本发明提供一种对现有技术问题的解决方案。
本发明的一个实施例是一种用于能量生成和分发的道路系统。 该道路系统包括多个基于地面的风能生成设备；一个或者多个公路； 以及道路系统电力网。在该道路系统中，基本上所有基于地面的风 能生成设备中的各设备电连接到道路系统电力网并且定位于公路之 一的部分上或者一个或者多个公路附近，以由此除了从大气风力生 成能量之外还允许从由通过的交通工具产生的风力生成能量。
本发明的另一实施例是一种用于能量生成和分发的道路系统， 该系统包括：多个基于地面的风能生成设备；多个基于地面的太阳 能生成设备；一个或者多个交通工具，各交通工具包括一个或者多 个基于交通工具的太阳能生成设备；以及基于交通工具的能量存储 系统；一个或者多个公路；以及道路系统电力网。在该道路系统中， 基本上所有基于地面的风能生成设备中的各设备电连接到道路系统 电力网并且定位于公路之一的部分上或者一个或者多个公路附近， 以由此除了从大气风力生成能量之外还允许从由通过的交通工具产 生的风力生成能量，基本上所有基于地面的太阳能生成设备中的各 设备电连接到道路系统电力网并且定位于公路之一的部分上或者一 个或者多个公路附近，并且一个或者多个基于交通工具的太阳能生 成设备电连接到基于交通工具的能量存储系统，以由此允许将由一 个或者多个基于交通工具的太阳能生成设备生成的能量存放到基于 交通工具的能量存储系统中。
本发明的另一实施例是一种用于生成和分发能量的方法。该方 法包括步骤：使用多个基于地面的风能生成设备从由通过的交通工 具产生的风力生成能量，其中基本上所有基于地面的风能生成设备 中的各设备电连接到道路系统电力网并且定位于公路的部分上或者 一个或者多个公路附近。
根据本发明的又一实施例，一种用于制造风能收集微型器件的 系统包括：生产模块，其使用三维光刻来生产风能收集微型器件的 部件；至少一个纳米线阵列；至少一个光学切割激光器；至少一个 光学俘获激光器，用以操控部件和纳米线；以及组装模块，其组装 部件和纳米线以形成风能收集微型器件。
部件可以包括微型涡轮机以及可以附接到微型涡轮机的至少 一个磁体。微型涡轮机可以被配置成围绕微型涡轮机的纵轴旋转， 以使至少一个磁体沿着圆形路径移动。
一个或者多个纳米线阵列可以从金属衬底生长并且因此附接 到金属衬底，并且系统可以包括使用至少一个光学切割激光器将纳 米线从金属衬底分离的分离模块，而且可以包括使用至少一个光学 俘获激光器来操控部件和纳米线的操控模块。
该系统可以将至少一个第一纳米线并入到微型涡轮机中，并且 配置一个或者多个第一纳米线在微型涡轮机和一个或者多个磁体移 动时产生电流。此外，至少一个第二纳米线可以耦合到微型涡轮机 部件，并且配置成从微型涡轮机和一个或者多个第一纳米线送走生 成的电流。
应当注意生产和组装模块可以并行生产和组装多个部件，并且 该系统可以包括在片上装配多个风能收集微型器件的装配模块。此 外，该系统可以包括用于测试部件、风能收集微型器件和风能收集 微型器件片的耐久性的测试模块。
附图说明
根据对附图中所示本发明优选实施例的下文更具体的描述将 清楚本发明的前述和其他目的、特征和优点，在这些附图中相似参 考标号在不同图中通篇地指代相同部分。
图1图示了根据本发明沿着道路的小型固定风力涡轮机阵列 的实施；
图2图示了根据本发明5英尺高的涡轮机的使用；
图3图示了根据本发明一英尺长和微小的一个微米到多个微 米高的风力涡轮机的邻接部署；
图4图示了根据本发明可以用太阳能收集材料如薄膜覆盖的 风力涡轮机的使用，这些材料可以模制到涡轮机的部分；
图5图示了根据本发明沿着道路的分隔带和故障排除车道在 分层设计中实施的螺旋设计的风力涡轮机；
图6图示了根据本发明以单个统一高度在道路上安装的螺旋 风力涡轮机发电；
图7图示了根据本发明螺旋设计的涡轮机的风能生成如何流 过系统的流程图；
图8图示了根据本发明沿着道路的侧边和分隔带部署的作为 太阳能背衬膜的邻接带来定位的太阳能板；
图9图示了根据本发明在安装点模制到具体安装区以提供结 合和连续或者半连续的实施的太阳能膜；
图10图示了根据本发明在太阳能电池上喷涂物的使用，这里 称为太阳能伏打涂料，其可以喷涂到道路上；
图11图示了根据本发明由形成的太阳能膜补充的以连续方式 在路边车道上部署的太阳能板；
图12图示了根据本发明在道路的侧边上部署的也可以是太阳 能膜的太阳能板；
图13图示了根据本发明限定太阳能道路系统的从收集到分发 的步骤的流程图；
图14图示了根据本发明沿着道路系统在串接实施中风力和太 阳能收集系统二者的集成；
图15是纳米线阵列的示意图；
图16图示了根据本发明将风力和太阳能收集设备二者实施在 一起的流程图；
图17图示了根据本发明在交通工具上安装的便携小型螺旋涡 轮机风能收集片的实施和安装；
图18图示了根据本发明附着到交通工具的便携螺旋风力涡轮 机交通工具安装片或者牌；
图19图示了根据本发明螺旋风力涡轮机安装片不仅用于装配 于交通工具的顶部上而是还可用于安装于交通工具之下的区域中；
图20图示了根据本发明部署有螺旋风力收集安装片或者牌的 交通工具的顶视图，其中包括安装片的复合图；
图21图示了根据本发明用于交通工具风能收集系统的流程 图；
图22图示了根据本发明在合格服务区便携太阳能收集系统的 安装；
图23图示了根据本发明在电力仓库服务站区域安装时没有出 现现金交易；
图24图示了根据本发明沿着道路行驶的具有太阳能安装片的 交通工具的顶视图；
图25图示了根据本发明在交通工具中安装太阳能安装片和电 池配置的流程图；
图26图示了根据本发明单独地串接并且作为同时收集风力和 太阳能二者的一体化单片来使用的便携太阳能和风力安装片；
图27图示了根据本发明安装有太阳能和风力集成板的交通工 具的顶视图；
图28图示了根据本发明移入和移出用于所述系统的安装、登 记、更新和维护的服务中心区的部署有太阳能和风力安装片的交通 工具的顶视图；
图29图示了根据本发明组合由风力和太阳能安装片二者生成 的能量流的流程图；
图30图示了根据本发明固定和便携道路集成式风力和太阳能 收集道路系统的完全集成；
图31图示了根据本发明以马萨诸塞州收费公路为例在整个主 要道路内道路系统的实施；
图32图示了根据本发明以马萨诸塞州收费公路为例在整个主 要道路内道路系统的实施；
图33图示了根据本发明以马萨诸塞州收费公路为例在整个主 要道路内道路系统的实施；
图34图示了根据本发明风力和太阳能收集道路系统的完全集 成的流程图；
图35图示了根据本发明太阳能生成设备连接到道路系统电力 网的电动交通工具；
图36图示了根据本发明的能量存储系统；
图37A-图37C是图示了制造风能收集微型器件的方法的流程 图；
图38是图示了用于制造风能收集微型器件的系统的框图；
图39A是根据本发明一个实施例的基于交通工具的风能收集 系统例子的框图；
图39B是根据本发明一个实施例的基于交通工具的风能收集 系统的实施和安装例子的示意图；
图40A是根据本发明一个实施例用于收集风能并且存放由风 力生成的能量以换取系统信用的流程图；
图40B是根据本发明另一实施例用于收集风能并且存放由风 力生成的能量以换取系统信用的流程图；
图41图示了用于太阳能生成和分发的道路系统例子的框图； 以及
图42是纳米线风能生成设备的示意图。

对本发明的示例性实施例的描述如下。
本发明提供一种能够为全国或者全球清洁或者再生能量基础 结构提供基础的道路系统。如这里使用的“公路”(下文也称为“道路”) 是在两个或者更多地点之间的可标识路线或者路径，交通工具可以 在该路线或者路径上驾驶或者以别的方式用来从一个地点移动到另 一地点。公路通常被光滑、铺设或者以别的方式预备用来允许交通 工具易于行驶。此外，公路通常可以包括一个或者多个车道、一个 或者多个故障排除车道、一个或者多个分隔带或者中心划分带、以 及一个或者多个护栏。例如，公路可以是高速公路；收费公路；收 费道路；收税公路；州立高速公路；免费高速公路；超速公路；快 速公路；风景区公路；堤道；快速道路；州际公路；高速车道；高 速道路；超级高速公路；街道；铁路轨道、单轨铁路、磁悬浮列车； 地下轨道、地面公路、以及高架形式的公共交通或者大量运输；车 赛轨道；飞机跑道等。
如这里使用的“交通工具”是至少部分地用于例如商品和/或人 群的基于地面的运输的任何设备。例如，交通工具可以是汽车、小 汽车、公共汽车、卡车、拖拉机、坦克、摩托车、火车、飞机等。
优选地，交通工具可以是汽车、小汽车、公共汽车、卡车、坦 克和摩托车。更优选地，交通工具可以是汽车、小汽车、公共汽车 和卡车。最优选地，交通工具可以是汽车和小汽车。
如这里使用的“风力”指代由交通工具的移动产生的风力(下文 也称为“污染风力”)和大气风力二者。
如这里使用的“风能生成设备”是将风能转换成电能的设备。通 常，风能生成设备可以包括一个或者多个“风力涡轮机发电机”。如 这里使用的“风力涡轮机发电机”(下文也称为“风力涡轮机”)是包括 涡轮机和发电机的设备，其中涡轮机通过将一些风能转换成涡轮机 的旋转能量来收集或者捕获风力，而发电机由涡轮机的旋转能量生 成电能。这些风力涡轮机发电机可以利用围绕在任何方向上定向的 轴旋转的涡轮机。例如，在“水平轴涡轮机”中，涡轮机围绕通常或 多或少与地面平行定向的水平轴旋转。另外，在“竖直轴涡轮机”中， 涡轮机围绕通常或多或少与地面垂直定向的竖直轴旋转。例如，竖 直轴涡轮机可以是Darrieus风力涡轮机、Giromill型Darrieus风力涡 轮机、Savonius风力涡轮机、“螺旋式涡轮机”等。在“螺旋式涡轮机” 中，涡轮机被螺旋地成形并且围绕竖直轴旋转。螺旋式涡轮机可以 具有单螺旋设计或者多螺旋设计，例如双螺旋、三螺旋或者四螺旋 设计。如这里使用的风能生成设备或者风力涡轮机发电机的“高度” 是从与设备或者发电机相邻的地面到设备或者发电机的最高点垂直 测量的高度。风能生成设备可以具有在约数微米与数百英尺之间的 高度。在一个设备单元中利用多个(例如多至数以百万计)小型风 力涡轮机发电机的风能生成设备在这里也称为“风力涡轮机安装 片”、“风力涡轮机安装牌”。风能生成设备可以在空间上按照符合安 全和其他规则的任何模式或者分布来定位。一般而言，可以考虑给 定的公路和公路环境来优化分布。例如，它们可以按照线性等距分 布、线性非等距分布和按层配置来分布。风能生成设备可以可选地 包括如下文描述的太阳能生成设备。
如这里使用的“按层配置”是一种风能生成设备分布，其中与公 路的最近车道更远的风能生成设备更高。例如，风能生成设备的按 层配置归因于将最小的风能生成设备置于与公路最近而相继将更大 的风能生成设备置于与道路相继地更远。
通常，在任何两个最近的基于地面的风能生成设备之间的平均 距离是在约5微米与约200米之间的范围中。
风能生成设备可以是“基于交通工具”，也就是说，它们附着到 允许交通工具正常和安全操作的交通工具表面任何部分。基于交通 工具的风能生成设备可以例如在交通工具制造过程或者覆盖加固期 间永久地附着或者装配到小汽车，或者可以例如使用扣合夹、粘合 剂、磁结合、锁闭螺丝装配系统、Thule型锁闭等中的一个或者组合 来可拆卸地附着它们。交通工具和基于交通工具的风能生成设备也 可以包括定位成由此减少移动交通工具的空气阻力并且增加风能生 成的定向扰流器或者翼部。交通工具和基于交通工具的风能生成设 备也可以包括用于在一个或者多个基于交通工具的风能生成设备的 位置处或者附近测量大气风向的设备以及基于测量的风向信息来移 动以由此减少移动交通工具的空气阻力并且增加风能生成的可移动 定向扰流器或者翼部。基于交通工具的风能生成设备可以在交通工 具停泊或者移动之时生成能量。通常，基于交通工具的风能生成设 备具有在约数微米与约数英尺之间的高度。
