CZ2022345A3 - Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži - Google Patents
Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2022345A3 CZ2022345A3 CZ2022-345A CZ2022345A CZ2022345A3 CZ 2022345 A3 CZ2022345 A3 CZ 2022345A3 CZ 2022345 A CZ2022345 A CZ 2022345A CZ 2022345 A3 CZ2022345 A3 CZ 2022345A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tank
- floating
- water
- pumping
- base
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/08—Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Přečerpávací elektrárna, která obsahuje plovoucí nádrž (4) umístěnou v základní nádrži (3) v prostředí dvou tekutin s rozdílnou hustotou. Přečerpávací elektrárna obsahuje dolní nádrž (5) a horní nádrž (6) umístěné v plovoucí nádrži (4) a dále obsahuje potrubí (14) a energetické soustrojí (13) k přečerpávání tekutiny mezi dolní nádrží (5) a horní nádrží (6). Prostory dolní nádrže (5) obsahující přečerpávanou tekutinu jsou s prostory horní nádrže (6) obsahujícími přečerpávanou tekutinu spojeny prostřednictvím uvedeného energetického soustrojí (13) pomocí potrubí (14), které v dolní nádrži (5) i v horní nádrži (6) ústí do přečerpávané tekutiny. Potrubí (14) s energetickým soustrojím (13) jsou uspořádána pro bezprostřední přepouštění i čerpání tekutiny z horní nádrže (6) do dolní nádrže (5).
Description
Precerpavacf elektrarna s horni a dolni nadrzi v plovouci nadrzi
Oblast techniky
Vynalez se tÿkâ pfecerpâvaci elektrârny s plovouci nâdrzi umistenou v zâkladni nadrzi.
Dosavadni stav techniky
V posledni dobe vÿrazne narùstâ vÿroba elektrické energie z obnovitelnÿch zdrojù energie (OZE), mezi nez fadime slunecni energii, energii ziskanou z vody, vetru, spalovânim biomasy a geotermâlni energii. Tato vÿroba je vsemozne zvyhodnovâna, ale je vice nebo mène zâvislâ na momentâlnich klimatickÿch podminkâch, denni a rocni dobe a elektrickÿ vÿkon je dosti obtizné pfedvidat. U elektrâren na obnovitelné zdroje, zejména u kogeneracnich jednotek, nelze uvazovat o moznosti regulace vÿroby energie podle spotfeby energie v siti, naopak odber elektrické energie z nich ma pfednost pfed elektrarnami na fosilni paliva, coz pùsobi silne destabilizujicim ùcinkem v energetické siti. Zvysuji se vsak pozadavky na zvÿseni efektivnosti vyuzivani techto zdrojù.
Provazanost dnesnich pfenosovÿch siti umoznuje urcitou vzajemnou vÿpomoc regionù pfi pfekonâvâni odberovÿch spicek nebo pfi vÿpadku nekterÿch velkÿch zdrojù energie. Pfetrvâvajici technické odlisnosti jednotlivÿch zemi a jejich rùzné politické orientace vsak nedovoluji fesit tento problém v kontinentalnim mefitku.
Vÿsledkem je velmi napjata situace, kdy hrozi cim dal castejsi i rozsahlejsi vÿpadky v dodavce energie.
Vÿznam akumulace tedy nejen trva, je dokonce nezbytnou podminkou pfechodu k udrzitelné bezuhlikové energetice.
Ùcinnému vyrovnavani disproporci mezi spotfebou a vÿrobou elektrické energie, rychlejsimu rozvoji elektraren na obnovitelné zdroje energie a omezovani provozu elektraren na fosilni paliva zcela zasadnim zpùsobem brani naprostÿ nedostatek ekonomicky a ekologicky vÿhodnÿch akumulâtorù energie s vysokou kapacitou, vÿkonem, ùcinnosti a zivotnosti.
Pfecerpavaci elektrarny jsou rùzného druhu, pfecerpavaji vodu mezi dolni a horni nâdrzi.
Hladina vody v horni nâdrzi je umistena vÿse nez hladina vody v dolni nâdrzi.
Vÿskovâ vzdâlenost mezi horni nâdrzi a dolni nâdrzi pfi pfecerpâvâni mùze bÿt obecne stâlâ nebo promennâ.
U klasické pozemni pfecerpâvaci elektrârny je vzdâlenost mezi horni a dolni nâdrzi stâlâ, obe nâdrze jsou umisteny stabilne na zemském povrchu. Pfi pfecerpâvâni se meni pouze vÿskovÿ rozdil mezi hladinou vody v dolni a horni nâdrzi. Obvykle bÿvâ k dispozici dolni nâdrz a je nutno horni nâdrz vybudovat, coz ovsem obvykle vyzaduje zâbor rozsâhlÿch pozemkù v nedotcené pfirode.
Pfecerpâvaci elektrârny mohou bÿt tvofeny jako plovouci v zâkladni nâdrzi, napf. v jezeru nebo v mofi. Nâdrz je plovouci, jestlize na ni pùsobi vztlak vody v zâkladni nâdrzi a neni stabilne upevnena ke dnu zâkladni nâdrze.
Plovouci nâdrz bÿvâ vytvofena jako dolni nâdrz a zâkladni nâdrz, ve kterém plovouci nâdrz plave, je horni nâdrzi.
- 1 CZ 2022 - 345 A3
Hladina vody v plovouci, dolni nadrzi je situovâna nize nez hladina vody v zakladni nadrzi, tj. v horni nadrzi.
Z tohoto principu vyplÿvâ, ze také dno vyprâzdnené plovouci nadrze je situovâno pod ùrovni nebo nejvÿse v ùrovni hladiny vody v zakladni nadrzi.
Pri precerpâvâni vody mezi plovouci nadrzi a zakladni nadrzi se meni vÿskova poloha plovouci nadrze vûci zakladni nadrzi.
Obvykle se pri precerpâvâni meni také vÿskovÿ rozdil mezi hladinou vody v plovouci nadrzi a v zakladni nadrzi.
Pri plneni plovouci nadrze se prepousti voda ze zakladni nadrze pres turbinu do plovouci nadrze a plovouci nadrz se timto ponoruje. Pri odcerpâvâni vody z plovouci nadrze pomoci cerpadla do zakladni nadrze se plovouci nadrz vynoruje.
Znamé reseni je ve vynalezu WO 2013163979. Plovouci nadrz, kterâ plave na hladine zâkladni nâdrze.
Plovouci nâdrz pritom sestâvâ ze dvou komor - horni a dolni komory, jez jsou pevne konstrukcne spojeny.
Dolni komora je zcela ponorena v zâkladni nâdrzi, s ovzdusim je spojena odvetrâvacim kominem, horni komora je nahore plne otevrenâ do ovzdusi, je vÿskove situovâna v ùrovni hladiny vody v zâkladni nâdrzi.
Obe komory tak soucasne tvori sdruzenÿ plovâk, kterÿ umoznuje plavâni plovouci nâdrze na hladine zâkladni nâdrze.
Obe komory plovouci nâdrze jsou mezi sebou propojeny pomoci svislého kanâlu a turbiny, pricemz voda proudi v tomto svislém kanâlu pouze jednosmerne dolû k turbine.
Horni komora plovouci nâdrze je v ùrovni hladiny vody v zâkladni nâdrzi spojena bocnim kanâlem se zâkladni nâdrzi, horni komora je tak po funkcni strânce soucâsti zâkladni nâdrze. Bocni kanâl je uzaviratelnÿ, aby se plovouci nâdrz pri preplneni horni komory nepotopila.
Pri ponorovâni plovouci nâdrze se horni komora samovolne plni bocnim kanâlem ze zâkladni nâdrze a pri vynorovâni plovouci nâdrze voda samovolne vytékâ bocnim kanâlem z horni komory do zâkladni nâdrze, pricemz v dûsledku hydrodynamického odporu ve vodorovném kanâlu vznikâ vÿskovÿ rozdil mezi hladinou vody v horni komore plovouci nâdrze a hladinou vody v zâkladni nâdrzi, kterÿ je zdrojem ztrât v energetické bilanci precerpâvâni.
Dolni komora je v ùrovni svého dna spojena se zâkladni nâdrzi pomoci bocniho kanâlu a cerpadla, timto bocnim kanâlem proudi voda jednosmerne pouze od cerpadla do zâkladni nâdrze.
Dolni komora plovouci nâdrze je dolni nâdrzi a zâkladni nâdrz je horni nâdrzi. Horni komora plovouci nâdrze je zde soucâsti zâkladni nâdrze, neni vûci dolni komore plovouci nâdrze samostatnou, nezâvislou, plnohodnotnou horni nâdrzi jak pri turbinovém, tak pri cerpacim rezimu, proto se plovouci nâdrz pri precerpâvâni svisle pohybuje.
Precerpâvâni se provâdi mezi zâkladni nâdrzi a dolni komorou v plovouci nâdrzi, kterâ se pri plneni dolni komory vodou ze zâkladni nâdrze v turbinovém rezimu ponoruje a pri odcerpâvâni vody z dolni komory do zâkladni nâdrze se vynoruje.
- 2 CZ 2022 - 345 A3
Zatimco pri cerpacim rezimu je propojeni zakladni nadrze a dolni komory plovouci nadrze primé, bezprostfedni, pri turbinovém rezimu neni propojeni zakladni nadrze a dolni komory plovouci nadrze pres turbinu primé, bezprostfedni, je pferuseno, coz snizuje vyuzitelnÿ hydrostatickÿ spâd:
-plneni horni komory plovouci nadrze vodou ze zakladni nadrze pomoci bocniho kanâlu se zde provâdi volnë, bez energetického vyuziti, pfiëemz v horni komofe se hladina vody spojuje s ovzdusim a tim se pferusuje vodni sloupec mezi hladinou vody v zakladni nâdrzi a hladinou vody v horni komofe,
- z horni komory se voda pfepousti svislym kanâlem pfimo, bezprostfednë, s energetickym vyuzitim pfes turbinu do dolni komory.
