CN113167209A - 用于产生电力的潜水式发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潜水式发电设备(1)和一种用于提供潜水式发电设备(1)的方法。潜水式发电设备(1)包括设置在最小深度处的锚固装置(2)和具有至少一个翼部(4)的运载器(3)。运载器(3)布置成通过至少一个系绳(5)固定到锚固装置(2)，该系绳通过锚固联接件(19)可旋转地附接到锚固装置(2)并且通过至少一个运载器联接件附接到运载器(3)。潜水式发电设备(1)在潜水式发电设备(1)的操作和非操作期间完全浸没在流体主体(9)中，并且系绳(5)具有在翼部(4)的翼展(W)的2‑20倍之间、具体地在翼部(4)的翼展(W)的3‑12倍之间、更具体地在翼部(4)的翼展(W)的5‑10倍之间的未延伸的系绳长度(L)。

Description

用于产生电力的潜水式发电设备

技术领域

本发明涉及一种用于产生电力的潜水式发电设备。潜水式发电设备包括设置在最小深度Dmin处的锚固装置和具有至少一个翼部的运载器。运载器布置成通过至少一个系绳固定到锚固装置，该系绳通过锚固联接件可旋转地附接到锚固装置，并且通过至少一个运载器联接件附接到运载器。运载器布置成在潜水式发电设备的操作期间借助于经过翼部的流体流而沿预定轨迹移动。运载器布置成在潜水式发电设备的非操作期间保持在基本上位于锚固装置上方的位置。本发明还涉及一种用于提供潜水式发电设备的方法。

背景技术

潜水式发电设备的当前解决方案需要系绳，该系绳的长度超过潜水式发电设备所安装的水柱的水深，以便容易地安装和回收潜水式发电设备的运载器。这种情况引入了当潮汐的方向改变时或在其他低流量条件期间总是保持潜水式发电设备的运载器浸没在静水中的复杂性。这需要复杂的控制系统和用于潜水式发电设备的各个部件的浮力限制。

系绳本身进一步在系统上引入总阻力，从而降低性能。该阻力是系绳长度的函数，即系绳越长，阻力越高。当考虑将该技术扩展到更深的水中时，这是更加重要的，因为由系绳引入的阻力将使得潜水式发电设备非常难以有效地操作。

因此，需要在潜水式发电设备的领域内进行改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种创造性的潜水式发电设备和一种用于提供用于产生电力的潜水式发电设备的方法，其中至少部分地避免了先前提到的问题。此目的通过权利要求1和9的特征部分的特征来实现。在所附从属权利要求中描述了本发明的变型。

本发明涉及一种用于产生电力的潜水式发电设备。潜水式发电设备包括设置在最小深度Dmin处的锚固装置和具有至少一个翼部的运载器。运载器布置成通过至少一个系绳固定到锚固装置，该系绳通过锚固联接件可旋转地附接到锚固装置，并且通过至少一个运载器联接件附接到运载器。运载器布置成在潜水式发电设备的操作期间借助于经过翼部的流体流而沿预定轨迹移动，并且布置成在潜水式发电设备的非操作期间保持在基本上位于锚固装置上方的位置。系绳具有未延伸的系绳长度，使得潜水式发电设备在潜水式发电设备的操作和非操作期间完全浸没在流体的主体中。未延伸的系绳长度在翼部的翼展的大约2-20倍之间，具体地在翼部的翼展的大约3-12倍之间，更具体地在翼部的翼展的大约5-10倍之间。

通过使潜水式发电设备在其操作和不操作期间都完全浸没，同时提供系绳长度在翼部的翼展的大约2-20倍之间的系绳，使得潜水式发电设备能够安装在安全间隙深度处而没有干扰例如航道的风险，同时提供系绳长度和运载器的翼展之间的确保期望的升阻比的关系。

当未延伸的系绳长度相对于翼部的翼展较短时，预定轨迹较小，这意味着运载器始终转弯。通常，系绳长度越短，例如大约2-5倍于翼部翼展的系绳长度允许阵列中更高的封装密度，即每单位面积更多的发电设备，以及用于在较浅水中安装的开口。

当未延伸的系绳长度较长时，运载器能够沿着预定轨迹的部分移动而不转弯和/或大得多的半径上转弯。这降低了速率(和速度)的变化，并且还降低了循环(疲劳等)的次数。通常，系绳长度越长，例如大约15-20倍于翼部翼展的系绳长度允许更深的水安装。

