Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду

Авторы патента:


Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду
Устройство интегрированного генератора для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников без вредных выбросов, сберегающего и сохраняющего окружающую среду

 


Владельцы патента RU 2545263:

ПЕРРЕГРИНИ Витторио (CH)

Изобретение относится к генератору для генерирования энергии. Генератор (100) содержит плавучую платформу (1), приспособленную для частичного погружения в текучую среду, мачту (2), расположенную на платформе (1) и содержащую, по меньшей мере, один ветрогенератор (3), по меньшей мере, один первый аккумулятор энергии и один преобразователь. Генератор (1) дополнительно содержит, по меньшей мере, одну систему для аккумулирования и преобразования механической энергии. По меньшей мере, одна система для аккумулирования и преобразования механической энергии содержит, по меньшей мере, один заряжаемый механический аккумулятор (14), по меньшей мере, один балансир (12) с маховиком, соединенный с аккумулятором (14), и устройство для преобразования механической энергии в электрическую энергию. Волновое движение или поток текучей среды, в которую погружена платформа (1), определяет колебательное движение платформы (1), мачты (2) и, по меньшей мере, одного балансира (12) для зарядки аккумулятора (14), который в свою очередь выдает энергию, генерируемую посредством его перемещения, в устройство для преобразования механической энергии. Изобретение направлено на повышение эффективности генерирования энергии. 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Настоящее изобретение относится к генератору для генерирования энергии и, в частности, к генератору для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников в устойчивом и экологически совместимом виде без вредных выбросов, сберегающему окружающую среду.

Известны способы и устройства для использования энергии, получающейся из возобновляемых источников (гидравлической энергии, энергии ветра, энергии моря, солнечной энергии, геотермальной энергии и др.).

Международная заявка на патент РСТ/СА2007/000957 Abou-Raphael относится к установке, которая использует волновое движение в емкости для приведения в действие гидравлического воздушного компрессора. Воздух извлекается из потока воздуха/воды посредством сепаратора и сжимается под действием гидростатического давления, определяемого разностью высот между расположенным выше резервуаром для хранения воды и расположенным ниже воздушным сепаратором, и при выпуске генерирует энергию при помощи пригодного средства. Такая система, помимо того что она неподвижна, не обладает высокой эффективностью, поскольку она не сочетается с другими возобновляемыми источниками энергии.

JP 2004-19537 YAMAGUCHI KO относится к гибридному генератору электрической энергии и тепла, теплоэлектростанции, состоящей из коллектора тепловой солнечной энергии, генерирующего спиральный поток горячего воздуха, который преобразуется в энергию вращения посредством ветровой турбины, соединенной с генератором для преобразования в электрическую энергию. Направление ветра изменяют посредством циклонных каналов. Установка может содержаться в трубчатом элементе и размещаться в городских районах без большого неудобства. Кроме того, луч теплового излучения может быть использован одновременно для генерирования тепловой энергии (комбинированного генерирования тепловой и электрической энергии). Помимо объединения всего лишь двух возобновляемых устройств преобразования энергии обычного типа единственным преимуществом оказывается скрытность в городских районах и уменьшение шума.

US 2005/0218657 Wessner, MacMillan, относится к устройству для генерирования энергии, которое является портативным и может быть разобрано, состоящему из передвижного (буксируемого) ветроэнергетического генератора и средства для аккумулирования электрической энергии в батарее.

Такая известная система для генерирования электрической энергии, которая является вполне обычной, отличается тем, что она выполнена с возможностью разборки и перемещения.

Заявитель дополнительно отметил, что ни одно из предложенных решений не обеспечивает сложную интегрированную систему, способную использовать одновременно различные возобновляемые источники энергии без ущерба для окружающей среды, благодаря не только полному отсутствию вредных выбросов (использованию безуглеродной технологии), но и высокой эффективности, соотношению вырабатываемой энергии/объема установки, по сравнению с занимаемым пространством.

Следует отметить, что ни одно из предложенных решений не обладает высокой эффективностью по соотношению вырабатываемой энергии/стоимости энергии и/или вырабатываемой энергии/стоимости установки.

Было обнаружено, что вышеупомянутые проблемы могут быть решены при помощи генератора, который объединяет систему генерирования энергии с помощью ветра с, по меньшей мере, одной системой для аккумулирования и преобразования механической энергии, на плавучей платформе.

Таким образом, в первом его аспекте изобретение относится к генератору энергии для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников, содержащему:

плавучую платформу, приспособленную для частичного погружения в текучую среду;

мачту, установленную на упомянутой платформе и содержащую, по меньшей мере, один ветрогенератор для улавливания энергии ветра и преобразования ее в электрическую энергию, по меньшей мере, один аккумулятор энергии и, по меньшей мере, один преобразователь;

отличающийся тем, что упомянутый генератор энергии дополнительно содержит, по меньшей мере, одну систему для аккумулирования и преобразования механической энергии; причем упомянутая, по меньшей мере, одна система для аккумулирования и преобразования механической энергии содержит, по меньшей мере, один заряжаемый механический аккумулятор, по меньшей мере, один балансир с маховиком, соединенный с упомянутым заряжаемым механическим аккумулятором, и устройство для преобразования механической энергии в электрическую энергию;

при этом волновое движение или поток текучей среды, в которую погружена платформа, определяет колебательное движение упомянутой платформы и упомянутой мачты и соответственно балансира для зарядки заряжаемого механического аккумулятора, который выдает энергию, полученную в результате его перемещения, в упомянутое устройство для преобразования механической энергии в электрическую энергию.

