BE1021706B1 - Verankerbare golfenergieconvertor - Google Patents

Abstract

Verankerbare Golfenergieconvertor Uittreksel Verankerbare golfenergieconvertor met een drijvend hoofdlichaam, ten minste één ankerlijn en energiecoversiemiddelen, waarbij de ten minste ene ankerlijn is ingericht om op ten minste twee punten aan de bodem van de watermassa verankerd te worden, waarbij het hoofdlichaam door rotatiemiddelen met de ten minste ene ankerlijn verbonden is, zodanig dat een horizontale eerste beweging van dit hoofdlichaam ten opzichte van de ten minste twee punten een tweede beweging van de rotatiemiddelen teweegbrengt, en waarbij de conversiemiddelen zijn ingericht om de tweede beweging om te zetten in een andere vorm van energie. 2013/0487

Description

Verankerbare Golfenergieconvertor

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het converteren van energie uit golven in een watermassa, omvattende een hoofdlichaam, ingericht om op water te kunnen drijven; twee ankerlijnen, ingericht om aan de bodem van de watermassa verankerd te worden; en conversiemiddelen om bewegingsenergie om te zetten in een andere vorm van energie. Een dergelijke inrichting wordt ook een verankerbare golfenergieconvertor genoemd.

Een dergelijke verankerbare golfenergieconvertor is bekend uit de gepubliceerde internationale octrooiaanvrage W02011/135104 A2, op naam van de huidige aanvraagster. Deze golfenergieconvertor heeft het nadeel dat de gehele inrichting heen en weer kan bewegen ten aanzien van het verankeringspunt op de bodem van de watermassa, zonder dat deze beweging als dusdanig wordt omgezet in een bruikbare vorm van energie. Voorts heeft de gekende golfenergieconvertor een minimale waterdiepte nodig van ongeveer een halve golflengte om optimaal te functioneren.

Verdere verankerbare golfenergieconvertoren zijn bekend die uit een heen en weer beweging van het hoofdlichaam ten opzichte van de bodem energie halen. Echter deze golfenergieconvertoren bevatten geen stormbeveiling. Zelfs indien alsnog een stormbeveiliging aanwezig is, kan golfenergie niet meer optimaal omgezet worden naar bruikbare energie, wanneer de stormbeveiliging actief is.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding een golfenergieconvertor te voorzien die een heen en weer beweging van een hoofdlichaam kan omzetten in bruikbare energie zelfs wanneer een stormbeveiliging actief is.

Dit doel wordt bereikt door een inrichting zoals beschreven in conclusie 1. De rotatiemiddelen en conversiemiddelen zijn voorzien om een heen en weer beweging van het hoofdlichaam om te zetten in bruikbare energie. Verder zijn oprolmiddelen voorzien die de lengte van de ankerlijnen kunnen wijzigen en daarmee de diepte van het hoofdlichaam in het water kunnen aanpassen. Hierdoor wordt een stormbeveiliging verkregen, namelijk hoe dieper in het water, hoe lager de golfkracht. Door het hoofdlichaam dieper in het water te positioneren, wordt de golfkracht die aangrijpt op het lichaam kleiner, en zo wordt bescherming tegen storm bekomen. Meer nog, de golfenergieconvertor kan steeds blijven werken aan zijn nominale opbrengst, aangezien de golfkracht die aangrijpt op het hoofdlichaam geregeld kan worden. Zelfs wanneer de stormbeveiliger (oprolmiddelen) actief is, kan de energieconvertor golfenergie blijven omzetten in bruikbare energie.

De uitvinding is onder andere gebaseerd op het inzicht van de uitvinders dat een dubbele verankering van het hoofdlichaam ertoe leidt dat elke horizontale beweging van het hoofdlichaam de hoek tussen het hoofdlichaam en de ankerlijn(en) wijzigt. Dit is niet noodzakelijk het geval bij een enkele verankering. Deze dynamische hoekwijziging kan ter hoogte van de bevestigingspunten van de ankerlijn(en) met het hoofdlichaam worden opgevangen als een beweging van een rotatiemiddel, bijvoorbeeld een rotatie van een scharnierelement of een wieltje, of een translatie van een zuiger in een cilinder, welke beweging kan worden omgezet in een andere vorm van energie, bij voorkeur elektrische energie of hydraulische energie (samendrukking van een fluïdum).