在5倍到15倍于翼部翼展的系绳长度可在用于较短系绳长度和较长系绳长度的合适安装深度之间减小的安装深度处使用，并且还允许预定轨迹的优化。

本申请中提出的解决方案旨在通过避免车载系统来简化潜水式发电设备的操作，该车载系统设计成当系绳长度具有在非操作期间运载器表面的这种长度时始终保持必要的运载器浸没。

通过具有不必设置在海床、湖床或河床处的锚固装置，潜水式发电设备可以通用地安装在否则将难以利用的深度处。因此，此解决方案可允许在具有更大深度的地点安装潜水式发电设备，当通过将系绳附接到锚固装置而设计系绳时，可能使系统独立于地点深度，该锚固装置进而可附接到远低于锚固装置的海床。这也导致潜水式发电设备的运载器可以设计成具有大得多的翼部，这使得其可以在比现今可能的流速低的流速下操作。在这种情况下，当可以利用较低流速时，由洋流发电是一个实例。

这样，系绳可以仅为性能和可靠性而设计，而不是为表面操作而设计。而且，该解决方案导致比现今使用的系绳更短的系绳，从而降低了系绳的成本。由于系绳可以制造得更短，所以系绳中的电损耗也减少。

该解决方案的附加优点是：

-在无流动或接近无流动的条件下，运载器的停放位置基本上在锚固装置的正上方。今天，运载器的停放位置相对于基座上方有偏移，这意味着运载器停放在距基座正上方的位置一定距离处。

-通过允许运载器围绕其竖直轴线旋转，可以简单地执行静水转弯。

-系绳将产生更小的总系统阻力，从而在系统中返回更高的效率。

-可移除运载器上的系统和/或降低其复杂性，降低成本并增强可靠性。

因此，系绳长度小于最小深度Dmin。

可将潜水式发电设备安装为使得锚固装置是设置在例如海底、湖床或河床上的基座。当锚固装置是安装在海床上的基座时，流动速度本质上是周期性的潮汐流和具有更持久流速的洋流都可用于发电。当潜水式发电设备安装在湖床上时，来自湖内水流或由于河流连接到湖上而产生的流速可用于发电。当潜水式发电设备安装在河床等河床上时，河流中的流动水的流速可用于发电。通过具有直接设置在海床、河床或河床上的基座，辅助附接到海床不是必须的。

系绳的一部分可以包括布置成改变或布置成允许改变潜水式发电设备的操作期间锚固装置和运载器之间的距离的元件。可改变或允许改变锚固装置和运载器之间的距离的元件可以在整个预定轨迹上或在预定轨迹的部分上连续地这样做。该元件减小了运载器在预定轨迹上的速度变化。除了减小运载器在预定轨迹上的速度变化之外或者作为替代，该元件可以允许借助于换能器从运载器与结构之间的距离变化中产生电力。沿着预定轨迹的某一点处的速度被计算为该点处的速率的大小。

未延伸的系绳长度是在除了可能运载器的浮力之外基本上没有其他力作用在系绳上时的非操作期间的系绳长度。在此情况下，具有或不具有元件的系绳不表现出任何延长。延伸的系绳长度是在操作期间的系绳长度，并且取决于作用在运载器上的力。在系绳不包括元件的情况下，系绳的弹性确定延伸的系绳长度。在系绳包括元件的情况下，元件的弹性以及可能的系绳的弹性确定延伸的系绳长度。在非操作期间，元件呈现未延伸长度，其包括在未延伸系绳长度中。在操作期间，延伸的系绳长度使得总是保持等于或大于间隙深度的深度。

在标准系绳中，运载器与结构之间的距离由于系绳在预定轨迹上暴露于各种拉伸载荷而改变。拉伸载荷的变化与翼部的速度以及由此与运载器的速度成二次方关系。拉伸载荷的这种变化导致系绳在预定轨迹上表现出弹性延长和收缩，从而不受控制地改变运载器与结构之间的距离，这在一些情况下和在一些观点中可能是不期望的。

具有系绳，该系绳带有布置成在预定轨迹的部分上或期间连续改变运载器与结构之间的距离或布置成允许在预定轨迹的部分上或期间连续改变运载器与结构之间的距离的元件，这导致在运载器的预定轨迹的不同部分上和/或之间的速度的受控平滑变化。布置成改变意味着该元件是被动的，但是具有预定的特征，例如可以取决于潜水式发电设备的特性的弹簧常数、潜水式发电设备的位置和其他设计特征。布置成允许改变意味着元件可以被主动地控制，使得距离可以在某些参数内调节。

