BG111340A - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела - Google Patents

Abstract

Плаващата електроцентрала на течащи води с гребни колела се отнася за добив на електрическа енергия от свободно течащи води без променяне на водното течение. Досегашната практика за добив на електроенергия от реките е чрез изграждане на язовири или канали с цел получаване на високоскоростно водно течение за задвижване на електрогенератори. Това е свързано с големи разходи за строителство и заливане на големи площи земя, особено на средните и долните течения на по-големите реки. Предлаганото изобретение решава описания проблем като позволява използването на нискоскоростно течение без променянето му или изграждане на други съоръжения за добив на електроенергия. Използва се несамоходен плаващ понтон, закрепен в близост до брега и с две или повече гребни колела с лопати за превръщане на кинетичната енергия на водното течение във въртящ момент. Те работят в специално оформени улеи, които ускоряват течението и запазват ламинарния му характер.@

Description

Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела

1. Описание

1.1 Област на техниката, към което се отнася изобретението

W Съоръжение за производство на електрическа енергия ог течащи води: реки и канали (Енергетика, Хидроенергетика, Речно корабоплаване).

1.2 Предшестващо състояние на техниката

Използването на кинетичната енергия на водните течения: реки и изкуствени канали е в основата на развитието на човешката цивилизация. След навлизането на електрическата енергия в производството на блага потребностите от електрическа енергия нарастват неимоверно бързо. Част от тях се задоволяват посредством изграждането на язовирни стени или изкуствени канали в планински райони, за да се получи подходяща О денивелация по отношение на естественото русло на реката, при която да се използва кинетичната енергия на водните маси за добив на електрическа енергия. Изграждането на такива хидротехнически съоръжения в днешно време е свързано с влагането на големи инвестиции, със заливането на огромни плодородни площи и с нарушаването на екологичното равновесие на големи територии. Това поставя под съмнение ползата от тяхното изграждане.

Обществената съпротива срещу строителството на такъв вид съоръжения вече е твърде голяма и не позволява да се използва енергийният потенциал на водните течения по старите способи.

Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела

Търсенето на нови способи за оползотворяване на енергийния потенциал на водните течения в наши дни се свежда до опити да се използват някои видове малки водни турбини. Те, обаче, показват редица недостатъци, по-главните от които се свеждат до неефективност при ниска скорост на водното течение, неговото непостоянство и зависимост от сезона, валежите, ползването на реката за напояване и др., вследствие на което постиганата производителност не съответства на вложените средства или е налице невъзможност да се ползва потенциала на голям обем водни маси в кратък времеви период. По тези причини те не са получили досега някаква стопанска значимост.

В последните години авторите провериха визуално съществуват ли подобни съоръжения по поречието на река Дунав. Резултатът е отрицателен. Литературната справка и направеното по интернет проучване показа, че в Европа и в световната практика няма регистрирани случаи, в които някакво плаващо съоръжение с гребни колела да ползва кинетичната енергия на водно течение на реки за получаване на електроенергия или за други подобни цели.

1.3 Техническа същност на изобретението.

Съвременното корабоплаване започва развитието си с прилагането на парната машина като основен двигател. Въртящият момент на машината се е предавал до монтирани към бордовете на корабите “гребни колела” (“движители” на кораба) с лопати и ос, перпендикулярна на посоката на движение на кораба. Техният въртящ момент е преодолявал съпротивлението на водата на постъпателното движение на корабите. В края ня XIX век постепенно те са изместени от съвременните гребни винтове, първо в морското, а до средата на XX век и в речното корабоплаване. Причината за тази еволюция са недостатъците на гребните колела при работа в развълнуван воден басейн.

Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела

В предлаганото изобретение гребните колела се използват с противоположна цел - като средство за превръщане на кинетичната енергия на течащите води във въртящ момент, предаван на генератор посредством редуктор за получаване на електрическа енергия. За да се повиши ефективността на системата гребните колела ще работят в специално оформени “улеи” със специална форма, които представляват пространство, създадено между отделни поплавъци на корпуса на понтона или оформени в самия понтон, ако той не се състои от отделни части. По този начин допълнително се ускорява водното течение, като получената скорост е почти двойно по-голяма от скоростта в естественото русло извън „улея”.

Лопатите на гребните колела могат да бъдат както неподвижни спрямо оста на въртене, така и въртящи се около собствената си ос чрез ексцентрик, така че винаги да са във вертикално положение, когато са във водата. По този начин се повишава още повече ефективността на използване на течението.

Предимствата на изобретението са следните

1. Гребните колела имат свойството да усвояват пряко кинетичната енергия на движещи се с относително ниска скорост водни маси и да я превърнат в лесно използваем въртящ момент. Лопатите, монтирани на тях могат да бъдат неподвижни или подвижни, като се въртят около собствена ос посредством известно техническо решение - ексцентрик, така че да са винаги във вертикална позиция, докато са във водата за повишаване на ефективността;

2. Предвижданите улеи, в които работят гребните колела (по едно гребно колело за улей) са със специална форма, позволяваща почти двойното повишение на скоростта на водното течение. Освен ускоряването, специалната им конфигурация запазва ламинарния

Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела характер на течението. Така не се губи част от енергията на течението за създаване на паразитни вихри;

3. Посочените две предимства се свързват в едно чрез създаването на несамоходно плаващо средство с корпус, който може и да се състои от отделни тела с обща палуба, на която се монтира генератор и други необходими помощни съоръжения;

4. Предимството на плаващия понтон е, че той може да бъде закотвен на произволно място по крайбрежието на реката и да се мести, без да се пречи на корабоплаването. Освен това той не отнема площи от брега и не зависи от пълноводността на реката. Тази адаптивност позволява да се избира благоприятен район за месторабота на съоръжението;

5. Добивът на електроенергия от плаващата електроцентрала на течащи води с гребни колела е напълно екологосъобразен. Не се замърсява въздуха защото няма вредни емисии, не се замърсяват водите защото няма емисии на течни вещества, не се замърсяват почвите защото няма отпадъци, няма шумово замърсяване защото работещите механизми не произвеждат шум. Доказателство за това твърдение е положителното писмено становище на РИОСВ, гр. Русе.

1.4 Кратко пояснение на фигурите от приложените чертежи;

Към настоящото описание са приложени чертежи за визуално илюстриране на изобретението, както следва:

Фигура 1 - Общ изглед отгоре (палуба);

Фигура 2 - Страничен изглед;

Фигура 3 - Поглед отпред (от носа към кърмата)

Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела

На фигурите са отбелязани съответните възли и елементи с еднаква номерация, а именно:

- Канцелария, помещение за персонал;

- Санитарен възел;

- Главно табло;

- Гребно колело;

- Поплавък (плаващо тяло);

- Лебедка за преместване на плавателния съд;

- Кнехт за закрепване към брега;

- Редуктор;

- Генератор;

- Ниво на реката (ватерлиния);

- Колона за кабел за пренасяне на брега на генерираната електроенергия.

1.5 Описание на един начин за осъществяване на съоръжението.

Един начин за осъществяване на съоръжението е плаващ несамоходен понтон тип “тримаран”. Той е съставен от три плаващи тела (поплавъци) - Фигура 1, елемент 5, между които са оформени два улея. Във всеки от тях ще работи по едно гребно колело - Фигура 1, елемент 4. Трите тела (понтони) са свързани с обща палуба, в носовата част на която е оформена канцелария за персонала - Фигура 1, елемент 1 със санитарен възел - Фигура 1, елемент 2. В средната част на понтона е главното табло Фигура 1, елемент 3, където е монтиран и електрогенераторът - Фигура 1, елемент 9. Той е куплиран с редуктор - Фигура 1, елемент 8, свързан с гребните колела - елемент 4. Произведената електроенергия се пренася към брега посредством кабел, окачен на колона - Фигура 3, елемент 11.

Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела

На палубата са предвидени съответните устройства и системи като швартово устройство (устройство за закотвяне и завързване към брега) и средства за сигнализация, изисквани по законовите наредби за плаващи несамоходни средства по р. Дунав.

1.6 Посочване на начин, по който изобретението може да бъде произвеждано и използвано

Плаващата електроцентрала на течащи води с гребни колела се предвижда да бъде произведена от Русенската корабостроителница или от друго металообработващо предприятие с подобни възможности. Корабостроителницата има дългогодишен опит в строителството на речни несамоходни и самоходни кораби. Предприятието има също така голям опит в монтажа на електрогенераторни уредби за производство на електроенергия, защото електроенергия е необходима на самоходните кораби за задвижване на различни механизми на корабите и за битови цели.

Технологията на строителство на кораби се извършва по т.н. секционен метод. Той накратко се състои в следното. Дъното, бордовете, палубата и преградните стени се изготвят предварително на секции. Това може да се извърши от всяко металообработващо предприятие с подходящо оборудване. Секциите се сглобяват на специални (стапелни) площадки и се изпълняват необходимите заваръчни процеси за свързване на секциите. Извършват се изпитвания на водоплътност и след монтирането на всички механизми се спущат на вода чрез специално корабоподемно съоръжение. Тази технология ще се приложи и при строителството на електроцентралата. Гребните колела също ще се направят предварително и ще се монтират заедно с генератора, куплиран към редуктора на стапелната площадка.

Необходимите стоманени листи и профили за корпуса ще се доставят. Тяхното качество ще съответства на изискванията към

Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела материалите за речни кораби. Електрогенераторът, редукторът и останалите елементи към него ще бъдат комплексна доставка.

Използването на изобретението е широко - навсякъде в средните и долните течения на по-големите реки, където е необходимо или възможно локално произвеждане на електроенергия и присъединяването й към електропреносната мрежа или директно захранване на консуматори.

Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела

Claims (1)

1. 2. Патентни претенции

   Метод: Производство на електроенергия чрез електроцентрала, разположена на несамоходен подвижен понтон на течащи води с гребни колела, които използват скоростта на течението за задвижване на генератор;

   Устройство, реализиращо посочения метод:

   1. Независима патентна претенция:

   1.1. Плаваща електроцентрала на несамоходен подвижен понтон с гребни колела с лопати за добив на електрическа енергия от течащи води: реки и канали, характеризираща се с това, че в понтона са специално оформени улеи за гребните колела и които улеи ускоряват водното течение и запазват ламинарния му характер.

   2. Зависими претенции:

   2.1. Плаваща електроцентрала на несамоходен подвижен понтон с гребни колела за добив на електрическа енергия от течащи води: реки и канали, описана в претенция 1.1., характеризираща се с това, че понтонът се състои от отделни тела, свързани с обща палуба, между които са специално оформени улеи за гребните колела и така ускоряват водното течение и запазват ламинарния му характер;

   2.1.1. Плаваща електроцентрала на несамоходен подвижен понтон с гребни колела за добив на електрическа енергия от течащи води: реки и канали, описана в претенции 1.1. и 2.1., характеризираща се с това, че използваните гребни колела са с лопати, неподвижно закрепени в радиално направление;

   Изобретение - Плаваща електроцентрала на течащи води с гребни колела

   2.1.2. Плаваща електроцентрала на несамоходен подвижен понтон с гребни колела за добив на електрическа енергия от течащи води: реки и канали, описана в претенции 1.1. и 2.1., характеризираща се с това, че използваните гребни колела са с лопати, въртящи се около собствената си ос посредством ексцентрик, така че винаги да са във вертикално положение, когато са във водата.