没有附着到交通工具的任何风能生成设备在下文称为“基于地 面”。通常，基于地面的风能生成设备可以定位于公路的部分上(它 在该部分上的存在没有阻碍交通流量或者引起安全风险)、定位于 公路附近、以及定位于公路上或者附近的任何公路物体上。公路物 体的例子是诸如交通灯、护栏、建筑物等交通标志。基于地面的风 能生成设备可以永久地附着或者装配到地下数英尺深并且有时固定 到地基中，或者可以附着它们使得易于例如使用扣合夹、粘合剂、 磁结合、锁闭螺丝装配系统、磁体、附着到金属结构的支架和束带、 Thule型锁闭等中的一个或者组合来拆卸它们。
如这里使用的道路“附近”这一短语是指允许给定的基于地面 的风能生成设备从通过的交通工具捕获风力(下文也称为“污染风 力”)以生成能量的从该基于地面的风能生成设备到给定公路的距 离。可以考虑涡轮机的高度和通过风能生成设备的普通交通工具的 平均速率来确定该距离。通常，该距离可以上至约40英尺。例如， 对于沿着交通工具在其上以每小时55英里的平均速率行驶的公路定 位的10英尺高的螺旋轴涡轮机，该距离可以上至约20英尺，而对 于5英尺高的螺旋轴涡轮机，该距离可以上至约25英尺。
如这里使用的“风力涡轮机阵列”是多个风能生成设备。
如这里使用的“道路系统电力网”是指允许输送或者发送电能 的任何电连接网络。通常，道路系统电力网可以包括能量存储系统、 用于转换能量的系统、单电源改变单元、电力计量器和备用电力系 统。
如这里使用的“公用事业电网”(下文也称为“电网”)是指现有 电线和电源箱，比如Edison和NStar系统。
“直接电力负载”是直接电连接到道路系统电力网(也就是没有 经由公用事业电网发送电能)并且具有电能需求的任何系统，例如 任何企业或者住宅。
如这里使用的“能量存储系统”是可以存储电能的任何设备。通 常，这些系统以某其他能量形式如化学能和热能来变换待存储的电 能。例如，能量存储系统可以是存储例如经由氢转换电解获得的氢 的系统。它也可以是任何可再充电电池。“基于地面的能量存储系统” 可以定位于地面以下或者以上。“基于交通工具的能量存储系统”可 以例如在交通工具制造过程期间永久地附着或者装配于小汽车中或 者小汽车上，或者可以例如使用扣合夹、粘合剂、磁结合、锁闭螺 丝装配系统、Thule型锁闭等中的一个或者组合来可拆卸地附着它 们。
如这里使用的短语“连接到道路系统电力网”是指允许将能量 从能量生成设备传送到电网的太阳能或者风能生成设备到道路系统 电力网的任何直接或者间接电连接。
如这里使用的“太阳能生成设备”是将太阳能转换成电力的任 何设备。例如，太阳能生成设备可以是单个太阳能或者光电电池、 多个互连太阳能电池(也就是“光电模块”)、或者光电模块的链接 汇集(也就是“光电阵列”或者“太阳能板”)。如这里使用的“太阳能 或者光电电池”(下文也称为“光电材料”)是使用光电效应由太阳光 直接发电的设备或者设备组。例如，太阳能或者光电电池可以是硅 晶片太阳能电池、利用比如非晶硅、多晶硅、微晶硅、碲化镉或者 铜铟硒化物/硫化物这样的材料的薄膜太阳能电池、光电化学电池、 纳米晶体太阳能电池和聚合物或者塑料太阳能电池。塑料太阳能电 池在本领域中已知为可涂漆、可喷涂或者可印刷卷对卷如报纸一般。
“太阳能生成设备”可以基于地面或者基于交通工具。基于交通 工具的太阳能生成设备可以在交通工具制造过程或者覆盖加固期间 永久地附着或者装配到小汽车，或者可以例如使用扣合夹、粘合剂、 磁结合、锁闭螺丝装配系统、Thule型锁闭等中的一个或者组合来可 拆卸地附着它们。
基于地面的太阳能生成设备可以附接到任何如下表面，该表面 允许汇集太阳能并且它在该表面的安装没有引起安全风险或者不为 规则所允许。例如，它可以定位于公路的部分上(它在该部分上的 存在没有阻碍交通流量或者引起安全风险)、定位于公路附近、以 及定位于公路上或者附近的任何公路物体上。公路物体的例子是诸 如交通灯、护栏、建筑物等交通标志。基于地面的风能生成设备可 以永久地附着或者装配到地下数英尺深并且有时固定到地基中，或 者可以附着它们使得易于例如使用扣合夹、粘合剂、磁结合、锁闭 螺丝装配系统、磁体、附着到金属结构的支架和束带、Thule型锁闭 等中的一个或者组合来拆卸它们。
对本发明示例性实施例的描述如下。
本发明的一个实施例提供与现有高速公路系统如快车道一起 使用或者作为用于在交通工具上附着太阳能和风力收集设备以创建 交通工具的广泛分布的便携太阳能收集网络的完全独立程序来运行 的、与从永久或者暂时安装的风力和太阳能收集设备的交通工具安 装获得的、有押金或者无押金的、免费或者付费的、电力的收集和 分发组合的、沿着主要道路和高速公路和在主要道路和高速公路的 分隔带中运行的风力涡轮机和太阳能阵列线路。交通工具可以附着 有在主要道路和高速公路上或者与主要道路和高速公路相邻的‘交通 工具阵列’，这些交通工具阵列有可能创建长度数以百或者千英里计 的太阳能收集网络基础结构，该基础结构由安装有太阳能阵列的数 以百万计交通工具扩充，这些太阳能阵列针对交通工具被设计用于 收集太阳能，从而使交通工具所有者能够利用太阳能网络能量收集 和分发系统以易于配备和补偿他们通过由他们的交通工具系统收集 的电力来进行的参与，特别是交通工具和线路这两套太阳能阵列将 便于电网以及便于向个别住宅、公共基础结构和企业供应电力。本 发明也随之有可能将太阳能发展成两位数的美国全部能量市场份 额。此外，还需要一种易于连接到多个直接来源或者各种电网互连 点的集成式小型风力基础结构。使用公共和私人高速公路进行小型 风力生成设备经由分隔带和故障排除车道以外的安装赋予诸多优 点。第一，私人高速公路和市政当局具有现有维护人员以及与签约 基础结构建筑提供商的现有关系，这些维护人员和提供商可以被训 练沿着道路的指定部分安装风力发电系统。第二，风力发电系统可 以小而无噪声(小到足以配合于具有现有分隔带的划分高速公路的 相反侧之间的分隔带)。第三，使用高速公路或者其他道路允许每 英里安装许多风力生成设备(每英里可能有超过500个风力生成设 备)。第四，由设备生成的能量可以沿着高速公路路线直接分发到 住宅或者企业，比如为住宅供电或者在独立加油站或者在与高速公 路或者道路相邻的位置便利的氢转换工厂利用氢转换为沿着高速公 路的加油站提供用于氢电解的清洁电力。第五，其他清洁能源如太 阳能、地热和其他热转换技术可以用来创建在适当位置与‘电网’一起 或者串接的多来源清洁能量‘电网’，以便有可能连接数以英里计的风 力收集、生成的电力的存储和传送。第六，这些基础结构使风力发 电机公司受益；道路所有者经由租赁或者通行权提供一种由于清洁 能量生产以及环境而生成服务提供商经济的稳定而一贯的基础结构 项目。第七，道路是一贯的风源，并且通过让小型风能捕获生成设 备接近地面，风能捕获设备如小型无噪声盘旋或者螺旋式涡轮机来 使设备能够捕获由通过的交通工具以及现有气流生成的风能。第八， 由该系统生成的电力也可以在位置与现有电网基础结构很近的许多 不同而便利的点连接到电网系统。该固定系统可以用串接和补充方 式用来将收集的电力的安装、维护、计费和存放与当前交通工具系 统和太阳能系统一起部署从而允许便携、半永久或者永久小型风力 涡轮机在主要道路和高速公路的入口点处或者附近附着到交通工 具。交通工具所有者可以支付很少费用或者无需支付费用以在他们 的交通工具上安装一个或者多个风力涡轮机设备。可以通过参与的 交通工具所有者的金融机构或者经由保证金来保证来自交通工具所 有者的如下押金，这些押金保证风力涡轮机能量生成系统的安全归 还。参与的交通工具所有者、涡轮机安装者、控制道路的道路所有 者或者市政当局以及安装的涡轮机的所有者都可以接收来自生成、 存储和传送到电网中的能量的收入份额，或者在能量由个别交通工 具生成并且该电力在指定的易于可达的交通工具风力系统网络电力 汇集站或者变电站卸载之后经由系统的直接分发来接收收入份额。 该模型产生如下情形，其中交通工具的驾驶者无需花费大量时间或 者财力资源以开始用他们的交通工具生成风能。该模型产生一种用 于大规模分布风能生成设备以便利用道路上的数以千计英里的安装 和交通工具上部署的数以百万计的安装的友好格式。通过在该基础 机构和分发计划内组合太阳能和风力系统，实现创建一种补充的清 洁能量分发网络，因为风力和太阳能系统二者在不同条件之下收集 能量。通过具有两个收集系统，如果一种方法在特定时间无效，则 另一种方法仍然可能具有让它在那时收集能量有效的条件。因此， 风力和太阳能这两个能量收集系统来源的部署与该大规模道路基础 结构一起增强用以提供一种更恒定和稳定的清洁电力基础结构的能 力。
本发明的一个实施例是一种用于能量生成和分发的道路系统， 该系统包括：
多个基于地面的风能生成设备；
一个或者多个公路；以及
道路系统电力网；
其中基本上所有基于地面的风能收集设备中的各设备电连接 到道路系统电力网并且定位于公路之一的部分上或者一个或者多个 公路附近，以由此除了从大气风力生成能量之外还允许从由通过的 交通工具造成的风力生成能量。
典型地，基本上所有基于地面的风能生成设备中的各设备可以 定位于公路之一的部分上或者与一个或者多个公路相距约0英尺到 约100英尺内、约0英尺到约80英尺内、或者约0英尺到约60英 尺内。更典型地，它们可以在公路之一的部分上或者与一个或者多 个公路相距约0英尺到约40英尺内。优选地，它们可以在公路之一 的部分上或者与一个或者多个公路相距约0英尺到约25英尺内。更 优选地，它们可以在道路之一的部分上或者与一个或者多个公路相 距约0英尺到约10英尺内。
本发明涉及一种与沿着公共或者私人道路延伸共计数以千计 英里的风力涡轮机网络组合的互连太阳能板或者薄膜的邻接或者半 邻接线路。能量收集系统的部署将是固定静止系统以及在道路和高 速公路上行驶的交通工具上装配的移动系统二者。通过在高速公路 或者交通道路上或者与高速公路或者交通道路相邻运行太阳能收集 网络，太阳能收集网络将易于接入电网互连和公共和私人实体本地 供电两者。太阳能收集技术的新进展允许以更灵活、多形式和成本 有效的方式部署这种电力收集线路系统用于发电，从而实现部署一 种具有数十亿瓦特电势的太阳能分发式电力网络，该网络可以直接 或者经由与现有电网电力系统的互连向实体供电。在分隔带中、在 侧边或者故障排除车道上或者作为车道划分器来部署的该道路太阳 能“线路阵列”创建一种产生直流电流的系统，该直流电流然后通过 换流器传递，该换流器将它转换成交流电流和电压。电力也通过交 通工具网络馈给到系统，这些交通工具部署和安装有便携或者永久 太阳能收集设备，这些设备无缝地装配到它们的交通工具并且包含 可以存储于行李厢中、交通工具内或者附接到交通工具外部的链接 电池组。小型无噪声到低噪声风力涡轮机经由通行权、租赁或者购 买指定权利来利用长段连续可用公共和私人道路，以产生数以千计 英里的邻接和半邻接互连风力涡轮机发电网络。风力涡轮机可以装 配于分隔带、故障排除车道中或者就在离开高速公路或者主要道路 不远处。该部署可以与如下安装补充集一起运行，该补充集使用小 型无噪声到低噪声风力涡轮机以通过将这些风力生成设备附着到机 动交通工具来生成风力。沿着可用公共和私人道路驾驶的大型机动 交通工具队伍可以各自附着有风力收集设备，而从这些设备获得的 能量可以用来直接向交通工具的元件供电，或者可以用来获得燃料、 商品信用或者换售货币。休息区和服务站连同所有零售代销店一起 可以使这些交通工具风力发电系统可供机动交通工具所有者易于购 买和安装。可以组合从固定和交通工具部署、安装区和计费系统存 放能量的电力仓库以服务于固定和交通工具部署安装二者，从而获 得效率和节省基础结构成本。
由太阳能和风能收集系统生成的电力可以用来连接到电网或 者向住宅、企业或者系统供电而不连接到现有电网系统。生成和存 储于便携电池系统中的电力可以在电力仓库传送到网络电力系统 中，这些电力仓库可以被设计和安装于与线路阵列板输出相同或者 不同的互连和直接分发点。电力由电力计量器记录，并且由住宅或 者企业负载立即消费或者送出到通用公用事业电网。通用公用事业 电网使计量器向后旋转，或者用两个计量器来记录传入和传出电力。 换流器在公用事业电力故障的情况下自动地关断以保安全，而在公 用事业电力恢复时自动地重新连接。太阳能阵列和固定风力涡轮机 可以处于分隔带、故障排除车道上或者附近与主要道路邻接运行， 并且赋予诸多便利，比如易于让电网可达、易于维护可达以及向住 宅和企业直接供电的机会(可用道路可能有数以百或者千计英里的 安装覆盖区)。
