况下)的有利之处尤其在于，据此可从相当高度发射和操作机舱风能系统。常规的风力涡轮机塔架常常为大约80-120米的量级或对于更现代的风力涡轮机类型甚至更高，所以即使拆卸了一个或更多个塔架段，也实现用于操作空中风能系统的相当高度。以这种方式，当线缆的一端被安装在塔架上时，与线缆附接在地面处或地面附近的位置处的情形相比，为了将空中风能系统的被发射部分定位在合适高度而需要的线缆的长度大幅减小。因为这种线缆除了贵之外还重，所以特别是在线缆除了机械耐受之外还需要导电的情况下，除了降低线缆的成本之外，也减轻了重量。

另外，将线缆的一端安装在风力涡轮机塔架或机舱使空中风能系统的发射和着陆/回收条件得以改善。例如，空中风能系统将快速避开任何周围的诸如树木、建筑物等的障碍物，由此降低空中能量系统与任何周围物体之间碰撞的风险。以这种方式，风力涡轮机塔架为空中风能系统提供了更安全的发射和着陆地点。

线缆可以是导电的。在这种情况下，线缆可被配置用于以AC电流或DC电流形式发送电力和/或用于发送通信信号。作为替代形式，线缆可仅仅被配置用于将空中风能系统机械附接到风力涡轮机，而不用于发送电流。在这种情况下，线缆可例如采用绳索、电线等的形式。线缆可至少部分由耐用材料(例如，诸如

这样的合成纤维材料)制成。在这种情况下，线缆可例如能够处理预计的来自空中风能系统的拉伸载荷。例如，线缆可包括由合成纤维材料包围的导电芯，由此提供除了耐用之外还导电的线缆。此外，根据本发明的风能产生系统的有利之处在于，重新使用风力涡轮机的至少某个设施，特别是基座和将场地连接到电网的电力线。这还可包括例如道路、服务设备等。

在实施方式中，该方法还包括从风力涡轮机去除至少机舱和塔架并且将空中风能系统安装在风力涡轮机塔架的基座上。由此，如以上提到的，有利地重新使用被确定尺寸为支撑风力涡轮机并且由此肯定能够耐受来自空中风能系统的负载的基座。由此，不需要去除风力涡轮机基座。另外，有利地重新使用已经为风能系统准备就绪的基础设施和周遭物。特别地，针对电网的连接件已经针对风力涡轮机场地就位，并且可快速且低成本地建立空中风能系统到电网的连接。此外，确保对于风能系统而言周围没有障碍物或保持没有障碍物，并且基础设施就位以便维护或维修。

根据本发明的实施方式，安装空中风能系统的步骤通过将承载空中风能系统的平台安装在风力涡轮机偏航轴承上来执行。由此，空中风能系统经由风力涡轮机的偏航轴承安装在风力涡轮机上。因此，空中风能系统重新使用并被重新改造到先前的风力涡轮机的偏航系统上，该偏航系统可一直被用于将风能产生系统相对于迎面而来的风而定向，由此将空中风能系统导向风中。这可例如通过将线缆安装在某种安装在偏航轴承、线缆从而安装在空中风能系统上由此随着其执行偏航移动而与平台一起旋转的平台上来获得。由此，因为以相对于风的最佳或接近最佳角度从平台自动引导线缆，所以线缆严重受损的风险降低。

该平台可以是适于连接空中风能系统的线缆并可选地在不运行时用于承载空中风能系统的空中部分的任何种类的结构。

在实施方式中，根据本发明的方法还包括去除风力涡轮机塔架的至少一个塔架段的步骤。另外，安装空中风能系统的步骤通过将承载空中风能系统的平台安装在塔架凸缘上来执行。由此，针对空中风能系统，重新使用仅风力涡轮机塔架的部分或塔架段中的一些。以这种方式，与高度更大的原始风力涡轮机塔架相比，确保其余塔架可耐受更高载荷并且对于来自空中风能系统的振动不太敏感。另外，安装空中风能系统的复杂度和所需时间由此减少。塔架凸缘有利地提供了使用例如塔架凸缘的螺栓轴或带螺纹开口联接并安装平台的合适装置。

