Волновая электростанция

Изобретение относится к гидроэнергетике. Волновая электростанция содержит плавучий корпус 1, механический преобразователь энергии морских волн, выполненный в виде горизонтально установленного водила 5, с одного конца связанного с вертикально и шарнирно установленным на корпусе валом 6, связанным с ротором электрогенератора 4, статор которого связан с плавучим корпусом 1, а другой его конец снабжен массой 7. Электростанция снабжена дополнительными поплавками 2, связанными с корпусом 1 с помощью телескопических выдвижных механизмов 3, с возможностью регулировки совокупной длины плавающей части корпуса 1 и поплавков 2, равной полудлине волны. Водило 5 снабжено телескопическим выдвижным механизмом перемещения массы 7 относительно вала 6 привода электрогенератора 4. Изобретение направлено на расширение диапазона оптимально используемых волн, повышение энергоэффективности и мощности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Волновая электростанция относится к гидроэнергетике.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является волновая электростанция, содержащая плавучий корпус, механический преобразователь энергии морских волн, выполненный в виде горизонтально установленного водила, с одного конца связанного с вертикально и шарнирно установленным на корпусе валом, связанным с ротором электрогенератора, статор которого связан с плавучим корпусом, а другой его конец снабжен массой (см. патент US 2010/0228401, 09.09.2010).

Недостатком его является неполное использование энергии волны в широком диапазоне ее размеров. Причинами этих недостатков являются фиксированные размеры корпуса и водила. Вне заданного размера волны количество колебаний за промежуток времени сокращается.

Технической задачей предлагаемой волновой электростанции является расширение диапазона оптимально используемых волн, повышение ее энергоэффективности и мощности.

Для решения поставленной технической задачи предлагается волновая электростанция, содержащая плавучий корпус, механический преобразователь энергии морских волн, выполненный в виде горизонтально установленного водила, с одного конца связанного с вертикально и шарнирно установленным на корпусе валом, связанным с ротором электрогенератора, статор которого связан с плавучим корпусом, а другой его конец снабжен массой, отличающаяся тем, что электростанция снабжена дополнительными поплавками, связанными с корпусом с помощью телескопических выдвижных механизмов, с возможностью регулировки совокупной длины плавающей части корпуса и поплавков, равной полудлине волны, кроме того, водило снабжено телескопическим выдвижным механизмом перемещения массы относительно вала привода электрогенератора.

Кроме того, волновая электростанция снабжена мультипликатором.

Кроме того, волновая электростанция снабжена обгонной муфтой.

Отличительной особенностью предлагаемого технического решения от известного является то, что электростанция снабжена дополнительными поплавками, связанными с корпусом с помощью телескопических выдвижных механизмов, с возможностью регулировки совокупной длины плавающей части корпуса и поплавков, равной полудлине волны, и, кроме того, водило снабжено телескопическим выдвижным механизмом перемещения массы относительно вала привода электрогенератора.

Сущность устройства волновой электростанции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема волновой электростанции с дополнительными поплавками, на фиг.2 - вид на нее сверху.

Волновая электростанция содержит плавучий корпус 1, дополнительные поплавки 2, связанные с корпусом 1 с помощью телескопических выдвижных механизмов 3, механический преобразователь энергии морских волн, включающий электрогенератор 4, горизонтально установленное водило 5, с одного конца связанное с вертикально и шарнирно установленным на корпусе валом 6, связанным с ротором электрогенератора 4, статор которого связан с плавучим корпусом 1. Другой конец водила 5 снабжен массой 7 с телескопическим выдвижным механизмом.

Работа волновой электростанции заключается в следующем.

Под действием морских волн корпус 1, находящийся на гибкой связи с якорем, связанным с землей (не изображен), совершает колебания.

При этом происходит изменения угла наклона оси вала 6 относительно горизонтальной плоскости, связанной с землей. Неуравновешенная масса 7, закрепленная на водиле 5, совершая круговое движение относительно оси вала 6, приводит его во вращение, вращая якорь электрогенератора 4.

Для согласования с периодом волнового движения воды плавучий корпус 1 снабжен дополнительными поплавками 2 с телескопическими механизмами 3 для их выдвижения относительно плавучего корпуса 1 и телескопическим механизмом для выдвижения массы 7 относительно оси вала 6 (см. фиг.1, 2).

Вследствие изменения расстояния от вала генератора до точки центра масс эта точка проходит по разным траекториям, соответственно затрачивая при этом разное время, то есть на прохождение более длинной траектории требуется больше времени, это утверждение имеет и обратную зависимость, например.

