DE102008049373A1 - Marine power plant, has floating chambers receiving energy from sea current and partially supporting power production systems, where power production systems convert obtained energy into storable and transportable form - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Windkraftanlagen haben einen starken und stetigen Fortschritt in der Güte sind Größe der Anlagen gemacht. Von daher stehen Entwicklungen zur Verfügung, die statt Luftströme auch Wasserströme nutzen können.Wind turbines have a strong and steady progress in goodness are size of the facilities made. Stand by therefore Developments available, instead of airflows can also use water streams.
Zur Zeit sollen oder werden erste Anlagen in Küstennähe auf dem Meeresboden stehend geplant und gebaut.to Time should or will be first facilities near the coast planned and built standing on the seabed.
Schwierig und teuer ist in allen Fällen die Gründung, und auch der Energietransport zum Festland ist aufwendig. In der Gezeitenströmung stehend sind sie nur in begrenzten Zeitintervallen zur Verfügung.Difficult and expensive in all cases is the founding, and Also the energy transport to the mainland is expensive. In the tidal current Standing, they are only available in limited time intervals.
Die übliche Antriebstechnik über Motor und Schiffsschraube wäre ohne Probleme in der Lage, Schiffe zur Energiegewinnung in Position zu halten.The usual Drive technology about engine and propeller would be no problem in position to position ships for energy to keep.
Damit wird allerdings soviel Energie zur Fixierung der Schiffe benötigt, daß es sich betriebswirtschaftlich nicht rechnet.In order to However, this much energy is needed to fix the ships, that it does not pay off economically.
Eine Alternative zur Bodenaufstellung in Küstennähe wären daher Schiffskörper mit Halterungen am Boden. Das hätte den Vorteil, daß die Bodenhalterung zwar ausreichende Festigkeit gewährleisten muß, aber Verschiebungen im Erdreich, siehe deutsche Bunker an Europas Küsten, unproblematisch sind. Eine Nachsteuerung, also Verkürzen oder Verlängern der Halteseile bei Ebbe und Flut, ist technisch kein Problem.A Alternative to ground installation near the coast would therefore hull with brackets on the ground. That would have the advantage that the ground support while ensuring sufficient strength, but shifts in the ground, see German bunkers at Europe Coasts are unproblematic. A follow-up, so Shorten or extend the tethers at low tide and high tide, is technically no problem.
Anders gestaltet sich die Frage der Positionierung auf offener See. Hier stehen seit Menschengedenken der Wind, eingefangen durch Segel, zur Verfügung. Die Frage, möglichst effektive Möglichkeiten zur Windnutzung zu finden, ist auch eine Frage der zur Verfügung stehenden Materialien und Technik.Different the question of positioning on the open sea arises. Here Since time immemorial the wind has been caught by sails to disposal. The question, as effective as possible To find ways to wind use, is also one Question of available materials and technology.
Letztlich führten frühere überlegungen zu einem sogenannten Rotorsegel, auch bekannt unter dem Begriff Flettnerrotor.Ultimately led earlier considerations to one so-called rotor sails, also known as the Flettner rotor.
Damit gibt es eigentlich ein altes, erprobten, fast vergessenes und nicht mehr technisch genutztes System, um Windenergie mit sehr geringem Fremdenergieeinsatz zu nutzen.In order to There is actually an old, tried, almost forgotten and not more technically used system to wind energy with very little Use of external energy.
Ursprünglich waren die Rotoren natürlich gedacht, um mit Schiffen zu fahren, bzw. zu segeln. Preiswerte Dieselantriebe haben das System allerdings nach der ersten Erprobungsphase verdrängt. Dabei wäre es sehr gut zu nutzen.Originally Of course, the rotors were meant to be with ships too drive, or sail. Inexpensive diesel engines have the system but displaced after the first test phase. there It would be very good to use.
Es bleibt die Frage des Energietransportes. Hier läßt sich nur sehr küstennah elektrische Energie sofort ins Netz einspeisen.It remains the question of energy transport. Leave here Only very close to the electrical energy Feed in the grid.
Die Umwandlung nicht speicherbarer elektrischer Energie in speicherbare Formen ist in anderen Bereichen und für andere Anwendungen Stand der Technik.The Conversion of non-storable electrical energy into storable Shapes is in other areas and for other applications State of the art.
Beim derzeitigen Stand der Entwicklung bieten sich Wasserstoff bzw. Silicium als Energieträger an.At the Current state of development is hydrogen or silicon as an energy source.
Wasserstoff läßt sich praktisch nur aus Süßwasser gewinnen. Da das Entsalzen von Meerwasser sehr energieaufwendig ist, bleibt als zweckmäßige Form die Anlieferung.hydrogen can be practically only from fresh water win. Since the desalination of seawater is very energy-consuming is, remains as a convenient form of delivery.