Wanneer twee ankerlijnen gebruikt worden (zonder differentieel), kunnen golfbewegingen in meerdere richtingen omgezet worden in bruikbare energie. Echter het kan voorkomen dat de golfbeweging in lijn is met een eerste ankerlijn en dwars op een tweede ankerlijn staat (de ankerlijnen in bovenaanzicht beschouwd). De eerste ankerlijn zal daardoor bewegen ten opzichte van het hoofdlichaam, waardoor energie uit deze beweging omgezet kan worden in bruikbare energie. De tweede ankerlijn zal niet bewegen relatief ten opzichte van het hoofdlichaam, maar het hoofdlichaam zal wel een kanteling van de tweede ankerlijn ten opzichte van de bodem teweegbrengen. Deze kanteling brengt het hoofdlichaam dichter bij de bodem, en verhoogt de spanning op de tweede ankerlijn. Doordat het hoofdlichaam dichter bij de bodem komt, valt de spanning op de eerste ankerlijn weg, en ontstaat hier een speling. Deze speling compromitteert de omzetting naar bruikbare energie, maar zal ook schokken veroorzaken wanneer terug spanning op de eerste ankerlijn komt, welke schokken de energieconvertor onnodig zullen doen slijten. Door de twee ankerlijnen elk aan één zijwiel van een differentieel te monteren, wordt de kracht die het hoofdlichaam uitoefent steeds evenredig verdeeld over de ankerlijnen. Hierdoor zullen de ankerlijnen steeds beide onder spanning staan, en kan de invloed van de beweging van het hoofdlichaam ten opzichte van de ankerlijnen evenredig opgevangen worden door de beide ankerlijnen. Hierdoor is een stabiele en constante bevestiging van het hoofdlichaam met de bodem bekomen.

Het is een voordeel van deze uitvoeringsvorm dat een redelijk grote bewegingsvrijheid van de inrichting gecombineerd wordt met een hoog energieconversiepotentieel.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding is elk van de eerste en tweede ankerlijn uit twee segmenten gevormd die ter plaatse van de rotatiemiddelen coöperatief met elkaar verbonden zijn om als één ankerlijn te opereren. Daarbij zal duidelijk zijn dat wanneer de twee segmenten opgerold zijn langs weerszijden op een enkele as, rotatie van de as enerzijds een oprollen van één segment en anderzijds een afrollen van een ander segment zal veroorzaken. Hierdoor opereren de twee segmenten als één ankerlijn.

Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel van op een eenvoudige wijze de horizontale beweging van het hoofdlichaam in een eerste richting over te brengen op scharnierende elementen (rollen), welke een generator kunnen aandrijven.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding omvatten de conversiemiddelen ten minste één generator. Via de generator kunnen de horizontale bewegingen van het hoofdlichaam ten opzichte van de bodem omgezet worden in elektrische energie. Elektrische energie kan eenvoudig getransporteerd worden en verder omgezet worden naar andere soorten energie.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding is ter plaatse van de twee punten en de verdere twee punten telkens een katrol voorzien, waarbij de ankerlijnen over de katrollen lopen ter plaatse van de twee punten en de twee verdere punten. Wanneer de ankerlijnen ter plaatse van de bodem over katrollen lopen, kunnen oprolsysteem en rotatiemiddelen eenvoudig van elkaar gescheiden worden. Namelijk de ankerlijnen komende van het hoofdlichaam, lopen over de katrollen terug naar het hoofdlichaam. Zo zijn de ankerlijnen op verschillende punten, en met verschillende einden daarvan met het hoofdlichaam verbonden. Dit laat toe op eenvoudige wijze de ankerlijnen enerzijds te verbinden met het oprolsysteem aan één zijde van de katrol, en anderzijds te verbinden met de rotatiemiddelen aan een andere zijde van de katrol. Door het oprolsysteem te bedienen, zal de ankerlijn over de katrol rollen zodat de ankerlijn aan twee zijden van de katrol evenredig korter (of langer) wordt.

In uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding strekt elk segment van de eerste en tweede ankerlijn zich uit vanaf een respectievelijk zijwiel van het differentieel over een respectievelijk van de twee punten en twee verdere punten aan de bodem, verder over een respectievelijke plaats aan het hoofdlichaam tot aan de rotatiemiddelen. Daarmee kunnen de ankerlijnen op eenvoudige wijze aan zowel oprolsysteem als rotatiemiddelen bevestigd worden.

In uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding heeft het hoofdlichaam in hoofdzaak de vorm van een recht prisma met een kruisvormige basis.

Bij voorkeur zijn de eerste en tweede ankerlijn gevormd als platte touwen. Wanneer platte touwen opgerold worden op een rol, wijzigt de diameter van de rol door het op/afrollen van het touw op de rol. Hierdoor zal eenzelfde trekkracht van het touw op de rol resulteren in een grotere of kleinere momentkracht die op de as van de rol uitgeoefend wordt. In het bijzonder ter plaatse van de rotatiemiddelen, waar het eerste segment opgerold en het tweede segment afgerold wordt door rotatie van de rotatiemiddelen, heeft het gebruik van de platte touwen een voordelig effect. Namelijk wanneer de energieconvertor uit zijn centrale positie beweegt, zal het eerste segment afrollen en het andere segment oprollen.

Omdat de opwaartse kracht die door de touwen gevoeld wordt dezelfde is, maar de diameter van de rol (door het oprollen en afrollen van de segmenten) verschilt, zal een momentkracht door de rotatiemiddelen uitgeoefend worden op de touwen, die de energieconvertor terug naar zijn centrale positie trekt.

Het is een voordeel van deze uitvoeringsvormen dat het hoofdlichaam in alle richtingen loodrecht op de verticale lengteas een oppervlak vertoont, waarmee het de druk van aankomende golven kan opvangen, hetgeen het opvangen van golfenergie uit alle richtingen mogelijk maakt.

Volgens een aspect van de uitvinding wordt het gebruik voorzien van de hierboven beschreven inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, op ten minste vier punten aan de bodem van een watermassa verankerd, voor het opwekken van elektriciteit.

Dit gebruik vormt de voornaamste industriële toepassing van de inrichtingen volgens de onderhavige uitvinding.

Deze en andere technische effecten en kenmerken van uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen hierna in meer detail worden beschreven onder verwijzing naar de bijgaande figuren, waarin:

Figuur 1 een schematische weergave is van een inrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 2 een schematische weergave is van een inrichting volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 3 een schematische weergave is van een differentieel voor toepassing in de uitvinding.

In de figuren worden dezelfde of overeenstemmende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. Om beknoptheidsredenen worden terugkerende elementen niet voor iedere uitvoeringsvorm expliciet beschreven.

De onderdelen van de inrichting volgens de uitvinding zijn in de figuren niet noodzakelijk op schaal weergegeven.

In de onderhavige aanvrage worden onder rotatiemiddelen middelen begrepen die de rotatie van het hoofdlichaam ten aanzien van de verankeringspunten mogelijk maken. Het gaat hier bij voorkeur om rollen en/of cilinders, die mogelijk maken dat bij rotatie de afstand tussen het hoofdlichaam en het ene punt vergroot of verkleint ten opzichte van de afstand tussen het hoofdlichaam en het andere punt.

Figuur 1 toont een watermassa 10 met een bodem 20, waarin een verankerbare golfenergieconvertor 100 volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding is opgesteld. De bodem 20 kan de natuurlijke bodem van de watermassa zijn, of een op die bodem aangebracht gestel of een verankeringsplaat. De golfenergieconvertor 100 omvat een drijvend lichaam 110 dat, naargelang van de intensiteit van de golven en de gewenste werkingsparameters, dichter of minder dicht bij het wateroppervlak wordt gehouden door middel van de ankerlijn 121, 122. De ankerlijn 121 en 122 kan uit één stuk gevormd worden, of kan alternatief twee ankerlijnsegmenten bevatten die operationeel met elkaar verbonden zijn om samen de eerste ankerlijn te vormen voor het verbinden van twee onderscheiden bodempunten (twee bodempunten die op een horizontale afstand ten opzichte van elkaar liggen) 21, 22 met de golfenergieconvertor 100 ter hoogte van de punten 111 en 112 op het hoofdlichaam 110. Meetkundig gezien, vormen de ankerlijnen 121, 122 samen met het hoofdlichaam 110 een trapezium, waarvan de denkbeeldige lijn door de bodempunten 21, 22 de basis vormt. In gebruik blijven de ankerlijnen 121, 122 steeds gespannen door de opwaartse kracht die op het lichaam 110 werkt. Door deze geometrische opbouw veroorzaakt iedere horizontale verplaatsing van het hoofdlichaam 110 tevens een rotatie van dit hoofdlichaam 110 ten opzichte van de basis. Figuur 1 toont in stippellijnen een voorbeeldpositie van de ankerlijnen 121, 122 en het hoofdlichaam 110 onder invloed van een verplaatsing van de watermassa volgens de richting van dikke pijl.

