HU227468B1 - Flying wind power station - Google Patents

Flying wind power station Download PDF

Info

Publication number
HU227468B1
HU227468B1 HU0900155A HUP0900155A HU227468B1 HU 227468 B1 HU227468 B1 HU 227468B1 HU 0900155 A HU0900155 A HU 0900155A HU P0900155 A HUP0900155 A HU P0900155A HU 227468 B1 HU227468 B1 HU 227468B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
energy
wind
wind turbine
flight
air
Prior art date
Application number
HU0900155A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Gabor Dr Dobos
Original Assignee
Gabor Dr Dobos
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 Gabor Dr Dobos filed Critical Gabor Dr Dobos
Priority to HU0900155A priority Critical patent/HU227468B1/en
Publication of HU0900155D0 publication Critical patent/HU0900155D0/en
Priority to PCT/HU2010/000028 priority patent/WO2010106382A2/en
Publication of HUP0900155A2 publication Critical patent/HUP0900155A2/en
Publication of HU227468B1 publication Critical patent/HU227468B1/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
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • 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
    • F05B2240/921Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure kept aloft due to aerodynamic effects
    • 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
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

The present invention relates to a wind power plant, which is an un-tethered autonomous flying device. This device, according to need, temporarily stores the energy harnessed from the wind, and later on forwards it to a receiver ground-station for further arbitrary usage. Like sailing birds, the invention applies the wind-gradients and updrafts for energy-production by means of dynamic soaring, - instead of static wind. The energy is temporarily stored in the form of liquid air. The liquid-air containers are made of flexible, double-walled plastic foil, and can be forwarded to the ground station by means of remote controlled or GPS-Guided Parafoils. The containers are discharged and folded on the ground, preparing them for the next use. A large number of such devices can be stored on a flying unit. This way a lot of energy can be produced by every takeoff, since the flying unit does not need to take the energy-storing medium (air) with itself, and the payload is only slightly limited. The invention gets around the limitations of conventional windpower plants, as well as that of the high altitude types of devices, and allows as of yet unattainable possibilities in windpower utilisation.

Description

A találmány tárgya, alkalmazási területeField of the Invention

A találmány tárgya földfüggetlen, autonóm repülő szélerőmű, és a hozzá tartozó földi fogadóállomás, valamint eljárás ezek működtetésére, amely szélerőmü a levegőben történő lebegése vagy mozgása közben a környezetében lévő szél mechanikai energiáját egyrészt átalakítja más mechanikai, elektromos, kémiai stb. energiává és azt átmenetileg tárolja, majd eljuttatja a földi fogadóállomásra, másrészt a szél energiájából fedezi saját mozgásának/lebegésének energiaigényét. A találmány szélenergia hasznosítására alkalmazható.The present invention relates to a land independent, autonomous flying wind turbine and associated land receiving station, and to a method for operating such wind turbine which, while floating or moving in the air, converts the mechanical energy of the wind around it to other mechanical, electrical, chemical, etc. energy is stored and temporarily stored and then transmitted to the earth's receiving station and, on the other hand, covered by the wind energy to cover the energy requirements of its own motion / floatation. The invention is applicable to the utilization of wind energy.

Á technika állásaThe state of the art

A megújuló energiaforrások a fosszilis tüzelőanyag-készletek csökkenésével, és belátható időn belüli kimerülésével egyre inkább előtérbe kerülnek. A szélenergia hasznosítására szerte a világon szélerőmüvek épülnek. Ezek legtöbbje egy magas árbocon (széitornyon) elhelyezett forgóiapátos eszköz: szélkerék (szélturbina, lapátkerék, rotor, propeller. ezeket a szavakat egységes terminológia híján szinonimaként használjuk), ami elektromos generátort hajt meg. Ezt az együttest szélgeneráförnak nevezik. A berendezések teljesítménye nagyon különböző. Néhány száz wattos családi erőműtől (pl: DE 10 2004 012 803 A1 öffenlegungsschrift} a számos egységből szélfarmmá szervezett, és egyenként több száz kílowattos ipari berendezésekig széles a skála. (Wind Energy Comes of Age by Paul Glpe, John Wiley & Sons, Inc New York (1995)) Mindazonáltal mindegyiknek van legalább egy igen nagy hátránya, mégpedig az, hogy csak akkor termel áramot, ha fúj a szél. E trivialitás megemlítése komolytalannak tűnhet, de olyannyira nem tréfa, hogy ez a tény korlátozza sok országban újabb szélerőművek telepítésének lehetőségét. (Demand Response Fór Power System Reliability; FAQ, Prepared fór the Office of Eteetriciíy Delivery and Energy Reliability Transmission Reliability Program U.S. Department of Energy. Principal Author Brendan Kirby, December 2006. Prepared by OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY, Oak Ridge, Tennessee 37S31-B070 fór the U.S. DEPARTMENT OF ENERGY onder contrací DEAC05OOOR22725) Arról van szó ugyanis, hogy energiaigény szélcsendes időben is mutatkozik. Ezeket az igényeket csak párhuzamosan létező, a széterőmövel csaknem megegyező teljesítményű hagyományos tartalék erőmüvekkel tehet kielégíteni. Ez azon túl, hogyRenewable energy sources are gaining prominence as fossil fuel supplies decline and in the foreseeable future. Wind farms are being built around the world to harness wind power. Most of these are a rotating blade device on a high mast (wind tower): wind wheel (wind turbine, impeller, rotor, propeller. These words are used interchangeably in the absence of uniform terminology), which drives an electric generator. This ensemble is called a wind generator. The performance of the equipment is very different. From a few hundred watts of family power plants (eg DE 10 2004 012 803 A1 öffenlegungsschrift} from a number of units to a wind farm, each with a wide range of hundreds of kilowatts of industrial equipment (John Glile, John Wiley & Sons, Inc. New York (1995) However, each has at least one major drawback, which is that it only generates electricity when the wind blows - mentioning this triviality may seem frivolous, but not so much a joke that it limits the ability to install new wind farms in many countries (Demand Response Fór Power System Reliability; FAQ, Prepared for the Office of Ethical Delivery and Energy Reliability Transmission Reliability Program, Principal by Brendan Kirby, December 2006. Prepared by OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY, Oak Ridge, Tennessee 37S31- B070 for US DEPARTMENT OF ENERGY onder contrací DEAC05OOOR22725) This is u it is suspected that demand for energy also occurs in quiet times. These needs can only be met by conventional reserve power plants that exist in parallel and have almost the same power output as the power plant. It's beyond that

I **** ««:I **** ««:

többlet beruházást és beruházási költséget igényel, azzal a problémával is jár, hogy egy tartalék erőművet nem lehet a villanyégőhöz hasonlóan egyetlen mozdulattal bekapcsolni, amikor eláll a szél. A tartalék erőmű felfűtésének jelentős idő- és energiaigénye van. Nem jobb a helyzet akkor sem, ha felfutva, mintegy ugrásra készen hon tartják a tartalék erőművet. Mindkét esetben jelentős a járulékos energiaigény, ami drágítja, és füstkibocsátásával szennyezi is az úgymond olcsó és tiszta szélenergiát. Ezért a szélenergia megengedhető részarányát egy ország áramtermelésében az elektromos energiahálózat itt leírt un. rendszerszabályozási rugalmatlansága korlátozza. A probléma megnyugtató megoldása a jő hatásfokú, nagy méretekben és olcsón megvalósítható energiatárolás volna. A technika mai állása mellett a szívattyús-tárazós vízerőműrendszer párhuzamos fenntartása jelenthet műszakilag korrekt megoldást. Ha azonban ennek költségét hozzáadjuk a szélerőmü beruházási költségéhez, akkor az „olcsó” szélenergia minden, csak nem olcsó. Nem beszélve arról, hogy ehhez kedvező geolögiai-topográfiai feltételek is szükségesek.it requires additional investment and investment costs, and also has the problem that a reserve power plant, like a light bulb, cannot be turned on in a single motion when the wind stops. Heating a reserve power plant requires significant time and energy. The situation is no better even if the reserve power plant is run up and ready to jump. In both cases there is a significant additional energy demand, which increases the cost and pollution of so-called cheap and clean wind energy. Therefore, the allowable share of wind power in a country's electricity production is described in the so-called "electricity grid". limited by system inflexibility. A satisfying solution to this problem would be high-efficiency, large-scale, low-cost energy storage. In the state of the art, maintaining a pump-reservoir hydroelectric system in parallel can be a technically correct solution. However, if we add the cost of this to the investment cost of a wind turbine, "cheap" wind energy is all but inexpensive. Not to mention that this requires favorable geological-topographic conditions.

A probléma megoldását több úton keresik. Ezek egyik ígéretes vonulata a magas légköri szelek hasznosításának gondolata. Mint Ismeretes, a Főidet a napsugárzás az egyenlítő környékén melegíti fel leginkább, a sarkok kornyékén pedig legkevésbé. Az így kialakuló hőmérséklet-különbség hozza létre a Föld fő szélrendszereít. Minthogy a Nap állandóan süt, ezek a szelek ís állandóan fújnak. A szél sebessége, iránya és állandósága természetesen függ a kérdéses terület földrajzi helyzetétől. Ennek részleteit illetően az irodalomra utalunk (pl: Andre Berger; Monsoon and generál arculation system. Chínese Science Bulletin Science ín China Press, co-pubSisbed with Springer-Verlag GmbH 1ÖG16538 (Príni} 1861-9541 (Online) V'olume 54, Number 7 / AphI, 2059), Általánosságban azonban elmondható, hogy néhány ismert, és tőbbé-kevésbé jól körülhatárolható szélcsendes zónától eltekintve, több ezer méteres magasságban a Föld nagy részén állandó, és a felszíninél erősebb szelek fújnak,There are several ways to solve this problem. One of these promising traits is the idea of utilizing high atmospheric winds. As is known, the Sun is most warmed up by the sun at the equator, and least at the corners. The resulting temperature difference creates the Earth's main wind system. As the sun is constantly shining, these winds are constantly blowing. Of course, the speed, direction, and stability of the wind depend on the geographical location of the area in question. For details, refer to the literature (e.g., Andre Berger; Monsoon and Generic Arculation System. Chinesese Science Bulletin Science, China Press, co-pub. With Springer-Verlag GmbH 1ÖG16538 (Príni} 1861-9541 (Online) V'olume 54, Number 7 / AphI, 2059), but generally speaking, apart from some known, and more or less well-defined, windless zones, winds are steady at thousands of meters in most of the Earth and stronger than the surface,

E szelek energiájának kinyerése a nagy magasság miatt nem egyszerű. Nem lehet a felszín közeli széiiornyokhoz hasonló, de több ezer méter magas tartószerkezeteket építeni. A jelenlegi legmagasabb épület, a Burj Dubai 828 m magas (Dubai opens wortd’s tailest building. Dubai; HSA Today, danuary 2, 2010., Retrieved 4 Januan/ 2010.)It is not easy to get the energy of these winds due to the high altitude. It is not possible to build supporting structures similar to the trusses close to the surface but thousands of meters high. The current tallest building, Burj Dubai, is 828 meters high (HSA Today, danuary 2, 2010, Retrieved 4 Januan / 2010)

Ezért számos szabadalom a földfelszínhez lehorgonyzóit repülő szerkezeteket alkalmaz, amik a szél felhajtó erejét kihasználva lebegnek a levegőben, és a megtermelt villamos energiát a rögzítő kábel melled fotó elektromos vezetéken át juttatják el a földi fogadó állomásra. Az ötletnek több verziója ismert, igy vannak a hagyományos papírsárkányhoz hasonló szerkezetek (BP 489,139 US 4,572,962), lehorgonyzóit vitorlázó repülök (US 4,859,940 , JP 11124095 , JP 2024295, EP Ö 391 801 A2), levegőnél könnyebb konstrukciók (CN 1800838), siklóernyő (NL1015Ö28C) valamint helikopter illetve auíogiró elvén működő földhöz lehorgonyzód szélerőművek. (US 7,109,598 82, US2003/008815 Al) Olyan megoldás is ismeretes, amikor a szél energiáját egy mechanikai transzmissziós kábellel juttatják el a földi fogadóállomáson elhelyezett elektromos generátorhoz. (A. Solonkin ; Utiilzation of Wínd Energy at High Aítitude. Presented In International Energy Conversion Engineeríng Conference at Providence,, RI, Aug. 16-19. 2004, AIAA-20045705. USA.)Therefore, many patents use ground structures that are anchored to the ground, which use the buoyancy of the wind to float in the air and transmit the generated electricity to the earth's receiving station via a photo-electric cable attached to your chest. Various versions of the idea are known, such as conventional kite-like structures (BP 489,139 US 4,572,962), anchored sailplanes (US 4,859,940, JP 11124095, JP 2024295, EP 391 801 A2), lighter-than-air structures (CN 1800838), glider NL1015Ö28C) and helicopters and wind turbines anchored to the ground. (US 7,109,598 82, US2003 / 008815 A1) There is also known a solution for transmitting wind energy to a power generator located at a terrestrial receiving station using a mechanical transmission cable. (A. Solonkin; Utilization of High Energy at Energy. Presented In International Energy Conversion Engineer Conference at Providence, RI, August 16-19, 2004, AIAA-20045705. USA.)

A magasabb jégrétegekben uralkodó, a földfelszíninél sokkal stabilabb és erősebb szelek, és a biztató kísérletek ellenére ezek a szerkezetek nem terjedtek el. Ennek oka vélhetően magában a lehorgonyzó kábelben keresendő, mertThe prevailing winds in the higher ice sheets are much more stable and strong than the surface and, despite encouraging attempts, these structures have not spread. The reason for this is probably due to the anchor cable itself, because

1. Több ezer méter hosszúságú kábel nehezen jelezhető a repülőgépeknek, beleakadva pedig katasztrófa történhet. Ezért ilyen szélfarmok csak légi forgalom elől elzárt területeken létesíthetők. ( B.W. Roberts, K. Cafdelra and coworkers: „Harnessing High Aítitude Wínd Power in: IEEE Transaotions on Energy Conversion Vol 22 No, 1. Maroh 2007.)1. Thousands of meters of cable are difficult to signal to airplanes and can get caught in disaster. Therefore, such wind farms can only be set up in areas that are excluded from air traffic. (B.W. Roberts, K. Cafdelra and Coworkers: Harnessing High Aititude Wind Power in: IEEE Transaotions on Energy Conversion Vol 22 No 1, Maroh 2007.)

2. Mivel többnyire nem egyedi berendezésekről, hanem un. szélfarmokról van szó, általánosnak tekinthető, hogy több berendezés üzemel egymás közelében. A kábelek végén lévő repülő szerkezetek megfelelő irányítása híján a kábelek összegabalyodhatnak. Ez nehézkessé teszi az ilyen szélfarmok működtetését. Nem véletlen, hogy a fejlesztések egyik fő iránya a levegőben lebegő szerkezetek pozíciójának stabilizálása. (US 7,183,863 82)2. Because they are mostly not unique equipment, but so-called. wind farms, it is common for several plants to operate near each other. Without proper control of the flying structures at the ends of the cables, the cables may become tangled. This makes it difficult to operate such wind farms. It is no coincidence that one of the main directions of the developments is the stabilization of the position of structures suspended in air. (US 7,183,863 82)

3. A lehorgonyzó kábel szakítószilárdsága döntő fontosságú a kinyerhető teljesítmény szempontjából. A főbb kilométer hosszú kábel súlya a berendezés teljes súlyának jelentős részét teszi ki, A túl erős kábel fölöslegesen növeli a szerkezet súlyát, a gyenge pedig elszakadhat. Egy kábelszakadás az értékes berendezés elvesztését jelentheti, és balesetet ís okozhat. Ezért fontos a berendezés közegellenállásának, és ezzel a tartókábelre ható, energiatermeléstől független, súrlódásból adódó húzóerőnek a csökkentése (WO 2007/085807 A1).3. The tensile strength of the anchor cable is crucial to the performance that can be obtained. The weight of the main kilometer cable accounts for a significant part of the total weight of the equipment. A cable that is too strong increases the weight of the structure unnecessarily and the weak one can break. A cable break can result in loss of valuable equipment and can cause accidents. Therefore, it is important to reduce the fluid resistance of the device and thereby the frictional force exerted on the support cable, independent of power generation (WO 2007/085807 A1).

> ΦΦ χ « χ Φ ♦ *♦ * « *ΦΦ> ΦΦ χ «χ Φ ♦ * ♦ *« * ΦΦ

Felmerül a kérdés, hogy he ennyi bonyodalommal jár, nem lehetne-e mellőzni a horgonykötelet, van-e egyáltalán olyan funkciója, ami nélkülözhetetlenségével indokolja alkalmazását? Nos, egy repülő szélerőmű Iehorgonyzásának három fő indoka van;The question arises as to the complexity of the anchorage and its function, which justifies its use. Well, there are three main reasons for anchoring a flying wind turbine;

1. A horgonykötél biztosítja a berendezés pozícióban tartását és szükség esetén bevonásának lehetőségét.1. The anchor rope shall ensure that the equipment is in position and, if necessary, retracted.

