BG113398A

BG113398A - Intelligent pontoon electric power plant with gravitationally boosted paddle wheels with vertical blades

Info

Publication number: BG113398A
Application number: BG113398A
Authority: BG
Inventors: Младен Баджинков; Колев Баджинков Младен
Original assignee: Младен Баджинков; Колев Баджинков Младен
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2023-01-16

Abstract

The pontoon power plant is intended for generating electricity in a variety of water conditions, mostly in slow natural water streams. Its main advantages are the simultaneous, automatic and real-time conversion of the kinetic energy and gravity of the deep water stream into electric power in an optimal and synergetic manner. At the same time, all transmission, electronic and electric components of the plant are submersed in the water. The Intelligent pontoon electric power plant with gravitationally boosted paddle wheels with vertical blades includes a floating body similar to a catamaran. It is characterized by a cylindrical truss (3) of the central intake with remote levers (6) and unidirectional swivel joints (7, 8) mounted onto which is a rectangular U-shaped frame (10), a body with weights upstream the blades (13) mounted on an extended console (12), wherein the central shaft (15) of the cylindrical truss (3) rests on a bearing support (16) over the float (2) and is coupled to the inlet shaft of a variator-based revolutions multiplier (17) the outlet shaft of which is coupled via a clutch (18) to the shaft of an electric generator (19). The entire system is controlled by a programmable optimizing and governing unit (20) which maintains automatically the electric power output of the plant to its maximum level by means of an electronic module which takes inputs from sensors (22, 23, 24 and 25).

Description

Интелигентна понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопатиSmart pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF ENGINEERING

Настоящето изобретение се отнася до интелигентна понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати за производство на електроенергия от естествено водно течение. По-специално се отнася за работа в бавно водно течение, каквито са повечето течения в реките, моретата и океаните.The present invention relates to an intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades for generating electricity from a natural water current. In particular, it applies to work in slow water currents, such as most currents in rivers, seas and oceans.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАPRIOR ART

Зелената сделка на Европйския съюз (ЕС) постави категорични изисквания за рязко намаляване емисиите въглероден диоксид (СО2) от всички дейности. В края на 2020 г. бе постигната договореност в ЕС за намаление на нивата на парниковите газове с минимум 55% до 2030 г. спрямо базовата 1990 г. А това означава различните енергийни електроцентрали на изкопаеми горива да бъдат заменени с такива, на възобновяеми енергийни източници (ВЕИ). Това се постига едновременно с парични санкции (глоби) на замърсителите с СО2 и икономически стимули (грантове и субсидии) за “зелени” иновативни електроцентрали на ВЕИ.The Green Deal of the European Union (EU) set strict requirements for a sharp reduction in carbon dioxide (CO2) emissions from all activities. At the end of 2020, an agreement was reached in the EU to reduce greenhouse gas levels by at least 55% by 2030 compared to the base year of 1990. And this means that the various fossil fuel power plants will be replaced by those of renewable energy sources (RES). This is achieved simultaneously with monetary sanctions (fines) for CO2 polluters and economic incentives (grants and subsidies) for "green" innovative RES power plants.

Голям първичен ресурс за ВЕИ са откритите речни/канални водни течения, включително приливите и отливите. Последните са периодични повишения на нивото на водата в океаните и моретата. Два пъти в денонощието, с промеждутък 12 часа 25 минути, водата край брега на океана или откритото море се повдига и ако няма преграда залива понякога и много големи пространства от сушата. Това е прилив, а след това водата спада и отстъпва, оголвайки дъното - това е отлив.A large primary resource for RES is open river/channel water currents, including tides. The latter are periodic increases in the level of water in the oceans and seas. Twice a day, with an interval of 12 hours and 25 minutes, the water near the coast of the ocean or the open sea rises, and if there is no barrier, it sometimes sinks very large spaces from the land. This is high tide, and then the water falls and recedes, exposing the bottom - this is low tide.

Още в древността хората свързвали приливите и отливите с луната. И действително основната причина за приливите, открита от Нютон, е привличането на Земята от Луната. По точно, това е разликата между привличането от Луната на Земята (сушата) като цяло и привличането на водната й обвивка.Even in ancient times, people associated the tides with the moon. And indeed the main cause of the tides discovered by Newton is the attraction of the Earth by the Moon. More precisely, it is the difference between the pull of the Moon on the Earth (land) as a whole and the pull of its watery shell.

Нютоновата теория обяснява приливите и отливите по следния начин. Привличането на Земята от Луната се състои от привличането на отделните частици на Земята. Частиците, намиращи се в даден момент по близко до Луната, изпитват по силно привличането й, а по далечните - по-слабо. Ако Земята беше абсолютно твърдо тяло, тази разлика в гравитацията не би имала съществено значение. Но Земята не е абсолютно твърда. Разликата в силите на привличане на частиците близо до повърхността на Земята и частиците, намиращи се близо до центъра й, измества частиците една спрямо друга и затова водната покривка на Земята се деформира непрекъснато. Приливно отливните течения минават през нулева скорост и обръщат посоката си. Затова тяхната средна денононощна скорост не е висока.Newtonian theory explains the tides as follows. The attraction of the Earth by the Moon consists of the attraction of the individual particles of the Earth. Particles located at a given moment closer to the Moon experience its attraction more strongly, and those farther away - less so. If the Earth were an absolutely solid body, this difference in gravity would not matter much. But the Earth is not absolutely solid. The difference in attractive forces between particles near the surface of the Earth and particles near its center displaces the particles relative to each other, and therefore the Earth's water cover is constantly being deformed. Tidal currents pass through zero velocity and reverse direction. Therefore, their average day-night speed is not high.

Енергийният ресурс на приливите и отливите е найголемият природен безплатен енергиен ресус на Земята, който е лесно достъпен до бреговете, денонщно на разположение. Макар и с невисока средна скорост, е напълно предсказуем.Tidal energy is the largest natural free energy resource on Earth, easily accessible to shores, available 24/7. Although with a low average speed, it is completely predictable.