Het is duidelijk dat bij een dergelijke verplaatsing steeds een rotatie van het hoofdlichaam 110 zal optreden. Door geschikte rotatiemiddelen 131, 132 aan te brengen ter hoogte van de bevestigingspunten 111, 112 van de ankerlijnen 121, 122, kan de rotatie van het hoofdlichaam 110 worden overgebracht op een rolletje of een wiel 133, dat vervolgens via een generator (niet weergegeven) voor de productie van nuttige energie kan zorgen.

Hoewel Figuur 1 een tweedimensionale tekening is, en de werking van de golfenergieconvertor 100 werd beschreven ten aanzien van een vlakke golf met een propagatierichting in het vlak van de tekening, zal de vakman begrijpen dat hetzelfde principe bijkomend wordt toegepast in een richting die haaks staat op het vlak van de tekening, zodat ook energie kan worden opgevangen uit golven die in andere richtingen propagaren. In dat geval moet er een tweede ankerkabel voorzien worden die op zijn beurt wordt verankerd aan twee punten op de bodem 20. Deze kabel loopt dan typisch over een bijkomende rol.

Wanneer het hoofdlichaam 110 heen en weer beweegt, zal de ankerkabel doorheen of langs het hoofdlichaam bewegen op dusdanige manier dat wat aan de ene kant aan lengte wordt prijsgegeven, er aan de andere kant weer bijkomt. Door de ankerkabel 121-122 in het hoofdlichaam 110 over een rol 133 te laten lopen die aan een generator (niet weergegeven) gekoppeld is, kan weerstand geboden worden aan de beweging van het hoofdlichaam 110, en zo energie opgevangen worden.

De ankerkabels moeten in lengte aanpasbaar zijn voor aanpassingen aan het getij en de hoeveelheid golfenergie (stormbeveiliging). De rol op de generator kan oprolmiddelen bevatten waardoor aanpassingen in lengte van de ankerkabels mogelijk is. Bij voorkeur zijn de oprolmiddelen apart voorzien en verbonden met de ankerlijnen om de lengte van de ankerlijnen in te stellen. Daarbij zijn de oprolmiddelen als differentieel uitgevoerd waarbij de eerste ankerlijn op een eerste zijwiel, en de tweede ankerlijn op een tweede zijwiel van het differentieel opgerold wordt, en waarbij een ringwiel van het differentieel bediend wordt om de verticale positie van het hoofdlichaam in te stellen.

Differentieel is in de uitvinding gedefinieerd als een mechanisme dat twee zijwielen heeft voor het oprollen van twee ankerlijnen, waarbij de lengte van de ankerlijnen kunnen wijzigen ten opzichte van elkaar, waarbij de totale gecombineerde lengte van de ankerlijnen ingesteld kan worden, en waarbij de zijwielen samenwerken zodanig dat LI + L2 = R waarbij Ll de lengte van de eerste ankerlijn is, L2 de lengte van de tweede ankerlijn is en R de lengte is die ingesteld wordt door bediening van het ringwiel. Dit wil zeggen dat wanneer Ll groter wordt, L2 evenredig kleiner wordt en omgekeerd. Wanneer het ringwiel bediend wordt, kan de gecombineerde lengte aangepast worden om het hoofdlichaam vertikaal te positioneren. Het werkingsprincipe van het differentieel zal slechts over een zeer beperkte lengte gebruikt worden, en moet daarom niet continue zijn. In de uitvoeringsvorm van figuur 2 is een differentieel weergegeven waar de differentieelwerking over een beperkte werkingszone optreedt, terwijl in de uitvoeringsvorm van figuur 3 een continue differentieelwerking bekomen kan worden.