2. A szél húzásával szembeni ellenállás teszi lehetővé az energiatermelést. Ezt a borgonykötél biztosítja, meggátolva azt, hogy a repülő szerkezetet a szél magával ragadja. A szél által sodortatott berendezés ul. felveszi a szél sebességét, ha pedig nincs sebességkülönbség a szélkerék (szélturbina) és a környező levegő között, akkor hiába hogy a Földhöz rögzített koordináta rendszerben a levegő mozog, azaz szél van, a széllel együtt mozgó erőmű szempontjából azonban szélcsend van, mivel hozzá képest a környező levegő sebessége zéró. Azaz; nincs ami mozgassa a szélturbinát.2. Wind resistance allows energy production. This is ensured by the rope of wind, preventing the flying structure from being caught by the wind. Wind-driven equipment ul. it takes the wind speed, and if there is no speed difference between the wind wheel (wind turbine) and the surrounding air, even though there is air moving in the coordinate system fixed to the Earth, there is wind for the power plant moving with the wind. ambient air velocity is zero. Say; there is nothing to move the wind turbine.

3. A megtermelt áram. illetve a kinyert mechanikai energia eljuttatása a földi fogadóállomásra.3. Power generated. and transferring the recovered mechanical energy to the earth station.

A felsorolt indokok mind valósak, és szakmailag megalapozottnak tűnnek. Nem véletlen, hogy az ismert megoldások egyike sem képes szabadulni fölük. Vizsgáljuk meg tehát sorban ezeket az indokokat közelebbről.The reasons listed are all realistic and appear professionally sound. It is no coincidence that none of the known solutions are able to get rid of them. Let us therefore examine these reasons in turn.

t. A repülő szélerömű iehorgonyzásának első fontos célja a berendezés pozícióban tartása. Ez azonban kőtél nélkül is biztosítható. Egy helikopter képes egy helyben lebegni. Egy repülőgép ugyan nem képes lebegni, de képes állandó magasságban repülni, vagy egy kijelölt pont körül körözni. Ez természetesen energiát fogyaszt, de nincs ez másként azoknak a lehcrgonyzott repülő szélgenerátoroknak az esetében sem, amiknek a pozicionálását nem bízzák kizárólag a horgonyzó kötélre, hanem pl, GFS rendszerrel szabályozzák a levegőben elfoglalt helyét és helyzetét, pl.: US 7,183,863 82t. The first important purpose of anchoring a flying wind turbine is to keep the equipment in position. However, this can be ensured without a stone. A helicopter can float on the spot. Although an aircraft cannot float, it can fly at constant altitude or circulate around a designated point. This of course consumes energy, but it is not the case for anchored flying wind generators, whose positioning is not solely based on the anchor rope, but is controlled, for example, by the GFS system for positioning and positioning in the air, e.g. US 7,183,863 82

A kérdés lényege tehát nem az, hogy lehetséges-e a berendezést a levegőben egy helyben, vagy a kívánt magasságban tartani lehcrgonyzás nélkül, mert erre a válasz határozott igen. A kérdés az, hogy a horgonykőtél mellőzése esetén a berendezés megfelelő pozícióban tartásának energiaigénye felemésztí-e, meghaladja-e a szélből kinyerhető energiamennyiséget? Egyetlen korábbi repülő szélerömü sem ad a problémára energetikailag hatékony megoldást, ezért maradnak a berendezés fehorgonyzása mellett, - a vele járó nehézségek és nehézkesség ellenére is. Már itt rámutatunk, hogy ennek alapvetően, és tévesen az az eke, hogy energetikailag kiaknázható „szélsebességen definíciószerűen mindig a szélkerék helyén a földfelszínnel párhuzamos sebesség-komponenst értik (lásd: K.H. Müller / J. Gifoer : Erneubare (Alternatíve) Energián, Theoretische Patentjaié, reale Zukunft dér Energieversorgung. Shaker Media Aachen, 2007. ,The essence of the question is therefore not whether it is possible to hold the equipment in the air at one place or at the desired height without anchoring, because the answer is definite yes. The question is, if the anchor rope is omitted, will the energy required to keep the equipment in the correct position consume or exceed the amount of energy that can be obtained from the wind? None of the previous flying wind turbines provide an energy-efficient solution to the problem, so they remain anchored to the equipment, despite the inherent difficulties and difficulties involved. It is already pointed out here that, fundamentally, and erroneously, plow is that, at energetically exploitable, "wind speed is by definition always understood to be the velocity component parallel to the surface of the windwheel" (see: KH Müller / J. Gifoer reale Zukunft dér Energieversorgung. Shaker Media Aachen, 2007,

37. oldal.) és erre vonatkoznak a megfontolások. E megfontolások szakmailag konzekvensek, és természetesen helyesek is, - mégis, mint azt később megmutatjuk, a hibás kiindulópont miatt tévútra vezetnek. Van más út is.Page 37), and the considerations apply. These considerations are professionally consistent and, of course, correct - yet, as we shall show later, they are led astray because of the wrong starting point. There is another way.

2. Mint azt föntebb röviden már érintettük, kétségtelenül igaz az is, hogy a szél húzásával szembeni ellenállás feszi lehetővé az energiatermelést. A szélkerék ettél forog, és azért nyer ki energiát a szélből, mert a rajta áthaladó levegő mozgási energiáját részben átveszi, azaz, a szélkeréken áthaladt levegő mozgási energiája, és ezzel sebessége lecsökken, A szélkerék előtti és utáni szélsebesség eltérése a szélkerék két oldala közötti nyomáskülönbségben, és ezzel a szélkerékre ható tengelyirányú, azaz a szél mozgásával azonos hatásvonalú erő jelentkezésében nyilvánul meg.(lásd: G.P. Corten: Heat Generálion by a Windterbine, 14íh IEA symposion December 4~5, 2000, NREL, CO, USA ) Ahhoz, hogy a szélkerék tengelyirányú elmozdulását megakadályozzuk, és ezzel lehetővé tegyük az energiatermelést, a tengelyirányú mozgatóerővel azonos nagyságú, de ellentétes irányú erőt kell kifejteni a szélkerékre. A földhöz rögzített szélkerék esetében az állványzat, a repülő szélerömü esetén pedig a horgonykötél tart ellent a szél erejének, és ez feszi lehetővé az energiakinyerést a szélből. Lényegében bármely más, ismert konstrukciójú szélerömü működésének is hasonlóak az elvi/fizikai alapjai.2. As we have already discussed briefly above, it is undoubtedly true that resistance to traction makes it possible to produce energy. The wind wheel spins and draws energy from the wind because it partially absorbs the motion energy of the air passing through it, i.e., the motion energy of the air passing through the wind wheel, thereby reducing its speed. The difference in wind speed between the two sides of the wind wheel and this manifests itself in the wind wheel axial, that is identical to the edge movement effect line power applications (see GP Corten Heat generalia by the Windterbine 14 iH IEA symposion December 4 ~ 5, 2000, NREL, CO, USA). to in order to prevent the axial displacement of the windwheel and thereby allow energy to be generated, a force of the same magnitude but in the opposite direction as the axial thrust must be applied to the windwheel. In the case of an anchor mounted on the ground, the scaffolding and, in the case of a flying wind turbine, the anchor rope resist the force of the wind, which allows energy to be drawn from the wind. Essentially, any other known construction of a wind turbine will have similar theoretical / physical bases.

Nos, mindez a szakember számára nyilvánvaló, és legtöbb laikus számára is érthető, mégis léteznek olyan (megadottl) szabadalmak, amelyek ennek a fizikai trivialitásnak ellentmondanak, és mint Ilyenek, az elsőfajú perpetuum mobile tehetetlenségi elvébe ütköznek (pl.Well, this is obvious to one skilled in the art, and will be understood by most lay people, yet patents exist which contradict this physical triviality and, as such, contravene the principle of inertia of the first kind of perpetuum mobile (e.g.

Hangsúlyozzuk, hogy találmányunk esetében nem erről van szó. Itt most csak jelezzük, és a továbbiakban megmutatjuk, hogy az energiatermeléshez szükséges, széllel szembeni ellenerő kifejtésére nem az egyetlen és kizárólagos lehetőség a berendezés földhöz rögzítése egy állvány, vagy horgonykötél közvetítésével,It is emphasized that this is not the case with the present invention. Here we just indicate, and we will show below, that the wind power required to produce power is not the only and only way to anchor the equipment to the ground by means of a rack or anchor cable,

3. Kétségtelen, hogy a megtermelt energia eljuttatása a földi fogadóállomásra kulcsfontosságú kérdés. Egy repülő szélerömö esetében ennek kézenfekvő módja egy elektromos- vagy egy rnechanikahtranszmísziós kábel alkalmazása, ami összeköti az erőművet a földi fogadó állomással. Emellett szól, hogy a kábel kiváltására alkalmas energiatároló berendezések (akkumulátorok, elektrolizáló berendezések, lendkerekek, szuperkondenzátorok stb.) jelentős súlyúak, ami egy repülő széieromü esetében nem kívánatos.3. There is no doubt that the transfer of the produced energy to a terrestrial receiving station is a key issue. In the case of a flying wind turbine, the obvious way to do this is to use an electric or mechanical mechanical transmission cable that connects the power plant to the ground receiving station. In addition, the power storage devices (batteries, electrolysers, flywheels, supercapacitors, etc.) that can replace the cable are of considerable weight, which is undesirable for a flying wind turbine.

Látni fogjuk, hogy egyrészt ez a felfogás -bár nagyon nyilvánvalónak tűnik- téves, másrészt a mechanikai- vagy elektromos kábel alkalmazásán kívül is van lehetőség a megtermelt energia eljuttatására a földi fogadóállomásra.We will see that, on the one hand, this perception, though very obvious, is misleading, and on the other hand, beyond the use of a mechanical or electrical cable, it is possible to transfer the generated energy to a terrestrial receiving station.

Az eddigiekben a szélerőművekre vonatkozó ismert megoldásokat, és azok fizikai alapjait tárgyaltuk, beleértve a repülő széleröműveket is, - a szélerőmű-szakértök aspektusábólSo far, known solutions for wind turbines and their physical foundations, including flying wind turbines, have been discussed - from the perspective of wind turbine experts

Van azonban a témának egy másik vonulata is, ami a repülés oldaláról indul, és autonóm repülő szerkezetek energetikailag hatékony levegőben tartásával foglalkozik. Ez némileg árnyalja, és új megvilágításba helyezi az exponált problémákat. Ezért mielőtt erre ráférnénk, fontos, hogy definiáljuk, mit Is értünk szélerőművön. Ennek legalább kettő, és legfeljebb három kritériuma van:However, there is another aspect of the topic that starts from the flight side and deals with the energy efficient airborne operation of autonomous flying structures. This slightly shades and reveals the problems exposed. Therefore, before we get into that, it is important to define what is meant by a wind turbine. It has at least two and at most three criteria:

« energiakinyerés a szélből ® a kinyert energia továbbítása egy fogadóállomásra, illetve a földi energiarendszerbe, más célra történő felhasználásra « ha az előző két folyamat nem pontosan szinkronban történik, akkor az energia átmeneti tárolása«Energy extraction from the wind ® transferring the energy extracted to a receiving station or to the terrestrial energy system for other purposes« if the previous two processes are not exactly synchronized then the temporary storage of energy

Régóta ismeretes, hogy vitorlázó repülők kedvező szélviszonyok esetén igen hosszú ideig képesek a levegőben maradni, és a felszálló légáramlatok : tormikek. orografikus feláramlások és állóhullámok, un. Rossby-féte hullámok, (lásd pl: R.E. Dickinson:It has long been known that gliders can stay in the air for a very long time under favorable wind conditions, and take off currents: hurricanes. orographic surges and standing waves, so-called. Rossby-Black waves, (see, for example, R.E. Dickinson:

ó »*«*She "*"*

Planetary Rossby Waves Propagating Vertioaily Through Week Westeriy Wiind Wave Guides ín J. of the Atmosphertc Sciences, November 1968. Vol. 25. p,9S4-1OÖ2.) kihasználásával nagy magasságokba eljutni. Ezek a technikák a vitorlázó repülök, az ejtőernyősök, különösen a sikióernyösök és motoros sikióernyösök, valamint a sárkányrepülök között széles körben ismertek. £ sportok, valamint katonai és műszaki alkalmazások művelői ezekből az ismeretekből alapos elméleti és gyakorlati kiképzést kapnak, a világ bármely táján működnek is. Mindez hozzá tartozik egy szakember köteles tudásához. Ennek ellenére ezeket az ismereteket mindeddig nem használták energiatermelésre egy repülő szélerőművetPlanetary Rossby Waves Propagating Vertioaily Through Weekly Westeriy Wiind Wave Guides J. of the Atmospheric Sciences, November 1968, Vol. 25, pp. 9S4-1006.) To reach high heights. These techniques are widely known among gliders, parachutists, in particular glider and motor glider, and hang gliders. £ Sports and military and technical application practitioners will be thoroughly trained in this theory and practice anywhere in the world. All of this belongs to the knowledge of a specialist. However, this knowledge has so far not been used to power a flying wind turbine

Újabban a NASA kutatói olyan érzékelő rendszert és szoftvert fejlesztettek ki, és telepítettek egy vitorlázó repülőgép modellre, ami képes a felszálló légáramlatokat távolról felismerni, egyiket a másik után automatikusan megközelíteni, és felhasználni energiájukat a repülési magasság növelésére. (MJ,Allén : Updraft Model fór Development of Autonomous Soarig Uninhabited Air Vehicles in 44íh AIAA Áerispace Sci Meeting and Exhibit 9-12 danuary 2008. Reno, Nevada. AIAA 2608-1510} Egy ilyen repülő szerkezet a saját energiaforrásából fedezhető repülési időtartam sokszorosát képes elérni a szél energiájának passzív hasznosításával. Ez úgy értendő, hogy a vitorlázó gép a szél energiáját csak kinetikai- és helyzeti energiájának növelésére fordítja, de azt más módon, pl. kémiai energia formájában egy akkumulátorban nem tárolja. (MJ,Allén : Aotonomous Soaring fór Improved Endurance of a Small Uninhabited Air Vehície. in 43íí5 AIAA Áerispace Sci Meeting and Exhibit 10-13 danuary 2005. Reno, Nevada. AIAA 2005E kísérletek logikus folytatása az a következő lépés, amikor is egy megvalósíthatósági tanulmányban azt vizsgálták, hogy a szél energiáját a repülés folyamán egy akkumulátorban vagy más módon elraktározva, ezzel a repülés során áíhidalhaiók-e a vitorlázáshoz alkalmatlan, átmenetileg kedvezőtlen szélviszonyok? Ezzel az un. „regeneratív vitorlázással* azt a célt tűzték ki, hogy a gép feltöltött akkumulátorral szálljon fel, és ugyanúgy szálljon le, azaz összességében üzemanyag-felhasználás nélkül repüljön. A megtermelt, és a repülőgépen tárolt energiát azonban a gép nem adja át egy földi fogadóállomásnak más célra történő hasznosításra, hanem csak saját repülésének energiaigényét fedezi belőle. (J.P. Barnes : Flight Wíthout Fuel ~ Regeneratíve Soaring Feasibüíty Study SAE 2006-01-2422} Az ilyen eszköz ezért nem szélerömö.More recently, NASA researchers have developed sensing systems and software and deployed them on a glider model that can remotely detect take-off air currents, automatically approach one after another, and use their energy to increase flight altitude. (MJ Allen. Updraft Model for Development of Autonomous soar Uninhabited Air Vehicles in 44 iH AIAA Áerispace Sci Meeting and Exhibit 9-12 danuary 2008, Reno, Nevada AIAA 2608-1510} Such an aircraft structure may be covered many times their own energy of flight duration can be achieved by the passive utilization of wind energy, which is understood to mean that the sailplane only uses wind energy to increase its kinetic and positional energy, but does not store it in a battery other than chemical energy (MJ, Allen: Aotonomous Soaring). for Improvement Endurance of a Small Uninhabited Air Vehicle in Río , Nevada A logical continuation of AIAA 2005E experiments is the next step when a feasibility study investigated that wind energy stored in a battery or other means during the flight; e Are fly-by-sea conditions temporarily unfavorable for sailing? With this the so-called. “With regenerative sailing *, the aim is to take the aircraft with a charged battery and land in the same way, ie, to fly without fuel at all. However, the energy produced and stored in the aircraft is not transferred from the aircraft to a terrestrial reception station for other purposes, but only to cover the energy requirements of its own flight. (JP Barnes: Flight Without Fuel ~ Regenerative Soaring Feasibile Study SAE 2006-01-2422} Such a device is therefore not a wind power.