Интегрирование средств генерирования энергии генератора в соответствии с настоящим изобретением позволяет обеспечить почти постоянный выход мощности независимо от погодных условий.

Кроме того, генератор в соответствии с настоящим изобретением позволяет легко размещать и приспосабливать установку в природных и архитектурных условиях, к тому же осуществляя и обеспечивая дополнительные социальные и коммерческие функции. Фактически в таком генераторе могут быть предусмотрены различные коммерческие средства для торговли, туризма, рекламы, спорта и др.

Кроме того, благодаря объединению различных источников энергии и их аккумулированию, такая установка исключает колебания в потоках электроснабжения, поддерживая их по существу постоянными, дополняя различные источники энергии друг с другом и суммируя в случае недостатка энергию, вырабатываемую одним источником, с энергией, вырабатываемой другим источником, наряду с разного рода возможностями аккумулирования и хранения данных выработанных энергий.

Генератор соответственно дополнительно содержит, по меньшей мере, один второй аккумулятор энергии и, по меньшей мере, одну первую турбину, расположенную под платформой и погруженную для улавливания струйного движения текучей среды, в которой плавает упомянутая платформа, и преобразования ее во вращательное движение данной турбины с возможностью генерирования электрического тока и выдачи его в упомянутый второй аккумулятор энергии.

Таким образом, технология, предлагаемая генератором настоящего изобретения, которая также называется «безуглеродной», обеспечивает незагрязняющее генерирование энергии без сопутствующего выпуска парниковых газов. Фактически благодаря использованию энергии природных возобновляемых источников данная технология является наилучшим способом обеспечения уменьшения выбросов двуокиси углерода СО2 и ограничения ущерба для окружающей среды, наносимого имеющимися климатическими изменениями.

Кроме того, генератор в соответствии с настоящим изобретением приспособлен для размещения на реках, озерах, морях, даже на прибрежных объектах.

Предпочтительно, генератор энергии в соответствии с настоящим изобретением может быть использован для генерирования чистой энергии на сельскохозяйственных, промышленных, домашних, жилых, коммерческих, туристических объектах автономно, без помощи внешних источников энергоснабжения.

В качестве альтернативы генератор в соответствии с настоящим изобретением может быть также использован для генерирования чистой энергии на судах, таких как корабли, платформы и др., независимо и автономно, без использования топлива из источников, которые являются невозобновляемыми и/или возобновляемыми, но вызывающими парниковый эффект и/или загрязнение.

В соответствии с другим предпочтительным аспектом генератор в соответствии с настоящим изобретением может быть также использован для генерирования чистой энергии в отдаленных необслуживаемых районах и в качестве резервного источника энергоснабжения при проведении аварийных или спасательных операций.

Предпочтительно, генератор содержит покрывающие элементы для преобразования солнечной энергии, соединенные с, по меньшей мере, одним аккумулятором тока.

Предпочтительно, покрывающие элементы для преобразования солнечной энергии содержат солнечные панели и/или фотогальванические элементы, по меньшей мере, один контроллер нагрузки, соединенный с упомянутыми панелями и/или фотогальваническими элементами, и, по меньшей мере, один аккумулятор тока, соединенный с контроллером зарядки.

Генератор соответственно содержит систему для генерирования и преобразования потенциальной/электрической энергии, содержащую:

по меньшей мере, одну емкость для сбора дождевой воды или воды, перетекающей обратно с водной поверхности;

по меньшей мере, один резервуар гидростатического давления и расхода, соединенный с упомянутой сборной емкостью и расположенный в верхней части упомянутой мачты;

по меньшей мере, одну вторую турбину и, по меньшей мере, один канал для перемещения дождевой воды, собранной в упомянутой емкости и/или в резервуаре гидростатического давления, в турбину для генерирования электрической энергии из потенциальной энергии воды, собранной в резервуаре гидростатического давления, расположенном в верхней части мачты.

По меньшей мере, один третий аккумулятор энергии, соединенный с второй турбиной.

Предпочтительно, генератор дополнительно содержит, по меньшей мере, один канал подачи, соединенный с резервуаром гидростатического давления и, по меньшей мере, один насос для подачи воды, соединенный с каналом подачи, который всасывает из текучей среды, в которой плавает платформа, для подачи воды в резервуар гидростатического давления и/или в сборную емкость.

Предпочтительно, для повышения эффективности генерирования энергии канал подачи имеет вертикальное удлинение, которое короче, чем вертикальное удлинение канала для перемещения дождевой воды, собранной в емкости и/или в резервуаре, в турбину.

Соответственно, подающий насос представляет собой электрический насос, приводимый в действие избыточной энергией, генерируемой ветрогенератором и/или системой для генерирования и преобразования механической энергии и/или покрывающими элементами для преобразования солнечной энергии.