Terwijl figuur 1 de werkingsprincipes van de golfenergieconvertor volgens de uitvinding op eenvoudige wijze toont, toont figuur 2 een perspectiefonderaanzicht van een mogelijke uitvoeringsvorm van een golfenergieconvertor. De figuur toont hoe aan de onderzijde van het hoofdlichaam 110 van de inrichting voor het converteren van energie uit golven in een watermassa verschillende onderdelen en elementen in tweevoud voorzien zijn. Nagenoeg alle elementen zijn in tweevoud zien, op uitzondering van het differentieel na, om beweging in twee richtingen (die hoofdzakelijk haaks op elkaar staan) om te kunnen zetten in energie.

Rotatiemiddelen 133 zijn verbonden met het hoofdlichaam 110, en de ankerlijnen zijn verbonden met de rotatiemiddelen zodanig dat bewegen van de ankerlijnen ten opzichte van het hoofdlichaam 110 resulteert in een rotatie van de rotatiemiddelen. De rotatiemiddelen 133 zijn verbonden met conversiemiddelen (niet weergegeven), zoals een generator, voor het omzetten van de bewegingsenergie in een andere vorm van energie (in het geval van de generator naar elektrische energie). De figuur toont verder twee horizontaal van elkaar verwijderde plaatsen aan het hoofdlichaam 111, 112, waar de ankerlijnen over geleid zijn, en waartussen de rotatiemiddelen 133 geplaatst zijn.

Figuur 2 toont verder de oprolmiddelen 140, welke voorzien zijn voor het oprollen van de ankerlijnen om zo de lengte van de ankerlijnen in te stellen. Door de lengte van de ankerlijnen in de stellen, wordt de verticale positie van h'oofdlichaam 110 ingesteld. Zoals verder beschreven in de tekst, kan door de verticale positie van het hoofdlichaam 110 in te stellen, de golfenergie die aangrijpt op het hoofdlichaam 110 ingesteld worden (door het hoofdlichaam hoger te plaatsen grijpt meer golfenergie aan, door het hoofdlichaam lager te plaatsen, grijpt minder golfenergie aan). Zo wordt de golfenergieconvertor bij voorkeur ingesteld om aan zijn nominale opbrengst te produceren.

Elke ankerlijn strekt zich uit om het hoofdlichaam te verbinden met twee punten op de bodem. In totaal zijn minstens twee ankerlijnen voorzien, en zal het hoofdlichaam met vier punten op de bodem verbonden zijn. Aan de hand van figuur 2 zal de plaatsing van de eerste ankerlijn in de golfenergieconvertor uitgelegd worden. De plaatsing van de tweede ankerlijn is analoog aan de plaatsing van de eerste ankerlijn, en zal duidelijk zijn voor de vakman die de beschrijving over de eerste ankerlijn beschouwt.

De eerste ankerlijn heeft twee segmenten 21, 22. Het eerste segment 121 van de ankerlijn strekt zich uit vanaf de oprolmiddelen 140, meer bepaald vanaf een eerste segment 141 aan een eerste zijwiel van het differentieel (waarvan de werking verder in de beschrijving uitgelegd wordt), naar een eerste katrol 151 (die in deze uitvoeringsvorm deel uitmaakt van het differentieel), en verder naar een eerste punt 21 aan de bodem van de watermassa, en verder naar een eerste van de twee horizontaal van elkaar verwijderde platen aan het hoofdlichaam 111, om te eindigen bij de rotatiemiddelen 133. Het tweede segment van de eerste ankerlijn strekt zich uit vanaf deze rotatiemiddelen 133 naar het tweede van de twee horizontaal van elkaar verwijderde punten aan het hoofdlichaam 112, verder naar het tweede punt op de bodem van de watermassa 22, naar de tweede katrol 152 (die eveneens deel uitmaakt van het differentieel), om te eindigen bij oprolmiddelen 140, meer bepaald op het tweede segment 142 van het eerste zijwiel van het differentieel. Daarbij zijn de twee segmenten van de eerste ankerlijn ter plaatse van een eerste eind samen opgerold op het eerste zijwiel van het differentieel 140, en aan een ander eind samen opgerold op de rotatiemiddelen. Ter plaatse van de rotatiemiddelen zijn de segmenten tegengesteld opgerold, wat wil zeggen dat roteren van de rotatiemiddelen het ene segment zal oprollen, terwijl het andere segment afgerold wordt. Daarmee zal het roteren van de rotatiemiddelen als gevolg hebben dat de totale lengte van de ankerlijnen (segment 1 + segment 2) gelijk blijft. Deze verbinding wordt daarom beschouwd als equivalent aan één continu doorlopende ankerlijn die met de rotatiemiddelen verbonden is.