包括元件的系绳的部分可以构成系绳长度的大约5-15％之间。这允许在系绳的耐久性和能够设计具有合适特性的系绳之间的良好折衷。在一个实例中，对于额定功率为100kW的潜水式发电设备，大约2.5米高的聚合物弹簧形式的元件可以处理所施加的载荷。这种潜水式发电设备的系绳长度大约是20-40米，使得元件为系绳长度的6.25-12.5％。这也可以应用于具有其他额定功率的潜水式发电设备，例如通过使元件更宽。此外，优选的是使元件尽可能靠近锚固装置，其中系绳上的相对流动较低。试验已经表明，总系绳长度的5-15％是用于此目的的合理数值。

该元件可以包括以下中的一个或多个：螺旋弹簧或盘簧、盘形弹簧堆、弹性体弹簧或气体弹簧。

系绳可以可释放地附接到布置成从锚固装置可释放的锚固联接件。锚固联接件可以可移动地附接到从锚固装置延伸到流体主体的表面的锚线，使得锚固联接件和系绳可以被带到该表面和从该表面带走。这使得在安装潜水式发电设备的运载器期间或者在维护之后，具有附接到其的潜水式发电设备的运载器的系绳能够被降低或向下拉至锚固装置，或者能够被升高到表面以进行维护。

锚固联接件可以是有浮力的。在从锚固联接件移除系绳和运载器之后，可以将系绳和运载器运输到岸上以进行维护，同时锚固联接件保持在流体主体中。锚固联接件可由诸如浮标的标识符标记，以便一旦运载器和系绳重新连接到锚固联接件和从表面返回时容易找到。或者，系绳也可以保留，仍然附接到锚固联接件，而只有运载器被带到岸上以便维护。

至少一个涡轮机可以附接到潜水式发电设备的翼部，并且连接到发电机，用于在潜水式发电设备的操作期间发电。可使用连接到发电机的涡轮机来发电。使涡轮机通过运载器在水中的运动而旋转。将所产生的电力通过布置在系绳中的电缆输送到岸上设施并且从锚固装置和/或基座输送到岸上。

运载器可以布置成在操作期间在预定轨迹上以变化的速度或基本上相同的速度移动。根据运载器在沿着预定轨迹的位置，运载器的速度可以变化，以控制作用在运载器、系绳和/或潜水式发电设备的其他部分上的力。沿着预定轨迹的某一点处的速度被计算为该点处的速率的大小。或者，该速度可以在整个轨迹上保持基本上相同，以获得更均匀的功率输出。

本发明还涉及一种提供用于产生电力的潜水式发电设备的方法。潜水式发电设备包括锚固装置和具有至少一个翼部的运载器。运载器布置成通过至少一个系绳固定到锚固装置。运载器布置成在潜水式发电设备的操作期间借助于经过翼部的流体流而沿预定轨迹移动，运载器布置成在潜水式发电设备的非操作期间停留在基本上在锚固装置上方的位置，其中，该方法包括：

-将锚固装置设置在流体主体中的最小深度Dmin处，

-将系绳附接到锚固装置，该系绳连接到运载器，

其中，潜水式设备在潜水式发电设备的操作和非操作期间完全浸没在流体主体中，并且系绳长度在翼部的翼展的大约2-20倍之间，具体地在翼部的翼展的大约3-12倍之间，更具体地在翼部的翼展的大约5-10倍之间。

该方法还可以包括：

-提供系绳，该系绳具有的一部分包括布置成改变或布置成允许改变锚固装置和运载器之间的距离的元件。

该方法还可以包括：

-为系绳提供可释放地附接到锚固装置的锚固联接件。

该方法还包括：

-为锚固装置提供锚线，锚固联接件可移动地附接到锚线。

该方法还可以包括：

-为运载器提供至少一个涡轮机，该至少一个涡轮机附接到运载器的翼部，该翼部连接到发电机以用于在潜水式发电设备的操作期间发电。

附图说明

图1示意性地示出了操作期间的根据本发明的潜水式发电设备，

图2示意性地示出了非操作期间的根据本发明的潜水式发电设备，

图3示意性地示出了系绳长度与翼部的翼展之间的关系。

具体实施方式

根据翼部的翼展选择系绳长度背后的一个原因如下。更深的安装深度允许更大的运载器，即翼部的更大翼展。当计划潜水式发电设备阵列的安装时，首先寻找适合于给定额定潜水式发电设备的水深。对于200kW单元的孤岛模式安装(或孤岛)，安装地点的流动特性首先确定翼部的翼展。然后定位此地点中具有足够水深的区域。锚固装置可以安装在合适的深度处，并且可以例如安装在直接放置在海床中的基座、升高的基座中，安装在局部水下顶点处或者安装到水柱中的中间系泊装置上的某处，以便运载器附接到其上。