Енергийно ползване е познато от средата на миналия век, но с използването на язовирни прегради. До този момент практическата му реализация е съсредоточена по естуарите, като този на река Ранс във Франция, близо до Сен Мало. Там е изградена язовирна стена, на която напорни водни тубини осигуряват електричество за повече от 200 хиляди домакинства. Но язовирната стена прегражда естуара на река Ранс с всичи неблагоприятни екологични последици. Подобни водноелектрическите централи (ВЕЦ) са изградени в Русия и др. страни. Именно с язовирите се изравняват силно променливите скорости на теченията и промените на водните нива на приливите и отливите.Energy use has been known since the middle of the last century, but with the use of dam barriers. Until now, its practical implementation has been concentrated in estuaries, such as that of the Rance River in France, near Saint Malo. A dam wall was built there, on which pressurized water tubes provide electricity for more than 200 thousand households. But the dam wall blocks the estuary of the Rance River with all its adverse ecological consequences. Similar hydroelectric power plants (HPP) have been built in Russia and others. countries. It is with the dams that the highly variable velocities of the currents and the changes in the water levels of the tides are equalized.

Речните течения не търпят ежедневни двойни промени в скоростта си, но имат значителни сезонни разлики, както на скоростта, така и в дълбочина. Затова масовите ВЕЦ са под изградени речни язовири. ВЕЦ. Те не произвеждат зелена енергия, макар и първоизточникът на енергия - водата - да се причислява към възобновяемите източници на енергия. Същото важи в почти еднаква степен, както за големите, така и за малки централи. Една от причините за неекологичността на ВЕЦ е, че водното течение се заприщва с язовирни стени или баражи. А дори и съвсем малки прегради нарушават всички най-важни функции на реките и те престават да действат като биокоридори. Това унищожава биоразнообразието и въздейства негативно на природата в района и като цяло. Поради това и енергията, произведена от ВЕЦ, не може да се нарече „зелена“. Тя се добива за сметка на растителните и животински видове, чийто местообитания биват унищожени директно - чрез пряко застрояване, заблатяване (потенциално атмосферно и водно замърсяване с метан) или пресушаване (съответно над и под язовирната стена), или косвено - като се прекъсват връзките между екосистемите, както по самото водно течение, така и на естествената речна и околоречна природна среда, нарушавайки естествените екобаланси.River currents do not suffer daily double changes in velocity, but have significant seasonal variations, both in velocity and depth. That is why massive hydroelectric power stations are under constructed river dams. hydroelectric power plant. They do not produce green energy, although the primary source of energy - water - is classified as a renewable energy source. The same is true in almost equal measure for both large and small plants. One of the reasons for the non-environmental nature of hydropower plants is that the water flow is blocked with dams or barrages. And even very small barriers disrupt all the most important functions of rivers and they cease to act as biocorridors. This destroys biodiversity and negatively affects nature in the area and in general. Therefore, the energy produced by hydroelectric power plants cannot be called "green". It is obtained at the expense of the plant and animal species, whose habitats are destroyed directly - through direct construction, swamping (potential atmospheric and water pollution with methane) or drying (above and below the dam wall, respectively), or indirectly - by cutting the connections between the ecosystems, both along the water course itself, and of the natural river and surrounding natural environment, disrupting the natural eco-balances.

В много случаи, самото строителство на ВЕЦ е свързано и с негативни социални и екологични последици. Те възпрепятстват стопански дейности, както и рекреационни функции на реките. Отнема се природен ресурс, не само на местните общности, чрез осушаване на речните и околоречни зони, вкарвайки водата в напорни тръбопроводи.In many cases, the construction of hydroelectric power plants itself is associated with negative social and environmental consequences. They impede economic activities as well as recreational functions of the rivers. A natural resource is taken away, not only from local communities, by draining river and riparian areas, putting the water into pressure pipelines.

Построяването на напречни прегради / баражи по речното течение като стени на язовири, руслови ВЕЦ и т.н. оказват сериозно влияние върху водните организми / риби, които извършват миграции, свързани с най-важното за живота им изхвърлянето а хайвера в горните участъци на реките. Всяка стена представлява непреодолимо препятствие за множеството водни обитатели. Най-засегнати са рибите, тъй като голяма част от рибните видове извършват сезонни размножителни, хранителни и други миграции, нагоре и надолу по течението. Наличието на миграционна бариера (язовирна стена, бараж) може в много кратък срок (само за един размножителен период) да унищожи популации на тези видове.The construction of transverse barriers / barrages along the river course such as dam walls, hydroelectric power stations, etc. have a serious impact on aquatic organisms / fish that carry out migrations related to the most important for their life spawning in the upper reaches of the rivers. Each wall represents an insurmountable obstacle for the multitude of aquatic inhabitants. Fish are the most affected, as a large number of fish species make seasonal breeding, feeding and other migrations, upstream and downstream. The presence of a migration barrier (dam wall, barrage) can destroy populations of these species in a very short time (only for one reproductive period).

Освен това, баражите на реките съществено променят на хидрологичните им режим. В зависимост от височината на стената, зад нея се образува различно по големина задбаражно езеро. То се характеризира с много по-ниска скорост на водата, по-различна температура и с постоянно натрупващи се фини утайки, водещи до заблатяване и запълване с речни наноси. Това напълно променя растителните и животинските съобщества. Натрупващите се органични утайки в изкуственото езеро при разлагането си изчерпват кислорода от водата, което може да доведе до масови измирания на аеробните водни организми. А гниенето им отделя метан, който е много по-вреден от въглеродния диоксид .In addition, river dams significantly change their hydrological regime. Depending on the height of the wall, a reservoir lake of different sizes is formed behind it. It is characterized by a much lower water velocity, a different temperature and by constantly accumulating fine sediments, leading to swamping and filling with river sediments. This completely changes the plant and animal communities. Accumulating organic sediments in the artificial lake deplete oxygen from the water during decomposition, which can lead to mass die-offs of aerobic aquatic organisms. And their rotting releases methane, which is much more harmful than carbon dioxide.

При по-големите язовирни стени, високи десетки метри, изпусканата вода е обикновено от придънните слоеве на язовирната чаша. Освен, че е с много ниско съдържание на кислород и по-висока мътност, тя е и с много ниска температура. Този вид температурно замърсяване много често се пренебрегва, но е много сериозен проблем, влияещ на големи участъци от реките. Като резултат в някои случаи се стига до пълна промяна на водните съобщества.In larger dam walls, tens of meters high, the water released is usually from the bottom layers of the dam cup. Besides being very low in oxygen and higher in turbidity, it is also very low in temperature. This type of temperature pollution is very often overlooked, but it is a very serious problem affecting large stretches of rivers. As a result, in some cases, a complete change of aquatic communities is reached.