Pfi cerpacim provozu je voda odcerpâvâna z dolni komory plovouci nadrze cerpadlem pomoci bocniho kanâlu pfimo, tedy bezprostfednë do zâkladni nâdrze, pfiëemz voda z horni komory odtékâ volnë boënim kanâlem do zâkladni nâdrze bez energetického vyuziti.
Plovouci nâdrz se pfitom vynofuje z dolni do homi provozni polohy.
Hydrostatickÿ spâd (vÿtlaënâ vÿska) je pfi ëerpacim provozu tvofen vÿskovÿm rozdilem mezi hladinou vody v zâkladni nâdrzi a hladinou vody v dolni komofe.
Pfi turbinovém provozu se voda z homi komory plovouci nâdrze pfepousti svislÿm kanâlem do dolni komory pfes turbinu, pfiëemz voda ze zâkladni nâdrze pfitékâ volnë boënim kanâlem do homi komory bez energetického vyuziti.
Plovouci nâdrz se pfitom ponofuje z homi do dolni provozni polohy.
Hydrostatickÿ spâd (vÿtlaënâ vÿska) je pfi turbinovém provozu tvofen vÿskovÿm rozdilem mezi hladinou vody v homi komofe a hladinou vody v dolni komofe.
Znâmé feseni je ve vynàlezu US 2021221351. Stabilni nâdrz je dolni nâdrzi, je umistëna pod hladinou vody v zâkladni nâdrzi, dalsi stabilni nâdrz umistënâ na bfehu zâkladni nâdrze nebo plovouci nâdrz umistënâ na hladinë vody v zâkladni nâdrzi je homi nâdrzi. Energie se akumuluje tak, ze se plyn nebo kapalina z homi nâdrze vtlaëuje do stabilni dolni nâdrze pod hladinou vody. Vÿskovÿ rozdil homi a dolni nâdrze se nemëni.
Znâmé feseni je ve vynàlezu GB 1601398. Jsou zde pouzity tfi nâdrze.
Ve vodë v zâkladni nâdrzi je vlozenâ stabilni nâdrz, kterâ je nahofe volnë odkryta do ovzdusi. Zâkladni nâdrz je v této dvojici homi nâdrzi a vlozenâ stabilni nâdrz je vùëi ni dolni nâdrzi.
Ve vlozené stabilni nâdrzi je ve vodë umistëna svisle pohyblivâ plovouci nâdrz. Vlozenâ stabilni nâdrz je v této dvojici homi nâdrzi a plovouci nâdrz je vùëi ni dolni nâdrzi.
Znâmé feseni je ve vynàlezu CN 206721844. Uzavfenâ stabilni nâdrz umistënâ na dnë mofe, ponofenâ ùplnë nebo ëâsteënë vyënivajici nad hladinu zâkladni nâdrze, je plnëna vodou pfes turbinu umistënou u dna stabilni nâdrze a odsâvâna ëerpadlem umistënÿm na homi plosinë stabilni nâdrze. Stabilni nâdrz slouzi jako dolni nâdrz, zâkladni nâdrz slouzi jako homi nâdrz. Maximâlni rozdil hladin kapaliny je dân pfipustnou saci vÿskou ëerpadla.
Znâmé feseni je ve vynàlezu US 2014033700. Plovouci nâdrz ve funkci dolni nâdrze nebo homi nâdrze, je svisle pohyblivâ v zâkladni nâdrzi, kterâ slouzi odpovidajicim zpùsobem jako homi nebo dolni nâdrz.
V pfipadech, kde je plovouci nâdrz dolni nâdrzi, je souëet vÿtlaëné vÿsky a provozniho zdvihu omezen hloubkou ponoru plovouci nâdrze.
-3 CZ 2022 - 345 A3
V pripadech, kde je plovouci nâdrz horni nâdrzi, je vÿtlacnâ vÿska omezena hloubkou ponoru plovâku (plovouci nâdrze), protoze nâdrz na vodu navazuje bezprostredne na plovâk.
Znâmé reseni je ve vynâlezu WO 2016128962. Plovouci, vÿskove nepohyblivâ kompresorovâ stanice vhâni stlacenÿ vzduch do stabilni ponorné nâdrze umistené na dne more, pricemz z této stabilni ponorné nâdrze vytlacuje vodu do more. Stabilni ponornâ nâdrz je dolni nâdrzi, more je horni nâdrzi. Pretlak vzduchu, tj. vÿtlacnâ vÿska jsou dâny hloubkou ponoru stabilni ponorné nâdrze.
Nevÿhodou techto reseni s plovouci nâdrzi je, ze plovouci nâdrz je namâhâna velkÿm vnejsim pretlakem vody a musi bÿt patricne zesilena, coz znacne zvysuje jeji hmotnost a tim i cenu. Krome toho dané usporâdâni umoznuje vyuzivat pri precerpâvâni vÿskovÿ rozdil hladin vody nanejvÿs teoreticky do hodnoty odpovidajici hloubce zâkladni nâdrze, cimz jsou omezeny kapacitni moznosti plovouci nâdrze.
Ùkolem vynâlezu je rozsirit moznosti akumulovâni potenciâlni energie v precerpâvacich elektrârnâch s plovouci nâdrzi, které by bylo mozno umistit zejména v jezerech vytvorenÿch tezbou hornin nebo pûsobenim ledovcû.
Podstata vynâlezu
Uvedenÿ problém resi vynâlez precerpâvaci elektrârny, kterâ obsahuje plovouci nâdrz umistenou v zâkladni nâdrzi v prostredi dvou tekutin s rozdilnou hustotou, pricemz precerpâvaci elektrârna obsahuje dolni nâdrz a horni nâdrz, a dâle obsahuje potrubi a energetické soustroji k precerpâvâni tekutiny mezi dolni nâdrzi a horni nâdrzi, pricemz plovouci nâdrz obsahuje dolni nâdrz a horni nâdrz, pricemz prostory dolni nâdrze obsahujici precerpâvanou tekutinu jsou s prostory horni nâdrze obsahujicimi precerpâvanou tekutinu spojeny prostrednictvim energetického soustroji pomoci potrubi, které v dolni nâdrzi i v horni nâdrzi ùsti do precerpâvané tekutiny, pricemz potrubi s energetickÿm soustrojim jsou usporâdâna pro bezprostredni prepousteni tekutiny z horni nâdrze do dolni nâdrze, jejiz podstatou je, ze potrubi s energetickÿm soustrojim jsou usporâdâna pro bezprostredni cerpâni tekutiny z dolni nâdrze do horni nâdrze.
Bezprostredni (tj. primé) cerpâni tekutiny z dolni nâdrze do horni nâdrze mâ za vÿsledek uzavrenost precerpâvaciho okruhu v plovouci nâdrzi mimo zâkladni nâdrz. Nevyuzivâ se tedy primo tekutina v zâkladni nâdrzi (napr. sladkâ nebo morskâ voda), coz zajist’uje delsi zivotnost precerpâvané elektrârny a odolnost vûci korozi. Pro bezprostredni prepousteni tekutiny z horni nâdrze do dolni nâdrze, ve srovnâni s prepoustenim tekutiny ze zâkladni nâdrze samospâdem pres horni nâdrz do dolni nâdrze, se do ùvahy pri vÿpoctu hydrostatickÿch pomerû bere hladina tekutiny v horni nâdrzi, a nikoliv v zâkladni nâdrzi. Stejne tak pro bezprostredni cerpâni tekutiny z dolni nâdrze do horni nâdrze, ve srovnâni s cerpânim tekutiny z dolni nâdrze do zâkladni nâdrze, se do ùvahy pri vÿpoctu hydrostatickÿch pomerû bere hladina tekutiny v horni nâdrzi, a nikoliv v zâkladni nâdrzi, coz zajist’uje vyssi vÿkon a lépe riditelné hydrostatické pomery v precerpâvaci elektrârne.
Pohyb plovouci nâdrze v zâkladni nâdrzi se uskutecnuje na rozhrani dvou pracovnich tekutin s rozdilnou hustotou. Z dûvodu gravitace se ridsi, a tedy lehci tekutina zdrzuje nad hladinou hustsi a tedy tezsi tekutiny a plovouci nâdrz pluje na hladine tezsi tekutiny v zâkladni nâdrzi.
- 4 CZ 2022 - 345 A3
Tekutinami s rozdilnou hustotou jsou s vyhodou kapalina jako tekutina s vetsi hustotou (dale jen kapalina) a plyn jako tekutina s mensi hustotou (dale jen plyn). Kapalinou je s vyhodou voda, plynem je s vyhodou vzduch.
Plovouci nâdrz je s vyhodou tvorena nâsledujicimi castmi, pri razeni zdola:
- plovâk,
- dolni nâdrz,
- mezikus,
- horni nâdrz.
Plovâk je nosnou câsti celé plovouci nâdrze, je situovân pod ùrovni hladiny zâkladni nâdrze, a je nadlehcovân vztlakem vody, ktery pûsobi na ponorenou câst plovâku.
Mezikus je spojovaci câsti mezi dolni a horni nâdrzi.
Dolni nâdrz, horni nâdrz a mezikus mohou byt umisteny v rûzné vysce vûci plovâku, s vyhodou mohou byt plne umisteny nad ùrovni hladiny vody v zâkladni nâdrzi, tj. nad plovâkem.
Dolni nâdrz, horni nâdrz a mezikus mohou byt umisteny câstecne nebo plne pod ùrovni hladiny vody v zâkladni nâdrzi, s vyhodou primo v prostoru plovâku. Pak tim také prejimaji funkci a zatizeni plovâku.
Pri situovâni dolni, pripadne i horni nâdrze pod ùrovni hladiny vody v zâkladni nâdrzi, je plovouci nâdrz pomerne stabilnejsi proti prevrâceni, avsak v dûsledku vnejsiho hydrostatického tlaku vody pûsobiciho na ponorené câsti plovouci nâdrze musi mit tato plovouci nâdrz velkou tlousfku sten a dna, coz plovouci nâdrz znacne prodrazuje, nebo musi vnitrni pretlak odcerpané vody nahrazovân pretlakem plynu, kterym se plovouci nâdrz musi plnit, aby se vykompenzoval vnejsi hydrostaticky pretlak vody.