更小的运载器也可以安装在更深的深度处，但是优选地使运载器如当地或全球法规所允许的那样靠近表面操作，因为在水柱的这个部分中的流速通常更高。

图1示意性地示出了根据本发明的潜水式发电设备1在操作期间的情况。潜水式发电设备1包括锚固装置2和具有至少一个翼部4的运载器3。运载器布置成通过至少一个系绳5固定到锚固装置2。运载器3布置成在潜水式发电设备的操作期间借助于经过翼部4的流体流7而沿预定轨迹6移动。

当潜水式发电设备1的运载器3放置在流体流7中时，流体流7在翼部4上移动并产生升力。这导致翼部4由于翼部4的不同侧之间的压力差而移动。流体流7例如可以是潮汐流或水下洋流。通过使用一个或多个控制表面8，可以使翼部4沿着预定轨迹6移动。控制表面8可以例如是方向舵、副翼、升降舵、阻流板或者副翼、升降舵、阻流板和方向舵的任何组合。在图1中，预定轨迹6是8字形轨迹。预定轨迹6也可以是圆形、椭圆形或其他封闭轨迹。

如可从图1中看到的，潜水式发电设备1在操作期间完全浸没在流体主体9中。操作意味着运载器3沿着预定轨迹6移动。在图1中，系绳长度L比安装地点处的流体主体9的深度Dmin短。从系绳5附接到锚固装置2的点测量深度Dmin和系绳长度L。Dmin例如由到表面的距离的执照要求(如果有的话)(航道、潜鸟或任何其他要求)和其他地点参数(例如波浪条件)确定。

图1不是必须按比例绘制的，并且旨在示出本公开背后的原理。潜水式发电设备1完全浸没意味着在运载器3和流体主体的表面10之间总是存在最小的空隙深度d。在非操作期间和在低潮下也满足完全浸没的条件。非操作意味着运载器3不沿着预定轨迹6移动。非操作可能由于过低的水流速度而产生，例如当潮汐的方向改变时或者由于阻止运载器沿着预定轨迹移动的其他条件。运载器3在非操作期间仍然可以移动，因为其可以在潮汐上升和下降期间转向，反之亦然。间隙深度d变化，并且在一些情况下由国家或国际规定确定。本实例从用于没有航道从顶部经过的安装地点的5米变化到用于航道从顶部经过的安装地点的20米。

在一个方面中，运载器3的翼部4可以配备有至少一个连接到发电机12的涡轮机11。运载器3通过由流体流7提供动力的流体的运动导致涡轮机11和发电机12旋转，从而在潜水式发电设备1的操作期间发电。运载器3的翼部4可以配备有多于一个的涡轮机11/发电机12构造。涡轮机11/发电机12构造可以附接到翼部4的上侧13或翼部4的下侧14。运载器3的翼部4可以包括至少一个短舱15，涡轮机11和发电机12可以容纳在该短舱中。系统的部件可以替代地构建在翼部中，而龙骨吊舱仅容纳涡轮机/发电机。涡轮机/发电机也可以构建在翼部中。

运载器3还包括将系绳5附接到锚固装置2的支柱16。锚固装置可以定位在深度Dmin处，其中锚固装置通过例如链条、第二系绳等附接到海床。锚固装置2还可以是定位在诸如海床、湖床或河床的底面17上的基座。在这种情况下，底座优选地固定或紧固在适当位置。

运载器3还可以布置成在操作期间以变化的速度或基本上相同的速度在预定轨迹6上移动。这使得能够控制作用在潜水式发电设备1的各个部件上的动力。这通过操作一个或多个控制表面8来控制。或者，调节一个或多个支柱的位置或调节涡轮机速度可用于控制运载器的速度。