Кроме того, генератор настоящего изобретения выполнен с возможностью самоспасения в случае шторма или сложных условий, при этом платформа способна заполняться водой и погружаться под воду, а также способна выпускать из себя воду и всплывать, когда опасность миновала. Для данной цели, предпочтительно, генератор содержит устройство для погружения под воду и всплытия, содержащее, по меньшей мере, один затопляемый резервуар, заполнение которого определяет, по меньшей мере, частичное погружение платформы, и, по меньшей мере, один дренажный насос затопляемого резервуара для всплытия платформы.

Предпочтительно, генератор дополнительно содержит якорное устройство.

Предпочтительно, якорное устройство содержит, по меньшей мере, один трос для прикрепления платформы к неподвижной или подвижной точке и, по меньшей мере, одну вспомогательную лебедку, которая приводит в движение трос с возможностью перемещения платформы вертикально вверх или вниз.

Для повышения устойчивости генератора платформа содержит стабилизационные кили, продолжающиеся перпендикулярно под платформой.

Платформа соответственно содержит:

по меньшей мере, один сектор, деформируемый наподобие сильфона, который подвергается расширениям и сжатиям под действием волнового движения для всасывания и сжатия воздуха;

по меньшей мере, один резервуар для хранения сжатого воздуха, причем упомянутый воздух при выпускании надлежащим образом приводит в действие, по меньшей мере, одну воздушную турбину;

по меньшей мере, один запорный клапан, соединенный с упомянутым сектором и с упомянутым резервуаром, для предотвращения обратного перемещения сжатого воздуха, аккумулируемого в упомянутом резервуаре для хранения сжатого воздуха;

по меньшей мере, одну воздушную турбину.

Предпочтительно, ветрогенератор содержит, по меньшей мере, один вертикальный ветрогенератор, содержащий, по меньшей мере, одну вертикальную лопасть.

Предпочтительно, лопасть выполнена из углеродного волокна.

В качестве альтернативы генератор содержит, по меньшей мере, один вибратор, установленный в верхнем конце мачты, который преобразует потенциальную энергию, обеспечиваемую колебаниями мачты, определяемыми волновым движением, в электрическую энергию, причем упомянутый вибратор соединен с аккумулятором электрической энергии.

Предпочтительно, генератор содержит, по меньшей мере, один второй ветрогенератор, установленный в верхнем конце мачты, соединенный с, по меньшей мере, одним преобразователем и, по меньшей мере, одним аккумулятором.

Предпочтительно, по меньшей мере, один ветрогенератор, и/или система для генерирования и преобразования механической энергии, и/или покрывающие элементы для преобразования солнечной энергии, и/или система для генерирования и преобразования потенциальной/электрической энергии соединены вместе параллельно, образуя единый агрегат для генерирования и распределения энергии.

Высокая степень интеграции средств генерирования энергии генератора настоящего изобретения позволяет обеспечить почти постоянный выход мощности независимо от воздействующих на него погодных условий.

Для этого генератор содержит множество переключателей и блок управления для управления упомянутыми системами и установки их в определенное состояние для их подсоединения, частичного использования и отсоединения или независимого использования.

Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания некоторых предпочтительных, но не единственных вариантов осуществления генератора энергии для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников в соответствии с настоящим изобретением.

Ниже приведено описание со ссылкой на прилагаемые чертежи, представленное только для пояснения, но не ограничения, где:

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе предпочтительного вида генератора энергии для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 представляет собой вид в перспективе второго варианта осуществления генератора энергии для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников в соответствии с настоящим изобретением, содержащего удлинение ветровой лопасти с вертикальной осью в верхней части самой мачты генератора;

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе второго варианта осуществления генератора энергии для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников в соответствии с настоящим изобретением, содержащего ветровую лопасть обычного типа с горизонтальной осью, расположенную в верхней части самой мачты генератора;

Фиг.4а изображает верхнюю часть генератора, в которой показана установка телекоммуникационной станции;

Фиг.4b изображает верхнюю часть генератора, используемую для установок для коммерческих, рекламных, сигнализационных или информационных целей;

Фиг.4с изображает верхнюю часть генератора, в которой показана установка станции для обеспечения навигации;

Фиг.4d изображает верхнюю часть генератора, в которой показана установка радиолокационной станции;

Фиг.5а изображает плавучую платформу с погруженной нижней частью и средства настройки, закрепления, погружения и всплытия в фиксированном положении;

Фиг.5b изображает плавучую платформу с альтернативным видом нижней части;

Фиг.6 представляет собой компоновочную схему установки для комбинированного или раздельного генерирования электрической энергии, состоящую из нескольких средств для генерирования электрической энергии, получаемой из соответствующих средств преобразования.

Ссылаясь на фиг.1, ссылочной позицией 100 показан генератор энергии для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на фиг.1, генератор содержит плавучую платформу 1, приспособленную для частичного погружения в текучую среду 10.

В предпочтительном варианте осуществления платформа 1 имеет круглую форму, однако возможны другие формы без отхода от объема охраны настоящего изобретения.

Для стабилизации платформы 1 предусмотрены стабилизационные кили 1′, продолжающиеся под платформой.