Krome toho usporâdâni s umistenim horni nâdrze do prostoru plovouci nâdrze pod ùrovni hladiny vody v zâkladni nâdrzi umoznuje vyuzivat pri precerpâvâni pouze vyskovy rozdil hladin vody nanejvys teoreticky do hodnoty odpovidajici hloubce zâkladni nâdrze, cimz jsou vyrazne omezeny kapacitni moznosti plovouci nâdrze.
Situovânim dolni nâdrze pod ùroven hladiny vody v zâkladni nâdrzi se také komplikuje pristup k energetickym soustrojim, kterâ musi byt umistena v ùrovni dna dolni nâdrze, aby nedochâzelo k pretrzeni vodniho sloupce v podtlakové câsti vodniho potrubi a energetickych soustroji.
Plovouci nâdrz mûze byt sestavena s vyhodou z mnoziny modulû, které jsou spojeny svislymi a vodorovnymi vyztuhami tak, aby byla zajistena dostatecnâ tuhost a pevnost plovouci nâdrze. Moduly taktéz s vyhodou obsahuji plovâk, dolni nâdrz, mezikus a horni nâdrz.
Jednotlivé câsti plovouci nâdrze jsou namâhâny predevsim zâkladnim namâhânim, které je tvoreno rûznou kombinaci vnitrniho a vnejsiho pretlaku a svislym zatizenim od vâhy vodni nâplne a od vlastni vâhy materiâlu. Svislou reakci je vztlak pûsobici na modul odpovidajici hloubce ponoreni plovâku do vody v zâkladni nâdrzi.
Pri precerpâvâni plave plovouci nâdrz v zâkladni nâdrzi stâle ve stejné hloubce, jako celek se svisle nepohybuje, protoze se celkovâ hmotnost plovouci nâdrze nemeni, voda se pouze precerpâvâ mezi dolni a horni nâdrzi uvnitr plovouci nâdrze.
Zâkladni namâhâni plovâku je tedy konstantni, zâkladni namâhâni ostatnich câsti je cyklické z dûvodu precerpâvâni vody mezi dolni a horni nâdrzi.
- 5 CZ 2022 - 345 A3
Horni nadrz je dimenzovâna hlavne na vnitrni pretlak vody odpovidajici vÿsce horni nadrze.
Plovâk je câst modulu, kterâ je z vetsi câsti ponorena v zâkladni nâdrzi a jeho vztlakem je urcena vâha vsech câsti modulu. Plovâk je tlakovâ nâdoba, s vÿhodou uzavrenâ tlakovâ nâdoba, je namâhâna predevsim vnejsim pretlakem vody a vâhou nesenÿch câsti modulu. Bocni vnejsi pretlak vody pûsobici na steny plovâku se lineârne zvysuje s hloubkou ponoreni plovâku.
Plovâky jsou s vÿhodou plneny plynem, s vÿhodou inertnim plynem, kterÿ omezuje korozi materiâlu plovâku.
V zâjmu co nejvetsi kapacity plovouci nâdrze je nutné, aby konstrukce modulû byla co nejlehci a tim, aby jejich vÿska mohla bÿt co nejvyssi.
Plovâk je proto s vÿhodou plnen plynem tak, aby byl jeho vnitrni pretlak co nejvice vyrovnân s nejvetsim vnejsim pretlakem vody pri ponoreni v zâkladni nâdrzi. Plovâk pak nemusi bÿt tak dûkladne vyztuzen jako pri jednostranném zatizeni vnejsim pretlakem a mûze bÿt podstatne lehci.
Pri vetsich hloubkâch je vÿhodné vÿskove rozdelit plovâk na vice oddilû, které jsou mezi sebou oddeleny tlakovou prepâzkou, s vÿhodou ve tvaru klenutého dna.
Kazdÿ oddil plovâku, jinak téz segment, je plnen plynem s vÿhodou na vnitrni pretlak, kterÿm je co nejvice vyrovnân vnejsi pretlak vody odpovidajici jeho nejvetsi konkrétni hloubce ponoreni v zâkladni nâdrzi.
S rostouci hloubkou umisteni jsou tedy segmenty plneny na vyssi vnitrni pretlak, kterÿ je vyrovnân s vnejsim pretlakem, a tlousfka steny segmentû mûze bÿt podstatne mensi, nez kdyby byl v celém plovâku jednotnÿ vnitrni pretlak odpovidajici maximâlni hloubce ponoreni v zâkladni nâdrzi. Tim se dâle vÿrazne snizuje vâha plovâku.
Vnitrni pretlak plovâku a jeho segmentû mûze bÿt s vÿhodou vyssi nez vnejsi pretlak vody odpovidajici jejich nejvetsi konkrétni hloubce ponoreni v zâkladni nâdrzi, coz zvysuje odolnost plovâku a jeho segmentû vûci nahodilému vnejsimu pretizeni nârazem do dna nebo vûci sabotâzim.
V hornich dnech segmentû je vÿhodné vytvorit prestupni pretlakové komory pro moznost vstupu pracovnikû ùdrzby do segmentû s rozdilnÿm pretlakem. Komory musi bÿt opatreny spolehlivÿmi uzâvery, které zabrâni propousteni vÿplnového plynu mezi segmenty.
Dolni nâdrz je dimenzovâna na vnitrni pretlak vody odpovidajici vÿsce dolni nâdrze.
Je vÿhodné, aby dolni nâdrz mohla pojmout vsechnu vodu z horni nâdrze, a navic vsechnu vodu z vodniho potrubi.
Dolni a horni nâdrz maji tlousfku sten s vÿhodou odstupnovanou podle hydrostatického tlaku své vodni nâplne.
Horni dna dolni i horni nâdrze mohou mit podstatne mensi tlousfku steny, protoze nejsou plne zatizena hydrostatickÿm tlakem vody tak jako dolni dna.
Horni i dolni nâdrz jsou s vÿhodou vybaveny v hornim dnu odvetrâvacim potrubim, aby bylo zabrâneno nezâdoucimu zvÿseni vnitrniho pretlaku pri plneni nâdrzi nebo nezâdoucimu podtlaku pri vypousteni nâdrzi.
S vÿhodou je odvetrâvaci potrubi horni a dolni nâdrze propojeno, takze je zabrâneno odparovâni
- 6 CZ 2022 - 345 A3 vodni nâplne v plovouci nâdrzi a tim i tvorbe minerâlnich usazenin na vnitrnich stenâch nadrzi. Nâpln vody v nâdrzich pak nemeni svou hmotnost a lze snadno stabilizovat a kontrolovat jeji cistotu a chemické slozeni. Vÿhodne jsou propojena odvetrâvaci potrubi vsech modulû, cimz se usnadnuje vyrovnavani hladin vody pri nerovnomerném plneni a vyprazdnovâni nâdrzi vodou.
Pouzitim inertniho plynu pro vyplneni prostoru nad hladinou vody v nadrzich lze s vÿhodou zabranit nezadoucimu mnozeni flôry a fauny a tim zvysovani hustoty vody a opotrebeni hydraulickÿch zarizeni a rozvodû.
Z uvedenÿch dûvodû témer odpada nutnost cisteni sten nâdrzi a potrubi od organickÿch i anorganickÿch nanosû.
Mezikus spojuje dolni a horni nâdrz. Je zatizen hlavne svislou silou od vâhy horni nâdrze s naplni vody.
Pri kÿvani plovouci nâdrze na hladine vody v zakladni nâdrzi v dûsledkû narazû silného vetru vznika v modulech také promenlivé ohybové namahani pûsobenim rozdilného vztlaku na ponorenou a vynorenou cast plovouci nâdrze.
Konstrukce plovouci nâdrze mûze bÿt pri dobrém vyuziti pevnosti materiâlu relativne lehkâ a vÿtlacnâ vÿska mezi dolni a horni nâdrzi pak mûze dosahovat stovek metrû.
Moduly jsou mezi sebou vÿhodne spojeny svislÿmi a vodorovnÿmi vÿztuhami a vzâjemnâ vzdâlenost modulû je s vÿhodou volena tak, aby umoznila râdnou kontrolu vnejsich sten modulû.
Nâdrze a plovâky jsou vystaveny pûsobeni vody, proto je vhodné je vyrobit z materiâlu odolného korozi.
Mezikus neni plnen vodou, ani neni ponoren v zâkladni nâdrzi a neni tedy vystaven primému korozivnimu pûsobeni vody, je mozno jej vyrobit z levnejsiho materiâlu, méne odolného proti korozi. S vÿhodou jsou mezikusy po obvodu plovouci nâdrze nebo alespon obvodové câsti mezikusû provedeny z materiâlu odolného korozi.
S vÿhodou jsou mezikusy tvoreny prihradovou konstrukci, kterou je vÿhodné opatrit ochrannÿm nâterem. Prihradovâ konstrukce klade mensi odpor proti vetru, takze plovouci nâdrz neni tak nâchylnâ ke kÿvâni na hladine zâkladni nâdrze.
S vÿhodou je prihradovâ konstrukce opatrena obvodovÿm plâstem, kterÿ umoznuje naplnit vnitrni prostor inertnim plynem pro omezeni koroze prihradové konstrukce. Obvodovÿ plâst’ je s vÿhodou zhotoven z materiâlu odolného korozi.
Obvodovÿmi svislÿmi a vodorovnÿmi vÿztuhami je vsak vÿhodné utesnit prostor mezi nâdrzemi na vodu, jakoz i celÿ prostor mezikusû, a naplnit tyto prostory inertnim plynem za ùcelem omezeni koroze materiâlu nâdrzi a mezikusû.
Vodorovné vÿztuhy mezi plovâky jsou s vÿhodou opatreny otvory, aby umoznily svislé protékâni vody kolem plovâkû a rovnez svislé vÿztuhy mezi plovâky v horni câsti plovâkû jsou s vÿhodou opatreny otvory, aby umoznily vodorovné protékâni vzduchu mezi plovâky nad hladinou vody pri kÿvâni plovouci nâdrze na hladine zâkladni nâdrze.