系绳5的一部分可以包括元件18，该元件布置成改变或布置成允许改变锚固装置2和运载器3之间的距离。在没有元件的系绳中，运载器3和锚固装置2之间的距离由于系绳5在预定轨迹6上暴露于各种拉伸载荷而改变。拉伸载荷的变化与翼部4的速度以及由此运载器3的速度具有二次方关系。这导致系绳5在预定轨迹6上表现出弹性延长和收缩，从而当系绳5连续地暴露于应力时以不期望的方式改变运载器3和锚固装置2之间的距离。元件18可以布置成在整个预定轨迹6上或在预定轨迹6的部分期间连续地改变或允许改变运载器3和锚固装置2之间的距离。改变意味着元件18是被动的，但是具有预定的特征，例如可以取决于潜水式发电设备1的特性的弹簧常数、潜水式发电设备1的地点和其他设计特征。允许改变意味着元件18可以被主动地控制，使得距离可以在某些参数内调节。两种选择都导致在预定轨迹6的不同部分上和/或之间的速度平滑。速度被定义为当运载器3覆盖预定轨迹6时的运载器3的速率的大小。

对运载器3设定的结构限制是产品成本和总功率输出随时间的优化的结果。翼部4可能需要足够大和足够有效，以在低流速期间提取/转换适当的能量。这种相对较大和有效的翼部4的速度于是在具有更高速度流动的时间期间可能需要限制，以便不超过这种优化的结构限制。

由于例如材料疲劳的原因，减小作用在潜水式发电设备1的各个部件上的力的变化幅度是有利的。出于功率产生的原因，需要考虑速度和所产生的功率之间的立方关系。功率产生很大程度上与速度的立方的积分，即功率曲线下方的面积成比例。通过当较高的力作用在运载器3上时朝向某一平均速度降低速度，在预定轨迹的那些部分处的功率产生将三次幂地降低。这进而将导致相当显著的功率产生损失。相应地，如果速度下降朝着相同的某一平均速度升高，则在那些下降处的功率产生增加将比在降低的峰值期间损失的功率产生小得多。具有降低的速度变化幅度的恒定平均速度将导致降低的功率产生。

通过增加的平均速度，可以实现增加的功率输出，如果速度变化的幅度减小并且速度峰值保持在相同水平，则可以获得该增加的平均速度。这意味着在峰值处没有功率损失，但是在速度曲线的所有其他部分期间功率产生增加。这对于可能需要削减峰值的大潮是有效的。在小潮期间，当可能不需要削减峰值时，功率输出增加将在整个预定轨迹6期间发生。

速度或力曲线可以通过例如更大的翼部4或通过使用具有更高流速的安装地点而升高到更高的平均值。

通过使用元件18以允许运载器3和锚固装置2之间的距离变化而减小速度变化幅度，也可能有利于在小潮和大潮之间具有更大变化的地点上进行经济可行的安装，否则如果运载器3在小潮期间的速度可以升高而在大潮期间的峰值速度不会变得太高，则这种安装将是可能的。

元件18可以构成系绳长度的5％至15％。元件18可以包括以下中的一个或多个：螺旋弹簧或盘簧、盘形弹簧堆、弹性体弹簧或气体弹簧。

此外，通过将换能器(未示出)连接到元件18，通过将由距离变化产生的机械能转换成电能，可以从运载器3和锚固装置2之间的距离变化产生电能。

图2示意性地示出了当锚固装置2是设置在海床上的基座时在非操作期间的根据本发明的潜水式发电设备1。如上所述，非操作意味着运载器3不沿着预定轨迹6移动。运载器3可能由于在周围水中的移动而仍然移动，但是将不产生功率。运载器3将设置成具有净浮力，使得当潜水式发电设备1安装在潮汐区域中时，潜水式发电设备1能够在静水条件下竖直地定位系绳5。浮力通过设计运载器3和系绳5的重量并使其与整个潜水式发电设备1的可用总浮力平衡来实现。或者，潜水式发电设备1可以安装在洋流中或其附近。由于在洋流中的运动的持久性，运载器3的浮力可以与当安装用于潮汐发电时的浮力相同或更低。

在一个方面中，系绳5和运载器3是可以作为一个单元安装和回收的一个组件。在另一方面中，系绳5和运载器3还可以通过位于运载器3和锚固装置2之间某处的接头、联接件等连接。