本发明根据一个实施例涉及创建一种大规模太阳能生成基础 结构系统，其中太阳能生成设备沿着公共和私人公路联网在一起， 从而创建曾经建造的最大邻接和半邻接太阳能生成和分发系统。该 具体实施例预想装配和部署于分隔带、故障排除车道和车道划分器 中并且通过电池组系统连接或者联网在一起或者然后连接或者联网 到用于电网互连的一种换流器或者用于直接分发到电力用户的另一 种换流器的紧密邻接的太阳能板和/或薄膜和“太阳能涂料”。使用换 流器向由太阳能生成的电力施加电力调节以根据具体换流器类型实 现由太阳能生成的电力到电网系统或者本地分布式电力用户的连 接。也可以有如下实例，其中连续太阳能‘带阵列’可以在连接到换流 器之前连接到单个电源改变元件或者在并联线路连接中简易地联系 在一起。无论使用什么网络换流器，也可能需要具有安装于由系统 向电网或者消费者生成的电力与换流器之间安装的电力计量器。与 多数太阳能收集阵列不同，在该系统中的阵列实施将接近地面来装 配，其中一些在地面、车道划分器或者护栏上并且上升不多于十到 十五英尺高以配合高速公路和道路部署的环境约束并且实现维护人 员易于可达。这些太阳能‘带阵列’可以在电网系统失效的情况下连同 电池备份或者备份电力系统并联连接在一起。并联‘带阵列’系统电力 部署和分发点将基于本地使用位置和电网接入点。‘带阵列’系统可以 自动化，该系统包含用以从本地带阵列馈给电网的开关，该本地带 阵列经由电池系统联网在一起或者并联有线连接以基于需要将电力 传递到下一个最近的带阵列并联线路或者电池存储设施或者传递到 本地电力分发用户。该实施数以百或者千计英里的效果在于形成太 阳能和可能其他清洁电力能源的子电网，其中各分发或者互连点可 以在电力进入电网或者直接分发消费者系统中的点处或者附近用标 准电力计量器来测量，以度量准确电力使用以便计费。在一个优选 实施例中，太阳能带阵列在地面水平的分隔带中或者在分隔带屏障 的顶部上或者在分隔带中的其他清洁电力收集设备如风力涡轮机的 顶部上部署于高速公路系统中。太阳能伏打涂料系统将从涂抹的车 道划分器收集能量，而太阳能膜将装配于护栏上。在故障排除车道 上或者周围和在收费所安装上或者周围使用这些混合系统也将最高 效。带阵列将联网在一起，然后通过平行运行电力线或者电池存储 来接合，然后经过换流器以恰当地调节电力以便用于在电网系统中 或者经由直接分发来使用。电力线可以基于具体实施的物理特性以 及私人、本地、州和联邦规章和规定而直接连接到电源或者埋入或 者流向适当分发点。使交通工具太阳能收集系统串接运行并且与‘线 阵列’系统互补。有可能部署其所有者已经选择参与并且获得补偿的 数以百万计的交通工具，交通工具太阳能收集网络系统创建曾经建 造的最大半邻接太阳能生成网络安装和分发系统之一。该具体实施 例预想数以百万计的装配和部署太阳能板、薄膜和“太阳能涂料”的 交通工具而安装这些太阳能收集设备对交通工具所有者收费很少或 者没有收费。设备的获取成本由网络所有者承担，这些网络所有者 协同工作，或者可以是与具有参与网络的经济或者战略积极性的各 方相同的一方，这些各方包括用于网络系统的交通工具安装实体、 道路或者高速公路市政当局所有者以及电力分发和计费仓库。这里 针对太阳能和风能描述的安装系统、计费系统和支付系统可以组合 成单个统一网络。一个用以并入风能收集基础结构系统的具体实施 例涉及创建一种大规模风力生成基础结构系统，其中小型接近无噪 声风力生成设备沿着公共和私人公路联网在一起，从而创建曾经建 造的最大邻接和半邻接风力生成和分发系统。该具体实施例设想装 配于分隔带中并且通过电池组系统连接或者联网在一起或者然后连 接或者联网到用于电网互连的一种换流器或者用于直接分发到电力 用户的另一种换流器的每英里五百个风力涡轮机。使用换流器向由 风力生成的电力施加电力调节以根据具体换流器类型实现由风力生 成的电力到电网系统或者本地分发式电力用户的连接。也可以有如 下实例，其中多个涡轮机可以在连接到换流器之前连接到单电源改 变单元。无论使用什么网络换流器，也可能需要具有安装于由系统 向电网或者消费者生成的电力与换流器之间安装的电力计量器。与 多数风力收集涡轮机不同，在该系统中的涡轮机将接近地面来装配 并且上升不多于十英尺高以捕获由通过的小汽车生成的风力并且实 现维护人员易于可达。风力涡轮机群可以在电网系统失效的情况下 与电池备份或者备份电力系统连接在一起。群系统将基于本地使用 位置和电网接入点。群系统可以自动化，该系统包含用以在本地群 中馈给电网的开关，基于需要将电力传递到下一个最近的群或者本 地电力分发用户。该实施数以百或者千计英里的效果在于形成风力 和可能其他清洁电力能源的子电网，各分发或者互连点可以在电力 进入电网或者直接分发消费者系统中的点处或者附近用标准电力计 量器来测量，以度量准确电力使用以便计费目的。在一个优选实施 例中，小型螺旋或者双螺旋设计的风力涡轮机定位于分隔带或者故 障排除车道中，以利用由交通工具在它们通过时生成的风力。这种 风力在风力涡轮机企业中已知为“污染”或者不均匀的风力，但是螺 旋或者双螺旋式风力涡轮机适合于利用该条件来发电，即使风力在 与相反方向上朝向的交通风流的交叉方向上。该条件将使螺旋式涡 轮机加速，尽管它可能阻碍风车式涡轮机高效生成能量的能力。该 实施例也串接运行到一种补充部署，该补充部署涉及创建一种大规 模风力生成基础结构系统，其中小型接近无噪声风力生成设备附着 到交通工具，这些交通工具保证通过与收费公路上的被指定快车道 相似的特殊车道或者通向繁忙道路的本地接入点获取这些设备。便 携风力涡轮机系统包由小型风力涡轮机和电池充电系统组成。涡轮 机可以被计量为向现有小汽车电池或者电动小汽车电池提供充电， 或者它可以被收集到单独单元电池，该电池在灯表明电池充满时然 后可用于卸下以便将电力存放到系统电力仓库，换取抵扣收费成本 的信用或者换取现金信用。便携风力涡轮机设备可以使用需要在1 分钟内快速安装的磁体或者加固系统安装于交通工具的引擎罩、顶 部、侧部、后档区或者底盘上。电池组可以存储于设备一旁或者交 通工具的行李厢中。
风力涡轮机可以是推进器、螺旋、双螺旋或者三螺旋式风力涡 轮机。在风力涡轮机网络分发或者维护中心，个别交通工具风力系 统电池通过连接到换流器来排空它们收集的电力，然后交通工具所 有者或者用户可以经由用户电子账户的信用针对已经收集的能量来 给予信用，该电子账户可以与现有快车道账户合并或者被单独地监 视和维护。也可以在现金或者信用卡的基础上处理交易。由换流器 处理的电力然后使用一种换流器分发回到电网中或者通过另一种换 流器来直接分发。用计量器测量两种分发方法以实现准确计费。计 费收入然后由其余股东，即拥有设备的公司、道路以及安装和电力 维护公司分享。可以有在该过程中受补偿的更多分包商。在一方控 制系统过程的多段的情况下或者在没有补偿道路或者公共高速公路 的情况下，也可以有更少受补偿方。
风能和太阳能收集系统这两个系统可以分享一些或者所有电 力仓库点、维护站和计费系统。具体能量分发仓库可以设计成用以 存储、引导和重新调节能量以便在电网系统中使用或者向从网络寻 求电力的实体直接分发电力的系统。
使用作为分发点的道路、沿着道路系统的固定太阳能和风力安 装以及交通工具上的便携太阳能和风能收集设备并且交通工具所有 者无需进行支付以在他们的交通工具上获得风能收集设备(其中用 以经由固定安装和交通工具能量收集系统二者来运行太阳能和风能 收集和分发系统的基础结构经由道路分发点易于可达)的概念是对 清洁能量领域的全新创新。
图1图示了包含沿着道路的固定风力涡轮机阵列的道路系统 实施的部分。这些十英尺双螺旋型风力涡轮机发电机(第1项)按 照线性等距分布来定位，任一对相继风力涡轮机发电机沿着在故障 排除车道(第3项)边缘的连续行或者在道路的分隔带或者中心划 分器(第5项)内间隔约十五英尺(第2项)。风力涡轮机发电机 装配到地下数英尺深并且有时设置到地基中，或者经由磁体、支架 和束带固接到金属结构(第4项)。螺旋型风力涡轮机发电机不依 赖于单个方向的风力，这之所以有益是因为从通过的交通工具造成 的风力来自不均匀和多个方向乃至在道路的中间点的交叉方向(第6 项)，而特别是双螺旋型的螺旋型风力涡轮机发电机适合于在这些 条件下良好地工作。双螺旋风力涡轮机发电机在操作中也相对地无 噪声，这允许与人类很近地使用这些涡轮机。这些双螺旋型风力涡 轮机发电机在能量收集链中链接在一起，其中一个或者多个涡轮机 馈给单个电池或者电池阵列，这适合于个别涡轮机和涡轮机分组的 发电。可以有沿着单个道路实施(第7项)的许多(例如数以千计) 电池阵列。
存储例如从一个或者多个风能生成设备生成的能量的基于地 面的能量存储系统(例如电池或者电池阵列)的电能可以馈给到换 流器然后通过电力计量器，因为例如由风力涡轮机发电机生成的电 力递送到公用事业电网系统中、直接分发到住宅或者企业；或者存 储以便以后例如在高峰能量需求时间使用，该存储是通过更大电池 阵列，或者经由使用氢燃料电池技术将风能转换成氢、然后将氢转 换回能量以供交通工具或者电网使用(见图5)。
图2图示了包含沿着道路的固定风力涡轮机阵列的道路系统 实施的部分。这里，示出了使用五英尺双螺旋型风力涡轮机发电机 (第11项)。通常，这些五英尺双螺旋型风力涡轮机发电机可以生 成比十英尺双螺旋型风力涡轮机发电机更少的能量，但是由于它们 更小，所以它们仅需隔开5到7英尺或更少。因而，可以沿着道路 按更高密度使用它们。由于十英尺型向上更高，所以五英尺型可以 安装于十英尺型安装内，而两个涡轮机可以实质上并排沿着相同道 路工作从而产生分层效果。一般而言，其中不同尺寸的涡轮机在它 们自身的高度工作的该分层分布可以与高度从约25英尺下至约数微 米的风力涡轮机发电机一起使用。使用电池阵列、换流器和计量器 并且将电力分发到电网、直接分发或者储备存储的确立概念对于所 有尺寸的涡轮机保持有效。可以基于道路风力条件、道路设计约束、 公用事业电网接入、电力储存可达性和直接分发源可达性，以全邻 接方式(第31项)或者以半邻接方式部署涡轮机(见图5)。
图3图示了一英尺双螺旋型风力涡轮机发电机(第12项)、 一英寸螺旋型风力涡轮机发电机(第13项)以及一微米到数微米高 的双螺旋型风力涡轮机发电机(第21项)的邻接部署。更小的风力 涡轮机发电机允许在给定区域内比大型风力涡轮机发电机部署数目 更大的风力涡轮机发电机。长度以英尺计的涡轮机(第1项)可以 在邻接或者半邻接安装中根据相对于各涡轮机的部署的地形和角度 部署为隔开仅1.5英尺或者更少，而可以在一平方英尺之上部署数以 百万计的微米长度的涡轮机(第41项)。
图4图示了可以用太阳能收集光电材料如硅薄膜覆盖的螺旋 型风力涡轮机发电机(第14项)，这些材料可以模制到风力涡轮机 发电机的对风力涡轮机发电机的基本操作没有干扰的部分，例如由 第22项表示的部分。收集的太阳能然后馈给到中心杆(第32项) 并且向下运送到风力涡轮机发电机的基部(第38项)，它然后在该 基部可以经由业内典型布线引导到基于地面的能量存储系统，例如 电池组或者电池阵列部署。
图5图示了沿着道路的分隔带(第15项)和故障排除车道(第 23项)在分层设计中实施的螺旋型风力涡轮机发电机。从风力涡轮 机发电机生成的电力传递到电池阵列(第33项)、然后传送到换流 器(第34项)并且在分发(第8项)到公用事业电网(第81项)、 住宅或者企业的直接电力(第82项)、向交通工具(第83项)供 电或者存储于辅助电池阵列中或者到氢设施(第84项)之前通过计 量器(第35项)来登记，该氢设施可以使用电力以使用电解过程形 成氢、存储氢以及释放氢中存储的能量(也就是转换氢以产生电力)。 氢设施可以例如在紧急时间或者在高峰需求时间从存储的氢产生电 力。
