[发明专利]用于从气流产生电力的装置、系统设施和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于产生电力的装置。本发明还涉及该装置的与设有至少一个第一气源的建筑或者构造相连的系统设施，所述至少一个第一气源适于提供至少一个第一气流。本发明还涉及用于用该装置产生电力的方法。

背景技术

由于环境问题，期望的是从可再生的和清洁的能源产生电力。一个这种能源是风力，已知通过利用风力涡轮机来提取风力，风力涡轮机一般包括转子，转子通过风旋转并且与发电机的一部分相连或形成发电机的一部分。风力的一个问题在于可从给定风速的风取得的能量的量是受限的，这已知为Betz极限。在原理上，从风中可提取的电力与经过风力涡轮机时的速度降低的二次幂成比例。在例如Sander Mertens在2006年发表的“Wind Energy in The Build Environment”（ISBN0906522358）中，可以找到风力和风力涡轮机的理论。另一问题在于电力的产生取决于当前的天气条件。减轻该缺陷的一种已知方法是设置电池作为缓冲器，由此可取得更为稳定的电流。

在US2007/0222225中，风力涡轮机被示出为定位在建筑的顶部处接近屋顶的边缘。所述建筑的侧表面收集风并且将其引导到屋顶的边缘，由此引导到风力涡轮机的位置处，从而可以将较大的气流给送到风力涡轮机。替代地，风力涡轮机可以定位成接近山墙或类似结构。该布置的一个缺陷在于风仍是间歇的，由此电力的产生将极大地波动。

在Andy Grant等人于2003年8月11-14日在荷兰Ein dhoven的第八届国际IBPSA会议上发表的论文“TheDevelopment of a Ducted Turbine Simulation Model”中，示出了一种利用如上的相同原理来汇聚风的模型：将通道布置为在建筑的侧表面中开口，用于实现更为集中的风流以给送到风力涡轮机。

在S J Watson等人发表在《Journal of Physics:ConferenceSeries75（2007）012001》中的论文“Modeling of the Performanceof a Building-Mounted Ducted Wind Turbine”中，计算机模拟的结果显示了当风力涡轮机布置在建筑顶部上的通道内部时所得到的风流。

在专利文献US6,365,985中，燃气轮机示出为与通风系统的排气装置相连。在其一个实施方式中，燃气轮机布置在与排气装置相距某个距离的位置处，但由于气流随距离而减小，所以仅能够实现小的效率。在其另一实施方式中，掩蔽物被布置为将燃气轮机与排气装置相连，但是，这导致了压力加大使得排风扇需要更加费力地工作，抵消了利用风力涡轮机产生的能量增益。在US7,538,447中，示出了从通风排气装置接收气流的风力涡轮机的另一示例，其中引导主体布置为将主体外侧的排气流引导到风力涡轮机。然而，该装置的效率是有问题的。

在专利文献US2009/0230691中，风力涡轮机示出为包括转子、喷射器和掩蔽物形式的混合器的组合，该构造被认为增强了独立式风力涡轮机的效率。所述混合器将风的通过转子的部分与围绕转子流动并进入到混合器的部分混合。

在专利文献US4,499,034中，根据已知设计的冷却塔示出为包括100m高的中空塔，其中空气在底部通过多个较小的通道被供给，由此空气通过来自生产过程的废热被加热并且向上上升以逸出所述塔。该文献示出了塔内部的涡流的形成，该涡流在逸出孔的上方继续，由此增高了塔的有效高度。燃气轮机进而布置在底部的较小通道内部，用于从废热再生电力。

发明内容

本发明的一个目的在于提供改进的用于从气流产生电力的装置。

根据本发明的一个方面，该目的通过根据权利要求1的装置实现，该装置另外根据同一权利要求的特征部分成形。

根据本发明的另一方面，该目的此外通过根据权利要求14的系统设施实现。

根据本发明的又一方面，该目的此外通过根据权利要求15的方法实现。