在实施方式中，该方法还包括将空中风能系统电连接到先前用于将风力涡轮机电连接到电网的输电线的步骤。根据该实施方式，空中风能系统所产生的电能经由风力涡轮机的输电线被供应到电网，由此重新使用已经就位的输电线并且使风力涡轮机发挥作用。由此，不需要为了使空中风能系统产生为电网产生电力而建立新的输电线，由此可使空中风能系统的生产显著更快并且成本显著更低。

空中风能系统可包括至少一个空中发电机，即，空中发电机被包括在空中风能系统的被发射到较高高度的部分中。因此，空中风能系统从风中收集的能量在较高高度处被转换成电能，并且以电能形式朝向地面传递。因此，在空中风能系统的空中部分和输电线之间需要导电连接。例如，线缆可由导电材料制成。作为替代形式，可提供单独的导电线缆。

作为替代形式，空中风能系统可包括设置在风力涡轮机塔架上的至少一个发电机。根据该实施方式，空中风能系统从风中收集的能量以机械能的形式朝向地面传递并且被供应到布置在风力涡轮机的塔架上的发电机。作为另一替代形式，空中风能系统的单独发电机可被设置在任何其他合适的位置处，诸如，在风力涡轮机的塔架内或附近和/或在基座内或附近。

在实施方式中，将空中风能系统连接到输电线的步骤包括将空中风能系统电连接到风力涡轮机的变压器。根据该实施方式，源自空中风能系统的电能经由风力涡轮机的变压器被提供到风力涡轮机的输电线。由此，空中风能系统不需要新变压器并且可重新使用风力涡轮机的变压器。这样使安装成本降低。

在实施方式中，空中风能系统经由安装底座被安装到风力涡轮机塔架上，该安装底座可旋转地连接到风力涡轮机的一部分。根据该实施方式，除了风力涡轮机偏航系统的移动之外，还允许安装底座进而空中风能系统执行相对于塔架的小旋转移动。因此，即使例如借助风力涡轮机的偏航系统将空中风能系统导向迎面而来的风，也可以通过允许安装底座稍有旋转，仍使其移动稍微远离该位置。例如，这在空中风能系统属于包括遵从侧风(crosswind)飞行路径(例如，“8”字形)的风筝、滑翔机或类似装置的种类同时产生电能的情况下是优势。

作为替代形式，线缆可被直接安装在风力涡轮机塔架上或直接安装在偏航轴承或机舱上。

在实施方式中，该方法还包括将空中风能系统的至少一部分定位在风力涡轮机塔架内和/或风力涡轮机的机舱内(如果未被拆卸)的步骤。空中风能系统的该部分可在不运行时例如被定位在风力涡轮机塔架内和/或风力涡轮机的机舱内。由此，风力涡轮机塔架和机舱还可被用作空中风能系统的库房，从而产生某种对抗天气对系统的保护，由此减少了系统上的磨损。在不运行时，空中风能系统的将完全或部分处于塔架或机舱内的部分可例如包括系统的空中部分(即，风筝、滑翔机或类似装置)和可选的线缆。在实施方式中，整个机舱风能系统被定位在例如塔架内的平台上的风力涡轮机塔架壁内。

根据第二方面，本发明的第二方面提供了一种风能产生系统，该风能产生系统包括风力涡轮机场地上的基座上的风力涡轮机的至少一部分和用于产生为电网产生电能的空中风能系统，所述空中风能系统经由线缆和由电动机操作的风力涡轮机偏航轴承联接到所述风力涡轮机的所述部分，所述空中风能系统还经由输电线电连接到所述电网。由此，风能产生系统包括联接到并改装到先前的风力涡轮机的一部分(或者换句话说，联接到至少转子已被拆卸或以其他方式去除的先前的风力涡轮机中剩余的部分)的空中风能系统。针对了以上描述的方法描述了其优点。

在实施方式中，空中风能系统经由平台联接到风力涡轮机塔架的至少一部分。

空中风能系统经由通过电动机操作的风力涡轮机偏航轴承联接到风力涡轮机的该部分。风能产生系统还可包括用于控制电动机的控制系统。通过控制电动机，可完全或部分地如在先前的风力涡轮机上操作偏航轴承以执行偏航移动，由此使线缆的附接点按照风的方向旋转。附接点可以是机舱或偏航轴承的上方或上面的任何地方，使得附接点可相对于塔架旋转。