Предпочтительно, предусмотрено от 2 до 8 стабилизационных килей 1′ в зависимости от размера платформы 1.

В предпочтительном варианте осуществления предусмотрено три стабилизационных киля 1′, разнесенных по периметру платформы 1. Стабилизационные кили 1′ продолжаются от платформы 1, заостряясь в направлении от нее.

На плавучей платформе 1 в центральном положении находится мачта 2, которая продолжается вертикально вверх. Мачта 2 представляет собой полый трубчатый элемент, открытый в соответствующем участке своего удлинения для приема ветрогенератора 3.

В верхней части, высоко на мачте 2 расположена емкость 4 для сбора дождевой воды, прикрепленная к резервуару 4′ гидростатического давления и расхода.

В нижней части мачты 2, т.е. на участке, составляющем менее 50% общей длины, мачта 2 имеет форму полого трубчатого элемента с круглым сечением.

Открытая часть состоит из двух или более вертикальных ребер или подпорок 2′ в зависимости от конструктивных требований и с учетом эффективности ветрогенератора 3, предпочтительно, от двух до четырех, причем упомянутые ребра 2′ могут быть также выполнены наподобие аэродинамического стабилизатора для более эффективного перемещения воздуха и повышения эффективности ветровой лопасти (лопастей).

Ветрогенератор 3 для улавливания энергии ветра дополнительно соединен с, по меньшей мере, одним аккумулятором энергии и, по меньшей мере, одним преобразователем. Ветрогенератор 3, предпочтительно, представляет собой генератор с лопастью (лопастями), имеющими вертикальную ось и переменную высоту, предпочтительно, в пределах от 6 до 25 мм, при этом движение воздуха взаимодействует с лопастным ветрогенератором 3 и определяет его вращение для генерирования тока, который выдается в аккумулятор энергии.

Аккумулятор энергии представляет собой аккумулятор электрической энергии известного типа, например, такой как батарея.

Предпочтительно, вертикальная ветровая лопасть изготовлена из углеродного волокна, обладающего прочностью и легкостью.

В соответствии с важным аспектом настоящего изобретения генератор 1 энергии дополнительно содержит, по меньшей мере, одну систему 70 для аккумулирования и преобразования механической энергии.

Система для аккумулирования и преобразования механической энергии содержит, по меньшей мере, один заряжаемый механический аккумулятор 14, такой как смотанная спиралью плоская пружина, и, по меньшей мере, один балансир или маховик 12 типа автоматического часового механизма, соединенный с заряжаемым механическим аккумулятором 14. Заряжаемый механический аккумулятор 14 в свою очередь соединен с, по меньшей мере, одним устройством для преобразования механической энергии в электрическую энергию.

Заряжаемый механический аккумулятор 14, заряжаемый посредством перемещения балансира 12, выдает свою энергию для снабжения вышеупомянутого, по меньшей мере, одного устройства для преобразования механической энергии в электрическую энергию, не показанного на чертеже.

Волновое движение или поток текучей среды, в которую погружена платформа 1, определяет колебательное движение платформы 1 и мачты 2 и соответственно балансира 12 для зарядки заряжаемого механического аккумулятора 14.

Последний выдает энергию, генерируемую посредством его перемещения, в упомянутые устройства для преобразования механической энергии в электрическую энергию, известного типа и поэтому в данном описании не рассматриваемые подробно.

Как упомянуто выше, в верхней части мачты 2 находится, по меньшей мере, одна емкость 4 для сбора дождевой воды или воды, перетекающей обратно с водной поверхности, и, по меньшей мере, один резервуар 4′ гидростатического давления и расхода.

Емкость 4 для сбора дождевой воды или воды, перетекающей обратно с водной поверхности, и резервуар 4′ гидростатического давления и расхода соединены посредством канала 32 с турбиной 6, генератором 6′ переменного тока и аккумулятором энергии.

Вода, стекающая вниз в канал 32, приводит в движение турбину 6, например ковшовую турбину 6, которая посредством соединения с генератором переменного тока 6′ генерирует электрическую энергию, соответственно выдаваемую в аккумулятор энергии, не показанный на чертеже.

Такая гидравлическая установка может быть также использована для поддержания постоянного выхода мощности генератора 100.

К сборной емкости 4 подсоединен канал 42 подачи, который посредством, по меньшей мере, одного насоса 5 для подачи воды всасывает воду из текучей среды 10, в которой плавает упомянутая платформа 1, и подает воду в емкость 4 и/или в резервуар 4′ для использования потенциальной энергии падения воды.

Для повышения эффективности генерирования энергии канал 42 подачи имеет вертикальное удлинение, которое короче, чем вертикальное удлинение канала 32 для перемещения дождевой воды, собранной в упомянутой емкости 4 и/или в упомянутом резервуаре, в турбину 6, с этой целью турбина 6 размещена на несколько метров ниже под платформой 1.

Каналы 32, 42 расположены на ребрах мачты 2 и могут быть установленными на них или «встроенными».

Насос 5 представляет собой электрический насос, который получает свою энергию из возможной избыточной электрической энергии других генерирующих систем, имеющихся в наличии в генераторе 100.