За да се избегнат посочените недостатъци е целесъобразно да се изграждат безбаражни ВЕЦ, които да работят с променливи скорости на водните течения. Те следва да бъдат на понтони, за да не препречват естествените водни течения.In order to avoid the mentioned disadvantages, it is expedient to build non-barrage hydroelectric power plants that operate with variable speeds of water currents. They should be on pontoons so as not to obstruct natural water currents.

От патентен документ на Румъния RO 130269 (А0) е позната плаваща електроцентрала на водно течение. Тя не е достатъчно ефективна, защото гребните лопати на водните й колела са с неподвижни лопати и те не са предвидени за ефективна работа при дълбоко потапяне.From the patent document of Romania RO 130269 (A0) a floating water current power plant is known. It is not efficient enough because the paddle blades of its water wheels are fixed blades and they are not designed to work effectively in deep submersion.

От патентен документ на България BG 112 082 (А1) е познато техническо решение за понтонна електроцентрала с гребни колела, които работят в хоризонтално стесняващ се воден улей, оформен в плаващата структура. Лопатите на гребните колела се управляват от успоредно въртяща се с тях отделна кръгова трансмисия, която, чрез специална лостова система, механично поддържа лопатите във вертикално положение в водата. Това увеличава тяхната ефктивност при преобразуването на кинетичната енергия на водата в механична енергия на вала на колелото с гребните лопати. Но цялата конструкция се оскъпява и утежнява от допълнителната кръгова трансмисия, която разбираемо увеличава и енергийните загуби понтонната електроцентрала, като цяло. При нея не е предвидено лопатите да са дълбоко потопени в течението, нито да има външна сила, подпомагаща въртенето на гребните колела.From the patent document of Bulgaria BG 112 082 (A1) is known a technical solution for a pontoon power plant with paddle wheels that work in a horizontally narrowing water trough formed in the floating structure. The blades of the paddle wheels are controlled by a separate circular transmission rotating in parallel with them, which, by means of a special lever system, mechanically maintains the blades in a vertical position in the water. This increases their efficiency in converting the kinetic energy of the water into mechanical energy on the wheel shaft with the oar blades. But the whole construction is made more expensive and aggravated by the additional circular transmission, which understandably increases the energy losses of the pontoon power plant, as a whole. With it, it is not intended that the blades are deeply immersed in the current, nor is there an external force supporting the rotation of the paddle wheels.

От патентен документ на Корея KR20190023115 е известна плаваща електроцентрала, с подобно улейно ускорение на водния поток в хоризонтално стесняващ се улей, оформен в плаващата структура, който поток се трансформира в електричество с помощта на плаващи въртящи се водни тела. Но те не са предвидени за дълбоко потапяне и независимо от усложнената структура на електроцентралата, което неизбежно увеличава енергийните загуби, плаващата електроцентрала също е недостатъчно ефективна, защото не използва допълнителна сила да подпомага въртенето на плаващите тела.From Korean patent document KR20190023115, a floating power plant is known, with a chute-like acceleration of water flow in a horizontally narrowing chute formed in the floating structure, which flow is transformed into electricity by means of floating rotating water bodies. But they are not designed for deep submersion, and regardless of the complicated structure of the power plant, which inevitably increases energy losses, the floating power plant is also insufficiently efficient because it does not use additional power to support the rotation of the floating bodies.

В патентен документ от Франция WO2019091831 е описана друга плаваща хидроелектрическа централа, предназначена за частично потопяне във водно течение, като водата преминава през вертикално стесняващ се улей през горен и долен обтекатели. Но тя не е предвидена за дълбоко потапяне и независимо от усложнената и утежнена вертикална водоускорителна структура, тя също е недостатъчно енергийно ефективна.French patent document WO2019091831 describes another floating hydroelectric plant designed to be partially submerged in a water current, with the water passing through a vertically narrowing chute through upper and lower fairings. But it is not designed for deep submersion, and regardless of the complicated and weighted vertical water-acceleration structure, it is also insufficiently energy efficient.

В патентен документ от Канада WO2011160210 е описан сглобяем воден канал, в който е монтирана вертикално осева напречно поточна водна турбина за работа във водно течение. Преимуществото на този канал, спрямо предходно разгледаните водо-ускорителни структури е, че е регулируем, но напречнопоточните турбини имат чувствително по-малка енергийна ефективност от тези, които работят надлъжно на водния поток. Затова енергийната му ефективност е ниска, независимо че поддържането подвижните му регулиуеми структури е по-скъпо.Canadian patent document WO2011160210 describes a prefab water channel in which a vertically axial cross-flow water turbine is mounted for operation in a water stream. The advantage of this channel, compared to the previously considered water-acceleration structures, is that it is adjustable, but cross-flow turbines have significantly less energy efficiency than those that work longitudinally on the water flow. Therefore, its energy efficiency is low, despite the fact that the maintenance of its movable adjustable structures is more expensive.

В патентни публикации от Япония JP2017031850 (А) и JP5905984 (В1), съответно от САЩ US10087908 (В2) и, US2017030325 (А1) е описана водо-канална структура за хидроелектроцентрала на водно течение. Всички аналогични технически решения са с невисока енергийна ефективност, защото имат подобни недостатъци като предходно рагледаните от съответно цитираните патентни документи.In patent publications from Japan JP2017031850 (A) and JP5905984 (B1), respectively from the United States US10087908 (B2) and, US2017030325 (A1), a water-channel structure for a water current hydroelectric plant is described. All similar technical solutions are of low energy efficiency, because they have similar disadvantages as previously reviewed by the respective cited patent documents.

Всички водоканални структури имат общ недостатък, че кинетичната енергия на водата, която преминава през тях, се намалява от триенето й в стените на каналните структури. И това триене е загуба на кинетична енергия на естественото водно течение, в сравнение със случая на открито безканално течение.All water channel structures have a common disadvantage that the kinetic energy of the water passing through them is reduced by its friction in the walls of the channel structures. And this friction is a loss of kinetic energy of the natural water flow, compared to the case of an open channelless flow.