图6图示了实施为单个统一高度涡轮机系统的螺旋型风力涡 轮机发电机(第14项)，该系统将电力递送到电池阵列(第33项) 中、然后递送到换流器(第34项)并且在电力计量器(第35项) 中登记、然后将电力分发(第8项)到公用事业电网(第81项)、 直接分发(第83项)、辅助电力存储(第84项)或者交通工具使 用(第82项)。
图7示意地图示了由风能生成设备如风力涡轮发电机(这里也 称为“风力涡轮机”)(第16项)生成的电能或电力流过道路系统的 流程。风力涡轮机生成能量(第16项)，其经由连接的布线传递到 一个或者多个基于地面的能量存储系统如电池阵列(第33项)。能 量然后以直流形式从电池传递到一个或者多个换流器(第34项)， 该换流器将电力改变成交流形式并且按照分发点所需规格来调节电 力，电力在该分发点经过计量器(第35项)，然后分发到公用事业 电网(第81项)、一个或者多个交通工具(第82项)、直接分发 点如住宅或者企业(第83项)、向电动或者氢电解机供应燃料或者 经由氢转换电解或者辅助电池阵列存储的进一步存储(第84项)。
图8图示了太阳能板，这些太阳能板也可以是沿着道路的侧边 (第3项)和分隔带(第5项)部署的太阳能背衬膜(第100项) 的邻接带。太阳能膜可以更易于实施，因为可以切割它们以便适合 并且可以在制造过程期间在数以英里计的相继膜中印出它们。一些 新膜也不使用硅并且使用纳米技术以创建新种类的太阳能膜，比如 由Nanosolar开发的太阳能膜(nanosolar.com)。考虑道路断裂、更 换、维护以及物理和政府建筑物限制(这些是个别道路实施中的因 素)，用以制造数以英里计的膜或者以各种长度和宽度切割更小段 的能力是优选的。板或者背衬膜可以装配到分隔带护栏(第51项) 或者路边护栏(第52项)，或者可以竖立于已经经由深度或者打桩 技术固接到地面的栏或者梁支撑设备(第53项)上。板或者膜的显 示可以包括在物体周围的定制形成：锥形配置(第54项)、平坦面 朝天空(第55项)、镜状侧面(第56项)或者电子倾斜面(第57 项)，其被建造成最大化太阳能收集材料与太阳光线的直接接触可 达性。
图9图示了太阳能膜可以如何在安装点模制到具体安装区以 提供太阳能收集材料(第104项)的在形状统一和不统一的现有结 构上(比如道路侧边和分隔带上的护栏)沿着道路的结合的(第101、 102和103项)和连续(第101项)或者半连续实施。
图10图示了在太阳能电池上使用这里称为太阳能伏打涂料的 喷涂物，该喷涂物可以喷涂到道路本身上作为车道标记(第105项) 或者喷涂到护栏(第51和52项)上，以使用太阳能电池材料上的 喷涂物来汇集太阳能和红外线热量二者，该材料利用纳米技术将量 子点与聚合物混合，以创建一种效率可以比当前太阳能电池技术多 五倍的能量收集材料。材料上的喷涂物将具有在它下方与具有有效 计划的仓库点的太阳能膜和板相似的传导基础结构，以便将由材料 上的喷涂物收集的能量传送到电池阵列和换流器、然后传送到能量 分发点，比如公用事业电网、直接分发或者辅助存储(见图5)。
图11图示了由在护栏(第106项)上形成的具有背衬的太阳 能膜和在太阳能材料上的喷涂物补充的以连续方式在路边车道上部 署的太阳能板(第100项)。各种太阳能技术可以协调用来实施太 阳能收集材料沿着道路系统的综合和邻接或者半邻接实施。也可以 是太阳能膜的太阳能板与作为道路标记来喷涂的在电池上的太阳能 喷涂物“太阳能涂料”(第105项)一起部署于道路的侧边和分隔带 上。这些道路标记也可以在更广泛的使用中部署于道路上，特别是 故障排除车道中，以最大化覆盖和电力收集潜力。
图12图示了与作为道路标记来喷涂的在电池上的太阳能喷涂 物“太阳能涂料”(第105项)一起部署于道路的侧边(第100项) 和分隔带上的也可以是太阳能膜的太阳能板。这些道路标记也可以 在更广泛的使用中部署于道路上，特别是故障排除车道中，以最大 化覆盖和电力收集潜力。收集的电力经由有线连接传送到电池(第 33项)、然后传送到换流器(第34项)、然后传送到计量器(第 35项)，该计量器登记能量的量，该能量分发(第8项)到公用事 业电网(第81项)、住宅或者企业(第83项)、交通工具(第82 项)或者辅助能量存储或者氢设施(第84项)。
图13图示了限定从道路系统中的太阳能收集到分发的步骤的 流程图。在邻接或者半邻接配置中沿着道路安装一个或者多个太阳 能收集设备(第100项)，比如太阳能板、具有背衬的太阳能膜以 及在电池上的太阳能喷涂物。太阳能生成设备经由布线以及输入和 输出连接通过道路系统电力网来联网(第9项)，以高效地利用太 阳能收集产业中标准的电池和电池阵列(第33项)。然后通过一个 或者多个换流器(第34项)传递电池中存储的能量，以调节向分发 点的能量发送。在传递能量到分发点时，使用电力计量器(第35项) 来度量向该点提供的电力。可以向其递送的分发点包括公用事业电 网(第81项)、交通工具(第82项)、直接分发到企业或者住宅 (第83项)、氢电解和存储设施或者电池存储设施(第84项)。
图14图示了沿着道路系统在串接实施中集成风力和太阳能收 集系统二者。该系统包括风力和太阳能系统二者在能量收集设备一 旁并且甚至在能量收集设备内并排安装。沿着道路的分隔带和故障 排除车道(第150项)在分层设计中实施风能生成设备。从设备生 成的电力传递到电池阵列(第33项)、然后传送到换流器(第34 项)并且在分发(第8项)到电网、住宅或者企业的直接电力、向 汽车供电、或者存储于辅助电池阵列中、或者通过使用电解过程转 换成氢并且保持直至在比如将包括紧急情况这样的时间需要电力或 者在战略上保持以销售给电网系统或者在高峰需求时间直接分发使 用之前通过计量器(第35项)来登记。风能生成设备也可以由太阳 能生成设备覆盖，也就是说，它们可以由太阳能收集材料如薄膜或 者在太阳能电池上的喷涂物(“太阳能涂料”)覆盖，这些材料可以 模制到设备的对涡轮机基本操作没有干扰的部分(第107项)。薄 膜太阳能板也可以与例如微米尺寸的小型风能生成设备(第108项) 组合。收集的太阳能可以用来在风力不可用时向风能生成设备如螺 旋型风力涡轮机发电机直接供电，或者在风力可用时使螺旋型风力 涡轮机发电机的涡轮机更快旋转，或者收集的太阳能馈给到中心杆 开且向下运送到涡轮机的基部，它在该基部经由业内典型布线引导 到电池组或者电池阵列部署(第33项)中、然后递送到换流器(第 34项)、计量器(第35项)、然后如上文讨论的那样分发。风力系 统是互补安装的部分，其中为沿着道路的风力和太阳能系统二者实 施分配设计区。与风力系统并排的太阳能系统包括在邻接或者半邻 接配置中沿着道路安装的一个或者多个太阳能收集设备，比如太阳 能板、具有背衬的太阳能膜以及在电池上的太阳能喷涂物。太阳能 生成设备然后经由布线以及输入和输出连接来联网，以高效地利用 太阳能收集产业中标准的电池和电池阵列(第33项)。
图16图示了流程图，其中如图14中所示风力(第16项)和 太阳能生成设备(第100项)将它们的能量传送到电池(第33项)、 然后传送到换流器(第34项)、然后在分发到公用事业电网(第81 项)、交通工具(第82项)、住宅或者企业的直接分发(第83项)、 或者经由大型电池阵列或者经由电解产生氢来转换成氢以保持于压 缩罐中作为存储能量来利用(第84项)之前经由计量器(第35项) 登记能量的量。
图17图示了在可以位于收费所、休息区、出口或者其他位置 的授权服务站和电力仓库(第1001项)实施和安装在交通工具如汽 车(第1000项)上安装的便携小型螺旋涡轮机风能收集片(第109 项)。一旦交通工具和所有者登记到系统中，一个或者多个太阳能 收集单元可以由交通工具操作者自行安装或者经受过训练的服务中 心服务员(第1002项)安装。螺旋涡轮机片单元(第109项)可以 安装于交通工具的顶部、底部或者侧部上。从涡轮机获得的电力在 交通工具中存储于一个或者多个基于交通工具的能量存储系统如电 池或者电池组(图18的第111项)中，这些系统在充满时递送到服 务站(第1001项)以获得自动化或者由出纳员(第1003项)发放 的由收集的能量换取的系统信用。收集的能量也可以用来向交通工 具的元件直接供电，而所有者将收获在数值上与针对由一个或者多 个基于交通工具的能量存储系统如电池或者电池组(图18的第111 项)收集的电力而奖励的信用相似的、针对交通工具在该情形中使 用或者消费的计量电力的折扣。可以用通行费信用、现金支付或者 在参与企业(包括电力公司和消费品公司)的信用的形式偿付系统 信用。
图18图示了经由扣合夹(第110项)、粘合剂、磁结合、在 交通工具表面与安装片(第109项)之间的静电结合、经由锁闭螺 丝装配系统附着到交通工具、在交通工具制造过程或者覆盖加固期 间永久地或者可拆卸地装配的便携螺旋风力涡轮机交通工具安装片 或者牌(第109项)。用以存储电力的一个或者多个基于交通工具 的存储系统如电池或者电池阵列可以在交通工具的内部、外部(第 111项)、行李厢或者下部、或者在引擎罩之下。交通工具螺旋风力 涡轮机(第109项)可以个别地长度如微米一样小或者上至两英尺。 一个涡轮机或者数以百万计的涡轮机可以占用单个交通工具安装片 或者牌(第109项)。
图19图示了螺旋风力涡轮机安装片不仅用于装配于交通工具 的顶部上，而且也可用于安装于交通工具之下的区域中(第109项)。 缺乏均匀风力而存在‘污染风力’使使用螺旋涡轮机对于从移动交通 工具的不同部分汇集风能是有利和高效的。除了固接涡轮机之外， 安装片(第109项)还形成布线点阵网格(第112项)，该网格包 括从各个别涡轮机的发电机取得的布线。来自各涡轮机的点阵布线 然后递送到电池以便在一个集成式有线输出连接(第113项)中充 电。
图20图示了部署有螺旋风力收集安装片或者牌(第109项) 的交通工具的顶视图，其中有安装片的复合图，这些交通工具在操 作中沿着道路行驶、生成在一个或者多个基于交通工具的能量存储 系统如电池或者电池组(第111项)中存储的风力，并且通过收费 所服务区(第1001项)，可以在这些服务区安装、拆卸安装片(第 109项)或者可以在这些服务区将充满电的电池交换出来换入新电池 或者重新安装电池。也可以在服务区获得维护和账户信息。
图21图示了交通工具风能收集系统的流程图。该流程始于将 制造的螺旋风力涡轮机安装片或者牌(第109项)与电池或者电池 阵列系统(第111项)一起安装(第1090项)。在服务区(第1091 项)按照交通工具和所有者登记交通工具风能收集系统完成安装并 且将该安装部署(第1092项)到道路系统以使用安装的一个或者多 个基于交通工具的风能收集设备和基于交通工具的能量存储系统 (例如，电池或者电池阵列)来收集能量(第1093项)。风力收集 系统向电池或者电池阵列填充由电池或者电池阵列存储为电力的能 量。然后可以在服务中心转入或者交换电池组(第1094项)，在该 服务中心登记由标识有交通工具和/或所有者的交通工具风能收集系 统收集的电力并且向交通工具和/或所有者给予信用。然后预备电池 中收集的电力以便以分发到公用事业电网(第81项)中的形式分发 到系统(第8项)中，这需要通过换流器传送电池电力。电池电力 可以由交通工具(第82项)直接利用。电池电力可以附接到换流器 以便向企业或者住宅直接供电(第83项)，或者电力可以存储于辅 助电池阵列中或者用来经由电解来转换氢用于能量存储或者用于动 力氢能量需要(第84项)。通过没有向交通工具所有者收费、收费 很少并且有可能保证与设备的价值相抵的押金，交通工具所有者获 得通过参与清洁能量收集而在服务区登记过程期间无需财务投资为 他自己创造价值这一刺激。
图22图示了经服务中心训练的安装者(第1002项)在合格服 务区(第1001项)在交通工具(第1000项)上安装的便携太阳能 收集系统(第114项)。太阳能安装片(第114项)可以经由扣合 夹、粘合剂、磁结合、在交通工具表面与安装片之间的静电结合、 通过锁闭螺丝装配系统附着到交通工具(在交通工具制造过程或者 覆盖加固期间永久或者可拆卸装配安装)。用以存储电力的电池或 者电池阵列可以在交通工具的内部、外部、行李厢或者下部、或者 在引擎罩之下。太阳能安装片可以装配于交通工具的顶部、引擎罩、 行李厢或者侧部上。