Ter plaatse van een ander eind van de segmenten van de eerste ankerlijn, zijn de segmenten opgerold op een zijwiel van het differentieel dat de oprolmiddelen 140 vormt.

Daarbij zijn de ankerlijnen gelijk opgerold, wat wil zeggen dat rotatie van het zijwiel voor beide segmenten hetzelfde effect zal hebben. Bij rotatie van het zijwiel zullen de beide segmenten opgerold, of afgerold worden. Hierdoor kan de totale lengte van de eerste ankerlijn (die ene som is van segment 1 + segment 2) aangepast worden door rotatie van het eerste zijwiel 141, 142.

De oprolmiddelen 140 werken als een differentieel. Daarbij is, in de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in figuur 2, het eerste zijwiel gevormd door twee segmenten 141 en 142, waar respectievelijk de twee segmenten van de eerste ankerlijn opgerold worden. Het tweede zijwiel is gevormd door segmenten 143, 144, waar de twee segmenten van de tweede ankerlijn respectievelijk opgerold worden. Daarmee rolt de eerste ankerlijn op het eerste zijwiel en de tweede ankerlijn op het tweede zijwiel op. Rotatie van de zijwielen wordt door een ringwiel uitgevoerd, dat de twee zijwielen in een zodanige richting doet rollen dat de twee ankerlijnen ofwel beiden opgerold, ofwel beiden afgerold worden. De functie van het ringwiel is in figuur 2 door motor 146 en rotatiestang 147 gevormd, welke rotatiestang 147 de zijwielen aandrijft. In figuur 2 worden de zijwielen ogenschijnlijk is tegengestelde richting aangedreven, echter de ankerlijnen zijn ook tegengesteld opgerold op de twee zijwielen, zodat tegengesteld aandrijven van de zijwielen toch resulteert in een gelijktijdig oprollen of afrollen van eerste en tweede ankerlijnen. De differentieelwerking werkt als een "geven en nemen" tussen twee ankerlijnen, en wordt in de uitvoeringsvorm van figuur 2 verkregen door rotatie van de oprolmiddelen rondom as 145. In de uitvoeringsvorm van figuur 2 zijn de zijwielen van de oprolmiddelen voorzien van een as, welke assen op een afstand van elkaar geplaatst zijn, en met elkaar verbonden worden met een frame dat roteerbaar is rond een centrale as 145. Door kantelen van het oprolmechanisme rond de centrale as 145 komt het eerste zijwiel 141, 142 dichter bij de centraal geplaatste katrollen 151, 152 te staan, terwijl het tweede zijwiel verder weg beweegt van deze katrollen. Hierdoor wordt de werkingslengte (vanaf de katrollen) van de eerste ankerlijn vergroot, terwijl de werkingslengte (vanaf de katrollen) van de tweede ankerlijn verkleind wordt. Het resultaat is dat de ankerlijnen in alle posities van het hoofdlichaam onder spanning blijven staan, waardoor correcte werking van de rotatiemiddelen (voor het opwekken van energie) verzekerd blijft. Verder kan slijtage ten gevolge van het spannen en ontspannen van ankerlijnen vermeden worden aangezien de spanning door de differentieelwerking op continue wijze blijft aangrijpen.

Figuur 3 toont een alternatieve vorm voor oprolmiddelen volgens de uitvinding, en toont een differentieel met een eerste zijwiel 141, 142 en een tweede zijwiel 143, 144, welke via een ringwiel 147 aangedreven kunnen worden.

Hiertoe is een motor 146 voorzien. Het differentieel zoals weergegeven in figuur 3, werkt analoog aan de differentiëlen die voornamelijk in voertuigen gebruikt worden om relatieve rotatie tussen twee wielen toe te laten.

Voor een goede werking van oprolsystemen volgens de uitvoeringsvorm van figuur 2, is het oprolsysteem aan een perifere zone van het hoofdlichaam verbonden, terwijl de ankerlijnen die vertrekken aan het oprolsysteem verder over katrollen rollen die in een centrale zone van het hoofdlichaam geplaatst zijn. Hierdoor wordt een gebalanceerde werking van het oprolsysteem bekomen.

