JP2004511706A - 風力発電地帯 - Google Patents

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Abstract

本発明は風力発電地帯に関し、特に沖合いの、少なくとも2基の風力発電システム(12)を有する風力発電地帯に関する。本発明は、個々の風力発電システム(12)間の輸送が、天候に対する依存性をより少なくし、そして、より安全な方法で行われる風力発電地帯を実現することを目的とする。本発明による風力発電地帯には、風力発電地帯の少なくとも2基の風力発電システム(12)間の、少なくとも1つのケーブル連絡部(10)が配され、前記ケーブル連絡部(10)上にゴンドラ(14)が配されている。

Description

【0001】
(技術分野)
本発明は少なくとも2基の風力タービンを有する風力発電地帯(Windpark)に関し、特に沖合いの風力発電地帯に関する。
【0002】
(背景技術)
風力発電地帯において風力タービンは互いに距離を取り、風向が変化してもブレードが衝突しないようにされ、一の風力タービンによる空気の流れの状態の変化による他の風力タービンへの影響は最小限に留められる。風力タービン間の距離は、風力タービンのブレードの通過する円の半径に依存し、現今の技術開発の状況では100mを越える直径のロータが可能であり、風力タービン間の距離はこれからも新しい風力タービンのさらに大きな寸法のために増加するであろう。
【0003】
場所および大きさによっては、各風力タービンはメンテナンス、および、生じる機能不全を除去する必要がある。このためには、人員、および、物資を風力タービンへ輸送しなければならない。
【0004】
陸上にある風力発電地帯の各風力タービンに人員および物資を運搬することは比較的容易だが、沖合いの風力発電地帯の場合、多大な尽力および費用を必要とする。風力発電地帯の個々の風力タービンに向かうよりも、人員、および、道具、予備部品、等のような物品を1箇所へ運搬することにすれば工程は簡単化可能である。
【0005】
そこで、陸揚げされた物品の流通の問題、より一般的には風力発電地帯、特に沖合いの風力発電地帯の風力タービン間で物品、および/または、人員を輸送する問題が発生する。
【0006】
風力発電地帯には、全ての物品、および、人員が到着、または、出発する中央上陸所が備えられていることを想定すれば、人員および物品は風力発電地帯の個々の風力タービン間を輸送されなければならない。
【0007】
沖合いの風力発電地帯の特色は、その天候が常に地上よりも荒れていることにある。風は妨害されずに吹くことができ、瞬時に高速度に達する。
【0008】
さらに、大きな、または、小さな波が常時予想される。よって、個々の風力タービンへの物品の輸送、および、人員の輸送は多くの場合、好ましくはないのみならず、かなりの危険を伴うこともある。
【0009】
(発明が解決しようとする技術的課題)
そこで、本発明は、個々の風力タービン間の輸送を安全かつ確実に実行することが可能な風力発電地帯を提供することを目的とする。
【0010】
(その解決方法)
本目的は、少なくとも2つの風力タービン間をケーブルで連絡すること、および、前記ケーブル連絡部の上にゴンドラを配することで、本発明により達成される。風力タービン間の人員および物品の輸送は前記ゴンドラにより、実現可能である。その他の、風力発電地帯の構成に好都合な実施形態を以下に記載する。
【0011】
ケーブル連絡部は風力タービンのロータの直径を侵すことなく、また、高波の場合に波の頂点が触れることもない高さに渡すことが望ましい。
【0012】
ケーブル連絡部のための偏向部材を各風力タービンに配置し、偏向部材間にエンドレスのケーブルループとしてケーブル連絡部を渡し、ゴンドラはケーブル連絡部に固定的に連結可能である。このようにして、ゴンドラはケーブル連絡部を動かすことにより、所望の方向へ推進させることが可能であり、構造はなお非常にシンプルである。
【0013】
互いに連結されている2基の風力タービンがある場合、ケーブル連絡部は各風力タービンにおいて偏向部材の周りを通り、もう一方の風力タービンに帰る。ケーブル連絡部が少なくとも3基の風力タービンを互いに連結する場合、中央の風力タービンの偏向部材が支持材の役割を果たし、ケーブル連絡部は各外側の風力タービンの方へ誘導される。
【0014】
ケーブル連絡部はモータ、好ましくは電気的に駆動されるモータによって運動可能である。これは特に有利である。なぜなら、電気エネルギは風力発電地帯において生成され、容易に利用可能で、よって燃料のような他のエネルギ運搬体を搬送する必要性を未然に防いでいる。電気モータはシンプルな方法で制御することが可能である。
【0015】
ケーブル連絡部は主ケーブル、および、牽引ケーブルを適切に備えている。ゴンドラは主ケーブルに取り付けされるが、前記主ケーブルに対して移動可能である。牽引ケーブルはゴンドラに取り付けられている。牽引ケーブルが、移動しようとする方向に引っ張られると、ゴンドラは主ケーブルに沿って所望の方向へ移動する。牽引ケーブルに及ぼされる牽引力はモータによって提供される。電気エネルギを駆動エネルギとして用いることは有利である。
【0016】
偏向部材は2つの独立的に回転する偏向プーリを有することが好ましく、主ケーブルが一方のローラに誘導され、牽引ケーブルが他方のローラに誘導される。牽引ケーブルを循環するエンドレスなケーブルループとして構成可能であるのに対し、主ケーブルは1つのみ、ゴンドラが移動する直線にそって配置することが可能である。エンドレスな牽引ケーブルのため、ゴンドラを所望の方向に駆動するためには牽引ケーブルの駆動を反転できることで十分であり、また、その2つの端部において牽引ケーブルのための巻取り装置を省くことができる。
【0017】
本発明のある好適な実施形態においては、ゴンドラは自身の出力で主ケーブルに沿って移動する。モータ駆動体、好ましくは電気的モータ駆動体はこのために用意されており、ここでモータを駆動するためのエネルギの貯蔵はゴンドラ内のエネルギ貯蔵手段、例えばアキュムレータによって与えられる。
【0018】
手動による駆動をモータ駆動体の代替として、または、モータもしくはエネルギ貯蔵における故障が発生した場合においてさえ、緊急操作でゴンドラが移動可能なように補助的緊急駆動として用意しておいてもよい。
【0019】
本発明の特定の好適な実施形態においては、駆動エネルギはケーブル連絡部、主ケーブル、牽引ケーブル、および/または、ゴンドラが電気的に駆動されている場合は、別個の導電線によって供給される。この方法により、遠隔操作により制御信号をゴンドラ、および/または、塔へ送信し、例えば駆動モータ、または、その種の他のものを制御することも可能である。
【0020】
本発明の好適な展開において、テレマティックスデータが、例えば電気的接続を介して中央風力タービン、または、幾つかの風力タービンに送信される。さらには、ケーブル連絡部を介し、ケーブルカーが配されている風力発電地帯内の全ての風力タービンで、互いに、および、ゴンドラと通信処理を行うことができる。
【0021】
本発明の代替となる実施形態において、これらの通信、換言すれば、例えば風力発電地帯の個々の風力タービン、および/または、ゴンドラ間でのテレマティックスデータ、制御信号、等の送信は少なくとも部分的にワイヤレス送信によって実現可能である。
【0022】
別の方法でケーブル連絡部を構築可能である。シンプルな構造はチェーンの原理に基づいており、ここでは全ての風力タービンは「チェーンのビーズのように」互いにケーブル連絡部によって連結されている。この構造では、ケーブル連絡部は、少なくとも幾つかの風力タービンを互いに予め定められる順序で連結する、単一の連続なケーブル連絡部である。
【0023】
しかし、風力タービンはいくつかの列、例えば3列に配されてもよく、ケーブル連絡部は例えば風力タービンを互いに連結するために、風力タービン間を「S」字状の経路に沿って連結する。
【0024】
ケーブルシステムの代わりとなる変形例としては、ケーブル連絡部の星型構成がある。これは例えば中央上陸所を意味する、中央の風力タービンからスタートし、全ての他の風力タービンへ最短可能経路で到達可能である。
【0025】
別の変形例はネットワーク化されたケーブルシステムであり、これは中央風力タービンから他の風力タービンへ最短可能連絡をもたらすのみならず、全ての風力タービン間において比較的短いコースで連絡している。
【0026】
ゴンドラが風力発電地帯の風力タービン間を移動している間、ケーブル連絡部上のゴンドラの水平変位を低く保つため、または、そのような変位をある限度内に収めるため、本発明による風力発電地帯は、好適な展開において、ケーブル連絡部と平行に所定の鉛直距離をおいて保持ケーブルを有する。前記距離は、ゴンドラがケーブル連絡部と保持ケーブルとの間で誘導されるような寸法どりがなされる。この構成において、ケーブル連絡部は好ましくはゴンドラ上方にあって、保持ケーブルはゴンドラ下方であることが好ましい。
【0027】
本発明の特に有利な展開において、エンドレスなループとして構成されているケーブル連絡部の、ある(上方の)部分がゴンドラを運び、エンドレスなケーブルのループの他の(下方の)部分がケーブルを保持する機能を発揮する。
【0028】
代替的実施形態において、鉛直軸に関して回転しているはずみ車の質量がゴンドラを安定させるために用いられる。前記はずみ車の質量はモータによって駆動され、また、ゴンドラの水平方向変位を計量するジャイロスコープとして動作する。
【0029】
好ましくは、風力発電地帯の各風力タービンはその塔に閉鎖可能なドアを有する。前記ドアは一般に、ゴンドラが風力タービンに達する高さに配されている。これによって、高さの相違を克服せずとも荷積み作業が可能である。
【0030】
別の好適な実施形態においては、風力タービン、および、ゴンドラは、ゴンドラに所定の荷役位置をとらせることができる固定装置を備え、ゴンドラが前記位置にあるとき、ゴンドラの風力タービン塔に対する揺動運動を抑制する。固定装置の一方は風力タービンのドアに近く、他方はゴンドラの適切な位置に配することが望ましい。特に好適な実施形態では、固定装置は2点式固定装置であり、1点でのみ固定する場合に発生する回転軸の形成を防止している。
【0031】
好ましくは、前記固定装置は電磁気的に機能し、塔内部、および/または、ゴンドラからの操作により、スイッチのオン/オフが可能である。これによって、例えば風の作用でゴンドラが塔と衝突するようなゴンドラの揺動のために生じる損傷の危険を無くし、簡便かつ確実な取り扱いが可能となる。
【0032】
本発明のある好適な発展においては、固定装置を遠隔的に制御可能であり、手動操作を防止するためにゴンドラから遠隔制御可能であることが特に好ましい。このようにして、固定装置動作時における潜在的な損傷の危険性がさらに低減される。
【0033】
特定の好適な実施形態においては、実質的に水平な延長材が少なくとも1基の風力タービンの開口部上方に取り付けられており、前記カバーが実質的に鉛直方向に、かつ、ケーブル連絡部と所定の距離を隔てて平行に延びる防護壁を支持している。所定の角度を有したカバーと防護壁により、防護屋根が形成されており、開口部のみならず開口部領域にあるゴンドラを天候から保護する。一方ではゴンドラ、および、開口部は塔自体により保護されるが、同時に防護屋根により、ゴンドラが風から遮蔽され、塔に押えつけられないように保護されている。
【0034】
防護壁が十分な長さを有するならば、ゴンドラの変位、および、それによって起こり得る塔との衝突を、風、または、風ベクトルがゴンドラの進行する方向に対して横断的な方向である場合であっても、防止可能である。
【0035】
第1防護壁の外側端部と塔との、水平方向の間隔は、防護壁中心部との水平方向の間隔よりも大きいことが望ましい。このようにして、ゴンドラが水平方向に、例えば横風によって、変位する場合においても、ゴンドラと防護壁の衝突を防止している。
【0036】
本発明のある好適な発展において、付加的な防護壁を、第1防護壁と平行に、同じ高さで開口部の両側部に取り付けることが可能で、前記付加的防護壁は塔の風下領域に延びており、ゴンドラの進行する方向に対して横断的な風ベクトルがゴンドラを外側防護壁に押えつけないようにしている。塔の防護壁間の水平方向の距離は、ゴンドラの幅と実質的に同一であってよく、また、防護壁に挟まれている入り口領域におけるゴンドラの水平方向の変位によって、ゴンドラと防護壁の1つとが衝突しないように、防護壁の横端部に向かって拡大してよい。
【0037】
ゴンドラ自体には、ゴンドラキャビンの下部の各隅部に弾性被覆を装着可能であることが好ましい。なぜなら、ゴンドラの水平方向変位の結果生じる、風力発電地帯の他の設備との衝突のような事象において、先ずこれらの部分に影響が及ぶからである。一方で、前記被覆は、生じるであろうあらゆる衝突を弱め、従ってゴンドラ、および、風力発電地帯の他の設備に生じる被害を防ぎ、他方で、事故が発生した場合にはゴンドラを浮揚させておくための浮力補助として働く。
【0038】
加えて、または、ゴンドラへの弾性被覆の代わりに、そのような被覆を防護壁に、特に入り口領域において、水平方向に変位したゴンドラが最初に防護壁と衝突する高さにも配されてよい。
【0039】
特定の好適な実施形態の1つには、第2防護壁に第1通路が配されており、前記通路には、その周全体にレールのような保持設備が配されている。本発明のある有利な発展においては、前記通路は前記防護壁の全長に渡って延び、開口部から到達可能に取り付けられている。
【0040】
このようにして、ゴンドラの外側側部へ、例えば修理作業、ならびに/または、維持および清掃作業を実施するために到達可能である。第2防護壁が存在すれば、前記防護壁が通路の一側部の輪郭をなすことができ、保持設備を備えなくてよい。
【0041】
第1防護壁上に第2通路を第1通路と平行に配することは特に好ましい。前記第2通路にも、その側部に第1防護壁と近接していない保持設備が備えられている。
【0042】
別の好適な実施形態として、第1および第2通路の外側側部の少なくとも1つに横断通路を配することが可能で、前記横断通路は、実質的に平行な第1および第2通路の間隙を橋渡ししている。
【0043】
ゴンドラの入場および退場を邪魔しないように、前記横断通路はその一端において回転可能に連結され、その回転軸に関して上方に回転してゴンドラが通過する進路を空けている。本発明のある有利な発展において、このような横断的回転可能通路はその両端において第1または第2通路と連結され、ゴンドラの両側部に外側から到達可能にしている。
【0044】
一の横断通路と他方の横断通路の間隙は、当該ゴンドラの寸法と実質的に等しくなるように選択されることが好ましい。本発明のある特定の好適な発展においては、少なくとも1つの横断通路はその回転軸に沿って摺動可能であり、横断通路間の距離が変更可能であり、よってさまざまな必要に応じて調整される。
【0045】
少なくとも1つの風力タービン塔には、引き上げ装置を配することが可能で、防護屋根の下が好ましく、前記引き上げ装置によって、一方では重量のある貨物の取り扱いを可能とし、また他方では、ゴンドラ、および、ゴンドラの部品の取り扱いを、例えば修理のために、可能としている。適当な荷重を想定したデザインがなされているならば、そのような引き上げ装置によって、ゴンドラ全体を引き上げ、通路からゴンドラの底面へ、修理、維持、および、洗浄目的で到達することができる。
【0046】
本発明のある代替実施形態においては、適切に取り付けられた単一の、または、複数の部分からなる作業台を通路の代わりに配し、ゴンドラの外側側部に到達可能である。そのために、作業台の面積はゴンドラの全ての側部に対して外側から近づくことが可能となる最小規模のものを備えることができる。
【0047】
本発明の他の代替実施形態においては、作業ケージ、または、冠状安全台を配することが可能で、前記ケージ、または、前記台はゴンドラの前記外側側部に到達可能に移動、または、回転可能である。冠状安全台は、作業台の様に、全ての側部が保持設備によって囲まれており、人が働いている側の台、または、ケージからのあらゆる意図的でない落下を防止している。
【0048】
本発明のある特に好適な実施形態においては、ドアがゴンドラの断面よりも大きく、ケーブルシステムが風力タービンの塔の内側にひき込まれている。これは、ケーブル連絡部に沿って各塔に少なくとも1組の転轍機を備えることで実現される。このようにして、ゴンドラは開放されているドアを通り塔内部に進入可能で、荷物の積載、および/または、荷卸しを、天候条件に関わり無く内部で行うことが可能である。
【0049】
閉じたゴンドラによって、実質的に天候から保護された方法によって、人員、および、物品が搬送される。本発明のある特に好適な実施形態においては、ゴンドラには閉鎖可能な出口開口部が備えられており、それを通じて、ゴンドラをケーブル連絡部に吊るし、誘導しているガイドに到達することができる。
【0050】
ゴンドラのケーブルからの落下事象におけるゴンドラの紛失を防止する目的で、ゴンドラは浮かびやすくデザインされることが好ましく、また、自動自己膨張浮輪のような浮力補助のみならず、信号銃、信号炎管、等のような信号伝達手段を配することが可能である。これら浮力補助は積荷のある状態で浮揚するように、ゴンドラの浮力を高めている。本発明のある好適な発展においては、ゴンドラが、少なくとも、横転しにくくなるように、実際には横転を防止するように、ゴンドラには復元補助が備えられている。
【0051】
動作のモニタリングを実現するため、または、少なくとも半自動式ケーブルカー制御システムを実現するため、複数のセンサ、および/または、アクチュエータのみならず、中央制御装置をも備えている。センサ、および/または、アクチュエータはインターフェースを介して中央制御装置と接続可能である。
【0052】
接続されているセンサにより、中央制御装置は、一方では、特定の動作パラメータおよび状態を確認することができる。それらは例えば、ゴンドラの位置、動作速度、水平変位、ゴンドラ重量、はずみ車の質量の回転速度、蓄積されているエネルギ量、モータの動作データ、塔開口部(閉じている、開いている、、、、)、等である。当然のことながら、テレマティックスデータは風力タービンの機械室内のセンサにより獲得され、続けて処理可能である。
【0053】
配されているアクチュエータにより、中央制御ユニットは動作パラメータおよび状態を操作することが可能である。これには、例えば、塔に対するゴンドラの位置に依存した、ゴンドラと塔の間の固定装置の制御、または、防護屋根の下部の照明の制御、または、(塔、および/または、風力発電地帯の他の部分に配されている限りのあらゆる)位置表示灯の明るさに依存した制御、または、停止させることをも含んだゴンドラの速度の操作を含めることが可能である。
【0054】
本発明のある代替実施形態においては、制御システムを分散化可能である。このために、別個の制御システムを風力発電地帯内の少なくとも2基の風力タービンに配することが可能であって、前記システムは互いに、および、ゴンドラと通信する。このようにして、動作パラメータおよび状態は同様に、確認し、分析することができる。各制御システムは予め定められたセンサおよび/またはアクチュエータの部分と接続可能である。この分散化ソリューションの有利点の1つには、制御ユニットの不具合事象において周辺の制御ユニットがその機能を継承するように用意された冗長性にある。
【0055】
本発明のある特定の有利な発展においては、支持マストが風力発電地帯内の風力タービンの間に配され、ケーブル連絡部を支持し、風力発電地帯内の風力タービンの塔の間の間隔が大きいために生じ得る荷重、ならびに、塔の間の過剰なたわみを防止している。
【0056】
本発明による風力発電地帯は、少なくとも1人の人間が生活するための、少なくとも1つの生活領域を備えることが好ましい。前記生活領域内の空間は、衛生領域、および/または、キッチン領域、および/または、食品貯蔵領域、および/または、休憩領域といった異なる機能性領域に組織されることが好ましく、風力タービン塔内に統合されていることが特に好ましい。
【0057】
本発明のある代替的実施形態においては、生活領域は風力発電地帯内において、風力タービンとは離れて配されている。配置場所は例えば、分離しているプラットフォーム、または、好ましくは風力タービン塔に取り付けられたプラットフォームが可能である。
【0058】
前記プラットフォームは、ヘリポート、および/または、船の停泊施設のような付加的な機能を果たすことが可能である。
【0059】