!»♦» ««XX! »♦» «« XX

A kutatások egy másik iránya a vitorlázó madarak repülésének analízisével kezdődöd. Imponáló, ahogyan pí. az albatroszok szárnyukat szinte nem is mozdítva, bármilyen szélben, bármilyen irányba képesek repülni, és ehhez nagyrészt a szél energiáját használják fel. Érdekes módon ehhez nincs szükségük felszálló légáramlatokra, csak klasszikus értelemben ved szélre, illetve két eltérő sebességű légtömegre, aminek határán ciklikusan átvitorlázva tesznek szert energiára. (Ü.P, Sarnes : How Flies the Albatross The Flíght mechanics of Dynamic Soaring, SAE Technlcal Papers No. : 2004-01-3088) Pontosabban arról van szó, hogy a szél sebessége a földfelszínhez közeledve a súrlódás miatt monoton csökken, miáltal egy folyamatos szélsebesség gradiens alakul ki, és ezt használják ki a vitorlázó madarak. Ezt a madaraktól ellesett, dinamikus vitorlázásnak („dynamic soarfng”) nevezett technikát a vitorlázó repülők ma már elferjedten alkalmazzák, ezért a részieteket illetően az irodalomra utalunk: Heuristic control of dynamic soaring Wharlngton, JM Control Conference, 2004. 5th Asian Vcíume 2, Issue , 20-23 July 2004 Page(s): 714 - 722 Vol.2Another direction of research begins with analyzing the flight of gliding birds. Impressive as pi. albatrosses are able to fly in almost any wind, in any direction, without much movement of their wings, and for this they largely rely on the energy of the wind. Interestingly, they do not need ascending air currents, they just take the classic sense of a wind, or two masses of air at different speeds, which are powered cyclically across the border. Specifically, the wind speed decreases monotonically due to friction when approaching the surface of the earth, resulting in a fluctuation of the wind velocity approaching the surface of the earth. a steady wind speed gradient develops and is exploited by gliding birds. This so-called dynamic soarfng, a technique known as dynamic soarfng for birds, is now widely used by sailplanes, so we refer to the literature for details: Heuristic control of dynamic soarfng, JM Control Conference, 2004. 5th Asian Vcíume 2, Issue 2 , 20-23 July 2004 Page (s): 714 - 722 Vol.2

A dinamikus vitorlázásra állandó lehetőséget adnak az un. futőáramlások vagy jet stream”-ek , amik szűk keresztmetszetben összpontosuló, nagy sebességű horizontális áramlási zónák. (Rais-Rohanl, Mascud : A Feasíbílity Study of Dynamic Soaring ín the det Stream. A Thesís Submitted to the Faculty of Mississippi State University, Mississippi State, Mississippi, USA 1985,) Hosszuk több ezer, szélességük néhány száz kilométer, vastagságuk néhány száz méter, és jellemzően 10,000 m magasságban találhatók. Ezekben a „szélfolyókban” állandóan fuj a szél. Bennük a szélsebesség eléri az 50-80 m/s-ot, az energíasűrőség pedig a 20 - 100 .kW/m2 ~t, mig közvetlen környezetükben lényegesen kisebb a szélsebesség. Ez a tény a futöáramlásokat kifejezetten alkalmassá teszi energetikai alkalmazásra. A futóáramlások helye alapján lehetőség van a földi fogadóáitomás tengerre telepítésére is, egy vagy több, esetleg egymást váltó hajóra. A földi fogadóállomás ez esetben lényegében egy cseppfolyóslevegő tanker, ami megtelte után egy kikötőbe szállítja rakományát, A megtermelt cseppfolyós levegőt tároló tartályok pl, ejtőernyővel egyszerűen a tengerre szállhatnak, és GRS-jelük alapján a hajóhoz tartozó motorcsónak egyszerűen begyűjtheti azokat. A futőáramlások nyújtotta lehetőségeket kihasználó repülő szélerőméről azonban mindeddig nem tudni.Dynamic sailing provides a permanent opportunity for the so-called. Running Flows or Jet Streams' which are high speed horizontal flow zones focused on a bottleneck. (Rais-Rohanl, Mascud: The Feasibility Study of Dynamic Soaring in the Det Stream. Thesis Submitted to the Faculty of Mississippi State University, Mississippi State, Mississippi, USA 1985,) Length of thousands, several hundred kilometers in width, several hundred in thickness meters and are typically at an altitude of 10,000 meters. In these "rivers" the wind is constantly blowing. They have wind speeds of up to 50-80 m / s and energy densities of 20-100 .kW / m 2 , while wind speeds in their immediate environment are significantly lower. This fact makes running flows explicitly suitable for energy applications. Depending on the location of the running streams, it is also possible to deploy a land receiving station at sea, one or more vessels, or alternating vessels. In this case, the land receiving station is essentially a liquid air tanker, which, when full, transports its cargo to a port. The tanks that produce the produced liquid air can, for example, simply land on a parachute and can easily be picked up by a motor boat. However, it is not yet known what flying wind power is taking advantage of running currents.

»'* *« * *·♦'*·*· » * * * φ φ « ♦ χ X Λ »«« * χ ♦»*« * χ .Φ *Χ*Φ ΦΦ Φ »« Φφφ»'* *« * * · ♦' * · * · »* * * φ φ« ♦ χ X Λ »« «* χ ♦» * «* χ .Φ * Χ * Φ ΦΦ Φ» «Φφφ

A dinamikus vitorlázás sokkal általánosabb lehetőséget ad a mozgó légtömegek kinetikus energiájának kinyerésére, mint amit a fentiekben tárgyaltunk, és energetikai alkalmazással kapcsolatban bármikor korábban felmerült. Nagyon egyszerű fizikai számítással megmutatható ugyanis, hogy még az elvileg lehetséges legkedvezőtlenebb eset, a leszálló légáramlat is kihasználható emelkedésre. Ennek fizikai alapjait illetően az irodalomra utalunk ; http://www.icarusengineehng,com/Calcs-omSoaring~Sink.htmDynamic sailing provides a much more general way of recovering kinetic energy from moving air masses than discussed above and has ever arisen in the field of energy application. With very simple physical calculations, it can be shown that even the worst-case scenario, the descending air stream, can be exploited for ascent. As to the physical basis of this, we refer to the literature; http: //www.icarusengineehng,com/Calcs-omSoaring~Sink.htm

Egy repülő szélerőmé esetében kritikus kérdés a szélből kinyert energia átmeneti tárolása. Az ÜS51Ö6Ö35A sz szabadalmi leírás a repülés során beszívott levegő cseppfolyós hasáról, és a repülőgépen történő tárolásáról ir. A cseppfoiyosltás energiaigényét azonban nem a környező levegő mozgási energiájának hasznosításából, hanem a magával vitt üzemanyag oxidációjából fedezi.For a flying wind farm, the critical issue is the temporary storage of energy from the wind. Patent No. ÜS51Ö6Ö35A describes the liquid abdomen of inlet air and its storage in an airplane. However, it does not cover the energy demand of drip irrigation by utilizing the energy of motion of the ambient air but by oxidizing the fuel carried.

Az előzőekben két alapvető széterőmü koncepciót tárgyaltunk. Érdekes módon azonban a repüléstechnikai vonal és a széterőműves vonal nemigen találkozik, azaz repülő széterőmü céljára nem alkalmazzák a vitorlázórepülés terén elért eredményeket, hanem megmaradnak a berendezés Földhöz történő tehorgonyzásánál. Ugyanakkor a repülősök is csak a repülés energiaszükségletének szélenergiából történő fedezését tűzik ki célul, a megtermelt szélenergia más célú hasznosítását, és e céibői egy földi fogadóállomásra juttatását nem. A probléma e két irányból történő megközelítése, és a megoldások szintézise nem tekin thető tehát magától értetődő rutin Intézkedések sorozatán ak.We have discussed above two basic powerhouse concepts. Interestingly, however, the aeronautical line and the power plant line do not meet very closely, meaning that they do not apply glider results to a flying aerial power plant, but are retained when the equipment is anchored to the Earth. At the same time, airmen also aim to cover the energy needs of aviation with wind power, not to use the wind energy they produce for other purposes, and not to transfer them to a terrestrial receiving station. The approach to the problem from these two directions and the synthesis of the solutions cannot be considered as a series of routine measures.

Összegezve elmondható tehát, hogy mindeddig nem létezik olyan széterőmü, ami a felszálló légáramlatok és a szélsebesség gradiensek energetikai célú felhasználásán alapul Nem ismeretes olyan repülő széterőmü, ami földfüggetlen autonóm repülő szerkezet, és a szélből kinyert energiát szükség szerint átmenetileg tárolja, majd egy földi fogadóállomásra továbbítja tetszőleges célú további felhasználásra.In summary, so far no power plant based on the use of take-off air currents and wind speed gradients for energy purposes has existed. There is no known air power plant which is an autonomous aeronautical aeronautical structure that temporarily stores the energy recovered from the wind and then transmits it to for any further use.

A találmánnyal megoldandó feladatThe task to be solved by the invention

A találmány célja olyan megoldás biztosítása a szélenergia kinyerésére, ami lehetővé feszi, hogy egy földfüggetlen (értsd; Földhöz nem rögzített) autonóm repülő szerkezettel kinyerhető, átmenetileg tárolható, és a földi fogadóállomásra eljuttatható legyen a szél energiája, különösen a magaslégköri szelek energiája, *-*· * 9It is an object of the present invention to provide a solution for obtaining wind energy that enables wind energy, particularly high-altitude wind energy, to be extracted, temporarily stored, and transmitted to a terrestrial receiving station by an autonomous (ie, not fixed to earth) autonomous flying structure, * - * · * 9

ΧΦΦ *·*·» «9ΧΦΦ * · * · »« 9

A feladat meglehetősen összetett, ezért megoldását több önálló, de egymással összefüggő, és részben egymásból következő felismerés teszi lehetővé.The task is quite complex, and therefore it is possible to solve it by several independent but related and partly mutual recognition.

Á találmányt, megalapozó első felismerés az. hogy a szélenergia kinyerésekor az energiatermeléshez szükséges ellenerőt, amit a szél nyomásával szemben kell kifejteni, egy főídíüggetten, autonóm repülő szerkezet súlyával vagy tehetetlen tömegével is biztosítani lehet.The first discovery underlying the invention is. that, when wind energy is recovered, the counter-energy required to produce the energy, which is to be exerted against the pressure of the wind, may be provided, depending on the main charge, by the weight or inert mass of an autonomous flying structure.

Az első esetben felszálló légáramlások energiáját nyerhetjük ki, és ehhez a berendezés saját súlya fejti ki a széllel szemben a szükséges ellenerőt. (Newton IV. törvénye)In the first case, the energy of ascending air currents can be obtained, and for this purpose the unit's own weight exerts the necessary counter-force against the wind. (Newton's Law IV)

A második esetben a dinamikus vitorlázás elvét alkalmazzuk, amikor is a berendezés tehetetlen tömege fejti ki az energiatermeléshez szükséges ellenerőt, (Newton H. törvénye)In the second case, we apply the principle of dynamic sailing, in which the inert mass of the equipment expresses the counter-energy required to produce energy (Newton H.'s law)

Ez az a két eset, amikor a szélerőmű földhöz rögzítése vagy iehorgenyzása okafogyottá válik. E megoldások egy szakember számára nem igényelnek további magyarázatot. Alkalmazásuk repülésben jártas szakemberek számára nem újdonság. A felismerés abban áll hogy ez a technika szélerőmű céljára alkalmas, illetve alkalmassá tehető, megfelelően kialakított technológiai környezetben.These are the two cases when anchoring or anchoring the wind turbine to the ground becomes obsolete. These solutions do not require further explanation by a person skilled in the art. Their application to aviation professionals is not a novelty. The realization is that this technique is suitable for wind power and can be adapted in a well-designed technological environment.

Ezen alapfelismerésből következik az a további felismerés, hogy hibás az a törekvés, miszerint a repülő szélerőmönek minél könnyebbnek kell lenni. Minél nagyobb ui, a kinyerni kívánt teljesítmény, és ezzel párhuzamosan nagyobb a szél által a szélturbinára gyakorolt erő, annál súlyosabbnak illetve nagyobb tömegűnek kell tenni a repülő széferőműnek, annak érdekében,, hogy kifejthesse a szükséges ellenerőt a széllel szemben, és ezáltal lehetővé, pontosabban ; intenzivebbé váljon a szélenergia kinyerése. Nagy teljesítményhez tehát nagy tömegű berendezés szükséges! Ebből következik, hogy bizonyos ésszerű tervezési határokon belől- nincs akadálya a kinyert szélenergia elraktározására alkalmas szerkezetek, így pl.: akkumulátorok, elektrolizátö berendezések, lendkereke® energiatárolók, szuperkondenzátorok és hasonló eszközök elhelyezésének a repülő szélerőmövön. Ezek megfeííével/feltoltődésévei a szélerőmé mint autonóm repülő fö objektum, teszáil a földi fogadóállomásra, kiüríti vagy lecseréli az energiatárolók, majd újra felszáll, és folytatja munkáját. Ezt -akárcsak egy közönséges repülőgép- naponta akár több alkatommal Is megteheti. E felismerés híján a korábbi repülő eszközök legfeljebb csak saját repülésük energiamérlegének javítását tűzték ki célul a környező szél energiájának kinyerésével, ~ Iparszeré energiatermelést, azaz a szó szoros értelmében vett szélerőméként való működést azonban nem.From this basic realization, there is the further realization that the pursuit of flying as light as possible is a mistake. The higher the ui the power you want to obtain and the greater the force exerted by the wind on the wind turbine, the heavier or more bulky the flying wind turbine must be, in order to exert the necessary wind force and thus more accurately ; to intensify the recovery of wind energy. High performance therefore requires heavy equipment! It follows that, within certain reasonable design limits, there is no obstacle to the placement of retrieved wind energy devices, such as batteries, electrolyzers, flywheel® energy storage devices, supercapacitors, and the like on the flying wind turbine. With their up / down wind power as the autonomous flying main object, it tests the earth's receiving station, empties or replaces the energy storage, then takes off and continues to work. Like an ordinary aircraft, you can do this several times a day. In the absence of this recognition, previous flying devices were only aimed at improving the energy balance of their own flight by recovering the energy of the surrounding wind, but not of industrial power generation, that is to say, acting in the strict sense of the word wind power.

Ezzel eljutottunk egy újabb kulcsfontosságú, és a találmány lényegéhez tartozó felismeréshez, miszerint a megtermelt energiát nem szükséges folyamatos módon, azaz pl. egy elektromos- vagy mechanikai transzmissziós kábelen át eljuttatni a főidre, hanem az energiaáfvitel a repülő széferömüről a földi fogadóállomásra szakaszosan, a berendezés méretezésétől függő egységekben, - továbbiakban: kvantumokban- , kábel mellőzésével történhet.This brings us to another key realization of the present invention that the energy produced is not required in a continuous manner, e.g. it can be transmitted to you via an electric or mechanical transmission cable, but energy can be transmitted from the flying safes to the ground receiving station in stages, in units depending on the size of the equipment, hereinafter referred to as "quantum", without the need for a cable.

Egy további felismerés szerint a repülő szélerőmé rotorjával egy levegő cseppfolyósító berendezést működtetünk, amivel a kinyert energiát a környezetből beszlvott levegő cseppfolyősitására használjuk, és azt ebben a formában tároljuk. A megtermelt cseppfolyós levegőt a már leírt módon juttatjuk el a földi fogadóállomásra,In a further embodiment, the rotor of the flying wind turbine operates an air liquefaction device that uses the recovered energy to liquefy the air sucked from the environment and stores it in this form. The liquid air produced is transferred to the ground receiving station as described above,

E megoldás lényegbevágöan különbözik minden korábbitői. Minden eddigi esetben ui. a repülő eszköznek vagy egy kábelen át mechanikus kapcsolatban kellett lenni a földi fogadóállomással és számolni kellett az összes ebből fakadó, és az előzőekben tárgyalt problémával, vagy magával kellett vinni a Földről az energiatároló médiumot, pl. az akkumulátort, a szuperkondenzátort, a lendkereket vagy más eszközt, ami a berendezés ősszíömegének jelentős részét tette ki. Ez ugyan az előzőek szerint megtehető, ezen új felismerés alkalmazása azonban jelentős előnyökkel jár. Az új felismerés lehetővé teszi, hogy a repülő szélerőmünek lényegében csak az önsúlya legyen a felszállósúiy, és az energiatároló médiumot, azaz a cseppfolyós levegőt, a repülés során saját maga „gyűjtse be a környezetéből Ezért a megtermelt cseppfolyós levegő súlya a felszálló súlyban nem jelentkezik, Így a felszálló súly akár töredéke is lehet a leszálló súlynak, illetve az egy-egy felszállás alatt megtermelt cseppfolyós levegő súlyának. Ebből adódóan a találmány szerinti berendezés feljuttatása a cél-magasságba az ismert hasonló szerkezetekhez képest lényegesen kevesebb energiát fogyaszt. Ugyanakkor a szélerőmön rotorját a leszállás közben is működtetve, kinyerhetjük az energia-tároló médium, azaz a nagy magasságban begyűjtött, és ott cseppfolyósított levegő helyzeti energiáját is, anélkül, hogy azt a felszálláskor befektettük volna. Ez tehát nettó energianyereség, amolyan ajándék energia,This solution is fundamentally different from any previous one. In each case ui. the flying device either had to be mechanically connected to the earth receiving station via a cable and had to deal with any resulting problems discussed above, or had to carry the energy storage medium from the Earth, e.g. a battery, a supercapacitor, a flywheel, or other device that made up a significant portion of the system's strap weight. While this can be done as described above, there are significant benefits to using this new discovery. The new discovery allows the flying wind turbine to essentially take off the take-off weight itself and collect the energy storage medium, liquid air itself, from the environment during flight. Therefore, the weight of the liquid air produced is not reflected in the take-off weight, Thus, the take-off weight may be a fraction of the landing weight or the weight of the liquid air produced during each take-off. As a result, bringing the device according to the invention to the target height consumes significantly less energy than the known similar structures. At the same time, by operating the rotor of the wind turbine during landing, it is possible to retrieve the energy of the energy storage medium, that is, the high-altitude air collected and liquefied there, without having to invest it at take-off. So this is net energy gain, a kind of gift energy,

A levegő cseppfolyósitásával tárolható energia kb. 300 - 450 kd/kg. (C. Knowlen, A,T: Mattiok, A.P. Bruckner and A. Hertzberg: High Energy Conversion Systems fór Ligáid Nitrogén Automobiles. Aerospace and Energetics Research Program University of Washington, Seattle, WA) Ugyanakkor tÖ.ÖOÖ m magasban 1 kg -nyi tömeg helyzeti energiája 98 kd/kg. Az előzőekben leírt „ajándék energia” tehát egyáltalán nem elhanyagolható tétel.The energy that can be stored by the liquidity of the air is approx. 300 - 450 kd / kg. (C. Knowlen, A, T: Mattiok, AP Bruckner and A. Hertzberg: High Energy Conversion Systems Forums for Nitrogen Automobiles. Aerospace and Energy Research Program at the University of Washington, Seattle, WA) position energy of mass 98 kd / kg. Thus, the "gift energy" described above is by no means a negligible item.

