用于將來自飛行器的風(fēng)轉(zhuǎn)換成電力的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本文中描述的主題總體涉及風(fēng)輪機(jī)，并且更特別地涉及用于將來自飛行器的風(fēng)轉(zhuǎn)換成電力的系統(tǒng)和方法。
[0002]使用風(fēng)輪機(jī)通過風(fēng)來產(chǎn)生能量是眾所周知的。通常，由于其高效率，已經(jīng)使用高速槳式渦輪。這樣的高速渦輪一般很大，并且一般包括機(jī)艙，該機(jī)艙被安裝用于具有顯著高度和直徑的頂上單個(gè)塔架。這樣的渦輪可以是單向的，并且被豎立以利用穿過定位有渦輪的地點(diǎn)的常見風(fēng)流。通常，這些風(fēng)輪機(jī)被部署在開闊場(chǎng)地或臺(tái)地中，盡可能遠(yuǎn)離風(fēng)減緩障礙物，以允許風(fēng)以最佳速度沖擊風(fēng)輪機(jī)的翼面或葉片。另外，風(fēng)輪機(jī)被盡可能地提升到地面之上，以使翼面遠(yuǎn)離風(fēng)減緩地面效應(yīng)。
[0003]然而，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域需要有在機(jī)場(chǎng)可以容易輸送并安裝且能夠捕獲飛行器所引起的風(fēng)的相對(duì)緊湊的風(fēng)輪機(jī)單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在所提供的本公開的一個(gè)方面中，提供了一種用于通過由飛行器所引起的風(fēng)來產(chǎn)生能量的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)輪機(jī)，所述一個(gè)或多個(gè)風(fēng)輪機(jī)被構(gòu)造成通過捕獲由所述飛行器引起的風(fēng)來產(chǎn)生電力。所述一個(gè)或多個(gè)風(fēng)輪機(jī)中的每個(gè)均包括:轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子被安裝用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)葉片，所述多個(gè)葉片聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子。
[0005]在所提供的本公開的另一方面中，提供了一種用于使用風(fēng)輪機(jī)通過由飛行器所引起的風(fēng)來產(chǎn)生能量的方法。所述方法包括:確定所述飛行器是正準(zhǔn)備起飛還是正準(zhǔn)備降落；以及基于所述飛行器正準(zhǔn)備起飛或正準(zhǔn)備降落的指示來調(diào)整所述風(fēng)輪機(jī)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，其中所述風(fēng)輪機(jī)包括:轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子被安裝為用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)葉片，所述多個(gè)葉片聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子。
[0006]在所提供的本公開的又一方面中，提供了一種用于通過由飛行器所引起的風(fēng)來產(chǎn)生能量的風(fēng)輪機(jī)。所述風(fēng)輪機(jī)包括:轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子被安裝為用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)；多個(gè)葉片，所述多個(gè)葉片聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子；以及處理器。所述處理器被編程以接收所述飛行器正準(zhǔn)備起飛或正準(zhǔn)備降落的指示，并且基于所述飛行器正準(zhǔn)備起飛或正準(zhǔn)備降落的指示來調(diào)整所述風(fēng)輪機(jī)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。
【附圖說明】
[0007]圖1是放置在機(jī)場(chǎng)跑道的任一端處的風(fēng)輪機(jī)的例證性示例。
[0008]圖2是例示了在操作一個(gè)或多個(gè)風(fēng)輪機(jī)中使用的示例性系統(tǒng)的框圖。
[0009]圖3至圖5是示例性風(fēng)輪機(jī)的立體圖。
