DE10131865A1

DE10131865A1 - Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie

Info

Publication number: DE10131865A1
Application number: DE10131865A
Authority: DE
Inventors: Erhard Otte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-30
Filing date: 2001-06-30
Publication date: 2003-01-16

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie mit einem Gerät zur Energieumwandlung (1), in welchem durch hin- und herschwenken Strömungsenergie eines Pumpmediums (15) in elektrische Energie gewandelt werden kann. Das Gerät zur Energieumwandlung (1) ist an einem im wesentlichen stationären Basisgestell (8) um eine Schwenkachse (14) schwenkbar angebracht und durch Schwenkarme (11) und (12) mit einem Schwimmer (13) verbunden. DOLLAR A Durch Wellen kann der Schwimmer (13) wechselweise angehoben und abgesenkt werden, wobei er das Gerät zur Energieumwandlung (1) um die Schwenkachse (14) wechselweise im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn aus seiner annähernd horizontalen Lage herausschwenkt und dieses dadurch die zur Energieumwandlung erforderlichen Schwenkbewegungen ausführt.

Description

Im Rahmen der Nutzung regenerativer Energie spielt die Nutzung der Energie der Meereswellen eine gewichtige Rolle.

In der DE 100 08 661.6 wird eine auf der Wasseroberfläche schwimmende Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein als Kolben wirkender Verdrängungskörper in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten System durch die durch Wellen verursachten Schaukelbewegungen hin- und herbewegt wird und Strömungsenergie der dadurch hin- und hergepumpten Flüssigkeit in elektrische Energie umgewandelt wird.

Die Pumpbewegung des Verdrängungskörpers wird bei dieser Vorrichtung durch ihre Schräglage an den Flanken der an- und ablaufenden Wellen bestimmt. Bei unge = hindert laufenden Wellen ist die Wellenlänge im Verhältnis zur Wellenhöhe in vielen Fällen so groß und damit die Neigung der Wellenflanken so gering, dass die erreichbare Neigung der in der DE 100 08 661.6 beschriebenen Vorrichtung für eine praktikable Energiegewinnung zu gering ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eme Alternative zu diesem Stand der Technik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Zwischen der Länge einer freilaufenden Welle und ihrer Laufgeschwindigkeit besteht das einfache Verhältnis Geschwindigkeit = 1,25 ×/Wellenlänge. Daraus folgt, dass sich bei länger werdenden Wellen deren Durchlaufzeiten oder Wellenperioden im Gegensatz zu deren Flankenneigung nur wenig negativ verändern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb von der Flankenneigung der Wellen unabhängig. Ihre Wirksamkeit wird durch die Höhe der Wellen und deren Durchlaufzeit bestimmt.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dort dargestellten sowie die oben und nachfolgend beschriebenen Merkmale können nicht nur in den genannten Kombinationen, sondern auch einzeln und in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 2 eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung gemäß Fig. 1, jedoch 1 unter der Einwirkung eines Wellenbergs.
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung gemäß Fig. 1, jedoch unter der Einwirkung eines Wellentals.
Ein Gerät zur Energieumwandlung (1) besteht im wesentlichen aus einem Pumpraum (2), einem entlang dessen Längsachse (L) frei beweglichen Verdrängungskörper (3), den Verbindungsleitungen (4) und (5), dem Ausgleichsbehälter (6) und dem Energiewandler (7). Der Pumpraum (2) sowie die Verbindungsleitungen (4) und (5) sowie der Energiewandler (7) sind gänzlich, der Ausgleichsbehälter (6) ist teilweise mit einem flüssigen Pumpmedium (15) gefüllt.
Der Ausgleichsbehälter (6) ist ein geschlossener Hohlkörper (6).
Oberhalb des Pumpmediums (15) im Ausgleichsbehälter (6) befindet sich ein Gas (16). Volumenschwankungen im Pumpmedium (15) können durch diese Anordnung ausgeglichen werden.
Bei dem dargestellten Energiewandler (7) handelt es sich um einen magneto-hydrodynamischen Generator (7), mit dem - vorausgesetzt bei dem Pumpmedium (15) handelt es sich um eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit - Strömungsenergie des hindurch geleiteten Pumpmediums (7) unmittelbar in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Der Energiewandler (7) kann aber auch z. B. eine Turbine sein, die ihrerseits einen elektrischen Generator anzutreiben vermag.
Das Gerät zur Energieumwandlung (1) ist an einem im wesentlichen stationären Basis = gestell (8) um eine Schwenkachse (14) schwenkbar angebracht.
Durch die Schwenkarme (11) und (12) ist das Gerät zur Energieumwandlung (1) mit einem Schwimmer (13) verbunden.
Das Basisgestell (8) kann schwimmend auf dem Meeresgrund verankert oder auf dem Meeresgrund gegründet ausgeführt sein. In jedem Fall ist das Basisgestell (8) so positioniert, dass der Schwimmer (13) die Längsachse (L) des Pumpraums (2) bei nicht welliger Wasseroberfläche (W) in eine annähernd horizontale Lage bringt.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß Fig. 1, welche die Schwenklager (9) und (10) darstellt, unter deren Verwendung das Gerät zur Energieumwandlung (1) mit den Schwenkarmen (11) und (12) und dem Schwimmer (13) um die Schwenkachse (14) schwenkbar an dem Basisgestell (8) gelagert ist.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei der der Schwimmer (13) durch eine Welle angehoben dargestellt ist. Das Gerät zur Energieumwandlung (1) ist um die Schwenkachse (14) im Gegenuhrzeigersinn aus der annähernd horizontalen Lage herausgeschwenkt. Der Verdrängungskörper (3) wird, bedingt durch die Schwerkraft, auf die tiefstmögliche Position im Pumpraum zubewegt und dabei das in seiner Bewegungsrichtung vor ihm befindliche Pumpmedium (15) durch die Verbindungs = leitung (5), durch den Energiewandler (7) und durch die Verbindungsleitung (4) auf die andere, der Bewegungsrichtung des Verdrängungskörpers (3) abgewandten Seite im Pumpraum (2) pumpen.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei der der Schwimmer (13) in ein Wellental hinein abgesunken ist. Das Gerät zur Energieumwandlung (1) ist um die Schwenkachse (14) im Uhrzeigersinn aus der annähernd horizontalen Lage heraus = geschwenkt. Der Vorgang wie zu Fig. 3 beschrieben ist festzustellen, allerdings in entgegengesetzter Bewegungsrichtung.

