阅读说明：本技术 包括空中风能系统的风能场 (Wind park comprising an airborne wind energy system ) 是由 T·L·鲍恩 于 2018-05-04 设计创作，主要内容包括：公开了一种包括若干风力涡轮机(1)的风能场。每个风力涡轮机(1)包括放置在基础上的塔架(2)、安装在塔架(2)上的至少一个机舱(3)以及联接至机舱(3)的转子(4),转子产生用于风能场的电网的电能。风能场还包括经由电缆(6)联接到风力涡轮机(1)中的一个的至少一个空中风能系统(12、13)。(A wind energy plant comprising a number of wind turbines (1) is disclosed. Each wind turbine (1) comprises a tower (2) placed on a foundation, at least one nacelle (3) mounted on the tower (2), and a rotor (4) coupled to the nacelle (3), the rotor generating electrical energy for a grid of a wind energy field. The wind park further comprises at least one aerial wind energy system (12, 13) coupled to one of the wind turbines (1) via a cable (6).)

包括空中风能系统的风能场

技术领域

本发明涉及一种风能场，该风能场包括若干风力涡轮机，各风力涡轮机包括放置在基础上的塔架和安装在该塔架上的至少一个机舱，该机舱承载用于产生电网电能的转子。空中风能系统联接到风力涡轮机中的至少一个。

背景技术

现代风力涡轮机用于产生电网的电能。为此，将与转子联接的一组风力涡轮机叶片引导到到来的风中，并且风能被风力涡轮机叶片提取并使得转子旋转，从而将风能转换为机械能。转子直接地或经由齿轮装置连接到发电机，从而将旋转的转子的机械能转换成电能。电能经由合适的部件提供给电网。

风力涡轮机的发电量取决于风力涡轮机场地的风力条件，包括风速。在风速低于指定的最小风速(有时称为切入风速)时，风力涡轮机不产生电能。当风速处于切入风速与标称风速之间时，由风力涡轮机产生的电力随着风速增加而逐渐增加，直到在标称风速下达到标称发电量为止。当风速高于标称风速时，风力涡轮机的发电量限于标称发电量。然而，当风速高于最大风速(有时称为切出风速)时，为了防止损坏风力涡轮机，停止风力涡轮机或以降低的发电量运行风力涡轮机。

将风力涡轮机连接到电网的输电线路通常将设计为处理一定的功率水平。对于风力涡轮机的各种部件，诸如变压器、转换器等，也可能是这种情况。因此，当风力涡轮机的发电量低于该设计水平时，输电线路的容量不会完全利用。因此，期望能够利用该附加容量。

类似地，当将若干风力涡轮机设置在风能场中时，在特定运行条件下，例如由于低风速，风能场的输电线路、变电站等的容量可能未被充分利用，一些风力涡轮机被设置为紧紧跟随其他风力涡轮机，一些风力涡轮机由于保养、维护、故障或由于其他原因等而停止。因此，还期望利用额外的容量。

已知各种空中风能系统，它们能够在比传统风力涡轮机更高的高度处捕获风能。这些系统的共同点是系统的一部分会发射到高空，在高空收集风能。所收集的能量以机械能或电能的形式转移到基站。在传递的能量为机械能形式的情况下，通常将在基站处布置发电机，以便将机械能转换为电能。在传递的能量为电能形式的情况下，空中风能系统包括机载发电机，即，系统发射到高空的部分包括发电机。空中风能系统被发射到高空的部分可以例如包括风筝或滑翔机。

Renewable and Sustainable Energy Reviews，51(2015)1461-1476，Cherubini等人的“Airborne Wind Energy Systems:A review of the technologies”描述了大量空中风能系统。

US 2007/0126241公开了一种用于航空发电系统的风动设备，该设备包括从动元件和控制器。从动元件被构造并成形为在顺风运行阶段期间提供来自升力和阻力的最大力，并且在逆风阶段期间提供最小力。从动元件具有带前缘和后缘的帆部分。控制器在用于顺风运行的高力构造与用于逆风运行的低力构造之间改变从动元件，调节从动元件的俯仰角和方位角，并且控制外倾角。在一个实施方式中，从动元件附接到轴，该轴可旋转地安装在塔架顶部的机舱上。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种风能场，在该风能场中，将风能场的风力涡轮机连接到电网的输电线路的总容量被更大程度地利用。

本发明的实施方式的另外目的是提供一种风能场，在该风能场中，增加了风能场的总发电量。

根据第一方面，本发明提供了一种风能场，该风能场包括若干风力涡轮机，各风力涡轮机包括放置在基础上的塔架，各风力涡轮机还包括安装在塔架上的至少一个机舱和联接至机舱并可绕旋转轴旋转的转子，该转子连接至发电机，该发电机用于将旋转转子的能量转换为风能场的电网的电能，风能场还包括经由电缆联接到风力涡轮机中的一个的至少一个空中风能系统。

在本背景下，术语“风能场”应被解释为意指设置在有限地理位置内的风力涡轮机的集合。风能场的风力涡轮机通常共享某些基础设施，诸如电力电缆、道路、变电站、服务设备等。

风能场的风力涡轮机均包括塔架，塔架上面安装有机舱，并且具有联接到机舱并可绕旋转轴旋转的转子，该转子连接到发电机。由此，风力涡轮机基本上以上述方式通过将风能转换为电能来产生电网的电能。

风能场还包括用于产生电能的至少一个空中风能系统。空中风能系统经由电缆联接到风力涡轮机中的一个。

“空中风能系统”在本文中被定义为一种系统，该系统包括基站和被发射到比该基站更高的高度并且能够捕获风能的部分。基站和被发射到更高高度的部分由电缆连接。所收集的能量以机械能或电能的形式转移到基站。

在一个实施方式中，空中风能系统借助于电缆机械地附接到风力涡轮机。从而，不需要用于安装空中风能系统的单独场地。相反，已经分配给风力涡轮机的场地也用于容纳空中风能系统。这增加了每单位面积的潜在总发电量，从而可以实现大的发电量，而无需清理过多的区域或防止其他用途。特别地，可以增加风能场的总能量产生。

