Centrale hydroélectrique autonome
1. Description du système.
Ce système permet de récupérer de l'eau après le passage dans la turbine, pompé sur la hauteur initiale dans le bassin, en utilisant +- 10% d'électricité produite. Jusqu'à présent, ce type de récupération de l'eau est inconnu et n'a jamais été utilisé. Ce mécanisme produit des vagues artificielles d'un creux de 1 mètre, avec une fréquence constante. En utilisant ce mouvement de surface de l'eau, on obtient une source d'énergie inépuisable.
Cette énergie est 100% propre et fonctionne aussi bien avec de l'eau salée que de l'eau douce ; cette centrale autonome peut être installée n'importe où.
Exemple :
Le bassin a une longueur de 100 mètres, une largeur de 50 mètres et une profondeur de
10 mètres, qu'il suffit de remplir avec de l'eau. A côté du bassin, il faut installer une turbine génératrice d'une profondeur de 50 mètres qui, pour son fonctionnement, utilisera de l'eau provenant du bassin (dessin 1).
Ce bassin doit être couvert pour empêcher tout dérangement météorologique ; toute la surface du toit extérieur supportera des panneaux photovoltaïques, et l'intérieur du toit doit être concave et isolé thermiquement, afin d'éviter une trop grande évaporation et pouvoir récupérer cette eau condensée. Pour entretenir un niveau constant dans le bassin, on récupère l'eau de pluie.
Sous le toit, à 10 mètres au dessus du niveau de l'eau, seront installées deux poutres porteuses (dessin 1, point 3) sur toute la longueur du bassin. Sur ce support, seront fixées les barres oscillatoires avec flotteurs(dessin 1, point 1), elles-mêmes reliées à des pistons de pompes(dessin 1, point 9).
Toutes les dimensions énoncées ici, ne sont qu'à titre d'exemple afin d'en faciliter la compréhension du système de cette centrale (voir dessin 1).
La turbine génératrice, installée à 50 mètres de profondeur (dessin 1, point 10), utilise l'eau du bassin pour son fonctionnement ; cette eau sera directement récupérée dans les deux canaux souterrains du bassin, qui sont eux-mêmes liées avec des pompes, actionnées par les barres oscillatoires. Ces barres oscillent grâce aux flotteurs qui sont eux-mêmes poussés par les vagues artificielles (voir dessin 1).
2. Production des vagues
Sur les parois latérales, les murs de 10 mètres de hauteur ne seront pas verticaux jusqu'à la surface, mais présenteront une inclinaison de 30 degrés à mi-hauteur de ceux-ci (voir dessin 1 ).
Sur toute la longueur des parois du bassin de 50 mètres, et à une distance de 1 mètre du mur, il faut fixer des plaques métalliques (amortisseurs)-(dessin 1, point 7) larges de 5 mètres, dont la partie supérieure est légèrement pliée vers le mur. 2007/0320
Ces plaques sont équipées, sur toute leur longueur, d'un clapet anti-retour de vagues non désirables, qui pourraient perturber le fonctionnement des vagues utiles. Le clapet anti-retour peut être remplacé par une ouverture profilée (dessin 2, point 3) qui donne un tout aussi bon résultat lors des tests effectués. La soupape (clapet) exige un entretien régulier et un remplacement périodique. La plaque avec l'ouverture profilée ne demande aucun entretien.
Devant la plaque d'amortisseur, sur le même support, est fixée une plaque motrice (dessin 2, point 2)-(productrice de vagues) sur la longueur du mur de 50 mètres. La partie supérieure de cette plaque est pliée vers la plaque d'amortisseur et doit être inférieure au niveau maximal des vagues ; ce profil est important car il donne la forme initiale à la vague désirée. Toute la longueur de la plaque métallique est équipée par des soupapes anti-retour (clapets) qui permettent un retour libre et rapide. Cette plaque motrice est actionnée par un moteur électrique, alimenté par les panneaux photovoltaïques installées sur le toit, et 1 ou 2 éoliennes installées à proximité du bassin. Ainsi, toute électricité produite par la turbine sera utilisée pour une exploitation externe. Le placement et la forme de la plaque motrice est visible sur le dessin 2, point 4.
Le démarrage de la plaque motrice sera progressif suivant la forme et la hauteur des vagues, jusqu'à l'amplitude voulue (dans cet exemple-ci : 1 mètre). Ensuite, cette plaque motrice servira pour entretenir les vagues désirées en permanence. Le rythme et la vitesse des plaques est réglé par un ordinateur avec capteurs de lasers. Il existe des entreprises qui produisent et installent ce type d'ordinateur.
Pour obtenir des vagues constantes et régulières sur toute la longueur du bassin (100 mètres), il est nécessaire d'installer une deuxième plaque motrice au milieu du bassin.
3. Fonctionnement de la pompe
La barre oscillatoire avec flotteurs est portée par la poutre portante (dessinl, point 1). Les extrémités de cette barre oscillatoire, liées par les pistons de la pompe, exercent des mouvements verticaux. Chaque porteur des barres oscillatoires portent deux flotteurs qui transmettent les mouvements verticaux aux deux pompes. En descendant, les pistons plongent dans le canal souterrain du bassin suivant l'amplitude des vagues, c'est-à-dire, 1 mètre.
Exemple : si le diamètre du piston est de 40 cm (4 dm), la surface de la tête du piston est égale à 12,56 dm<2>. Ce plongeon de 1 mètre permet d'obtenir sur la tête du piston 125,6 litres d'eau. La surface du piston en cm<2> = 1256 cm<2> multiplié par 5 (hauteur de 50 mètres divisée par 10) donne un résultat de 6280 bars (kg). Pour soulever ce poids de +- 7 tonnes, les flotteurs doivent être dimensionnés suivant la règle bien connue dans l'industrie navale.
