2023年英国石油天然气展览会（Offshore Europe）将于9月在英国举办，今年又是该展览会成立50周年。英国知识产权事务所麦仕奇（Marks&Clerk）梳理回顾了1973年以来Offshore Europe展示的一系列风电发电专利，主要对这些专利的发明人在设计时试图解决的问题。
1973年以来，风力发电技术的发展一直是人类智慧的非凡创造历程。人们利用风能发电已有多年历史，第一台风力涡轮机是19世纪80年代由美国俄亥俄州的查尔斯·F·布什（Charles F Bush）和苏格兰格拉斯哥的詹姆斯·布莱斯（James Blythe）发明的。然而，直到20世纪末，风力发电才在全球能源生产中发挥了重要作用。特别是自1991年在丹麦海岸安装第一台运行中的风力涡轮机以来，风力发电已能够利用近海更强劲、更稳定的风力。在英国，第一个海上风力发电场于2003年投入使用，目前已有2500多台海上风力涡轮机在英国领海运行，还有更多的风力涡轮机正在建造中。很明显，海上风电在未来几年将成为英国能源结构中的主要角色。
1973
虽然大多数现代风力涡轮机都是水平轴、三叶片设计，通常被称为"Gedser设计"，由约翰内斯·尤尔（Johannes Juul）于20世纪50年代在丹麦发明，但情况并非总是如此。例如，如下专利所示，在三叶片设计因其在能量产出、稳定性和重量之间的折衷而占据市场主导地位之前，曾提出过许多其他风力涡轮机设计。
1973年，3,867,067号美国专利申请披露了一项与垂直轴风力涡轮机发电有关的发明。该专利的发明者试图克服由于气流的攻角不同而导致不同叶片的风阻不同的问题。发明者的解决方案是提供改变叶片表面积的方法，以便在最适当的时候偏转风力，从而提高发电性能。
1983
1983 年，美国专利4,537,559的申请披露了对"达里厄斯设计"风力涡轮机的改进。该设计由乔治-达里厄斯于20世纪30年代在法国发明，包括一个垂直轴风力涡轮机，该涡轮机由安装在旋转框架上的多个弯曲气膜叶片组成。该专利的发明者试图通过气膜叶片的排列方式产生文丘里效应，以提高气膜叶片相对于支撑轮毂的旋转速度，从而增强气膜叶片的运动。
1993
1993年，英国申请了2,275,970号专利，描述了一种垂直轴风力涡轮机，包括用于偏转气流的漏斗，使气流正对转子叶片。该专利的发明人试图通过提供一种特殊的叶片几何形状来减小垂直轴风力涡轮机的尺寸，这种几何形状与漏斗布置一起可减小风力涡轮机的整体尺寸。
2003
2003年，7,282,808号美国专利申请披露了对风力涡轮机"Gedser设计"的改进，包括由单个双列圆锥滚子轴承支撑的齿轮箱。该专利的发明者试图克服与齿轮箱的安装和维护相关的难题。发明人的解决方案是使用单个双列圆锥滚子轴承来承受来自转子主轴的径向、推力和弯曲载荷。这样，主轴就可以由单个滚子轴承支撑，主轴的支撑结构也变得更加紧凑。
2013
2013年，9,279,413号美国专利申请公开了一种用于水平轴风力涡轮机转子轮毂的轴承布置。 该专利的发明人试图提供一种轴承布置，用于支撑较大尺寸的转子叶片。发明人的解决方案是将轴承布置尽可能靠近旋转部件的质量中心，以减少轴承布置上的静态和动态弯矩。
该专利归西门子所有，近年来在西门子与通用电气（GE）就通用电气的Haliade-X风力涡轮机发生了备受关注的多司法管辖区专利纠纷之后，该专利在海上风电行业中具有重要意义。
在美国，诉讼程序于2022年结束，法院裁定通用电气的Haliade-X风机侵犯了西门子的专利。 但与众不同的是，法院裁定允许通用电气继续为某些海上开发项目提供其Halidate-X风力涡轮机，但通用电气必须为使用其Halide-X涡轮机生产的每兆瓦电力向西门子支付60,000 美元的特许权使用费。
与美国的诉讼不同，英国的相关专利侵权案得出了不同的结论，法院认定西门子的专利无效。
2023
至于2023年申请的专利，专利通常在申请18个月后公布，因此最新的发明尚未为公众所知。
来源：https://www.marks-clerk.com/insights/articles/the-evolution-of-wind-power/?utm_source=mondaq&utm_medium=syndication&utm_term=Intellectual-Property&utm_content=articleoriginal&utm_campaign=article