Увеличената скорост на водния поток в ускорителните канали става за сметка на намаления му дебит, съгласно принципа на Бернули. Но носената от потока кинетична енергия винаги се намалява, поради загубите от триенето на водата в каналните стени. Те оскъпявят и утежнават цялостната плаваща електроцентала и обрастват с водна флора и фауна, която допълнително увеличава загубите от триене с преминаващия воден поток. Затова те следва периодично да се почистват, което увеличава експлоатационните разходи на електроцентралата.The increased speed of the water flow in the accelerating channels comes at the expense of its reduced flow rate, according to Bernoulli's principle. But the kinetic energy carried by the flow is always reduced due to the frictional losses of the water in the channel walls. They make the overall floating power plant more expensive and heavier and become overgrown with aquatic flora and fauna which further increase frictional losses with the passing water flow. Therefore, they should be periodically cleaned, which increases the operating costs of the power plant.

В патентна публикация на САЩ US2017130690 (А1) е разкрита понтонна електроцентрала с гребни колела, включваща катамараноподобно плаващо тяло, монтирано към два поплавъка от двете страни на плаващото тяло с централен отвор в него. Гребните му колела не са предвидени за дълбоко потапяне, както и няма усилване на въртенето им от никаква външна сила.US Patent Publication US2017130690 (A1) discloses a paddlewheel pontoon power plant comprising a catamaran-like floating body mounted to two floats on either side of the floating body with a central opening therein. Its paddle wheels are not designed for deep submersion, and there is no amplification of their rotation by any external force.

По принцип, кинетичната енергия на естествените водни течения е с малка енергийна плътност. Затова всички енергийни преобразователи, работещи в течението като хидрокинетични турбини, гребни колела, въртящи се тела и т.н. са неефективни в енергийно отношение. Те при сравнително големи габарити преобразуват малко енергия. Ускоряването на водния поток, в разгледаните патентни документи и по-принцип, повишава на енргийната плътност на водното течение, но значително намалява дебита му, съгласно закона за запазване на енергията. Затова то не увеличава естествения кинетичен воден ресурс, го намалява поради триенето. Затова и самите съоръжения за водно ускорение неизменно са причина за допълнителни енергийни загуби, утежняване и оскъпяване.In general, the kinetic energy of natural water currents has a low energy density. Therefore, all energy converters operating in the current such as hydrokinetic turbines, paddle wheels, rotating bodies, etc. are energy inefficient. With relatively large dimensions, they convert little energy. The acceleration of the water flow, in the examined patent documents and in principle, increases the energy density of the water flow, but significantly reduces its flow rate, according to the law of conservation of energy. Therefore, it does not increase the natural kinetic water resource, it decreases it due to friction. Therefore, the water acceleration facilities themselves are invariably the cause of additional energy losses, aggravation and increase in cost.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОTECHNICAL ESSENCE OF THE INVENTION

Задача на настоящото изобретение е да се обезпечи, интелигентна понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, която радикално да преодолее недостатъците на известните технически решения като осигури висока степен на енергийна ефективност при работата си на открито естествено водно течение, чиято кинетична енергия да бъде усвоявана в дълбочина и въртящият момент на гребните колела да се усилва за сметка на свободната гравитация и в реално време непрекъснато автоматично да поддържа енергийно оптимален режим на работа си.The task of the present invention is to provide an intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, which radically overcomes the shortcomings of known technical solutions by ensuring a high degree of energy efficiency when operating in an open natural water current, the kinetic energy of which to be absorbed in depth and the torque of the paddle wheels to be increased at the expense of free gravity and in real time to continuously automatically maintain an energetically optimal mode of operation.

Задачата е решена чрез интелигентна понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, включваща катамараноподобно плаващо тяло, монтирано към два поплавъка от двете страни на плаващото тяло с централен отвор в него, характеризираща се с това,че в централния му отвор е цилиндрична ферма, странично ограничена от първи кръгов пръстен и от втори кръгов пръстен, които са еднакви и успоредни помежду си, като по периферията на първи кръгов пръстен неподвижно са монтирани първите краища на еднакви дистанционни лостове на еднакви напречни разстояния между тях и по периферията на втория кръгов пръстен, срещуположно и симетрично на първия кръгов пръстен, неподвижно са монтирани срещуположните втори краища на еднаквите дистанционни лостове, при което около всеки дистационен лост симетрично са монтирани по два броя еднакви еднопосочно въртящи се шарнири като към перифериите на всеки два еднакви еднопосочно въртящи се шарнири са неподвижно присъединени страничните краища на напречен прът, успореден на дистанционния лост, а перпендикулярно към напречния прът са монтирани успоредните странични рамена на правоъгълна П-образна рамка с четири еднакви правоъгълни секции, като в средата на правоъгълната П-образна рамка, неподвижно и перпендикулярно към равнината й, е монтиран първият край на конзола, към чиито втори край неподвижно е монтирано утежнено предлопатно тяло, при което в първия кръгов пръстен и във втория кръгов пръстен са монтирани еднакви диаметрални лостове, в чиято централна пресечна точка е фиксиран централният вал на цилиндричната ферма, който, през лагерна опора, монтирана неподвижно върху поплавъка, е куплиран към входният вал на вариаторен мултипликатор на обороти, а изходният му вал, през съединител, е куплиран към вала на електрогенератор, при което изпълнителен извод от програмируем оптимизиращ управленски блок, през изпълнително устройство, е свързан с управленски вход на вариаторния мултипликатор на обороти, а първият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок е свързан с извод от датчик за обороти на централния вал, вторият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок е свързан с извод от датчик за обороти на вала на електрогенератора, третият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок е свързан с извод от комбиниран датчик за дълбочина и скорост на водното течение, четвъртият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок е свързан с извод от комбиниран датчик за електрическите параметри на електрогенератора, като четирите еднакви правоъгълни секции са разделени от два взаимно перпедикулярни пръта в правоъгълната П-образна рамка.The task was solved by an intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, comprising a catamaran-like floating body mounted to two floats on either side of the floating body with a central opening therein, characterized by a cylindrical truss in its central opening , laterally bounded by a first circular ring and by a second circular ring, which are the same and parallel to each other, and on the periphery of the first circular ring the first ends of identical distance levers are fixedly mounted at equal transverse distances between them and on the periphery of the second circular ring , opposite and symmetrically to the first circular ring, the opposite second ends of the identical distance levers are immovably mounted, whereby two identical one-way rotating hinges are symmetrically mounted around each distance lever, while at the periphery of each two identical one-way rotating hinges are immovable joined the side k slats on a crossbar parallel to the distance lever, and perpendicular to the crossbar are mounted the parallel side arms of a rectangular U-shaped frame with four identical rectangular sections, and in the middle of the rectangular U-shaped frame, fixed and perpendicular to its plane, is mounted on the first end of a bracket, to the second end of which is fixedly mounted a weighted pre-vane body, in which identical diametrical levers are mounted in the first circular ring and in the second circular ring, at the central intersection of which the central shaft of the cylindrical truss is fixed, which, through a bearing support fixedly mounted on the float is coupled to the input shaft of a variable speed multiplier, and its output shaft, through a clutch, is coupled to the shaft of an electric generator, wherein an executive output of a programmable optimizing control unit, through an executive device, is connected with the control input of the variable speed multiplier, and the first signal in stroke of the programmable optimizing control unit is connected to an output of a sensor for revolutions of the central shaft, the second signal input of the programmable optimizing control unit is connected to an output of a sensor for revolutions of the shaft of the electric generator, the third signal input of the programmable optimizing control unit is connected to output of a combination sensor for water current depth and speed, the fourth signal input of the programmable optimizing control unit is connected to an output of a combination sensor for the electrical parameters of the generator, the four identical rectangular sections being separated by two mutually perpendicular rods in the rectangular U-shaped frame.

