DE102008010459A1 - Vorrichtung zur Nutzbarmachung der in der Vertikalbewegung von Wasserwellen enthaltenen Energie - Google Patents

Vorrichtung zur Nutzbarmachung der in der Vertikalbewegung von Wasserwellen enthaltenen Energie Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Nutzbarmachung der Vertikalbewegung von Wasserwellen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kraftstoß des Kolbens (C) auf ein sich in einem Rohrleistungssystem (E) befindenden Fluid übertragen wird. Dies ermöglicht, die über die Rohrleitung übertragene Energie an Land in Nutzenergie, z. B. elektrische Energie, umzuwandeln. So werden gefährdete Bauteile der Gesamtanlage vor Korrosion geschützt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutzbarmachung der Vertikalbewegung von Wasserwellen.
  • Stand der Technik:
  • Es ist ein Vorschlag für einen Wellenenergiewandler bekannt, der aus der mechanischen Energie der Wellen elektrische Energie erzeugt [Nielsen und Scholten, 1990, Dänemark]. Weiter ist bekannt, dass diese Wellenkraftmaschine aus einem Schwimmer und einem daran über ein flexibles Seil angebundenen Zylinder-Kolben-System besteht. Die Vertikalbewegung der Wellen wird über das Seil auf den Kolben der Vorrichtung übertragen, woraufhin der Kraftstoß des Kolbens dafür sorgt, dass in den Zylinder Meerwasser eingesogen bzw. durch den Druck des Eigengewichts des Kolbens aus dem Zylinder herausdrückt wird. An den Öffnungen für das Meerwasser befinden sich kleine Turbinen, die direkt aus dieser Wasserströmung in bzw. aus dem Zylinder elektrische Energie gewinnen.
  • Ein bedeutender Nachteil einer solchen Konstruktion ist der direkte Einsatz von Meerwasser als Fluid, weil es mit Sand, Schlamm, u. a. Verunreinigungen durchsetzt sein kann. Dadurch ist die Korrosion und Abnutzung des Zylinders sehr hoch. Ein weiterer Nachteil der Konstruktion ist die Tatsache, dass die Generatoren für die Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie sich vollständig unter Wasser befinden, was ihre Lebensdauer verringert.
  • Aufgabe:
  • Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung so zu schaffen, dass die Vertikalbewegung der Meereswellen über Zwischenstufen so umgewandelt wird, dass die Nutzbarmachung der Wasserwellenenergie und die eventuelle Erzeugung von elektrischer Energie daraus an einem vom korrosiven Meeresklima abgeschirmten Ort an Land erfolgen kann und die Korrosionsanfälligkeit für die submarinen Teile der Wellenkraftmaschine sinkt.
  • Lösung:
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst.
  • Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, dass die durch die Vertikalbewegung der Meereswellen auf den Kolben übertragene Kraft dazu verwendet wird, in den Zylinder ein Fluid aus einer Rohrleitung hineinzusaugen bzw. das Fluid aus dem Zylinder in eine Rohrleitung hineinzupressen. Die Rohrleitungen einzelner Module der Vorrichtungen können zu Sammelleitungen verbunden und nach Bedarf mit einem Druckbehälter ausgerüstet werden, um eventuell auftretende Druckschwankungen auszugleichen. Am Ende einer Sammelleitung befindet sich eine Verbrauchervorrichtung. Diese kann ein Gerät mit hydraulischem oder pneumatischem Antrieb oder ein Generator zur Erzeugung elektrischen Stromes sein. Von diesem Gerät fließt das Fluid mit vermindertem Druck über eine Sammelleitung zurück zu den einzelnen Modulen der Vorrichtung.
  • Ausführungsbeispiele:
  • Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 stellt mehrere aneinandergekoppelte Module dar. Ein Modul besteht aus einem sich auf der Wasseroberfläche befindenden Schwimmkörper (A), der über eine flexible oder starre Verbindung (B) mit dem Kolben (C) verbunden ist. Dieser Kolben bewegt sich infolge der durch die Wellenbewegung induzierten Vertikalbewegung im Zylinder (D) auf und ab. Durch diese Bewegung wird ein Fluid in der Rohrleitung (E) unter Druck gesetzt. Das Fließen in die richtige Richtung wird durch die Rückschlagventile (F) gewährleistet. Die Rohrleitungen mehrerer Module werden an Knotenpunkten (G) zu einer Sammelleitung verbunden. Diese Leitung wird an Land geführt und mündet in einen Druckbehälter (H). Von dort gelangt das Fluid über eine Leitung zum Verbraucher (J), z. B. eine Turbine mit gekoppeltem Generator. Nach dem Druckabfall fließt das Fluid in einen Sammelbehälter (K) und wird von dort über eine Sammelleitung wieder in die einzelnen Module gesogen. Vor dem Sammelbehälter H kann eine durch Ventile (L) geregelte Leitung zur Wartung und zum Tausch des Fluids abgezweigt werden.
  • 2 zeigt einen Seitenschnitt durch ein am Meeresboden verankertes Modul, eine Sammelleitung und einer Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem schützenden Gebäude an Land. Die Bezeichnungen sind analog zu 1.
  • 3 stellt die Draufsicht einer möglichen Anordnung mehrerer Module in einem Raster dar.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Energiegewinnung aus Wasserwellen mit einem an ein Zylinder-Kolben-System gekoppelten Schwimmkörper gekennzeichnet dadurch, dass an den Zylinder je ein oder mehrere mit einem Fluid gefüllte Zu- und Abflussrohre angebracht sind und dass der Kraftstoß des Kolbens (Impuls) auf dieses Rohrleitungssystem übertragen wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Rohrleitungssystem aus starrem, elastischem oder teilelastischem Material besteht.
  3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Rohrleitungen mehrerer Einzelvorrichtungen in eine Sammelrohrleitung münden.
  4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 2, 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Sammelrohrleitung außerhalb des Wassers an eine pneumatisch oder hydraulisch betriebene Vorrichtung angeschlossen ist.
  5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 2, 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Sammelrohrleitung außerhalb des Wassers an eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie angeschlossen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass in die Sammelrohrleitung ein oder mehrere Druckbehälter zum Druckschwankungsausgleich einbezogen sind, die sich im Vorlauf zur Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, im Rücklauf von der Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 oder an beiden Orten befinden.
  7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 3, 4, 5, 6, gekennzeichnet dadurch, dass an einer oder mehreren Stellen im gesamten System Ventile zur Steuerung des Fluidflusses angebracht sind.
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