专利摘要

本实用新型涉及一种伞艇高空风力发电系统，包括：风力发电机、气艇、测风雷达及伞型升降装置；其中，所述气艇呈筒状，且两头直径大于中间直径，风力发电机固定于气艇筒内中间位置；测风雷达和伞型升降装置设置于气艇外侧，测风雷达用于采集气艇周围不同高度位置的风速情况，伞型升降装置连接测风雷达，并连接一升降伞，伞型升降装置接收测风雷达采集的不同高度位置的风速情况，根据不同位置风速及对应高度，控制升降伞的张角，以使升降伞带动气艇进行移动，调整风力发电机所在的高度位置。通过本实用新型，能够控制升降伞带动风力发电机移动，使发电装置在高空中到达使电机发电量达到最大的最佳位置。

权利要求

1.一种伞艇高空风力发电系统，其特征在于，包括：风力发电机、气艇、测风雷达及伞型升降装置；其中，所述气艇呈筒状，且两头直径大于中间直径，风力发电机固定于气艇筒内中间位置；测风雷达和伞型升降装置设置于气艇外侧，测风雷达用于采集气艇周围不同高度位置的风速情况，伞型升降装置连接测风雷达，并连接一升降伞，伞型升降装置接收测风雷达采集的不同高度位置的风速情况，根据不同位置风速及对应高度，控制升降伞的张角，以使升降伞带动气艇进行移动，调整风力发电机所在的高度位置。

2.根据权利要求1所述的伞艇高空风力发电系统，其特征在于，所述气艇为氦气艇。

3.根据权利要求1所述的伞艇高空风力发电系统，其特征在于，所述气艇外侧设置平衡耳，以使系统在空中保持平衡。

4.根据权利要求1所述的伞艇高空风力发电系统，其特征在于，地面设置卷扬机，卷扬机通过缆绳连接气艇，以将气艇收回。

5.根据权利要求4所述的伞艇高空风力发电系统，其特征在于，缆绳连接于卷扬机和气艇之间，并连接至风力发电机及伞型升降装置，以实现电能和信号传输。

6.根据权利要求4所述的伞艇高空风力发电系统，其特征在于，气艇放出后，缆绳一端连接气艇，另一端连接一固定于地面的万向轮，使气艇在空中漂浮的时候通过万向滑轮自由跟随。

7.根据权利要求1所述的伞艇高空风力发电系统，其特征在于，缆绳长度和升降伞的张角是基于激光测风雷达数据的前馈协同控制，实现气艇高度升降的自动控制。

8.根据权利要求1所述的伞艇高空风力发电系统，其特征在于，所述风力发电机为高速直驱方式，叶片转速高，实现小体积下的大容量发电。

说明书

技术领域

本实用新型涉及高空风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种伞艇高空风力发电系统。

背景技术

高空风能是指离地面3000~10000米以上的中、高空风能，是一种储量丰裕、分布广泛的可再生清洁能源。我国高空风能资源丰富，高度达到3000m时，超过200W/m²区域已覆盖国内全部地区。在我国陆地上空10000m处，大部分地区风力密度均值超过5kW/m²。