另选地或另外地，空中风能系统和其联接到的风力涡轮机可以共享接入到电网中的电网连接点。

电缆可以是导电的。在这种情况下，电缆可以被构造为以AC电流或DC电流的形式输电和/或传输通信信号。作为另选方案，电缆可以仅被构造为将空中风能系统机械地附接到风力涡轮机，而不用于传输电流。在这种情况下，电缆可以例如是绳索、金属丝等形式。电缆可以至少部分由耐用的材料制成，例如，合成纤维材料，例如在这种情况下，电缆可以例如能够处理来自空中风能系统的预期拉伸载荷。比如，电缆可以包括被合成纤维材料包围的导电芯，从而提供了一种导电而且耐用的电缆。

此外，至少一些基础设施可以用于风能场的风力涡轮机以及用于空中风能系统。这例如可以包括道路、基础、服务设备、电力线等。服务人员还可以在对场地的单次服务访问期间对风力涡轮机和空中风能系统执行保养或维护，从而减少了服务人员为了执行保养或维护而需要花费的总时间。

风能场可以另外包括设置在风能场的风力涡轮机之间的一个或多个另外的空中风能系统。这种另外的风能系统将与风能场的风力涡轮机分开设置，但将能够共享风能场的基础设施，并且将有助于提高风能场的总能量产生。

至少一个空中风能系统的电缆可以具有长度，该长度不超过空中风能系统所联接到的风力涡轮机与各相邻风力涡轮机之间的距离。根据该实施方式，空中风能系统的电缆太短而不能允许空中风能系统到达相邻的风力涡轮机。这消除了空中风能系统与相邻风力涡轮机的风力涡轮机叶片碰撞的风险。

各风力涡轮机可以经由输电线路电连接至电网，并且至少一个空中风能系统可以电连接至风力涡轮机的连接有空中风能系统的输电线路。在包括多个空中风能系统的风能场中，各空中风能系统可以联接到风力涡轮机。此外，各空中风能系统可以电连接到风力涡轮机的连接有空中风能系统的输电线路。

根据该实施方式，空中风能系统还电连接到将风力涡轮机连接到电网的输电线路。因此，由空中风能系统产生的电能经由输电线路提供到电网。这是优点，因为从而空中风能系统可以利用风力涡轮机未利用的输电线路的任何容量。这允许更大程度地利用输电线路的容量，这可能增加风能场的总发电量。另外，可以获得更稳定的发电量水平。此外，在某些情况下，风力涡轮机可能会降额，即，可能会故意降低风力涡轮机的发电量，相反可以允许增加空中风能系统的发电量。这减少了风力涡轮机的磨损，增加了其预期寿命，而又不减少风能场的总发电量。

至少一个空中风能系统可以机械地联接到空中风能系统所联接到的风力涡轮机的传动系。在本背景下，术语“传动系”应被解释为包括将风力涡轮机的转子和发电机互连的机械部件。因此，根据该实施方式，从被发射到高空的空中风能系统的部分转移的能量为机械能的形式。该机械能被提供给风力涡轮机的传动系的适当部分，从而经由传动系提供给风力涡轮机的发电机。比如，空中风能系统可以机械地联接到风力涡轮机的主轴或毂。

至少一个空中风能系统可以包括至少一个单独的发电机。根据该实施方式，空中风能系统借助于单独的发电机产生电能，并且源自空中风能系统的电能随后以合适的方式，例如经由空中风能系统所联接到的风力涡轮机的输电线路或经由单独的输电线路，提供给电网。由此，根据该实施方式，借助于风力涡轮机发电机产生源自风力涡轮机的电能，同时借助于单独的发电机产生源自空中风能系统的电能。

通过给空中风能系统提供单独的发电机，可以实现由风力涡轮机和空中风能系统进行的电能的产生不会相互干扰。在一个实施方式中，风力涡轮机和空中风能系统中的一者可以继续产生电能，而与风力涡轮机和空中风能系统中的另一者是否例如由于维护已经停止产生电能无关。

单独的发电机可以是空中发电机，借此，至少一个空中风能系统可以包括至少一个空中发电机。根据该实施方式，空中风能系统的单独发电机是机载的，即，它被包括在空中风能系统被发射到高空的部分中。因此，由空中风能系统从风收集的能量在高空转换成电能，并以电能的形式向地面转移。因此，在空中风能系统的空中部分与风力涡轮机之间需要导电连接。比如，将空中风能系统机械地附接到风力涡轮机的电缆可以由导电材料制成。作为另选方案，可以提供单独的导电电缆。

另选地或另外地，至少一个空中风能系统可以包括定位在基站处(例如空中风能系统所联接到的风力涡轮机的机舱中)的至少一个发电机；即，单独的发电机可以定位在机舱中。根据该实施方式，由空中风能系统从风收集的能量以机械能的形式向地面转移，并被提供给设置在风力涡轮机的机舱中的单独的发电机。

作为另一个另选方案，可以将空中风能系统的单独发电机定位在任意其他合适的位置中，诸如在风力涡轮机的塔架中或附近和/或基础中或附近。

单独的发电机可以联接至空中风能系统所联接到的风力涡轮机的转换器单元和/或变压器。根据该实施方式，源自空中风能系统的电能经由风力涡轮机的转换器和/或变压器提供给风力涡轮机的输电线路。从而，空中风能系统不需要单独的转换器单元和/或单独的变压器。这降低了设备的成本。

至少一个空中风能系统的电缆的一端可以安装在空中风能系统所联接到的风力涡轮机的机舱上。在风力涡轮机中，机舱通常经由偏航轴承安装在塔架上，这允许机舱相对于塔架执行偏航运动，以便将风力涡轮机叶片引导到到来的风中。当将空中风能系统的电缆安装在机舱上时，电缆且由此空中风能系统将随着机舱执行偏航运动而与机舱一起旋转。由此，根据该实施方式，风力涡轮机和空中风能系统共享偏航系统。从而，自动确保将空中风能系统引导到到来的风中。

此外，当电缆的一端安装在机舱上时，与将电缆附接在地面处或附近的位置的情况相比，减小为了将空中风能系统的发射部分定位在合适高度而需要的电缆长度。这减少了电缆的重量以及成本，特别是在电缆需要导电而且机械耐用的情况下，因为这种电缆重而且昂贵。

最后，将电缆的一端安装在机舱上允许改善空中风能系统的发射条件。比如，空中风能系统将更快地脱离风力涡轮机叶片，从而降低了空中风能系统与风力涡轮机叶片之间碰撞的风险。此外，在必须在空中风能系统的发射和/或收回期间停止风力涡轮机和/或相邻风力涡轮机的运行的情况下，可以减少期间必须停止风力涡轮机的运行的时间段。