Damit wird auch die Anlieferung von Sand und die Umwandlung in Silicium eine wirtschaftlich interessante Alternative, zumal das Produkt wesentlich einfacher zu handhaben ist.In order to is also the delivery of sand and conversion to silicon an economically interesting alternative, especially the product much easier to handle.
Aufgabetask
Die Technik zur Energiegewinnung steht für Meereskraftwerke aus der Entwicklung von Windkraftanlagen mit vertikaler und horizontaler Achse zur Verfügung.The Energy generation technology stands for marine power plants from the development of wind turbines with vertical and horizontal Axis available.
Schwimmende Einheiten können die Technik der Energiegewinnung und der Verarbeitung tragen.floating Units can be the technique of energy generation and the Wear processing.
Sie müssen allerdings gegen Drift- und Staudruck aus der Energiegewinnung festgehalten werden. Dies geht in Küstennähe durch Verankerung.she must however against drift and dynamic pressure from the energy production be held. This goes through the coast Anchoring.
Mit der vorliegenden Erfindung wird als erstes Ziel angestrebt, ein Kraftwerk auf offener See zu positionieren ohne Bodenanker und ohne großen Energieeinsatz.With The aim of the present invention is a first aim Position power plant on open sea without ground anchor and without large energy input.
Das zweite Ziel, das mit vorliegender Erfindung erreicht werden soll, ist die Entkopplung von Energiegewinnung und Energieverarbeitung. Nur so läßt sich ein Kraftwerk auf See in jeder Größe aufbauen.The second objective to be achieved with the present invention, is the decoupling of energy production and energy processing. That is the only way to get a power plant at sea in any one Build up size.
Lösungsolution
Zum Erreichen der vorstehend umrissenen Ziele wird die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Erfindung vorgeschlagen.To the Achieving the objectives outlined above, the in the characterizing Part of claim 1 specified invention proposed.
Vorteileadvantages
Wind und Meeresströmungen stehen in großem Umfang zur Verfügung.wind and ocean currents are on a large scale to Available.
Ihre Ausnutzung nach angestrebtem Patent erfolgt ohne Fremdenergie und absolut Schadstofffrei.Your exploitation after desired patent takes place without external energy and absolutely pollutant-free.
Die Aufteilung in kleine Einheiten ermöglicht die Anpassung zwischen den auftretenden Kräften aus Energiegewinnung und Positionierung und der Windkraft.The Division into small units allows customization between the occurring forces of energy production and positioning and wind power.
Die Konzentration der gewonnenen Energie in Zentraleinheiten vereinfacht die Umwandlung in speicherbare Formen.The Concentration of energy gained in central units simplified the transformation into storable forms.
Die Anlieferung benötigter Grundstoffe, wie Wasser oder Sand, und der Abtransport der gewonnenen und gespeicherten Energie ist aus einer Zentraleinheit effektiver.The Delivery of required raw materials, such as water or sand, and the removal of the recovered and stored energy from a central unit more effective.
Die Generatoreinheiten können im Regelfall ohne Personal sein.The Generator units can usually be without personnel.
Benutzt man zudem Flettnerruder und ersetzt die aufwendigen Getriebe durch Stellmotoren, so hat man den Eigenbedarf minimiert.Used You also Flettnerruder and replaced the elaborate gear Actuators, so one has minimized the internal demand.
Wenn die gewonnene Energie in transportabler Energieform gespeichert wird, kann sie auch überall angeliefert und in einem breiten Spektrum gezielt eingesetzt werden. Zudem steht für die Weiterverarbeitung sowohl z. B. mit Wasserstoff als auch mit Silicium eine ideale Energieform zur Verfügung.If the energy gained is stored in transportable form of energy can be delivered anywhere and in a wide range Spectrum can be used purposefully. In addition, stands for the Further processing both z. As with hydrogen and with silicon an ideal form of energy available.
Erläuterung der Erfindung an AusführungsbeispielenExplanation of the invention at exemplary embodiments
Anhand der Bilder 1–8 wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert.Based 1-8, the invention will be described in more detail below explained.
Es zeigenIt demonstrate
Bild 1 einen aufgestellten Verband aus Generatoreinheiten und Zentraleinheit mit Vorspann.image 1 an erect association of generator units and central unit with leader.
Bild 2 die notwendigen prinzipiellen Elemente zum selbständigen Betreiben einer Generatoreinheit.image 2 the necessary basic elements for independent Operating a generator unit.
Bild 3 die notwendigen prinzipiellen Elemente zum Betreiben einer Zentraleinheit.image 3 the necessary basic elements for operating a central unit.
