【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
0、现有技术
1、文献w02019081563a1公开了一种用于将风力涡轮机前方和/或上方的风从第一方向引导到第二方向的导风系统。该导风系统包括导风件，该导风件被安排和配置成在风力涡轮机的前方和/或上方接收风并且改变风的方向，使得离开该导风件的风具有不同于由该导风件接收的风的另一个方向。风力涡轮机包括塔架和设置有多个转子叶片的转子。该导风件被安排和配置成用于改变风的方向，使得离开该导风件的风将通过将一些周围的风添加或引导到尾流中而增加该转子后面的尾流的风速。
2、文献us2009295164a1公开了一种增加风力涡轮机的输出的方法，其中一个或多个流动表面设置在风力涡轮机处。在较低的风速下，流动表面被设置成引导风朝上和/或离开风力涡轮机的转子，并且因此有利地在转子中使用利用文丘里效应。在较高的风速下，流动表面完全或部分脱离风流。此外，可以基于风速和风向的测量和/或风力涡轮机的功率信号来调节风力涡轮机周围的流动表面。本申请还涉及一种系统，该系统包括一个或多个流动表面和用于调节该流动表面的装置，以便通过利用文丘里效应来使风力涡轮机的输出最大化，从而具有如上所述的优点。
3、现有技术描述了物理原理和高级实现方式，即，使得导风系统能够通过朝向转子和涡轮机的尾流引导风流来增加风力涡轮机的产量。
4、然而，能量生产不是使这种导风系统对于市场实施最佳的唯一驱动力。导风系统还需要非常有成本竞争力，使运输和安装的简单性最大化，符合建筑规范，使可再利用性和可回收性最大化，以及使其对环境的适应
5、现有技术描述了由很少(少于5个)、大且未标准化的部件组成的结构，这对于市场引入和项目执行可能是次优的。
6、本申请利用广泛的产品研发来发掘与现有技术相比在材料成本、运输和安装的简易性、建筑规范一致性、可重复使用性和可循环性以及对环境的适应性方面的优化潜力。
7、专利技术目的
8、因此，本申请的目的是提供一种包括导风系统的系统和方法，所述导风系统用于将风引导到风力涡轮机转子前面和/或后面的区域中，以通过提供包括大量模块的导风系统来提高风力涡轮机能量生产率，所述模块可能是标准化的，从而大幅地节省总导风系统成本、安装时间和风力涡轮机现场的安装成本、制造成本，以及至少部分地使得能够在位于另一位置的另一风力涡轮机处容易地移除和重新安装导风系统。
9、本申请的另一个目的是提供一种容易且经济地将导风系统运输到风力涡轮机场地的系统和方法。
10、本申请的另一个目的是提供一种系统和方法，通过使用大量制造的用于导风系统的模块来利用规模经济的，这些模块或是为了其他目的或为了提供导风系统，并且由此节省制造成本。
11、本申请的另一个目的是提供一种系统和方法，用于重新使用或再循环或改造已经用于其它目的的模块(例如，用过的板桩、用过的装运集装箱，或秸秆捆包)，并因此比新模块便宜，因为这意味着使用较少的资源并由此有益于环境和地球气候。
12、本申请的另一个目的是提供一种使用模块的系统和方法，所述模块在风力涡轮机处安装一段时间后可用于不同的目的。
13、本申请的另一个目的是提供一种系统和方法，以减少或消除支撑结构承受导风系统上的风负载的需要，从而减少导风系统的成本并减少将导风结构移动到另一个风力涡轮机或风力涡轮机场地的成本。
14、本申请的又一个目的是提供一种系统和方法，以减少或消除支撑结构承受导风系统上的风负载的需要，并且同时使导风系统成形，使得其对于不同的风向在空气动力学上更优化。
15、本申请的另一个目的是提供一种系统和方法，以简化导风系统的安装，从而限制培训工人和场地管理者所需的资源，从而降低安装错误和人员伤害的风险，并使导风系统概念的未来全球化变得容易。
16、本申请的另一目的是提供一种系统和方法，以容易地将模块彼此锁定并容易地将模块拆开。
17、本申请的另一个目的是提供一种可用于短期(小于2年)测试目的的系统。
18、本申请的另一个目的是提供一种系统，由于其模块化，该系统可以被构造成避免阻塞人、动物、车辆、起重机、卡车、船、公路运输、道路运输和/或河流运输的自由通行。
技术实现思路
1、本申请的第一方面公开了一种风力涡轮机系统，其包括导风系统和风力涡轮机。该导风系统包括至少10个用于将风力涡轮机前方的风从第一方向引导到第二方向的模块。该风力涡轮机包括塔架和转子，该转子设置有限定转子扫掠区域的多个转子叶片。该导风系统包括基于地面的、基于海床的或浮动的导风件，该导风件具有至少60米的水平长度，至少5米的竖直高度，水平宽度并且具有至少两个末端，该导风件被安排和配置成用于接收来自该转子扫掠区域下方的高度的风并且引导该风，这样使得离开该导风系统的风的第二方向不同于由该导风系统接收的风的第一方向。该导风系统被安排和配置成用于将风引导到该转子扫掠区域之前和/或之后的区域。考虑到这种导风系统，可以实现多个特定的模块化实现形式，以使导风系统符合本申请的目的。
2、在本申请的另一实现方式中，采用具有比模块的水平宽度长得多的竖直高度的细长模块(包括竖直高度、水平宽度和水平厚度)。
3、在另一种实现方式中，这些模块是通过机械装置竖直地插入到地面或海床中或锚定到浮动结构上的板桩。
4、在另一种实现方式中，这些模块是潜在标准化的，锚定在地面、海床或浮动结构中的承重桩，并且这些模块包括其他模块、竖直或水平安装的板、潜在标准化的板或板桩。
5、在另一种实现方式中，这些模块是标准运输集装箱，这些标准装运集装箱位于地面上或锚定到漂浮结构上，从而架设具有本申请的目的的结构。
6、在另一种实现方式中，这些模块是被压缩成支撑在地面上的捆包的植物产品，这样的捆包建立了具有本申请的目的的结构。
7、在又一个实现方式中，包括多个模块的导风系统的设计包括在这些模块之间的间隙，以避免阻挡人、动物、车辆、起重机、卡车、船、公路运输、路径运输和/或河流运输的自由通行。在本申请的另一个实施方式中，在这些模块之间的水平距离以避免阻碍这种自由通行，该水平距离覆盖有可拆卸的或可抽出的防水油布或任何其它柔性材料以暂时允许这种自由通行。
8、在本申请的又一实施方式中，导风系统包括至少两种不同类型的前述模块或模块化实现方式。
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1.一种风力涡轮机系统，包括导风系统(6)和风力涡轮机(1)；所述导风系统(6)包括用于将所述风力涡轮机(1)前方的风(5)从第一方向引导到第二方向的多个模块(7、8、9、10、11、14)；
