CH703024B1

CH703024B1 - Einrichtung zur Erzeugung von Elektroenergie aus Wasserwellenenergie.

Info

Publication number: CH703024B1
Application number: CH00588/10A
Authority: CH
Inventors: Hasan Hüseyin Isik
Original assignee: Hasan Hüseyin Isik
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2015-04-30
Also published as: WO2011130864A4; GB2498638A; CH703024A2; WO2011130864A2; GB201222933D0; WO2011130864A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Elektroenergie aus Wasserwellenenergie unter Nutzung insbesondere der Wasserwellenenergie von Binnenseen oder Stauseen, wie auch im offenen Meer oder an Flussläufen, mit der wellenverursachte Bewegungen von Schiffen oder Booten zur Energiegewinnung genutzt werden können, ohne hierzu separate Anlagen errichten zu müssen. Dies erfolgt dergestalt, dass das Schiff (1) über mindestens ein Seil (5, 5´) mit einem Gegengewicht (6, 10) verbunden ist und dass das Seil (5, 5´) mindestens eine Umlenkrolle teilweise umschlingt und diese infolge der Auf- und Abbewegung in eine drehende Bewegung in gleichbleibender Richtung versetzt.

Description

Beschreibung

[0001 ] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Elektroenergie aus Wasserwellenenergie unter Nutzung insbesondere der Wasserwellenenergie von Binnenseen oder Stauseen, wie auch im offenen Meer oder an Flussläufen.

[0002] Wasserwellen enthalten sowohl kinetische Energie der Wellenbewegung als auch potenzielle Energie aus Druckunterschieden zwischen Wellenberg und Wellental, und es wurden bereits diverse Versuche unternommen, diese Energie zur Erzeugung von elektrischer Energie zu nutzen, z.B. durch Schwimmersysteme durch Relativbewegung zwischen Festkörpern oder Vorrichtungen nach dem Prinzip einer oszillierenden Wassersäule (Erzeugung eines Luftstaus, wie z.B. in der DE-C-4 331 988 oder DE-C-4 345 270 beschrieben).

In der DE-C-4 324 1 10 wird eine Unterwasserturbine für Küstenbereiche vorgeschlagen, die unter einer horizontal angeordneten Platte in einer Tauchtiefe von etwa 1/3 der von den Wellen beeinflussten Wassertiefe angeordnet ist. Die in Oberflächennähe vorhandene Wellenenergie wird dabei unter die Platte in die pulsierende Strömung umgeleitet.

Bei einer Vorrichtung gemäss DEOS 2 756 434 ist eine Hebeleinrichtung zur Umwandlung der Auf- und Abwärtsbewegung von Schwimmelementen in eine Antriebskraft vorgesehen, wobei Schwimmelemente und Hebeleinrichtung derart verbunden sind, dass die Wellenenergie in mechanische Energie der Hebeleinrichtung umgewandelt wird. Hierzu ist eine Vielzahl von Schwimmelementen nach einem vorgegebenen Muster im Meereswasser angeordnet. Die Abstände der Schwimmelemente voneinander sind so gewählt, dass eine Druckwelle im Wasser unter Anstossen von Schwimmelementen schräg abgelenkt wird und wenigstens teilweise mit einer weiteren Druckwelle zusammentrifft, und Schwimmelemente abgelenkt werden, um die Restenergie der Welle zu nutzen. Die Bewegung der Schwimmelemente wird in eine treibende Kraft für eine Maschine gewandelt. Eine ähnliche Einrichtung ist in der US-A-4 073 142 offenbart.

Weiterhin ist es auch bekannt, die Auf- und Abbewegung gefesselter Bojen zu nutzen (siehe z.B. US-A-4 599 858). Die genannten Vorrichtungen sind zumeist aufwändig in Errichtung und Unterhalt.

[0003] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung von Elektroenergie aus Wasserwellenenergie zu schaffen, die die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik meidet und die geeignet ist, auch kleine Wellenbewegungen, wie sie insbesondere auf Binnenseen oder Stauseen auftreten, effektiv zur Energiegewinnung zu nutzen.

Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein schwimmfähiger Körper ist mittels Seilen vertäut und gleich mit vertikal beweglichen Gewichten verbunden, die eine vom Wellengang verursachte Auf- und Abbewegung des Körpers nachvollziehen und mittels einer Rollenführung in eine gleichbleibende Drehbewegung wandeln. Dabei wird der Rotor eines Generators in gleicher Richtung gedreht und erzeugt dadurch elektrische Energie, die nachfolgend gewandelt wird.

[0004] Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen offenbart. So ist der Körper neben speziellen Körpern bevorzugt ein Schiff oder Boot beliebiger Grösse, wobei schon kleine Wellen nutzbar sind, die Auf- und Abbewegungen (Kipp- und/oder Neigebewegungen) von wenigstens 5-10 cm des Schiffes oder Bootes generieren. Bevorzugt ist das Schiff oder Boot im Hafen- oder Strandbereich eines Sees an einem Mast vertäut, der in Verbindung mit Seilzügen eine Multiplikation der Schiffsbewegung ermöglicht. Das Schiff wird längs und/oder quer dazu von den Wellen gehoben und sinkt wieder infolge der Schwerkraft. Über die Seilmechanismen wird eine Relativbewegung erzeugt, die den Generator antreibt. Ggf. kann der Generator auch auf dem Schiff selbst angeordnet sein.