В качестве альтернативы насос 5 представляет собой насос, с погруженным основанием и приводимый в действие текучей средой, в которой плавает платформа 1.

Соответственно, в данном случае насос получает свою энергию от волнового движения, посредством лопасти 9.

Волновое движение или возможный избыток генерируемой энергии приводит в действие насос 5, который всасывает из текучей среды 10 для перемещения ее через канал 42 в емкость 4 для сбора дождевой воды, а также в резервуар 4′. По требованию, вода, проникающая в нисходящий турбинный водовод 32, обеспечивает гидравлическую турбину 6 ковшового типа, соединенную с генератором 6′ переменного тока, для генерирования дополнительной электрической энергии.

Генератор 100 на доступных там, где это возможно, поверхностях содержит систему покрывающих элементов 7 для преобразования солнечной энергии, которые соединены с, по меньшей мере, одним аккумулятором тока.

Система покрывающих элементов 7 для преобразования солнечной энергии содержит солнечные панели и/или фотогальванические элементы, соединенные с, по меньшей мере, одним контроллером зарядки и с, по меньшей мере, одним аккумулятором тока, не показанными на чертеже.

Ветрогенератор 3 может быть интегрирован с системой покрывающих элементов 7 для преобразования солнечной энергии. В этом случае вход преобразователя, который, предпочтительно, общий, содержит электрическое фильтрующее устройство для ограничения максимальной входной мощности для преобразователя и для добавления мощности из ветрогенератора 3 и из системы покрывающих элементов 7 для преобразования солнечной энергии.

В качестве альтернативы система покрывающих элементов 7 для преобразования солнечной энергии может быть приспособлена для генерирования тепловой энергии.

В таком случае солнечные панели и/или фотогальванические элементы соединяют с тепловыми аккумуляторами или паровыми котлами.

Солнечные панели и/или фотогальванические элементы, предпочтительно, могут быть расположены на наружной поверхности емкости 4 для сбора дождевой воды, резервуара 4′ гидростатического давления, ребер или подпорок 2′ и на платформе 1.

Генератор соответственно дополнительно содержит, по меньшей мере, один второй аккумулятор энергии и, по меньшей мере, одну первую турбину 8, расположенную под платформой 1 и погруженную в воду для улавливания струйного движения текучей среды 10, в которой плавает платформа, и преобразования ее в ее вращательное движение с возможностью генерирования электрического тока и выдачи его в вышеупомянутый второй аккумулятор энергии.

Для данной цели первая турбина 8, поддерживаемая валом 23, соединена с аккумулятором электрической энергии, таким как батарея.

Предпочтительно, ветрогенератор 3, и/или система 70 для генерирования и преобразования механической энергии, и/или система покрывающих элементов 7 для преобразования солнечной энергии, и/или система для использования потенциальной энергии падения воды соединены вместе параллельно, образуя единый агрегат для генерирования и распределения энергии.

Для данной цели генератор 100 содержит, как показано на фиг.6, множество переключателей 52, по одному для каждой системы генерирования энергии, и блок 53 управления для управления вышеупомянутыми системами и установки их в определенное состояние для их подсоединения, частичного использования и отсоединения или независимого использования.

В качестве блока управления может быть использован программируемый логический контроллер (PLC).

Регулирование и управление энергетическими системами посредством PLC осуществляется автономно на месте посредством набора программ, заранее установленных в данном PLC. Однако для любого изменения в работе или модификации таких программ можно осуществлять дистанционное управление через такие средства, как GPS/модем или вообще телекоммуникационные средства.

Генератор энергии также предполагает, что платформа содержит устройство для погружения в воду и всплытия в дополнение к средствам для управления колебаниями платформы и мачты, выполненной как одно целое с ней. Фактически генератор настоящего изобретения выполнен с возможностью самоспасения в случае шторма или сложных условий, при этом платформа может заполняться водой и погружаться под воду, а также выпускать из себя воду и всплывать, когда опасность миновала.

Для этого генератор содержит устройство для погружения под воду и всплытия, содержащее, по меньшей мере, один затопляемый резервуар, не показанный на чертеже, заполнение которого определяет, по меньшей мере, частичное погружение платформы 1, и по меньшей мере, один дренажный насос затопляемого резервуара для всплытия платформы.

Предпочтительно, как показано на чертежах, генератор содержит якорное устройство 54.

Предпочтительно, якорное устройство содержит, по меньшей мере, один трос 26 для прикрепления платформы и, по меньшей мере, одну вспомогательную лебедку 28, которая приводит в движение трос с возможностью перемещения платформы вертикально вверх или вниз, таким образом, помогая устройству погружаться под воду и всплывать.

На чертеже трос 26 для прикрепления платформы к подвижной точке содержит якорь 20′.

В качестве альтернативы, если используется неподвижное прикрепление, предполагается привязывать якорный трос 26 в его нижнем конце к неподвижной точке 20 на дне водного потока, в котором размещается генератор 1.

Как показано на чертежах, генератор 1 может дополнительно содержать устройство для управления колебаниями платформы и мачты.