В едно предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати комуникационните връзки между управленските входове на програмируемия оптимизиращ управленски блок, съответно с извода от датчика за обороти на централния вал, с извода от датчик за обороти на електрогенератора, с извода от комбинирания датчик за дълбочина и скорост на водното течение и с извода от комбинирания датчик за електрическите параметри на електрогенератора може да са безжични.In a preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, the communication links between the control inputs of the programmable optimizing control unit, respectively, with the output of the sensor for revolutions of the central shaft, with the output of the sensor for revolutions of the electric generator, with the output of the combination sensor for the depth and speed of the water current and with the output from the combination sensor for the electrical parameters of the generator may be wireless.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати между конзолата и П-образната рамка може да е монтирана допълнителна опора.In another preferred embodiment of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, an additional support may be mounted between the console and the U-frame.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати двата взаимно перпендикулярни пръта в правоъгълната П-образна рамка може да са метални.In another preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced vertical blade paddle wheels, the two mutually perpendicular rods in the rectangular U-shaped frame may be metal.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати цилиндричната ферма, Еднаквите дистанционните лостове и еднаквите диаметрални лостове може да са метални тръби.In another preferred embodiment of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, the cylindrical truss, the equal distance levers and the equal diametrical levers may be metal tubes.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати в централния отвор на плаващото тяло са монтирани повече от една цилиндрични ферми.In another preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, more than one cylindrical trusses are mounted in the central opening of the floating body.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати дължината на конзолата може да е равна на половината от дължините на еднаквите диаметрални лостове.In another preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, the length of the cantilever may be equal to half the lengths of the equal diameter levers.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати утежненото предлопатно тяло е с форма на елипсоид.In another preferred embodiment of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, the weighted pre-blade body is ellipsoid in shape.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати електрогенераторът може да е променливо оборотна електрическа машина с постоянни магнити.In another preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced vertical bladed paddle wheels, the electric generator may be a variable speed permanent magnet electric machine.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати двата поплавъка може да са кухи и да са от композитни материали.In another preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced vertical bladed paddle wheels, the two floats may be hollow and made of composite materials.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати четирите еднакви правоъгълни секции може да са метални панели.In another preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced vertical bladed paddle wheels, the four identical rectangular sections may be metal panels.

В друго предпочитано изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати четирите еднакви правоъгълни секции може да са от непромокаем нетъкан текстил.In another preferred embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, the four identical rectangular sections may be of waterproof non-woven fabric.

Главните предимства на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението са, че тя едновременно и автоматично в реално време оптимално преобразува кинетичната енергия на дълбоко водно течение и гравитацията в електричество, а същевременно всичките й трансмисионни и електрически компоненти са над водата.The main advantages of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced vertical paddle paddles according to the invention are that it simultaneously and automatically in real time optimally converts the kinetic energy of deep water current and gravity into electricity, while all its transmission and electrical components are above the water.

Технологично предимство на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението е, че тя се произвежда по известни технологии и компонентити й са пазарно достъпни.A technological advantage of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to the invention is that it is manufactured by known technologies and its components are commercially available.

От гореказаното предимство следва и предимство в експлоатацията и поддръжката на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението, благодарание на пазарно достъпните компоненти.From the above advantage follows an advantage in the operation and maintenance of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to the invention, thanks to the commercially available components.

Пазарното предимство интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението, е универсалната възможност да се прозвежда в заводски условия и да се монтира на вода, след което да се буксира на подходящо място по течението.The market advantage of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced vertical paddle paddles according to the invention is the universal ability to be manufactured in a factory setting and installed on the water, then towed to a suitable location downstream.

Второ пазарното предимство на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати е, че се вписва в иновативен устойчив и дългосрочен бизнес проект, който може широко да се ползва по всички европейски естествени речни / канални течения, където да се инвестират субсидии и грантове от постпандемичния План за възстновяване на страните от Европейския съюз (750 милиарда евро).Second, the market advantage of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced vertical paddle paddles is that it fits into an innovative sustainable and long-term business project that can be widely used in all European natural river / canal courses where subsidies and grants can be invested from the post-pandemic Plan for the recovery of the countries of the European Union (750 billion euros).

От казаното за интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението, следват редица допълнителни разбираеми технически, икономически и други предимства.A number of additional understandable technical, economic and other advantages follow from what has been said about the smart pontoon power plant with gravity-enhanced vertical bladed paddle wheels according to the invention.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНАТА ФИГУРАEXPLANATION OF THE ATTACHED FIGURE

Фигурата схематично представя интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението.The figure schematically represents the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to the invention.

ПРИМЕР ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLE OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Схемата на фигурата е на примерно изпълнение на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението.The diagram of the figure is of an exemplary embodiment of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to the invention.