系绳5可以在整个系绳5的部分或整个系绳5上配备有旋转系绳元件(未示出)，以便降低阻力、保护电缆和/或在系绳5上引入净零升力值，使得能够在无流动或低流动条件下预测潜水式发电设备1的运载器3的运动。

如图2所示，系绳5可释放地附接到锚固联接件19。系绳还通过锚固联接件19可旋转地附接到锚固装置2，并且通过至少一个运载器联接件(未示出)附接到运载器3。替代方案是例如将系绳连接到顶部接头，其中运载器具有两个前支柱和一个后支柱，将系绳连接到顶部接头，其中运载器仅具有前支柱，或者系绳直接连接到短舱。锚固联接件19本身布置成可从锚固装置2释放。锚固联接件19暂时或永久地可移动地附接到从锚固装置2延伸到潜水式发电设备1所安装的流体主体9的表面10的锚线20。锚线20通过首先平行于底面17延伸到重物21而延伸到表面10，该重物固定或压低锚线20的平行于底面17延伸的部分。锚线20从重物21延伸到表面，使得锚固联接件19和系绳5可以被带到表面10和从表面带走。这确保了锚线20在潜水式发电设备的操作期间不与预定轨迹6干涉。或者，整个锚线20可以保持在底面17处或其附近。当运载器3和系绳5需要回收时，可以释放锚线20。或者，可以使用锚固装置2上的绞盘或锚固联接件19来将系绳5和/或运载器3移动到表面10和从表面移走。也可以想到不需要永久线系统的其他系统。

在该实例中，当锚固装置处于深度Dmin处时，该深度Dmin不是海床、湖床或河床，而是在锚固装置的远下方附接到海床，锚线可以保持基本上水平，并且通过锚线附接装置(未示出)与锚固装置隔开一定距离延伸，该锚线附接装置在与锚固装置基本上相同的深度处是中性浮力的，或者也附接到锚固装置的远下方的海床。

锚线的表面端部可以是有浮力的，并且在一个方面中可以包括浮动标记装置22，以便当系绳5和运载器3在维护之后要安装或重新安装时定位锚线20。浮动标记装置22例如可以是浮标、无线电发射器、可见光发射器、GPS标记器等。标记装置的组合可用于进一步简化锚线20的位置。锚固联接件19可通过绞盘或延伸到岸上的线来连接到锚固装置2。

锚固联接件19在一个方面中是有浮力的。在一个方面中，锚固联接件19包括标记装置。

图3示意性地示出了系绳长度L与翼部4的翼展W之间的关系。系绳长度L在翼部4的翼展W的大约2-20倍之间，具体地在翼部4的翼展W的大约3-12倍之间，更具体地在翼部4的翼展W的大约5-10倍之间。

将系绳长度L测量为系绳5在锚固联接件19和运载器3上的该至少一个运载器联接件之间的距离。系绳5通常包括在系绳5和运载器3的翼部4之间的诸如接头、联接件等的附接点。系绳长度L包括附接点和运载器3的翼部4的下侧14上的最低点之间的距离。

翼部4的翼展W是从翼部4的一个翼尖到另一个翼尖测量的，即，当从上方观察翼部4时，翼部4的彼此相距最远的点。如可在图3中看到的，翼部4可以包括小翼23以便减小阻力。小翼23不包括在翼展W的测量中。

权利要求中提到的附图标记不应被视为限制权利要求所保护的内容的范围，并且其唯一功能是使权利要求更容易理解。

如将认识到的，本发明能够在各种明显的方面进行修改，所有这些修改都不偏离所附权利要求的范围。因此，附图和说明书应被认为实际上是说明性的而非限制性的。例如，运载器3不是必须需要配备有用于产生电能的涡轮机11。电能仅可通过附接到元件18的换能器产生。

Claims (15)

1.一种用于产生电力的潜水式发电设备(1)，所述潜水式发电设备(1)包括设置在最小深度Dmin处的锚固装置(2)和具有至少一个翼部(4)的运载器(3)，所述运载器(3)布置成通过至少一个系绳(5)固定到锚固装置(2)，所述系绳通过锚固联接件(19)可旋转地附接到所述锚固装置(2)并且通过至少一个运载器联接件附接到所述运载器(3)，所述运载器(3)布置成在所述潜水式发电设备(1)的操作期间借助于经过所述翼部(4)的流体流(7)沿预定轨迹(6)移动，所述运载器(3)布置成在所述潜水式发电设备(1)的非操作期间停留在基本上在所述锚固装置(2)上方的位置，