Ezzel egy olyan megoldáshoz jutottunk, mintha tízezer méter magasból egy cseppfolyóslevegő-folyo folyna le a földre, és annak hasznosítanánk a helyzeti energiáját fis), akárcsak egy földi vízerőmű esetében a vízét. Igaz ugyan, hogy ez a nagy magasságban megtermelt cseppfolyós levegő szakaszosan, mondhatni: kvantumokban jut le a földre, de az analógia ezzel együtt is igencsak kézenfekvő.With this, we came up with a solution that, like a land-based hydroelectric power plant, tens of thousands of meters of water was flowing down a stream of liquid air to the ground and utilizing its location energy (fis). While it is true that this high-altitude liquid air is intermittent, it can be said to land in quantum, but the analogy is nevertheless quite obvious.

Egy további felismerés szerint, a repülő szélerőmű cseppfolyós levegő tárolóját „önjáró” egységként (továbbiakban: komp) kell kialakítani, amely a repülőgép többi részéről leválasztható és eljuttatható a földi fogadóállomásra a benne tárolt energiakvantummal együtt, anélkül, hogy ehhez az egész berendezésnek le kellene szállni. A földi fogadóállomáson a kompot kiürítik, azaz lefejtik belőle a megtermelt cseppfolyós levegőt.In a further realization, the liquid wind storage of an aeronautical wind turbine should be designed as a "self-propelled" unit (hereafter called "ferry") that can be detached from the rest of the aircraft and transported to the earth station with the energy quantum stored therein. . At the terrestrial reception station, the ferry is emptied, that is, drained of the liquid air produced.

A komp repülését biztosító részegysége lehet önálló meghajtás nélküli „passzív eszköz, pl,; ejtőernyő, siklóernyő, vitorlázó repülő, sárkányrepülő stb., vagy saját meghajtással rendelkező „aktív” eszköz, pl: motoros siklőemyö, repülőgép, motoros sárkányrepülő, autogírő, helikopter, vagy bármely más, repülésre alkalmas „aktív” eszköz.The ferry flight component may be a "passive device, eg,; parachute, paraglider, sailplane, glider, etc., or self-propelled "active" device such as a powered glider, airplane, powered paraglider, autograph, helicopter, or any other "active" airborne device.

Ha a komp egy „aktív”1 eszköz, akkor a Főidről egy üres kompot küldenek fel a repülő szélefőmühőz, úgy időzítve a dolgot, hogy az a kellő időben átvehesse az időközben megtelt, és az anyaberendezésről leválasztandó előző komp helyét. Ezzel a ciklus újra indul. Ez a felismerés lehetővé teszi, hogy a komp csak a cseppfolyós levegő tároló tartályt, és a saját repüléséhez szükséges berendezéseket tartalmazza, míg a nagy tömegű levegő cseppfolyósító berendezés a repülő szélerőmű integráns része legyen, ami «» *♦» a komp megtelte, és leválasztásé után ís a levegőben marad.If the ferry is an "active" 1 device, an empty ferry from your Master will be sent to the flying headboard, timing it so that it can take the place of the previous ferry, which is now full and disconnected from the parent device. This will restart the cycle. This recognition allows the ferry to contain only the liquid air storage tank and its own equipment for the flight, while the high-mass air liquefaction unit is an integral part of the flying wind turbine, which is filled with and disconnected from the ferry. and remains in the air after.

Ha a komp egy „passzív eszköz, pl. egy ejtőernyő vagy siklóernyő, célszerűen távvezérelhetö siklóernyő (Sőerpa Precision Aerial Delivery System [GPS-Guided Parachufe] MM1ST SlberRoad, Ottawa, Ontario K2S ÍE8. Canada), akkor a szokásos módon összehajtogatott ilyen eszközből adott esetben több tíz vagy még több darab is tárolható a repülő széleröművön, Ha magát a megtermelt cseppfolyós levegőt a találmány szerinti repülő szélerőmében műanyag fóliából készült, ugyancsak összehajtva tárolt, de felfújható, kettős- hármas- vagy többszörös falu, ezáltal hőszigetelt tartályban tároljuk átmenetileg, akkor a berendezés felszálló sólya igen kicsi lehet, minthogy az nem tartalmazza az energiatároló médiumot, mig a berendezésről kvantumonként leválasztható, és a főidre juttatható hasznos összsúly alig van korlátozva.If the ferry is a "passive device, e.g. a parachute or paraglider, preferably a remotely operated paraglider (GPS-Guided Parachufe MM1ST SlberRoad, Ottawa, Ontario K2SIE8. Canada), tens or more of these devices may be stored in a conventionally folded manner. If the liquid air produced in the wind turbine of the present invention is itself made of plastic foil, also folded but inflatable, double-triple or multiple walls, so that it is stored temporarily in a heat-insulated tank, the riser of the apparatus may be very small. it does not include the energy storage medium, while the total amount of useful weight that can be separated from the unit in a quantum manner and transmitted to your heads is hardly limited.

A találmány szerinti berendezés szerves részét képezí(k) a földi fogadőáilomás(ok) is. A fogadóállomás azon kívül, hogy egy komplett repülőtérként működve biztosítja a repülő egységek földi kiszolgálását, egy energiatároló-elosztó állomás funkcióját betöltve biztosítja a levegőben megtermelt és hozzá eljuttatott energia letöltését átmeneti tárolását, elosztását és/vagy továbbfeldolgozását.The ground receiving station (s) also form an integral part of the apparatus of the invention. In addition to serving as a complete ground handling unit for the flight units, the receiving station, acting as an energy storage distribution station, provides for the temporary storage, distribution and / or further processing of the energy produced and supplied to the air.

Mivel a találmány szerinti repülő szélerömö nincs a földhöz lehorgonyozva, vagy más módon a földhöz rögzítve, ezért bármely ismert szélerőműnél alkalmasabb a kedvező légköri jelenségek mozgásának követésére, és energiájuk kinyerésére. Mig azonban a repülő egységek akár több száz kilométerre is képesek követni a kedvező szeleket, ez nem mondható el a repülő egységek által megtermelt cseppfolyós levegőt a földre szállító un. komp okról. Ezért a földi fogadóállomásokat célszerűen azon légköri jelenségek pl. a futöáramiásök közelébe, vagy még inkább alá kell telepíteni, amelyekből az energiákinyerés történik. Ezt azonban nem is olyan egyszerű megtenni, tekintve hogy ezek folyamatosan változtatják helyüket. Felismertük, hogy ezt a problémát úgy lehet megoldani, hogy egy, de esetleg néhány központi, repülőteret is tartalmazó „bázis fogadóállomáshoz, ami a fentebb teirt összes funkciójának betöltésére alkalmas, számos, funkciójában sokkal szerényebb követelményeknek megfelelő, adott esetben csupán egyetlen funkciót betöltő, ezért lényegesen olcsóbb szolga állomás tartozik. E két véglet között a körülményeknek és az adott célnak megfelelő bármilyen kialakítása lehetséges a fogadóállomásnak.As the flying wind turbine according to the invention is not anchored to the ground or otherwise anchored to the ground, it is more suitable than any known wind power plant to track the movement of favorable atmospheric phenomena and to recover their energy. However, while flying units can track favorable winds up to hundreds of kilometers, this is not the case with the so-called liquid transporting liquid air to the ground. ferry for a reason. Therefore, the terrestrial receiving stations are preferably exposed to atmospheric phenomena, e.g. it must be installed near or even below the running currents from which the energy is extracted. However, it is not that easy to do, given that they are constantly changing their place. We have discovered that this problem can be solved by providing a central base station, possibly including some airports, capable of performing all of the functions described above, fulfilling many of the more modest requirements of the function, and possibly performing only one function, is a much cheaper slave station. Between these two extremes, it is possible to design the receiving station according to the circumstances and purpose.

* Φ Φ X Φ* Φ Φ X Φ

Legegyszerűbb esetben pl. a földi szolga állomás lehet csupán egy egyszerű cseppfolyós levegő lefejtő állomás. Ezek a telepek csak azt a célt szolgálják, és felszereltségük is ennek megfelelő, hogy a kompok, amik adott esetben cseppfolyós levegő tartállyal egybeépített slklóernyők, leszállhassanak, és le lehessen fejteni belőlük tartalmukat, a cseppfolyós levegőt. A lefejtés történhet akár közvetlenül egy ott várakozó tartálykocsiba is, anélkül, hogy bármi másra szükség volna, A komp leszállhat ad abszurdum egy sík terepre, mezőre, vagy víztükörre is is . Az Ilyen megoldás gyakorlatilag nincs helyhez kötve, szinte akárhol lehet, és rövidebb-hosszabb működés után áttelepülhet egy másik, esetleg kedvezőbb helyszínre. E funkciókat betölteni képes fogadóállomásokat továbbiakban energiafogadó egységnek nevezzük.In the simplest case, e.g. the earth slave station can only be a simple liquid air decontamination station. These colonies serve only the purpose, and are also equipped, to allow the ferries, which may be slatted tanks with liquid air tanks, to land and decontaminate their contents, the liquid air. Unloading can take place directly into a tanker truck waiting there, without the need for anything else. The ferry can land ad absurdly on a flat terrain, field, or water mirror. Such a solution is virtually stationary, can be located almost anywhere, and can be relocated to another, or better, location after shorter or longer operation. The receiving stations capable of performing these functions are hereinafter referred to as the energy receiving unit.

Opcionálisan természetesen bármilyen kiegészítés, vagy további feladatok ellátását lehetővé tevő eszköz, járulékos berendezés is része lehet ezen energiafogadó egységeknek. A minimál-verzióhoz képest a telephez tartozhat pl egy vagy több opcionális cseppfolyós levegő tároló tartály, és ezekbe történik a kompokból a cseppfolyós levegő lefejtése. A tartályokból a rendszeresen, illetve szükség szedni érkező tankautókba fejtik át a cseppfolyós levegőt, amit az egy másik, komplettebb fogadó-feldolgozó állomásra szállít. Tartozhat ezen kívül a telephez egy vagy több opcionális raktár is, pl, az oda érkezett, és kiürített kompok tárolására.Optionally, of course, any supplement or additional device or additional equipment that may be used to perform additional tasks may be included in these power receiving units. Compared to the minimum version, the battery may include, for example, one or more optional liquid air storage tanks, which are used to extract liquid air from the ferries. Liquid air is transported from the tanks to the tankers that arrive regularly or need to be transported to another, more complete receiving and processing station. In addition, the battery may include one or more optional stores, such as those for ferries that have arrived and emptied.

A felismerés lényege az, hogy egy ilyen kis költséggel létrehozható cseppfolyós levegő lefejtő rendszer, azaz a fentebb leirt energiafogadó egységek rendszere behálózhatja a fotóáramlások alatti teljes hasznos területet, figyelembe véve azt is, hogy ezek változtatják helyüket, és ezt hogyan teszik. Ha alkalmas módon állapítjuk meg az energiafogadó egységek helyét, illetve egymástól mért távolságát, akkor bárhol rs legyen éppen a futóáramlás, számunkra jó helyen van, azaz a kiépített rendszerünk hatósugarán belül. Ugyanez bármely, a találmány szempontjából kiaknázható légköri jelenségre is vonatkoztatható.The point of the discovery is that such a low-cost liquid air purge system, that is, the system of energy receiving units described above, can network the entire useful area underneath the photo streams, considering how they change their position, and how they do so. If the position and distance of the energy receiving units are correctly determined, wherever rs is exactly the running flow, we are in the right place, that is, within the range of our built-in system. The same applies to any atmospheric phenomenon that can be exploited in the present invention.

E felismerések okafogyottá teszik mind a repülő szélerőmüvet lehorgonyzó kötél, mind a kinyert energiát a földi fogadóállomásra levezető kábel alkalmazását, A találmány szerinti energiatermelő repülő egység, mint autonóm, és Földtől független repülő szerkezet, nem igényli a Földhöz történő lehorgonyzásl sem a megfelelő pozíció elérése/megtartása, sem a leszállítás, sem az energia földre juttatása céljából, A technika állásának bemutatása során tárgyait és mindeddig megoldatlan problémákra tehát e felismerések teljes körű megoldást nyújtanak, és számos ezen túlmenő további előnyt is biztosítanak.These findings render useless the use of both the rope anchoring the wind turbine and the cable leading to the ground receiving power. The power-generating flying unit of the present invention, as an autonomous and non-terrestrial flying device, does not require a proper anchorage to the Earth. Thus, in presenting the state of the art, these insights provide a complete solution to the problems and problems that have not been solved, and provide many additional benefits beyond that.

* * * φ ΦΦ* * * φ ΦΦ

A cseppfolyós levegő alakjában történő energiatárolás mint láttuk, számos előnnyel jár. Felismertük, hogy az Így megtermelt olcsó, és nagy mennyiségben „kéznél levő” cseppfolyós levegő a szupravezető technika alkalmazása révén olyan újabb lehetőségeket nyit meg a jelen találmány kiteljesítésére, amelyek egyébként a magas költségek miatt szóba sem jöhettek volna, így lehetőség nyílik kis tömegű és nagy hatásfokú szupravezetés generátor alkalmazására a repülő széterőmüvön, valamint az ezzel megtermelt villamos energia szupravezető mágneses energiatárolóban tárolható. Ezek az eszközök hasonló célra a földi fogadóállomáson Is használhatók.As we have seen, storing energy in the form of liquid air has many advantages. We have discovered that low-cost, high-volume liquid air thus produced, by the use of superconducting technology, opens up new possibilities for accomplishing the present invention that would otherwise have been out of the question due to the high cost, The use of an efficient superconductor generator can be stored on a flying aerial power station and the electricity generated with it can be stored in a superconducting magnetic energy storage. These devices can also be used for a similar purpose at a terrestrial receiving station.

A találmány legáltalánosabb megfogalmazásaThe most general formulation of the invention

A találmány földfüggetlen, autonóm repülő szélerömű, amelynek van egy vagy több föidfüggetlen autonóm energiatermelő repülő egysége (röviden: repülő egység), és azzal logisztikai kapcsolatban álló egy vagy több földi fogadóállomása (röviden: fogadóállomás), ahol a repülő egységek mindegyike tartalmaz egy vagy több szélturbinát , egy vagy több energiaátalakítót, valamint egy vagy több energiatároló egységet, a földi fogadóállomások között van olyan „bázis” állomás amely egy komplett repülőteret tartalmaz, annak összes, szakértő által Ismert szükséges és legalább elégséges tartozékával, valamint van olyan földi fogadóállomás, amelynek van egy vagy több energia-feldolgozó egysége, és legalább logisztffealiag kapcsolódik a földi energiarendszerhez „The invention relates to a land independent autonomous flying wind turbine having one or more land independent autonomous power generating flight units (briefly referred to as a flight unit) and one or more ground receiving stations (hereinafter referred to as "receiving stations") logically related to each of the flying units. a wind turbine, one or more power converters, and one or more energy storage units, there is a "base" station between the ground stations that contains a complete airport with all the necessary and at least sufficient accessories known to the expert, and there is a ground station one or more energy processing units and is at least logistically connected to the terrestrial energy system "

A találmány része egy eljárás, amelyben föidfüggetlen, autonóm energiatermelő repülő egységek földi vezérléssel, és/vagy saját számítógépes vezérlő- és navigációs rendszerük és/vagy pilóta által Irányítva egy bázis állomásról felszállva megkeresik a felszálló légáramlatokat és/vagy szélsebesség gradienseket, továbbá e légmozgások energiáját önmagában ismert módon kihasználva fedezik saját repülésük energiaigényét, a szélből kinyert energlafőiösleggel pedig energiatároló egységeket töltenek fel, majd ezt az energiát eljuttatják valamely földi energiafogadó vagy energia-feldolgozó egységre, amely a hozzá eljuttatott energiát átveszi, tárolja és/vagy átalakítja a földi energiarendszer által igényeit más energiává, és/vagy azt az igényektől függő ütemezésben továbbítja a földi energiarendszerbe és/vagy a felhasználóhoz.Part of the invention is a method in which non-autonomous, autonomous power generating aeronautical units, with ground control and / or their own computer control and navigation system and / or pilot, take off from a base station and search for takeoffs and / or wind speed gradients and the energy of these air movements. using their own known means to cover the energy requirements of their own flight, and to replenish the energy stored in the wind with energy storage units and then transfer this energy to a terrestrial energy receiving or processing unit that receives, stores and / or transforms the energy transmitted to it by the terrestrial energy system. other energy and / or it is transmitted to the terrestrial power system and / or to the user on a demand-driven schedule.

♦ *♦ *

A találmány szerinti megoldásnak mind a földfüggetlen autonóm energiatermelő repülő egység (röviden; repülő egység), mind a földi fogadó állomás (röviden; fogadó állomás) integráns része. £ két fizikailag elkülönülő, az energiatermelés során fizikai kapcsolatban nem álló részegység menetrend szerinti együttműködése biztosítja a találmányi gondolat megvalósítását.The present invention is an integral part of both the land independent autonomous power generating flying unit (in short; flying unit) and the ground receiving station (in short; receiving station). Scheduled collaboration between two physically separate components that are physically unrelated to power generation ensures the realization of the invention.