Тя включва катамараноподобно плаващо тяло, монтирано към два поплавъка 1 и 2 от двете страни на плаващото тяло с централен отвор в него. Характеризира се с това, че в централния му отвор е цилиндрична ферма 3, странично ограничена от първи кръгов пръстен 4 и от втори кръгов пръстен 5, които са еднакви и успоредни помежду си, като по периферията на първи кръгов пръстен 4 неподвижно са монтирани първите краища на Еднакви дистанционни лостове 6 на еднакви напречни разстояния между тях и по периферията на втория кръгов пръстен 5, срещуположно и симетрично на първия кръгов пръстен 4, неподвижно са монтирани срещуположните втори краища на Еднаквите дистанционни лостове 6, при което около всеки дистационен лост 6 симетрично са монтирани по два броя еднакви еднопосочно въртящи се шарнири 7, 8 като към перифериите на всеки два еднакви еднопосочно въртящи се шарнири 7 и 8 са неподвижно присъединени страничните краища на напречен прът 9, успореден на дистанционния лост 6, а перпендикулярно към напречния прът 9 са монтирани успоредните странични рамена на правоъгълна П-образна рамка 10 с четири еднакви правоъгълни секции 11, като в средата на правоъгълната П-образна рамка 10, неподвижно и перпендикулярно към равнината й, е монтиран първият край на конзола 12, към чиито втори край неподвижно е монтирано утежнено предлопатно тяло 13, при което в първия кръгов пръстен 4 и във втория кръгов пръстен 5 са монтирани еднакви диаметрални лостове 14, в чиято централна пресечна точка е фиксиран централният вал 15 на цилиндричната ферма 3, който, през лагерна опора 16, монтирана неподвижно върху поплавъка 2, е куплиран към входният вал на вариаторен мултипликатор на обороти 17, а изходният му вал, през съединител 18, е куплиран към вала на електрогенератор 19, при което изпълнителен извод от програмируем оптимизиращ управленски блок 20, през изпълнително устройство 21, е свързан с управленски вход на вариаторния мултипликатор на обороти 17, а първият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок 20 е свързан с извод от датчик за обороти на централния вал 22, вторият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок 20 е свързан с извод от датчик за обороти на вала на електрогенератора 23, третият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок 20 е свързан с извод от комбиниран датчик за дълбочина и скорост на водното течение 24, четвъртият сигнален вход на програмируемия оптимизиращ управленски блок 20 е свързан с извод от комбиниран датчик за електрическите параметри на електрогенератора 25, като четирите еднакви правоъгълни секции 11 са разделени от два взаимно перпендикулярни пръта 26, 27 в правоъгълната П-образна рамка 10. Комуникационните връзки между управленските входове на програмируемия оптимизиращ управленски блок 20, съответно с извода от датчика за обороти на централния вал 22, с извода от датчик за обороти на електрогенератора 23, с извода от комбинирания датчик за дълбочина и скорост на водното течение 24 и с извода от комбинирания датчик за електрическите параметри на електрогенератора 25 са безжични, а между конзолата 12 и Побразната рамка 10 е монтирана допълнителна опора 26. Двата взаимно перпендикулярни пръта 24, 25 в правоъгълната Побразна рамка 10 са метални, цилиндричната ферма 3.It comprises a catamaran-like floating body mounted to two floats 1 and 2 on either side of the floating body with a central opening therein. It is characterized by the fact that in its central opening is a cylindrical truss 3, laterally bounded by a first circular ring 4 and by a second circular ring 5, which are identical and parallel to each other, and the first ends are immovably mounted on the periphery of the first circular ring 4 on Equal distance levers 6 at equal transverse distances between them and on the periphery of the second circular ring 5, opposite and symmetrically to the first circular ring 4, the opposite second ends of the Equal distance levers 6 are immovably mounted, whereby around each distance lever 6 symmetrically two identical one-way rotating hinges 7, 8 are installed, as the lateral ends of a transverse rod 9, parallel to the distance lever 6, are fixedly connected to the peripheries of each two identical unidirectional rotating joints 7 and 8, and perpendicular to the transverse rod 9 are mounted the parallel side arms of a rectangular U-shaped frame 10 with four identical rectangular sections 11, as in in the middle of the rectangular U-shaped frame 10, stationary and perpendicular to its plane, the first end of a console 12 is mounted, to the second end of which a weighted pre-blade body 13 is immovably mounted, whereby in the first circular ring 4 and in the second circular ring 5 are installed identical diametrical levers 14, at the central intersection of which the central shaft 15 of the cylindrical truss 3 is fixed, which, through a bearing support 16, fixedly mounted on the float 2, is coupled to the input shaft of the variator speed multiplier 17, and its output shaft , through a coupling 18, is coupled to the shaft of an electric generator 19, wherein an executive output of a programmable optimizing control unit 20, through an executive device 21, is connected to a control input of the variator speed multiplier 17, and the first signal input of the programmable optimizing control unit 20 is connected to a terminal of a sensor for revolutions of the central shaft 22, the second signal input of the programmable optimizer control unit 20 is connected to an output of a sensor for revolutions of the shaft of the electric generator 23, the third signal input of the programmable optimizing control unit 20 is connected to an output of a combined sensor for the depth and speed of the water current 24, the fourth signal input of the programmable optimizing control unit 20 is connected to an output of a combined sensor for the electrical parameters of the generator 25, the four identical rectangular sections 11 being separated by two mutually perpendicular rods 26, 27 in the rectangular U-shaped frame 10. The communication connections between the control inputs of the programmable optimizing control unit 20 , respectively, with the output from the sensor for revolutions of the central shaft 22, with the output from the sensor for revolutions of the electric generator 23, with the output from the combined sensor for the depth and speed of the water current 24 and with the output from the combined sensor for the electrical parameters of the electric generator 25 are wireless , and between the console 12 and the shaped frame 10 is a mount additional support 26. The two mutually perpendicular rods 24, 25 in the rectangular shaped frame 10 are metal, the cylindrical truss 3.

Еднаквите дистанционните лостове 6 и еднаквите диаметрални лостове 14 са метални тръби.The same distance levers 6 and the same diametrical levers 14 are metal tubes.

В централния отвор на плаващото тяло са монтирани повече от една цилиндрични ферми 3, а дължината на конзолата 12 е равна на половината от дължините на еднаквите диаметрални лостове 14. Утежненото предлопатно тяло 13 е с форма на елипсоид, а електрогенераторът 19 е променливо оборотна електрическа машина с постоянни магнити. Двата поплавъка 1 и 2 са кухи и са от композитни материали. Четирите еднакви правоъгълни секции 11 са метални панели или са от непромокаем нетъкан текстил.In the central opening of the floating body, more than one cylindrical trusses 3 are installed, and the length of the console 12 is equal to half the lengths of the same diametrical levers 14. The weighted pre-blade body 13 is ellipsoid-shaped, and the electric generator 19 is a variable-rotation electric machine with permanent magnets. The two floats 1 and 2 are hollow and made of composite materials. The four identical rectangular sections 11 are metal panels or made of waterproof non-woven fabric.

ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОUSE OF THE INVENTION

Ще обясним действието на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела, съгласно изобретението, чрез примерното й изпълнение, показано на фигурата (принципът на действие не се променя от разлитни технически варианти на изобртението). Работата на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела непрекъснато става под управлението на програмируемия оптимизиращ управленски блок 20. Той получава сигнали по безжичен път датчика за обороти на централния вал 22, от датчика за обороти на електрогенератора 23, от комбинирания датчик за дълбочина и скорост на водното течение 24 и от комбинирания датчик за електрическите параметри на електрогенератора 25. На основание на информацията от получените сигнали от героизброените датчици 22, 23, 24 и 26 и след обработката им от инсталирания софтуер в програмируемия оптимизиращ управленски блок 20, последният подава изпълнителни сигнали, през изпълнителното устройство 21, за задействане регулацията на вариаторния мултипликатор на обороти 17. Той променя оборотите на изходящия си вал, куплиран към вала електрогенератора 19, който е променливо оборотна електрическа машина с постоянни магнити, с оглед максимална елгенерация в реално време.We will explain the operation of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels, according to the invention, by means of its exemplary embodiment shown in the figure (the principle of operation is not changed by various technical variants of the revolution). The operation of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels is constantly under the control of the programmable optimizing control unit 20. It receives signals wirelessly from the central shaft revolution sensor 22, from the generator revolution sensor 23, from the combined depth and speed sensor of the water flow 24 and from the combined sensor for the electrical parameters of the generator 25. Based on the information from the received signals from the character-listed sensors 22, 23, 24 and 26 and after their processing by the installed software in the programmable optimizing control unit 20, the latter issues executive signals , through the executive device 21, to actuate the regulation of the variable speed multiplier 17. It changes the revolutions of its output shaft, coupled to the shaft of the electric generator 19, which is a variable speed electric machine with permanent magnets, with a view to maximum power generation in real time.

Поддържането на позицията на П-образната рамка 10, в оптималното й вертикално състояние, напречно на водния поток, става благодарение на утежненото предлопатно тяло 13 и блокирането на хода на П-образната рамка 10, от еднопосочно въртящите се шарнири 7 и 8, под напора на водното течение.The maintenance of the position of the U-shaped frame 10, in its optimal vertical state, across the water flow, is due to the weighted pre-vane body 13 and the blocking of the movement of the U-shaped frame 10, by the unidirectional rotating joints 7 and 8, under pressure of the water course.

Увеличаването на въртящия момент на централния вал 15 става от ексцентрично въртящите се около него утежнени предлопатни тела 13. Благодарение на изнесената конзола 12, те при въртене надолу са с по-дълго рамо, спрямо централния вал 15. И с покъсо рамо при въртенето нагоре. Така винаги се получава нетен положителен въртящ момент на централния вал 15, което е гравитационното усилване на въртенето, независимо от оборотите на централния вал 15. Посоката на въртене е указана с една стрелка на втория кръгов пръстен 5. А посоката на теченето е маркирана с пет успоредни стрелки на фигурата. Усилването на въртящия момент на централния вал 15 зависи от дължините на конзолите 12 и от масите на утежнените тела 13. Съгласно направените изпитания и компютърни симулации натрупахме проектанско и конструкторско “ноу-хау”, от което следват препоръчителни маси, размери и брой на П-образните рамки 10 за една цилиндрична ферма 3, както са посочени в таблицата:The increase in the torque of the central shaft 15 is due to the eccentrically rotating around it weighted pre-blade bodies 13. Thanks to the extended console 12, they have a longer arm when rotating downwards, compared to the central shaft 15. And with a shorter arm when rotating upwards. Thus, there is always a net positive torque on the central shaft 15, which is the gravitational amplification of the rotation, regardless of the revolutions of the central shaft 15. The direction of rotation is indicated by one arrow on the second circular ring 5. And the direction of flow is marked by five parallel arrows in the figure. The torque amplification of the central shaft 15 depends on the lengths of the consoles 12 and the masses of the weighted bodies 13. According to the tests and computer simulations, we have accumulated design and construction "know-how", from which follow the recommended masses, dimensions and number of P- the image frames 10 for a cylindrical truss 3 as indicated in the table:

Брой на П-рамките 10 Number of P-frames 10 Дължина на конзолата 12 Console length 12 Маса на единично утежнено предлопатно тяло 13 Mass of single weighted prescapular body 13 7-11 7-11 0.85 - 1.15 от радиуса на цилиндричната ферма 3 0.85 - 1.15 of the radius of the cylindrical farm 3 0.18 - 0.35 от сумарната маса на цилиндричната ферма 3 с дистанционните лостове 6 0.18 - 0.35 of the total mass of the cylindrical truss 3 with the distance levers 6

Представеното тук техническо решение е радикално ново и непознато в практиката на гребните водни колела. То позволява многократно по-голямо електропроизводство, в сравнение с това от същия размер познати гребни колела в подобни условия.The technical solution presented here is radically new and unknown in the practice of rowing water wheels. It allows many times greater power production, compared to that of the same size known rowing wheels in similar conditions.

В зависимост от разнообразните условия на водното течение, респективно на въртенето цилиндричната ферма 3, фиксирана към централния вал 15, разработихме различни алгоритми за въртенето. Те са съобразени с възможностите на различни видове вариаторни мултипликатори на обороти 17 и електрогенератори 19. Това ноу-хау се постигна след многобройни компютърно симулирани тестове. Благодарение на натрупания опит, както и от многото събрани данни и факти, структурирахме отделни бази данни и отделни бази факти.Depending on the various conditions of the water current, respectively on the rotation of the cylindrical truss 3 fixed to the central shaft 15, we have developed different algorithms for the rotation. They are tailored to the capabilities of various types of variable speed multipliers 17 and electric generators 19. This know-how was achieved after numerous computer simulated tests. Thanks to the accumulated experience, as well as from the many collected data and facts, we have structured separate databases and separate fact bases.