Wanneer er gewerkt wordt met platte touwen (sketch flat rope) worden de touwen concentrisch opgerold waardoor de diameter van de ene rol tegenover de andere rol zal verschillen bij niet gelijke lengtes van beide sets touwen. Aangezien de diameter van beide trommels niet dezelfde is en het koppel uitgeoefend op beide trommels gelijk is zal de spanning in beide touwen sets ook niet gelijk zijn. De touwen set die het meest is afgerold zal onder een grotere spanning staan dan de andere touwen set, de touwen set die de minste spanning (grootste diameter van de trommel) heeft bevindt zich in het vlak van de stroomrichting (richting van de translatie). Door dat de spanning op de touwen set die zich hier orthogonaal op bevindt groter is dan op de set in de translatierichting zal dit spanningsverschil de translatie tegenwerken en zo de drifthoek (de afstand dat de structuur uit het center drijft ten gevolge van de stroming) verkleinen.

Op de rotatiemiddelen bevinden zich twee afzonderlijke trommels waarmee de touwen de generator aandrijven. Wanneer de generator draait zal van één kant touw worden opgerold en aan de andere kant afgerold, doordat op de ene trommel het touw in wijzerzin is opgerold en op de andere in tegenwijzerzin. De twee afzonderlijke trommels en dus ook touwen heeft als voordeel dat het opgerolde touw niet in contact komt met het afgerolde waardoor wrijving tussen beide wordt vermeden. Verder heeft dit nog als voordeel dat als één touw breekt de hoogte aanpassing (veiligheid) blijft werken.(bij het oprolsysteem met hefboomwerking blijft de hoogte aanpassing dan werken zolang er één touw intact blij ft)

Bij het werken met platte touwen kan er enkel gewerkt worden met twee trommels en twee touwen per generator. Dit heeft weer als bijkomend voordeel dat bij een grote horizontale translatie de ene trommel ver zal afgerold zijn en de andere ver opgerold (verschil in diameter) waardoor in dit geval de spanning op de touwen ten gevolge van de opwaartse drijfkracht in beide touwen van dezelfde generator gelijk is, maar de diameter van de trommels(+wikkelingen) niet. Hierdoor wordt er een koppel op de generator as uitgeoefend dat het uit het center drijven van de structuur tegenwerkt.(beperken drifthoek)

Hoewel de uitvinding hierboven beschreven werd aan de hand van specifieke uitvoeringsvormen, is dit enkel bedoeld om de uitvinding te verduidelijken, en niet om deze te beperken.

De vakman zal begrijpen dat andere variaties en uitvoeringsvormen binnen de omvang van de bij gevoegde conclusies vallen. In het bijzonder kunnen kenmerken die slechts voor één of meer specifieke uitvoeringsvormen werden beschreven, met hetzelfde effect worden toegevoegd aan de andere uitvoeringsvormen van de uitvinding.

Het hoofdlichaam 110 bestaat uit materialen die het geschikt maken om te drijven in water, in het bijzonder in zeewater. Er kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van een hoofdlichaam 110 geheel vervaardigd uit een schuimachtige kunststof, of van een afgesloten luchthoudend vat. Eén of meer ankerkabels 121-124 kunnen via een katrol aan een ankerblok bevestigd zijn. Deze ankerkabels 121-124 vertrekken dan van het oprolmechanisme naar een ankerblok terug naar het hoofdflichaam 110 over de rol met generator naar een tegenoverliggende ankerblok via een katrol terug naar het oprolmechanisme.

Bij een te hoog beschikbaar vermogen (in het bijzonder bij stormweer) wordt de drijfhoogte bij voorkeur verlaagd tot de golfenergieconvertor 100 rond zijn nominale vermogen opereert.

De verbinding van de ankerlijnen 121-124 met de bodem 20 gebeurt op conventionele wijze. Er kan onder meer gebruik gemaakt worden van pinnen, palen, en ander funderingen die in de ondergrond worden aangebracht, of ankers die door hun gewicht op de bodem blijven liggen. Ook kunnen de ankerlijnen 121-124 verbonden worden aan een gezamenlijk verankerde voetstructuur (bijvoorbeeld een betonnen bodemplaat).