图23图示了除了信用卡或者其他安全登记/押金系统(第1004 项)之外在电力仓库服务站区域(第1000项)安装时没有出现现金 交易。通过没有向交通工具所有者(第1005项)收费、收费很少并 且有可能保证与设备的价值相抵的押金，交通工具所有者(第1005 项)获得通过参与清洁能量收集而无需财务投资为他自己创造价值 这一刺激。
图24图示了沿着公路行驶的具有太阳能安装片(第114项) 的交通工具以及在沿着道路路线的常见收费广场中集成服务区(第 1001项)的顶视图。与风力安装系统相似，太阳能安装片可以耦合 到交通工具以外或者以内的电池(第111项)。
图25图示了在交通工具中安装(第1095项)一个或者多个太 阳能安装片和电池配置的流程图。交通工具被部署、在系统内登记 安装有安装片(第1092项)、以及激活以捕获能量并且在电池中存 储能量(第1093项)。电力然后在电池中被收集并且存储为用于电 力分发(第8项)的电力(第1094项)。电池然后向本交通工具馈 给计量的电力，或者电池在服务中心被交换(第1094项)而在电池 中收集的电力用来在通过换流器(该换流器根据由电网运营商提供 的规格使电力达到用于电网的恰当技术条件)发送之后将电力馈给 到电网(第81项)中、或者向另一交通工具(第82项)供电、向 企业或者住宅直接供电(第83项)、或者以储备电力形式如电池或 者通过使用额外电力向水的电解供应燃料以产生氢来经由氢的制造 和存储(第84项)来存储能量。
图26图示了单独地串接并且作为同时收集风力和太阳能二者 的一体化单片来安装的便携太阳能和风力安装片(1096)。安装、 获取和客户服务站中心(第1001项)与先前图中一样工作。可以用 电池上的喷涂物来喷涂包括涡轮机本身的涡轮机片的表面，以最大 化从相同安装板同时收集太阳能和风能的潜力。可选地，太阳能材 料可以是非硅膜或者标准硅板式结构。安装片上的布线可以本质上 为双重，其中太阳能进入专门电池而风能进入它自身的电池，或者 能量可以放入相同电池中。太阳能也可以用来向风力涡轮机供电， 因此仅产生用来对电池或者电池阵列充电的风能。
图27图示了安装有太阳能和风力集成板(第115项)的交通 工具的顶视图。这些板可以在单个安装片中或者分别地利用在参与 系统的交通工具(第1000项)上工作和同时部署的风力单独安装片 和太阳能单独安装片合并太阳能和风力收集系统二者。安装片的复 合安装再次示范与在相同安装片的表面内并入的附带太阳能收集材 料一起部署于交通工具上的微小螺旋设计的涡轮机(无复合形式的 附图，太小而不易看出)。由片收集的能量传送到电池阵列(第111 项。)
图28图示了移入和移出用于太阳能和风能生成设备的安装、 登记、更新和维护的服务中心区(第1001项)的部署有太阳能和风 力安装片(第115项)的交通工具的顶视图。系统安装片显示为部 署于交通工具上，而复合图给出可以在单个交通工具安装片上部署 大量微小风力涡轮机的感觉。当在服务中心(第1001项)汇集充电 的电池(第111项)时，使用换流器和计量器来分发电力，以存储、 调节、发送和跟踪从系统分发用于在交通工具(第82项)中直接使 用、用于在公用事业电网(第81项)中使用、用于在第3方交通工 具(第82项)(这些交通工具可以在它们通过服务中心时拾取充电 的电池)中使用、用于向住宅和企业直接供电(第83项)以及用于 存储为储备电池电力或者利用电池能量进行氢电解以便在由氢供电 的系统中使用以及用于存储储备能量(第84项)的电力。
图29图示了将由风力(第1090项)和太阳能安装片(第1095 项)二者生成的能量流组合到便携交通工具系统中(第1092项)， 或者太阳能可以用来向风能安装供电并且产生流入电池或者电池阵 列(第1093项)中的一致(仅风能)电力源的流程图。交通工具被 部署(第1092项)，在系统内登记安装有安装片，以及激活以捕获 能量并且在电池中存储能量(第1093项)。电力然后在电池中被收 集并且存储为电力。电池然后向本交通工具馈给计量的电力，或者 电池在服务中心被交换(第1094项)而在电池中收集的电力被分发 (第8项)以用来在通过换流器(该换流器根据由电网运营商提供 的规格使电力达到用于电网的恰当技术条件)发送之后将电力馈给 到电网(第81项)中、或者向另一交通工具(第82项)供电、企 业或者住宅的直接电力(第83项)、或者以储备电力形式如电池或 者通过使用额外电池电力向水的电解供应燃料以产生氢(该氢可以 被压缩存储并且用于氢引擎或者在高峰能量需要产生溢价定价需求 时使用氢燃料电池技术转换回电力并且分发到第三方)经由氢的制 造和存储(第84项)来存储能量。
图30图示了固定和便携道路集成式风力和太阳能收集道路系 统的集成。示意地示出了不同类型的基于地面和交通工具的风能生 成设备以及不同类型的基于地面和交通工具的太阳能生成设备，例 如在尺寸不同的风力涡轮机发电机上形成的太阳能薄膜(第107项)、 在道路线路上的光电涂料(第105项)、形成到路边和分隔带护栏 上的太阳能薄膜(第106项)、在交通工具上的光电涂料(第114 项)、在交通工具上的太阳能/风力涡轮机发电机板/安装片(第109 项)、在道路分隔带和故障排除车道边缘上的具有小型/微型风力涡 轮机的太阳能板(第108项)。由这些各种能量生成设备收集的电 力传送到基于地面和交通工具的能量存储系统如基于地面和交通工 具的电池和电池阵列(第33和111项)进行存储。电池然后向系统 馈给计量(第35项)的电力，或者电池在服务中心(第1001项) 被交换而在电池(第111项)中收集的电力用于在通过换流器(第 35项)(该换流器根据由电网运营商提供的规格使电力达到用于电 网的恰当技术条件)发送之后在服务中心(第1001项)或者沿着便 利的道路位置将电力馈给到公用事业电网(第81项)中、或者向另 一交通工具(第82项)供电、向企业或者住宅直接供电(第83项)、 或者以储备电力形式如电池或者通过使用额外电池电力向水的电解 供应燃料以产生氢(该氢可以被压缩存储并且用于氢引擎或者在高 峰能量需要产生溢价定价需求时使用氢燃料电池技术转换回电力并 且分发到第三方)经由氢的制造和存储(第84项)来存储能量。该 集成的4分叉方式创建一种综合清洁能量电力收集系统，该系统可 以部署于全部道路和高速公路系统内，从而将可用于转换的大规模 可用空间和能量转换成具有用于分发的高效地理基础结构的稳定清 洁能源。
图31至图33图示了系统在这里为马萨诸塞州收费公路的整个 主要道路内的实施。在这些图中的各图中，将服务区表示为点(第 1001项)。虽然由于间距问题以邻接方式在图中表示的电池阵列却 实际上(即，在道路系统中)在实施中间隔开并且表示为实心黑色 区域(第33项)。道路固定太阳能和风力系统，其中技术可以用于 相同实施片、板或者涡轮机内或者用作单独技术，风力涡轮机发电 机表示为点划线区域(第16项)，而将太阳能阵列表示为点区域(第 100项)，并且将道路车道表示为虚线区域。图31和图32示出了马 萨诸塞州收费公路的前约90英里。图33代表通过换流器馈给并且 在计量器中登记的所收集电力分发到各种终端分发点，包括向企业 (第83项)直接供电、电力被售回到电网系统(第80项)、电力 由交通工具(第82项)利用或者以辅助电池阵列的形式或者经由通 过电解转换成氢并且随后将压缩氢存储于罐中来存储为过量生成能 量以便在有高峰需要或者价值时销售回给公用事业(第84项)。配 备有由该系统设想的便携太阳能和风力收集系统的交通工具将沿着 该道路行驶并且利用服务区和收费所来安装、维护并且在一些情况 下接收由安装于交通工具(第1000项)上的系统收集的能量换取的 信用。
图34图示了完全集成风力和太阳能收集道路系统的流程图。 该流程图的特征在于太阳能和风力收集固定和便携系统(第100、16、 1095和1090项)二者集成到流程图中，其中由风力和太阳能安装片 二者生成的便携交通工具系统能量流入便携交通工具系统中，或者 太阳能可以用来向风能安装供电并且产生流入电池或者电池阵列 (第34和1093项)中的一致(仅风能)电力源。一个或者多个交 通工具被部署(第1092项)、在系统内登记安装有安装片、以及激 活以捕获能量并且在电池(第1093项)中存储能量。电力然后在电 池中被收集并且存储为电力。电池然后向本交通工具馈给计量的电 力，或者电池(第1093项)在服务中心被交换(第1094项)而在 电池中收集的电力用来在通过换流器(该换流器根据由电网运营商 提供的规格使电力达到用于电网(第81项)的恰当技术条件)发送 之后将电力馈给到电网中、或者向另一交通工具(第9项)供电、 向企业或者住宅直接供电(第83项)或者以储备电力形式如电池或 者通过使用额外电池电力向水的电解供应燃料以产生氢(该氢可以 被压缩存储并且用于氢引擎或者在高峰能量需要产生溢价定价需求 时使用氢燃料电池技术转换回电力并且分发到第三方)经由氢的制 造和存储(第84项)来存储能量。固定风力和太阳能道路系统图示 了流程图，其中如图14/15中所示风力和太阳能收集设备二者将它们 的能量传送到电池(第33项)、然后传送到换流器(第34项)、 然后在分发到公用事业电网(第81项)、交通工具(第82项)、 住宅和企业的直接分发(第83项)或者经由大型电池阵列或者经由 电解产生氢来转换成氢以保持于压缩罐中作为存储能量来利用(第 84项)之前经由计量器(第35项)登记能量的量。
图35图示了根据本发明连接到道路系统电力网的可以包括能 量生成设备(第114项)、能量存储系统(第220项)、控制器(第 225项)和电动机(第230项)的电动交通工具(第82项)。在通 过引用而结合于此的、于2007年1月19日提交的、Gene S.Fein和 Edward Merritt的标题为″System and Method for Creating a Networked Infrastructure Distribution Platform of Solar Energy Gathering Devices″ 的专利申请第11624987号中描述了道路系统电力网。太阳能生成设 备(第114项)是将太阳能转换成电力的任何设备。例如，太阳能 生成设备(第114项)可以是单个太阳能或者光电电池、多个互连 太阳能电池(也就是“光电模块”)或者光电模块链接汇集(也就是“光 电阵列”或者“太阳能板”)。如这里使用的“太阳能或者光电电池”(下 文也称为“光电材料”)是使用光电效应从太阳光直接发电的设备或 者设备组。例如，太阳能或者光电电池可以是硅晶片太阳能电池、 利用比如非晶硅、多晶硅、微晶硅、碲化镉或者铜铟硒化物/硫化物 这样的材料的薄膜太阳能电池、光电化学电池、纳米晶体太阳能电 池以及聚合物或者塑料太阳能电池。塑料太阳能电池在本领域中已 知为可涂漆、可喷涂或者可印刷卷对卷如报纸一般。
太阳能生成设备(第114项)可以电连接到道路系统电力网。 例如，能量存储系统220可以存储由太阳能生成设备(第114项) 产生或者收集的能量。存储的能量然后可以通过电连接到道路系统 将电能放电到道路系统电力网。可选地，能量存储系统(第220项) 可以由道路系统电力网再充电。让太阳能生成设备(第114项)电 连接到道路系统电力网的一个优点在于交通工具(第82项)的驾驶 员可能想要将他/她已经通过太阳产生的电能销售给道路系统电力网 的一个或者多个所有者。可选地，驾驶员也可以在阴天从道路系统 电力网购买电力。电力然后可以存储于能量存储系统(第220项) 中。交通工具(第82项)可以具有用以显示存储系统(第220项) 中的存储电能的量的监视单元(未示出)。监视单元(未示出)还 可以测量放电的存储电能的量或者来自道路系统电力网的再充电电 能。