Claims

1. Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie mit einem Gerät zur Energieumwandlung (1), welches im wesentlichen aus einem Pumpraum (2), einem darin auf seiner Längsachse (L) frei beweglichen, den Pumpraum (2) in zwei Teilräume teilenden Verdrängungskörper (3), einem Energiewandler (7) sowie die Stirnseiten des Pumpraums (2) mit dem Energiewandler (7) verbindende Verbindungsleitungen (4, 5) besteht, wobei der Pumpraum (2), der Energiewandler (7) und die Verbindungsleitungen (4, 5) mit einem flüssigen Pumpmedium (15) gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät zur Energieumwandlung (1) in einem Basisgestell (8) um eine rechtwinklig zur Längsachse (L) des Pumpraums (2) verlaufende Schwenkachse (14) schwenkbar angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (7) eine Turbine ist, die einen elektrischen Generator antreiben kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (7) ein magneto-hydrodynamischer Generator ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät zur Energieumwandlung (1) mit einem Schwimmer (13) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, einem der Ansprüche 2 oder 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisgestell (8) ein schwimmendes, im wesentlichen ortsfest angebrachtes Basisgestell (8) ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät zur Energieumwandlung (1), der Schwimmer (13) und das Basisgestell (8) so einander zugeordnet und angebracht sind, dass sich die Längsachse (L) des Pumpraums (2) im Gerät zur Energieumwandlung (1) bei nicht welligem Wasser in annähernd horizontaler Lage befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, einem der Ansprüche 1 oder 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisgestell (8) ein auf dem Grund eines Gewässers oder an dessen Ufer fest gegründetes Basisgestell (8) ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisgestell (8) mit einer Verstelleinrichtung versehen ist, mit der das Gerät zur Energieumwandlung (1) und der Schwimmer (13) derart verschiedenen Wasserständen angepasst und höhenverteilt werden können, dass sich die Längsachse (L) des Pumpraums (2) im Gerät zur Energieumwandlung (1) bei nicht welligem Wasser in annähernd horizontaler Lage befindet.