Събраните бази с данни, факти и правила са неразделна част от алгоритмичното проектиране на технико-технологична експертна система за автоматична работа в реално време на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението. Експертната система е изпълнена с помощта на обектно ориентиран алгоритмичен език, съдържащ собствен механизъм на умозаключенията.The collected databases, facts and rules are an integral part of the algorithmic design of a technical-technological expert system for automatic real-time operation of the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to the invention. The expert system is implemented using an object-oriented algorithmic language containing its own inference mechanism.

Така изготвеният софтуер работи като изкуствен интелект, самостоятелно вземащ необходимите решения за автоматично вземане и изпълнение на решения, в реално време, за оптимална работа на интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението. С изготвения софтуер е програмиран програмируемият оптимизиращ управленски блок 20. Той е безжично свързан с интерфейс за дистанционен мониторинг и човешка намеса в управлението работата на понтонната електроцентрала, съгласно изобретението.The software thus prepared works as an artificial intelligence, independently making the necessary decisions to automatically make and execute decisions, in real time, for the optimal operation of the smart pontoon power plant with gravity-enhanced vertical paddle paddle wheels, according to the invention. The programmable optimizing control unit 20 is programmed with the prepared software. It is wirelessly connected to an interface for remote monitoring and human intervention in managing the operation of the pontoon power plant, according to the invention.

Бюджетни варианти на изобртението, могат да не включват всички елементи, включени в патентните претенции.Budget variants of the invention may not include all the elements included in the patent claims.

Интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението, е съставена от добре познати части на пазара, които се изпълняват по известни технологии. Затова нейната индустриална приложимост и поддръжката й не представляват трудност. Това намалява началната й цена, благодарение, на което тя намира широко пазарно разпространение.The intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to the invention, is composed of well-known parts on the market, which are performed according to known technologies. Therefore, its industrial applicability and its maintenance are not a difficulty. This reduces its initial price, thanks to which it finds wide market distribution.

За разпростанението на проекти с интелигентната понтонна електроцентрала с гравитационно усилени гребни колела с вертикални лопати, съгласно изобретението, спомага и наличния, но практически неизползван, хидрокинетичен енергиен потенциал, не само по европейските естествени речни течения, но и глобално.The available, but practically unused, hydrokinetic energy potential, not only along European natural river courses, but also globally, helps the spread of projects with the intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to the invention.

Claims

PATENT CLAIMS

1. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, comprising a catamaran-like floating body mounted to two floats (1 and 2) on either side of the floating body with a central opening therein, characterized in that in the central opening thereof is a cylindrical truss (3), laterally bounded by a first circular ring (4) and a second circular ring (5), which are identical and parallel to each other, and on the periphery of the first circular ring (4) the first ends of identical distance levers (6) at equal transverse distances between them and on the periphery of the second circular ring (5), opposite and symmetrical to the first circular ring (4), the opposite second ends of the same distance levers (6) are fixedly mounted, whereby about each distance lever (6) is symmetrically mounted with two identical one-way rotating hinges (7, 8) as to the peripheries of each two identical one-way rotating hinges (7 and 8) the lateral ends of a transverse rod (9) parallel to the distance lever (6) are fixedly connected, and perpendicular to the transverse rod (9) the parallel side arms of a rectangular U-shaped frame (10) with four identical rectangular sections (11) are mounted , and in the middle of the rectangular Shaped frame (10), fixed and perpendicular to its plane, the first end of a console (12) is mounted, to the second end of which a weighted pre-blade body (13) is fixedly mounted, where in the first circular ring ( 4) and in the second circular ring (5) identical diametrical levers (14) are mounted, at the central intersection point of which the central shaft (15) of the cylindrical truss (3) is fixed, which, through a bearing support (16), fixedly mounted on the float (2) is coupled to the input shaft of a variator speed multiplier (17), and its output shaft, through a coupling (18), is coupled to the shaft of an electric generator (19), whereby an executive output of a programmable optimizing control block k (20), through an executive device (21), is connected to the control input of the variator speed multiplier (17), and the first signal input of the programmable optimizing control unit (20) is connected to the output of the central shaft speed sensor ( 22), the second signal input of the programmable optimizing control unit (20) is connected to an output of a sensor for revolutions of the shaft of the electric generator (23), the third signal input of the programmable optimizing control unit (20) is connected to an output of a combined depth sensor and water current speed (24), the fourth signal input of the programmable optimizing control unit (20) is connected to an output of a combined sensor for the electrical parameters of the generator (25), the four identical rectangular sections (11) being separated by two mutually perpendicular rod (26, 27) into the rectangular U-shaped frame (10).

2. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced rowing wheels with vertical blades, according to claim 1, characterized in that the communication links between the control inputs of the programmable optimizing control unit (20), respectively, with the output of the central shaft speed sensor (22 ), with the output from the sensor for revolutions of the electric generator (23), with the output from the combined sensor for the depth and speed of the water current (24) and with the output from the combined sensor for the electrical parameters of the electric generator (25) are wireless.

3. An intelligent pontoon power station with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to claims 1 and 2, characterized in that an additional support (26) is mounted between the console (12) and the U-shaped frame (10).

4. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to claims 1 to 3, characterized in that the two mutually perpendicular rods (24, 25) in the rectangular U-shaped frame (10) are metallic.

5. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to claims 1 to 4, characterized in that the cylindrical truss (3), the equal distance levers (6) and the equal diameter levers (14) are metal tubes.

6. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to claims 1 to 5, characterized in that more than one cylindrical trusses (3) are mounted in the central opening of the floating body.

7. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to claims 1 to 6, characterized in that the length of the console (12) is equal to half the lengths of the identical diametrical levers (14).

8. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to claims 1 to 7, characterized in that the weighted pre-blade body (13) is ellipsoid in shape.

9. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades, according to claims 1 to 8, characterized in that the electric generator (19) is a variable-speed electric machine with permanent magnets.

10. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to claims 1 to 9, characterized in that the two floats (1 and 2) are hollow and made of composite materials.

11. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to claims 1 to 10, characterized in that the four identical rectangular sections (11) are metal panels.

12. An intelligent pontoon power plant with gravity-enhanced paddle wheels with vertical blades according to claims 1 to 11, characterized in that the four identical rectangular sections (11) are of waterproof non-woven fabric.