Bild 4 das Zusammenwirken der Kräfte aus Wind und Wasserströmungen, Energiegewinnungssystem, Rotor, Ruder und Schiffskörper und eventuell Vorspann.image 4 the interaction of the forces of wind and water currents, Energy recovery system, rotor, rudder and hull and possibly a header.
Bild
5 die Modelle gleicher Leistung mit Segel oder Rotoren von dem deutschen
Forschungsschiff ineinander gezeichnet, um einen überblick über die
Größenordnungen zu gewinnen, wie sie bei der aerodynamischen
Versuchsanstalt vermessen wurden. (Veröffentlicht bei
Bild
6 die Vektoren für die Modelle gleicher Leistung nach Bild
5. (Veröffentlicht bei
Bild
7 Die Leistungsbeiwerte für Rotor und Segel als Vektoren,
die als Bemessungsgrundlagen notwendig sind, gemessen an den Modellen
nach Bild 5, veröffentlicht bei
Bild
8 Kräftediagramme (a, b, c,) für maximale Rotordrehzahl,
für stehende Rotoren und als Vergleich für das
gereffte Segelschiff, veröffentlicht bei
Das
Bild 1 zeigt einen Verband mit einer Zentraleinheit (
Die
Stellung der Zentraleinheit (
Alle
Einheiten sind mit Rotoren (
Günstiger ist der Ansatz: Jeder hält sich selbst.better is the approach: everyone holds himself.
Die
Zugseilverbindungen (
Die
Generatoreinheit (
Wenn
die Zentraleinheit (
Die
Leistung für die Rotoren (
Notwendig
ist es, daß die Energiegewinnungssysteme (
Notwendig
kann es sein, die Energiegewinnungssysteme (
Ob
man die Energiegewinnungssysteme (
Die
Außerbetriebrahme der Energiegewinnungssysteme (
Damit
sind die Generatoreinheiten (
Die
Zentraleinheit (
Sie
könnte auch Energiegewinnungssysteme (
Wenn
keine ausreichenden Rotoren (
Die
wesentliche Aufgabe der Zentraleinheit (
Zur
Energieumwandlung und alle damit zusammenhängenden Arbeiten,
muß auf den Stand der Technik aus anderen Bereichen zurückgegriffen
werden. Die Zentraleinheit (
Bild
4 zeigt die Kräfte, die zusammen, bzw. als Ausgleich, gegeneinander
arbeiten müssen. Jedes Schiff in einer Strömung
(
Dies
trifft auch auf Energiegewinnungssysteme (
Wenn
auf einem Teilsystem, z. B. der Zentraleinheit (
Wichtig
ist zudem, daß der Staudruck (
Die
geringste Kraft übt die Meeresströmung (
Die
Steuereinheit (
Zudem
kann von der Zentraleinheit (
Bild
5 zeigt die Modelle (
Die
Rotoren (
Bild
6 zeigt die Vektoren für das Modell (
Ohne
große Erklärung ist erkennbar, daß durch
das Zusammenspiel von Rotorkraft und Ruderkraft über einen
großen Winkelbereich sehr starke Kräfte gleichmäßig
zur Verfügung stehen. Dadurch ist der Verband in der Ausnutzung
der Windkraft (
Bei
einer Vermessung im Windkanal ist die Windrichtung konstant und
die Modelle sind drehbar. Beim Einsatz als Energiegewinnungssystem
(
Dabei
zeigt das Diagramm, daß sich bei Änderung der
Windrichtung (
Der
Windkraft (
Bild
7 zeigt die Leistungsbeiwerte der Rotoren (
Weitere
Leistungsbeiwerte für Rotoren, insbesondere für
unterschiedliche Verhältnisse von Länge zu Breite
und Größe der Endscheiben, sind von der AVA (
Bild
8 zeigt in einem Schaubild, welche Kräfte auf den Doppelrotor
nach Bild 5 bei maximaler Drehzahl (
Daraus ersieht man, in welchem Umfang Regelung möglich ist, denn über die Drehzahlregelung kann jeder Punkt in dieser Fläche, bezogen auf die Windgeschwindigkeit, eingestellt werden.from that one sees, to what extent regulation is possible, because over the speed control can be any point in this area, in relation to the wind speed.