Prostor mezi plovâky v horni câsti plovâkû po odvodu plovouci nâdrze je s vÿhodou opatren uzaviratelnÿmi otvory pro odvzdusneni pri pocâtecnim ponorovâni plovâkû pri montâzi a pri prvotnim plneni dolni nâdrze vodou ze zâkladni nâdrze.
Pri dalsim provozu je vÿhodné tyto otvory uzavrit, aby nedochâzelo k odparovâni vody v tomto
- 7 CZ 2022 - 345 A3 prostoru a k omezeni tvorby minerâlnich usazenin na vnejsich stenâch modulù.
Prostor mezi plovâky nad hladinou vody je vÿhodné naplnit inertnim plynem jako prostor nadrzi a mezikusù, aby se omezila koroze dotcené casti plovâkù.
Slozeni a tlak plynové nâplne v modulech a v prostoru mezi nimi je vÿhodné kontinuâlne kontrolovat pomoci mericich pristrojù, cimz je mozno vcas zjistit netesnosti v konstrukci a operativne zajistit odstraneni zâvady.
V plovouci nâdrzi je vÿhodné instalovat trvalé rozvody inertniho plynu pro moznost operativniho doplneni nebo vÿmeny naplne plynu k zajisteni maximalni spolehlivosti, bezpecnosti a celkové zivotnosti konstrukce modulù.
Nâdrze, mezikusy a plovâky, pripadne i odvetrâvaci potrubi, jsou s vÿhodou opatreny pojistnÿmi ventily, které brâni prekroceni bezpecného pretlaku nebo podtlaku plynu, aby nemohlo dojit k poskozeni câsti plovouci nâdrze.
Dolni a horni nâdrze jsou prostrednictvim vodniho potrubi propojeny s energetickÿm soustrojim.
Energetické soustroji je s vÿhodou umisteno mimo plovouci nâdrz, napr. na brehu zâkladni nâdrze nebo na pontonu plujicim v zâkladni nâdrzi vedle plovouci nâdrze, a je s plovouci nâdrzi propojeno pomoci ohebného vodniho potrubi, které umoznuje kompenzovat vzâjemné pohyby mezi energetickÿm soustrojim a plovouci nâdrzi pri kÿvâni na hladine vody v zâkladni nâdrzi.
Energetické soustroji je s vÿhodou umisteno na plovouci nâdrzi.
Ke dnu kazdé dolni a horni nâdrze na vodu je s vÿhodou pripojena potrubni odbocka k vodorovnému sbernému vodnimu potrubi, které tvori potrubni sif pod dolnimi a pod hornimi nâdrzemi.
Obe vodorovné site sberného vodniho potrubi jsou po obvodu plovouci nâdrze napojeny na svislé vodni potrubi, které je pripojeno k energetickÿm soustrojim. Svislé vodni potrubi mùze mit tlousfku steny odstupnovanou podle hydrostatického tlaku.
Potrubni odbocky pod nâdrzemi jsou opatreny uzâvery, s vÿhodou regulacnimi, aby bylo mozno regulovat prùtok vody k energetickÿm soustrojim a napomâhat k vyvâzeni plovouci nâdrze.
Energetické soustroji obsahuje s vÿhodou cerpadlo a turbinu samostatne a/nebo s vÿhodou reverzni turbinu.
K precerpâvâni je vÿhodné pouzit soupravu mensich energetickÿch soustroji, jelikoz maji mensi velikost, kterâ umoznuje snadnejsi pnzpùsobeni provozovaného vÿkonu potrebâm energetické site, lepsi vyvâzeni plovouci nâdrze a jednodussi manipulaci pri montâzi a opravâch.
Jednotlivâ energetickâ soustroji je vÿhodné rozmistit po obvodu plovouci nâdrze, aby k nim byl jednodussi pristup.
S vÿhodou jsou energetickâ soustroji umistena v samostatnÿch modulech s vlastnimi plovâky, pripojenÿch k modulùm s nâdrzemi na vodu, takze lze snadneji vyresit jejich vyvâzeni a pristupnost energetickÿch soustroji pro montâz a ùdrzbu. Câstecnÿm umistenim energetickÿch soustroji pod ùrovni hladiny vody v zâkladni nâdrzi lze s vÿhodou tlumit sireni hluku od energetickÿch soustroji do okoli.
Pri precerpâvâni se plynule meni vÿskovÿ rozdil hladin mezi dolni nâdrzi a horni nâdrzi - pri plneni horni nâdrze se vÿskovÿ rozdil hladin zvysuje, pri vypousteni horni nâdrze se vÿskovÿ
- 8 CZ 2022 - 345 A3 rozdil hladin snizuje. Vzhledem k vysoké vÿtlacné vÿsce cini tento rozdil jen nekolik procent prùmerné vÿtlacné vÿsky, takze by nemel klâst zvÿsené nâroky na regulaci vÿkonu energetického soustroji.
Je vÿhodné provozovat energetickâ soustroji v pârech z protilehlÿch stran plovouci nâdrze kvùli vyvâzeni plovouci nâdrze pri plneni a vyprazdnovâni prislusnÿch hornich nâdrzi na vodu, i kdyz budou vsechny nâdrze na vodu mezi sebou propojeny potrubni siti.
Elektrické propojeni energetickÿch soustroji s elektrickÿm zarizenim na brehu zâkladni nâdrze je s vÿhodou provedeno pohyblivÿmi kabely, k jejich uchyceni lze s vÿhodou vyuzit plovouci vodici râm.
Plovouci nâdrz musi bÿt dostatecne stabilni na hladine zâkladni nâdrze, proto je vÿhodné plne vyuzit sirku zâkladni nâdrze a plovouci nâdrz zhotovit co nejsirsi.
V rozlehlÿch a hlubokÿch zâkladnich nâdrzich, napr. v prostoru vytezenÿch povrchovÿch dolù nebo v mori, a pri optimâlnim vyuziti pevnosti materiâlu lze plovouci nâdrz pohodlne stavet s velkou vÿtlacnou vÿskou a s velkÿm prùmerem ve stovkâch metrù, avsak je nutné zajistit dostatecnou sirku plovouci nâdrze pro dosazeni bezpecné stability plovouci nâdrze v silném vetru.
Pfecerpâvaci elektrârna tohoto provedeni je tedy vhodnâ predevsim pro velké vÿkony a velké kapacity v jednotkâch az stovkâch GWh.
I pri malé plose zâkladni nâdrze lze plovouci nâdrz vystavet vysokou, ale je nutno zajistit jeji stabilitu na hladine zâkladni nâdrze vÿhodne pomocnou konstrukci ukotvenou ke brehu zâkladni nâdrze.
Vÿkonnou precerpâvaci elektrârnu lze vsak ziskat i tehdy, kdyz je k dispozici nekolik mensich jezer rozmistenÿch blizko sebe. V kazdém jezeru bude postavena câst plovouci nâdrze s optimâlni vÿskou odpovidajici hloubce jezera, pricemz tyto câsti budou vzâjemne spojeny a vytvori dostatecne stabilni konstrukci.
Pri projektovâni plovouci nâdrze je soucasne nutno pamatovat na dostatecnou rezervni hloubku ke dnu zâkladni nâdrze, aby nedoslo k poskozeni plovâku nârazem do dna zâkladni nâdrze v dùsledku kÿvâni plovouci nâdrze pùsobenim silného vetru.
Mnozstvi vody v jezere je nutno doplnovat pri vetsim odparovâm, aby byla dodrzena vyuzitelnâ hloubka pro bezpecné provozovâni plovouci nâdrze.
Pro ùcely plovouci nâdrze je vyuzitelnâ jen ta câst z celkové hloubky zâkladni nâdrze, kterâ zbÿvâ po odecteni rezervni hloubky. Jedna câst vyuzitelné hloubky je vyuzita pro ponor plovâku pri prâzdné plovouci nâdrzi, pricemz odpovidajici objem vody bude ze zâkladni nâdrze vytlacen, pokud mâ zùstat celkovâ hloubka zâkladni nâdrze na pùvodni hodnote. Druhâ câst vyuzitelné hloubky je vyuzita pro zvÿseni ponoru plovâku jednorâzovÿm prevedenim, nacerpânim vody ze zâkladni nâdrze do dolni nâdrze v plovouci nâdrzi.
Na pomeru konstrukcni vÿsky nâdrzi na vodu a ponoru plovâku zâvisi kapacita plovouci nâdrze a hmotnost materiâlu pouzitého pro zhotoveni plovouci nâdrze, v dùsledku pak investirai nârocnost plovouci nâdrze.
Pro ùcely plovouci nâdrze je vÿhodné vyuzivat co nejvetsi câst plochy a hloubky zâkladni nâdrze.
Plovouci nâdrz mùze bÿt vÿhodne sestavena z modulù s jednotnou hloubkou ponoru plovâkù, a
- 9 CZ 2022 - 345 A3 tedy s jednotnou stavebni vÿskou modulù podle zvolené hloubkové ùrovne v zakladni nadrzi. Cim hlubsi ùroven pro hlubsi ponoreni plovakù je zvolena, tim bude mit plovouci nadrz mensi plochu, protoze plochy hloubkovÿch ùrovni zakladni nadrze se ke dnu zakladni nadrze zmensuji. Se zmensujici se plochou a zvysujici se hloubkou vsak klesa stabilita plovouci nadrze, ktera tedy musi mit mensi vÿtlacnou vÿsku a tim se mùze nepriznive zvysovat merna cena, investirai narocnost plovouci nadrze. Vsechna energeticka soustroji u této plovouci nadrze mohou bÿt stejného vÿkonu, protoze vsechna maji stejnou vÿtlacnou vÿsku.
Plovouci nadrz mùze bÿt vÿhodne sestavena z modulù s rùznou hloubkou ponoru plovakù podle hloubkového profilu zakladni nadrze, a tedy s rùznou stavebni vÿskou modulù, takze pro ùcely plovouci nadrze mùze bÿt vyuzita nejen témer cela sirka, ale i témer cela hloubka zakladni nadrze, tj. témer celÿ objem zakladni nadrze. Tato konstrukce umoznuje, aby osa teziste plovouci nadrze byla totozna s osou vztlaku plovouci nadrze. Pritom, vzhledem k velké sirce plovouci nadrze, mùze bÿt dobre zajistitelna jeji stabilita i pri velké stavebni vÿsce modulù s hlubsim ponorem plovakù.