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)布置成形成在+/－10度范围内成角度垂直于所述地面、海床或海面(13)的所述导风系统(6)。
3.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统(6)与所述风力涡轮机塔架(3)之间的最小水平距离小于所述地面与所述风力涡轮机的低叶片尖端之间的距离的5倍。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统(6)的水平长度与所述导风系统(6)的竖直高度之间的比率大于4。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括标准化模块(8)。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的风力涡轮机系统
7.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括被压缩成捆包(10)的植物产品，其中一个导风系统(6)中的捆包(10)的数量高于由公式(1.3*转子直径长度(m)*5(m))/(1(m)*0.36(m))得到的数量，其中每个导风系统(6)中最少有166个捆包(10)。
8.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括板桩(14、18、19、20、21、23)，所述板桩可以被垂直打入所述地面中，一个导风系统(6)中的板桩(14、18、19、20、21、23)的数量高于由公式：(1.3*转子直径长度(m))/2.4(m))得到的所述数量；其中在每个导风系统(6)中最少有25个板桩(14、18、19、20、21、23)，无论涡轮机转子直径长度如何；并且在所述地面或所述海床上方的所述导风系统的面积与所述地面下方的所述导风系统的所述面积之间的比率低于9并且高于1。
9.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括填充板模块，所述填充板模块是竖直地或水平地定向的，所述填充板模块的数量高于由公式：(1.3*转子直径长度(m)*5(m)/(12(m)*2.4(m))得出的数量，无论所述涡轮机转子直径长度如何，在每个导风系统(6)中，总共至少有10个这样的模块(7、8、9、10、11、14)的，而与无关。
10.根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(14)包括至少部分地由钢、铝、混凝土、塑料、复合材料和/或木材制成的承重桩(14、15、16)和/或板和/或板桩(14、18、19、20、21、23)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统(6)包括模块(7、8、9、10、11、14)，所述模块(7、8、9、10、11、14)之间有一定的水平距离，以避免阻挡人、动物、车辆、起重机、卡车、船、公路运输、道路运输和/或河流运输的自由通行。
12.根据权利要求11所述的风力涡轮机系统，其特征在于，用于避免阻挡人、动物、车辆、起重机、卡车、船、公路运输、道路运输和/或河流运输的自由通行的所述模块(7、8、9、10、11、14)之间的所述水平距离覆盖有可拆卸或可抽出的防水油布或任何其它柔性材料，以暂时允许这种自由通行。
13.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括至少两种不同类型的模块。
14.一种用于运输、架设和组装作为风力涡轮机系统的一部分的导风系统(6)的方法，所述风力涡轮机系统的包括所述导风系统(6)和风力涡轮机(1)；所述导风系统(6)包括用于将所述风力涡轮机(1)前方的风(5)从第一方向引导到第二方向的多个模块(7、8、9、10、11、14)；
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种风力涡轮机系统，包括导风系统(6)和风力涡轮机(1)；所述导风系统(6)包括用于将所述风力涡轮机(1)前方的风(5)从第一方向引导到第二方向的多个模块(7、8、9、10、11、14)；
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)布置成形成在+/－10度范围内成角度垂直于所述地面、海床或海面(13)的所述导风系统(6)。
3.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统(6)与所述风力涡轮机塔架(3)之间的最小水平距离小于所述地面与所述风力涡轮机的低叶片尖端之间的距离的5倍。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统(6)的水平长度与所述导风系统(6)的竖直高度之间的比率大于4。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括标准化模块(8)。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括多个装运集装箱(9)，其中一个导风系统(6)中的装运集装箱(9)的数量高于由公式(1.3*转子直径长度(m)*5(m))/(12(m)*2.4(m))得到的数量；其中无论所述转子直径长度如何，每个导风系统(6)中最少有10个装运集装箱。
7.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括被压缩成捆包(10)的植物产品，其中一个导风系统(6)中的捆包(10)的数量高于由公式(1.3*转子直径长度(m)*5(m))/(1(m)*0.36(m))得到的数量，其中每个导风系统(6)中最少有166个捆包(10)。
8.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的风力涡轮机系统，其特征在于，所述导风系统模块(7、8、9、10、11、14)包括板桩(14、18、19、20、21、23)，所述板桩可以被垂直打入所述地面中，一个导风系统(6)中的板桩(14、18、19、20、21、23)的数量高于由公式：(1.3*转子直径长...
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