BG110063A - Понтонна водноелектрическа централа - Google Patents

Понтонна водноелектрическа централа Download PDF

Info

Publication number
BG110063A
BG110063A BG110063A BG11006308A BG110063A BG 110063 A BG110063 A BG 110063A BG 110063 A BG110063 A BG 110063A BG 11006308 A BG11006308 A BG 11006308A BG 110063 A BG110063 A BG 110063A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
pontoon
working channel
chains
short
confuser
Prior art date
Application number
BG110063A
Other languages
English (en)
Other versions
BG66263B1 (bg
Inventor
Христо СТАНКОВ
Румен ВАТАШКИ
Original Assignee
Христо СТАНКОВ
Румен ВАТАШКИ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Христо СТАНКОВ, Румен ВАТАШКИ filed Critical Христо СТАНКОВ
Priority to BG10110063A priority Critical patent/BG66263B1/bg
Priority to PCT/BG2008/000021 priority patent/WO2009103131A2/en
Publication of BG110063A publication Critical patent/BG110063A/bg
Publication of BG66263B1 publication Critical patent/BG66263B1/bg

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/063—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having no movement relative to the rotor during its rotation
    • F03B17/064—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having no movement relative to the rotor during its rotation and a rotor of the endless-chain type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/08—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator for removing foreign matter, e.g. mud
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05B2240/122—Vortex generators, turbulators, or the like, for mixing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F05B2240/133—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/60—Fluid transfer
    • F05B2260/63—Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

Понтонната водноелектрическа централа намира приложение в хидроенергетиката при производството на електроенергия чрез преобразуване на кинетичната енергия на течаща вода. Тя включва понтон (3), към който са фиксирани конфузор (5) и дифузор (7), свързани помежду си чрез работен канал (6), като в конфузора (5) и дифузора (7) са монтирани вихрогенератори (8). По протежение на работния канал (6) върху понтона (3) са монтирани преобразуватели (4), като изходите на техните оси (16) са свързани с електрогенератори (9). Върху осите (16) на преобразувателите (4) са фиксирани големи (12) и малки (13) зъбни колела/ремъчни шайби, свързани съответно с дълги (14) и къси (15) вериги/зъбни ремъци. Върху дълги (19) и къси (20) шпилки, фиксирани съответно върху дългите вериги/зъбни ремъци (14) и късите вериги/зъбни ремъци (15), са закрепени отделните лопатни групи (18), като всяка отделна лопата (21), влизаща в състава на една лопатна група (18), е наклонена спрямо оста на работния канал (6). Неподвижното състояние на понтона (3), който е фундамент и под на машинна зала (10), спрямо течението е осигурено от анкери (2) в дъното на водния басейн, като произведената електроенергия се предава чрез електропреносен кабел (11) от понтона (3) към брега.