在实施方式中，空中风能系统电连接到先前用于将风力涡轮机电连接到电网的输电线。

在实施方式中，空中风能系统经由风力涡轮机变压器电连接到输电线。

在实施方式中，空中风能系统包括至少一个空中发电机。

在实施方式中，空中风能系统包括处于风力涡轮机塔架处或风力涡轮机塔架附近的至少一个发电机。

在一个实施方式中，风能产生系统可包括控制结构，该控制结构被配置为控制空中风能系统的被发射到更高高度的部分的移动。

应该理解，上述的用于控制电动机的控制系统和用于控制空中风能系统的控制结构可以是两个单独的系统。然而，在一个实施方式中，控制结构和控制系统中的一个可以是控制结构和控制系统中的另一个的子系统。控制结构和控制系统还可被集成在同一计算机系统中。控制结构和控制系统可独立于彼此进行操作。

在一个实施方式中，控制结构可被配置为执行实现空中风能系统的旋转移动(即，360度移动)的预定移动图案。该旋转移动可以是与先前旋转相同的一致含义，或者它可以是不一致的；即，每次旋转可遵从与先前旋转不同的另一路径。该旋转可以是例如圆形、椭圆形、波状等，同时仍形成旋转移动。

在一个实施方式中，旋转移动可以是大致圆形的。

附图说明

现在，将参照附图来更加详细地描述本发明，在附图中：

图1是正在拆卸的风力涡轮机的草图，

图2是根据本发明的实施方式的将空中风能系统改装到风力涡轮机塔架的草图，

图3和图4是根据本发明的实施方式的用于风能产生系统中的两个空中风能系统的立体图，

图5和图6例示了根据本发明的两个实施方式的空中风能产生系统，

图7和图8例示了根据本发明的实施方式的风能产生系统的操作，

图9例示了将空中风能系统安装在风力涡轮机偏航轴承上安装的平台上，

图10例示了根据本发明的实施方式的将空中风能系统安装在风力涡轮机塔架上，

图11至图13例示了将空中风能系统安装在风力涡轮机的机舱上的另一实施方式，以及

图14至图16例示了根据本发明的三个实施方式的风能产生系统。

具体实施方式

图1例示了在准备重新使用风力涡轮机塔架来改造空中风能系统时风力涡轮机1被部分拆卸。这里，机舱(未示出)已经被去除，正从(从吊车3垂下的)风力涡轮机去除第一塔架段2a，将布置在风力涡轮机场地的基座上的两个或更多个塔架段2b留在原位。由此，剩余的一个或更多个塔架段2b终止于塔架凸缘4，该塔架凸缘4可被有利地用于安装空中风能系统。另选地，可仅拆卸风力涡轮机的转子，并且将空中风能系统改装到风力涡轮机的其余部分。

图2例示了根据本发明的用于拆卸风力涡轮机1并架设风能产生系统100的方法。风能产生系统包括布置在风力涡轮机场地的基座5上的风力涡轮机塔架2b的至少一部分以及被安装在塔架2b或其余风力涡轮机的另一部分上的用于为电网产生电能的空中风能系统200。空中风能系统200经由输电线201电连接到电网。输电线可联接到风力涡轮机的变压器，或者联接到风力涡轮机的(先前用于将风力涡轮机电连接到电网的)输电线，或者可以与其分开。以这种方式，至少风力涡轮机基座5以及风力涡轮机塔架段2b中的一个或更多个已经被重新用于包括空中风能产生系统200的架设的风能产生系统100。来自风力涡轮机的其他部分可被重新使用并形成架设的风能产生系统100的一部分(诸如，风力涡轮机的机舱、主框架、主轴、偏航轴承、转换器、变压器和/或输电线)。

在图2中，例示了将承载空中风能系统200的平台202安装到风力涡轮机塔架2b上。平台可例如被安装在风力涡轮机偏航轴承(未示出)上、风力涡轮机机舱的主框架上(未示出)或塔架凸缘4上。

在图2中，用于产生电能的空中风能系统200被概述为包括有时也被称为的Makani的滑翔机13。随后，将对此进行更详细的描述。用于产生电能的空中风能系统200同样可以包括针对以下附图描述的风筝。在所有实施方式中，空中风能系统200机械地联接到风力涡轮机塔架并且(对于某些类型的空中风能系统)也经由线缆6电联接到风力涡轮机塔架(参见后面的附图)。