Á technika állásának ismertetése során bemutattuk, hogy vannak földhöz lehorgonyzóit repülő szélgenerátorok, ezeknek azonban nincs a megtermelt energia tárolására szolgáló egysége, mert elektromos vagy mechanikai kábelen folyamatosan továbbítják a megtermelt energiát a Főidre. Az energiatermelés, és továbbítás tehát szinkronban történik. Létezik továbbá olyan vitorlázó repülőgép (Illetve koncepció), ami a repüléséhez szükséges energiát nyer ki a környező szélből, azt raktározza a fedélzetén, de azt csak a repülésének energiaellátására használja fel, ti. nincs földi fogadóállomás, ami más, tetszőleges célú továbbfelhasználásra átvenné és átalakítaná a megtermelt energiát.In presenting the state of the art, we have demonstrated that there are flying wind generators anchored to the ground, but they do not have a unit for storing the energy they produce, because the electricity they produce is continuously transmitted to your people by electrical or mechanical cable. Energy production and transmission are therefore synchronous. In addition, there is a glider (concept), which retrieves the energy needed for its flight from the surrounding wind, stores it on board, but uses it only to power its flight, ie. there is no terrestrial reception station that would take over and convert the energy produced for further use for any purpose.

A találmány szerinti repülő egység előbb repülése közben autonóm módon, a szél által forgatott szélturbinájával (propellerével) működteti az energiaáiaiakiföt, ami a szél energiáját tárolható állapotba hozza, majd tárolja azt a repülő egység fedélzetén elhelyezett energiatároló egységben (röviden: energiatároló). Miután repülése közben megtöltötte energiatárolóját, gondoskodik a megtermelt energia eljuttatásáról a fogadóállomásra, Ehhez vagy leszáll a főidre, és közvetlenül átadja az energiát, vagy leválasztja magáról a megtelt energiatárolót, és ejtőernyővel vagy egyéb eszközzel juttatja azt el a fogadóállomásra. A fogadó állomás energia-feldolgozó egysége átveszi a megtermelt energiát, és gondoskodik annak további sorsáról. Így szükség szerint átmenetileg tárolja, majd változatlan, vagy más energiává átalakított formában továbbítja azt a felhasznáió(k)hoz.The flying unit of the present invention first operates the energy source during its flight by its wind-driven wind turbine (propeller), which brings the energy of the wind into a storable state and then stores it in an energy storage unit (short for energy storage). Once you have filled up your energy storage during your flight, you ensure that the energy you produce is delivered to your destination, either by landing on your head and transferring the energy directly to you, or using a parachute or other means to transfer it to your destination. The energy processing unit at the receiving station takes over the energy produced and ensures its further fate. Thus, it is temporarily stored as needed and then transmitted to the user (s) unchanged or converted to other forms of energy.

Ez a megoldás kifejezetten alkalmas a földi energiarendszer szabályozási problémáinak megoldására, - ellentétben az ismert széleromüvekkel, amik éppen a földi hálózat rendszerszabályozási korlátáival kerülnek összeütközésbe. A találmány szerinti rendszer a repülő egység energiatárolóinak nemétől, az energiatárolók átadásának módjától és a földi fogadóállomás részét képező energia-feldolgozó egységek kiépítettségétől függően igen szerteágazó igények kielégítésére is alkalmas lehet.This solution is specifically suited for solving terrestrial power system regulatory problems - in contrast to known wind turbines, which are confronted with system control constraints on the terrestrial network. The system of the present invention may also meet a wide variety of needs, depending on the type of energy storage units of the flight unit, the mode of transfer of energy storage units, and the size of the energy processing units that are part of the ground station.

Előnyős megoldásokBeneficial solutions

A találmány immanens, és az ismert repülő szélerőmü-verzióktól eltérő jellemzője az energia tárolás. E tekintetben komoly probléma, hogy a dolog lényegéből fakadóan ©gy repülő szélerőmű energiatárolója sosem lehet elég nagy. Ezt hidalja át szinte kompromisszum nélkül az a megoldás, hogy az energiatároló egységek között van olyan, amely a repülő egységről leválasztható, továbbá van olyan földi fogadóállomás, amelynek van a leválasztható energiatároló egységek fogadására alkalmas egy vagy több energiafogadó egysége.The invention is immanent and has the feature of storing energy other than the known versions of flying wind turbines. In this respect, the serious problem is that, by its very nature, the energy storage of a flying wind turbine can never be large enough. The solution to this is almost without compromise is that the energy storage units include one that can be detached from the flight unit, and that there is a terrestrial receiving station having one or more energy receiving units for detachable energy storage units.

Előnyösen a leválasztható energiatároló egység és a repülő egység egymással űjraépíthető-bontható kapcsolatban van.Preferably, the detachable energy storage unit and the flying unit are in a removable-disassembly relationship.

A technika állásának ismertetésénél kitértünk arra, hogy léteznek olyan repülő eszközök, pl. siklóernyök, amik képesek egy megadott célterületre automatikusan, külső beavatkozás, pl. távvezérlés nélkül, „önálló és önjáró üzemmódban eljuttatni terhüket. Célszerűen a leválasztható energiatároló egység is ilyen célbajutni képes, önálló és önjáró repülő „komp eszköznek van kialakítva.In describing the state of the art, we have discussed the existence of flying devices, e.g. Paragliders capable of a specific target area automatically, external intervention, eg. without remote control, “to carry their load in autonomous and self-propelled mode. Preferably, the detachable energy storage unit is configured as such a self-propelled and self-propelled flying ferry device.

Ha a kompnak ejtőernyője, siklóernyöje, motoros siklóernyője van, vagy vitorlázó repülőként, repülőgépként, sárkányrepülőként, motoros sárkányrepülőként, autogiróként, helikopterként van kialakítva, az lehetővé teszi az energiatároló egység cseréjét „menet közben, ami megsokszorozza a repülő egység energiatároló kapacitását. Ez esetben ugyanis ha a komp megtelt, egyszerűen le kell választani a repülő egységről, egy üresei kell a helyére állítani, és tovább folytatódhat az energiabegyűjtés.If the ferry has a parachute, paraglider, powered paraglider, or sailplane, airplane, hang glider, motor glider, autogyrer, helicopter, it allows you to replace the energy storage unit on the fly, which is many times over. In this case, once the ferry is full, you simply disconnect it from the flight unit, replace it with an empty one, and continue to collect energy.

Eközben a megtelt komp önállóan eljut a földi fogadóállomásra, ahol kiürítik. Ha a komp egy passzív, azaz saját hajtóművel nem rendelkező eszköz (pl. ejtőernyő), akkor kiöntés után előkészítik az újabb használatra, pl. összehajtogatják. Ha a komp egy aktív, saját hajtóművel rendelkező eszköz, akkor üresen vissza is repül a repülő egységhez. Ezt ügy kell ütemezni, hogy akkor érjen oda, amikor időszerű az előző komp leválasztása, és át tudja venni annak helyét.In the meantime, the full ferry goes to the land reception station, where it is emptied. If the ferry is a passive device, ie without a propulsion system (eg parachute), it is prepared for reuse after pouring, eg. folded. If the ferry is an active, self-propelled device, it will fly empty to the flying unit. This matter needs to be scheduled so that it can arrive when it is time to disconnect the previous ferry and take over.

A találmány szerinti szélerömü egyedülálló előnye az összes ismert szélerőmüvei szemben, hogy repülő egysége képes megkeresni, és követni mozgásukban a működéséhez szükséges Ségköh jelenségeket. Ennek az előnynek a teljes kihasználása azáltal válik lehetségessé, hogy valamely földi fogadóállomás energia- feldolgozó és/vagy energia-fogadó egységei között van egy vagy több , térben a bázis állomástól elkülönülő, és azzal logisztikai kapcsolatban álló „szolga állomás.The unique advantage of the wind turbine of the present invention over all known wind turbines is that its flying unit is able to locate and follow the motion cough phenomena required for its operation. To take full advantage of this advantage, there is one or more "slave stations" spatially separate from the base station and logically related to it between the energy processing and / or energy receiving units of a terrestrial receiving station.

# 9 * « 9 * ♦ * 9 Φ » Φ# 9 * «9 * ♦ * 9 Φ» Φ

Χ»Φ « Α * »♦« ♦ Φ .«·«·.♦♦. * * Φ ***♦ ♦ « < ♦♦ ΦβφΧ »Φ« Α * »♦« ♦ Φ. «·« ·. ♦♦. * * Φ *** ♦ ♦ «<♦♦ Φβφ

Ε szolga állomások kialakítása a minél kisebb költségek jegyében nagyon szerény is lehet. Az un, „minimál verzió” szerint elég annyi, hogy a szolga állomásnak a leszálló leválasztható energiatároló egységek fogadására alkalmas sík területe vagy vízfelülete van, E szolga állomások tehát a legegyszerűbb esetben egy energiafogadó egység funkcióját töltik be. Egyszerűségük és olcsóságuk miatt ilyen energiafogadó egyégekkel nagy területek behálózhatok, és mivel egymástól való távolságuk 10 - 50 km is lehet, nem is sok kell belőlükΕ Setting up slave stations can be very modest in terms of cost. The so-called "minimal version" is enough that the slave station has a flat area or water surface capable of receiving detachable energy storage units, so in the simplest case these slave stations fulfill the function of an energy receiving unit. Because of their simplicity and low cost, such energy receiving entities can cover large areas, and as they can be 10 to 50 km apart, they do not require much

A leválasztható energiatároló egység célszerűen jeladó és/vagy helymeghatározó eszközzel van ellátva. Ez teszi lehetővé a komp föllé lését és begyűjtését, illetve hogy külső irányítás nélkül, önvezérléssel elérje a komp a kijelölt célterületet.The detachable energy storage unit is preferably provided with a signaling and / or positioning device. This allows the ferry to be picked up and picked up, and to reach the designated destination without self-control and self-control.

Adott esetben a komp távvezérlő berendezéssel van ellátva, ami lehetővé teszi a komp repülésének, és/vagy a repülő egységhez való dokkolásának és/vagy leválasztásának távirányítását. Távvezérlő berendezésen minden olyan eszköz együttesét értjük, ami tehetővé teszi, vagy megkönnyíti a komp célba juttatását. Ennek érdekében pl. a komp helymeghatározó eszközzel (GP8) van ellátva, de tartalmazhat dokkolást, földközeli navigációt és leszállást elősegítő videokamerát stb. ís.Optionally, the ferry is provided with a remote control device that allows remote control of the ferry's flight and / or docking and / or detachment to the flight unit. Remote control device is a combination of all devices that make or facilitate the delivery of a ferry. To this end, e.g. the ferry is equipped with a positioning device (GP8), but may include docking, near-ground navigation and landing camcorders, etc. too.

Ugyanez érvényes magára a repülő egységre is, ami célszerűen helymeghatározó eszközzel és távvezérlő berendezéssel van ellátva, ami tehetővé teszi a repülő egység mozgásának (pl. te- és fölszállás), és adott esetben a komp dokkolását és leválasztását, illetve ezeknek a műveleteknek a távirányításátThe same applies to the flight unit itself, which is suitably equipped with a positioning device and a remote control device, which allows the flight unit to move (eg take-off and take-off) and, where appropriate, to dock and detach the ferry and to remotely control these operations.

A találmány egyik központi gondolata, hogy a megtermelt energia átmeneti tárolása cseppfolyós levegő formájában történik, Ezért a találmány egy előnyös kialakítási módját az jellemzi, hogy az energiaátalakító egység a szélturbinához közvetlenül vagy közvetve csatlakozó levegő cseppfolyósító berendezés és az energiatároló egységek között van cseppfolyós levegő tároló tartály.A central idea of the invention is that the energy produced is temporarily stored in the form of liquid air. Therefore, a preferred embodiment of the invention is characterized in that the energy conversion unit is provided between the air liquefaction unit directly or indirectly connected to the wind turbine and the energy storage units. .

Az energiatároló egységként működő cseppfolyós levegő tároló tartály anyaga célszerűen hajlékony műanyag fólia. Ez tehetővé teszi, hogy az ilyen tartályból összehajtogatott állapotában akár több tíz, vagy még több darabot is magával vigyen a repülő egység, így az egy fölszállással megtermelhető energiamennyiség sokszorosa lehet annak, ami egyébként a szokásos módon egy repülőgépen tárolható volna.The material of the liquid air storage container serving as an energy storage unit is preferably a flexible plastic film. This allows the unit to be carried by the flight unit when folded from such a container, so that the amount of energy produced in one take-off can be many times the amount that would otherwise be stored on an aircraft.

ik * · χ* « » » κ * « X»* * « * « *«« x«xx *« χ *\*χ * *ik * · χ * «» »κ *« X »* *« * «*« «x« xx * «χ * \ * χ * *

X Χχχ «* · ♦X Χχχ «* · ♦

Χ + ·χχΧ + · χχ

A cseppfolyós levegő tárolásakor nagyon fontos a jő hőszigetelés. Ennek érdekében a cseppfolyós levegő tároló műanyag fólia tartályok közt célszerűen van többszörös falú. Ennek a megoldásnak a jobb hőszigetelésen túl az az előnye is megvan hogy a műanyag fólia tartályfek) mechanikai stabilitását, alaktartásáf a tartályfalak közé fújt gáz biztosítja,Good heat insulation is very important when storing liquid air. For this purpose, the liquid air storage plastic foil containers are preferably multiple-walled. In addition to better thermal insulation, this solution also has the advantage that the mechanical stability and shape stability of the plastic foil is ensured by the gas blown between the tank walls,

A kézenfekvő legegyszerűbb esetben a cseppfolyós levegő tárolására szolgáló tartályok felfújására alkalmazott gáz levegő.In the simplest case, gas air used to inflate tanks for storing liquid air is obvious.

A tartályok hőszigetelő képességét javíthatjuk azonban, és ezzel a cseppfolyós-levegő veszteséget csökkenthetjük, ha a cseppfolyós levegő tárolására szolgáló tartályok felfújására alkalmazott gáz hővezetőképessége kisebb a levegőénél,^Számosúlyen-gáz tememf^-és~főbbeHtoz4Mük~hasorHó~oélm;HöfebrétogőTfőszi^telőév@gek-foltésé?e-ez-~ ^vegipatoan-alktomaznek;—AHowever, the thermal insulation capacity of the tanks can be improved and thereby reduce the loss of liquid-air when the gas conductivity of the gas used to inflate the liquid-air storage tanks is less than air, e.g. gek-patch? e-ez- ~ ^ vegipatoan-alkyltomoz; —A

A megtermelt cseppfolyós levegőt a leírásban is említett számos célra föl lehet használni, Jelen találmány azonban az energetikai alkalmazásokra épül, ezért a repülő egységekhez tartozó földi fogadóállomások között előnyösen van olyan, amely egy cseppfolyós levegő és/vagy cseppfolyós nitrogén és/vagy cseppfolyós oxigén üzemanyaggal működő hőerőművet tartalmaz.The liquefied air produced can be used for many purposes mentioned herein, however, but the present invention is based on energy applications, and therefore, there is a preference among the aerodrome receiving stations that operate on liquid air and / or liquid nitrogen and / or liquid oxygen fuel. contains a thermal power plant.

A találmány egyik alap felismerése, hogy a repülő egység és a földi fogadóállomás közötti energiaátvitel energiatárolók leválasztásával és továbbításával szakaszosan, diszkét egységekben; un. kvantumokban történik, Ezzel megszűnik az a kényszer, hogy a megtermelt energiát azonnal továbbítani keli a földi fogadóállomásra, ugyanakkor felmerül a megtermelt energia átmeneti tárolásának igénye.One of the basic realizations of the present invention is that the transmission of energy between a flight unit and a ground receiving station by disconnecting and transmitting energy storage units in discrete units; un. This eliminates the need to immediately transmit the generated energy to the terrestrial receiving station, while at the same time raising the need for temporary storage of the produced energy.

Mivel a szélturbina forgómozgást állít elő, kézenfekvő, hogy a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát mechanikai energia formájában tárolják, A forgómozgás közvetlen átvételére képes pl. lendkerekes energiatárolók speciális célokra már ma is előnyösen alkalmazhatók, a kompozit anyagok kémiája és a nanotechnolőgía fejlődésével azonban tárolókapacitásuk növelése, és alkalmazásuk további elterjedése várható.Since the wind turbine generates rotary motion, it is obvious that the energy storage units located on the flying units store the energy extracted from the wind in the form of mechanical energy. Flywheel energy storage systems are already advantageous for special applications, but with the advancement of composite materials chemistry and nanotechnology, they are expected to increase their storage capacity and to further expand their use.

A cseppfolyós levegő energiatároló médiumként való alkalmazása mint láttuk, számos előnnyel jár. Nem célszerű azonban lemondani egy olyan előnyről, amit a találmány * >>As we have seen, the use of liquid air as an energy storage medium has many advantages. However, it is not advisable to forego an advantage that the invention * >>

alkalmazásával keletkező nagy mennyiségű és olcsó cseppfolyós levegő jelent. A szupravezető technika alkalmazásáról van sző, ami ma már a cseppfolyós nitrogén hőmérsékletén is ipari megoldásokat nyújt. Ez azonban a dolog lényegéből adódóan villamos energiához kapcsolható, ezért a találmány egy előnyős verzióját az jellemzi, hogy a szélturbinához közvetlenül vagy közvetve villamos forgógép csatlakozik, illetve célszerűen szupravezetős villamos forgógép. Ezzel az energiaátalakltás veszteségei, valamint a berendezések mérete és súlya is lényegesen csökkennek.The use of large amounts of inexpensive liquid air is a result of the application. It is based on the application of superconducting technology, which now provides industrial solutions even at liquid nitrogen temperatures. However, this object is inherently electrical in nature and therefore a preferred embodiment of the invention is characterized in that the wind turbine is connected directly or indirectly to an electric rotary machine and preferably to a superconducting electric rotary machine. This also significantly reduces energy conversion losses and equipment size and weight.