Pro kazdou skupinu modulù se stejnou stavebni vÿskou mùze bÿt k dispozici odpovidajici skupina energetickÿch soustroji se stejnou vÿtlacnou vÿskou. Plneni a vyprazdnovani nadrzi rùzné vÿsky je vÿhodné provadet soucasne a proporcionalne, aby se minimalizovalo smykové napeti ve vÿztuhach mezi moduly rùzne zatizenÿmi.
Dolni dna plovakù rùzné vÿsky jsou s vÿhodou opatrena otvory s uzavery pro moznost zavodneni vnitrniho prostoru plovakù k vyrovnani polohy plovouci nadrze napr. behem montaze nebo pri opravach, prip. pri poruse plovouci nadrze.
Plovouci nadrz je na hladine zakladni nadrze s vÿhodou zajistena vodicim ramem, kterÿ obklopuje plovouci nadrz po celém jejim obvodu.
Vodici ram ma s vÿhodou plovouci cast a kotvici cast, jez jsou kloubove spojeny mezi sebou. Kotvici cast je s vÿhodou kloubove uchycena v zakladech na brehu zakladni nadrze.
Vodici ram slouzi predevsim ke stabilizaci plovouci nadrze proti vodorovnému pohybu na hladine vody v zakladni nadrzi, dovoluje volné kÿvani plovouci nadrze pùsobenim vetru a je ukotven ke brehu zakladni nadrze tak, aby umoznil radnou funkci plovouci nadrze v ramci pripustnÿch vÿskovÿch zmen hladiny vody v zakladni nadrzi.
Vodici ram s vÿhodou slouzi také:
- jako pristupova plosina pro pracovniky obsluhy a ùdrzby,
- jako dopravni cesta pro prepravu materialu pri ùdrzbe a opravach zejména energetickÿch zarizeni,
- jako montazni plosina pri ùdrzbe a montazi plovouci nadrze, zejména energetickÿch zarizeni,
- pro neseni a vedeni pohyblivÿch kabelù k energetickÿm zarizenim, k ovladacim a regulacnim armaturam, k mericim a zabezpecovacim pristrojùm a zarizenim),
- pro neseni pomocnÿch elektrickÿch zarizeni a rozvodù (montazni zarizeni venkovni i vnitrni pro zvedani nakladù a dopravu osob, osvetleni, pripojky k napajeni elektrickÿch nastrojù a pristrojù, rozmrazovani v zimnim obdobi),
- pro neseni rozvodù inertniho plynu k plneni modulù.
Vodici ram je s vÿhodou vybaven:
- zabradlim s lemy u podlahy proti padu lidi a predmetù z vodiciho ramu do vody,
- kolejemi pro kolejovou dopravu nakladù a materialu,
- vratky pro tazeni kolejovÿch vozidel po kolejich,
- osvetlenim,
- 10 CZ 2022 - 345 A3
- bezpecnostnim vybavenim a prostredky pro zâchranu osob pri pâdu z vodiciho râmu do vody (zâchranné cluny a pâsy),
- kotvicim, manipulacnim a pristupovÿm zarizenim pro preklâdâni materiâlu a osob mezi vodicim ramem a vodnimi cluny.
Sirka vodiciho ramu je s vÿhodou dostatecnâ pro dve kolejové trate vedle sebe k nezâvislé doprave po kazdé koleji.
Doprava je s vÿhodou zajistena pro plynulÿ pohyb kolejovÿch vozidel ze dvou mist na brehu na vodici ram a po celém jeho obvodu s nekolika vÿhybkami pro moznost prejezdu mezi tratemi v pripade nutnosti.
Koleje jsou s vÿhodou zapusteny v podlaze.
Vodici ram s vÿhodou umoznuje také pohyb kolovÿch vozidel s pneumatikami.
Ke stabilizaci plovouci nâdrze proti vodorovnému pohybu na hladine vody v zakladni nâdrzi a k vedeni plovouci nadrze pri svislém pohybu je vodici ram s vÿhodou vybaven odpruzenÿm kolovÿm vedenim a pevnÿm vedenim.
Na obvodové rade modulû jsou s vÿhodou nainstalovany nejméne dva vÿtahy pro dopravu osob a nakladû na horni plosinu plovouci nâdrze.
Plovouci nâdrz mûze bÿt s vÿhodou vytvorena se souvislÿm dnem, cimz se zvetsi vztlak plovâkové câsti a celÿ vnitrni prostor plovâkové câsti bude chrânen proti ùcinkûm vody v zâkladni nâdrzi, kde zejména slanâ voda mâ zvlâste silné korozni ùcinky.
S vÿhodou je souvislé dno vytvoreno tak, ze jsou utesneny mezery mezi dny plovâkû jednotlivÿch modulû, s vÿhodou je utesneni zhotoveno ze stejného materiâlu, ze kterého jsou zhotoveny plovâky.
I v pripade souvislého dna je vÿhodou plneni jednodilného i vÿskove vicedilného prostoru plovâkové câsti uvnitr i vne plovâkû vnitrnim pretlakem plynu, s vÿhodou inertniho, které umozni odlehceni sten plovâkové câsti.
Uvedenâ konstrukce plovâkû umozni také vyuzit prostor mezi dolnimi a hornimi nâdrzemi k naplneni vodou.
Vÿhodou tohoto provedeni je tedy vetsi vyuziti objemu zâkladni nâdrze a celkového objemu plovouci nâdrze k precerpâvacim ùcelûm, aniz by doslo ke zmene stability plovouci nâdrze na hladine vody v zâkladni nâdrzi.
Plovouci nâdrz umistenâ v mori mûze bÿt s vÿhodou naplnena sladkou vodou z reky nebo z jezera.
Pro kontrolu, cistern a opravy modulû z vnitrni i vnejsi strany je vÿhodné vytvorit uzaviratelné kontrolni otvory v hornich nebo i v dolnich dnech, pripadne v bocnich stenâch nebo ve vodorovnÿch vÿztuznÿch pâsnicich nebo plosinâch nâdrzi na vodu, mezikusû a plovâkû, které umozni vstup pracovnikû a pouziti nezbytnÿch pracovnich prostredkû a pristrojû.
Pro usnadneni prâce uvnitr modulû je vhodné u techto kontrolnich otvorû upravit ùchyty pro kotveni prenosnÿch kontrolnich, cisticich, opravârskÿch a dopravnich zarizeni.
Vnejsi povrch plovouci nâdrze je s vÿhodou opatren nâterem proti korozi a s vÿhodou plâstem se zvÿsenou balistickou odolnosti.
- 11 CZ 2022 - 345 A3
Bocni steny a horni plosina mohou bÿt vyuzivany s vÿhodou pro ùcely sportu ci rekreace, pripadne pro dalsi ùcely, zejména pro umisteni slunecni a/nebo vetrné elektrârny, jejiz energie mùze bÿt hned uklâdâna v precerpâvaci elektrârne.
Horni nâdrze na vodu mohou bÿt s vÿhodou usporâdâny vÿskove tak, ze budou mit horni hrany zarovnâny do stejné ùrovne, cimz vytvori rozlehlou rovnou plosinu. Pokud bude tato plosina dostatecne zpevnena, mùze tvorit napr. pristâvaci drâhu.
Je ovsem nutno uvâzit, ze kazdé pridané zatizeni plovouci nâdrze bude znamenat câstecné omezeni elektrické kapacity elektrârny.
Precerpâvanâ voda se v dùsledku ztrât odporem a proudenim v energetickém soustroji a v potrubi zahrivâ. Znacnâ câst vzniklého tepla se odvâdi vnejsim povrchem plovouci nâdrze do okoli. Zbylou câst vzniklého tepla je vÿhodné pouzivat zejména v zimnim obdobi k vytâpeni bytù i nebytovÿch prostorù v okolnich obcich cirkulaci precerpâvané vody bud primo nebo s prihnvâmm pomoci biomasy, zemniho plynu, elektriny nebo prostrednictvim tepelnÿch cerpadel.
Vzhledem k tomu, ze plovouci nâdrz se mùze na hladine zâkladni nâdrze kÿvat, je vodni potrubi plovouci nâdrze spojeno s topnÿm potrubim k vytâpeni bytù vÿhodne pomoci ohebného potrubi.
Pri optimâlnim vyuziti pevnosti materiâlu lze plovouci nâdrze s nâdrzemi situovanÿmi nad hladinou vody v zâkladni nâdrzi stavet s velkou vÿskou i ve stovkâch metrù, avsak je nutné zajistit dostatecnou sirku plovouci nâdrze pro dosazeni bezpecné stability plovouci nâdrze v silném vetru. Precerpâvaci elektrârna tohoto provedeni je tedy vhodnâ predevsim pro velké vÿkony a kapacity.
V rozlehlÿch a hlubokÿch zâkladnich nâdrzich, napr. v prostoru vytezenÿch povrchovÿch dolù nebo v mori, lze plovouci nâdrz pohodlne stavet s velkou vÿtlacnou vÿskou a s velkÿm prûmerem.
Vÿkonnou precerpâvaci elektrârnu lze vsak ziskat i tehdy, kdyz je k dispozici nekolik mensich jezer rozmistenÿch blizko sebe. V kazdém jezeru bude postavena câst plovouci nâdrze s optimâlni vÿskou odpovidajici hloubce jezera, pricemz tyto câsti budou vzâjemne spojeny a vytvori dostatecne stabilni konstrukci.
Jelikoz precerpâvaci elektrârny podle vynâlezu mohou poskytovat vysoké kapacity a vÿkony soustredené do vybranÿch mist (jezer), je vÿhodné pamatovat na zesileni pripojené rozvodné elektrické site.
Montâz plovouci nâdrze:
Plovouci nâdrz se s vÿhodou mùze sestavovat postupnou montâzi a spojovânim jednotlivÿch câsti modulù vedle sebe, tj. po vrstvâch, na hladine vody v zâkladni nâdrzi.