至少一个空中风能系统可以经由安装基座安装在空中风能系统所联接到的风力涡轮机的机舱上，该安装基座可旋转地连接到机舱。根据该实施方式，允许安装基座且从而允许空中风能系统相对于机舱执行小旋转运动。因此，即使空中风能系统基本上与机舱一起并借助于风力涡轮机的偏航系统被引导到到来的风中，通过允许安装基座相对于机舱略微旋转，仍然可以将该空中风能系统从该位置略微移开。例如，这在空中风能系统是一种风筝、滑翔机或类似装置的情况下是优势，该风筝、滑翔机或类似装置遵循例如呈“8”字形的侧风飞行路径，同时产生电能。

作为另选方案，电缆可以直接安装在机舱上。

作为另一个另选方案，至少一个空中风能系统的电缆的一端可以安装到空中风能系统所联接到的风力涡轮机的基础或塔架。根据该实施方式，空中风能系统不共享风力涡轮机的偏航系统。

在这种情况下，电缆可以经由相对于塔架周向地设置的轴承系统来安装。从而，允许空中风能系统相对于风力涡轮机的基础或塔架执行偏航运动，以便将空中风能系统引导到到来的风中，从而轴承系统执行用于空中风能系统的单独偏航系统的功能，该偏航系统相对于风力涡轮机的偏航系统独立运行。

轴承系统可以设置在某一高度处和/或地面附近。在轴承系统设置在地面附近的情况下，它可以相对于基础或塔架的基座周向地设置。另选地，轴承系统可以设置在某一高度处，即，沿着基础与机舱之间的塔架。

在风力涡轮机是多转子风力涡轮机(即，包括两个或多个转子的风力涡轮机)的情况下，转子可以安装在远离塔架而延伸的臂上。在这种情况下，电缆可以安装在塔架的顶部，良好地离开转子。这是非常有利的，因为空中风能系统和风力涡轮机叶片之间发生碰撞的风险非常低。

特别地，空中风能系统的电缆可以在附接点处附接到风力涡轮机，该附接点远离空中风能系统所联接到的风力涡轮机的叶片。从而，可以避免电缆被旋转叶片缠住。

由此，电缆可以在附接点处附接到风力涡轮机，其中，附接点独立于空中风能系统所联接到的风力涡轮机的转子的旋转。

通过将空中风能系统附接在独立于风力涡轮机的转子的旋转的附接点处，风力涡轮机和空中风能系统的能量产生可以独立于彼此进行。此外，可以减轻甚至避免由转子引起的运动与由空中风能系统引起的运动之间的机械干扰。

至少一个风力涡轮机可以包括控制系统，该控制系统用于根据风力涡轮机的运行来控制联接到风力涡轮机的空中风能系统的运行。根据该实施方式，协调风力涡轮机的控制和空中风能系统的控制。比如，这允许更大程度地利用风力涡轮机和/或风能场的输电线路的容量和/或可以减小对风力涡轮机的磨损，而不降低该场地的总发电量，如上所述。这将在下面进一步详细地描述。

可以以以下这种方式来操作风能场：将风能场的总发电量维持在或接近特定发电量水平。比如，在例如由于维护或保养或由于故障而停止风力涡轮机中的一个或多个的情况下，可以发射联接到一个或多个其他风力涡轮机的空中风能系统，以便补偿停止的风力涡轮机的缺失发电量，从而维持风能场的总发电量。

控制风力涡轮机和空中风能系统的运行可以例如包括监测风向和风力涡轮机的偏航位置。在风力涡轮机的偏航位置与风向不同的情况下，风力涡轮机叶片以及空中风能系统相对于到来的风未正确定位。如果偏航位置与风向之间的差异变得太大，则存在空中风能系统与风力涡轮机的风力涡轮机叶片之间发生碰撞的风险。因此，当这发生时，可以停止风力涡轮机的运行，以便避免这种碰撞。在预期风向发生较大和/或频繁变化的场地，这尤其是优势。

在一个实施方式中，风能场可以包括控制结构，该控制结构被配置为控制向更高高度发射的至少一个空中风能系统的一部分的运动。应当理解，该控制结构可以形成上述方面中的任意一个的一部分。

应当进一步理解的是，用于根据风力涡轮机的运行来控制空中风能系统的运行的下述控制系统和用于控制空中风能系统的运动的控制结构可以是两个单独的系统。然而，在一个实施方式中，控制结构和控制系统中的一个可以是控制结构和控制系统中的另一个的子系统。控制结构和控制系统可以进一步集成在同一计算机系统中。控制结构和控制系统可以彼此独立地操作。

控制结构可以被配置为执行预定的运动模式，该运动模式实现空中风能系统的旋转运动，即，绕空中风能系统所联接到的风力涡轮机的转子轴线的360度运动。旋转运动可以是均匀的，这意味着与先前的旋转相同，或者它也可以是不均匀的；也就是说，每次旋转可能遵循与先前旋转不同的路径。旋转例如可以为圆形、椭圆形、波浪形等，同时仍然形成旋转运动。

至少一个风力涡轮机的转子可以限定旋转平面；即，叶片旋转的平面。旋转平面可以限定沿着旋转轴轴向延伸的大致锥形的流动区域，其中，锥形流动区域的外周由风力涡轮机叶片末端来限定。可以控制空中风能系统的运动，使得旋转运动在空中风能系统所联接到的风力涡轮机的流动区域之外。

可以控制运动，使得从锥形流动区域的外周到空中风能系统的距离小于锥形流动区域的半径的百分之十。通过该控制，由于叶片引起的特定流动条件，可以增加空中风能系统的能量产生。

在一个实施方式中，旋转运动可以是大致圆形的。

此外，控制结构可以被配置为将旋转运动控制为与空中风能系统所联接到的风力涡轮机的转子的旋转同步，借此，空中风能系统可以跟随叶片的运动。

根据第二方面，本发明提供了一种用于控制设置在风能场中的风力涡轮机的运行的方法，风能场包括若干风力涡轮机，风力涡轮机包括放置在基础上的塔架，风力涡轮机还包括安装在塔架上的至少一个机舱和联接至机舱并可绕旋转轴旋转的转子，转子连接至发电机，该发电机用于将旋转转子的能量转换为电网的电能，风能场还包括用于产生电能的至少一个空中风能系统，方法包括以下步骤：根据风力涡轮机的运行来控制至少一个空中风能系统的运行。