Устройство для управления колебаниями платформы и мачты содержит концевой балласт 50, полностью погруженный в текучую среду под платформой 1 и соединенный с ней посредством телескопических стержней 24 и коллектора 27. Телескопический стержень приводится в движение посредством гидравлических домкратов, не показанных.

Более подробно, концевой балласт 50, который уравновешивает мачту 2 и платформу 1, жестко соединен с ними, и его удлинение от нижней части платформы может быть отрегулировано.

Концевой балласт 50 с его удлинением от водной поверхности 10, отрегулированным посредством телескопических стержней 24 и гидравлических домкратов, позволяет устанавливать амплитуду колебаний платформы 1 и мачты 2, увеличивая или уменьшая ее для более эффективного использования альтернативных источников энергии.

Если, например, ветер очень благоприятный и сильный, то необходимо удерживать колебания малыми для большей эффективности ветровой лопасти (лопастей) и большей безопасности установки, и наоборот, при слабом ветре необходимо использовать волновое движение, увеличивая в максимально возможной степени колебания мачты.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, не показанным на чертежах, платформа 1 может содержать, по меньшей мере, один сектор, деформируемый наподобие сильфона, который подвергается расширениям и сжатиям под действием волнового движения для всасывания и сжатия воздуха.

Более подробно, платформа 1 может быть образована посредством большего количества секторов или частей, из которых некоторые являются деформируемыми наподобие сильфона и подвергаются расширениям и сжатиям под воздействием волнового движения с возможностью всасывания и сжатия воздуха в пригодном резервуаре для сжатого воздуха для аккумулирования давления. При необходимости всосанный и сжатый таким образом воздух выпускается для приведения в действие воздушных турбин, или воздушных двигателей, или пневматических поршней для генерирования электрического тока.

В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг.1, в верхней части мачты 2 над емкостью 4 для сбора дождевой воды расположен вибратор 33, такой как маятник. Вибратор 33 преобразует потенциальную энергию, создаваемую посредством колебания мачты, определяемого волновым движением, в электрическую/механическую энергию.

В другом варианте осуществления, показанном на фиг.2, в верхней части мачты 2 генератора 1 вместо вибратора 33 установлена вторая ветровая турбина с вертикальной осью 3′, либо продолжающая, либо не продолжающая ветрогенератор 3 снизу и поддерживаемая соответствующими ребрами 22, которые могут быть продолжениями ребер 2′.

На фиг.3 показан другой альтернативный вариант осуществления генератора в соответствии с настоящим изобретением, который в целом подобен генератору, показанному на фиг.1, за исключением того, что предпочтительна установка второй ветровой турбины с горизонтальной осью 3″.

На фиг.4а показан другой альтернативный вариант осуществления генератора в соответствии с настоящим изобретением, который в целом подобен генератору, показанному на фиг.1, за исключением того, что данный генератор предполагает установку телекоммуникационной станции (антенны, параболической антенны, антенны для мобильного телефона, спутниковой антенны) 44 на верхушке мачты 2.

На фиг.4b показан другой альтернативный вариант осуществления генератора в соответствии с настоящим изобретением, который в целом подобен генератору, показанному на фиг.1, за исключением того, что он предполагает установку морского радиомаяка и/или станции 46 для обеспечения морской навигации.

На фиг.4с показан другой альтернативный вариант осуществления генератора в соответствии с настоящим изобретением, который в целом подобен генератору, показанному на фиг.1, за исключением того, что он предполагает установку радиолокатора или радиолокационного маяка 47 для обеспечения морской/воздушной навигации.

И наконец, на фиг.4d показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, который предназначен для установки в туристических, городских или уличных зонах и предполагает установку на верхушке мачты часов и/или вывесок для рекламы или информации, календаря, метеорологической станции 45 и др.

Генератор настоящего изобретения может иметь несколько применений и использований, например, при размещении вблизи городских зон причалов, жилых районов или прибрежных районов, где, помимо прочего, как дополнительный элемент, он может быть очень хорошо размещен без нарушения природной, ландшафтной и архитектурной среды.

Генератор обеспечивает удобное включение и адаптацию установки в природных и архитектурных условиях, к тому же осуществляя и выполняя дополнительные социальные и коммерческие функции, поскольку многие другие средства для торговли, туризма, рекламы, спорта и др. могут быть расположены в такой генерирующей установке.

Он может быть также использован для обеспечения выращивания растений у морского побережья или берега реки посредством закачивания воды для полива и/или посредством освещения и обогрева ферм, теплиц или вообще посредством энергоснабжения, используемого для сельскохозяйственных и лесных работ.

Она может также генерировать чистую энергию в отдаленных необслуживаемых районах (например, на островах) и может быть использован в качестве резервного источника питания в случаях и в центрах проведения аварийных и спасательных работ.

Данный генератор очень хорошо приспособлен для выполнения функции поддержки в качестве опорного пункта для морской/воздушной навигации, в частности в качестве радиомаяка в изолированных или прибрежных районах.

Он может быть размещен на реках, озерах, морях даже на прибрежных объектах.

Кроме того, он может также функционировать как генератор энергии для морских платформ для разведки на нефть, и он может быть установлен в качестве генератора/пропульсивного средства на кораблях и судах, генерируя чистую энергию, в независимом автономном виде, без использования топлива от невозобновляемых источников или возобновляемых, но загрязняющих или вызывающих парниковый эффект (не безуглеродных) источников.