目前，将发电机设置于地面的发电系统多采用的是中高空风能发电装置。现有的中高空风能发电装置包括高空风筝型发电装置和伞型控制装置。高空风筝型发电装置和伞型控制装置通过缆绳与地面发电机组中的动力卷扬机连接，由高空风筝型发电装置和伞型控制装置上行时通过缆绳带动动力卷扬机转动，将风能转化为电能。但是现有技术中工作人员无法获知发电装置当前所处位置的风力情况，发电装置在高空中无法到达使电机发电量达到最大的最佳位置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种伞艇高空风力发电系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种伞艇高空风力发电系统，包括风力发电机、气艇、测风雷达及伞型升降装置；其中，所述气艇呈筒状，且两头直径大于中间直径，风力发电机固定于气艇筒内中间位置；测风雷达和伞型升降装置设置于气艇外侧，测风雷达用于采集气艇周围不同高度位置的风速情况，伞型升降装置连接测风雷达，并连接一升降伞，伞型升降装置接收测风雷达采集的不同高度位置的风速情况，根据不同位置风速及对应高度，控制升降伞的张角，以使升降伞带动气艇进行移动，调整风力发电机所在的高度位置。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，气艇为氦气艇。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，气艇外侧设置平衡耳，以使系统在空中保持平衡。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，地面设置卷扬机，卷扬机通过缆绳连接气艇，以将气艇收回。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，缆绳连接于卷扬机和气艇之间，并连接至风力发电机及伞型升降装置，以实现电能和信号传输。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，气艇放出后，缆绳一端连接气艇，另一端连接一固定于地面的万向轮，使气艇在空中漂浮的时候通过万向滑轮自由跟随。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，缆绳长度和升降伞的张角是基于激光测风雷达数据的前馈协同控制，实现气艇高度升降的自动控制。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，风力发电机为高速直驱方式，叶片转速高，实现小体积下的大容量发电。

区别于现有技术，本实用新型提供的伞艇高空风力发电系统包括：风力发电机、气艇、测风雷达及伞型升降装置；其中，所述气艇呈筒状，且两头直径大于中间直径，风力发电机固定于气艇筒内中间位置；测风雷达和伞型升降装置设置于气艇外侧，测风雷达用于采集气艇周围不同高度位置的风速情况，伞型升降装置连接测风雷达，并连接一升降伞，伞型升降装置接收测风雷达采集的不同高度位置的风速情况，根据不同位置风速及对应高度，控制升降伞的张角，以使升降伞带动气艇进行移动，调整风力发电机所在的高度位置。通过本实用新型，能够控制升降伞带动风力发电机移动，使发电装置在高空中到达使电机发电量达到最大的最佳位置。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的一种伞艇高空风力发电系统的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种伞艇高空风力发电系统的整体结构示意图。

图3是本实用新型提供的一种伞艇高空风力发电系统的缆绳的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的伞艇高空风力发电系统包括风力发电机1、气艇2、测风雷达3及伞型升降装置4；其中，所述气艇2呈筒状，且两头直径大于中间直径，风力发电机1固定于气艇2筒内中间位置；测风雷达3和伞型升降装置4设置于气艇2外侧，测风雷达3用于采集气艇2周围不同高度位置的风速情况，伞型升降装置4连接测风雷达3，并连接一升降伞5，伞型升降装置4接收测风雷达3采集的不同高度位置的风速情况，根据不同位置风速及对应高度，控制升降伞5的张角，以使升降伞5带动气艇2进行移动，调整风力发电机1所在的高度位置。如图1，测风雷达3及伞型升降装置4安装固定于一测风雷达安装平台上，且该测风雷达安装平台固定于气艇2外部。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，气艇2为氦气艇。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，气艇2外侧设置平衡耳6，以使系统在空中保持平衡。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，地面设置卷扬机7，卷扬机7通过缆绳8连接气艇2，以将气艇2收回。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，缆绳8连接于卷扬机7和气艇2之间，并连接至风力发电机1及伞型升降装置4，以实现电能和信号传输。

在本实用新型所述的伞艇高空风力发电系统中，气艇2放出后，缆绳8一端连接气艇2，另一端连接一固定于地面的万向轮9，使气艇2在空中漂浮的时候通过万向滑轮9自由跟随。整体结构如图2所示。