Description

Област на приложение
Изобретението се отнася до понтонна водноелектрическа централа, която намира приложение в хидроенергетиката при производството на електроенергия чрез преобразуване на кинетичната енергия на течаща вода.
Предшестващо състояние на техниката
Известни са проточни водноелектрически централи, които съчетават ускорителни съоражения (конфузор - дифузори) с различни типове водни колела или турбинен тип преобразуватели. Нетурбинните преобразуватели като правило са значително по-прости, лесни за изпълнение и експлоатация. При тези конструкции не са предвидени възможности за ускоряване на свободно течащия поток. Това ограничава тяхното приложение - при ниски скорости на потока резултатът е нисък коефициент на полезно действие и малки мощности на изхода към електрогенераторите (1).
Техническа същност на изобретението
Задачата на изобретението е да се създаде понтонна водноелектрическа централа, която да съчетава предимствата на нетурбинните способи за преобразуване на кинетичната енергия на речния поток или на морско или океанско течение с високата ефективност на флуидодинамичните хеликоидални технически решения за генериране на електроенергия. За целта изобретението съчетава проявлението на хидродинамични и тягови принципи за отнемането на енергията от водния поток и преобразуването й в електроенергия.
Задачата е решена с понтонна водноелектрическа централа, чиито два основни елемента са ускорителна система и преобразувател. В ускорителната система в съответствие с принципа на Бернули се създават условия за увеличаване скоростта на естествения воден поток чрез конфузор - дифузор и вихрогенератори. По протежение на понтона е разположен работният канал, който свързва конфузора и дифузора.Неговото сечение е по-малко от сечението на входа на конфузора и обуславя съответстващо увеличаване на скоростта на водния поток спрямо величината й преди ускорителната система. Вихрогенериращите устройства мултиплицират инициираното чрез принципа на Бернули ускорение на потока.
При протичането през преобразувателя ускореният воден поток в работния канал задвижва чрез натиск върху няколко лопатни групи гъвкави трансмисии - елеваторен тип вериги или ремъци. Чрез тях линейното движение на потока се преобразува в ротационно. Веригите/ремъците предават движението на две групи зъбни колела или ремъчни шайби, съответно неподвижно закрепени върху две хоризонтални оси. От изходите на осите механичното въртеливо движение се предава на съответен брой генератори на електроенергия.
Лопатните групи на всеки преобразувател са разположени под ъгъл, по-малък от 45 градуса спрямо вектора на скоростта на потока в работния канал. Всяка група лопати е разделена на две подгрупи, разположени с противоположен наклон спрямо централната ос
на работния канал. Всяка следваща лопатна група е с огледално разположение на лопатите спрямо предшестващата. Работещи са лопатните групи, потопени в работния канал. Същевременно ъгълът на лопатите спрямо вектора на скоростта на потока създава условия за действие на сили на натиск на водата върху тях, които се предават върху гъвкавите трансмисии, а чрез тях - върху зъбните колела/ремъчните шайби. Полученото ротационно движение върху двете оси на преобразувателя се предава към съответен брой генератори на електрическа енергия. В зависимост от скоростта на потока в работния канал и площта на лопатите в потопените лопатни групи са възможни различни параметри на въртящия момент и на ъгловата скорост на преобразувателя.
Предимствата на изобретението се състоят в това, че се гарантира независимост от сезонните или други приливно - отливни колебания на водното ниво. Не се инвестира в земя и прилежаща инфраструктура, минимизират се редица рискове от земетресение, наводнение и т. н. Възможна е мобилност на понтонната водноелектрическа централа до конкретен потребител, както и модулно увеличаване на мощността чрез присъединяване на следващ понтон преди дифузора. Многократно се използва едно и също количество вода, без ни най-малко да се влошават нейните енергийни характеристики. Високата ъглова скорост на изхода на преобразувателите предпоставя използването на високооборотни електрогенератори с по-добро съотношение тегло - мощност от традиционно използваните в хидроенергетиката бавнооборотни генератори.
Пояснение на приложените фигури
Примерното изпълнение на полезния модел е показано на приложените фигури, от които:
Фигура 1. представлява принципна схема на ПВЕЦ;
Фигура 2 . представлява схематичен поглед отстрани на ПВЕЦ;
Фигура 3. представлява принципна схема на преобразувател - поглед отгоре с показани две огледално разположени лопатни групи;
Фигура 4. представлява схематичен разрез на преобразувател А-А.
с
Примерно изпълнение на изобретението
Понтонната водноелектаческа централа, съгласно изобретението включва предпазно съоръжение 1, което защитава конфузора 5 и понтона 3 от влачени от течението твърди тела. Към понтона 3 са фиксирани конфузор 5 и дифузор 7, свързани помежду си чрез работен канал 6. В конфузора 5 и дифузора 7 са монтирани вихрогенератори 8. По протежение на работния канал 6 върху понтона 3 са монтирани преобразуватели 4, а изходите на техните оси 16 са свързани с електрогенератори 9. Върху осите 16 на преобразувателите 4 са фиксирани големи зъбни колела/ремъчни шайби 12 и малки зъбни колела/ремъчни шайби 13, свързани съответно с дълги вериги/зъбни ремъци 14 и къси вериги/зъбни ремъци 15. Върху дълги шпилки 19 и къси шпилки 20, фиксирани съответно върху дългите вериги/зъбни ремъци 14 и късите вериги/зъбни ремъци 15 са закрепени отделните лопатни групи 18. Всяка отделна лопата 21, влизаща в състава на една лопатна
група 18, е наклонена спрямо оста на работния канал 6 под ъгъл, по-малък от 45 градуса. Неподвижното състояние на понтона 3 спрямо течението е осигурено от анкери 2 в дъното на водния басейн.Понтонът 3 едновременно е фундамент и под на машинната зала 10 на ПВЕЦ. Произведената електроенергия се предава към мрежата чрез електропреносен кабел 11 от понтона 3 към брега.
Понтонната водноелектрическа централа действа по следния начин:
Ускореният воден поток чрез конфузора 5 и вихрогенераторите 8 попада в работния канал 6, където осъществява натиск върху лопатите 21 на лопатните групи 18, които последователно се потопяват в работния канал 6. Чрез дългите шпилки 19 и късите шпилки 20 натискът върху лопатите 21 се прехвърля върху дългите вериги/зъбни ремъци 14 и късите вериги/зъбни ремъци 15, а чрез тях - върху големите зъбните колела/ремъчните шайби 12 и малките зъбни колела/ремъчни шайби 13. Тъй като големите и малките зъбни колела/ремъчни шайби са неподвижно закрепени върху осите на преобразувателя 16, на четирите краища на осите на преобразувателя 4 се получава ротационно движение, което в крайна сметка се предава на осите на електрогенераторите 9. Аналогично се задействат всички преобразуватели 4, монтирани по протежение на работния канал 6.
Литература:
1. US Patent № 4 868408,1989