可以在小汽车制造商处安装太阳能生成设备(第114项)或者 将它作为售后部件来安装。太阳能生成设备(第114项)可以安装 于交通工具(第82项)上的任何位置，只要它安全并且有充裕太阳 光曝晒。另外，可以有安装于交通工具(第82项)上的多个太阳能 生成设备(第114项)。
电动交通工具(第82项)上的控制器(第225项)是用来控 制电动机(第230项)的速度和动力输出的设备和方法。控制器(第 225项)可以调整进入电动机(第230项)的电流以控制速度。电动 机(第230项)可以提供用以驱动交通工具(第82项)的能量。
如先前讨论的那样，如这里使用的“交通工具”是至少部分地用 于例如商品和/或人群的基于地面的运输的任何设备。例如，交通工 具可以是汽车、小汽车、公共汽车、卡车、拖拉机、坦克、摩托车、 火车、飞机等。优选地，交通工具可以是汽车、小汽车、公共汽车、 卡车、坦克和摩托车。更优选地，交通工具可以是汽车、小汽车、 公共汽车和卡车。最优选地，交通工具可以是汽车和小汽车。如上 文讨论的交通工具(第82项)是电动交通工具，然而交通工具可以 是汽油-电动混合交通工具或者内燃机交通工具。
图36图示了根据本发明的能量存储系统(第220项)。能量 存储系统(第220项)可以包括可以可再充电的多个电池(第111a、 111b、...、111n项)、存储箱(第235项)和显示单元(第245项)。 可以有在串联、并联或者串联-并联配置中连接的多个电池(第111a、 111b、...、111n项)。电池类型可以例如是NiMH、Li离子和固态 Li离子。各电池(第111a、111b、...、111n项)可以配合到存储箱 (第235项)的槽中。该槽可以具有拔出行以使得更易于拆卸电池 (第111a、111b、...、111n项)。存储箱(第235项)可以具有电 连接到交通工具(第82项)的端口(第240项)。交通工具(第82 项)的驾驶员可以从交通工具(第82项)拆卸存储箱(第235项) 并且将产生的电能销售给道路系统电力网的一个或者多个所有者。 可选地，交通工具(第82项)的驾驶员可以在服务站购买存储箱(第 235项)以推进他的/她的交通工具(第82项)。能量存储系统(第 220项)可以包括用以表明存储电能的量的显示单元(第245项)。 例如，如果电池电力将供应到电力源(未示出)，比如道路系统电 力网，则个人可以按压存储箱(第235项)上的红色按钮(未示出)。 在电池(第111a、111b、...、111n项)耗尽之后，显示单元(第245 项)可以显示用以表明将电池(第111a、111b、...、111n项)的电 能完全放电的黄色。如果电池(第111a、111b、...、111n项)在由 道路系统电力网再充电，则显示单元(第245项)可以具有用以表 明电池(第111a、111b、...、111n项)充满电能的绿色。
在图4中图示了风力涡轮机发电机例子。这些风力涡轮机发电 机可以利用围绕在任何方向上定向的轴旋转的涡轮机。例如，在“水 平轴涡轮机”中，涡轮机围绕通常或多或少与地面平行定向的水平轴 旋转。另外，在“竖直轴涡轮机”中，涡轮机围绕通常或多或少与地 面垂直定向的竖直轴旋转。例如，竖直轴涡轮机可以是Darrieus风 力涡轮机、Giromill型Darrieus风力涡轮机、Savonius风力涡轮机、 螺旋桨型涡轮机、“螺旋式涡轮机”等。在螺旋式涡轮机中，涡轮机 叶片被螺旋地成形并且围绕竖直轴旋转。螺旋式涡轮机可以具有单 螺旋设计或者多螺旋设计，例如双螺旋、三螺旋或者四螺旋设计。 螺旋式风力涡轮机发电机不依赖于单个方向的风力，这之所以有益 是因为风力经常来自不均匀和多个方向乃至交叉方向。风能生成设 备可以具有从约数纳米到约数百英尺的几何尺度。纳米到微米级的 风能收集设备可以包括取代上文讨论的涡轮机和发电机的表现强压 电效应的一种或者多种材料如氧化锌的一个或者多个纳米和/或微米 线。这些纳米和微米线可以收集风能并且生成电力，因此取代上文 讨论的涡轮机和发电机的功能。认为各线机械地变形，例如响应于 风力而弯曲，由此经由压电效应将一些风能转换成电能。
如这里使用的“地面”是风能收集设备附接到的表面，例如字面 上的地球地面、公路表面、公路标志、公路噪声屏障的表面、隧道 表面、风能收集片的表面、小汽车的表面等。
如这里使用的风能收集设备或者风力涡轮机发电机的“高度” 是从于设备或者发电机相邻的地面到设备或者发电机的最高点的垂 直测量高度。风能收集设备可以具有在约数微米与数百英尺之间的 高度。可以使用微型制造方法来制造例如纳米和微米级的几何尺度 很小的风能收集设备和利用几何尺度很小的风能收集设备的风能收 集片。
用于产生三维结构的微型制造方法在本领域中众所周知，并且 例如包括光刻(比如双光子三维光刻)、蚀刻(比如RIE(反应离子 蚀刻)或者DRIE(深度反应离子蚀刻))、薄膜沉积(比如喷溅)、 CVD(化学气相沉积)、蒸发、外延、热氧化、例如使用热扩散或 者离子注入进行掺杂、晶片级集成技术、晶片焊接、CMP(化学机 械抛光)、晶片清洁、纳米和微米级布线制造等。适合于微型制造 方法的材料例如包括硅(例如单晶硅)、碳化硅以及硅/碳化硅混合 结构。用于纳米和微米级布线制造的材料例如包括金、硅、铜、银 和氧化锌。
如这里使用的“压电纳米线”是在有机械变形或者压力(例如弯 曲和释放相同机械变形或者压力)时表现压电效应的晶体线。适当 材料的例子是氧化锌。可以使用本领域中已知的方法来制造这些线。 在图15中图示了这些纳米线的阵列例子。通常，这些纳米线1500 的长度是纳米线1500的宽度、深度或者半径的约5到20倍。通常， 纳米线1500也可以具有在100纳米与数微米之间的长度以及在约5 纳米与约200纳米之间的宽度、深度或者半径。
可以例如使用本领域中已知的模制技术来制造尺度约为1/8英 寸和更大的风能收集设备的部分或者全部。所有风能收集设备、但 是特别是尺度约为1/8英寸和更大的风能收集设备可以复制更大的 也就是5英尺到数百英尺的风能收集设备例如螺旋风力涡轮机的公 知设计。更大风能收集设备的这些设计通常包括用以优化风能收集 设备性能的诸如充电控制器、自动润滑系统、人造负载等元件。
风能收集片(下文也称为“风力涡轮机安装片”或者“风力涡轮 机安装牌”)是以通常每平方米的片约1500到约一百万个风能收集 设备的密度在片上使用多个(例如上至数以百万计或者数以亿计) 纳米和/或微米级风能收集设备的风能收集设备。片可以是刚性或者 柔性的，并且可以提供用于风能收集设备的布线和用于到其他风能 收集片、换流器或者电池系统的连接布线的壳和基础结构。风能收 集片也可以使用一个或者多个更小的风能收集片。
在风能收集片上的纳米和/或微米级风能收集设备可以直接制 造于给定片上和/或风能收集设备可以被独立地制造然后附接到给定 片。可以用来电互连风能收集设备和/或将风能收集设备与给定片上 的电路电互连的布线例如包括如本领域中已知的纳米和微米级布 线，例如金、硅、铜和银纳米和微米级线。
可以通过使用微型制造方法来生产几何尺度上至1/8英寸的风 能收集设备(微型器件)。可以例如使用双光子三维光刻如焦点技 术来制造风能收集设备的三维单部件或者多部件的部分。单部件和 多部件的部分是包括通过三维光刻技术处理的一种化学成分的部 分。能够生产多部件的部分的三维光刻技术例子包括由Focal Point Micro提供的产品和服务(见www.fpmicro.com)。优选地， 微型器件或者微型器件部件由对于Focal Point Technology和风力涡 轮机应用均适合的材料制成。
优选地，该方法用来并行制造多个给定单部件或者多部件的部 分，由此优化生产过程。通过将片概念应用于制造微型器件，可以 成片地连接、制造和部署微型器件，从而使布线网格能够在制造过 程中与微型/纳米校准压模、压具和剪刀一起布局，以在单个制造过 程中生产大片微型器件。在多阶段组装过程中按压涡轮机的片使生 产数以百万计的微型器件的过程成为迅速过程。
可以使用精确仪器如微型镊子(光学俘获激光器)、微型剪刀 (光学切割激光器)和全息激光器来操控和组装多个单部件的部分。 精确激光仪器能够准确地处理微米/纳米级物体。这样的精确激光仪 器的例子包括由提供的产品(见www.arryx.com)。然后可 以通过精确激光仪器来操控使用焦点技术生产的微小部件以组装成 风能收集微型器件。如果并行生产大量微小部件，则多个精确激光 仪器可以用来并行操控多个部件。
微型器件的个别部件或者整个微型器件可以由基于耐用聚合 物的材料制成。这样的材料的例子包括由制造的材料(见 www.dsm.com)。可以利用耐用性测试过程来测试微型器件或者微 型器件部件的耐用性。测试过程例子包括由FEI公司执行的过程 (见www.fei.com)。测试可以涉及到微型器件的个别部件、作为整 体的微型器件或者整片微型器件。测试过程例子可以包括使风能收 集微型器件(或微型器件片)受到某MPH强度的微风并且确定基于 微型器件或者微型器件片的恰当工作来生成某一数量的电力。应当 注意，将进行风力测试以保证器件可以耐受上至150MPH的风速， 并且将回收残缺片。清洁测试过程可以使风能收集微型器件(或者 微型器件片)受到尘埃和石油混合杂质，然后从微型器件(或者微 型器件片)吹去和洗掉这些杂质。清洁测试过程可以重复多次以确 定与多年安装适应的应力水平。微型器件的具体尺寸可以变化以匹 配于成功安装所必需的应力水平和安装持续时间，因为某尺寸的微 型器件或者微型器件片在某些条件下可能比其他的更有效和稳健。
纳米线可以用来将多个微型涡轮机互连在一起或者连接特定 微型涡轮机的部件。在纳米线阵列中生产这些纳米线，多个纳米线 附接到共同基部结构。利用上文讨论的微型剪刀和微型镊子，可以 使用微型剪刀从共同基部结构分拆纳米线并且在将纳米线并入到微 型器件或者微型器件片中时使用微型镊子来操控纳米线。优选地， 纳米线将由铜制成，但是可以使用能够导电的其他金属，比如银。 纳米线可以涂覆有聚合物以便绝缘并且防止由不利天气条件造成的 退化。使用聚合物或者相似一组材料来制造微型器件并且涂覆纳米 线使微型器件耐洗并且保护电流的完整性。
此外，还可以制造几何尺度1/8英寸和更大的风能收集设备。 这些设备可以类似于由Oy Windside Production制造的风能收 集设备(见www.windside.com)。由制造的最小风能收 集设备通常约为五英尺；然而根据本发明的原理，可以使用成形或 者注入模制过程来制造这些设备的更小版本。
应当注意，设备的一些部分不能或者不应当小型化， 比如存在于设备中的任何微处理器；但是这些部分已经小到足够可 以在微小风力设备中包括它们而无需小型化。此外，设备 的一些部分需要润滑以防止磨损和损坏。然而，本发明的微小器件 无需润滑，因为聚合物本身是与材料相似的、产生很少摩擦 的光滑材料。
此外，利用称为开斯米(Casimir)力的力可以使微型器件能够 很少摩擦或者无摩擦地操作。开斯米力于1948年发现而于1997年 首次被测量，并且可以在壁虎仅用一个脚趾粘住表面这一能力中观 测开斯米力。使开斯米力反向造成物体排斥而不是吸引另一物体。 将该反向开斯米力应用于本发明的实施例将减少微型器件中的摩擦 并且允许微型器件更高效地操作。
图37A-图37C是图示了根据本发明一个实施例的制造风能收 集微型器件的方法的流程图。根据示例性实施例并且参照图37A， 生产风能收集微型器件的部件(3705)以及至少一个纳米线阵列 (3710)。参照图37B，微型器件部件的生产可以包括生产微型涡 轮机(3730)和至少一个磁体(3735)。一个或者多个磁体然后可 以附接到微型涡轮机(3740)。微型涡轮机然后可以被配置成围绕 它的轴旋转(3745)，而一个或者多个磁体可以被配置成在微型涡 轮机旋转时沿着圆形路径移动(3750)。回到图37A，然后操控和 组装部件和纳米线以形成风能收集微型器件(3715)。