Bei grösseren Wassertiefen kann auch eine auf dem Grund zu verankernde Boje Basis für die Rollenführung sein, wobei eine solche Anordnung dann ebenfalls in Havariesituationen als Notstromaggregat anwendbar ist.

Der infolge Wellenbewegung erzeugte Schwung wird für eine längere Bewegung genutzt, insbesondere bei grösseren bewegten Massen.

Somit wird die erforderliche Vertäuung und wellenverursachte Bewegung von Schiffen oder Booten zur Energiegewinnung genutzt, ohne dazu separate Anlagen errichten zu müssen. Jedoch sind auch Ausführungsformen mit speziell dafür ausgebildeten Körpern möglich, z.B. Körper, die gegeneinander/miteinander und/oder an einem Mast auf- und abbewegt werden. Bevorzugt dient die erzeugte Energie der Eigenversorgung eines Schiffes und/oder von Hafenanlagen.

[0005] Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in einer Figur eine schematisierte Darstellung der Einrichtung zur Erzeugung von Elektroenergie aus Wasserwellenenergie.

[0006] Ein im Hafenbereich eines Sees 2 liegendes Schiff 1 ist mittels Seilen 5, 5<'>an einem Mast 4, der im Seegrund 4 verankert ist, vertäut. Eine evtl, zusätzliche Sicherheitsvertäuung ist möglich.

Das Seil 5 wird vom Befestigungspunkt an Deck des Schiffs 1 über eine Generatorrolle 7 an der Spitze des Masts 4 und weiter zu einem Gegengewicht 6 geführt. Ein zweites Seil 5<'>wird von einem Befestigungspunkt unterhalb des Decks um eine darunterliegende und am Mast befindliche Umlenkrolle 8 zu einer weiteren Generatorrolle 9 an der Mastspitze und weiter zu einem zweiten Gegengewicht 10 geführt. Die Generatorrollen 7, 9 sind auf den Rotorwellen von nicht explizit dargestellten Generatoren angeordnet.

Wird das Schiff 1 durch den Wellengang gehoben (5-10 cm sind bereits ausreichend), sinkt das Gegengewicht 6, und infolge der Seilreibung auf der Generatorrolle 7 wird die Rotorwelle eines Generators gedreht. Gleichzeitig wird das Gegengewicht 10 durch den Zug des Seils 5<'>angehoben und treibt somit die andere Generatorrolle 9. Sinkt das Schiff 1 nachfolgend, so werden umgekehrte Bewegungen der Gegengewichte 6, 10 und der Generatorrollen 7, 9 erzeugt. Wei-

2

Claims

terhin könnten die Generatorrollen 7, 9 auch mit einem Freilauf versehen sein. Gleichzeitig werden also Auf- und Abbewegungen und die jeweiligen Gegenbewegungen in drehende Bewegungen gewandelt. Die so erzeugte elektrische Energie wird anschliessend anforderungsgemäss gewandelt. Liste der Bezugszeichen [0007] 1 Schiff 2 See 3 Seegrund 4 Mast 5 Seil 6 Gewicht 7 Generatorrolle 8 Umlenkrolle 9 Generatorrolle 10 Gegengewicht Patentansprüche 1. Einrichtung zur Erzeugung von Elektroenergie aus Wasserwellenenergie unter Nutzung der Wasserwellenenergie insbesondere von Binnenseen oder Stauseen, wie auch im offenen Meer oder an Flussläufen, wobei Wasserwellen eine Auf- und Abbewegung eines schwimmfähigen Körpers erzeugen können, dadurch gekennzeichnet, dass der schwimmfähige Körper über mindestens ein Seil (5, 5<'>) mit einem Gegengewicht (6, 10) verbunden ist und dass das Seil (5, 5<'>) mindestens eine Umlenkrolle teilweise umschlingt und infolge der Auf- und Abbewegung des Körpers die Umlenkrolle in eine drehende Bewegung in gleichbleibender Richtung versetzt wird, wobei ein Rotor eines Generators zur Erzeugung elektrischer Energie in gleicher Richtung gedreht wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Umlenkrolle eine Generatorrolle (7, 9) ist und oberhalb des schwimmfähigen Körpers angeordnet ist, wobei bevorzugt zwei Generatorrollen vorgesehen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrolle an einer oberen Spitze eines vertikal angeordneten Masts (4) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der schwimmfähige Körper ein Boot oder Schiff (1 ) ist und dass für die gleichzeitige Nutzung von Auf- und Abbewegung resp. Bewegung und Gegenbewegung je Generatorrolle (7, 9) ein zugehöriges Seil (5, 5<'>) und je ein Gegengewicht (6, 10) vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorrollen (7, 9) infolge Wandlung der linearen Auf- und Abbewegung in gleiche Richtung gedreht werden. 3