应注意，本领域技术人员将容易地认识到，结合本发明的第一方面描述的任何特征还可以与本发明的第二方面组合，反之亦然。

根据本发明的第二方面的方法是一种用于控制空中风能系统所联接到的类型的风力涡轮机的运行的方法。由此，风力涡轮机可以设置在根据本发明的第一方面的风能场中。因此，上述言辞在这里同样适用。

根据本发明的第二方面的方法，根据风力涡轮机的运行控制空中风能系统的运行。从而，可以以以下方式控制空中风能系统的运行：该方式允许充分利用或至少更大程度地利用将风力涡轮机连接至电网的输电线路的潜在容量，特别是在风力涡轮机的发电量低于标称发电量的情况下。此外，可以控制空中风能系统的运行，以便从风力涡轮机和空中风能系统向电网提供更稳定的总供电。

应当注意，风力涡轮机的发电量以及空中风能系统的发电量可控。从而，可以分别用源自风力涡轮机和空中风能系统的各种发电量分布来获得来自系统的给定总电力输出。这提供了非常灵活的系统，其中，只要获得期望的总发电量，就可以以满足其他目的的方式选择风力涡轮机的发电量和空中风能系统的发电量。

在一个实施方式中，方法还可以包括以下步骤：根据至少两个风力涡轮机的运行来控制空中风能系统的运行。这作为示例可以是两个相邻的风力涡轮机。

另选地或另外地，方法还可以包括以下步骤：根据至少一个空中风能系统的运行和/或根据至少一个其他风力涡轮机(诸如相邻风力涡轮机)的运行来控制风力涡轮机的运行。

比如，在风力涡轮机的发电量低于额定功率的低风速下，可以控制空中风能系统，以从空中风能系统获得最大发电量，从而增加总发电量。随着风力涡轮机的发电量接近额定功率，空中风能系统的发电量可以逐渐减小，以便确保总发电量不超过与风力涡轮机的额定功率相对应的水平。

另选地或另外地，在风力涡轮机上的负载否则会较高的情况下，可以故意对风力涡轮机进行降额并且增加空中风能系统的发电量。从而，减轻对风力涡轮机的磨损，并且可以增加风力涡轮机的寿命。例如，这在接近额定风速的风速下相关，在这种情况下，俯仰系统上的负载通常很高。

类似地，可以存在以下情况，其中，空中风能系统的运行可能导致在空中风能系统上造成损坏或过度负载的风险，但风力涡轮机可以在没有这种风险的情况下运行。在这种情况下，在风力涡轮机正常运行的同时，可以降额或停止空中风能系统。

另选地或另外地，通过发射空中风能系统，可以将总发电量简单地增加到风力涡轮机的额定功率之上。然而，这要求将风力涡轮机连接到电网的输电线路设计为应对这种增加的功率水平。

例如可以通过控制风力涡轮机叶片的俯仰角或通过经由转换器控制转速来控制风力涡轮机的发电量。

最后，可以以以下这种方式来控制风力涡轮机和空中风能系统的运行：可以维持风能场的期望总能量产生，从而更大程度地利用风能场的基础设施，特别是电力电缆的容量，和/或从风能场向电网提供更稳定的功率输出。

当风力涡轮机的发电量低于风力涡轮机的额定功率时，可以发射空中风能系统。根据该实施方式，当风力涡轮机的发电量低于额定功率或标称功率水平时，可以假设未充分利用将风力涡轮机连接至电网的输电线路的容量。此外，提供给电网的功率水平低于额定或标称功率水平。

因此，当这发生时，发射空中风能系统，从而使得空中风能系统产生电能，并经由输电线路将其提供给电网。从而，增加了风力涡轮机和空中风能系统的总发电量，例如，足以达到风力涡轮机的标称发电量水平。从而，完全或几乎完全利用输电线路的潜在容量，并且确保了对电网的大致恒定的供电。

另选地或另外地，可以在低于特定风速上限阈值的风速下发射空中风能系统。在这种情况下，风速上限阈值可以选择为风力涡轮机的发电量达到额定或标称发电量水平的风速。

类似地，当风力涡轮机的发电量达到风力涡轮机的额定功率时，可以收回空中风能系统。在这些情况下，可以预期的是，风力涡轮机的发电量足以充分利用输电线路的容量，因此不需要来自空中风能系统的额外发电量。

另选地或另外地，空中风能系统可以在高于预定风速上限阈值的风速下收回。在这种情况下，预定风速上限阈值可以是风力涡轮机的发电量达到额定发电量水平的风速。

在空中风能系统的发射和/或收回期间，可以停止风力涡轮机的运行。当风力涡轮机的运行停止时，承载风力涡轮机叶片的转子停止旋转。从而，空中风能系统的电缆在空中风能系统的发射和/或收回期间与风力涡轮机叶片碰撞的风险被最小化。在将风力涡轮机叶片移动到使空中风能系统与风力涡轮机叶片之间的碰撞风险最小化的位置的意义上，风力涡轮机可以例如在转子处于最佳位置的情况下停止。比如，在风力涡轮机包括三个风力涡轮机叶片的情况下，转子可以被停止在以下位置中，其中，一个风力涡轮机叶片指向向下方向，而其余两个风力涡轮机叶片沿着倾斜方向向上延伸。这在两个向上延伸的风力涡轮机叶片之间留有一个区域，在该区域中，可以发射或收回空中风能系统而不会与风力涡轮机叶片碰撞。

另选地或另外地，方法可以还包括以下步骤：在空中风能系统的发射和/或收回期间，停止风能场中的相邻风力涡轮机。根据该实施方式，使空中风能系统与相邻风力涡轮机的风力涡轮机叶片之间在空中风能系统的发射和/或收回期间的碰撞风险最小化。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明，附图中：