Генератор 100 энергии в соответствии с настоящим изобретением может иметь любой размер и производительность, так что он может быть приспособлен и соответствовать эффективности использования энергии и предполагаемому использованию.

Кроме того, генератор 100 энергии предполагает также, что платформа 2 имеет гидродинамическую форму. Таким образом, генератор, являющийся целью настоящего изобретения, использует природную энергию таким образом, что гарантирует защиту и сохранность окружающей среды, не вызывает никакого загрязнения, уменьшает использование вредных источников энергии, которые вызывают выбросы парниковых газов и потепление, помогает в мелиорации и осушении объектов окружающей среды и способствует устойчивому развитию.

Настоящее изобретение описано со ссылкой на некоторые варианты его осуществления. Множество модификаций может быть внесено в описанные подробно варианты осуществления, которые в любом случае находятся в пределах объема охраны изобретения, который определяется приведенной ниже формулой изобретения.

В качестве примера, генератор энергии может предполагать, что платформа 1 размещает пропеллеры, самоподдерживающие мощностью, генерируемой различными установленными устройствами генерирования мощности, для перемещения и изменения их расположения автономно без использования мощности от внешних источников энергоснабжения.

1. Генератор (100) энергии для генерирования энергии из возобновляемых альтернативных источников, содержащий плавучую платформу (1), выполненную с возможностью частичного погружения в текучую среду; мачту (2), расположенную на платформе (1) и содержащую, по меньшей мере, один ветрогенератор (3) для улавливания энергии ветра и преобразования ее в электрическую энергию, по меньшей мере, один первый аккумулятор энергии и, по меньшей мере, один преобразователь; отличающийся тем, что генератор (100) энергии дополнительно содержит, по меньшей мере, одну систему для аккумулирования и преобразования механической энергии; причем упомянутая, по меньшей мере, одна система для аккумулирования и преобразования механической энергии содержит, по меньшей мере, один заряжаемый механический аккумулятор (14), по меньшей мере, один балансир (12) с маховиком, соединенный с заряжаемым механическим аккумулятором (14), и устройство для преобразования механической энергии в электрическую энергию; при этом волновое движение или поток текучей среды, в которую погружена платформа (1), определяет колебательное движение платформы (1), мачты (2) и, по меньшей мере, одного балансира (12) для зарядки механического аккумулятора (14), который в свою очередь выдает энергию, генерируемую посредством его перемещения, в устройство для преобразования механической энергии, при этом платформа (1) содержит, по меньшей мере, один сектор, деформируемый наподобие сильфона, который подвергается расширениям и сжатиям под действием волнового движения для всасывания и сжатия воздуха; по меньшей мере, один резервуар для хранения воздуха, сжатого, по меньшей мере, одним деформируемым сектором, причем при выпускании надлежащим образом упомянутый воздух приводит в действие воздушные турбины, по меньшей мере, один запорный клапан, соединенный с сектором и с резервуаром, для предотвращения обратного перемещения сжатого воздуха, хранящегося в резервуаре для хранения сжатого воздуха.

2. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, одну первую турбину (8), размещенную под платформой (1) и полностью погруженную для улавливания струйного движения текучей среды, в которой плавает платформа (1), и преобразования ее в ее вращательное движение с возможностью генерирования электрического тока.

3. Генератор (100) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит покрывающие элементы (7) для преобразования солнечной энергии, соединенные с, по меньшей мере, одним аккумулятором тока.

4. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что покрывающие элементы (7) для преобразования солнечной энергии содержат солнечные панели и/или фотогальванические элементы, по меньшей мере, один контроллер нагрузки, соединенный с панелями и/или фотогальваническими элементами, и, по меньшей мере, один аккумулятор тока, соединенный с контроллером зарядки.

5. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, одну емкость (4) для сбора дождевой воды или воды, перетекающей обратно с водной поверхности (10); по меньшей мере, один резервуар (4′) гидростатического давления и расхода, соединенный со сборной емкостью (4) и расположенный в верхней части мачты (2); по меньшей мере, одну вторую турбину (6), содержащую электрический генератор (6′); и, по меньшей мере, один канал (32) для перемещения дождевой воды, собранной в емкости (4) и/или в резервуаре (4′), в турбину (6).

6. Генератор (100) по п.5, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один канал (42) подачи, соединенный с резервуаром (4′) гидростатического давления и/или с сборной емкостью (4); по меньшей мере, один насос (5) для подачи воды, соединенный с каналом (42) подачи, который всасывает из текучей среды (10), в которой плавает платформа (1), для подачи воды в резервуар (4′) и/или в сборную емкость (4).

7. Генератор (100) по п.5, отличающийся тем, что канал (42) подачи имеет вертикальное удлинение, которое короче, чем вертикальное удлинение канала (32) для подачи дождевой воды, собранной в емкости (4) и/или в резервуаре, в турбину (6).