Claims (11)

1. Conclusies

   1. Inrichting (100) voor het converteren van energie uit golven in een watermassa (10), de inrichting omvattende: - een hoofdlichaam (110), ingericht om op water te kunnen drijven; - een eerste ankerlijn die op twee horizontaal van elkaar verwijderde plaatsen aan het hoofdlichaam is gekoppeld, en die is ingericht om op twee punten aan de bodem (20) van de watermassa (10) verankerd te worden, waarbij de twee punten op een afstand van elkaar verwijderd liggen in een eerste richting; en - een tweede ankerlijn die op twee horizontaal van elkaar verwijderde plaatsen aan het hoofdlichaam is gekoppeld, en die is ingericht om op twee verdere punten (21-24) aan de bodem (20) van de watermassa (10) verankerd te worden, waarbij de twee verdere punten op een afstand van elkaar verwijderd liggen in een tweede richting die hoofdzakelijk haaks staat op genoemde eerste richting; en - rotatiemiddelen die met het hoofdlichaam verbonden zijn en die met de eerste en tweede ankerlijn verbonden zijn, zodanig dat een horizontale eerste beweging van dit hoofdlichaam ten opzichte van de ten minste twee punten en/of twee verdere punten een tweede beweging van de rotatiemiddelen teweegbrengt, - conversiemiddelen ingericht om de tweede beweging om te zetten in de andere vorm van energie, en - oprolmiddelen voor het regelen van een verticale positie van het hoofdlichaam door het instellen van een lengte van de eerste en tweede ankerlijn, daardoor gekenmerkt dat de oprolmiddelen als differentieel zijn uitgevoerd waarbij de eerste ankerlijn op een eerste zijwiel en de tweede ankerlijn op een tweede zijwiel van het differentieel opgerold wordt, en waarbij een ringwiel van het differentieel bediend wordt om de verticale positie in te stellen.
2. 2. Inrichting (100) volgens conclusie 1, waarbij elk van de eerste en tweede ankerlijn twee segmenten bevat die ter plaatse van de rotatiemiddelen coöperatief met elkaar verbonden zijn om als één ankerlijn te opereren.
3. 3. Inrichting (100) volgens conclusie 1 of 2, waarbij de conversiemiddelen een generator bevatten.
4. 4. Inrichting (100) volgens conclusie 1, waarbij ter plaatse van de twee punten en de twee verdere punten telkens een katrol voorzien is, waarbij de ankerlijnen over de katrollen lopen ter plaatse van de twee punten en de twee verdere punten.
5. 5. Inrichting (100) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de ankerlijnen met het hoofdlichaam verbonden zijn via katrollen.
6. 6. Inrichting (100) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de rotatiemiddelen een door de eerste ankerlijn (121) aangedreven eerste rol (133) omvatten, en waarbij de conversiemiddelen een met de eerste rol (133) verbonden eerste generator omvatten. • 7. Inrichting (100) volgens conclusie 6, waarbij de rotatiemiddelen een door de tweede ankerlijn aangedreven tweede rol omvatten, en waarbij de conversiemiddelen een met de tweede rol verbonden tweede generator omvatten.
7. 8. Inrichting (100) volgens conclusie 6 of 7 en volgens conclusie 2, waarbij elke rol uit de rotatiemiddelen twee delen bevat voor de twee segmenten van de respectievelijke ankerlijn.
8. 9. Inrichting (100) volgens conclusie 2, waarbij elk segment van de eerste en tweede ankerlijn zich uitstrekt vanaf een respectievelijk zijwiel van het differentieel over een respectievelijk van de twee punten en twee verdere punten aan de bodem, verder over een respectievelijke plaats aan het hoofdlichaam tot aan de rotatiemiddelen.
9. 10. Inrichting (100) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het hoofdlichaam (110) in hoofdzaak de vorm heeft van een recht prisma met een kruisvormige basis.
10. 11. Inrichting (100) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste en tweede ankerlijn gevormd zijn als platte touwen.
11. 12. Gebruik van de inrichting (100) volgens één van de voorgaande conclusies, op twee punten (21, 22) en twee verdere punten aan de bodem (20) van een watermassa (10) verankerd, voor het opwekken van elektriciteit.