При совпадении частоты вращения массы с частотой волнообразования прохождение траектории центром масс будет наиболее полным, а завершение движения центра масс будет наиболее близким во времени к следующему циклу, то есть время, в котором вал генератора будет находиться в подвижном состоянии за промежуток времени будет наиболее продолжительным.

В случае рассогласования частот произойдет накладывание времени полного цикла на следующий цикл, что приведет к тому, что центр масс будет проходить лишь часть от полной траектории, а следовательно, к сокращению количества оборотов генератора за промежуток времени.

Вывод: подстраивая общую длину корпуса с поплавками и расстояние массы от оси вала 6, мы повышаем эффективность использования энергии волны.

Кроме того, снабжение устройства выдвижными поплавками создает большую остойчивость устройства на воде.

Совокупная длина плавающей части (корпуса и поплавков) регулируется для более полного преобразования энергии волны. Для получения одностороннего вращения вала 4 устройство может быть дополнительно снабжено мультипликатором (см. патент RU 2141057 опубл. 10.11.1999), обгонной муфтой (см. патент RU 2152535 опубл. 10.07.2000).

Такое выполнение устройства позволяет повысить мощность устройства и расширить диапазон оптимально используемых волн.

Пример

При совокупных размерах конструкции 4×4 метра и расстоянии от оси вращения массы до его центра тяжести 2 метра, массе груза 300 кг и подъеме одного из краев с помощью волны на 2 метра, действующей с периодичностью 5 секунд, получаем работу за одно колебание, равную 5880 кДж, мощность, снимаемая с электрогенератора за этот период, составит 1152 Вт (с учетом КПД электрогенератора). Соответственно за час будет совершено 720 колебаний по 1152 Вт, т.е. мощность устройства составит 829,44 кВт/ч.

1. Волновая электростанция, содержащая плавучий корпус, механический преобразователь энергии морских волн, выполненный в виде горизонтально установленного водила, с одного конца связанного с вертикально и шарнирно установленным на корпусе валом, связанным с ротором электрогенератора, статор которого связан с плавучим корпусом, а другой его конец снабжен массой, отличающаяся тем, что электростанция снабжена дополнительными поплавками, связанными с корпусом с помощью телескопических выдвижных механизмов, с возможностью регулировки совокупной длины плавающей части корпуса и поплавков, равной полудлине волны, кроме того, водило снабжено телескопическим выдвижным механизмом перемещения массы относительно вала привода электрогенератора.

2. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена мультипликатором.

3. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена обгонной муфтой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к волновой электростанции. .

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к электрогенерирующим установкам, преобразующим энергию морских волн. .

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к электрогенерирующим установкам, использующим энергию морских волн. .

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано в волновых электростанциях. .

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в устройствах для преобразования энергии волн в электрическую энергию. .

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии волн, в электрическую энергию. .

Изобретение относится к производству электроэнергии, в частности к производству электроэнергии экологически чистого без отрицательного воздействия на окружающую среду путем преобразования энергии морских волн и ветра.