图1至图3例示了根据本发明的三个实施方式的用于风能场的风力设备；

图4和图5是根据本发明的实施方式的、用于风能场中的两个空中风能系统的立体图；

图6至图9例示了根据本发明的四个实施方式的、用于风能场的风力涡轮机和/或空中风能系统；

图10和图11例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机的运行；

图12是例示了根据本发明的实施方式的与风能场中的风力涡轮机有关的功率输出和推力的曲线图；

图13例示了根据本发明的实施方式的、用于风能场的风力涡轮机上的空中风能系统的安装；

图14和图15例示了根据本发明的两个实施方式的风能场；

图16例示了根据本发明的实施方式的风能场的风力涡轮机和空中风能系统到电网的电连接；

图17例示了根据本发明的六个实施方式的风力涡轮机和空中风能系统的运行；

图18和图19例示了根据本发明的两个实施方式的多转子风力涡轮机；

图20和图21例示了根据本发明的实施方式的风能场中的多转子风力涡轮机的运行；

图22和图23例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机和空中风能系统的运行；

图24是例示了根据本发明的实施方式的用于控制风力涡轮机的运行的方法的流程图；

图25例示了根据本发明的实施方式的风力涡轮机和空中风能系统；以及

图26例示了图25所例示的风力涡轮机和空中风能系统的运行。

具体实施方式

图1例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1。风力涡轮机1包括塔架2和安装在塔架2上的机舱3。转子4以如下方式联接至机舱3：当风作用在安装在转子4上的风力涡轮机叶片(未示出)上时，允许转子4相对于机舱3旋转。

转子4连接到主轴5，并且转子的旋转运动从而传递到主轴5。主轴5转而经由齿轮系统(未示出)联接到发电机(未示出)。从而，主轴5的旋转运动借助于发电机变换为电能。

空中风能系统(未示出)经由电缆6联接到风力涡轮机1，从而形成风力设备。通过将电缆6缠绕在设置在主轴5周围的元件7周围，将电缆6机械地联接到主轴5。从而抽出或收回电缆6使得元件7旋转。该旋转可以被传递到主轴5，从而增加主轴5的转速，并因此增加发电机的能量产生。这允许更大程度地利用将发电机连接到电网的输电线路的容量，特别是在风力涡轮机1的能量产生例如由于低风速而较低的情况下。

电缆6可以借助于空中风能系统的运动来抽出和收回，该空中风能系统在这种情况下可以是风筝的形式。这将在下面进一步详细地描述。根据该实施方式，由空中风能系统产生的能量以机械能的形式传递给风力涡轮机1。

图2例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1。风力涡轮机1类似于图1的风力涡轮机1，因此这里将不对其进行详细描述。在图2中，示出了风力涡轮机1的齿轮系统8和发电机9。

在图2的实施方式中，电缆6围绕元件7缠绕，该元件7经由旋转轴10联接到齿轮系统8。从而，由于抽出或收回电缆6而引起的元件7的旋转运动被传递到齿轮系统8，从而增加了发电机9的输入轴的转速。因此，类似于上面参照图1描述的情况，发电机9的能量产生增加。因此，在图2的实施方式中，由空中风能系统产生的能量也以机械能的形式传递给风力涡轮机1。

图3例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1。风力涡轮机1类似于图1和2的风力涡轮机1，因此这里将不对其进行详细描述。

在图3的实施方式中，电缆6电连接到风力涡轮机1的变压器11。变压器11还连接到风力涡轮机1的发电机(未示出)。由此，由空中风能系统产生的能量以电能的形式传递到风力涡轮机1，因此电缆6需要导电。

由此，同样在该实施方式中，可以更大程度地利用将风力涡轮机1连接至电网的输电线路的容量。

图4是风筝12形式的空中风能系统的立体图，其用于根据本发明的实施方式的风能场中。风筝12捕获风并从而移动。这使得附接到风筝12的电缆6被抽出或收回，从而产生机械能。该机械能以适当的方式传递到风力涡轮机。比如，机械能可以被传递到风力涡轮机的传动系，例如，传递到如上面参照图1和2描述的齿轮系统的主轴。另选地，机械能可以被传递到单独的发电机，该单独的发电机转而电联接到风力涡轮机的电气部件，例如变压器(如上面参照图3描述的)或转换器单元。

图5是滑翔机13形式(有时还被称为麻卡尼(Makani))的另选空中风能系统的立体图，其用于根据本发明的实施方式的风能场中。滑翔机13设置有五个转子14，各转子能够从风提取能量并产生电能。所产生的电能例如以上面参照图3描述的方式借助于导电电缆(未示出)传递到风力涡轮机。

图6例示了图4的风筝12的运行。可以看出，风作用在风筝12上并使风筝沿着运动模式运动。比如，风筝12可以沿着大致线性的路径被抽出，并且随后在沿着具有数字8的形状的运动模式移动的同时收回，如虚线所示。在风筝12的线性运动期间，机械能可以被传递到设置在附接点15处的元件，从而导致产生电能，例如，以上面参照图1至图3描述的方式。在随后收回风筝12期间，可能消耗能量。然而，预期消耗的能量小于在风筝12的线性运动期间产生的能量。

在风筝12的收回期间，即，在消耗能量而不是产生能量时，可以增加相邻风力涡轮机和/或空中风能系统的能量产生，以便维持风能场的目标能量产生。

应当注意，即使图6示出了风筝12直接连接至基础16，风筝12也可以另选地连接至风力涡轮机，例如以图1至图3中任何一个例示的方式。

图7例示了图5的滑翔机13的运行。可以看出，风作用在滑翔机13上，并使得它沿着大致圆形的运动模式运动，如虚线指示。滑翔机13的这种运动引起转子14的旋转，从而产生电能。电能被传递到经由导电电缆6设置在附接点15处的合适的电气部件，例如变压器或转换器单元。

应当注意，即使图7示出了滑翔机13直接连接至基础16，滑翔机12也可以另选地连接至风力涡轮机，例如以图1至图3中任何一个例示的方式。

图8例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统12。图8a是风力涡轮机1的侧视图，并且图8b是风力涡轮机1沿着线B-B的截面图。风力涡轮机1包括塔架2、安装在塔架2上的机舱3以及承载可旋转地联接到机舱3的一组风力涡轮机叶片17的转子4。

为风筝12形式的空中风能系统经由电缆6且经由相对于塔架2周向地设置的轴承系统18联接到风力涡轮机1的塔架。这允许电缆6与轴承系统18之间的附接点19围绕塔架2的中心轴线旋转，从而根据风向相对于风力涡轮机1定位风筝12。因此，轴承系统18提供了用于空中风能系统的单独偏航系统，该偏航系统独立于风力涡轮机1的偏航系统运行。