[0010]圖6是描繪了使用風(fēng)輪機(jī)通過由飛行器所引起的風(fēng)來產(chǎn)生能量的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在起飛時(shí)從飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)排出的空氣(例如，噴氣流)可以產(chǎn)生超過300mph (英里每小時(shí))的“風(fēng)”。起飛時(shí)所排出的空氣/風(fēng)的速度在發(fā)動(dòng)機(jī)緊后面是最大的。例如，起飛之前在跑道的一端處，飛行員通常在其輪制動(dòng)器接合的情況下將其發(fā)動(dòng)機(jī)加速至全功率，以便在跑道的另一端處實(shí)現(xiàn)期望的空氣速度從而起飛。對(duì)于所有起飛的飛機(jī)，起飛的該發(fā)動(dòng)機(jī)加速位置一般是相同的。在跑道上的該加速位置的緊后面，以超過300mph的速度排出空氣/風(fēng)。該高速空氣/風(fēng)施加巨大的力并且包含許多內(nèi)在動(dòng)力。類似地，在降落期間由飛行器下壓的空氣/風(fēng)(例如，下降氣流)的速度也施加巨大的力和內(nèi)在動(dòng)力。在降落期間由飛行器下壓的空氣/風(fēng)的力在跑道的緊前面是顯著的，因?yàn)閬碜燥w行器的下降氣流在碰到地面之前已經(jīng)幾乎沒有高度或時(shí)間來分散。因此，為了利用由這些飛行器引起的風(fēng)，并且參照?qǐng)D1，本公開的各實(shí)施方式提供了風(fēng)輪機(jī)100，風(fēng)輪機(jī)100位于機(jī)場(chǎng)跑道104的邊緣102處或附近。這使風(fēng)輪機(jī)100能夠利用在起飛和降落時(shí)由飛行器產(chǎn)生的風(fēng)。然而，雖然圖1例示了風(fēng)輪機(jī)100位于跑道104的端部102處的地點(diǎn)，但由本文教導(dǎo)所指導(dǎo)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，風(fēng)輪機(jī)100可位于沿著或靠近跑道104的各種地點(diǎn)處，以便于捕獲由飛行器產(chǎn)生的空氣。
[0012]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，提供了例示在操作風(fēng)輪機(jī)100中使用的示例性系統(tǒng)200的框圖。系統(tǒng)100包括計(jì)算裝置202、網(wǎng)絡(luò)204以及經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)204聯(lián)接到計(jì)算裝置202的(例如，如圖1中示出的)風(fēng)輪機(jī)100。網(wǎng)絡(luò)204可包括(但不限于)因特網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、無線LAN(WLAN)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和/或虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)。
[0013]計(jì)算裝置202包括用于執(zhí)行指令的處理器206以及存儲(chǔ)裝置208。在一些實(shí)施方式中，可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置208中。存儲(chǔ)裝置208是允許存儲(chǔ)并恢復(fù)諸如可執(zhí)行指令和/或其它數(shù)據(jù)的信息的任何裝置。例如，存儲(chǔ)裝置208可存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀指令，用于確定并響應(yīng)于動(dòng)力輸出水平，和/或用于接收并處理輸入(例如，目標(biāo)動(dòng)力輸出水平、航班時(shí)亥IJ、天氣情況等等)。另外，存儲(chǔ)裝置208可被構(gòu)造成存儲(chǔ)飛行器信息，諸如在起飛以及降落時(shí)由飛行器引起的風(fēng)速，和/或適用于本文中描述的方法的任何其它數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，存儲(chǔ)裝置208可遠(yuǎn)離計(jì)算裝置202。在另一實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可存儲(chǔ)在云服務(wù)、數(shù)據(jù)庫或可由計(jì)算裝置202訪問的其它存儲(chǔ)區(qū)中。這樣的實(shí)施方式減少了計(jì)算裝置202的計(jì)算和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。
[0014]在一些實(shí)施方式中，計(jì)算裝置202包括用于向用戶呈現(xiàn)信息的至少一個(gè)演示裝置210。演示裝置210是能夠向用戶傳遞信息的任何部件。演示裝置210可包括(但不限于)顯示裝置(例如，液晶顯示器(IXD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器或“電子墨水”顯示器)和/或音頻輸出裝置(例如，揚(yáng)聲器或耳機(jī))。在一些實(shí)施方式中，演示裝置210包括輸出適配器，諸如視頻適配器和/或音頻適配器。輸出適配器操作性地聯(lián)接到處理器206并被構(gòu)造成操作性地聯(lián)接到輸出裝置，諸如顯示裝置或音頻輸出裝置。