Na nejnizsi vrstvu câsti modulù se postupne napojuji dalsi vrstvy tak, aby celâ plovouci nâdrz byla na hladine zâkladni nâdrze pri vÿstavbe vyvâzenâ a nevznikala v ni zbytecne pridavnâ napeti. Nejprve se sestavuji plovâky, na ne se vrstvi dolni nâdrze, dâle mezikusy, a nakonec horni nâdrze. Prùbezne se montuje také prislusenstvi, zejména vodni potrubi a energetickâ soustroji.
Plovouci nâdrz sestavenâ z modulù rùzné stavebni vÿsky se montuje s vÿhodou tak, ze se sestavuje nejprve zâkladni vrstva plovâkù s nejvetsi hloubkou ponoru vnitrni skupiny modulù, které maji nejvetsi stavebni vÿsku.
Po dokonceni zâkladni vrstvy plovâkù se plovâky této vnitrni skupiny modulù zanori câstecnÿm
- 12 CZ 2022 - 345 A3 naplnenim dolni casti plovakû vodou tak, aby se k nim mohly v potrebné ùrovni pripojovat plovaky prilehlé vnejsi skupiny modulû s mensi stavebni vÿskou k vytvorené spojené skupiny modulû.
Po dokonceni montaze této vrstvy plovakû spojené skupiny modulû se plovaky spojené skupiny dale zanon tak, aby se k nim mohly v potrebné ùrovni pnpojovat plovaky dalsi prilehlé vnejsi skupiny modulû s mensi stavebni vÿskou.
Takto se pokracuje az do pripojeni plovakû posledni skupiny modulû s nejmensi stavebni vÿskou, nacez se cela spojena skupina dale zanori tak, aby dalsi montaz mohla pokracovat rovnomernÿm napojovanim dalsich vyssich vrstev plovakû, mezikusû a nadrzi na vodu.
Horni cast plovakû, ktera nebude zavodnena, bude postupne plnena stlacenÿm plynem tak, aby byl v plovacich stale kompenzovan vnejsi hydrostatickÿ tlak vody a nedoslo ke zborceni plovakû.
V prûbehu dalsi montaze poroste vaha plovouci nadrz, ktera se bude prûbezne ponorovat, pricemz bude ze zakladni nadrze postupne vytlacovat vodu o objemu, kterÿ odpovida vÿtlaku prazdné plovouci nadrze.
Ve vnitrnim prostoru plovakû je v prûbehu montaze zadrzovano celé mnozstvi vody, které bude po dokonceni montaze plovouci nadrze precerpano do dolni nadrze na vodu nad plovaky a bude tak ihned k dispozici pro precerpavani mezi dolni a horni nadrzi na vodu, aniz by tedy vznikla potreba pricerpavat dalsi vodu ze zakladni nadrze. Precerpani vody z plovakû mûze bÿt s vÿhodou provadeno pomoci vestavenÿch energetickÿch soustroji a pomoci stlaceného plynu, kterÿm bude uvnitr plovakû kompenzovan vnejsi hydrostatickÿ tlak vody proti zborceni plovakû.
Precerpavaci elektrarna dle vynalezu ma predpoklady k rozsahlému vyuzivani:
- elektrarna je principialne a funkcne jednoducha, coz jsou dûlezité podminky jeji spolehlivosti, - elektrarna dosahuje az o nekolik radû vyssich kapacit akumulované energie proti dosavadnim typûm precerpavacich elektraren s plovouci nadrzi,
- pretlak tekutiny v energetickém soustroji kolisa behem provozniho zdvihu jen v rozsahu nekolika procent,
- elektrarna ma pri precerpavani vody velmi dobrou energetickou ùcinnost,
- elektrarnu lze spustit a zastavit s vysokou pohotovosti,
- elektrarnu lze postavit s vÿkonem a kapacitou optimalne dle mistnich pomerû v elektrické siti, - elektrarna umoznuje dlouhodobé ulozeni energie bez ztraty kapacity,
- plovouci nadrz elektrarny lze vyrobit s pouzitim beznÿch, levnÿch, ekologickÿch a plne recyklovatelnÿch materialû s dlouhou zivotnosti v desitkach az stovkach tisic cyklû, v desitkach az stovkach let,
- pri vÿvoji a vÿstavbe elektrarny lze navazat na zkusenosti se stavbou lodi a energetickÿch vodnich staveb,
- neni nutno budovat rozsahlé pevné zaklady pro precerpavaci elektrarnu,
- elektrarna mûze vyuzivat jezera vytvorena po tezbe surovin i dalsi nevyuzivana, napr. ledovcova jezera, u kterÿch je minimalni riziko, ze dojde k poklesu hladiny vody, bez nutnosti zaboru pozemkû v chranené prirode,
- pri precerpavani mezi dolni a horni nadrzi uvnitr plovouci nadrze nehrozi riziko nasati nezadoucich predmetû z jezera do plovouci nadrze nebo riziko ohrozeni proudem vody z plovouci nadrze,
- precerpâvânim se neviri voda v jezere, jelikoz se voda precerpâvâ uvnitr plovouci nadrze,
- zûstâvâ moznost vyuziti casti jezera k rekreacnim ùcelûm,
- nehrozi riziko zaplaveni okoli jezera vodou pri poskozeni plovouci nadrze,
- elektrarna, zejména jeji plovouci nadrz, je velmi odolna proti zemetreseni a proti nepriznivÿm povetrnostnim podminkam,
- plovouci nadrz mûze slouzit také jako zasobnik vody pro nouzové situace,
- 13 CZ 2022 - 345 A3
- teplo vzniklé pri precerpâvâni vody lze pouzivat k vytâpeni bytû i nebytovÿch prostorû v okolnich obcich,
- provoz elektrârny je ekologickÿ, nevznikaji pri nem skodlivé odpady,
- elektrârna mâ nizké provozni nâklady,
- uvedené prednosti akumulacni elektrârny predznamenâvaji z hlediska ekonomicnosti investice a provozu moznost srovnâni s klasickou precerpâvaci elektrârnou se dvema stabilnimi nâdrzemi nebo s jinÿmi druhy akumulacnich elektrâren.
Vyuzivâni precerpâvacich elektrâren s plovouci nâdrzi dle vynàlezu umoznuje resit zâsadni problémy energetiky:
- mnohonâsobne zvÿsit akumulované mnozstvi elektrické energie proti soucasnému stavu,
- rychle vyrovnâvat disproporce mezi promenlivou spotrebou elektrické energie a jeji stâlou vÿrobou z elektrâren na fosilni paliva a znacne nepravidelnou vÿrobou z obnovitelnÿch zdrojû, jako jsou slunecni energie, energie ziskanâ z vody, vetru, spalovânim biomasy a geotermâlni energie,
- poskytovat moznost kompenzace ùciniku a nerovnomernosti v elektrické siti pouzivânim tocivÿch strojû,
- snizit nâklady na reseni disproporci mezi vÿrobou a spotrebou elektrické energie,
- omezit masivni prenosy elektrické energie na dlouhé vzdâlenosti a mezi stâty,
- rozsirit a zlevnit vÿrobu elektrické energie z obnovitelnÿch zdrojû,
- omezit vÿrobu energie z fosilnich paliv,
- zvÿsit energetickou sobestacnost a bezpecnost pro velké i malé ùzemni celky,
- vÿznamne prispet ke zlepseni zivotni prostredi.
Obiasneni vÿkresû
Vynâlez bude blize objasnen na prikladech provedeni dle prilozenÿch vÿkresû:
obr. 1 znâzornuje schéma precerpâvaci elektrârny s plovouci nâdrzi s ponorenou dolni a horni nâdrzi, obr. 2 znâzornuje schéma precerpâvaci elektrârny s plovouci nâdrzi s ponorenou dolni nâdrzi, obr. 3 znâzornuje schéma modulu plovouci nâdrze s jednodilnÿm plovâkem, obr. 4 znâzornuje schéma modulu plovouci nâdrze s trojdilnÿm plovâkem, obr. 5 znâzornuje schéma plavâni modulu plovouci nâdrze s trojdilnÿm plovâkem, obr. 6 znâzornuje schéma precerpâvaci elektrârny s jednoùrovnovou plovouci nâdrzi, obr. 7 znâzornuje schéma precerpâvaci elektrârny s trojùrovnovou plovouci nâdrzi a tristupnovou horni plosinou, obr. 8 znâzornuje schéma precerpâvaci elektrârny s trojùrovnovou plovouci nâdrzi a vyrovnanou horni plosinou, obr. 9 znâzornuje schéma precerpâvaci elektrârny s jednoùrovnovou plovouci nâdrzi a s vodicim râmem.
Priklady uskutecneni vynàlezu
Na obr. 1 je znâzorneno schéma precerpâvaci elektrârny s plovouci nâdrzi s ponorenou dolni a horni nâdrzi. Plovouci nâdrz 4 obsahuje dolni nâdrz 5 a horni nâdrz 6, jez spolu tvori plovâk 8 a jsou témer plne ponoreny pod ùrovni hladiny 24 vody v zâkladni nâdrzi 3.
V tomto redukovaném provedeni plovouci nâdrze 4 je horni dno 16 dolni nâdrze 5 totozné s dolnim dnem 17 horni nâdrze 6.
Nejnizsi mista horni nâdrze 6 a dolni nâdrze 5 jsou spojena vodnim potrubim 14, které je spojeno
- 14 CZ 2022 - 345 A3 s vodnim energetickÿm soustrojim 13. Vzduchovÿ prostor nad hladinou 25 vody v dolni nadrzi 5 je propojen do ovzdusi odvetrâvacim potrubim 21 a vzduchovÿ prostor nad hladinou 26 vody v horni nadrzi 6 je propojen do ovzdusi odvetravacim potrubim 22, takze v dolni nadrzi 5 i v horni nadrzi 6 zùstâvâ tlak vzduchu konstantni. Vodni energetické soustroji 13 je zde obtizne pristupné pro ùdrzbu. Horni nâdrz 5 a dolni nâdrz 6 jsou vystaveny vnejsimu pretlaku vody v zakladni nadrzi 3, proto maji silné steny.