图9例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统13。图9a是风力涡轮机1的侧视图，并且图9b是风力涡轮机1沿着线B-B的截面图。图9的风力涡轮机1非常类似于图8的风力涡轮机，因此这里将不对其进行详细描述。然而，在图9的实施方式中，空中风能系统是滑翔机13的形式，并且电缆6导电。

图10例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统13的运行。图10中示出了三个风力涡轮机1，各风力涡轮机1包括塔架2、机舱3以及承载一组风力涡轮机叶片17的转子4。对于各风力涡轮机1，是风筝12形式的空中风能系统联接到机舱3。从而，风筝12随着相应的机舱3相对于相应的塔架2执行偏航运动而与机舱一起旋转，以便将风力涡轮机叶片17引导到到来的风中。从而，确保了风筝12在背离风筝1所联接到的风力涡轮机1的风力涡轮机叶片17的方向上发射。这降低了电缆6与风力涡轮机叶片17之间发生碰撞的风险。

此外，风筝12以以下这种方式发射：风筝12设置在相邻的风力涡轮机1上方，从而降低了风筝12与相邻的风力涡轮机1之间发生碰撞的风险。

可以看出，风筝12可以被发射至正好高于风力涡轮机1所产生的尾流的高度。此外，预期在该高度盛行的风速通常将高于在该风力涡轮机1的转子4的高度处盛行的风速。这提供了对风力涡轮机1的场地处的可用风的良好利用，从而与空中风能系统未联接到风力涡轮机1的情况相比，可以增加风能场的总能量产生。

风筝12能够沿着指定的运动路径运动，例如，如上面参照图6描述的。从而，产生机械能并且将其传递到相应的风力涡轮机1。这里，机械能可以被传递到风力涡轮机1的传动系，例如如上面参照图1和图2描述的。另选地，机械能可以被提供到设置在机舱3中的单独的发电机，并且由单独的发电机产生的电能可以被提供到风力涡轮机的合适电部件，诸如变压器或转换器单元，例如以上面参照图3描述的方式。

图11例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统13的运行。图11的风力涡轮机1与图10的风力涡轮机非常相似，因此在此将不再对其进行详细描述。

然而，在图11中，空中风能系统是滑翔机13的形式。滑翔机13能够沿着指定的运动路径运动，例如，如上面参照图7描述的。从而，滑翔机13的转子14产生电能，并且所产生的电能经由导电电缆6传递到相应的机舱3。这里，电能被提供给风力涡轮机1的合适电部件，诸如变压器或转换器单元，例如以上面参照图3描述的方式。

图12是例示了根据本发明的实施方式的与风能场的风力涡轮机有关的功率输出和推力的曲线图。虚线20表示作为风速(v)的函数的来自风力涡轮机的功率输出(P)。实线21表示作为风速(v)的函数的风力涡轮机上的推力(T)。在地带22内的风速下，可以通过将空中风能系统联接到风力涡轮机，来增加来自风力涡轮机的总功率输出，而不会增加风力涡轮机的成本或机械磨损。在地带23内的风速下，还可以通过将空中风能系统联接到风力涡轮机来增加来自风力涡轮机的总功率输出。然而，在这种情况下，风力涡轮机的电气零件的成本增加。在地带23中，风力涡轮机和/或空中风能系统可以降额，以便将总发电量限制在特定最大水平。比如，在增加空中风能系统的发电量的同时，可以对风力涡轮机进行降额，以便减小风力涡轮机上的负载。

图13例示了根据本发明的实施方式的、风力涡轮机1上的空中风能系统的安装。图13a是风力涡轮机1的侧视图，图13b是风力涡轮机1的俯视图。空中风能系统经由电缆6安装在风力涡轮机1的机舱3上。从而，空中风能系统通常随着机舱执行偏航运动而与机舱3一起旋转。然而，电缆6附接至可旋转地连接至机舱3的安装基座24。因此，允许电缆6的附接点相对于机舱3轻微旋转。这例如可能在空中风能系统沿着运动模式运动时需要，例如如以上参照图6和7描述的。

图14示出了根据本发明的实施方式的风能场。由此，风能场包括若干风力涡轮机1，从上方示出了其中的九个。为风筝12形式的空中风能系统借助于电缆6附接到各个风力涡轮机1的机舱3。箭头25指示到来的风的方向。可以看出，风力涡轮机1的机舱3已经全部被偏航到转子4指向到来的风25的位置。还可以看出，所有风筝12都沿着到来的风25的方向沿远离它们所联接到的相应风力涡轮机1的方向发射。还可以看出，风筝12沿其运动模式处于不同的位置中。由此，风筝12不需要以同步方式运行。

图15示出了根据本发明的实施方式的风能场。图15的风能场与图14的风能场非常相似，因此在此将不对其进行详细描述。然而，在图15的风能场中，空中风能系统是滑翔机13的形式。

图16例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统12到电网的电连接。图16示出了根据本发明的实施方式的四个风力涡轮机1。是风筝12形式的空中风能系统联接到各个风力涡轮机1。风能场还包括若干风力涡轮机1a，示出了其中四个，没有与之联接的空中风能系统。

风力涡轮机1、1a全部经由相应的输电线路27连接到变电站26。每条输电线路的最大容量为3400kVa。在某些风力条件下，风力涡轮机1、1a不能维持利用其输电线路27的最大容量的能量产生。在这些情况下，可以发射联接到风力涡轮机1的风筝12，从而增加风力涡轮机1的总能量产生。从而，更大程度地利用了输电线路27的容量，并且增加了风能场的总能量产生。

此外，通过适当地发射或收回风筝12，可以增加风能场的总能量产生或将其控制为大致恒定的稳定水平。

应该注意的是，一个或多个风力涡轮机1的空中风能系统可以是滑翔机的形式，而不是风筝的形式。

图17例示了根据本发明的六个实施方式的风力涡轮机和空中风能系统的运行。这些图示出了作为风速的函数的发电量。实线28表示风力涡轮机的发电量，而虚线29表示风力涡轮机和空中风能系统的总发电量。曲线28、29之间的区域30表示空中风能系统提供的、对总发电量的贡献。