Claims (3)

  1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ
    1. Понтонна водноелектрическа централа, включваща ускорителна система и преобразувател, характеризираща се с това, че към понтона /3/ са фиксирани конфузор /5/ и дифузор /7/, свързани помежду си чрез работен канал /6/ като в конфузора /5/ и дифузора /7/ са монтирани вихрогенератори /8/, а по протежение на работния канал /6/ върху понтона /3/ са монтирани преобразуватели /4/, като изходите на техните оси /16/ са свързани с електрогенератори /9/, върху осите /16/ на преобразувателите /4/ са фиксирани големи зъбни колела/ремъчни шайби /12/ и малки зъбни колела/ремьчни шайби /13/, свързани съответно с дълги вериги/зъбни ремъци /14/ и къси вериги/зъбни ремъци /15/, върху дълги шпилки /19/ и къси шпилки /20/, фиксирани съответно върху дългите вериги/зъбни ремъци /14/ и късите вериги/зъбни ремъци /15/ са закрепени отделните лопатни групи /18/ като всяка отделна лопата /21/, влизаща в състава на една лопатна група /18/, е наклонена спрямо оста на работния канал /6/, а неподвижното състояние на понтона /3/, който е фундамент и под на машинна зала /10/, спрямо течението е осигурено от анкери /2/ в дъното на водния басейн като произведената електроенергия се предава чрез електропреносен кабел /11/от понтона /3/ към брега.
  2. 2. Понтонна водноелектрическа централа съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че всяка отделна лопата /21/, влизаща в състава на една лопатна група /18/, е наклонена спрямо оста на работния канал /6/ под ъгъл, по-малък от 45 градуса.
  3. 3. Понтонна водноелектрическа централа съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че всяка следваща лопатна група /18/ е разположена огледално спрямо предшестващата.
BG10110063A 2008-02-20 2008-02-20 Понтонна водноелектрическа централа BG66263B1 (bg)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG10110063A BG66263B1 (bg) 2008-02-20 2008-02-20 Понтонна водноелектрическа централа
PCT/BG2008/000021 WO2009103131A2 (en) 2008-02-20 2008-10-30 Pontoon water power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG10110063A BG66263B1 (bg) 2008-02-20 2008-02-20 Понтонна водноелектрическа централа

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG110063A true BG110063A (bg) 2009-08-31
BG66263B1 BG66263B1 (bg) 2012-10-31

Family

ID=40985966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG10110063A BG66263B1 (bg) 2008-02-20 2008-02-20 Понтонна водноелектрическа централа

Country Status (2)

Country Link
BG (1) BG66263B1 (bg)
WO (1) WO2009103131A2 (bg)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110630426A (zh) * 2019-09-11 2019-12-31 永康市翰龙科技有限公司 一种浮动式水流发电机