图3是包括根据本发明的实施方式的用于风能产生系统中的采用风筝12形式的空中风能系统的立体图。风筝12捕捉风并由此移动。这使得附接到风筝12的线缆6被抽出或缩回，由此产生机械能。该机械能被传递到定位在地面站上的发电机，该发电机可被定位在其余风力涡轮机塔架的顶部处或地面上，该发电机进而接着电联接到输电线并且可选地经由风力涡轮机转换器和/或变压器电联接到电网。

图4是根据本发明的实施方式的用于风能产生系统中的采用有时也被称为Makani的滑翔机13形式的替代空中风能系统的立体图。滑翔机13设置有多个转子14，每个转子能够从风中提取能量并产生电能。借助导电线缆6从滑翔机传递所产生的电能。线缆6可以电连接到定位在地面站上或在风力涡轮机塔架附近的变压器，该变压器进而电联接到输电线并且可选地经由风力涡轮机转换器和/或变压器电联接到电网。

图5例示了图3的风筝12的操作。可看出，风作用于风筝12上并且使风筝沿着移动图案移动。例如，风筝12可沿着大体线性路径被抽出，随后在沿着具有如虚线所指示的八字形形状的移动图案移动时缩回。在风筝12的线性移动期间，机械能可被传递到布置在平台202上的地面站15的附接点处的元件，由此使得例如以以上参照图2至图3描述的方式产生电能。在随后风筝12的缩回期间，可能消耗能量。然而，预计所消耗的能量小于在风筝12线性移动期间产生的能量。风筝12由此机械地连接到平台并连接到风力涡轮机的塔架2b，由此有利地被从相当高于地面的高度发射以及缩回到该高度。

图6例示了图4的滑翔机13的操作。可以看出，风作用于滑翔机13并且使得该滑翔机13沿着如虚线所指示的大致圆形移动图案移动。滑翔机13的这种移动使得转子14旋转，由此产生电能。电能经由导电线缆6被传递到布置在平台202上的地面站15的附接点处的合适电气部件(例如，变压器或转换器单元)。如同图5的风筝，滑翔机13由此机械地连接到平台202并连接到风力涡轮机的塔架2b，由此有利地被从相当高于地面的高度发射以及缩回到该高度。

在替代实施方式中，空中风能系统连接到风力涡轮机的基座，并且风力涡轮机塔架已被拆除。

图7例示了根据本发明的实施方式的风能产生系统100的操作。在图7中示出了多个风能产生系统100，每个风能产生系统100包括放置在风力涡轮机场地上的风力涡轮机基座5上的一个或更多个塔架段的风力涡轮机塔架2b。每个风力涡轮机的机舱已被拆除，采用风筝12形式的空中风能系统200已被改装到风力涡轮机塔架2b。在已将空中风能系统200安装到风力涡轮机偏航轴承的实施方式中，风筝12类似于先前的风力涡轮机机舱所做的那样按照风的方向旋转，并且相对于相应塔架2b执行偏航移动。由此，确保了风筝12被直接发射到风中。这样减少了线缆6的磨损并降低了线缆断裂的风险。

因为空中风能系统被安装在风力涡轮机塔架的至少一部分的顶部上，所以相当少地使用线缆并且在相当短的时间内将风筝12发射到所期望的较高高度。

风筝12能够沿着指定的移动路径移动，例如，如以上参照图5描述的。由此，产生机械能，并且机械能被传递到定位在相应风力涡轮机塔架2b上的相应发电机。还可看出，风筝12沿着它们的移动图案处于不同的位置。因此，风筝12不需要以同步的方式操作。

图8例示了根据本发明的实施方式的风能产生系统100的操作。该系统类似于针对图7描述的系统，仅在此，空中风能系统200采用滑翔机13的形式。滑翔机13能够沿着指定的移动路径移动，例如，如以上参照图6描述的。由此，滑翔机13的转子14产生电能，并且所产生的电能经由导电线缆6被传递到相应风力涡轮机塔架2b上的地面站。这里，例如，按以上参照图6描述的方式将电能供应到变压器或转换器单元。