Na schématu dle obr. 1a je voda prostrednictvim vodniho potrubi 14 a vodniho energetického soustroji 13 prepustena z horni nadrze 6 do dolni nadrze 5, vÿtlacnâ vÿska je zde nejmensi Hv,min. Na schématu dle obr. 1b je voda prostrednictvim vodniho potrubi 14 a vodniho energetického soustroji 13 precerpana z dolni nadrze 5 do horni nadrze 6, vÿtlacna vÿska je zde nejvetsi Hv,max. Vzhledem k tomu, ze vÿskova vzdalenost dolni nadrze 5 a horni nadrze 6 je zredukovana na nejmensi moznou miru, vÿtlacna vÿska v prùbehu precerpâvaciho cyklu znacne kolisâ. Hloubka ponoreni plovâku 8 se pri precerpavani nemeni.
Na obr. 2 je znazorneno schéma precerpavaci elektrarny s plovouci nadrzi s ponorenou dolni nadrzi. Plovouci nadrz 4 obsahuje dolni nadrz 5 a dolni cast mezikusu 7, které tvori prostor plovaku 8 a jsou ponoreny pod ùrovni hladiny 24 vody v zakladni nadrzi 3, zatimco horni cast mezikusu 7 a horni nadrz 6 plovouci nadrze 4 jsou umisteny nad ùrovni hladiny 24 vody v zakladni nadrzi 3. Nejnizsi mista horni nadrze 6 a dolni nadrze 5 jsou spojena vodnim potrubim 14, které je spojeno s vodnim energetickÿm soustrojim 13. Vzduchovÿ prostor nad hladinou 25 vody v horni nadrzi 6 a vzduchovÿ prostor nad hladinou 26 vody v dolni nadrzi 5 jsou mezi sebou propojeny odvetravacim propojovacim potrubim 23, takze v dolni nadrzi 5 a v horni nadrzi 6 zùstâvâ hmotnost vzduchu konstantni, avsak pri zmene teploty vzduchu se jeho tlak meni. Vodni energetické soustroji 13 je zde obtizne pristupné pro ùdrzbu. Dolni nâdrz 5 a mezikus 7 jsou vystaveny vnejsimu pretlaku vody v zâkladni nâdrzi 3, proto maji silné steny.
Na schématu dle obr. 2a je voda prostrednictvim vodniho potrubi 14 a vodniho energetického soustroji 13 prepustena z horni nâdrze 6 do dolni nâdrze 5, vÿtlacnâ vÿska je zde nejmensi Hv,min. Na schématu dle obr. 2b je voda prostrednictvim vodniho potrubi 14 a vodniho energetického soustroji 13 precerpâna z dolni nâdrze 5 do horni nâdrze 6, vÿtlacnâ vÿska je zde nejvetsi Hv,max. Vzhledem k tomu, ze vÿskovâ vzdâlenost dolni nâdrze 5 a horni nâdrze 6 je podstatne vyssi nez u provedeni dle obr. 1, vÿtlacnâ vÿska v prùbehu precerpâvaciho cyklu jiz tolik nekolisâ. Hloubka ponoreni plovâku 8 se pri precerpâvâni nemeni.
Obr. 3 znâzomuje schéma modulu plovouci nâdrze s jednodilnÿm plovâkem. Modul obsahuje dolni nâdrz 5 s dolnim dnem 15 a hornim dnem 16, mezikus 7, horni nâdrz 6 s dolnim dnem 17 a hornim dnem 18 a jednodilnÿ plovâk 8 s dolnim dnem 19 a hornim dnem 20, které jsou zhotoveny z tenkého plechu a jejich vodorovnÿ prùrez mâ kruhovÿ tvar. Mezikus 7 mâ tlousfku steny t. Plovâk 8 je naplnen plynem o pretlaku, kterÿ se rovnâ nejvetsimu hydrostatickému tlaku vody, kterému je plovâk 8 vystaven pri plném ponoreni v zâkladni nâdrzi 3.
Obr. 4 znâzomuje schéma modulu plovouci nâdrze s trojdilnÿm plovâkem. Modul obsahuje horni nâdrz 6, mezikus 7, dolni nâdrz 5 a trojdilnÿ plovâk 8.
Horni nâdrz 6 obsahuje dolni dno 17 a horni dno 18, dolni nâdrz 5 obsahuje dolni dno 15 a horni dno 16, plovâk 8 obsahuje dolni oddil 9 opatrenÿ dolnim dnem 19 a hornim dnem 20a, na ne navazuje stredni oddil 10 opatrenÿ hornim dnem 20b a na ne navazuje horni oddil 11 opatrenÿ hornim dnem 20c.
Uvedené câsti modulu jsou zhotoveny z tenkého plechu a jejich vodorovnÿ prùrez mâ kruhovÿ tvar. Mezikus 7 mâ tlousfku steny t.
Jednotlivé oddily 9, 10, 11 plovâku 8 jsou naplneny plynem o pretlaku, kterÿ se rovnâ nejvetsimu
- 15 CZ 2022 - 345 A3 hydrostatickému tlaku vody, kterému je danÿ oddil 9, 10, 11 plovâku 8 vystaven pri plném ponoreni v zakladni nadrzi 3, tzn., ze oddily 9, 10, 11 plovaku 8 umistené hloubeji jsou naplneny plynem o vetsim pretlaku.
Horni dno 20a plni funkci tlakové prepâzky mezi dolnim oddilem 9 a strednim oddilem 10, horni dno 20b plni funkci tlakové prepazky mezi strednim oddilem 10 a hornim oddilem 11.
Tento trojdilnÿ plovak 8 ma tedy mensi hmotnost a mezikus 7 proto mùze bÿt vyssi nez u modulu na obr. 3 i pri stejné vÿsce a tedy vztlaku plovaku 8.
Obr. 5 znâzomuje schéma plavani modulu plovouci nâdrze s trojdilnÿm plovâkem. U modulu je ponoren pouze plovâk 8, resp. jeho tri oddily 9, 10, 11. Mezikus 7 a obe nâdrze 5, 6 jsou situovâny nad ùrovni hladiny 24 vody v zâkladni nâdrzi 3.
Na schématu dle obr. 5a je voda prepustena z horni nâdrze 6 do dolni nâdrze 5, vytlaënâ vÿska je zde nejmensi Hv,min. Na schématu dle obr. 5b je voda preëerpâna z dolni nâdrze 5 do horni nâdrze 6, vÿtlacnâ vÿska je zde nejvetsi Hv,max. Hloubka ponoreni plovâku 8, resp. jeho tri oddilù 9, 10, 11 se pri precerpâvâni nemeni, meni se pouze vÿskovâ ùroven hladin 25, 26 vody v dolni nâdrzi 5 a v horni nâdrzi 6.
Obr. 6 znâzomuje schéma preëerpâvaci elektrârny s jednoùrovnovou plovouci nâdrzi. Plovouci nâdrz 4 obsahuje sadu modulù 4a se stejnou vÿskou a se stejnou hloubkou ponoru. U plovouci nâdrze 4 jsou v zâkladni nâdrzi 3 ponoreny pouze plovâky 8. Mezikusy 7, horni nâdrze 6 i dolni nâdrze 5 jsou situovâny nad hladinou 24 vody v zâkladni nâdrzi 3. Plovouci nâdrz 4 svou sirkou obsahuje témer celou sirku zâkladni nâdrze 3, ale mâ jen omezenou hloubku ponoru, kterâ odpovidâ vyuzité hloubkové ùrovni zâkladni nâdrze 3. Plovouci nâdrz 4 obsahuje také energetickâ zarizeni 13 a vodni potrubi 14, kterÿm jsou propojeny horni nâdrze 6 a dolni nâdrze 5. Energetickâ zarizeni 13 jsou vestavena do vlastnich modulù 12 pripevnenÿch k modulùm 4a s nâdrzemi 5, 6 po obvodu plovouci nâdrze 4.
Na schématu dle obr. 6a je voda prepustena z hornich nâdrzi 6 do dolnich nâdrzi 5. Na schématu dle obr. 6b je voda preëerpâna z dolnich nâdrzi 5 do hornich nâdrzi 6. Hloubka ponoreni plovâkù se pri preëerpâvâni nemeni.
Obr. 7 znâzomuje schéma preëerpâvaci elektrârny s trojùrovnovou plovouci nâdrzi a tristupnovou horni plosinou. Plovouci nâdrz obsahuje tri sady modulù 4a, které maji stejnÿ pomer vÿsky dolnich a hornich nâdrzi 5, 6 k vyuzitelné hloubce, takze kazdâ sada modulù 4a mâ jinou vÿsku dolnich a hornich nâdrzi 5, 6, mezikusù 7 a plovâkù 8, tj. jinou hloubku ponoru. U plovouci nâdrze 4a jsou ponoreny pouze plovâky 8. Mezikusy 7, dolni nâdrze 5 i horni nâdrze 6 jsou situovâny nad hladinou 24 vody v zâkladni nâdrzi 3. Plovouci nâdrz 4 svou sirkou obsahuje témer celou sirku zâkladni nâdrze 3 a vyuzivâ také témer celou hloubku zâkladni nâdrze 3, jelikoz vnitrni sady modulù 4a zasahuji do vetsich hloubkovÿch ùrovni zâkladni nâdrze 3. Tato preëerpâvaci elektrârna mâ proto vetsi kapacitu akumulované energie nez preëerpâvaci elektrârna jednoùrovnovâ podle obr. 6. Plovouci nâdrz 4 obsahuje také tri sady energetickÿch zarizeni 13 a vodnich potrubi 14, kterÿm jsou propojeny dolni nâdrze 5 a horni nâdrze 6 prislusné sady modulù 4a. Energetickâ zarizeni 13 jsou vestavena do vlastnich modulù 12 pripevnenÿch k modulùm 4a s dolnimi a hornimi nâdrzemi 5, 6 po obvodu plovouci nâdrze 4.