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112012020691A2 (pt) * 2010-02-22 2016-07-26 Hidra Force D O O motor de acionamento de uma central de energia hidrocinética flutuante e módulo de central de energia hidrocinética flutuante
CN101892940B (zh) * 2010-08-18 2012-03-28 吴汉民 一种利用潮汐能的双向发电装置
ITRM20100673A1 (it) * 2010-12-20 2012-06-21 Emiliano Sbranchella Dispositivo idroelettrico azionato dalle correnti superficiali e o di profondita' di corsi d acqua
CN102758719B (zh) * 2011-04-29 2014-09-03 伍海光 潮汐发电装置
CN104832360A (zh) * 2015-05-12 2015-08-12 浙江海洋学院 带潮流能发电装置远洋鱿钓渔船

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE368564C (de) * 1920-12-23 1923-02-05 Armin Tetetleni Dr Kettenturbine mit zweifacher Wasserdurchstroemung, bei welcher die Schaufelwinkel derart gewoelbt sind, dass bei normaler Umdrehungszahl der Turbine die Ausflussgeschwindigkeit mit der Einstroemungsgeschwindigkeit der Turbine vektoriell gleich ist
US4184807A (en) * 1978-07-10 1980-01-22 Berg George W Reversible hydraulic engine
DE3338132A1 (de) * 1983-10-20 1985-05-09 Temeco-Projects Handelsgesellschaft mbH & Co KG, 2803 Weyhe Stroemungsmaschine, insbesondere fuer geringe stroemungsgeschwindigkeiten
FR2820466A1 (fr) * 2001-02-05 2002-08-09 Jacky Lucien Patrick Glaize Dispositif de recuperation d'energie fluidique
DE10162516B4 (de) * 2001-12-19 2006-10-12 Naschke, Rolf-Dieter, Dipl.-Masch.-Ing. Vorrichtung zur Nutzung von Wasserkraft in Fließgewässern
JP3942103B2 (ja) * 2004-01-16 2007-07-11 株式会社竹内製作所 川流水又は海流水利用の発電装置
DE102005051969A1 (de) * 2005-10-29 2007-05-03 Egon Evertz Kg (Gmbh & Co.) Vorrichtung zur Energieumwandlung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110630426A (zh) * 2019-09-11 2019-12-31 永康市翰龙科技有限公司 一种浮动式水流发电机

Also Published As

Publication number Publication date
BG66263B1 (bg) 2012-10-31
WO2009103131A2 (en) 2009-08-27
WO2009103131A3 (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090058091A1 (en) Magnus force fluid flow energy harvester
US20100045046A1 (en) Force fluid flow energy harvester
BG110063A (bg) Понтонна водноелектрическа централа
US20070292259A1 (en) Floating power plant for extracting energy from flowing water
US20140028028A1 (en) Free-flow hydro powered turbine system
Mehmood et al. Harnessing ocean energy by tidal current technologies
JP6168269B2 (ja) 流体機械および流体プラント
US11549480B2 (en) Floating drum turbine for electricity generation
CN109750645A (zh) 集成波浪能与潮流能发电装置的梳式防波堤
CN110195679B (zh) 海洋聚能发电装置
KR20040033160A (ko) 임펠러식 수차를 이용한 조류력 발전장치
CN108223238B (zh) 一种浪轮机及海洋浪轮机式水能发电装置
RU192257U1 (ru) Генератор с гидроприводом от морского прилива
KR101700570B1 (ko) 링 기어가 형성된 터빈과 이를 이용한 유체에너지 수집 및 이용 시스템
CN111456886B (zh) 一种新型竖轴潮流能转换装置
Mugisidi et al. Utilization of the dethridge wheel as a low head power generator and loss analysis
BG113300A (bg) Подпонтонна полупотопена хидрокинетична турбина със саморегулируеми шарнирни полуводопропускливи лопати с гравитационно усилване
KR20100118673A (ko) 수력발전소용 터빈
CN217233693U (zh) 套环式风浪能源发电集成系统
CN211258874U (zh) 一种水力发电站
CN110017242A (zh) 一种波浪能双涡轮发电装置
US20240141859A1 (en) Energy storage system
CN101487440A (zh) 浮船式发电机组
BG113323A (bg) Водно колело с гравитационно усилени гребла с профилирани канални отвори за хидрокинетични вец
RU2567347C1 (ru) Гидроэлектростанция, способ получения электроэнергии и гидродвигатель для использования на гидроэлектростанции