8. Генератор (100) по п.6, отличающийся тем, что насос (5) представляет собой электрический насос, приводимый в действие избыточной энергией ветрогенератора (3) и/или системы (70) для генерирования и преобразования механической энергии и/или покрывающих элементов (7) для преобразования солнечной энергии.

9. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что содержит устройство для погружения в воду и всплытия, содержащее, по меньшей мере, один затопляемый резервуар, заполнение которого определяет, по меньшей мере, частичное погружение платформы (1), и, по меньшей мере, один дренажный насос, по меньшей мере, одного затопляемого резервуара для всплытия платформы (1).

10. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что содержит якорное устройство.

11. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что платформа содержит, по меньшей мере, два стабилизационных киля (1′), простирающихся перпендикулярно под платформой (2).

12. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что ветрогенератор содержит, по меньшей мере, один вертикальный ветрогенератор, содержащий, по меньшей мере, одну вертикальную лопасть.

13. Генератор (100) по п.12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна вертикальная лопасть выполнена из углеродного волокна.

14. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один вибратор (33), размещенный в верхнем конце мачты (2), который преобразует потенциальную энергию, создаваемую колебанием мачты (2), определяемым волновым движением, в электрическую энергию, причем вибратор соединен с аккумулятором электрической энергии.

15. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один второй ветрогенератор, размещенный в верхнем конце мачты (2), соединенный с, по меньшей мере, одним преобразователем и с, по меньшей мере, одним аккумулятором.

16. Генератор (100) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, ветрогенератор, система для генерирования и преобразования механической энергии, покрывающие элементы для преобразования солнечной энергии соединены вместе параллельно, образуя единый агрегат для генерирования и распределения энергии, причем генератор содержит множество переключателей (52) и блок (53) управления для управления и установки в определенное состояние для их подсоединения, частичного использования и отсоединения или независимого использования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования энергии волн в электроэнергию. Волновая энергетическая установка содержит каркас 1, кожух 7, поплавок 3, закрепленный к нему шток 2, имеющий цилиндрическую и винтовую части, фиксатор 13, препятствующий повороту штока вокруг вертикальной оси, закрепленный к каркасу 1 корпус 9, с расположенным внутри ротором 10, преобразующим возвратно-поступательное движение штока во вращательное движение ротора и фланца 11 с установленными на нем роликами 12.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к производству электроэнергии путем преобразования энергии вертикального волнения воды в электрическую. Поплавковый волновой генератор содержит каркас 1, имеющий соосные центральные отверстия 18, поплавок 3 с закрепленным к нему штоком 2, имеющим продольный паз с находящимся в нем фиксатором 13, препятствующим возможности поворота штока 2 вокруг вертикальной оси, горизонтальную площадку 4 с размещенными плоскими магнитами 5, кинематически связанную с поплавком 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, корпус 9 с установленным в нем ротором 10, фланец 11, вращающийся вместе с ротором 10, рамку 6 с выполненной вокруг нее обмоткой 8, стойки 16, закрепленные к каркасу 1 и выполненные совместно с призматическими направляющими 17.

Изобретение относится к плавучим средствам навигационного оборудования, в частности к бую, предназначенному для ограждения фарватеров и отдельных навигационных опасностей на судоходных акваториях.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для производства экологически чистой электроэнергии путем преобразования энергии морских волн (в том числе приливов и отливов).

Изобретение относится к плавучим средствам навигационного оборудования - морскому бую ледовому, предназначенному для ограждения фарватеров и предотвращению навигационных опасностей на акваториях, покрывающихся льдом в осенне-зимний и весенний периоды.

Изобретение относится к области электротехники. .

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

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии волн в электрическую. .

Изобретение относится к морской энергетике, а именно к устройствам для преобразования волн, естественных местных и океанических течений в электрическую энергию в условиях открытого моря.

Изобретение относится к области нетрадиционных и возобновляющихся источников энергии, а именно волновой энергии и преобразования ее в другие виды, преимущественно в электрическую.

Изобретение относится к гидравлическому аппарату для извлечения энергии из движения волн. Автоматически регулирующийся гидравлический аппарат 200 для преобразования энергии волн содержит насос 201, предназначенный для перекачивания через гидравлический аппарат 200 текучей среды.

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. Гидрореактивное устройство содержит водовод с соплами, образованными вертикальными боковыми стенками и плоскими пластинами.

Изобретение относится к волновой электростанции. .

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. .

Изобретение относится к системам оповещения и коммуникации в международных пространствах. .

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. .

Изобретение относится к способу и устройству для постепенного преобразования энергии морских волн в электроэнергию. .

Изобретение относится к устройствам для преобразовния энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. .

Изобретение относится к области производства электрической энергии и может быть использовано в устройствах с автономным питанием, размещаемых на движущихся объектах. Заявленное изобретение направлено на решение задачи упрощения и повышения эффективности производства электрической энергии для маломощных автономных устройств, установленных на движущихся объектах. Поставленная задача возникает при разработке и создании автономных приемо-передающих устройств, спутниковых трекеров и пр. Устройство состоит из сообщающихся сосудов с жидкостью 1, поплавков 2i, i=1, …, 2, соединителей 3i, i=1, …, 2, преобразователей механической энергии в электрическую 4i, i=1, …, 2. 1 ил.
Наверх