Na schématu dle obr. 7a je voda prepustena z hornich nâdrzi 6 do dolnich nâdrzi 5. Na schématu dle obr. 7b je voda preëerpâna z dolnich nâdrzi 5 do hornich nâdrzi 6. Hloubka ponoreni plovâkù 8 se pri preëerpâvâni nemeni.
Obr. 8 znâzomuje schéma preëerpâvaci elektrârny s trojùrovnovou plovouci nâdrzi a vyrovnanou horni plosinou. Plovouci nâdrz 4 obsahuje, obdobne jako na obr. 7, tri sady modulù 4a, kde kazdâ sada modulù 4a mâ jinou vÿsku dolnich a hornich nâdrzi 5, 6, mezikusù 7 a plovâkù 8, tj. jinou
- 16 CZ 2022 - 345 A3 hloubku ponoru, ale pomer vÿsky dolnich a hornich nadrzi 5, 6 k vyuzitelné hloubce je u techto sad upraven tak, ze horni hrany hornich nadrzi 6 vytvareji souvislou rovinu.
Na schématu dle obr. 8a je voda prepustena z hornich nadrzi 6 do dolnich nadrzi 5. Na schématu 5 dle obr. 8b je voda precerpana z dolnich nadrzi 5 do hornich nadrzi 6. Hloubka ponoreni plovakû 8 se pri precerpavani nemeni.
Obr. 9 znazomuje schéma precerpavaci elektrarny s jednoùrovnovou plovouci nadrzi a s vodicim ramem. Plovouci nadrz 4 obsahuje plovaky 8, dolni nadrze 5, horni nadrze 6 a mezikusy 7 a je v 10 zakladni nadrzi 3 stabilizovana proti vodorovnému pohybu vodicim ramem 27, kterÿ ma plovouci cast 28 a kotvici cast 29, jez jsou kloubove spojeny mezi sebou. Kotvici cast 29 je kloubove uchycena také v zakladech na brehu 1 zakladni nadrze 3.
Na schématu dle obr. 9a je voda prepustena z hornich nadrzi 6 do dolnich nadrzi 5. Na schématu 15 dle obr. 9b je voda precerpana z dolnich nadrzi 5 do hornich nadrzi 6. Hloubka ponoreni plovakû se pri precerpavani nemeni. Na schématech dle obr. 9a, obr. 9b je narys elektrarny, na schématu dle obr. 9c je pûdorys elektrarny.
Claims (14)
1. Precerpâvaci elektrârna, ktera obsahuje plovouci nâdrz (4) umistenou v zâkladni nadrzi (3) v prostredi dvou tekutin s rozdilnou hustotou, pricemz precerpavaci elektrama obsahuje dolni nâdrz (5) a horni nâdrz (6), a dale obsahuje potrubi (14) a energetické soustroji (13) k precerpavani tekutiny mezi dolni nadrzi (5) a horni nadrzi (6), pricemz plovouci nâdrz (4) obsahuje dolni nâdrz (5) a horni nâdrz (6), pricemz prostory dolni nâdrze (5) obsahujici precerpâvanou tekutinu jsou s prostory horni nâdrze (6) obsahujicimi precerpâvanou tekutinu spojeny prostrednictvim energetického soustroji (13) pomoci potrubi (14), které v dolni nâdrzi (5) i v horni nâdrzi (6) ùsti do precerpâvané tekutiny, pricemz potrubi (14) s energetickÿm soustrojim (13) jsou usporâdâna pro bezprostredni prepousteni tekutiny z horni nâdrze (6) do dolni nâdrze (5), vyznacena tim, ze potrubi (14) s energetickÿm soustrojim (13) jsou usporâdâna i pro bezprostredni cerpâni tekutiny z dolni nâdrze (5) do horni nâdrze (6).
2. Precerpâvaci elektrârna podle nâroku 1, vyznacena tim, ze potrubi (14) je umisteno uvnitr a/nebo vne plovouci nâdrze (4).
3. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 a 2, vyznacena tim, ze energetické soustroji (13) je umisteno uvnitr nebo vne plovouci nâdrze (4).
4. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 3, vyznacena tim, ze plovouci nâdrz (4) obsahuje plovâk (8) k vytvoreni vztlaku pro neseni plovouci nâdrze (4) v zâkladni nâdrzi (3).
5. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 4, vyznacena tim, ze plovouci nâdrz (4) obsahuje mezikus (7) pro neseni horni nâdrze (6).
6. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 5, vyznacena tim, ze plovouci nâdrz (4) je tvorena mnozinou vzâjemne spojenÿch modulû (4a).
7. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 6, vyznacena tim, ze plovâk (8) je naplnen plynem, jehoz vnitrni pretlak je stejnÿ nebo vetsi nez vnejsi pretlak hustsi tekutiny odpovidajici nejvetsi hloubce ponoreni plovâku (8) v zâkladni nâdrzi (3).
8. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 7, vyznacena tim, ze plovâk (8) je vÿskove rozdelen na vice oddilû (9, 10, 11), které jsou mezi sebou oddeleny tlakovou prepâzkou (20a, 20b), pricemz kazdÿ oddil (9, 10, 11) je naplnen plynem, jehoz vnitrni pretlak v kazdém oddilu (9, 10, 11) je stejnÿ nebo vetsi nez vnejsi pretlak hustsi tekutiny odpovidajici nejvetsi hloubce ponoreni prislusného oddilu (9, 10, 11) v zâkladni nâdrzi (3).
9. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 8, vyznacena tim, ze moduly (4a) jsou provedeny s rûznou hloubkou ponoru podle hloubkového profilu zâkladni nâdrze (3).
10. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 9, vyznacena tim, ze obsahuje odvetrâvaci propojovaci potrubi (21, 22), kterÿm jsou dolni nâdrz (5) a horni nâdrz (6) propojeny do ovzdusi.
11. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 10, vyznacena tim, ze obsahuje odvetrâvaci propojovaci potrubi (23), kterÿm jsou propojeny dolni nâdrz (5) a horni nâdrz (6).
12. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 11, vyznacena tim, ze obsahuje vodici râm (27) pro zajisteni plovouci nâdrze (4) proti vodorovnému pohybu v zâkladni nâdrzi (3).
- 18 CZ 2022 - 345 A3
13. Precerpâvaci elektrârna podle nârokû 1 az 12, vyznacena tim, ze plovouci nâdrz (4) je vytvorena se souvislÿm dnem.
14. Precerpâvaci elektrârna podle nekterého z nârokû 1 az 13, vyznacena tim, ze zâkladni nâdrz (3) je tvorena uzavrenou tlakovou nâdobou pro moznost zvÿseni pretlaku precerpâvanÿch tekutin a 5 zvÿseni mnozstvi akumulované energie.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2022-345A CZ310091B6 (cs) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži |
EP23783298.5A EP4573281A2 (en) | 2022-08-19 | 2023-08-18 | A modular pumped-storage power plant |
PCT/CZ2023/050052 WO2024037681A2 (en) | 2022-08-19 | 2023-08-18 | A modular pumped-storage power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2022-345A CZ310091B6 (cs) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2022345A3 true CZ2022345A3 (cs) | 2024-07-31 |
CZ310091B6 CZ310091B6 (cs) | 2024-07-31 |
Family
ID=91960698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2022-345A CZ310091B6 (cs) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ310091B6 (cs) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LU77162A1 (cs) * | 1977-04-20 | 1979-01-18 | ||
DE102011012594A1 (de) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Universität Innsbruck | Hydraulischer Energiespeicher |
DE102012008876A1 (de) * | 2012-05-01 | 2013-11-21 | Siegfried Sumser | Off-Shore-Pumpspeicher-Kraftwerk |
IL237204A0 (en) * | 2015-02-12 | 2015-06-30 | Univ Malta | Hydro-pneumatic energy storage system |
CN206721844U (zh) * | 2017-03-29 | 2017-12-08 | 国家电网公司 | 适用于离岸岛礁的抽水蓄能电站及发电系统 |
US11286898B2 (en) * | 2018-05-11 | 2022-03-29 | Innovator Energy, LLC | Low density fluid displacement to store or generate power |
-
2022
- 2022-08-19 CZ CZ2022-345A patent/CZ310091B6/cs unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ310091B6 (cs) | 2024-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10894660B2 (en) | Underwater energy storage system and power station powered therewith | |
JP5964979B2 (ja) | 揚水発電所 | |
US9617970B2 (en) | Pumped-storage power plant | |
ES2970202T3 (es) | Generación de energía y conservación del agua | |
CZ36529U1 (cs) | Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži | |
CZ36530U1 (cs) | Přečerpávací elektrárna pro přečerpávání mezi základní a plovoucí nádrží | |
CN106065843A (zh) | 海上浮式发电机 | |
JP6719224B2 (ja) | 発電システム | |
CZ2022345A3 (cs) | Přečerpávací elektrárna s horní a dolní nádrží v plovoucí nádrži | |
CZ37585U1 (cs) | Přečerpávací elektrárna se stabilními nádržemi | |
WO2011046060A1 (ja) | 自家発電装置 | |
KR20130095617A (ko) | 조차와 파도를 이용한 복조지식 해양발전소 | |
CZ38134U1 (cs) | Přečerpávací vodní elektrárna s oddělenou dolní a horní nádrží | |
CN209258345U (zh) | 一种海上发电升压站结构 | |
CZ309913B6 (cs) | Přečerpávací elektrárna pro přečerpávání mezi základní a plovoucí nádrží | |
ES2952907A1 (es) | Mecanismo de produccion de energia hidroelectrica con circuito de agua cerrado autonomo | |
WO2024037681A2 (en) | A modular pumped-storage power plant | |
CZ38485U1 (cs) | Zásobník tepla | |
CZ2024195A3 (cs) | Zásobník tepla | |
CZ310166B6 (cs) | Přečerpávací elektrárna se stabilními nádržemi | |
CZ38598U1 (cs) | Zásobník tepla | |
CZ38688U1 (cs) | Modulový zásobník tepla | |
CN120641652A (zh) | 水力发电厂 | |
AU2024201045A1 (en) | Hydropower plant | |
JP2024503133A (ja) | 液圧機械エネルギー貯蔵およびエネルギー変換デバイス、ならびに駆動方法 |