图17a例示了将风筝形式的空中风能系统安装在风力涡轮机上的情况。空中风能系统在风力涡轮机的发电量为低额定功率的低风速下发射。因此，在这些风速下增加总发电量。然而，当风力涡轮机的发电量达到额定功率时，空中风能系统收回，并且总发电量对应于风力涡轮机的发电量。从图17a可以看出，风筝能够在低于风力涡轮机的切入风速的风速下发电。

图17b例示了与图17a所例示的情况相似的情况。然而，在图17b中，空中风能系统为滑翔机的形式。从图17b可以看出，由滑翔机提供的、对总发电量的贡献略低于图17a的风筝所提供的贡献。此外，滑翔机的切入风速与风力涡轮机的切入风速基本相同。

图17c例示了空中风能系统为风筝形式的情况，类似于图17a所例示的情况。低风速下的操作与上面参照图17a描述的基本相同。然而，在这种情况下，当风力涡轮机的发电量达到额定功率时，空中风能系统依然处于发射状态，从而空中风能系统继续为总发电量做出贡献，直到达到空中风能系统的切出风速为止。由此，在图17c所例示的情况下，在大风速范围内总发电量超过风力涡轮机的额定功率。这要求将风力涡轮机连接到电网的输电线路设计为应对这种增加的发电量。

图17d例示了与图17c所例示的情况相似的情况。然而，在这种情况下，空中风能系统为滑翔机的形式。可以看出，滑翔机能够在超过风力涡轮机的切出风速的风速下继续发电。这增加了系统发电的风速范围。

图17e例示了空中风能系统为风筝形式的情况，类似于图17a和图17c所例示的情况。低风速下的操作与上面参照图17a描述的基本相同。然而，在这种情况下，当风速接近风力涡轮机能够产生额定功率的风速时，风力涡轮机被降额，即，它被有意地操作为提供低于额定功率的发电量。相反，空中风能系统保持发射状态，并且以以下这种方式控制它：风力涡轮机和空中风能系统的总发电量对应于风力涡轮机的额定功率。这一直持续到达到空中风能系统的切出风速为止，在这种情况下，空中风能系统收回并将风力涡轮机控制为产生额定功率。由此，在这种情况下，总发电量在任何时候都不会超过风力涡轮机的额定功率，但是由于总发电量的很大一部分是由空中风能系统在大风速范围内提供的，所以降低风力涡轮机上的负荷。

图17f例示了与图17e所例示的情况相似的情况。然而，在这种情况下，空中风能系统为滑翔机的形式。如以上参照图17d所述，可以看出，滑翔机能够在高风速下发电，因此，风力涡轮机保持降额，直到达到风力涡轮机的切出风速为止。

图18例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1。风力涡轮机1包括均安装在臂31上的四个转子4，该臂安装在塔架2上。由此，图18的风力涡轮机1是多转子风力涡轮机。

为风筝12形式的空中风能系统借助于电缆6在塔架2的顶部安装在风力涡轮机1上。因为转子4与塔架2相距一距离地安装在臂31上，所以风力涡轮机叶片17正好离开风筝12的安装位置。因此，风力涡轮机叶片17与风筝12或电缆6之间的碰撞风险非常低。由此，图18的风力涡轮机1非常适于在上面安装有空中风能系统。

风力涡轮机1和空中风能系统12的总发电量包括来自各个转子4和风筝12的贡献。可以通过适当控制这些部件4、12中的每一个的发电量来达到给定发电量水平。比如，可以在风筝12产生最大功率的同时完全停止转子4中的一个。

应注意，虽然图18的风力涡轮机1包括四个转子4，但具有不同数量的转子的多转子风力涡轮机也将落在本发明的保护范围内。具体地，具有大致设置在同一垂直水平的两个转子4的多转子风力涡轮机将非常合适。

图19例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统13。图19的风力涡轮机1非常类似于图1的风力涡轮机18，因此这里将不对其进行详细描述。然而，在图19的风力涡轮机1中，空中风能系统是滑翔机13的形式。

图20例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统12的运行。图20非常类似于图10，因此这里将不对其进行详细描述。然而，在图20中，风力涡轮机1是图18所例示的种类。

图21例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统13的运行。图21非常类似于图11，因此这里将不对其进行详细描述。然而，在图21中，风力涡轮机1是图19所例示的种类。

图22例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统12的运行。示出了两个风力涡轮机1和是风筝12形式的两个空中风能系统。风筝12安装在风力涡轮机1之间的单独附接点15处。由此，在图22的实施方式中，风筝12与风能场的风力涡轮机1共享场地、电缆、道路、服务设备等，但它们不附接到风力涡轮机1。

图23例示了根据本发明的实施方式的风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统13的运行。图23非常类似于图22，因此这里将不对其进行详细描述。然而，在图23中，空中风能系统是滑翔机13的形式。

图24是例示了根据本发明的实施方式的用于控制风力涡轮机和空中风能系统的方法的流程图。该过程在步骤32处开始。在步骤33处，研究风力涡轮机的发电量是否低于风力涡轮机的额定功率。如果不是这种情况，则继续风力涡轮机的正常运行，并且过程返回到步骤33，以便继续监测风力涡轮机的发电量。

在步骤33显示风力涡轮机的发电量低于风力涡轮机的额定功率的情况下，这是未完全利用将风力涡轮机连接至电网的输电线路的容量或者风能场的总能量产生低于期望水平的指示。因此，该过程前进到步骤34，在该步骤处，发射联接到风力涡轮机的空中风能系统。在开始空中风能系统的发射之前，停止风力涡轮机的运行，以便避免发射的空中风能系统与风力涡轮机的移动的风力涡轮机叶片之间的碰撞。此外，还可以停止相邻风力涡轮机的运行，以便避免发射的空中风能系统与相邻风力涡轮机的移动风力涡轮机叶片之间的碰撞。

在步骤35处，研究空中风能系统的发射是否已经完成。如果还不是这种情况，则保持风力涡轮机的运行停止，并且过程返回到步骤35，以便继续监测发射过程。

在步骤35显示空中风能系统的发射已经完成的情况下，重新开始风力涡轮机的运行被认为是安全的。因此，过程前进到步骤36，在该步骤处，启动风力涡轮机和可能的相邻风力涡轮机。因此，风力设备的总发电量包括风力涡轮机的发电量以及空中风能系统的发电量。因此，增加风力设备的总发电量，并且可以更大程度地利用输电线路的容量。