在实施方式中，更多风力涡轮机塔架的组装件或场配备有不同类型的空中风能系统(诸如，例如，在具有滑翔机的风力涡轮机塔架旁边的风力涡轮机塔架上的风筝)。

图9例示了将空中风能系统200安装在定位在风力涡轮机偏航轴承18上的平台202上。风能产生系统由此包括放置在风力涡轮机场地的基座5上的风力涡轮机塔架2b以及经由线缆6并经由风力涡轮机偏航轴承18联接到风力涡轮机塔架2b的空中风能系统200。空中风能系统200还经由输电线(未示出)电连接到电网。以这种方式，先前的风力涡轮机的偏航轴承18被重新用于新的风能产生系统100。偏航轴承可完全或部分地如在先前的风力涡轮机上操作以执行偏航移动，由此按照如箭头19所例示的风的方向旋转平台202。以这种方式，用于空中风能系统的线缆6的附接点15被自动定向为使得在风筝或滑翔机操作期间，线缆在与平台相同或几乎相同的方向上定向。

图10例示了根据本发明的实施方式的将空中风能系统200安装在风力涡轮机塔架上的平台202上。图10的a是风能产生系统100的侧视图并且图10的b是风能产生系统100的俯视图。空中风能系统200经由线缆6被安装在风力涡轮机塔架上的平台202上。由此，如果平台被安装在风力涡轮机偏航轴承上，则在空中风能系统执行因偏航系统引起的偏航移动时，空中风能系统通常随平台3一起旋转。然而，线缆6附接到安装底座24，该安装底座24可旋转地连接到平台202。因此，允许线缆6的附接点相对于平台202稍有旋转。例如，当例如如以上参照图5和图6描述地空中风能系统沿着移动图案移动时，这可能是例如有利的。在实施方式中，平台可由风力涡轮机机舱的全部或部分形成。

图11至图13例示了将空中风能系统200安装在风力涡轮机的机舱1100上的另一实施方式。图10和图13是风能产生系统100的侧视图，并且图12是图11的风能产生系统100的俯视图。空中风能系统200经由缠绕在绞缆筒(wire drum)1101上并从绞缆筒1101退绕的线缆6机械连接到风力涡轮机的主轴1102。在操作期间，风筝12沿着大致线性路径被抽出，随后在沿着具有八字形形状的移动图案移动时缩回，如图5中指示的。在线缆被抽出期间，机械能然后被传递到绞缆筒1101，由此被传递到产生能量的风力涡轮机主轴1101。在图11和图12中，例示了机舱1100相对于风的方向V偏航，使得风向大致横向于机舱和主轴的轴向方向(优选地，相对于该轴向方向成大致90度)。由此，减少了线缆缆6上的磨损。另选地或另外地，绞缆筒1101包括用于相对于筒轴线引导线诸如以减少线缆6上的磨损的引导构件1300。以这种方式，机舱不需要相对于风向偏航。

图14例示了根据本发明的风能产生系统100的其他实施方式。这里，风力涡轮机转子已被拆卸。转子连接到主轴1102并且转子的旋转移动由此被传递到主轴1102。主轴1102经由齿轮系统(未示出)联接到发电机(未示出)。由此，主轴5的旋转移动借助发电机被变换为电能。在该实施方式中，空中风能系统(未示出)经由线缆6联接到风力涡轮机1的机舱1100。由此，空中风能系统还重新使用先前的风力涡轮机的偏航系统。通过将线缆6缠绕在围绕主轴1102布置的元件7上，将线缆6机械联接到主轴1102。因此，抽出或缩回线缆6使得元件7旋转。该旋转可被传递到主轴1102，以供发电机产生能量。根据该实施方式，由空中风能系统产生的能量以机械能的形式传递到风能产生系统100。

图15例示了根据本发明的其他实施方式的风能产生系统100。在该实施方式中，线缆6被缠绕在经由旋转轴10联接到风力涡轮机齿轮系统8的元件7上。由此，因抽出或缩回线缆6而引起的元件7的旋转移动被传递到齿轮系统8，由此使发电机9的输入轴的旋转速度增加。因此，类似于以上参照图14描述的情形，发电机9的能量产生增加。因此，在图15的实施方式中，由空中风能系统产生的能量也以机械能的形式被传递到风能产生系统100，并且风能产生系统重新使用先前的风力涡轮机的除了机舱、风力涡轮机塔架和基座之外还包括齿轮系统和发电机的多个部分。