其特征在于，所述潜水式发电设备(1)在所述潜水式发电设备(1)的操作和非操作期间完全浸没在流体主体(9)中，并且在于，所述系绳(5)具有在所述翼部(4)的翼展(W)的2至20倍之间、具体地在所述翼部(4)的翼展(W)的3至12倍之间、更具体地在所述翼部(4)的翼展(W)的5至10倍之间的未延伸的系绳长度(L)。

2.根据权利要求1所述的潜水式发电设备(1)，其中，所述锚固装置(2)是布置在海床、湖床或河床上的基座。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的潜水式发电设备(1)，其中，所述系绳(5)的一部分包括一元件(18)，所述元件在所述潜水式发电设备(1)的操作期间布置成改变或布置成允许改变所述锚固装置(2)和所述运载器(3)之间的距离。

4.根据权利要求3所述的潜水式发电设备(1)，其中，所述元件(18)构成所述系绳长度的5-15％。

5.根据权利要求3或4所述的潜水式发电设备(1)，其中，所述元件(18)包括以下中的一个或多个：螺旋弹簧或盘簧、盘形弹簧堆、弹性体弹簧、或气体弹簧。

6.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式发电设备(1)，其中，可释放地附接到所述锚固联接件(19)的所述系绳(5)布置成能从所述锚固装置(2)释放，其中，所述锚固联接件(19)可移动地附接到从所述锚固装置(2)延伸到所述流体主体(9)的表面(10)的锚线(20)，使得所述锚固联接件(19)和所述系绳(5)能被带到所述表面(10)和从所述表面带走。

7.根据权利要求6所述的潜水式发电设备(1)，其中，所述锚固联接件(19)是有浮力的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式发电设备(1)，其中，连接到发电机(12)的至少一个涡轮机(11)附接到所述潜水式发电设备(1)的所述翼部(4)，以在所述潜水式发电设备(1)的操作期间发电。

9.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式发电设备(1)，其中，所述运载器(3)布置成在所述潜水式发电设备(1)的操作期间以变化的速度或基本上相同的速度在预定轨迹(6)上移动。

10.一种用于提供用于产生电力的潜水式发电设备(1)的方法，所述潜水式发电设备(1)包括锚固装置(2)和具有至少一个翼部(4)的运载器(3)，所述运载器(3)布置成通过至少一个系绳(5)固定到所述锚固装置(2)，所述至少一个系绳通过锚固联接件(19)可旋转地附接到所述锚固装置(2)并且通过至少一个运载器联接件附接到所述运载器(3)，所述运载器(3)布置成在所述潜水式发电设备(1)的操作期间借助于经过所述翼部(4)的流体流(7)沿预定轨迹(6)移动，所述运载器(3)布置成在所述潜水式发电设备(1)的非操作期间停留在基本上在所述锚固装置(2)上方的位置，其中，所述方法包括：

-将锚固装置(2)设置在流体主体(9)中的最小深度Dmin处，

-将系绳(5)附接到所述锚固装置(2)，所述系绳(5)连接到所述运载器(3)，

其中，所述系绳(5)具有未延伸的系绳长度，使得所述潜水式发电设备(1)在所述潜水式发电设备(1)的操作和非操作期间完全浸没在流体主体(9)中，并且未延伸的所述系绳长度(L)在所述翼部(4)的翼展(W)的2-20倍之间，具体地在所述翼部(4)的翼展(W)的3-12倍之间，更具体地在所述翼部(4)的翼展(W)的5-10倍之间。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括：

-通过在海床、湖床或河床上提供基座来设置所述锚固装置(2)。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述方法还包括：

-提供系绳(5)，所述系绳具有包括一元件(18)的部分，所述元件在所述潜水式发电设备(1)的操作期间布置成改变或布置成允许改变所述锚固装置(2)和所述运载器(3)之间的距离。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

-为所述系绳(5)提供锚固联接件(19)，所述锚固联接件可释放地附接到所述锚固装置(2)。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

-为所述锚固装置(2)提供锚线(20)，所述锚固装置(2)的联接件可移动地附接到所述锚线。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

-为所述运载器(3)提供至少一个涡轮机(11)，该至少一个涡轮机附接到所述运载器(3)的所述翼部(4)，所述翼部连接到发电机(12)，以在所述潜水式发电设备(1)的操作期间发电。

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