具体的，本实用新型的伞艇高空风力发电系统将风力发电机1放置于气艇2内，气艇2的填充气体为密度小于空气的气体，可为氢气和氦气，优选为氦气艇。氦气艇设置为筒状，且筒体中间的直径小于两头的直径，采用缩放型设计，两头宽中间窄，风流过内部的叶片的时候，流速最大捕获风能效率最高。风力发电机1设置于筒状气艇2的筒内中部，同时筒状气艇2外部还设置了平衡耳6，设置平衡耳6与风力发电机1的位置，使二者及气艇2在气艇飞行过程中处于平衡状态。气艇2通过缆绳8连接至卷扬机7，卷扬机7通电后，其电机旋转，放出气艇2。通过卷扬机7电机控制缆绳8放出的长度，从而控制气艇2上升高度。

根据常识，空中高度达到3000m时，所处位置的风力密度可以超过200W/m²，而达到10000米时，大部分地区风力密度均值超过5kW/m²。且在3000m-10000m的范围内，风力密度是随高度的升高呈正比例变化。但是在同一高空的高度，不同位置的风力密度可能也是不同的，现有技术的高空风力发电系统在将风力发电机1随气艇或风筝放出后，风力发电机的位置不仅不可控，而且还处于固定状态，无法使风力发电机的发电功率达到最佳状态。

随着高度的升高，所需缆绳8长度加长，且对气艇2的要求也增加，可知高度越高，对设备要求也更高，所需成本也在增加。本实用新型结合成本及风力问题，将缆绳8设定为指定长度，可使气艇2带动风力发电机1到达指定位置，然后开启测风雷达3，以探测雷达探测范围内的风力密度最大的位置。在其探测到风力密度最大的位置后，将位置信息发送到伞型控制装置4，伞型控制装置4输入位置信息，通过编程，计算升降伞5的张角，并控制升降伞5的张角达到计算的程度，同时发送指令至地面的卷扬机7的电机，控制电机运转继续放出缆绳8，从而控制升降伞5带动气艇2到达测风雷达3探测到的风力密度最大的位置。在本实施方式中，通过卷扬机7放出缆绳8，气艇2不受限制后继续移动，移动至伞型控制装置4计算出的行进高度，同时将升降伞5的伞体张角张开到伞型控制装置4计算得到的角度，通过缆绳8和升降伞5的配合，而将气艇2及风力发电机1移动至测风雷达3测量得到的风力密度最大的位置。缆绳8内部还设置了电力传输的输电线路和用于信号传动的导线，在移动气艇2时，通过导线连接卷扬机7和伞型控制装置4，以控制卷扬机7电机工作，放出缆绳8。在本实用新型的其他实施方式中，还可在气艇2中设置设备监控装置，用于监控风力发电机1、气艇2、测风雷达3、伞型升降装置4及升降伞5的工作情况，在其中一者发生损坏时，通过导线向地面传递警报信号，控制卷扬机7电机运转，收回缆绳8，同时将气艇2收回进行维护更换。缆绳8的结构如图3所示。

将气艇2及风力发电机1移动至测风雷达3探测到的风力密度最大的位置时，使气艇2停止，且风力发电机1开始工作，同时控制测风雷达3继续探测，找寻可探测范围内风力密度最大的位置。

伞型控制装置4在接收到测风雷达3传输的关于最大风力密度位置信息时，计算评估是否有转移气艇2位置的必要，若判定无必要，则保持气艇2位置不变，使风力发电机1继续工作。

区别于现有技术，本实用新型提供的智伞艇高空风力发电系统包括：风力发电机、气艇、测风雷达及伞型升降装置；其中，所述气艇呈筒状，且两头直径大于中间直径，风力发电机固定于气艇筒内中间位置；测风雷达和伞型升降装置设置于气艇外侧，测风雷达用于采集气艇周围不同高度位置的风速情况，伞型升降装置连接测风雷达，并连接一升降伞，伞型升降装置接收测风雷达采集的不同高度位置的风速情况，根据不同位置风速及对应高度，控制升降伞的张角，以使升降伞带动气艇进行移动，调整风力发电机所在的高度位置。通过本实用新型，能够控制升降伞带动风力发电机移动，使发电装置在高空中到达使电机发电量达到最大的最佳位置。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

一种伞艇高空风力发电系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。