参照图37C，风能收集微型器件的组装可以包括使用至少一个 微型剪刀将纳米线与它们的相应纳米线阵列基部结构分离(3755) 并且使用至少一个微型镊子将分离的纳米线移动到所需位置 (3760)。这时，也可以使用至少一个微型镊子将风能收集微型器 件的部件移动到所需位置(3765)。风能收集微型器件的组装还可 以包括将至少一个纳米线并入到微型涡轮机/一个或者多个磁体这些 部件中(3770)并且配置一个或者多个纳米线以在微型涡轮机/一个 或者多个磁体这些部件旋转移动时产生电力(3775)。附加纳米线 可以并入到部件中(3780)并且配置成从部件送走产生的能量 (3785)。回到图37A，组装的风能收集微型器件可以与其他风能 收集微型器件一起装配到片上(3720)并且测试耐久性(3725)。
图38是图示了根据本发明一个实施例的用于制造风能收集微 型器件的系统的框图。系统例子4800包括生产模块4805、至少一个 纳米线阵列4810、至少一个微型剪刀4815、至少一个微型镊子4820、 分离模块4825、操控模块4830、组装模块4835、装配模块4840和 测试模块4845。生产模块4805生产多个风能收集微型器件部件 4850。分离模块4825使用多个微型剪刀4815将多个纳米线4855与 至少一个纳米线阵列4810分离。操控模块4830使用多个微型镊子 4820来控制和移动部件4850、4860和纳米线4855、4860到组装模 块4835，部件4850、4860和纳米线4855、4860在该组装模块组装 成风能收集微型器件4870、4875。风能收集微型器件4870可以通过 装配模块4840从组装模块4835装配于片上。微型器件4875(或者 微型器件片4880)然后可以由测试模块测试耐久性。
图39A图示了用以收集风能并且存放由风力生成的能量以换 取系统信用的基于交通工具的风能收集系统例子(第1700项)。基 于交通工具的风能收集系统(第1700项)包括基于交通工具的风能 收集设备(第109项)、基于交通工具的能量存储系统(第111项) 以及用于存放存储的由风力生成的能量以换取系统信用的装置(第 115项)。
在操作中，风力或者风能(第1071项)由基于交通工具的风 能收集设备(第109项)收集。该设备(第109项)又生成由风力 生成的能量。也就是说，基于交通工具的风能收集设备(第109项) 将风能(第1701项)变换或者以别的方式转换成由风力生成的能量， 比如电力。基于交通工具的风能收集设备(第109项)将由风力生 成的能量传递到基于交通工具的能量存储系统(第111项)。基于 交通工具的能量存储系统(第111项)存储从基于交通工具的风能 收集设备(第109项)生成的由风力生成的能量。存储的由风力生 成的能量由用于存放存储的由风力生成的能量以换取系统信用的装 置(第115项)存放。优选地，举出少数形式例子，存放的由风力 生成的能量(第1702项)是以可容易用于下载、存储或者发送到公 用事业(或者电力)电网的形式。
基于交通工具的风能生成设备(第109项)、基于交通工具的 能量存储系统(第111项)以及用于存放存储的由风力生成的能量 以换取系统信用的装置(第115项)的任何组合可以用很少或者基 本上无成本提供给基于交通工具的风能收集系统(第1700项)的参 与者。例如，上述组合被用上述组合的总成本的某一小部分乃至免 费提供给参与者。在又一例子中，通过存放存储的由风力生成的能 量“赚取”的系统信用的某一部分适用于上述组合的成本。
可选地，代替为上述组合付款，可以用来自基于交通工具的风 能收集系统(第1700项)的参与者的押金进行担保以保证基于交通 工具的风能收集系统(第109项)、基于交通工具的能量存储系统 (第111项)以及用于存放存储的由风力生成的能量以换取系统信 用的装置(第115项)的安全归还。这可以通过参与者的金融机构 或者经由保证金这样的押金来保证。
以该方式，基于交通工具的风能收集系统(第1700项)的参 与者可以无需花费大量财力资源(以例如购买设备)以便收集风能 并且存放由风力生成的能量以换取系统信用。另外，可以促使基于 交通工具的风能收集系统(第1700项)的参与者参与基于交通工具 的风能收集系统(第1700项)或者以别的方式向这些参与者给予参 与该系统的刺激。
可以用通行费信用、现金支付、在参与企业的信用、市政或者 政府税/费信用、其他公用事业/公共作业信用等的形式偿还系统信用 或者以别的方式向基于交通工具的风能收集系统(第1700项)给予 系统信用。例如，可以用电子收费系统如FASTLANE或者EZPASS 向参与者的现有账户给予系统信用。可选地，可以向参与者的从这 样的电子收费系统单独监视和维护的账户给予系统信用。例如，基 于交通工具的风能收集系统(第1700项)的参与者可以使用系统信 用作为在与电力公司、消费品公司或者金融机构的交易中的信用。
本领域技术人员将容易认识到，本发明的原理不限于上文呈现 的例子，而是可以包括其他形式的系统信用。例如，可以用上述例 子中的一个或者多个例子的组合向基于交通工具的风能收集系统 (第1700项)的参与者给予信用。
除了参与者之外，可以与基于交通工具的风能收集系统(第 1700项)的合伙人划分或者以别的方式分享系统信用。例如，可以 在拥有用于基于交通工具的风能收集系统(第1700项)的设备(例 如基于交通工具的风能收集设备(第109项)、基于交通工具的能 量存储系统(第111项)和用于存放存储的风能以换取系统信用的 装置(第115项))的公司与将这样的设备安装到参与者的交通工 具上的公司之间分摊系统信用。系统信用可以分摊给附加合伙人， 比如市政当局或者州立高速公路部门。系统信用也可以分摊给更少 合伙人。例如，单个公司而不是多个单独公司既拥有又安装用于基 于交通工具的风能收集系统(第1700项)的设备。
这样，基于交通工具的风能收集系统(第1700项)创建一种 用于有可能参与者数以百万计的基于交通工具的风能收集设备的广 泛分布的形式。
图39B图示了参照图39A描述的基于交通工具的风能收集系 统(第1700项)的实施和安装例子。在该例子中，基于交通工具的 风能收集设备(第109项)如小型螺旋风力涡轮机交通工具安装片 以及其他设备如基于交通工具的能量存储系统(未示出)和用于存 放存储的能量以换取系统信用的装置(未示出)安装于交通工具如 汽车(第1000项)中或者上。上述安装可以由经训练的服务中心服 务员(第1002项)在授权服务站和电力仓库(第1001项)进行。 授权服务站和电力仓库(第1001项)可以位于收费所、休息区、出 口或者其他便利位置。
在授权服务站和电力仓库(第1001项)，出纳员(第1003项) 可以针对基于交通工具的风能收集系统(第1700项)或者该系统的 元件如基于交通工具的风能收集设备(第109项)、基于交通工具 的能量存储系统(第111项)以及用于存放存储的由风力生成的能 量以换取系统信用的装置(第115项)处理包括支付或者存放的交 易。出纳员(第1003项)也可以处理交通工具/交通工具所有者/参 与者与基于交通工具的风能收集系统(第1770项)和/或该系统(第 1770项)的元件的包括安装收费/费用和登记(或者类似关联)的交 易。
在另一例子中，一旦向交通工具和/或参与者(例如，交通工 具的所有者)登记基于交通工具的风能收集系统(第1700项)，基 于交通工具的风能收集设备(第109项)和其他设备如基于交通工 具的能量存储系统(第111项)以及用于存放存储的能量以换取系 统信用的装置(第115项)可以由参与者(未示出)自行安装。这 样，基于交通工具的风能收集设备(第109项)和其他设备可以在 一些实例中被配置或者以别的方式适合于由基于交通工具的风能收 集系统(第1700项)的参与者安装。
图40A图示了用于收集风能并且存放由风力生成的能量以换 取系统信用的基于交通工具的风能收集系统(第1700项)的过程例 子。该系统(第1700项)使用基于交通工具的风能收集设备(例如， 图39A的第109项)来收集(第2105项)风能并且生成由风力生成 的能量。该系统(第1700项)在基于交通工具的能量存储系统(例 如，图39A的第111项)中存储(第2110项)生成的由风力生成的 能量。该系统(第1700项)存放(第2115项)存储的由风力生成 的能量以换取系统信用。
图40B图示了用于收集风能并且存放由风力生成的能量以换 取系统信用的基于交通工具的风能收集系统(第2150项)的另一实 施例的过程例子。该例的系统(第2150项)将基于交通工具的风能 收集设备(例如，图39A的第109项)如小型螺旋风力涡轮机安装 片或者牌、基于交通工具的能量存储系统(例如，图39A的第111 项)如电池或者电池阵列以及用于存放存储的由风力生成的能量以 换取系统信用的装置(例如，图39A的第115项)安装(第1090项) 到对象交通工具中或者上。
该例系统(第2150项)向交通工具(第1000项)和参与者(例 如，交通工具的所有者)登记(第1091项)基于交通工具的风能收 集系统(第2150项)。该例系统(第2150项)将交通工具(第1000 项)部署(第1092项)到公路或者道路系统上。该例系统(第2150 项)使用基于交通工具的风能收集设备(例如，图39A的第109项) 来收集(第1093项)风能并且生成由风力生成的能量(或者电力)。 该例系统(第2150项)在基于交通工具的能量存储系统(例如，图 39A的第111项)中存储(第1094项)由风力生成的能量。
该例系统(第2150项)通过例如在服务中心转入或者交换电 池或者电池阵列来存放(第1095项)存储的由风力生成的能量。该 例系统(第2150项)将存放的由风力生成的能量标识(未示出)为 由登记有基于交通工具的风能收集系统的交通工具和/或参与者存 放。该例系统(第2150项)向标识的交通工具和/或参与者给予信用。
该例系统(第2150项)将存放的由风力生成的能量分发(第 8项)到例如公用事业电网(第81项)。在该例系统(第2150项) 将存放的由风力生成的能量分发(第8项)到公用事业电网(第81 项)的情况下，该例系统(第2150项)使用换流器对由风力生成的 能量进行电力调节(未示出)。
在另一例子中，该例系统(第2150项)将存放的由风力生成 的能量直接分发(第8项)到交通工具(第82项)。
在又一例子中，该例系统(第2150项)将存放的由风力生成 的能量直接分发(第8项)到企业或者住宅(第83项)，即直接电 力。
在又一例子中，该例系统(第2150项)将存放的由风力生成 的能量分发(第8项)到辅助电池或者电池阵列(第84项)进行能 量存储或者进行氢电解。
在另一例子中，该例系统(第2150项)将存放的由风力生成 的能量分发(第8项)到在通过引用整体结合于此、转让给GENEDICS LLC、于2007年1月19日提交、标题为″System and Method for Creating a Networked Infrastructure Distribution Platform of Solar Energy Gathering Devices″的美国专利申请第11/624,987号中描述的 道路系统电力网(第85项)。
图41图示了用于太阳能生成和分发的道路系统例子(第3500 项)。多个太阳能生成设备如图12的太阳能板(第100项)和/或涂 有光电涂料(第105项)的道路线路形成至少一个太阳能带阵列(第 3505a...3505f项，统称为第3505项)。至少一个太阳能带阵列(第 3505项)收集或者以别的方式产生来自太阳的能量并且生成“由太阳 能生成的能量”。在本公开内容全文中，由太阳能生成的能量这一短 语可与短语“由太阳能生成的电力”互换使用。
至少一个太阳能带阵列(第3505项)位于或者以别的方式定 位于公路的部分上或者一个或者多个公路附近。这样，潜在安装覆 盖区是数以百或者千计英里的可用道路。与附着到建筑物如住宅的 屋顶的太阳能阵列或者位于偏远区域如沙漠中的太阳能阵列相比， 将至少一个太阳能带阵列(第3505项)定位于公路的部分上或者一 个或者多个公路附近允许更易于让维护人员可达。另外，通向住宅 和企业的公用事业电网和附加直接供电机会的可达性更大。
此外，通过将至少一个太阳能带阵列(第3505项)设置或者 以别的方式定位于公路的部分上或者一个或者多个公路附近以生成 由太阳能生成的能量，可以认为形成由太阳能生成的能量的道路网 络或者系统。
在一些实施例中，至少一个太阳能带阵列(第3505项)可以 用最大化可以收集并且因此生成为由太阳能生成的能量的来自太阳 的能量的量这样的方式定位于公路的部分上或者一个或者多个公路 附近。例如，纬度方向(即，东到西和西到东)延伸的公路能够在 太阳越过天空“移动”时“跟踪”太阳。在另一例子中，经度方向(即， 北到南和南到北)延伸的公路能够沿着经线从太阳收集能量。
继续图41，至少一个太阳能带阵列(第3505项)(例如3505a、 3505b和3505c)通过电力线(第3515项)并联电连接到道路系统 电力网(第3510项)。可选地，至少一个太阳能带阵列(第3505 项)(例如3505d、3505e和3505f)通过电池组系统(第3520项) 电连接到道路系统电力网(第3510项)。另外，至少一个太阳能带 阵列(第3505项)可以用形成并联电路、串联电路或者组合并联和 串联电路这样的方式电连接到道路系统电力网(第3510项)。
由太阳能生成的能量由换流器(第3525a和3525b项)进行电 力调节。电力计量器(第3530a和3530b项)测量由至少一个太阳 能带阵列(第3505项)生成的由太阳能生成的能量的量。这样，道 路系统电力网(第3510项)测量调节的由至少一个太阳能带阵列(第 3505项)提供的由太阳能生成的能量的量。
由至少一个太阳能带阵列(第3505项)生成并且提供给道路 系统电力网(第3510项)的由太阳能生成的能量通过分发点(第 3535a...3535e项，统称为第3535项)由道路系统电力网(第3510 项)分发。分发点(第3535项)被配置成将由太阳能生成的能量例 如分发到公用事业电网(例如，图12的第81项)、交通工具(例 如，图12的第82项)、直接分发到企业或者住宅(例如，图12的 第83项)或者氢电解和存储设施或者电池存储设施(例如，图12 的第84项)。这样，道路系统电力网(第3510项)被配置用于大 规模电力分发。
对照而言，位于建筑物(例如，房屋的屋顶)上或者位于私人 地带(例如，与农场毗邻的田地)上的太阳能阵列被配置成提供用 于私人消费的由太阳能生成的能量。也就是说，本意在于实体如住 宅所有者或者农场主使用这样的太阳能阵列来为该实体的自用产生 由太阳能生成的能量。例如，住宅所有者将太阳能板安装到住宅所 有者的房屋上以减少向房屋提供能量的成本。在另一例子中，农场 主在田地中安装太阳能板以提供用于井泵的电力以便灌溉公用事业 不可达的孤立成块农田。
因而，利用这样设置的太阳能阵列，既不需要也不希望将由太 阳能生成的能量分发到其他方，即大规模分发由太阳能生成的能量。 另外，利用这样设置的太阳能阵列，既不需要也不希望配置成大规 模分发由太阳能生成的能量的道路系统电力网，这与本发明的道路 系统电力网(第3510项)有鲜明对照。
电力计量器(第3540a...3540d项，统称为第3540项)测量例 如分发到直接电力用户如住宅的由太阳能生成的能量的量。这样， 道路系统电力网(第3510项)测量调节的由道路系统电力网(第3510 项)提供的由太阳能生成的能量的量。
道路系统电力网(第3510项)可以例如包括用以在道路系统 电力网(第3510项)失效或者以别的方式不可操作的情况下存储由 太阳能生成的能量的电池备份(第3545项)。以该方式，即使不能 分发由至少一个太阳能带阵列(第3505项)生成的由太阳能生成的 能量，仍然可以存储这样生成的能量而无大量损失。一旦道路系统 电力网(第3510项)可操作，然后可以分发由电池备份(第3545 项)存储的由太阳能生成的能量。
道路系统电力网(第3510项)也可以例如包括用以基于使用 或者分发需求以自动化方式将由太阳能生成的能量从第一太阳能带 阵列传递到第二太阳能带阵列的开关(第3550项)。例如，由第一 太阳能带阵列(例如，第3505a项)生成的由太阳能生成的能量可 以由道路系统电力网(第3510项)分发到直接电力负载或者用户， 比如企业或者住宅。分发到直接电力负载的由太阳能生成的能量的 量可能不足以满足直接电力负载的当前需求，例如空调使用增加。 从直接电力负载感测到增加需求的道路系统电力网(第3510项)对 由第二太阳能带阵列(例如，第3505d项)生成的由太阳能生成的 能量进行传递或者重新路由，以添加或者以别的方式增加分发到直 接电力负载的能量。以该方式，道路系统电力网(第3510项)回应 分发需求。可选地，道路系统电力网(第3510项)可以被编程为根 据规划或者以别的方式预料的分发需求来分发由太阳能生成的能 量。例如，在营业时间期间，企业对由太阳能生成的能量的需求高 于住宅对由太阳能生成的能量的需求。然而，在非营业时间或者周 末期间，住宅的需求高于企业的需求。这样，道路系统电力网(第 3510项)可以在营业时间期间传递来自住宅附近的太阳能带阵列的 由太阳能生成的能量并且将这样的电力分发到企业，而在非营业时 间或者周末期间相反。
道路系统电力网(第3510项)也可以例如包括用以存储、引 导和重新调节由太阳能生成的能量的能量分发仓库(第3555项)。
图42是纳米线风能生成设备(第2005项)的示意表示。数个 纳米线(第2000项)附接到可以导电但是不限于可导电的刚性或者 柔性片(第2001项)的表面(第2010项)。纳米线经由电连接(第 2002项)电连接到收集由纳米线生成的电能并且允许从设备流出电 流(第2003项)的电路(第2004项)。
尽管已经参照本发明的例子实施例具体示出和描述本发明，但 是本领域技术人员将理解可以在实施例中进行形式和细节上的各种 改变而不脱离由所附权利要求涵盖的本发明范围。
相关申请
该申请是：i)于2006年12月22日提交的、标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第 11/645,109号的继续申请；ii)于2007年1月26日提交的、标题为 ″System and method for creating networked infrastructure distribution platform of small wind energy gathering devices″的美国申请第 11/627,404号的继续申请，该美国申请第11/627,404号是于2006年 12月22日提交的、标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第11/645,109号的部分继续申请；iii) 于2007年8月21日提交的、标题为″System and method for creating micro/nano wind energy gathering devices″的美国申请第11/842,441号 的继续申请，该美国申请第11/842,441号是于2007年1月26日提 交的、标题为″System and method for creating networked infrastructure distribution platform of small wind energy gathering devices″的美国申 请第11/627,404号的部分继续申请，该美国申请第11/627,404号是 于2006年12月22日提交的、标题为″System and method for creating networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第11/645,109号的部分继续申 请；iv)于2007年1月19日提交的、标题为″System and method for creating networked infrastructure distribution platform of solar energy gathering devices″的美国申请第11/624,987号的继续申请，该美国申 请第11/624,987号是于2006年12月22日提交的、标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第 11/645,109号的部分继续申请；v)于2007年1月26日提交的、标 题为″System and method for creating a networked infrastructure roadway distribution platform of solar energy gathering devices″的美国 申请第11/627,504号的继续申请，该美国申请第11/627,504号是于 2006年12月22日提交的、标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第11/645,109号的部分继续申 请；vi)于2007年1月23日提交的、标题为″System and method for creating a networked vehicle infrastructure distribution platform of solar energy gathering devices″的美国申请第11/626,106号的继续申请，该 美国申请第11/626,106号是于2006年12月22日提交的、标题为 ″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国 申请第11/645,109号的部分继续申请；vii)于2007年2月2日提交 的、标题为″System and method for creating a networked vehicle infrastructure distribution platform of small wind gathering devices″的 美国申请第11/670,635号的继续申请，该美国申请第11/670,635号 是于2006年12月22日提交的、标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第11/645,109号 的部分继续申请；viii)于2007年2月13日提交的、标题为″System and method for creating a portable networked vehicle infrastructure distribution platform of small wind gathering devices″的美国申请第 11/674,352号的继续申请，该美国申请第11/674,352号是于2006年 12月22日提交的、标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第11/645,109号的部分继续申请；以及 ix)于2007年1月26日提交。标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of small fixed and vehicle based wind energy gathering devices along roadways″的美国申 请第11/627,538号的继续申请，该美国申请第11/627,538号是于2006 年12月22日提交的、标题为″System and method for creating a networked infrastructure distribution platform of fixed and mobile solar and wind gathering devices″的美国申请第11/645,109号的继续申请。 通过引用将上述申请的全部教导结合于此。