Selon mes calculs approximatifs, j'obtiens la dimension de 3,5 mètres de diamètre et 15 mètres de long ; ce volume est capable de soulever +- 9 tonnes. 2007/0320
Comme la dimension du bassin est de 100 mètres de long et 50 mètres de large, avec deux poutres portantes, il peut être équipé par 20 supports, chacun portant deux flotteurs et deux pompes. Chaque support soulève, par mouvement, 250 litres d'eau/3 sec. Donc, 250x20=5m<3> d'eau, toutes les 20 secondes, et d'une hauteur de 50 mètres. Cette quantité d'eau peut servir à la production d'électricité en permanence car, cette eau retourne dans le bassin à hauteur initiale.
Tout ce mécanisme démontre le fonctionnement du système pour la récupération et le pompage de l'eau à l'aide de vagues artificielles.
Autonomous hydroelectric power station
1. Description of the system.
This system makes it possible to recover water after passing through the turbine, pumped to the initial height in the basin, using + - 10% of electricity produced. So far, this type of water recovery is unknown and has never been used. This mechanism produces artificial waves of a 1 meter dip, with a constant frequency. By using this surface movement of water, we obtain an inexhaustible source of energy.
This energy is 100% clean and works just as well with salt water as with fresh water; this autonomous plant can be installed anywhere.
Example:
The basin has a length of 100 meters, a width of 50 meters and a depth of
10 meters, just fill with water. Beside the basin, a generator turbine with a depth of 50 meters must be installed, which, for its operation, will use water from the basin (drawing 1).
This basin must be covered to prevent any weather disturbance; the entire surface of the outer roof will support photovoltaic panels, and the inside of the roof must be concave and thermally insulated, in order to avoid too much evaporation and to be able to recover this condensed water. To maintain a constant level in the pool, we recover the rainwater.
Under the roof, 10 meters above the water level, will be installed two load bearing beams (drawing 1, point 3) along the entire length of the basin. On this support, will be fixed oscillating bars with floats (drawing 1, point 1), themselves connected to pistons pumps (drawing 1, point 9).
All the dimensions stated here are only an example to facilitate understanding of the system of this plant (see drawing 1).
The generator turbine, installed at a depth of 50 meters (drawing 1, point 10), uses the pond water for its operation; this water will be directly recovered in the two underground channels of the basin, which are themselves linked with pumps, operated by the oscillating bars. These bars oscillate thanks to the floats which are themselves pushed by the artificial waves (see drawing 1).
2. Wave production
On the sidewalls, walls 10 meters high will not be vertical to the surface, but will have a slope of 30 degrees at mid-height of these (see drawing 1).
Over the whole length of the walls of the basin of 50 meters, and at a distance of 1 meter from the wall, it is necessary to fix metal plates (dampers) - (drawing 1, point 7) wide of 5 meters, whose upper part is slightly folded towards the wall. 2007/0320
These plates are equipped, over their entire length, a check valve unwanted waves, which could disrupt the operation of useful waves. The non-return valve can be replaced by a profiled opening (drawing 2, point 3) which gives an equally good result during the tests carried out. The valve (valve) requires regular maintenance and periodic replacement. The plate with the profiled opening is maintenance-free.
In front of the shock absorber plate, on the same support, is fixed a driving plate (drawing 2, point 2) - (wave producer) on the length of the wall of 50 meters. The upper part of this plate is folded towards the damper plate and must be lower than the maximum level of the waves; this profile is important because it gives the initial shape to the desired wave. The entire length of the metal plate is equipped with non-return valves (valves) which allow a free and quick return. This drive plate is powered by an electric motor, powered by photovoltaic panels installed on the roof, and 1 or 2 wind turbines installed near the basin. Thus, any electricity produced by the turbine will be used for an external operation. The placement and shape of the drive plate is visible in drawing 2, point 4.
The start of the drive plate will be progressive depending on the shape and height of the waves, up to the desired amplitude (in this example: 1 meter). Then, this drive plate will serve to maintain the desired waves permanently. The rhythm and speed of the plates is regulated by a computer with laser sensors. There are companies that produce and install this type of computer.
In order to obtain constant and regular waves along the entire length of the pool (100 meters), it is necessary to install a second drive plate in the middle of the pool.
3. Operation of the pump
The oscillating bar with floats is carried by the load-bearing beam (dessinl, point 1). The ends of this oscillatory bar, linked by the pistons of the pump, exert vertical movements. Each carrier of the oscillating bars carries two floats that transmit the vertical movements to both pumps. Downhill, the pistons plunge into the underground channel of the basin following the amplitude of the waves, that is to say, 1 meter.
Example: if the diameter of the piston is 40 cm (4 dm), the surface of the piston head is equal to 12,56 dm <2>. This dive of 1 meter allows to obtain on the piston head 125,6 liters of water. The area of the piston in cm <2> = 1256 cm <2> multiplied by 5 (height of 50 meters divided by 10) gives a result of 6280 bars (kg). To lift this weight of + - 7 tons, the floats must be sized according to the rule well known in the naval industry.
According to my approximate calculations, I get the dimension of 3.5 meters in diameter and 15 meters long; this volume is capable of lifting + - 9 tons. 2007/0320
As the basin dimension is 100 meters long and 50 meters wide, with two supporting beams, it can be equipped with 20 supports, each carrying two floats and two pumps. Each support raises, by movement, 250 liters of water / 3 sec. So, 250x20 = 5m <3> of water, every 20 seconds, and a height of 50 meters. This quantity of water can be used for the production of electricity permanently because this water returns to the basin at initial height.
This whole mechanism demonstrates how the system works for the recovery and pumping of water using artificial waves.