图16例示了根据本发明的又一实施方式的风能产生系统100。在图16的实施方式中，线缆6电连接到先前的风力涡轮机的变压器11。变压器11可以连接到先前的风力涡轮机的输电线(未示出)。因此，由空中风能系统产生的能量以电能的形式被传递到由变压器形成的地面站，因此线缆6需要导电。

因此，同样在该实施方式中，还重新使用先前的风力涡轮机的除了风力涡轮机塔架和基座之外还包括机舱和风力涡轮机变压器和可选的输电线的多个部分。

Claims (20)

1.一种用于拆卸风力涡轮机并架设风能产生系统的方法，所述风力涡轮机包括放置在风力涡轮机场地的基座上的塔架以及具有安装在所述塔架上的转子的机舱，该方法包括以下步骤：

从所述风力涡轮机去除至少所述转子；

经由线缆将用于产生电力的空中风能系统安装在所述风力涡轮机的其余部分上；以及

经由输电线将所述空中风能系统电连接到电网。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，安装所述空中风能系统的步骤通过将所述线缆机械地连接到所述风力涡轮机的主轴来执行。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括从所述风力涡轮机去除至少所述机舱并且将所述空中风能系统安装在所述风力涡轮机塔架的至少一部分上。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，安装所述空中风能系统的步骤通过将承载所述空中风能系统的平台安装在风力涡轮机偏航轴承上来执行。

5.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括去除所述风力涡轮机塔架的至少一个塔架段的步骤，并且其中，安装所述空中风能系统的步骤通过将承载所述空中风能系统的平台安装在塔架凸缘上来执行。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括从所述风力涡轮机去除至少所述机舱和所述塔架并且将所述空中风能系统安装在所述风力涡轮机塔架的所述基座上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，所述方法还包括将所述空中风能系统电连接到先前用于将所述风力涡轮机电连接到所述电网的输电线的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述空中风能系统连接到所述输电线的步骤包括将所述空中风能系统电连接到所述风力涡轮机的变压器。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空中风能系统经由安装底座安装到所述风力涡轮机的所述部分上，所述安装底座可旋转地连接到所述风力涡轮机塔架。

10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述空中风能系统的至少一部分定位在所述风力涡轮机塔架内和/或所述风力涡轮机的所述机舱内的步骤。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，当不运行时，所述空中风能系统的所述部分被定位在所述风力涡轮机塔架内和/或所述风力涡轮机的所述机舱内。

12.一种风能产生系统，所述风能产生系统包括：

风力涡轮机场地上的基座上的已经去除至少转子的风力涡轮机的至少一部分，所述风力涡轮机包括放置在所述风力涡轮机场地的所述基座上的塔架以及具有安装在所述塔架上的转子的机舱；以及

用于为电网产生电能的空中风能系统，所述空中风能系统经由线缆和由电动机操作的风力涡轮机偏航轴承联接到所述风力涡轮机的所述部分，

其中，所述空中风能系统还经由输电线电连接到所述电网。

13.根据权利要求12所述的风能产生系统，所述风能产生系统还包括用于控制所述电动机的控制系统。

14.根据权利要求12或13所述的风能产生系统，其中，所述空中风能系统电连接到先前用于将所述风力涡轮机电连接到所述电网的输电线。

15.根据权利要求12所述的风能产生系统，其中，所述空中风能系统经由风力涡轮机变压器电连接到所述输电线。

16.根据权利要求12所述的风能产生系统，其中，所述空中风能系统包括至少一个空中发电机。

17.根据权利要求12所述的风能产生系统，其中，所述空中风能系统包括定位在所述风力涡轮机塔架处或所述风力涡轮机塔架附近的至少一个发电机。

18.根据权利要求12所述的风能产生系统，所述风能产生系统还包括控制结构，所述控制结构被配置为控制所述空中风能系统的被发射到更高高度的部分的移动。

19.根据权利要求18所述的风能产生系统，其中，所述控制结构被配置为执行实现所述空中风能系统的旋转移动的预定移动图案。

20.根据权利要求19所述的风能产生系统，其中，所述旋转移动是大致圆形的。

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