Az igy megtermelt villamos energiát tároló energiatároló egységek közt van szupravezető mágneses energiatároló és/vagy szuperkondenzátor. Ezzel olyan energiatárolók alkalmazására nyílik tehetőség, amik még vélhetően fejlesztésük felszálló ágában vannak, de már most sok tekintetben felülmúlják az egyéb energiatároló eszközöket.The electrical energy storage units thus produced include a superconducting magnetic energy storage device and / or a supercapacitor. This opens up the potential for using energy storage devices that are likely to be on the rise, but already outperform other energy storage devices in many ways.

E megoldás alkalmazása főként akkor előnyös, ha a fogadóállomáson kifejezetten egyenáramra (ís) szükség ven, mert ezt ezek az eszközök jó hatásfokkal és gyorsan hozzáférhető formában tárolják.The use of this solution is particularly advantageous when a direct current (i) is required at the receiving station, since these devices store it in a highly efficient and readily accessible form.

Az egyenáram tárolásának az előzőeknél lassúbb, de manapság látványosan fejlődő, egyre nagyobb kapacitású és egyre kisebb súlyú eszközei az új típusú (pl: lítium-) akkumulátorok és az átfolyás elemek. Ezek alkalmazásával a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát kémiai energia formájábanSlower than ever, but now spectacularly developing, new types of batteries (such as lithium batteries) and flow cells have been developing spectacularly and with increasing capacity and weight. Using these, the energy storage units placed on the flight units are the energy extracted from the wind in the form of chemical energy

Az előzőekben tárgyait speciális energíafárolási megoldások jellemzik a találmány alkalmazási tehetőségeinek sokrétűségét Vélhetően azonban a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát legnagyobb részt cseppfolyós levegő formájában tárolják, Ennek előnyeit a leírás részletesen tárgyalja.However, it is believed that the energy storage units on the flight units will store most of the energy recovered from the wind in the form of liquid air. The advantages of this will be described in detail herein.

PéldákExamples

Egy m ~ 300 kg önsúlyú távvezérelt, légturbinás motorral hajtott, légcsavaros (propelteres) vitorlázó repülőgép energiaátaiakitóként levegő cseppfolyósiíő berendezéssel van felszerelve, üzemanyag fartálya(i) pedig cseppfolyós levegő tárolására alkalmasak, A gép a magával vitt cseppfolyós levegővel, mint üzemanyaggal hajtja meg légturbinás motorját, A 10,000 m magasságban lévő futóáramláshoz (Jet stream”) való felemelkedéshez E=m*g*H ~ 350*0,81*10000 ~ 34,3 * 103 kJ energia szükséges, ami mintegy 100 kg cseppfolyós levegőnek felel meg, A fuföáramiásban dinamikus vitorlázással („dynamic soaring) mozogva, propellerét a menetszéilei meghajtva energiát termel. A szélből kinyert energiával a levegő cseppfolyósító berendezését működtetve cseppfolyós levegőt állít elő, és azt a felszállás után gyakorlatilag üres üzemanyag-tartályaiban raktározza el, Mintegy 300 kg cseppfolyós levegő megtermelésévei a gép eléri tervezett súlyát, és süllyedni kezd, majd vitorlázva leszáll a földi fogadóállomásra. Süllyedés közben a 300 kilogramm megtermelt cseppfolyós levegővel együtt 600 kg összsúlyának megfelelő mintegyA m ~ 300 kg, self-propelled, air-powered, propeller-driven, sailplane is powered by an air-to-air propulsion system and has a fuel tank (s) capable of storing liquid air. , To ascend to a running stream (Jet stream) at 10,000 m, E = m * g * H ~ 350 * 0.81 * 10,000 ~ 34.3 * 10 3 kJ energy equivalent to approximately 100 kg of liquid air, A moving in the flow of wood with dynamic soaring, propelling its propeller with its leading edges produces power. Using the power from the wind, it operates the air liquefaction unit to produce liquid air and stores it in its virtually empty fuel tanks after takeoff, producing approximately 300 kg of liquid air, and then descends to land on a sailboat. During descent, the combined weight of the 300 kg of liquid air produced is approximately 600 kg

S8,9 * 103 kd~nyi helyzeti energiája felhasználásával további mintegy 170 kg cseppfolyós levegőt termei. A földi fogadóállomáson a megtermelt összesen 470 kg cseppfolyós levegőből 370 kg~ot lefejtenek, és a gép ezzel kész is az üjább felszállásra.Using S8.9 * 10 3 kd of local energy, it produces an additional 170 kg of liquid air. At the ground reception station, 370 kg of the total 470 kg of liquid air produced are decapitated and the machine is ready for takeoff.

Az 1. példa szerinti motoros vitorlázó repülőgép teste hengeres raktárnak van kiképezve, hátsó végén nyitható ajtóval. A raktér alja a későbbi műveletek megkönnyítésére görgősorral van ellátva. A rakférben összehajtogatott állapotban több, műanyag fóliából készült, dupla falú, a tartályfalak közé fújt gázzal felfújható, ejtőernyővel ellátott cseppfolyós levegő tároló tartály van elhelyezve, sorban egymás után. Amikor a gép eléri a célmagasságot, megkezdődik a levegő cseppfolyósítás. Ekkor az automatika sűrített levegővel felfújja az első, a raktér ajtajához legközelebbi műanyag tartályt, ami felfújt állapotban hengeres alakot vesz fel, és lazán kitölti a raktér ajtaja és a többi összehajtogatott tartály közötti szabad teret. A gép a megtermelt cseppfolyós levegőt ebbe a tartályba gyűjti. Amikor e tartály megtelt cseppfolyós levegővel, az automatika felfújja a második tartályt, ami miközben felveszi hengeres alakját, fokozatosan a raktér hátsó ajtaja felé tolja a megtelt első tartályt, ami eközben kinyitja a raktér ajtaját. Mire a második tartály felveszi végleges alakját, az első tartályt kitolja a gépből, amit a menetszéf is elősegít. Először a tartály hátsó végén lévő ejtőernyő hagyja el a gépet, amibe belekap a menetszél, és kinyitja azt. A nyitott ejtőernyő kihúzza a tartályt a gépből, és terhével leszáll a földre. Ezzel a ciklus újra kezdődik, és mindaddig ismétlődik, míg az utolsó cseppfolyós levegővel telt tartály is lejut a földre. Ekkor a gép még feltölti üzemanyagtartályként működő fix cseppfolyós levegő tartályát, és tele tankkal leszáll a földi fogadóállomásra. Itt a rakterét feltöltik ejtőernyővel ellátott cseppfolyós levegő tároló fólia-tartályokkal, és ezzel a gép készen áll az űjabb küldetésre.The body of the power sailplane of Example 1 is constructed as a cylindrical warehouse with a hinged rear door. The bottom of the load compartment is equipped with a roll bar for easy operation. In the rack, in a folded state, a plurality of double-walled liquid air storage tanks made of plastic foil, blown in between the walls of the tank and fitted with a parachute, are arranged in series. When the machine reaches the target height, air liquefaction begins. The automation then inflates the first plastic container closest to the load compartment with compressed air, which, when inflated, takes the form of a cylinder and loosely fills the space between the load door and the other folded containers. The machine collects the liquid air produced in this tank. When this tank is filled with liquid air, the automation will inflate the second tank, which, while adopting its cylindrical shape, gradually pushes the full first tank toward the rear door of the load compartment, thereby opening the load door. By the time the second container takes its final shape, the first container will be pushed out of the machine, which will be facilitated by the safety box. First, the parachute on the back of the tank leaves the machine, which gets caught in the wind and opens it. An open parachute pulls the tank out of the machine and lands on the ground with its load. This will start the cycle again and repeat until the last tank filled with liquid air comes down to the ground. At this point, the machine still fills the fixed liquid air tank, which acts as a fuel tank, and lands in a full tank at the land receiving station. Here, your cargo is filled with liquid air storage foil tanks with a parachute, ready for your new mission.

3. példaExample 3

Azonos a 2. példával azzal az eltéréssel, hogy a cseppfolyó levegő tárolására szolgáló fólia tartályokat távvezérelhetö siklöernyővel és GFS berendezéssel szereljük fel. így a repülőgépből távozó ejtőernyős tartály távvezérléssel pontosan a földi fogadóállomásra juttatható, ahol Így azt haladéktalanul munkába vehetik: lefejthetik belőle a cseppfolyós levegőt, a tartályt és az ejtőernyőt újra összehajtogathatják, és előkészíthetik a földi fogadóállomáson várakozó egy üres repülőgépbe való berakodásra.Same as Example 2 with the exception that the foil tanks for storing liquid air are equipped with a remotely operated paraglider and GFS equipment. Thus, the parachute tank leaving the airplane can be remotely controlled to accurately land the landing station, whereby it can be immediately employed: it can extract the liquid air, refold the tank and the parachute, and prepare it for landing at an aircraft landing station.

4. példaExample 4

Azonos a 3, példával, azzal az eltéréssel, hogy a repülő egységekből egy 4 db vitorlázó repülőgépből álló flottát alakítunk ki, és ezek egy földi fogadóállomás kvázi- folyamatos energiaellátását biztosítják. így minden egyes gép leszállására 24 óránként kerül sor, míg a földi fogadóállomás 6 óránként fogad egy-egy újabb gépet, ami 2 órát tölt a földön. Ez alatt az idő alatt előkészítik a gépet az újabb felszállásra: elvégzik a szükséges műszaki ellenőrzéseket és kisebb javításokat, valamint feltöltik a gépet üres, és összehajtogatott cseppfolyós levegő-tároló, ejtőernyős fóliatartályokkal. Ha a felszállással és célmagasságba jutással 1órát tölt a gép, és ugyancsak tórát a leviíorlázássai, akkor 20 órája marad az energiatermelésre. Ezalatt óránként megtölt egy-egy 200 literes fóliataríályí mintegy 170 kg cseppfolyós levegővel, Egy-egy felszállással tehát mindegyik gép mintegy 3400 kg cseppfolyós levegőt termei, a 4 gép naponta összesen 13.600 kg-ot, ami hozzávetőlegesen 1560 kWb-nak felél meg.The same as in Example 3, except that the fleet units are made up of a fleet of 4 glider aircraft which provide quasi-continuous power supply to a terrestrial receiving station. Thus, each machine lands every 24 hours, while the ground receiving station receives one additional machine every 6 hours, spending 2 hours on the ground. During this time, the machine is being prepared for another take-off: performing the necessary technical inspections and minor repairs, and filling the machine with empty, folded liquid air storage, parachute foil tanks. If you take 1 hour to take off and get to the target altitude, and also 1 hour to fly off, you will have 20 hours to generate energy. During this time, each 200 liter foil container is filled with about 170 kg of liquid air, so each machine produces about 3400 kg of liquid air, with 4 machines totaling 13,600 kg / day, which equals approximately 1560 kWb.

Egy m ~ 306 kg önsúlyú távvezérelt vitorlázó repülőgép motorja egy motor- és generátorüzemben is működőképes villamos forgógép. Az energiaellátást egy 300 kg súlyú akkumulátor biztosítja. Az akkumulátor egy nagy tárolókapacitású típus, célszerűen pl.: iltium-polimer-elektrolitos akkumulátor, ami az adott súly mellett mintegy 80 kWh villamos energia tárolására képes. A 10,000 m magasságban lévő fuíóáramláshoz yet stream) való felemelkedéshez E~m*g*H ~ 860*9,81*10000 ~ 59 * 103 kJ - 16,4 kWh energia szükséges, ami a fedélzeti akkumulátor kapacitásának 27 %-ának felel meg. A mintegy 70 %-nyi szabad akkumulátor kapacitást a vitorlázógép a szélenergia kiaknázásával tölti fel. Ehhez a futóáramlásban dinamikus vitorlázással („dynamic soanng'h mozogva, propellerét a menetszéllel meghajtva a generátor üzemben működtetett villamos forgógépével energiát termet Az akkumulátor teljes feltöltését követően a gép ievitorlázik a földi · * X *fogadóállomásra, ahol részlegesen kisütik akkumulátorát, azaz letöltik belőle a megtermelt energiát, vagy egyszerűen kicserélik az akkumulátorát, és ezzel a ciklus újra indulhat.The power of a m ~ 306 kg remote controlled sailplane is an electric rotor that can operate in both engine and generator operations. Power is provided by a 300 kg battery. The battery is a high storage capacity type, preferably, for example, an iltium polymer electrolyte battery capable of storing about 80 kWh of electricity at a given weight. To climb up to a flow of 10,000m (yet stream), E ~ m * g * H ~ 860 * 9.81 * 10000 ~ 59 * 10 3 kJ - 16.4 kWh of power, equivalent to 27% of the on-board battery capacity a. About 70% of the available battery capacity is charged by the glider by exploiting wind power. To do this, it generates power in the running stream by dynamic sailing ("dynamic soanng'h moving, propeller driven by the wind blade, and powered by a generator-driven electric rotor). When the battery is fully charged, or simply replace the battery to start the cycle again.

Azonos az 5, példával, azzal az eltéréssel, hogy a fedélzeti energiatárolás szupravezetos mágneses energiatárolóval történik.Identical to Example 5, except that the onboard energy storage is performed by a superconducting magnetic energy storage.

Az előző példákban a földi fogadóállomásnak a szélből kinyert energia fogadásában betöltött szerepének néhány aspektusát világítottuk meg. Az energia tehát megérkezett a földre, többnyire cseppfolyós levegőként, ami egyúttal az energia átmeneti tárolását is megoldja. (Az egyéb energiaformákra vonatkozó példák azt mutatják be, hogy a találmány speciális energetikai igények kielégítésére is alkalmas.) A tárolt cseppfolyós levegőt a földi fogadóállomás az igényektől függően vagy ebben a formában továbbítja a végső felhasználás helyére, vagy még helyben továbbfeldolgozza. Ennek egyik kézenfekvő módja, hogy a cseppfolyós gáz elpárologtatásával nagy nyomású sűrített levegőt állít elő, amivel egy gázmotor közvetítésével egy villamos generátort hajt meg. Az igy kapott villamos energiát igény szerinti ütemezésben betáplálja a földi villamos energia hálózatba. A földi fogadóállomás ezzel egy csúcserőmű funkcióját képes betölteni.In the examples above, some aspects of the role of the terrestrial receiving station in receiving wind energy have been illustrated. So energy has arrived on the earth, mostly in the form of liquid air, which also solves the temporary storage of energy. (The examples of other forms of energy show that the invention is also capable of meeting specific energy needs.) Depending on the needs, the stored liquid air is either transferred to the end-use site or further processed locally, depending on the needs. One obvious way of doing this is by evaporating the liquid gas to produce high pressure compressed air, which drives a gas generator through a gas engine. The electricity thus received is fed into the terrestrial electricity grid according to demand. The terrestrial receiving station is thus able to fulfill the function of a peak power plant.

A bázis fogadöállomás(ok) mellett fontos szerep jut a szolga állomásoknak, amik legegyszerűbb esetben a cseppfolyós levegőt földre juttató kompokat fogadják, és letöltik belőlük tartalmukat. Ezeknek az energiafogogadó egységeknek az egymástól való maximális illetve célszerű távolságát a komp síklószáma, a futóáramlás földfelszíntől mért magassága, valamint az uralkodó széljárás és szélsebesség határozza meg. Ha pl, a futóáramlás H ~ 10 000 m magasságban van, a komp síklószáma pedig S 10, akkor a komp H * S ~ t ~ 100 km távolságra tud eljutni rakományával az energia-kitermelés helyétől. Ez azt jelenti, hogy ettől a helytől a földi fogadóállomás, vagy lefejtő állomás egy L ~ 100 km sugarú körön belül kell hogy elhelyezkedjen. A kör középpontjának helyét a helyi széiadatokkal korrigálni kell, mert az csak szélmentes körülmények között esik egybe az energia-kitermelés helyével, igazság szerint nem is kör alakú a hatásterület, de ha kellő biztonsági ráhagyással számolunk, és az energiafogogadó egységek helyének megölIn addition to the base receiving station (s), the slave stations play an important role, which in the simplest case receives and downloads the contents of the liquid air ferries to the ground. The maximum and expedient distance between these energy receiving units is determined by the number of skis on the ferry, the height of the running stream from the ground, and the prevailing winds and wind speeds. For example, if the running flow is at an altitude of H ~ 10,000 m and the skis number of the ferry is S 10, the ferry can reach H * S ~ t ~ 100 km with its cargo from the place of energy extraction. This means that from this location, the terrestrial receiving or unloading station must be within a radius of L ~ 100 km. The location of the center of the circle must be corrected for local seismic data because it only coincides with the location of energy extraction in windy conditions, in truth, the area of influence is not circular, but assuming sufficient safety margins and killing the location of

♦ » , és az sgy nyerhetünk belőle.♦ », and that is what sgy wins.

el, akkor nem lesz holttér a hálózatban bárhol legyenek is kedvező széh illeg szóba jöhető területet anélkül ezzel a földön első ránézésre Is feltűnő nyomokat hagynánk. Egymástól 20-100 kilométerre telepített, fentebb leírtak szerinti kisméretű energiafogadó egységek jelentik az összes látható nyomot, - és egy-egy zéró károsanyag kibocsátású, cseppfolyós levegő üzemanyaggal (vagy származékaival, pl, cseppfolyós nitrogénnel, oxigénnel stb.) működő hőerőmű, ami a vonzáskörzetében lévő lefejtő telepek cseppfolyós levegő „termését” dolgozza fel, hasznosítja, ilyen erőmű 50-1,000 kilométerenként, célszerűen 50-200-300 kilométerenként épülhetne, a szél-adottságoktól függően. Ez alatt azt értjük, hogy az erőmüvek helyének kiválasztásakor figyelembe kell venni az energiatermelésre használt szezonális változásait, valamint annak energiatartalmát.then there will be no dead space in the network, wherever there is a favorable chilly weather area without leaving any obvious marks on the ground at first glance. 20-100 kilometers apart, each of the small energy receiving units described above represents all visible traces, and one zero-emission liquid air fuel (or its derivatives, such as liquid nitrogen, oxygen, etc.), which is in its catchment area. The processing plant utilizes and exploits the liquid air "yield" of the decommissioning plants, which could be built every 50-1,000 kilometers, preferably 50-200-300 kilometers, depending on wind conditions. By this we mean that the choice of site for the power plant must take into account the seasonal variations in energy production and its energy content.

Ez a rendszer jól Illeszkedik a tö/yékorty nitrogén gazdaság {„/tgofd nitrogén econorny! koncepciójába, ami egy jelenleg még csak elképzelt jövőbeni gazdaság, ahol az energia tárolás és szállítás cseppfolyós nitrogén formájában történik. (Kleppe J.A.. Schneider R.N., “A Nitrogén Economy”, Winter Meetíng ASEE, Honolulu, Hl, December, 1974,}This system is well suited for the soggy nitrogen economy {"/ tgofd nitrogen econorny! the concept of a future economy where energy is stored and transported in the form of liquid nitrogen. (Kleppe J.A .. Schneider R.N., "The Nitrogen Economy", Winter Meetin ASEE, Honolulu, Hl, December 1974}

E példa a találmány szerinti szélerőmű működtetését, illetve annak néhány lehetséges módját mutatja be. A találmány szerinti szélerőmű működtetése összetettebb feladat, mint helyhez kötött földi, vagy földhöz lehorgonyzóit elődeié, mert autonóm repülő egységeinek meg kell találniuk a működésükhöz szükséges dinamikus szélviszonyokat; felszálló légáramlatokat, szélsebesség gradienseket, és ezeket ismétlődően, „dinamikus módon ki kell használniuk. A repülésben jártas szakembereknek ez köteles tudásához tartozik, A legegyszerűbb esetben ezért a repülő egységeket közvetlenül a pilóták irányítják. Munkájukat meteorológiai adatok is segítik, amik telekommunikációs csatornákon jutnak el hozzájuk. Ezen adatok egy része ma már publikus, és például interneten is hozzáférhető. A technika mai állása lehetővé teszi, hogy a pilóta a maga fizikai valóságában ne a szélerőmü repülő egységében üljön, hanem egy földi irodában, és a repülés, valamint a repülő szélerőmü működésének adatai megjelenjenek előtte egy képernyőn. így egy pilótaThis example illustrates the operation of a wind turbine according to the invention or some possible ways of operating it. Operating a wind turbine according to the invention is a more complex task than its predecessors, whether land-based or anchored to the ground, because autonomous flying units must find the dynamic wind conditions required for their operation; take-off air currents, wind speed gradients, and they have to be exploited repeatedly in a “dynamic way. It is the responsibility of the aviation professionals to know this. In the simplest case, therefore, the flying units are directly controlled by the pilots. They are also assisted by meteorological data, which are accessed via telecommunication channels. Some of this data is now public and can be accessed via the Internet, for example. The state-of-the-art technology allows the pilot not to sit in the physical unit of the wind turbine in his physical reality, but in a ground office, with flight and operating wind turbine operating data displayed in front of him on a screen. so a pilot

adott esetben több repülő egységet Is vezethet távvezérléssel miközben saját súlya nem terheli a repülő egységet, így helyette lehetőség van azon műszaki berendezések, vagy több energiatároló egység elhelyezésére. Az egész rendszer egy alkalmas szoftver felhasználásával számítógéppel is vezérelhető (amint azt a technika állásának elemzése során bemutattuk), Így a „pilóta” lényegében egy repülőtér földi repülésirányítójához hasonló feladatokat lát el. így végeredményben ö koordinálja az egész rendszer működését.it can also control multiple flight units remotely, while not weighing the flight unit itself, so it is possible to place technical equipment or multiple energy storage units instead. The entire system can also be controlled by a computer using suitable software (as demonstrated in the prior art analysis), so that the "pilot" performs tasks similar to those of an airport ground controller. so ultimately he coordinates the whole system.

Az előnyös hatások bemutatása összegezve elmondható tehát, hogy bármely olyan légmozgás energiája kihasználható a jelen találmány szerinti energiatermelésre, és a repülő szélerőmü levegőben tartására., aminek sebessége eltér a környező légtömeg sebességétől. A találmány szerinti megoldás tehát nem magát a szélsebességet, hanem a szélsebesség-gradienst illetve a fel- vagy leszálló légáramlásokat használja energiatermelésre, és ezzel alapvetően különbözik bármely eddigi szélerőmötől.Summarizing the beneficial effects, it can thus be said that the energy of any air movement that can be utilized to produce the energy of the present invention and to keep the flying wind turbine in the air at a rate different from that of the surrounding air mass. Thus, the present invention uses wind speed gradient as well as rising or falling air currents to generate energy, rather than the wind speed itself, and is thus fundamentally different from any previous wind power.

A találmányi gondolat újdonságát jól megvilágítja, hogy az Ismert korábbi szélerőművek, és a jelen találmány szerinti új szélérőmü-verzió kölcsönösen alkalmatlanok egymás alkalmazási területén való működésre. Ez a tény élesen és egyértelműen megkülönbözteti egymástól a két szélerőmü típust. Egy hagyományos földi széltoronyra telepített szélkerék például nem tud mit kezdeni a környezetében lévő felszálló légáramlatokkal sem, nemhogy meg tudná keresni azokat. Egy földhöz lehorgonyzóit repülő szélerőmü számára kifejezetten veszélyes lehet, ha két, nagy intenzitású, jelentősen eltérő sebességű légáramlat „nyírási” zónájába kerül. Jelen találmány szerinti szélerőmü működéséhez viszont éppen ilyen szélviszonyok a legelőnyösebbek.The novelty of the inventive concept is well illustrated by the fact that the prior art wind turbines and the new wind turbine version of the present invention are mutually unsuitable for operation in each other's field of application. This fact clearly and clearly distinguishes between the two types of wind turbines. For example, a wind wheel mounted on a traditional ground wind tower cannot do anything about rising air currents in its vicinity, let alone locate them. Wind turbines anchored to the ground can be extremely dangerous if they are caught in the "shear" zone of two high-intensity air currents at significantly different speeds. However, it is precisely such wind conditions that are most advantageous for the operation of the wind turbine of the present invention.

A jelen találmány szerinti megoldás tehát mindeddig kihasználatlan lehetőségekre épít, és ezeket kiaknázva mintegy megkerüli mind a földfelszín-közeli, mind a magaslégköri szelek hasznosításában mutatkozó eddigi problémákat, és egy teljesen új üt fölfedezésévei szinte korlátlan lehetőségeket nyit meg a szélenergia-termelésre.Thus, the present invention builds on hitherto untapped potentials and, by exploiting them, bypasses the problems of both near-surface and high-atmospheric winds, and opens up almost unlimited possibilities for wind power by discovering a whole new beat.

A technika állásának tárgyalásánál sző volt az un. futőáramlásokról Ezekben a „szélfolyókban”' állandóan fúj a szél Bennük a szélsebesség eléri az 5Ö-8Ö m/s-ot, az energiasöröség pedig a 20 - 100 kW/m2 -t, míg közvetlen környezetükben lényegesen kisebb a szélsebesség. Ez a tény a futóáramiásokat kifejezetten alkalmassá teszi a jelen találmány szerinti energetikai alkalmazásra, mível a nagy energiasűrűség miatt kis berendezésméretek adódnak. Egy 5 m/s átlagos szélsebesség mellett működő 48 m rotorátmérőjű „földi” szélerőm övei (pl.: Mécsér, Magyarország) egyenértékű, a futóáramlást kihasználó repülő szélerőmű rotorátméroje mindössze 1,5 m-nek adódikUSÖManapság egyre több gondot okoz az emberi beavatkozás a természet folyamataiba. Ma már vitathatatlan a globális felmelegedés ténye. Ezt a szakértők az un. üvegházhatású gázok kibocsátásának számlájára írják, ami egyértelműen az emberi tevékenység következménye. Nemigen esik szó azonban arról, hogy az emberiség energiafelhasználása mostanság kezd nem elhanyagolható tétellé válni a Föld energiamérlegében, különösen ha figyelembe vesszük az energiafelhasználás exponenciálisan növekvő tendenciáját. 2005-ben a Föld által elnyelt teljes napenergia mennyiség aránya az emberiség teljes energifeihasznáiásához 11.290 : 1 volt, míg a földön fújó szelek teljes energiatartalmára vonatkozóan ez az arány 228 : 1, a teljes éves biomasszára számítva viszont csak 11 : 1. (Forrás: Eurec, Agency/Eurosoiar, WIP: Power fór the World ~ A Common Concept) Ezen arányok láttán perspektivikusan bizonyosan, de talán már ma sem mindegy, hogy a fosszilis tüzelőanyag készletek elégetésével a Fold által réges-rég megkötött, mondhatni „forgalomból kivont” energiamennyiséget felszabadítva, több miillő év késleltetéssel bevisszük azt a Föld mai energiamérlegébe. De nem jobb a helyzet az atomenergia, vagy mindnyájunk reménye, a majdani fúziós energia esetében sem, amivel úgymond szinte a semmiből, korlátlan, és tiszta energiaforráshoz jutunk. Nos, éppen az ezzel a baj, hogy a „semmiből” és „koriátlanuF. Ha nem vigyázunk, a trendet látva ezzel hamarosan szinte „megsüthetjük” a Főidet, üvegházhatású gázok nélkül isi Az igények exponenciális növekedését látva talán ez az a pillanat, amikor már kell, és még lehet Is észnél lenni. Ha melegünk van (és egyre Inkább van), nos, akkor ne újabb kályha beszerzésén (pl,: fúziós erőmű) törjük a fejünket, hanem kapcsoljuk ki a fütéstlIn the discussion of the state of the art, the so-called. Running Flows In these "rivers", the wind is constantly blowing. They have wind speeds of between 5 and 8,000 m / s and energy redness of between 20 and 100 kW / m 2 , while wind speeds are significantly lower in their immediate environment. This fact makes running currents particularly suitable for the energetic application of the present invention, due to the high power density resulting in small plant sizes. The equivalent of a 48m rotor wind turbine with 48 m rotor diameter (eg Mécsér, Hungary), equivalent to a running wind turbine using a running current, is only 1.5 mUSTERNowadays human intervention in nature processes. Global warming is now undisputed. This is what experts call the so-called. greenhouse gas emissions, which are clearly the result of human activity. However, it is hardly said that humanity's energy use is now beginning to become a negligible item in the Earth's energy balance, especially given the exponentially increasing trend in energy use. In 2005, the ratio of total solar energy absorbed by the earth to total human energy use was 11.290: 1, compared to 228: 1 for the total energy content of wind blowing on the earth, but only 11: 1 for total annual biomass (Source: Eurec In view of these proportions, it is certainly true, but perhaps no longer today, that the burning of fossil fuel supplies has long since led to the release of "off-market" energy by Fold. , we will bring it into the Earth's energy balance with a delay of several millions of years. But the situation is no better with nuclear energy, or with the hope of all of us, with future fusion energy, which, so to speak, gives us an unlimited and clean source of energy. Well, the problem with this is that "out of nowhere" and "out of control. If we are not careful, seeing the trend, we will soon be able to "bake" your main without greenhouse gases Seeing the exponential increase in demand, this is probably the moment when you need to be and still can be. If we have hot (and are getting better), well, we should not break our heads when purchasing another stove (eg: fusion power plant), but turn off the heating

Erre egyik potenciális lehetőség a szélenergia felhasználása, A mai műszaki megoldások alkalmazásával azonban ez teljességgel irreális célkitűzés, (lásd: KM Müller / J, Giber: Erneubare (Alternatíva} Energien, Theoretische PotentlaSe, reale Zukunfl dér Energieversorgung. Shaker Media Aachen, 2007., 39. oldal.} Új utakat kell tehát keresni.One of the potential options for this is the use of wind energy. However, using today's technical solutions, this is a completely unrealistic goal, see: KM Müller / J, Giber: Erneubare (Alternative} Energien, Theoretische PotentlaSe, reale Zukunfl dér Energieversorgung. Shaker Media Aachen, 2007, Page 39} So we have to look for new ways.

φ « .* ♦ * * *φ «. * ♦ * * *

φ. φ φ * φφφφ. φ φ * φφφ

Μ φ Φ Φ * «»'»« .♦.* » ** ***Μ φ Φ Φ * «» '»«. ♦. * »** ***

Mindezt előrebocsátva szeretnék rámutatni, hogy a találmány szerinti megoldás energiamérlege zéró. A cseppfolyós levegő alkalmazásával nem csak az energiatároló médiumot, azaz a levegőt juttatjuk vissza oda, ahonnan vettük, a környezetbe, hanem magával a kinyert energiával is ugyanez a helyzet. A levegő cseppfolyósltásához a környezetből (szélből) származó mechanikai energia felhasználásával csökkentjük a levegő belső energiáját és látens hőt vonunk ki belőle. Ezt a hőenergiát azonban egyidejűleg vissza is juttatjuk a környezetbe egy hőcserélőn át. Pontosan ennek fordítottja történik, amikor a cseppfolyós levegőt elpárologtatjuk, és egy gázmotor útján mechanikai energiát kapunk. Áz így megtermelt mechanikai energia eredetileg ugyancsak mechanikai energia: szé/energfa volt, csak ezzel olyan formára hoztuk, amit közvetlenül felhasználhatunk, (Forgómozgás, a szél transzlációs mozgásával szemben.) A körfolyamat zárt, az energiamérleg zéró. (Cesare Marchefíi: Transport and Storage of Energy . Presented at the Third Conferenoe of the European Physical Socléty, Sucharest, September 9-12, 1975.) Nem fütjük tehát a Földet, Ez a megoldás a legszigorúbb környezetbarát igényeknek is megfelel, mivel az energiát, beleértve a saját működtetéséhez szükségeset is, szélből nyeri, és az energiatárolás is minden egyéb vegyi anyag, akkumulátor stb. nélkül, cseppfolyós levegő formájában történhet, amit felhasználás után vissza is juttatunk oda, ahonnan vettük; a környezetbe. Ezzel minden szempontból maximálisan kielégítjük a fenntartható fejlődés követelményeit.All in all, I would like to point out that the energy balance of the present invention is zero. By using liquid air, not only the energy storage medium, that is, the air from where it was taken, is returned to the environment, but the energy itself is the same. To condense air, we use mechanical energy from the environment (wind) to reduce the internal energy of the air and to extract latent heat from it. However, this heat energy is simultaneously returned to the environment via a heat exchanger. The exact opposite is true when the liquid air is evaporated and mechanical energy is generated by a gas engine. The mechanical energy produced in this way was originally also mechanical energy: it was just a form of energy that we could use directly (Rotational motion, as opposed to translational motion of the wind.) The cycle is closed, the energy balance is zero. (Cesare Marchefii: Transport and Storage of Energy. Presented at the Third Conference of the European Physical Society, Sucharest, September 9-12, 1975.) So we do not heat the Earth, This solution meets the most stringent environmental demands as energy , including those needed for its own operation, is derived from the wind, and energy storage for all other chemicals, batteries, etc. without it, it can be in the form of liquid air, which after use is returned to where it was taken; into the environment. In this way, we fully meet the requirements of sustainable development.

Ráadásul a találmány szerinti megoldás immanens része az energiatárolás is, - eltérően az ismert földi telepítésű, vagy lebegő széierőmüvektől Erőmüvünk földi fogadóállomásának energiaellátása -bár kvantumokban történik- kvázi-folyamatos, tehát nem függ attól, hogy a földfelszín közelében van-e szél vagy nincs. Egy ilyen erőmű kifejezetten alkalmas arra, hogy csúcs-igények kielégítésére használják. Ezért ilyen típusú széierömü beruházásoknak nem szab korlátot a meglévő viilamosenergia-rendszer rendszerszabályozási rugalmatlansága.In addition, energy storage is an immanent part of the invention, unlike conventional ground-based or floating wind turbines, the power supply of our power plant's ground receiving station, even in quantum terms, is quasi-continuous, so it does not depend on wind or near ground. Such a power plant is specifically designed to be used to meet peak demand. Therefore, investment in this type of power plant is not constrained by the system inflexibility of the existing electricity system.

Tovább folytává a gondolatot, a cseppfolyós levegő, un, „zéró károsanyag kibocsátású” jármüvek energiaforrása is lehet. Ez nem új keletű ötlet, de mostanság egyre több kutatóhely foglalkozik a témával (Pl: C. Knowlen és m.tsat High Efficiency Energy Conversion Systems forLiguld Nitrogén Aufemobiíes. in: Aerospace and Energetics Research Program University of Washington Seattle, WA 981898 és az ott hivatkozott publikációk.) Mivel a cseppfolyós levegő atmoszferikus nyomáson is tárolható, a meglévő benzinkutak viszonylag kis átalakításával szinte a jelenlegi technológia mellett alkalmassá tehetők cseppfolyós levegő vagy nitrogén gépkocsi-tankba töltésére. Igaz ugyan, hogy a cseppfolyós levegő kisebb energiatartalma miatt a jelenlegi mintegy 50 literes benzintankök helyett kb. 300 literes tankokat kell alkalmazni, ez azonban nem megoldhatatlan műszaki mennyiségű és olcsó u amire maris csak a kellőContinuing the idea, liquid air, so-called "zero emission" vehicles, can also be a source of energy. This is not a recent idea, but more and more research centers are currently working on this topic (eg: C. Knowlen et al. High Efficiency Energy Conversion Systems for Liguld Nitrogen Aufemobiles. In: Aerospace and Energy Research Program at University of Washington, Seattle, WA 981898 and there As liquid air can be stored at atmospheric pressure, it can be made almost compatible with current technology to fill liquid air or nitrogen in a car tank by modifying existing gas stations with relatively little modification. It is true that, due to the lower energy content of the liquid air, there is an approx. 300 liter tanks should be used, but this is not an insurmountable amount of technical and cheap u what maris just enough

Itt kell megemlíteni, hogy lehetőség van arra, hogy a cseppfolyós levegővel történő villamos generátor meghajtást úgy alakítsuk ki, hogy az energia felszabad hasa, azaz a cseppfolyós levegő felmelegítése és expanziója során végrehajtsuk annak frakoionált deszliliációját azaz egyidejűleg oxigént, nitrogént, argont és egyéb gázokat nyerjünk ki a feldolgozott levegőből. E termékek értékesítése tovább csökkenti a megtermelt energia Illetve cseppfolyós levegőm itrogén önköltségét.It should be noted here that it is possible to design the electric generator drive with liquid air by fractionally distilling it to obtain oxygen, nitrogen, argon and other gases while heating and expanding the free energy of the energy, that is, heating and expanding the liquid air. out of processed air. Selling these products further reduces the androgen cost of the energy produced and of my liquid air.

Végül erőművünk nem sérti a földterület-tulajdonosok érdekeit sem, mert a földi bázis kialakítása nem „szélhez kötött”. Ham sérti főbbek esztétikai érzékét sem, azokét akik azt mondják, hogy a földi telepítésű szélerőművek elcsúfítják a tájat. Könnyen kezelhető a zajszennyezés problémája is, mert a földi bázis helyének meghatározásában elég nagy szabadságot élvezünk.Finally, our power plant does not harm the interests of the landowners either, since the construction of the ground base is not "bound to the wind". Ham also hurts the aesthetic sensibilities of the main ones, who say that land-based wind farms are cluttering the landscape. The problem of noise pollution is also easy to handle, because we have quite a lot of freedom in determining the location of the ground base.

Claims (23)

Szabadalmi IgénypontokPatent Claims 1. Foidfüggetien, autonóm repülő szélerő-mű, azzal jellemezve, hogy van egy vagy több földfüggetlen autonóm energiatermelő repülő egysége, és azzal logisztikai kapcsolatban álló egy vagy több földi fogadó állomása , ahol a repülő egységek mindegyike tartalmaz egy vagy több szélturbinát, egy vagy több energiaátaiakítőt, valamint egy vagy több energiatároló egységet , a földi fogadóállomások között van olyan „bázis” állomás amely egy komplett repülőterei tartalmaz, annak összes, szakértő által ismert szükséges és legalább elégséges tartozékával, valamint van olyan földi fogadóállomás, amelynek van egy vagy több energia-feldolgozó egysége, és legalább logisztikaiig kapcsolódik a földi energiarendszerhez .1. A phoid-independent, autonomous flying wind turbine, characterized by having one or more ground independent autonomous power generating flight units and one or more terrestrial receiving stations logically related thereto, each of which contains one or more wind turbines, one or more energy converters as well as one or more energy storage units, the ground stations include a "base" station containing complete airports with all necessary and at least sufficient accessories known to the expert, and a ground reception station having one or more power stations. and is at least logistically connected to the terrestrial energy system. 2. Az 1, igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy az energiatároló egységek között van olyan, amely a repülő egységről leválasztható, továbbá van olyan földi fogadóállomás, amelynek van a leválasztható energiatároló egységek fogadására alkalmas egy vagy több energiafogadó egysége.A wind turbine according to claim 1, characterized in that the energy storage units include one that can be detached from the flight unit and a ground receiving station having one or more energy receiving units for detachable energy storage units. 3. A 2. igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy a leválasztható energiatároló egysége és a repülő egység egymással újraéplthető-bonthatö kapcsolatban van.Wind power plant according to Claim 2, characterized in that the detachable energy storage unit and the flying unit are in a releasable and removable relationship. 4. A 2. igénypont szerinti szélerőmü, azzal jellemezve, hogy a leválasztható energiatároló egysége önálló és önjáró repülő „komp” eszköznek van kialakítva, amely önvezérléssel is képes eljutni a célterületre.Wind power plant according to claim 2, characterized in that the detachable energy storage unit is designed as a self-propelled and self-propelled flying "ferry" device, which is capable of reaching the target area by self-control. 5. A 4. Igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy a kompnak ejtőernyője, siklóemyöje, motoros sikloemyője van, vagy vitorlázó repülőként, repülőgépként, sárkányrepülőként, motoros sárkányrepülőként, autogírókéní, helikopterként van kialakítva.5. A wind turbine according to claim 4, characterized in that the ferry has a parachute, glider, motor glider, or sailplane, airplane, hang glider, powered hang glider, gyroplane, helicopter. 6. Az 1 .vagy 2. igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy valamely földi fogadóállomás energia- feldolgozó és/vagy energia-fogadó egységei között van egy vagy több , térben a bázis állomástól elkülönülő, és azzal logisztikai kapcsolatban álló „szolga” állomás.Wind power plant according to claim 1 or 2, characterized in that one or more "slave" stations, spatially distinct from the base station and logically related thereto, are located between the energy processing and / or energy receiving units of a terrestrial receiving station. . A 8. igénypont szerinti széterömű, azzal jellemezve, hogy a szolga állomásnak a leszálló leválasztható energiatároló egységek fogadására alkalmas sík területe vagy vízfelülete van .The stereo plant according to claim 8, characterized in that the slave station has a flat area or water surface suitable for receiving detachable energy storage units. 8 A 2. Igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy a leválasztható energiatároló egység jeladó és/vagy helymeghatározó eszközzel van ellátva,A wind turbine according to claim 2, characterized in that the detachable energy storage unit is provided with a signaling and / or positioning device, s. A 4, igénypont szerinti széterömű, azzal jellemezve, hogy a komp távvezérlő berendezéssel van ellátva, ami lehetővé teszi a komp repülésének, és/vagy a repülő egységhez való dokkolásának és/vagy leválasztásának távirányítását.s. Stereo power plant according to claim 4, characterized in that the ferry is equipped with a remote control device which allows remote control of the ferry flight and / or docking and / or detachment to the flight unit. 10. Az 1. igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy repülő egysége helymeghatározó eszközzel van ellátva,A wind turbine according to claim 1, characterized in that its flying unit is equipped with a positioning device, 11. Az 1, igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy repülő egysége távvezérlő berendezéssel van ellátva, ami tehetővé teszi a repülő egység mozgásának távirányítását11. A wind turbine according to claim 1, characterized in that its flying unit is provided with a remote control device which enables remote control of the movement of the flying unit. 1£. Az 4 és 11. igénypontok szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy a repülő egység távvezérlő berendezése lehetővé teszi a komp dokkolását és/vagy leválasztását1 £. Wind turbine according to claims 4 and 11, characterized in that the remote unit of the flight unit allows docking and / or detaching of the ferry 13. Az l.vagy 2. igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy a szélturbinához közvetlenül vagy közvetve csatlakozó levegő cseppfolyósító berendezése és cseppfolyós levegő tároló tartálya vanWind power plant according to Claim 1 or 2, characterized in that the air turbine is connected directly or indirectly to the wind turbine and has a liquid air storage tank. 14. A 13. igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy az energiatároló egységként működő cseppfolyós levegő tároló tartály anyaga hajlékony műanyag fólia.A wind turbine according to claim 13, characterized in that the liquid air storage container acting as an energy storage unit is made of a flexible plastic film. is. A 14. igénypont szerinti szélerömö, azzal jellemezve, hogy cseppfolyós levegő tároló műanyag fólia tartályok közt van többszörös falú.too. Wind turbine according to claim 14, characterized in that the liquid air storage plastic foil containers are multiple-walled. »♦*« XX ΦΦ»♦ *« XX ΦΦ 16. A 15, Igénypont szerinti szélerőm!, azzal jellemezve, hogy a műanyag fólia fartáiy(ok) mechanikai stabilitását, aiakfartásáf a tartályfalak közé fújt gáz biztosítja.Wind power according to Claim 15, characterized in that the mechanical stability of the plastic foil container (s) is ensured by the gas blown between the container walls. 17. A 16. igénypont szerinti széíerőmü, azzal jellemezve, hogy a cseppfolyós levegő tárolására szolgáló tartályok felfújására alkalmazott gáz levegő,17. A spreading plant according to claim 16, characterized in that the gas used to inflate the liquid air storage tanks is air, 13. A 16. igénypont szerinti széleromü, azzal jellemezve, hogy a cseppfolyós levegő tárolására szolgáló tartályok felfújására alkalmazott gáz hővezetőképessege kisebb a levegőénél.A wind turbine according to claim 16, characterized in that the gas used to inflate the liquid air storage tanks has a lower thermal conductivity than air. 19. Az 1, igénypont szerinti szélerőmé, azzal jellemezve, hogy a hozzá tartozó földi fogadóállomások között van olyan, amely egy cseppfolyós levegő és/vagy cseppfolyós nitrogén és/vagy cseppfolyós oxigén üzemanyaggal működő hőerőművet tartalmaz.Wind power plant according to Claim 1, characterized in that there is an associated land receiving station comprising a liquid air and / or liquid nitrogen and / or liquid oxygen fueled thermal power plant. 20. Az 1. igénypont szerinti széleromü, azzal jellemezve, hogy a szélturbinához közvetlenül vagy közvetve csatlakozó villamos forgőgépe van, sí. Az 1.Igénypont szerinti széleromü, azzal jellemezve, hogy a szélturbinához közvetlenül vagy közvetve csatlakozó szupravezetés villamos forgógépe van,A wind turbine according to claim 1, characterized in that it has an electric rotary machine directly or indirectly connected to the wind turbine. A wind turbine according to claim 1, characterized in that it has a superconducting electric rotor directly or indirectly connected to the wind turbine, 22. A 1. Igénypont szerinti széleromü, azzal jellemezve, hogy szupravezetés mágneses energiatárolója és/vagy szuperkondenzátora van.A wind turbine according to claim 1, characterized in that it has a magnetic energy storage device and / or a supercapacitor for superconducting. 23. Eljárás földfüggetlen. autonóm széleromü működtetésére, azzal jellemezve, hogy földfüggetlen, autonóm energiatermelő repülő egységek földi vezérléssel, és/vagy saját számítógépes vezérlő- és navigációs rendszerük és/vagy pilóta által irányítva egy bázis állomásról felszállva megkeresik a felszálló légáramlatokat és/vagy szélsebesség gradienseket, továbbá e légmozgások energiáját önmagában ismert módon kihasználva fedezik saját repülésük energiaigényét, a szélből kinyert energiafölősleggel pedig energiatároló egységeket töltenek fel. majd ezt az energiát eljuttatják valamely földi energia-fogadó vagy energia-feldolgozó egységre, amely a hozzá eljuttatott energiát átveszi, tárolja és /vagy átalakítja a földi energiarendszer által igényelt más energiává, és/vagy azt az igényektől függő ütemezésben továbbítja a földi energiarendszerbe és/vagy a felhasználóhoz.23. Procedure independent of land. for the operation of an autonomous wind turbine, characterized in that land-based autonomous power-generating flight units with ground control and / or take-off from a base station controlled by their own computer control and navigation system and / or pilot, search for take-off air currents and / or wind speed gradients; using their energy in a manner known per se to cover the energy requirements of their own flight, and to replenish their energy storage units with excess energy from the wind. then this energy is transmitted to a terrestrial energy receiving or processing unit which receives, stores and / or converts the energy delivered to it to other energy required by the terrestrial energy system and / or transmits it to the terrestrial energy system on a demand-driven basis and / or to the user. 2' **♦ ♦ ·»« κ* « * # * β *2 '** ♦ ♦ · »« κ * «* # * β * Φ «»:-« * * « X *Χ«Φ * Φ ♦.*·* « Φ * *»« «Φ «»: - «* *« X * Χ «Φ * Φ ♦. * · *« Φ * * »« « Φ ·>*Φ ·> * 24. Α 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a repülő egység és a földi fogadóállomás közötti energiaátvifel energiatárolók leválasztásával és továbbításával történik.A method according to claims 24 to 23, characterized in that the energy transfer between the flight unit and the ground receiving station is performed by disconnecting and transmitting energy storage devices. 25. A 23-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát cseppfolyós levegő formájában tárolják.25. A 23-24. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy storage units disposed on the flight units store the energy recovered from the wind in the form of liquid air. 26. A 23-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát mechanikai energia formájában tárolják26. A 23-24. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy storage units disposed on the flight units store the energy recovered from the wind in the form of mechanical energy. 27 A 23-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát mágneses energia formájában tárolják27 A 23-24. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy storage units disposed on the flight units store the energy extracted from the wind in the form of magnetic energy. 28. A 23-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát elektrosztatikus energia formájában tárolják28. A 23-24. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy storage units disposed on the flight units store the energy extracted from the wind in the form of electrostatic energy. 29. A 23-24, igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a repülő egységeken elhelyezett energiatároló egységek a szélből kinyert energiát kémiai energia formájában tárolják.The method of any one of claims 23 to 24, wherein the energy storage units disposed on the flight units store the energy recovered from the wind as chemical energy.
HU0900155A 2009-03-16 2009-03-16 Flying wind power station HU227468B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0900155A HU227468B1 (en) 2009-03-16 2009-03-16 Flying wind power station
PCT/HU2010/000028 WO2010106382A2 (en) 2009-03-16 2010-03-12 Un-tethered autonomous flying wind power plant and its ground-station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0900155A HU227468B1 (en) 2009-03-16 2009-03-16 Flying wind power station

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU0900155D0 HU0900155D0 (en) 2009-05-28
HUP0900155A2 HUP0900155A2 (en) 2010-10-28
HU227468B1 true HU227468B1 (en) 2011-06-28

Family

ID=89988839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0900155A HU227468B1 (en) 2009-03-16 2009-03-16 Flying wind power station

Country Status (2)

Country Link
HU (1) HU227468B1 (en)
WO (1) WO2010106382A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113815873B (en) * 2021-10-09 2023-07-14 中国人民解放军国防科技大学 Electric aircraft track optimization method and system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3987987A (en) * 1975-01-28 1976-10-26 Payne Peter R Self-erecting windmill
US5150859A (en) * 1986-12-22 1992-09-29 Sundstrand Corporation Wingtip turbine
WO2007051034A2 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Quantum Industrial Corporation Static dynamic wind machine
GB0601520D0 (en) * 2006-01-26 2006-03-08 Goodall Peter R A way of helping with the generation of electricity
US7675189B2 (en) * 2007-07-17 2010-03-09 Baseload Energy, Inc. Power generation system including multiple motors/generators

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010106382A3 (en) 2011-06-03
WO2010106382A2 (en) 2010-09-23
HU0900155D0 (en) 2009-05-28
HUP0900155A2 (en) 2010-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dolce et al. High-altitude, long-endurance airships for coastal surveillance
US8864064B2 (en) Wind power generation system for lighter than air (LTA) platforms
Zhu et al. Solar-powered airplanes: A historical perspective and future challenges
Diehl Airborne wind energy: Basic concepts and physical foundations
EP2874875B1 (en) Unmanned aerial vehicle and method of launching
US8002216B2 (en) Solar powered wing vehicle using flywheels for energy storage
US20140252156A1 (en) High Altitude Aircraft, Aircraft Unit and Method for Operating an Aircraft Unit
WO2011117619A2 (en) Aerial vehicle and method of flight
Langelaan et al. Green flight challenge: aircraft design and flight planning for extreme fuel efficiency
US20170233055A1 (en) System, method and apparatus for widespread commercialization of hydrogen as a carbon-free fuel source
WO2017130137A1 (en) Stratospheric drone
US20150183520A1 (en) Unmanned aerial vehicle and method for launching
Thipyopas et al. Design and development of a small solar-powered UAV for environmental monitoring application
CN106218849A (en) Aerial wind energy power station formula aircraft and aerial fixing aircraft device
US20220144405A1 (en) Method and apparatus for transporting hydrogen
RU99079U1 (en) FLYING WIND POWER PLANT
US10890735B2 (en) Rotationally stabilized atmospheric reflector to reduce solar irradiance
Komerath et al. The flying carpet: Aerodynamic high-altitude solar reflector design study
HU227468B1 (en) Flying wind power station
Posada Advances, challenges and future of all-electric aircraft
Marsh Best endurance under the sun
Colozza PV/regenerative fuel cell high altitude airship feasibility study
CN207388955U (en) To the aerogenerator device people of high electric air commercial aircraft wireless power
Kirsch et al. Towards the Advent of High‐Altitude Pseudo‐Satellites (HAPS)
Verstraete et al. Preliminary design of a joined wing HALE UAV

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees