DE10134509A1 - Unterwasserkraftwerk - Google Patents

Unterwasserkraftwerk

Info

Publication number
DE10134509A1
DE10134509A1 DE10134509A DE10134509A DE10134509A1 DE 10134509 A1 DE10134509 A1 DE 10134509A1 DE 10134509 A DE10134509 A DE 10134509A DE 10134509 A DE10134509 A DE 10134509A DE 10134509 A1 DE10134509 A1 DE 10134509A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power plant
underwater power
flow
underwater
floating body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10134509A
Other languages
English (en)
Inventor
Norman Perner
Harald Dorweiler
Roland Wendt
Karl Ludwig Holder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10134509A priority Critical patent/DE10134509A1/de
Publication of DE10134509A1 publication Critical patent/DE10134509A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10Submerged units incorporating electric generators or motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/04Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with substantially axial flow throughout rotors, e.g. propeller turbines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0091Offshore structures for wind turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7068Application in combination with an electrical generator equipped with permanent magnets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/10Stators
    • F05B2240/13Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Unterwasserkraftwerk (6) für ein mit einer Gewässerströmung (4) versehenes Gewässer (1) mit einem Schwimmkörper (9) und einer Turbine (7) mit einem Generator (8), die mittels eines Zugmittels (24) im Gewässer befestigt sind, wobei der Schwimmkörper (9) mittels eines Parallelogrammlenkers mit der Turbine (7) gelenkig verbunden ist und horizontal in der Strömung gehalten wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Unterwasser­ kraftwerk gemäss dem einleitenden Teil des unabhängigen An­ spruches.
Ein solches Kraftwerk ist bekanntgeworden aus der DE 29 33 790 A1, diese Ausführung weist aber den Nachteil auf, dass die Ein­ stellung der Turbinenachse zur Gewässerströmung aktiv geregelt sein muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Unterwasser­ kraftwerk der eingangs näher bezeichneten Art anzugeben, welches die einmal in die Horizontale justierte Turbinenachse unabhängig von der sich ändernden Gewässerströmung beibehält.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Unterwasserkraftwerk der eingangs genannten Art erfindungsgemäss durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches.
Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Fig. 1 bis 9 der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Unterwasserkraftwerkes in Seitenansicht,
Fig. 2 eine Variante hierzu,
Fig. 3 ein Detail der Aufhängung,
Fig. 4 eine Stirnansicht der Kraftwerkes,
Fig. 5 ein Detail einer Variante des Schwimmkörpers,
Fig. 6 eine Variante des Unterwasserkraftwerkes,
Fig. 7 eine weitere Variante des Unterwasserkraftwerkes,
Fig. 8 eine Detailansicht einer dritten Variante und
Fig. 9 die dritte Variante des Unterwasserkraftwerkes.
In allen neun Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.
Ein Gewässer 1, sei es ein Fluss oder eine Meeresströmung, weist einen Gewässergrund 2 und einen Pegel 3 mit einer mehr oder we­ niger starken Strömung 4 in Richtung eines Pfeiles 5 auf. In diesem Gewässer 1 schwimmt ein Unterwasserkraftwerk 6, das im Wesentlichen aus einer Turbine 7 mit angeflanschtem Generator 8 besteht (davon abweichende Varianten werden in Fig. 7 und 9 gezeigt), die beide zusammen von einem Schwimmkörper 9 gehalten sind. Der Schwimmkörper 9 weist eine längliche zylinderförmige Gestalt auf. Die Turbine 7 ist in einem Durchströmgehäuse 10 an radialen und strömungsgünstig ausgebildeten Armen 11 gehalten, das einen nach Art einer Venturidüse gestalteten Innenraum auf­ weist. Der Schwimmkörper 9 ist als strömungsgünstiger Zylinder mit abgerundeten insbesondere kugeligen Enden 12 gestaltet und weist einen Kiel 13 auf, der mit Ausnehmungen 14 versehen ist. In diese Ausnehmungen 14, die Gelenke bilden, greifen Enden zweier Stäbe 15 und 16, deren jeweils andere Enden mit dem Durchströmgehäuse 10 gelenkig verbunden sind. Hierzu ist der kürzere Stab 16 unmittelbar am Aussenmantel 17 des Durchströmge­ häuses 10 angelenkt. Der längere Stab 15 ist über ein Einstell­ glied 18 so an der Traverse 21 mit dem Arm 28, die formstabil mit dem Aussenmantel des Durchströmgehäuses 10 verbunden ist, angelenkt, dass die Längsachse des Schwimmkörpers 9 parallel zur Mittelachse 19 der Turbine 7 verläuft und beide Achsen in Strö­ mungsrichtung 5 liegen. Hierzu weist der Aussenmantel 17 zwei Löcher 20 als Befestigungsstellen auf, in denen eine Stange 21 gehalten ist, wobei der Stab 15 mit dem Arm 29 und in einem der Löcher 22 mit dem Arm 28 verbunden wird.
Dies geht aus der Darstellung der Fig. 4 gut hervor. Die beiden Stäbe 15 und 16 bilden zusammen mit dem Abstand der Löcher 14 am Kiel von Schwimmkörper 9 und dem Abstand der Enden der Stäbe ei­ nen Parallelogrammlenker. Am Einstellglied 18 greift ein Ende 23 eines durch einen Seilzug 25 gebildeten Flaschenzuges 24 an, dessen anderes Ende 56 an einem auf dem Grund 2 des Gewässers 1 ruhenden Gewicht 27 befestigt ist. Das Einstellglied 18 ist als Kreuz gestaltet und weist in seinen beiden Armen 28 und 29 Lö­ cher 22 auf, in die das Seil 25 bzw. der Flaschenzug 24 einge­ hängt ist und die ein Gelenk zum Stab 15 bilden. Eine feste ho­ rizontale Traverse 21 durchsetzt das Durchströmgehäuse 10, die in Verbindung mit den Armen 11 die zylindrische Form des Durch­ strömgehäuses 10 gewährleistet. Der Arm 28 ist ein fester Be­ standteil der Stange 21.
Aus der Fig. 3 gehen gut das Unterwasserkraftwerk 6 mit der Auf­ hängung der Turbine 7 samt Generator 8 am Schwimmkörper 9 und der Aufbau das Einstellgliedes 18 hervor. Durch die Löcher 22 im senkrecht angeordneten Arm 29 kann die Grundneigung der Turbi­ nensachse 19 variiert werden und durch die Löcher 22 im bestim­ mungsgemäss waagerechten Arm 28 die Exaktheit des Parallelogram­ mes. In jedem Fall ist durch Variation der Löcher 22, in die die Befestigung zum Grundgewicht 27 eingehängt wird und das als Ge­ lenk für das Ende des Stabes 15 benutzt wird, das Gleichgericht des Kraftwerkes einstellbar. Die Drehmomentbilanz aus den Hebel­ armverhältnissen der Anlenkkräfte der Stäbe 15 und 16 und den Anströmkräften auf den Schwimmkörper 9 um dessen Angriffspunkt seiner Auftriebskraft ist mit Einstellung durch das Einstell­ glied 18 eine stabile, immer annähernd horizontale Schwebelage des Schwimmkörpers 9 ausgeglichen möglich. Dieser Ausgleich erfordert eine längliche Form des Schwimmkörpers 9, mit einem Längen-/Durchmesserverhältnis zwischen 3 und 5 liegend, vorzugs­ weise bei 4. Der Stab 16 ist in seinen Gabelgelenkenden so aus­ gebildet, daß nur eine eingeschränkte Schwenkfreiheit zum Kiel 13 vorhanden ist, um sicherzustellen, daß keine Beschädigungen der Kraftwerksteile durch eine allzugroße Verschränkung der Längsachsen des Durchströmgehäuses 10 und des Schwimmkörpers 9 entstehen kann, z. B. wenn es aufgetaucht wird, wobei die Win­ kelstellung des Stabes sich jedoch innerhalb des Bereiches aus­ reichend frei nach der Strömung 4 einstellen kann.
Je nach Stärke der Strömung 4 des Gewässers 1 richtet sich die Arbeitshöhe des Schwimmkörpers 9 und des damit über ein Paral­ lelogramm verbundenen Unterwasserkraftwerkes 6 über dem Gewäs­ sergrund 2. Das Auftriebskörpervolumen des Schwimmkörpers 9 ist so ausgelegt, daß je nach Variation der Strömung 4 am Standort sich die optimale Arbeitshöhe zur ausbeutereichsten Nutzung der Strömung automatisch bei einer Seilsteigung von ca. 40°-60° vom auf dem Gewässergrund aufruhenden Gewicht 27 einstellt. Be­ dingt durch diese Parallelogrammführung der Turbine steht sie immer fluchtend zur Gewässerströmung 4. Die Höhe kann durch Ver­ längern oder Verkürzen des Seiles des Flaschenzuges 24 variiert werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist das Seilende 26 des Flaschenzuges 24 zu einer auf dem Pegel 3 aufschwimmenden Boje 31 geführt, so dass es zum Einstellen der Arbeitshöhe möglich ist, das Seil an der Boje 31 zu fassen und zu kürzen. Hierzu kann eine schwimmende ggf. im Schwimmkörper 9 gelagerte insbe­ sondere als Motorwinde ausgestaltete Winde 32 bei entsprechendem Auftriebsvolumen der Boje benutzt werden oder beispielsweise eine auf einem Serviceschiff vorhandene Winde. Das Grundgewicht 27 kann in einer schwimmfähigen Form an Land halbfertig gegossen werden und vor Ort fertiggegossen und versenkt werden. Auch eine Verschalung und Vergiessung vor Ort unter Wasser ist möglich. Die Boje 31 kann Signaleinrichtungen, Messkontrollleitungen für Kraftwerksteile, einen Kraftstromanschluss sowie ein Hebeseil zum externen Liften der gesamten Anlage aufweisen.
Fig. 5 zeigt eine beispielsweise auf dem Schwimmkörper 9 befe­ stigte Motorwinde 32. Dabei wird das Seilende 26 des Flaschenzu­ ges 24, der auch durch eine Kette ersetzt werden kann, durch eine Durchführung 34 im Schwimmkörper 9 zur Winde 32 geführt. Die Winde 32 wird über eine Ansteuerleitung 30 angesteuert, welche mit der Boje 31 verbunden ist. Die Boje 31 enthält Sig­ naleinrichtungen, Messkontrollleitungen für Kraftwerksteile, einen Kraftstromanschluß u. a. zum Betrieb der Motorwinde 32, sowie ein Hebeseil zum externen Liften der gesamten Anlage. Die im Unterwasserkraftwerk 6 erzeugte elektrische Energie wird über ein elektrisches Kabel 49 längs des Flaschenzuges 24 zum Grund­ gewicht 27 geleitet und gelangt über eine dort angebrachte Dreh­ durchführung 50, welche ein Aufwickeln des Kabels bei Betrieb des Unterwasserkraftwerkes 6 bei wechselnder Strömungsrichtung verhindert, zum Gewässergrund 2 und kann von dort weitergeleitet werden. Das Kabel 49 hängt in Kabelschlaufen 51 am Seil 25, um eine Höhenverstellung des Unterwasserkraftwerkes 6 zu ermögli­ chen, ohne dass das Kabel 49 beschädigt bzw. verwickelt wird.
Bei grosser Entfernung des Schwimmortes des Unterwasserkraft­ werkes von der Küste können ein Transformator, wenigstens eine Regeleinrichtung und eine Leistungselektronik in das Kraftwerk, den Schwimmkörper oder das Grundgewicht eingebaut werden. Zudem kann im Schwimmkörper, Kraftwerk oder Grundgewicht eine Umrich­ tereinheit oder eine Leistungselektronik angeordnet sein. Eine Stromkabelführung kann längs des Stabes 15 und weiter entlang des Seiles oder der Kette vorgesehen sein.
Stromauf des Einstellgliedes 18 ist am Ende seines waagerecht angeordneten Armes 28 ein parabolisch geformtes Einlaufgitter aus sternförmig angeordneten Stäben angebracht, damit das Ein­ stellglied 18, der Flaschenzug 24 und die Turbine 7 nicht durch massive und umschlingende Treibgüter blockiert werden können.
Gemäss Fig. 6 können etwa eingedrungene Seilstücke, Schling­ pflanzen oder Netze sich in Selbstreinigung an den Armen 11 ab­ rollen. An den der Strömung zugewandten Kanten der Arme 11 ist über deren radiale Höhe zu diesem Zweck eine drehbare, zylindri­ sche Rolle 35 angebracht.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die obere Hälfte der Turbine 7, wobei ein anderes Generatorwirkprinzip als das in den Fig. 1 bis 4 und 6 gezeigte zum Einsatz kommt. Es werden im Gegensatz dazu keine beweglichen Dichtungen, die Probleme bereiten können, benötigt. Die Rotorflügel 40 sind zur Drehachse hin rückwärtig geneigt und offen, um ihre Selbstreinigung von Treibgut aller Art zu gewährleisten. Durch Kanäle 41 in den Rotorflügeln 40 wird Strömungsmedium aufgrund der Rotation in den Lagerungsbe­ reich gepumpt. Einlauföffnungen 42 der Kanäle 41 sind so gestal­ tet, dass keine Verunreinigungen hineingespült werden. Der außen­ liegende Rotorkranz 36 ist mit Rollen 37 - oder einer Gleit­ lagerung - im Durchströmgehäuse 10 gelagert. Mit eingebetteten Permanetmagneten 38 oder einer entsprechenden Wicklungsgestal­ tung im Läufer wird im Zusammenwirken mit dem Stator 39 der Generator gebildet. Der Stator 39 besteht aus einem Blechpaket mit Spulenwicklungen, das konzentrisch um den Rotor im Durch­ strömgehäuse 10 wasserdicht gekapselt angeordnet ist.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel, bei dem im Schwimmkörper 9 die Lei­ stungselektronik mit Regeleinrichtungen 55, der Generator 52 und eine Turbine 51, welche den Generator antreibt, untergebracht sind. Der Vorteil gegenüber einer Anordnung, wie der in Fig. 1 gezeigten, liegt darin, daß die elektrischen Komponenten auf­ grund ihrer Lage besser zugänglich sind und mehr Platz für Dich­ tungseinrichtungen vorhanden ist. Ein Zugang beispielsweise zur Montage, Wartung und Reparatur dieser Einrichtungen besteht durch ein im Schwimmkörper 9 vorgesehenes Mannloch 54. Die Tur­ bine 51, beispielsweise eine Francisturbine, die wiederum einen Generator 52 stufenlos antreibt, wird über eine flexible Leitung 50 von der Axialpumpe 44 gespeist. Die Fig. 8 zeigt die Wir­ kungsweise dieser Axialpumpe 44. Der Rotorkranz 43 bildet zusam­ men mit dem Durchströmgehäuse 10 die mehrstufige Axialpumpe 44. Deren Laufschaufel- 45 und Umlenkschaufelgrenze 46 sind als Deckbandausführung geschlossen ausgeführt. Die Umlenkschaufeln 46 sind im Durchströmgehäuse 10 angeordnet und lenken den För­ derstrom wieder auf axiale Zuströmung in die nächste Pumpenstu­ fe. Die Ausbildung der Lagerung als Gleit- oder Rollenlagerung ist derart, dass die Abstützung des Läufers auf einen oder meh­ reren Leitapparatkränzen stattfindet. Die erste Stufe besteht aus Kanälen 47, die sich in den Rotorschaufeln befinden und die das Medium über eine feststehende Umlenkeinheit 48 vor den er­ sten Laufschaufelkranz hinführen. Die Rotorflügel sind, wie bei der Variante in Fig. 7 gezeigt, zur Drehachse hin rückwärtig ge­ neigt und offen, um eine Selbstreinigung von Treibgut aller Art zu gewährleisten. Die Einlauföffnungen der Kanäle 47 sind so ge­ staltet, dass keine Verunreinigungen hineingespült werden. Dem Medium wird durch die Schaufelspitzen innen und durch die Flieh­ kräfte Energie zugeführt. Die Stromführung ist in den aufeinan­ derfolgenden Pumpenstufen zum Austritt im schneckenförmigen Aus­ trittsgehäuse 49 hin im Durchmesser zunehmend ausgestaltet. Vom Austrittsgehäuse 49 wird das Medium über eine flexible Leitung 50 zur Turbine 51 geleitet. Der aus der Turbine 51 austretende Förderstrom wird an geeigneter Stelle 53 zur Vermeidung eines Strömungsabrisses wieder in das Innere des Durchströmgehäuses 10 eingespeist.
Der Schwimmkörper weist eine längliche zylindrische Gestalt auf, deren Längen-/Durchmesserverhältnis zwischen 3 und 5, vorzugs­ weise bei 4, liegt. Stromauf des Einstellgliedes ist ein parabo­ lisch geformtes Ablenkgitter angeordnet. Dies besteht aus stern­ förmig angeordneten Stäben, derart, dass eine maximale Abstands­ weite eingehalten ist. An den der Gewässerströmung zugewandten Kanten der Arme 11 kann eine drehbare zylindrische Rolle, über die radiale Höhe der Arme sich erstreckend, angeordnet sein. Mittels der Winde kann eine Verstellung der Arbeitshöhe des Kraftwerkes vorgenommen werden. Hierzu enthält die Boje 31 eine Ansteuerleitung für die dann als Motorwinde ausgebildete Winde.

Claims (42)

1. Unterwasserkraftwerk (6) für ein mit einer Gewässer­ strömung (4) versehenes Gewässer (1) mit einem Schwimmkörper (9) und einer Turbine (7) mit einem Generator (8), die mittels eines Zugmittels (24) im Gewässer befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (9) mittels eines Parallelogrammlenkers mit der Turbine (7) gelenkig ver­ bunden ist und horizontal in der Strömung gehalten wird.
2. Unterwasserkraftwerk (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallelogrammlenker von zwei Stäben (15 und 16) gebildet ist, die beide am Schwimmkörper (9) und an einem Durchströmkörper (10) der Turbine (7) gelenkig gelagert sind.
3. Unterwasserkraftwerk (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Punkt des Parallelogrammes mit einem Einstellglied (18) versehen ist, mit dem der Höhen- und der Entfernungswert von Schwimmkörper (9) und Unterwasser­ kraftwerk (6) einstellbar ist.
4. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Einstellglied (18) ein Seil (25) oder eine Kette befestigt ist, das oder die zu einem Bodengewicht (27) führt.
5. Unterwasserkraftwerk (6) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (25) einen Flaschenzug (24) aufweist.
6. Unterwasserkraftwerk (6) nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Kette einen Flaschenzug (24) aufweist.
7. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (26) des Fla­ schenzuges (24) zu einer schwimmenden Boje (31) geführt ist.
8. Unterwasserkraftwerk (6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Boje (31) eine elektrische Winde, Signaleinrichtungen, Messkontrollleitungen für Kraftwerksteile und einen Kraftstromanschluß u. a. zum Betrieb der Winde enthält.
9. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwimmkörper (9) oder im Bodengewicht (27) ein Transformator angeordnet ist.
10. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwimmkörper (9) oder im Bodengewicht (27) eine Umrichtereinheit bzw. eine Lei­ stungselektronik angeordnet ist.
11. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwimmkörper (9) oder im Grundgewicht (27) wenigstens eine Regeleinrichtung unter­ gebracht ist.
12. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromkabelführung (51) längs eines Stabes (15) des Parallelogrammlenkers und weiter entlang des Seiles oder der Kette (25) vorgesehen ist.
13. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (9) eine längliche Gestalt aufweist, deren Längen-/Durch­ messerverhältnis zwischen 3 und 5, vorzugsweise bei 4, liegt.
14. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Strömung zugewandten Seite des Einstellgliedes (18) an ihm ein parabo­ lisch geformtes Ablenkgitter angeordnet ist.
15. Unterwasserkraftwerk (6) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkgitter aus sternförmig ange­ ordneten Stäben besteht derart, daß eine maximale Abstandsweite eingehalten wird.
16. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den der Strömung zugewandten Kanten der Arme (11) über deren radiale Höhe eine drehbare, zylindrische Rolle (35) angebracht ist.
17. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwimmkörper (9) eine Winde (32) befestigt ist.
18. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (26) des Seiles des Flaschenzuges (24) durch eine Durchführung (34) im Schwimmkörper (9) zu der Winde (32) geführt ist.
19. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die als Motorwinde ausgestaltete Winde (32) eine Höhenverstellung des Unterwas­ serkraftwerkes (6) ermöglicht.
20. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Boje (31) eine An­ steuerleitung für die Winde (32) enthält.
21. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Boje (31) Signalein­ richtungen, Messkontrollleitungen für Kraftwerksteile, einen Kraftstromanschluss, u. a. zum Betrieb der Winde (32), sowie ein Hebeseil zum externen Liften der gesamten Anlage aufweist.
22. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Energie über ein elektrisches Kabel (49) längs des Seiles (25) zum Boden­ gewicht (27) geleitet wird.
23. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Drehdurch­ führung (50) auf dem Bodengewicht (27) vorgesehen ist, wel­ che ein Aufwickeln des Spannungskabels (49) bei Betrieb des Unterwasserkraftwerkes (6) bei wechselnder Strömungsrichtung verhindert.
24. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (49) am Seil (25) im Bereich (51) in Kabelschlaufen hängt, um eine Höhen­ verstellung des Unterwasserkraftwerkes (6) zu ermöglichen, ohne dass das Kabel (49) beschädigt und verwickelt wird.
25. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorkranz mit ein­ gebetteten Permanetmagneten (38) oder entsprechender Wick­ lungsgestaltung in einem Läufer im Durchströmgehäuse (10) gelagert ist.
26. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (39) des Generators (52) aus einem Blechpaket mit Spulenwicklungen be­ steht, das konzentrisch um den Rotor im Durchströmgehäuse (10) wasserdicht gekapselt angeordnet ist.
27. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (40) zur Drehachse hin rückwärtig geneigt und innen offen sind, um eine Selbstreinigung von Treibgut aller Art zu gewährleisten.
28. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass durch Kanäle (41) in den Rotorflügeln Strömungsmedium aufgrund der Rotation in den Lagerungsbereich gepumpt wird.
29. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlauföffnungen (42) der Kanäle (41) so gestaltet sind, dass keine Verunreinigungen hineingespült werden.
30. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der außenliegende Rotor­ kranz (36) mit Rollen (37) oder einer Gleitlagerung (37) im Durchströmgehäuse (10) gelagert ist.
31. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (9) eine Leistungselektronik mit einer Regeleinrichtung (55), den Generator (52) und eine Wasserturbine (51) enthält, welche den Generator (52) antreibt.
32. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (9) ein Mannloch (54) aufweist.
33. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkranz (43) zu­ sammen mit dem Durchströmgehäuse (10) eine mehrstufige Axial­ pumpe (44) bildet.
34. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass Laufschaufelgrenze (45) und Umlenkschaufelgrenze (46) als Deckbandausführung geschlos­ sen ausgeführt sind.
35. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkschaufeln (46) im Durchströmgehäuse (10) angeordnet sind und den Förderstrom wieder auf axiale Zuströmung in die nächste Pumpenstufe lenken.
36. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (Gleit- oder Rollenlagerung) derart gestaltet ist, dass die Abstützung des Läufers auf einen oder mehreren Leitapparatkränzen stattfindet.
37. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stufe aus Ka­ nälen (47) besteht, die sich in den Rotorschaufeln befinden und die das Medium über eine feststehende Umlenkeinheit (48) vor den ersten Laufschaufelkranz hinführen.
38. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel zur Dreh­ achse hin rückwärtig geneigt und innen offen sind, um eine Selbstreinigung von Treibgut aller Art zu gewährleisten.
39. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlauföffnungen der Kanäle (47) so gestaltet sind, dass keine Verunreinigungen hin­ eingespült werden.
40. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromführung in den aufeinanderfolgenden Pumpenstufen zum Austritt in ein schnecken­ förmiges Austrittsgehäuse (49) hin im Durchmesser zunehmend ausgebildet ist.
41. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass vom Austrittsgehäuse (49) das Medium über eine flexible Leitung (50) zur Turbine (51) geleitet wird.
42. Unterwasserkraftwerk (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Turbine (51) austretende Förderstrom an geeigneter Stelle (53) zur Ver­ meidung eines Strömungsabrisses wieder in das Innere des Durch­ strömgehäuses (10) eingespeist wird und so der Erweiterungs­ winkel des Durchströmgehäuses (10) größer gewählt werden kann.
DE10134509A 2000-07-05 2001-07-05 Unterwasserkraftwerk Withdrawn DE10134509A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10134509A DE10134509A1 (de) 2000-07-05 2001-07-05 Unterwasserkraftwerk

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10033303 2000-07-05
DE10134509A DE10134509A1 (de) 2000-07-05 2001-07-05 Unterwasserkraftwerk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10134509A1 true DE10134509A1 (de) 2002-05-29

Family

ID=7648288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10134509A Withdrawn DE10134509A1 (de) 2000-07-05 2001-07-05 Unterwasserkraftwerk

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10134509A1 (de)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004022968A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 Hammerfest Ström As Apparatus with an inclined carrying pillar for anchoring an axial turbine for the production of electric energy from water currents
WO2005078276A1 (de) * 2004-02-17 2005-08-25 Fritz Mondl Freistromturbinenanlage
WO2006061652A1 (en) * 2004-12-11 2006-06-15 Scotrenewables (Marine Power) Ltd Water current powered generating apparatus
WO2007086037A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 William Kingston Tidal energy system
DE102006006260A1 (de) * 2006-02-10 2007-08-23 Dieter Czerny Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden
WO2007107505A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Turbine assembly and generator
WO2008001080A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Derek Alan Taylor Device for enhancing the effectiveness of power conversion from wind and other fluids
WO2008147212A2 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Lycro Creative Development As Tidal power station
DE202009008836U1 (de) 2009-06-26 2009-09-03 Solarworld Ag Unterwasserkraftwerk für ein Fließgewässer
EP2225457A1 (de) * 2007-11-13 2010-09-08 Miljø-Produkter As Turbinenvorrichtung für ein kraftwerk mit schwingender wassersäule
EP2232051A2 (de) * 2007-12-03 2010-09-29 Daniel Farb Stabilisierung von Turbinen in Wasser
US7832979B2 (en) 2006-04-19 2010-11-16 Metin Ilbay Yaras Vortex hydraulic turbine
DE102009030613A1 (de) * 2009-06-25 2010-12-30 Rainer Kern Strömungskraftwerk
GB2480694A (en) * 2010-05-28 2011-11-30 Robert W W Burden Energy extraction from ocean depths
DE202013002095U1 (de) 2013-03-04 2013-03-20 Hans Schneeweiss Freistrom-Turbinenanlage
CN103742338A (zh) * 2014-01-09 2014-04-23 清华大学 一种海流能供电水下监测仪
US20140138954A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 Hydro Alternative Energy, Inc. Hydrokinetic Energy Conversion System with Buoyancy and Ballast Controls to Harness Underwater Currents for the Generation of Electrical Power
GB2541533A (en) * 2015-07-30 2017-02-22 Japan System Planning Co Ltd Underwater installation-type water-flow power generation system
JP2017210922A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 日本システム企画株式会社 水中設置型水流発電システム
CN108547723A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 刘宇 一种新型海洋能采集用振荡浮子系统
CN108644056A (zh) * 2018-04-09 2018-10-12 刘宇 一种新型海洋能采集用振荡浮子系统

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004022968A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 Hammerfest Ström As Apparatus with an inclined carrying pillar for anchoring an axial turbine for the production of electric energy from water currents
WO2005078276A1 (de) * 2004-02-17 2005-08-25 Fritz Mondl Freistromturbinenanlage
US7442002B2 (en) 2004-02-17 2008-10-28 Aqua Libre Energieentwicklungs Gmbh Tidal turbine installation
NO338754B1 (no) * 2004-12-11 2016-10-17 Scotrenewables Tidal Power Ltd Kraftutvinnende apparat
WO2006061652A1 (en) * 2004-12-11 2006-06-15 Scotrenewables (Marine Power) Ltd Water current powered generating apparatus
US8272831B2 (en) 2004-12-11 2012-09-25 Scotrenewables (Marine Power) Ltd. Water current powered generating apparatus
AU2005313122B2 (en) * 2004-12-11 2013-05-02 Scotrenewables (Marine Power) Ltd Water current powered generating apparatus
WO2007086037A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 William Kingston Tidal energy system
DE102006006260A1 (de) * 2006-02-10 2007-08-23 Dieter Czerny Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden
WO2007107505A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Turbine assembly and generator
GB2446765A (en) * 2006-03-21 2008-08-20 Shell Int Research Turbine assembly and generator
US7832979B2 (en) 2006-04-19 2010-11-16 Metin Ilbay Yaras Vortex hydraulic turbine
WO2008001080A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Derek Alan Taylor Device for enhancing the effectiveness of power conversion from wind and other fluids
GB2465694A (en) * 2007-05-31 2010-06-02 Lycro Creative Dev As Tidal power station
WO2008147212A3 (en) * 2007-05-31 2009-06-04 Lycro Creative Dev As Tidal power station
WO2008147212A2 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Lycro Creative Development As Tidal power station
GB2465694B (en) * 2007-05-31 2011-12-14 Lycro Creative Dev As Tidal power station
EP2225457A1 (de) * 2007-11-13 2010-09-08 Miljø-Produkter As Turbinenvorrichtung für ein kraftwerk mit schwingender wassersäule
EP2225457A4 (de) * 2007-11-13 2012-12-26 Miljoe Produkter As Turbinenvorrichtung für ein kraftwerk mit schwingender wassersäule
EP2232051A2 (de) * 2007-12-03 2010-09-29 Daniel Farb Stabilisierung von Turbinen in Wasser
EP2232051A4 (de) * 2007-12-03 2012-12-05 Daniel Farb Stabilisierung von Turbinen in Wasser
DE102009030613A1 (de) * 2009-06-25 2010-12-30 Rainer Kern Strömungskraftwerk
DE202009008836U1 (de) 2009-06-26 2009-09-03 Solarworld Ag Unterwasserkraftwerk für ein Fließgewässer
GB2480694A (en) * 2010-05-28 2011-11-30 Robert W W Burden Energy extraction from ocean depths
GB2480694B (en) * 2010-05-28 2014-06-25 Robert William Wallace Burden Energy extraction from the ocean depths
US20140138954A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 Hydro Alternative Energy, Inc. Hydrokinetic Energy Conversion System with Buoyancy and Ballast Controls to Harness Underwater Currents for the Generation of Electrical Power
US9303619B2 (en) * 2012-11-16 2016-04-05 Hydro Alternative Energy, Inc. Hydrokinetic energy conversion system with buoyancy and ballast controls to harness underwater currents for the generation of electrical power
DE202013002095U1 (de) 2013-03-04 2013-03-20 Hans Schneeweiss Freistrom-Turbinenanlage
CN103742338B (zh) * 2014-01-09 2016-05-18 清华大学 一种海流能供电水下监测仪
CN103742338A (zh) * 2014-01-09 2014-04-23 清华大学 一种海流能供电水下监测仪
GB2541533A (en) * 2015-07-30 2017-02-22 Japan System Planning Co Ltd Underwater installation-type water-flow power generation system
GB2541533B (en) * 2015-07-30 2021-02-03 Japan System Planning Co Ltd Underwater installation-type water-flow power generation system
JP2017210922A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 日本システム企画株式会社 水中設置型水流発電システム
CN108547723A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 刘宇 一种新型海洋能采集用振荡浮子系统
CN108644056A (zh) * 2018-04-09 2018-10-12 刘宇 一种新型海洋能采集用振荡浮子系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10134509A1 (de) Unterwasserkraftwerk
WO2003056169A1 (de) Unterwasserkraftwerk
DE69902524T2 (de) Energiegewinnung aus sich bewegendem wasser
EP1567768B1 (de) Unterwasser angeordnete laufkraftturbine
DE102012020052B3 (de) Windkraftanlage
DE60123465T2 (de) Ernergieerzeugungssystem zur ausnutzung der energie von meereswellen
DE102009028885B4 (de) Geführter Winddrachen zur Erhöhung der Leistungsabgabe von Windenergieanlagen
DE2813141A1 (de) Schwimmender stromgenerator zur ausnutzung der antriebsenergie des wassers
EP2342450B1 (de) Energieerzeugungseinheit sowie verfahren zur wartung einer energieerzeugungseinheit
WO2012019673A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur installation eines gezeitenkraftwerks
DE2336181A1 (de) Einfach-bojen-verankerungsvorrichtung
EP3123024B1 (de) Wasserkraftwerk mit freistehender drehachse
EP0045353A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie durch Ausnutzung der Bewegungsenergie des Meereswassers
DE3939969A1 (de) Schlauch- und kabelwindeanordnung einer gesteinsbohrvorrichtung
DE102015121794B3 (de) Ankervorrichtung und Schwimmvorrichtung
DE102014211040B3 (de) Unterwasser-Strömungskraftwerk
WO2013017213A1 (de) Wasserkraftwerk
DE102008037528A1 (de) Turbinenanordnung
DE368564C (de) Kettenturbine mit zweifacher Wasserdurchstroemung, bei welcher die Schaufelwinkel derart gewoelbt sind, dass bei normaler Umdrehungszahl der Turbine die Ausflussgeschwindigkeit mit der Einstroemungsgeschwindigkeit der Turbine vektoriell gleich ist
DE102017002015B4 (de) Energieerzeugungsvorrichtung
CH714462A2 (de) Turbine, insbesondere zur Energiegewinnung in Fliessgewässern oder strömender Luft.
DE102022100532A1 (de) Schwimmkörper für ein Wellenkraftwerk und ein Schwimmkörper-System, das in seiner Gesamtheit ein Wellenkraftwerk darstellt
DE102014226682B3 (de) Unterwasserturbine zum Umwandeln von hydrodynamischer Energie in elektrische Energie und Verfahren zum Reinigen einer Unterwasserturbine
DE1166110B (de) Umspuelter Rohrturbinen- oder -pumpensatz
DE202010003564U1 (de) Hydroelektrische Laufwasser-Stromerzeugungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee