JP6185180B2 - 航空車両のための経路に基づく発電制御 - Google Patents
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Description
[0016] 例証的な実施形態は、空中風力タービン(AWT)などの風力エネルギーシステムで使用することができる航空車両に関する。特に、例証的な実施形態は、航空車両を、運動エネルギーから電気エネルギーへの変換を容易にする特定の飛行モード間で移行させる方法およびシステムに関する、またはそれらの形態を取り得る。
A.空中風力タービン(AWT)
[0026] 図1は、実施形態例によるAWT100を示す図である。具体的には、AWT100は、地上局110、テザー120、および航空車両130を含む。図1に示すように、航空車両130は、テザー120に接続することができ、テザー120は、地上局110に接続することができる。この例では、テザー120は、地上局110には地上局110上の1箇所で取り付けることができ、航空車両130には航空車両130上の2箇所で取り付けることができる。ただし、他の例では、テザー120は、地上局110および/または航空車両130の任意の部分に複数箇所で取り付けることができる。
[0041] 図2は、AWT200の構成要素を示す簡略ブロック図である。AWT200は、AWT100の形態をとる、またはAWT100に類似した形態とすることができる。具体的には、AWT200は、地上局210、テザー220および航空車両230を含む。地上局210は、地上局110の形態をとる、または地上局110と類似した形態とすることができ、テザー220は、テザー120の形態をとる、またはテザー120と類似した形態とすることができ、航空車両230は、航空車両130の形態をとる、または航空車両130と類似した形態とすることができる。
[0065] 図3Aおよび図3Bは、実施形態例による、電力が生成され得るように、航空車両をホバー飛行から横風飛行に移行させる一例300を示す図である。例300は、全体として、例示的に、図1に関連して上述した航空車両130によって実行されるものとして説明する。例証のために、例300について図3Aおよび図3Bに示すように一連のアクションで説明するが、例300は、任意数のアクションおよび/またはアクションの組合せで実行することができる。
[0088] 図4は、実施形態例による方法400を示す流れ図である。方法400を用いて、横風飛行配向にある航空車両の発電を制御することができる。方法400などの例証的な方法は、その全体または一部を、図1に示す航空車両130、図2に示す航空車両230、図1に示す地上局110および図2に示す地上局210の1つまたは複数の構成要素など、航空車両の1つまたは複数の構成要素によって実行することができる。例えば、方法400は、制御システム248によって実行することができる。簡略にするために、方法400は、概略的に航空車両130および/または航空車両230などの航空車両によって実行されるものとして説明することができる。ただし、方法400などの方法例は、本開示の範囲を逸脱することなく、その他のエンティティまたはエンティティの組合せによって実行することもできることを理解されたい。
[00106] 図面に示す具体的な構成は、限定的なものと見なすべきではない。他の実施形態では、所与の図面に示す各要素を、図示の数より多く、または少なく含むことができることを理解されたい。さらに、図示の要素のいくつかは、結合または省略することができる。さらに、例示的な実施形態は、図面に示していない要素を含むこともできる。
Claims (20)
- 航空車両を、電力を生成するように横風飛行配向で第1の飛行経路に実質的に沿って動作させるステップであって、前記第1の飛行経路がテザーによって制約され、前記テザーが前記テザーの長さに基づく半径を有するテザー球を画定するものであり、前記航空車両が前記テザーを介して地上局に連結され、前記第1の飛行経路が実質的に前記テザー球上にあり、かつ前記第1の飛行経路が前記航空車両が前記電力を生成することを可能にする実質的に円形の経路を含む、ステップと、
前記航空車両が横風飛行配向にある間に、
前記航空車両によって生成されている電力を低減することを決定するステップと、
前記決定に応答して異なる第2の飛行経路を決定するステップであって、前記異なる第2の飛行経路が、前記第2の飛行経路上で動作するときに前記航空車両によって生成される前記電力を低減するものであり、前記異なる第2の飛行経路が実質的に前記テザー球上にある、ステップと、
前記航空車両を前記異なる第2の飛行経路に実質的に沿って動作させるステップと、
を含む、方法。 - 前記航空車両によって生成されている前記電力を低減することを決定するステップが、前記航空車両の構成要素の温度に基づいて、生成されている前記電力を低減することを決定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記航空車両によって生成されている前記電力を低減することを決定するステップが、前記航空車両によって生成されている前記電力が前記航空車両の構成要素の定格電力より大きいと判定することを含み、前記構成要素の前記定格電力が前記航空車両の前記構成要素の最大電力を画定する、請求項1に記載の方法。
- 前記異なる第2の飛行経路を決定するステップであって、前記異なる第2の飛行経路が、前記異なる第2の飛行経路上で動作するときに前記航空車両によって生成される前記電力を低減するものである、ステップが、
前記航空車両に加えられている見かけの風流の風速を決定するステップであって、前記航空車両に加えられている前記見かけの風流が安定した追い風の気流を含み、前記風速が風速しきい値を超えている、ステップと、
前記航空車両に加えられている前記見かけの風流の前記風速に基づいて、前記異なる第2の飛行経路を決定するステップと、を含む、請求項1に記載の方法。 - 第1の軸が前記飛行経路と交差し、第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第1の軸が前記地上局から延び、かつ前記第1の軸が前記地上局が固定されている地面と実質的に平行に配向され、前記第1の飛行経路が前記地上局の実質的に風下に配向され、
前記第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第2の軸が前記地上局から延び、かつ前記第2の軸が前記第1の軸に対してある角度をなすように配向され、前記異なる第2の飛行経路が前記地上局の実質的に風下にある状態から異なっている、請求項1に記載の方法。 - 第1の軸が前記飛行経路と交差し、第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第1の軸が前記地上局から延び、かつ前記第1の軸が前記地上局が固定されている地面と実質的に平行に配向され、前記第1の飛行経路が前記地上局の実質的に風下に配向され、
前記異なる第2の飛行経路を決定するステップが、
前記航空車両に加えられている見かけの風流の風速を決定するステップであって、前記航空車両に加えられている前記見かけの風流が安定した追い風の気流を含み、前記風速が風速しきい値を超えている、ステップと、
前記決定に基づいて変化角を決定するステップと、
前記第2の軸が前記第1の軸に対して前記変化角をなして異なるように、前記第2の軸を異ならせるステップと、を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第2の軸を異ならせるステップが、前記第2の軸が前記第1の軸に対して前記変化角をなして前記第1の軸の左へ配向されるように前記第2の軸を異ならせることを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第2の軸を異ならせるステップが、前記第2の軸が前記第1の軸に対して前記変化角をなして前記第1の軸の右へ配向されるように前記第2の軸を異ならせることを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第2の軸を異ならせるステップが、前記第2の軸が前記第1の軸に対して前記変化角をなして前記第1の軸の下方へ配向されるように前記第2の軸を異ならせることを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第2の軸を異ならせるステップが、前記第2の軸が前記第1の軸に対して前記変化角をなして前記第1の軸の上方へ配向されるように前記第2の軸を異ならせることを含む、請求項6に記載の方法。
- 地上局に連結されたテザーと、
前記テザーに連結された航空車両であって、前記航空車両が横風飛行配向で第1の飛行経路に実質的に沿って動作して電力を生成するように構成され、前記第1の飛行経路がテザーによって制約され、前記テザーが前記テザーの長さに基づく半径を有するテザー球を画定するものであり、前記第1の飛行経路が実質的に前記テザー球上にあり、かつ前記第1の飛行経路が前記航空車両が前記電力を生成することを可能にする実質的に円形の経路を含む、航空車両と、
制御システムであって、
前記航空車両によって生成されている前記電力を低減することを決定し、
前記決定に応答して異なる第2の飛行経路を決定し、
前記航空車両を前記異なる第2の飛行経路に実質的に沿って動作させる
ように構成され、前記異なる第2の飛行経路が、前記第2の飛行経路上で動作するときに前記航空車両によって生成される前記電力を低減するものであり、前記異なる第2の飛行経路が実質的に前記テザー球上にある、制御システムと、
を含む、システム。 - 前記制御システムが、前記航空車両の構成要素の温度に基づいて、生成されている前記電力を低減することを決定するようにさらに構成される、請求項11に記載のシステム。
- 前記制御システムが、前記航空車両によって生成されている前記電力が前記航空車両の定格電力より大きいと判定するようにさらに構成され、前記航空車両の前記定格電力が前記航空車両の最大電力を画定する、請求項11に記載のシステム。
- 前記制御システムが、
前記航空車両に加えられている見かけの風流の風速を決定し、
前記航空車両の前記見かけの風流の前記風速に基づいて前記異なる第2の飛行経路を決定する
ようにさらに構成され、前記航空車両に加えられている前記見かけの風流が安定した追い風の気流を含み、前記風速が風速しきい値を超えている、請求項11に記載のシステム。 - 第1の軸が前記飛行経路と交差し、第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第1の軸が前記地上局から延び、かつ前記第1の軸が前記地上局が固定されている地面と実質的に平行に配向され、前記第1の飛行経路が前記地上局の実質的に風下に配向され、
前記第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第2の軸が前記地上局から延び、かつ前記第2の軸が前記第1の軸に対してある角度をなすように配向され、前記異なる第2の飛行経路が前記地上局の実質的に風下にある状態から異なっている、請求項11に記載のシステム。 - 第1の軸が前記飛行経路と交差し、第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第1の軸が前記地上局から延び、かつ前記第1の軸が前記地上局が固定されている地面と実質的に平行に配向され、前記第1の飛行経路が前記地上局の実質的に風下に配向され、
前記制御システムが、
前記航空車両に加えられている見かけの風流の風速を決定し、
前記決定に基づいて変化角を決定し、
前記第2の軸が前記第1の軸に対して前記変化角をなして異なるように、前記第2の軸を異ならせる
ようにさらに構成され、前記航空車両に加えられている前記見かけの風流が安定した追い風の気流を含み、前記風速が風速しきい値を超えている、請求項15に記載のシステム。 - 地上局に連結されたテザーと、
前記テザーに連結された航空車両であって、前記航空車両が横風飛行配向で第1の飛行経路に実質的に沿って動作して電力を生成するように構成され、前記第1の飛行経路がテザーによって制約され、前記テザーが前記テザーの長さに基づく半径を有するテザー球を画定するものであり、前記第1の飛行経路が実質的に前記テザー球上にあり、かつ前記第1の飛行経路が前記航空車両が前記電力を生成することを可能にする実質的に円形の経路を含む、航空車両と、
制御システムであって、
前記航空車両によって生成されている前記電力が、前記航空車両の最大電力を画定する前記航空車両の定格電力より大きいと判定し、
前記判定に応答して異なる第2の飛行経路を決定する
ように構成され、前記異なる第2の飛行経路が、前記異なる第2の飛行経路上で動作するときに前記航空車両によって生成される前記電力を低減するものであり、前記異なる第2の飛行経路が実質的に前記テザー球上にある、制御システムと、
を含む、システム。 - 前記制御システムが、前記航空車両を前記異なる第2の飛行経路に実質的に沿って動作させるようにさらに構成される、請求項17に記載のシステム。
- 第1の軸が前記飛行経路と交差し、第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第1の軸が前記地上局から延び、かつ前記第1の軸が前記地上局が固定されている地面と実質的に平行に配向され、前記第1の飛行経路が前記地上局の実質的に風下に配向され、
前記第2の軸が前記異なる第2の飛行経路と交差し、前記第2の軸が前記地上局から延び、かつ前記第2の軸が前記第1の軸に対してある角度をなすように配向され、前記異なる第2の飛行経路が前記地上局の実質的に風下にある状態から異なっている、請求項17に記載のシステム。 - 前記制御システムが、
前記航空車両に加えられている見かけの風流の風速を決定し、
前記決定に基づいて前記角を決定する
ようにさらに構成され、前記航空車両に加えられている前記見かけの風流が安定した追い風の気流を含み、前記風速が風速しきい値を超えている、請求項19に記載のシステム。
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