Изобретение относится к технике для получения электрической энергии путем преобразования энергии морских волн. Устройство для отбора энергии морских волн содержит плавучий объект 2, расположенный на нем преобразователь энергии морских волн, включающий генератор электрической энергии, и погружной элемент 1, в рабочем положении расположенный ниже дна объекта 2. Площадь проекции элемента 1 на плоскость, которая в рабочем положении устройства является горизонтальной плоскостью, больше каждой из площадей его проекций на две другие плоскости, перпендикулярные первой плоскости и друг другу. Профиль элемента 1 выполнен двояковыпуклым, или выпуклым с одной стороны и выпукло-вогнутым с другой стороны, или выпукло-вогнутым с двух сторон. Элемент 1 соединен с преобразователем энергии с возможностью относительного перемещения элемента 1 и объекта 2. Преобразователь энергии включает раздвижную связь. Элемент 1 имеет положительную плавучесть и соединен с раздвижной связью с возможностью передачи механической мощности на генератор при погружении объекта 2. Изобретение направлено на повышение эффективности отбора энергии морских волн. 6 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к установкам для преобразования энергии морских волн в электрическую энергию. Волновая электростанция содержит плавучий корпус, выполненный в виде цилиндра, в нижней части которого расположена рабочая камера с впускным и выпускными клапанами, поршень, расположенный внутри цилиндра и закрепленный на штоке, механически связанном с поплавком, трубу циркуляции, расположенную под корпусом, гидротурбину с генератором, сообщенную с рабочей камерой. Электростанция содержит дополнительные впускной и выпускные клапаны. Труба циркуляции последовательно соединена с одним из дополнительных выпускных клапанов и гидротурбиной, которая с нижней части соединена с дополнительным впускным клапаном, а в верхней части - с генератором. Изобретение направлено на упрощение монтажа волновой электростанции в открытом море, упрощение конструкции, а также повышение надежности генератора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электричества и электрических машин, в частности - к генераторам электрического тока. Маятниковый гидроволновой генератор 1 электрического тока содержит статор 2 и ротор, у которых сердечники с катушками и системой их возбуждения обеспечивают выработку электрического тока при свободном подвесе статора 2 в плавающем средстве. Плавающее средство имеет возможность циклических колебаний на угол ±α при движении волн воды и выполнении таких же циклических колебаний генератором 1 в поперечной плоскости относительно вертикальной оси за счет его постоянной ориентации к центру тяготения Земли. Ось 5 подвеса статора 2 совмещена с осью его свободного качания и смещена относительно оси 5 вращения ротора. Между собой оси 5 и 7 связаны кинематически через систему зубчатых передач. Изобретение направлено на увеличение частоты вращения и мощности вырабатываемого электрического тока генератором со свободным вращением ротора относительно статора. 24 з.п. ф-лы, 34 ил.

Изобретение относится к сфере гидроволновой энергетики, в частности к генераторам, элементам их конструкций, корпусов и опор, к устройствам для регулирования механической энергии, конструктивно сопряженным с электрическими машинами. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция, использующая энергию качки ее корпуса (1) волнами и ветром, содержит перемещающиеся относительно корпуса (1) грузы (2), кинематически связанные с валами роторов электрогенераторов, для чего основания грузов (2) выполнены по дуге окружности и имеют возможность дугового перемещения в корпусе (1). Грузы (2) свободно установлены вдоль и/или поперек оси корпуса (1) своими боковыми цилиндрическими поверхностями на параллельные им опорные ролики (5) с возможностью устойчивой ориентации грузов (2) к центру Земли в вертикальной плоскости и их свободного поворота по дуге их основания при качке корпуса (1) волнами и ветром. С роторами и статорами электрогенераторов кинематически связаны опорные ролики (5). Изобретение направлено на обеспечение эффективного снятия мощности при широком диапазоне параметров и энергии волн. 24 з.п. ф-лы, 22 ил.

Группа изобретений относится к устройствам и способам генерирования океанской волны. Волновой генератор энергии содержит плавучий корпус, предназначенный для плавания в массе воды. Электрическая машина (103), расположенная в корпусе, имеет якорь и источник поля, причем машина (103) имеет неподвижную часть, соединенную с корпусом, и подвижную часть. Узел (104) противовеса является подвижным в корпусе и содержит подвижную часть машины (103). Относительное перемещение узла противовеса и неподвижной части машины (103) генерирует электрическую энергию. Устройство (400) накопления энергии накапливает энергию, генерируемую машиной (103). Система (200) управления определяет двунаправленный поток энергии между устройством накопления энергии и якорем. Энергия возвращается к машине (103) для приведения в движение узла противовеса антисимметрично движению корпуса. Изобретение направлено на повышение эффективности при генерировании энергии. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области малой энергетики, а именно к плавучим установкам, использующим энергию морских волн. Устройство содержит плавучее основание 1, маятник 5, выполненный с возможностью качания относительно основания 1 вокруг горизонтальной оси 7, и средство отбора мощности, выполненное с возможностью взаимодействия с генератором электрической энергии 18. Ось 7 размещена на вертикальных опорах 8. Маятник 5 выполнен в плоскости качания в форме сектора, в вершине центрального угла которого помещена ось 7, дуга сектора обращена вниз. Нижняя часть сектора с обоих его торцов снабжена одинаковыми зубчатыми рейками 12. Рейки 12 жестко закреплены вдоль дуги сектора. Плоскости, содержащие средние линии зубьев реек 12, расположены перпендикулярно оси 7. В средстве отбора мощности использованы валы 14, установленные с возможностью вращения по обеим сторонам от плоскости качания маятника 5 напротив друг друга и снабженные одинаковыми зубчатыми колесами 16, выполненными с возможностью взаимодействия с рейками 12. Изобретение направлено на снижение материалоемкости и улучшение остойчивости. 4 ил.
Наверх