塔の内部領域には限りがあるため、本発明による好適な実施形態においては、生活領域は塔内部の、幾つかの相互に連絡している階層に割り当てられている。生活領域内においては、所定のデータの通信および信号伝達のための装備が用意されている。前記信号伝達には、音響的、および、光学的信号伝達、または、適切なデータ記録方法が含まれてよい。
【0060】
一方では、通信には、有線、または、無線通信回線での、音声、および/または、データ通信による、遠隔操作、もしくは、メンテナンスセンターといった、風力発電地帯の外部にある遠隔ステーションとの通信を含んでおり、また他方では、他の風力タービン、または、ケーブルカーシステムのゴンドラといった風力発電地帯内部の遠隔ステーションとの通信を含んでいる。
【0061】
本発明による特に好適な実施形態において、通信には、風力発電地帯の動作の監督および制御のみならず、風力発電地帯の設備の所定の動作パラメータを操作することも含まれている。これによって、本発明による風力発電地帯に継続的に有人のモニタリングステーションを設営することが可能となり、このモニタリングステーションが発生する障害または故障事象に対し迅速に応答し、適切な対応策を採用、または、開始させることが可能である。
【0062】
本発明のある特定の好適な発展においては、飲用水、および、用水を人員に供給するための水処理プラントが配されており、前記プラントは風力発電地帯にて発電された電気エネルギによって操業されている。例えば、風の無い状況での、供給格差を克服するため、適切な容量のエネルギ蓄積手段が、生活領域へエネルギおよび水を継続的に供給するための緊急操作が少なくとも維持されるように配されている。
【0063】
この目的のために用いられるエネルギ蓄積手段は、キャパシタのような電力蓄積手段、アキュムレータのような化学的なエネルギ蓄積手段、または、燃料電池において電気エネルギを獲得可能な、海水から電気分解によって得た水素を蓄積可能な水素蓄積手段である。
【0064】
本発明のある特定の好適な実施形態においては、少なくとも生活領域を備えた風力タービンには、天候観察、ならびに/または、気象データを検出、分析、記録、および/もしくは、転送するための設備が備えられている。さらに、風力タービン、または、風力発電地帯内の付加されている(全ての)風力タービンは、例えば航海目標の形態で船舶の航行補助としての機能、または、事故に巻き込まれた人、もしくは、難破船の乗員に対する応急処置を提供するためのステーションとしての機能を果たすことができる。
【0065】
本発明のある発展においては、生活領域を備えた少なくとも1つの風力タービンは、風力タービン塔上、機械室の下方に展望台を備えている。前記展望台は、風力タービン塔の周囲を完全に、または、少なくとも部分的に好ましい方向において取り囲んでおり、周囲の海を監視可能に窓が取り付けられている。前記展望台は、信号通信データ、所定の動作パラメータの操作、および/または、通信のための装置も備えることが可能である。展望台を備えている風力タービンは、その位置から、風力発電地帯内の最大数の(全ての)風力タービンが見渡せるように配置される。
【0066】
展望台は生活領域と物理的に近接して、または、その統合された部分として、配されることができる。その代案としては、展望台、および、生活領域は空間的に分離され、生活領域は展望台の下方、塔の基部に配されて豊富な容積の空間を可能にし、それに対して展望台は機械室のすぐ下に配されて良好な周囲の観察を可能にしている。
【0067】
展望台と生活領域との間の距離が大きければ、塔の内部にエレベータを設置して展望台と生活領域との間の1日の間の数回の移動の際の時間を節約することができ、また、人員に対する物理的な負担を抑えることができる。エレベータには、緊急電話設備を配備可能であり、エレベータの故障事象において救援を求めることが可能である。
【0068】
(発明を実施するための形態)
本発明の好適な発展は、サブクレームに記載している。ある実施形態を図を参照して詳細に説明する。
【0069】
図1は9つの風力タービン12を有する風力発電地帯の図である。前記の風力タービン12は3つの列に構成され、各列は3つの風力タービン12を有し、互いにケーブル連絡部10によって連結されて、ゴンドラ14が離れている風力タービン12に個別に連続して到達することができるようにされている。よって、ケーブル連絡部10の一端からケーブル連絡部10の多端へ移動する場合、ゴンドラ14は常に風力発電地帯の全ての風力タービン12を通過する。
【0070】
ケーブル連絡部10はエンドレスのケーブルループが可能で、その上にゴンドラ14が固定的に配置されている。よって、ケーブルが移動すれば、ゴンドラ14は必然的に、同じように移動する。
【0071】
エンドレスのケーブルループが実質的に水平な平面内にあれば、ケーブルを常に一定の方向に駆動することができ、最もシンプルな場合においては、ゴンドラ14は偏向点を通りすぎた後、反対方向に移動する。それによって、エンドレスのケーブルループの水平方向にゴンドラ14がその方向を変える。
【0072】
しかしながら、これはある風力タービン12から隣接する風力タービン12へ反対方向に移動する場合にも適用されるので、風力発電地帯における他の全ての風力タービンを通過する必要があり、ゴンドラはケーブル連絡部10の長さのほぼ2倍を移動しなければならない。
【0073】
例えば、ゴンドラ14がAなる印の付された風力タービンに位置し、これからBなる印の付された風力タービンへ移動しなければならないならば、一方向ケーブル駆動の場合、Cなる印の付された風力タービンに先ず移動し、そしてそこから目的地であるBなる印の付された風力タービンへ戻らなければならない。そのような場合、ゴンドラはケーブル連絡部の全長のおよそ2倍を移動する。
【0074】
二方向にケーブル連絡部を駆動可能であれば、AからBへの移動には、移動方向の反転、および、2基の風力タービン間の短い移動が必要なだけである。
【0075】
ケーブル連絡部10が実質的に鉛直な平面内におけるエンドレスのケーブル連絡部であれば、ケーブル連絡部10を二方向に駆動するための手段は絶対に不可欠である。なぜなら、そうでなければ遅くともエンドレスのケーブルループの反転点に到達すると、ケーブル連絡部10に固定的に取り付けられたゴンドラは危険な状況になるからである。
【0076】
この理由から、センサ44が図においてBおよびCなる印の付された風力タービンに配され、前記センサは、ゴンドラ14がその位置にまで到達したことを確認して停止、または、方向転換手続を開始させる。簡単のため、これらセンサはスイッチとして図示されている。ホールセンサ、光学センサ、等の別種のセンサも当然のことながらゴンドラ14がこの位置に到達していることを判断するのに適合する。当然のことながら、センサの位置はゴンドラ14に荷が積載されている場合でも十分な停止距離があるように選ばれている。
【0077】
図2も同様に、3基の風力タービン12を各列に有する、3列に配置された9基の風力タービン12からなる風力発電地帯の図である。この構成においては、例えば中央にある風力タービン12は特別なドッキングと貯蔵の設備を有している。この中央風力タービン12から放射状に、星形状のケーブル連絡部10が風力発電地帯の全ての他の風力タービン12と連結している。これにより、中央風力タービン12から計測すれば、他の風力タービン12にむけてゴンドラ14(図示せず)が最短可能経路で到達可能である。
【0078】
しかし、ある中央にない風力タービン12から別の中央にない風力タービン12への移動は、常に、先ず中央の風力タービン12へ導かれ、そして目的地である風力タービン12へ向かう。
【0079】
この図にはケーブル連絡部10における支持マスト11が示されている。前記支持マスト11はケーブル連絡部を支持し、そうすることで、2基の風力タービン12の間が長い間隔である場合に、ケーブル連絡部10の過剰なたわみを抑止している。
【0080】
このたわみはケーブル連絡部の自重によって生じている。ケーブル連絡部10の特性によるが、ケーブル連絡部10の2つの支持点間の最大距離が存在し、もしそれを超過すれば自重により断絶するかもしれない。だが、支持点間の間隔が小さい場合でさえ、ケーブル連絡部10におけるたわみは、ただでさえ非常に大きく、ゴンドラ14が海面に近くなりすぎるほどである。
【0081】
これはケーブル連絡部10により大きな張力を与えることにより、理論上は是正可能である。だが、ケーブル連絡部により大きな張力が加われば、低温による影響のため、引っ張り強度を超過し、ケーブル連絡部10は破断する。換言すれば、使用する材料に依存して、ケーブル連絡部におけるある程度のたわみは不可避である。支持マスト11を使用することにより、これらの問題は解決される。
【0082】
図3は、図1および図2と同一の風力タービン12の構成を示す。風力タービン12間のケーブル連絡部10の構造には、ここでも差異を含んでいる。図3においては、各風力タービン12がネットワークのノードを形成しているような、ネットワーク構造のような構造である。このようなケーブル構造により、ゴンドラ14(図示せず)を個々の風力タービン12に到達可能としている、個々の直線がさらに短距離になる。
【0083】
この図においても、支持マスト11は、2つの風力タービン12間の大きな間隔のために、ケーブル連絡部10における、たわみ、および、張力を制限するために配されている。当然のことながら、支持マスト11は、2つの風力タービン間のケーブル連絡部10のあらゆる部分に使用可能であり、ケーブル連絡部10に付加的な支持点を与えている。
【0084】
図4はケーブル連絡部10によって互いに連結されている2基の風力タービン12を示している。塔の上部は図より省略され、ロータの通過する領域の下端は破線30で示されている。各塔にはドアで閉鎖可能な開口部18が備えられており、各開口部から梯子32が配されて、塔の基部へ延びている。塔の開口部18はゴンドラ14が塔に到達する高さに設けられている。
【0085】
各塔の開口部18上方には、偏向部材16を設け、それによってケーブル連絡部10がガイドされている。ゴンドラ14は前記ケーブル連絡部10上に位置している。ケーブル連絡部10の実施形態に依存して、ゴンドラ14はケーブル連絡部により運搬、および/もしくは、駆動されるか、または、ゴンドラ14が自身の出力によってケーブル連絡部10に沿って移動する。
【0086】
図示している例においては、駆動モータ15は風力タービン上、偏向プーリ16の上方に配置されており、前記駆動モータは、ゴンドラ14が自己推進式ではない場合、適切な方法でケーブル連絡部10を駆動可能である。
【0087】
ゴンドラ14の低部においては、付加的なコンパートメント26があり、ゴンドラのキャビンとはその床で隔てられている。前記コンパートメント26内部には、はずみ車の質量28があり、破線で示した回転軸に関する高速回転を、駆動モータにより維持している。この回転の結果、はずみ車の質量28はジャイロスコープとして作用し、ゴンドラ14部の水平方向の変位を緩和し、ゴンドラ14をその位置に安定させる。これにより、ゴンドラ14は移動中でも安定化され、横風が吹こうとも、僅かに限られた程度の変位のみが起こる。
【0088】
図5も同様に2基の風力タービン12塔を示しており、その上部は本図から省略されている。しかし、ロータの通過する領域の下方部分については、再度図示している。塔において、閉鎖可能な開口部18は、ゴンドラが風力タービン12に到達する高さに図示されている。
【0089】
開口部18の上方に、偏向部材16があり、これによってケーブル連絡部10はガイドされている。ゴンドラ14は前記ケーブル連絡部10上に配され、風力タービン間を移動することができる。
【0090】
偏向部材16は、開口部18下方にも設けられている。これらの付加的偏向部材16により、保持ケーブル24の形態で、さらなるケーブル連絡部がガイドされている。前記保持ケーブル24は、ケーブル連絡部10と平行に所定の鉛直距離25を持って配され、ゴンドラ14をガイドする。これによって、ゴンドラ14の水平方向の離脱が制限される。なぜなら、ゴンドラはその上方および下方を、ケーブル10、24によって誘導されるからである。
【0091】
ゴンドラ14に起こり得る水平方向の変位は、次の風力タービン12との距離に応じて変化する。ゴンドラ14と風力タービン12との間の距離が減少すれば、偏向部材16の安定化効果が増加し、ゴンドラ14に起こり得る水平方向変位はそれに従って小さくなる。それに反し、ゴンドラ14と風力タービン12との間の距離が増加すれば、ケーブル連絡部10、および、保持ケーブル24のたわみの量が増加する。2基の風力タービン12の間の直線の中央部において、たわみは最大であり、したがって、ゴンドラ14に起こり得る水平方向変位は極大になる。
【0092】
図6は図4、および、図5における破線円で囲まれた部分の拡大図である。ケーブル連絡部は2本のケーブル20、22で形成されている。上方のケーブル20は主ケーブルとして配され、ゴンドラ14を運搬しており、ゴンドラ14は2つのガイド滑車輪46で主ケーブルの上に可動式に配置されている。下方のケーブル22は牽引ケーブルであり、ゴンドラ14に固定的に取り付けられている。前記牽引ケーブル22を操作することにより、ゴンドラ14は主ケーブルに沿って移動可能である。
【0093】
図7、および、図8は、風力タービン12(図7)、および、実質的に水平な延長部を有するカバー34を備えた風力タービン12(図8)塔の部分を示している。図7は平面図であり、図8は側部立面図である。
【0094】
ケーブル連絡部10は前記カバー34の下方を通り、吊るすための手段は、よりよい概観をもたらすために、ここでは図示していない。防護壁36はケーブル連絡部10と平行なカバー34の2つの側部にそれぞれ配されている。
【0095】
カバー34と組み合わせて、これら防護壁36は防護屋根を形成し、天候からゴンドラ14、および、風力タービン12塔の開口部18を保護する。前記防護屋根は開口部18の両側に、ケーブル連絡部10と平行に延びている。
【0096】
ゴンドラが2基の風力タービン12間を移動している際、ゴンドラ14の水平方向変位は常に、その量および方向は制限的だが、起こり得ることから、防護屋根の外側端部は拡幅されている。防護壁36間の間隔は、防護屋根の所定部分において開口部18からの距離が増えるに従って増大する。開口部18近辺、中央部において、防護屋根の寸法は実質的にゴンドラ14の寸法と同等にすることが可能である。
【0097】
防護壁36間の間隔を大きくとることにより、例えば、ゴンドラが横風により水平方向に変位する場合でさえ、ゴンドラ14は防護壁間を移動可能で、よって、風下に移動可能である。このように風よけのシェルターを配することにより、ゴンドラ14はもはや変位することはなく、この理由により、防護壁36、38間の間隔は小さくすることが可能である。
【0098】
弾性被覆48を、防護壁36、38における入り口領域に配しており、前記被覆は少なくとも著しい損傷を受けないように、ゴンドラ14の防護壁36、38とのあらゆる衝突の緩衝を目的としている。これら防護壁36、38上の被覆48とは無関係に、例えば、フェンダー形状の類似の被覆をゴンドラに配することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】風力発電地帯のケーブルシステムの第1変形例である。
【図2】風力発電地帯のケーブルシステムの第2変形例である。
【図3】風力発電地帯のケーブルシステムの第3変形例である。
【図4】2つの風力タービン間のケーブル連絡部の経路である。
【図5】代替的ケーブル配置である。
【図6】主ケーブルおよび牽引ケーブルによるゴンドラの懸架および駆動である。
【図7】防護屋根を有する風力タービンの平面図である。
【図8】防護屋根を有する塔の側部立面図である。
【符号の説明】
10 ・・ ケーブル連絡部     11 ・・ 支持マスト
12 ・・ 風力タービン     14 ・・ ゴンドラ
15 ・・ 駆動モータ      16 ・・ 偏向部材
18 ・・ 開口部        20 ・・ 主ケーブル
22 ・・ 牽引ケーブル     26 ・・ コンパートメント
28 ・・ はずみ車       32 ・・ 梯子
34 ・・ カバー        36 ・・ 第1防護壁
38 ・・ 第2防護壁      46 ・・ ガイド滑車輪
48 ・・ 弾性被覆

Claims (72)

  1. 少なくとも2基の風力タービンを有する風力発電地帯であって、少なくとも2基の風力タービン(12)に所定の高さでケーブル連絡部(10)が懸けられており、前記ケーブル連絡部上にゴンドラ(14)が配されていることを特徴とする、風力発電地帯。
  2. ケーブル連絡部(10)がエンドレスのケーブルループとして風力タービン(12)の偏向部材(16)間に懸けられていること、および、ケーブル連絡部(10)とゴンドラ(14)とが固定的に連結していることを特徴とする、請求項1に記載の風力発電地帯。
  3. 主ケーブル(20)、および、牽引ケーブル(22)を有するケーブル連絡部(10)、ならびに、前記主ケーブル(20)と移動可能に連結され、かつ、牽引ケーブル(22)と固定的に連結されているゴンドラ(14)を特徴とする、請求項1に記載の風力発電地帯。
  4. 前記偏向部材(16)に沿って、エンドレスなケーブルループとして延びた牽引ケーブル(22)を特徴とする、請求項3に記載の風力発電地帯。
  5. 前記偏向部材(16)が、2つの独立的に回転可能な偏向滑車輪を有することを特徴とする、請求項3または4に記載の風力発電地帯。
  6. 前記牽引ケーブル(22)がモータによって駆動されることを特徴とする、請求項3ないし5のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  7. ゴンドラ(14)がケーブル連絡部(10)に沿って、ゴンドラ(14)自身の出力により移動することを特徴とする、請求項1に記載の風力発電地帯。
  8. ゴンドラ(14)をケーブル連絡部(10)に沿って移動させるための少なくとも1つのモーター駆動体を特徴とし、前記駆動体が好ましくは電気的駆動体である、請求項7に記載の風力発電地帯。
  9. ゴンドラ駆動体が、ゴンドラ(14)内に備えられているエネルギ貯蔵体から駆動用動力の供給を受けていることを特徴とする、請求項8に記載の風力発電地帯。
  10. ゴンドラ(14)をケーブル連絡部(10)に沿って移動させるための、少なくとも1つの手動によって操作可能な駆動体を特徴とする、請求項7ないし9のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  11. ゴンドラ(14)を移動させるための、遠隔的に制御可能な駆動体を特徴とする、請求項7ないし9のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  12. 前記ケーブル連絡部(10)の少なくとも1部を電気伝導体として使用することを特徴とする、請求項11に記載の風力発電地帯。
  13. 前記ケーブル連絡部(10)と統合されているケーブルを特徴とする、請求項12に記載の風力発電地帯。
  14. 特定の風力タービン(12)とその他の風力タービン(12)との間のケーブル連絡部(10)の星型形状の構成を特徴とする、請求項1ないし13のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  15. 風力タービン(12)間のケーブル連絡部(10)がネットワーク化された構成であり、各風力タービン(12)がネットワークにおけるノードを形成していることを特徴とする、請求項1ないし13のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  16. 風力発電地帯の風力タービン(12)間の単一のケーブル連絡部であり、前記ケーブル連絡部が少なくとも風力タービン(12)の一部を所定の順番で連結することを特徴とする、請求項1ないし13のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  17. 上記ケーブル連絡部(10)システムの少なくとも2つの組み合わせに特徴を有する、請求項14ないし16のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  18. ゴンドラ(14)と風力タービン(12)塔との間の取り外し可能な固定装置を特徴とする、請求項1ないし17のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  19. 固定装置が保持磁石として構成されていることを特徴とする、請求項18に記載の風力発電地帯。
  20. 保持ケーブル(24)が、所定の距離をなして前記ケーブル連絡部(10)と平行に延びていることを特徴とする、請求項1ないし19のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  21. ケーブル連絡部(10)が風力タービン(12)塔から所定の水平距離を有して延びていること、および/または、保持ケーブル塔(24)から所定の水平距離を有して延びていることを特徴とする、請求項1ないし20のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  22. 前記保持ケーブル(24)を適合させるための、前記風力タービン(12)上の偏向部材(16)を特徴とする、請求項20または21に記載の風力発電地帯。
  23. 前記ケーブル連絡部(10)がエンドレスのケーブルループとして構成され、また、前記保持ケーブル(24)が前記エンドレスのケーブルループの一部であることを特徴とする、請求項20ないし22のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  24. 鉛直軸に関して回転するはずみ車の質量(28)を備えたゴンドラ(14)を特徴とする、請求項1ないし23のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  25. 風力タービン(12)塔においてゴンドラ(14)が塔に到達する高さに、閉鎖可能な開口部(18)が備えられていることを特徴とする、請求項1ないし24のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  26. 前記開口部(18)に近く、前記ゴンドラの高さに備えられた固定装置を特徴とする、請求項25に記載の風力発電地帯。
  27. 少なくとも1つの前記風力タービン(12)塔における、前記開口部(18)の上方に配置された実質的に水平な延長部からなるカバー(34)を特徴とする、請求項1ないし26のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  28. 塔に対して横を向いたカバー(34)の側部に配された第1防護壁(36)を特徴とし、前記第1防護壁が実質的に鉛直に、前記ケーブル連絡部(10)と実質的に平行に所定の距離を保って延びている、請求項27に記載の風力発電地帯。
  29. 少なくとも1つの第2防護壁(38)が前記風力タービン(12)塔に、前記開口部(18)の前記高さで配され、そして、前記ケーブル連絡部(10)と実質的に平行に延びていることを特徴とする、請求項1ないし28のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  30. 2つの部分からなる第2防護壁(38)が前記開口部(18)の両側に、所定の長さで延びていることを特徴とする、請求項29に記載の風力発電地帯。
  31. 前記第1防護壁(36)と前記第2防護壁(38)の間の間隙が、前記開口部(18)から距離を隔てた所定の部分において、その大きさを増加させていることを特徴とする、請求項28ないし30のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  32. 前記防護壁(36、38)の少なくとも1つにおいて、所定の厚みの弾性被覆(48)が配されていることを特徴とする、請求項28ないし31のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  33. 前記カバー(34)、および/または、前記防護壁(36、38)に少なくとも1つの照明装置が配されていることを特徴とする、請求項27ないし32のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  34. 前記ケーブル連絡部(10)と実質的に平行に延びる少なくとも1つの通路が前記開口部(18)から到達可能であり、かつ、少なくとも1つの保持設備をその全長に沿って備えていることを特徴とする、請求項1ないし34のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  35. 少なくとも1つの前記風力タービン(12)塔の外側の単一の、または、複数部からなる作業プラットフォームに前記開口部(18)から到達可能であることを特徴とする、請求項1ないし34のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  36. 少なくとも1つの前記風力タービン(12)塔の外側の冠状安全台、または、作業ケージへ、前記開口部(18)より到達可能であることを特徴とする、請求項1ないし35のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  37. 前記風力タービン(12)塔上、前記開口部(18)近くに第1誘導レールが配され、前記ケーブル連絡部(10)と実質的に平行に延びていることを特徴とする、請求項1ないし36のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  38. 前記第1誘導レール(40)と実質的に平行に、所定の距離を保って第2誘導レール(42)が延びていることを特徴とする、請求項37に記載の風力発電地帯。
  39. 前記第1誘導レール(40)と前記第2誘導レール(42)の間の間隙が、前記開口部(18)から距離を置いた所定の部分において、その大きさを増加させていることを特徴とする、請求項37または38に記載の風力発電地帯。
  40. 前記誘導レール(40、42)が前記防護壁(36)を支持していることを特徴とする、請求項37ないし39のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  41. 前記開口部(18)は、前記ゴンドラ(14)よりも大きく、かつ、前記ケーブル連絡部(10)が前記開口部(18)を通り、前記風力タービン(12)塔内部へ延びていることを特徴とする、請求項25ないし40のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  42. 前記ケーブル連絡部(10)に沿って、各塔に少なくとも一組の転轍機を配することを特徴とする、請求項1ないし41のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  43. 前記ゴンドラ(14)内の積荷固着設備、および、固縛手段を特徴とする、請求項1ないし42のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  44. 前記ゴンドラ(14)上、または、内に位置する、運搬中の積荷取り扱いのための引き上げ装置を特徴とする、請求項1ないし43のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  45. 少なくとも1基の前記風力タービン(12)塔に配された引き上げ、および/または、搬送装置を特徴とする、請求項1ないし44のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  46. 周囲を囲まれたキャビンを備えたゴンドラ(14)を特徴とする、請求項1ないし45のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  47. ゴンドラ(14)における、他の風力発電地帯の設備との衝突の危険性が最も高い場所のうち、少なくとも1箇所に弾性被覆を備えていることを特徴とする、請求項1ないし46のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  48. 浮揚性のゴンドラ(14)を特徴とする、請求項1ないし47のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  49. 前記弾性被覆が同時に浮きとしての役割を果たしていることを特徴とする、請求項1ないし48のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  50. 中央制御ユニット、センサ、および/または、アクチュエータを有する制御装置を特徴とする、請求項1ないし49のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  51. 前記中央制御ユニットが、風力発電地帯の前記風力タービン(12)の1基に配置されていることを特徴とする、請求項50に記載の風力発電地帯。
  52. 前記ゴンドラ(14)の通過を検出する、少なくとも1つのセンサを特徴とする、請求項50または51に記載の風力発電地帯。
  53. 前記ゴンドラ内に配置されたGPSモジュールを特徴とする、請求項1ないし52のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  54. 前記風力発電地帯においてもたらされる電気エネルギを電気式駆動体への電力供給に用いることを特徴とする、請求項1ないし53のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  55. 前記エネルギが選択的に、発電機、中間的直流回路、または、その他の適切なポイントに引き込まれていることを特徴とする、請求項54に記載の風力発電地帯。
  56. 前記風力発電地帯内にて、エネルギが少なくとも部分的には電気以外の形式で移送されることを特徴とする、請求項1ないし55のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  57. 前記ケーブル連絡部(10)を支持する目的で、前記風力タービン(12)塔間にマスト(11)が隣接して配置されていることを特徴とする、、請求項1ないし56のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  58. 中央制御ユニットがセンサによって検出される状況を評価し、そして、アクチュエータに対して適切な制御信号を発することを特徴とする、風力発電地帯の少なくとも2基の風力タービンの間に設けられたケーブルカーシステムを制御する方法。
  59. GPSデータ、および/または、ゴンドラ(14)の位置を示唆する他のエンコード形式のデータを前記中央制御ユニットに送信することを特徴とする、請求項58に記載の方法。
  60. 少なくとも1基の風力タービン(12)が、少なくとも1人の人間が滞在するための生活領域を備えていることを特徴とする、請求項1ないし59のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  61. 前記生活領域が、衛生領域、および/または、キッチン領域、および/または、食品貯蔵領域、および/または、休憩領域を有することを特徴とする、請求項60に記載の風力発電地帯。
  62. 前記生活領域が前記風力タービン(12)塔に統合されていることを特徴とする、請求項60または61に記載の風力発電地帯。
  63. 前記生活領域が複数の相互連結した階層で構成されていることを特徴とする、請求項60ないし62のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  64. 生活領域内に、所定のデータを信号伝達するための装置、および/または、所定の動作パラメータの操作のための装置を備えていることを特徴とする、請求項60ないし63のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  65. 情報、および/または、データを交換するための通信設備を特徴とする、請求項60ないし64のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  66. 人員に飲用水、および、用水を供給するための、水処理プラントを特徴とする、請求項60ないし65のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  67. 電力供給における格差を埋めるためにエネルギを貯蔵するためのエネルギ貯蔵手段を特徴とする、請求項60ないし66のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  68. 天候を観測するための装置、ならびに/または、気象データを検出、分析、記録、および/もしくは、転送するための装置を特徴とする、請求項60ないし67のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  69. 少なくとも、前記生活領域を備えている前記風力タービンには、船舶の航行補助、および/または、怪我をした人、もしくは、難破船の乗員を救助するための設備を備えていることを特徴とする、請求項60ないし68のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  70. 前記生活領域の設置されている前記風力タービン塔において展望台が、機械室の下方で前記塔を完全に、または、少なくとも好ましい方向で部分的に取り囲んでいることを特徴とする、請求項60ないし69のいずれか1つに記載の風力発電地帯。
  71. 少なくとも前記展望台の部分が窓を備え、前記風力タービンの周囲を監視可能であることを特徴とする、請求項70に記載の風力発電地帯。
  72. 前記生活領域と前記展望台の間のエレベータを特徴とする、請求項70または71に記載の風力発電地帯。
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