在步骤37处，研究风力设备的发电量是否已经达到风力涡轮机的额定功率。如果不是这种情况，则继续进行风力涡轮机的运行以及空中风能系统的运行，并且过程返回到步骤37，以便继续监测风力设备的发电量。

在步骤37显示风力设备的发电量已达到风力涡轮机的额定功率的情况下，可以假设风力涡轮机本身的发电量现在足以充分利用输电线路的容量。因此，不再需要空中风能系统提供的额外发电量。因此，过程前进到步骤38，在该步骤处，发起空中风能系统的收回。在空中风能系统收回期间，停止风力涡轮机的运行，以便避免空中风能系统与风力涡轮机的旋转的风力涡轮机叶片之间的碰撞。此外，还可以停止相邻风力涡轮机的运行。

在步骤39处，研究空中风能系统的收回是否已经完成。如果还不是这种情况，则保持风力涡轮机的运行停止，并且过程返回到步骤39，以便继续监测收回过程。

在步骤39显示空中风能系统的收回已经完成的情况下，过程前进到步骤40，在该步骤处，开始风力涡轮机的运行。

最后，过程返回到步骤32，以便监测风力涡轮机的发电量。

图25例示了根据本发明的实施方式的用于风能场中的风力涡轮机1和空中风能系统13。风力涡轮机1包括塔架2和安装在塔架2上的机舱3。转子4以如下方式联接至机舱3：当风作用在安装在转子4上的风力涡轮机叶片17上时，允许转子4相对于机舱3旋转。空中风能系统13经由电缆6联接到风力涡轮机1。

风能场包括控制结构(未示出)，该控制结构被配置为控制向更高高度发射的空中风能系统13的一部分的运动。

控制结构被配置为执行预定的运动模式，该运动模式实现空中风能系统13的旋转运动，即，绕空中风能系统13所连接到的风力涡轮机1的旋转轴的360度运动。

转子4限定旋转平面41；即，叶片17旋转的平面。旋转平面41限定轴向地沿着旋转轴的大致锥形的流动区域42，其中，锥形流动区域的外周由风力涡轮机叶片末端43来限定。控制空中风能系统13的运动，使得旋转运动在空中风能系统13所联接到的涡轮机1的流动区域42之外。从而由于叶片17引起的特定流动条件，可以增加空中风能系统13的能量产生。这由V1和V4来示意性例示，其中，V1是叶片17前方的空气速度，V4是叶片17后方的空气速度，其中，V4大于V1。

图26例示了图25所例示的风力涡轮机1和空中风能系统13的运行，其中，控制空中风能系统13的运动，使得其旋转运动在空中风能系统所连接到的风力涡轮机1的风能系统的流动区域42(由虚线例示)之外。

实施方式

本发明例如可以由以下实施方式来覆盖：

实施方式1.一种风能场，该风能场包括若干风力涡轮机1，各风力涡轮机包括放置在基础上的塔架2，各风力涡轮机1还包括安装在塔架2上的至少一个机舱3和联接至机舱3的转子4，该转子产生用于风能场的电网的电能，其中，风力涡轮机1中的至少一个还包括经由电缆6联接到风力涡轮机1的空中风能系统12、13。

实施方式2.根据实施方式1的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13的电缆6具有的长度不超过包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1与各相邻风力涡轮机1之间的距离。

实施方式3.根据实施方式1或2的风能场，其中，各风力涡轮机1经由输电线路27电连接至电网，并且其中，空中风能系统12、13电连接至包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1的输电线路27。

实施方式4.根据前述实施方式中任意一项的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13机械地联接到包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1的传动系。

实施方式5.根据前述实施方式中任意一项的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13包括至少一个单独的发电机。

实施方式6.根据实施方式5的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13包括至少一个空中发电机。

实施方式7.根据实施方式5的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13包括至少一个发电机，该发电机定位在包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1的机舱3中。

实施方式8.根据实施方式5至7中任意一项的风能场，其中，单独的发电机联接到包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1的转换器单元和/或变压器11。

实施方式9.根据前述实施方式中任意一项的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13的电缆6的一端安装在包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1的机舱3上。

实施方式10.根据实施方式9的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13经由安装基座24安装在包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1的机舱3上，该安装基座可旋转地连接到机舱3。

实施方式11.根据实施方式1至8中任意一项的风能场，其中，至少一个空中风能系统12、13的电缆6的一端安装到包括空中风能系统12、13的风力涡轮机1的基础或塔架2。

实施方式12.根据实施方式11的风能场，其中，电缆6经由轴承系统18来安装，该轴承系统相对于塔架2周向地设置。

实施方式13.根据实施方式12的风能场，其中，轴承系统18设置在某一高度处和/或地面附近。

实施方式14.根据前述实施方式中任意一项的风能场，其中，至少一个风力涡轮机1包括控制系统，该控制系统用于根据风力涡轮机运行来控制安装在风力涡轮机1上的空中风能系统12、13的运行。

实施方式15.一种用于控制设置在风能场中的风力涡轮机1的运行的方法，该风力涡轮机1包括放置在基础上的塔架2，风力涡轮机1还包括经由偏航轴承安装在塔架3上的至少一个机舱3和转子4，该转子联接到各机舱3，产生用于电网的电能，风力涡轮机1还包括用于产生电能的空中风能系统12、13，方法包括以下步骤：根据风力涡轮机运行来控制空中风能系统12、13的运行。

实施方式16.根据实施方式15的方法，其中，当风力涡轮机1的发电量低于风力涡轮机1的额定功率时，发射空中风能系统12、13。

实施方式17.根据实施方式15或16的方法，其中，当风力涡轮机1的发电量达到风力涡轮机1的额定功率时，收回空中风能系统12、13。

实施方式18.根据实施方式15至17中任意一项的方法，其中，空中风能系统12、13在超过预定风速上限阈值的风速下收回。

实施方式19.根据实施方式15至18中任意一项的方法，其中，在空中风能系统12、13的发射和/或收回期间，停止风力涡轮机1的运行。

实施方式20.根据实施方式15至19中任意一项的方法，还包括以下步骤：在空中风能系统12、13的发射和/或收回期间，停止风能场中的相邻风力涡轮机1。