充气型聚光太阳能电站/气球和自支持线缆的装置和方法
专利汇可以提供充气型聚光太阳能电站/气球和自支持线缆的装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且随着清洁 能源 技术如 太阳能 发电的新发展，对于汇聚太阳能的需求越来越大，以用来提供轻重量的，低成本的发电和供热。此外还有一个相关的，但单独分开的需求—高效地传输电 力 / 能量 。当前 发明 包括使用一种独特的充气结构以集中的太阳能，并使得创建一个气球类型的太阳能电站以捕获在地面之上的太阳能成为可能。它也提供了一种用于电力传输的自支承 电缆 的解决方案，能克服 支撑 电缆的重量的障碍，也能够克服/减少电缆与 风 阻有关的负载。，下面是充气型聚光太阳能电站/气球和自支持线缆的装置和方法专利的具体信息内容。
1.一种运行在高空的太阳能聚集设备，包括：
a.至少一个充有气体的封闭表面，在所述封闭表面形成的内部空间内用比空气轻的气体填充，以提供浮力，并且同时还提供保持表面形状的压力作为外部形状的外层内部的反射表面的形状；
b.具有至少一个让在太阳光射入的透明的部分或表面；
c.至少一个反射面，所述反射面具有反射壁或膜，所述反射面是一种聚集太阳光的球形或抛物面形状；
其中反射装置的形状由下列一项或多项组合保持：
a)空气压力或充气装置的压力差；
b)气体流动造成的动压；
c)负压；
d)预应力弹性材料或形状记忆材料或预成形材料；
e)预制或预应力轻质材料；
d.跟踪系统和用以转动所述充气装置的手段，所述转动所述充气装置的手段包括：使用包括舵/翼型/控制表面的空气动力学系统；使用包括会改变方向的风扇/螺旋桨的矢量推力的手段；基于包括赤道跟踪，经纬仪跟踪周日运动的地面的跟踪系统；
e.位于反射面聚焦区域的能量收集/转换装置；
并使用一种有下列特点的在传输电力/能量时对自身重量提供至少部分支撑的缆线状装置将上述能量收集/转换装置产生的电力/能量传输到地面：
1)至少一个柔性的可用于电或光能量传输的导体的缆线，所述缆线由至少2个或更多的连接或铰接区段/部分组成，从而所述区段/部分在其上有独立的重量支撑系统或主动控制机构；
2)在至少一个所述区段/部分上的动力重量支撑系统，其从所述缆线中传输的能量中或从随行的/搭载的能量存储部件或随行的应急能量供应或产生手段中引出或截取或提取能量，以提供在空中独立于气候条件的抵抗重力的力；
3)在至少一个区段/部分上的主动控制机构，所述主动控制机构至少部分物理连接到所述缆线并且能够使缆线的区段/部分或其附接的缆线的区段/部分在空中移动，以控制所述缆线在空气中的总体形状或所述缆线的节点或区段/部分的队形，所述主动控制机构可以是所述动力重量支撑系统的功能的一部分，或者其可以是独立的、以动力提供控制力或在空中可变的力的并且其方向是在除了对抗重力方向以外的方向的系统。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述比空气轻的气体包括氢、氦、热空气或其混合物。
3.一种用于电力/能量传输的缆线状装置，包含：
1)至少一个柔性的可用于电或光能量传输的导体的缆线，所述缆线由至少2个或更多的连接或铰接区段/部分组成，从而所述区段/部分在其上有独立的重量支撑系统或主动控制机构；
2)在至少一个所述区段/部分上的动力重量支撑系统，其从所述缆线中传输的能量中或从随行的/搭载的能量存储部件或随行的应急能量供应或产生手段中引出或截取或提取能量，以提供在空中独立于包括风速的气候条件的抵抗重力的力；
3)在至少一个区段/部分上的主动控制机构，所述主动控制机构至少部分物理连接到所述缆线并且能够使缆线的区段/部分或其附接的缆线的区段/部分在空中移动，以控制所述缆线在空气中的总体形状或所述缆线的节点或区段/部分的队形，所述主动控制机构可以是所述动力重量支撑系统的功能的一部分，或者其可以是独立的、以动力提供控制力或在空中可变的力的并且其方向是在除了对抗重力方向以外的方向的系统；
从而所述缆线可以以相对细和轻重量的配置达到高的高度而不会因自己的重量而断裂。
4.一种用于能量传输的缆线状装置，包括：
1)至少一个柔性的可用于电或光能量传输的导体的缆线；
2)所述缆线的一个区段/部分或多个区段/部分上的至少一个动力重量支撑系统，所述动力重量支撑系统从所述缆线中传输的能量中引出或抽取或提取能量，或者其能量来源于与在所述缆线中传输的同样类型的能量的存储装置或提供相同类型或种类的能量的应急供应/发生装置的能量，提供独立于包括风速的气象条件的在空气中的抵抗重力的力；
3)至少一个主动控制机构，作为所述动力重量支撑系统的功能的一部分，或者其可以是独立的、以动力提供控制力或在空中可变的力的并且其方向是在除了对抗重力方向以外的方向的系统。
5.根据权利要求4的装置，进一步包括以下中的至少一个：
防冰涂层；
防冰系统，可用于除冰目的的声/超声系统；
防静电涂料；
用于释放闪电能量的手段；
防止缆线系统被闪电击中的装置。
6.根据权利要求5的装置，还包括：
在具有所述动力配重支撑系统的区段/部分上的能量存储装置，以及可选地在缆线的其他区段/部分上的能量存储装置，用于存储在缆线中的能量传输中断发生紧急情况下可使用的能量。
7.根据权利要求6的装置，其中所述缆线的区段/部分通过使用所述主动控制机构在空中自主地或至少部分地通过遥控来选择性地形成或维护队形。
8.根据权利要求4-6中任一项所述的装置，还包括：长度和张力控制装置/机构，以及在地面上的备用线或缆线。
9.根据权利要求4-6中任一项所述的装置，所述主动控制机构能够用于飞行控制、感测、提供升力、浮力或推力、张力调节、推力矢量中的一种或组合的目的。
10.根据权利要求4-6中任一项所述的装置，其中，所有具有主动控制机构的所述缆线区段/部分被作为一个或多个组来控制，并且组的控制策略可以被应用。
11.根据权利要求4,5,7中任一项所述的装置，其中，具有主动控制机构的所述部分可以作为一个或多个组进行控制，并且应用组控制策略，可选地具有用于手动干预一个或多个成员群组。
12.根据权利要求4或5的装置，其中一个飞行控制或稳定系统或自动驾驶系统，或模型飞机或多旋翼飞行器系统的飞行控制或稳定系统或自动驾驶系统，包括惯性和陀螺仪传感器以及可选的罗盘系统作为6DOF，9DOF系统或更多的方式为目的的飞行控制系统，可选地具有GPS和其他传感器提供AHRS信息以及其它需要的飞行控制信息的传感器与随行的/搭载的或远程的微控制器或计算机系统以及相关的控制系统集成在一起，提供控制或集成的控制，对“姿势或状态”俯仰、方向或朝向的控制，或自平衡和稳定性控制，自动驾驶或自主飞行控制。
13.根据权利要求12的装置，其中具有集中式控制的所述飞行控制系统并且每个部分可选地具有从半自主到完全自主的程度；
每个部分都在一个或多个接口或端口中暴露某些关键功能，以便与集中控制系统进行通信和交互，交换位置信息，传感器读数和其他必要信息以便协同工作；所述交互或通信可以以网络体系结构的方式来组织，并且可选地节点可以被动态地添加到这样的体系结构或从其移除。
14.根据权利要求7的装置，其中，主动控制机构所在的缆线区段/部分和可选的其他缆线区段/部分具有/装备有对接机构，用于重新连接到其他节点，所述其他节点包括外部接口，插座状装置，对接装置或插头状装置，使得它们可以通过原来的插座/连接重新连接。
15.根据权利要求11所述的装置，所应用的所述组控制策略是以下各项中的一项或其组合：领导者和追随者的本地策略，其可用于形成或保持节点或部分的形成或调整电缆的张力；信息一致性策略，多航行/运载器编队控制的分布式协调体系结构，基于被动或主动检测的自适应制导和控制，或者主动和被动检测，兼容编队控制相结合的多航行/运载器控制策略。
16.在不同高度之间传输能量的方法，包括：
a)一个在空中的具有至少一个导体的柔性电缆中传输电力，并且所述电缆由至少2个或更多个连接/铰接区段组成，这意味着该电缆段或部分本身具有或者有附着在其上的独立的重量支撑系统或主动控制机构；
b)在至少一个区段上，从所述电缆中传送的能量或随行的/搭载的能量存储装置的能量中引出/抽取或提取能量，供给在空中的以独立于包括风速的气象条件提供抵抗重力的动力重量支撑系统；
c)在至少一个区段上具有主动控制机构控制，用于通过控制节点或分段的队形来控制空中的电缆的整体形状；
使得电缆的整个重量不被施加到电缆上的任何单一点上；重量由电缆的节点/部分集体支撑，并使用电缆进行电力/能量传输。
17.根据权利要求16的方法，所述在不同高度之间提供能量传输的方法，还包括：在具有动力负载支撑系统的区段上的和/或可选地在电缆的其他区段上的能量存储装置存储用于当电缆中的能量传输中断时的紧急情况下所需的能量。
18.根据权利要求16的方法，还包括：使用同时也允许手动控制或干预的自主策略对电缆区段的组进行控制。
19.根据权利要求16的方法，还包括：使用不同的组控制策略，组织/协调多个自主节点以保持/改变队形。
20.根据权利要求16的方法，还包括：进行与其他节点，包括外部插头/插座/接口的重新连接，使得它们可以通过原来的插座/连接器或二线的/后备的对接装置或连接器可选地仅在紧急模式中提供部分能力/功能，使用的技术为自动对接，或根据相对位置进行跟踪、接近和捕获来重新连接。
21.根据权利要求19所述的方法，所应用的所述组控制策略是以下各项中的一项或其组合：领导者和追随者的本地策略，其可用于形成或保持节点或部分的形成或调整电缆的张力；信息一致性策略，多航行/运载器编队控制的分布式协调体系结构，基于被动或主动检测的自适应制导和控制，或者主动和被动检测，兼容编队控制相结合的多航行/运载器控制策略。
22.根据权利要求20的方法，包含在线缆中传输用于提升/吊起该线缆的能量并在相应的支撑的位置上截取/提取该能量。
充气型聚光太阳能电站/气球和自支持线缆的装置和方法
技术领域
背景技术
具体实施方式
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