[0015]在一些實(shí)施方式中，計(jì)算裝置202包括用于接收來自用戶的輸入的輸入裝置212。輸入裝置212可包括例如鍵盤、指示裝置、鼠標(biāo)、輸入筆、觸敏面板(例如，觸摸板或觸摸屏)、位置檢測(cè)器和/或音頻輸入裝置。諸如觸摸屏的單個(gè)部件可充當(dāng)演示裝置210的輸出裝置和輸入裝置212兩者。計(jì)算裝置202還包括通信接口 214，通信接口 214被構(gòu)造成通信地聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)風(fēng)輪機(jī)控制器216和/或一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算裝置202。
[0016]如圖2中示出的，每個(gè)風(fēng)輪機(jī)100包括風(fēng)輪機(jī)控制器216。雖然風(fēng)輪機(jī)控制器216被示出為與風(fēng)輪機(jī)100定位，但是替代地，風(fēng)輪機(jī)控制器216可定位在風(fēng)輪機(jī)100的外側(cè)。例如，風(fēng)輪機(jī)控制器216可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)202通信地聯(lián)接到風(fēng)輪機(jī)100。
[0017]在一個(gè)實(shí)施方式中，風(fēng)輪機(jī)控制器216包括處理器218。處理器218可包括處理單元，諸如(但不限于)集成電路(1C)、專用集成電路(ASIC)、微計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)和/或任何其它可編程電路。處理器218可包括多個(gè)處理單元(例如，采取多核構(gòu)造)。通過用適當(dāng)?shù)闹噶顬樘幚砥?18編程，風(fēng)輪機(jī)控制器216能構(gòu)造成執(zhí)行本文中描述的操作/工藝(例如，下面描述的工藝600)。例如，通過將操作編碼為一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令以及將可執(zhí)行指令提供給聯(lián)接到處理器218的存儲(chǔ)裝置220中的處理器218，可對(duì)處理器218編程。存儲(chǔ)裝置220可包括(但不限于)一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)裝置、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置和/或一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，存儲(chǔ)裝置220可遠(yuǎn)離風(fēng)輪機(jī)控制器216。在另一實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可存儲(chǔ)在云服務(wù)、數(shù)據(jù)庫或可由風(fēng)輪機(jī)控制器216訪問的其它存儲(chǔ)區(qū)中。這樣的實(shí)施方式減少了風(fēng)輪機(jī)控制器216的計(jì)算和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。
[0018]風(fēng)輪機(jī)100還可包括與風(fēng)輪機(jī)控制器216通信聯(lián)接的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)傳感器222。風(fēng)傳感器222被構(gòu)造成提供預(yù)測(cè)的風(fēng)速或?qū)嶋H風(fēng)速以及風(fēng)關(guān)于風(fēng)輪機(jī)100的方向。風(fēng)傳感器222可實(shí)時(shí)、周期性(例如，每分鐘、每五分鐘或每小時(shí))或者根據(jù)要求來提供風(fēng)數(shù)據(jù)。
[0019]現(xiàn)在參照?qǐng)D3，提供了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式或本公開的風(fēng)輪機(jī)100的立體圖。如圖3中示出的，風(fēng)輪機(jī)100具有柱形結(jié)構(gòu)，該柱形結(jié)構(gòu)包括具有與之聯(lián)接的多個(gè)葉片304的水平軸或轉(zhuǎn)子302。葉片304沿著轉(zhuǎn)子302的長度(沿著軸線305延伸)成排地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子302，并且圍繞轉(zhuǎn)子302的圓周間隔開。由本文教導(dǎo)所指導(dǎo)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，轉(zhuǎn)子302可具有使風(fēng)輪機(jī)100能夠如本文中描述地運(yùn)行的任何合適數(shù)量的葉片304。此夕卜，轉(zhuǎn)子葉片304可具有使風(fēng)輪機(jī)100能夠如本文中描述地運(yùn)行的任何合適的長度。
[0020]在一個(gè)實(shí)施方式中，支撐結(jié)構(gòu)306維持風(fēng)輪機(jī)100的位置并且維持風(fēng)輪機(jī)所面向的方向。然而，支撐結(jié)構(gòu)306還可用于改變風(fēng)輪機(jī)100的高度并且改