Insgesamt
wäre eine noch höhere Auslegung mit höherer
Umfangsgeschwindigkeit der Rotoren (
Die
Zwischenkurve b (
Mit
tiefliegenden Energiegewinnungssystemen (
- 11
- Rotorrotor
- 22
- Zentraleinheitcentral processing unit
- 33
- Generatoreinheitgenerator unit
- 44
- Energiegewinnungssystem aus Turbine, Getriebe und GeneratorEnergy recovery system from turbine, gearbox and generator
- 55
- Steuereinheit zur Positionierungcontrol unit for positioning
- 66
- Steuereinheit zum Betriebcontrol unit to the operation
- 77
- Schiffskörperhull
- 88th
- ZugseilverbindungenZugseilverbindungen
- 99
- Zugseilverbindungen als VorspannZugseilverbindungen as a leader
- 1010
- EnergieübertragungslinienPower transmission lines
- 1111
- Meeresströmungocean current
- 1212
- Luftströmung, WindAir flow, wind
- 1313
- Staudruck auf Energiegewinnungssystemebackpressure on energy recovery systems
- 1414
- Trift, Kraft aus Meeresströmung auf Schiffskörperdrift, Force from ocean current on hull
- 1515
- Kraft aus Meeresströmung auf Schiffskörper und Ruderforce from ocean current on hull and rudder
- 1616
- Windkraft, WindkraftvektorenWind force Wind vectors
- 1717
- Drehlager für Energiegewinnungssystempivot bearing for energy recovery system
- 1818
- Hebevorrichtung für Energiegewinnungssystemhoist for energy recovery system
- 1919
- Schwimmkörper für ein Energiegewinnungssystemfloat for an energy recovery system
- 2020
-
Modell
mit Segel und Rotor gleicher Leistung (
Flettner 24 )Model with sail and rotor of equal power (Flettner 24 ) - 2121
-
Belastungskurve
des Forschungsschiffes bei maximaler Drehzahl der Rotoren (
Flettner 24 )Load curve of the research vessel at maximum speed of the rotors (Flettner 24 ) - 2222
-
Belastungskurve
des Forschungsschiffes für stehende Rotoren (
Flettner 24 )Load curve of the research vessel for standing rotors (Flettner 24 ) - 2323
-
Belastungskurve
des Forschungsschiffes für Masten und Takelage bei gerefften
Segeln (
Flettner 24 )Loading curve of the research vessel for masts and rigging in reefed sails (Flettner 24 ) - 2424
-
Flettner, Anton, Mein Weg zum Rotor, Verlag Koehler & Amelang, Leipzig 1926Flettner, Anton, Mein Weg zum Rotor, Publisher Koehler & Amelang, Leipzig 1926 - 2525
-
AVA Aerodynamische Versuchsanstalt zu Göttingen Vierte Lieferung, München und Berlin 1932, Verlag von R. Oldenbourg ”Messungen an rotierenden Zylindern”, Seite 101–105 AVA Aerodynamic Laboratory for Göttingen Fourth Delivery, Munich and Berlin 1932, published by R. Oldenbourg "Measurements on Rotating Cylinders", pages 101-105 - 2626
-
Rudersteller
System Flettner (
Flettner 24 ) mit Stellmotor.Rudder system Flettner (Flettner 24 ) with servomotor. - 2727
- Fabrik an Bord zur Energieumwandlung und zur Lagerung bis zum Abtransport, sowie eventuell zur Aufnahme von angelieferten Rohstoffen.factory on board for energy conversion and storage until removal, as well as possibly for the admission of supplied raw materials.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - Anton Flettner, Mein Weg zum Rotor, Verlag Koehler & Amelang Leipzig 1926 [0036] - Anton Flettner, Mein Weg zum Rotor, Publisher Koehler & Amelang Leipzig 1926 [0036]
- - Flettner [0037] - Flettner [0037]
- - Flettner [0038] - Flettner [0038]
- - Flettner [0039] - Flettner [0039]
- - Flettner [0065] - Flettner [0065]
- - Flettner [0066] - Flettner [0066]
- - Flettner [0067] - Flettner [0067]
- - Flettner [0071] - Flettner [0071]
- - Flettner [0072] - Flettner [0072]
- - Flettner [0074] - Flettner [0074]
- - Flettner [0078] - Flettner [0078]
- - Flettner [0078] - Flettner [0078]
- - Flettner [0078] - Flettner [0078]
- - Flettner [0078] - Flettner [0078]
- - Flettner, Anton, Mein Weg zum Rotor, Verlag Koehler & Amelang, Leipzig 1926 [0078] - Flettner, Anton, Mein Weg zum Rotor, Publisher Koehler & Amelang, Leipzig 1926 [0078]
- - AVA Aerodynamische Versuchsanstalt zu Göttingen Vierte Lieferung, München und Berlin 1932, Verlag von R. Oldenbourg ”Messungen an rotierenden Zylindern”, Seite 101–105 [0078] - AVA Aerodynamische Versuchsanstalt zu Göttingen Fourth Delivery, Munich and Berlin 1932, published by R. Oldenbourg "Measurements on Rotating Cylinders", page 101-105 [0078]
- - Flettner [0078] - Flettner [0078]
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008049373A DE102008049373A1 (en) | 2008-09-27 | 2008-09-27 | Marine power plant, has floating chambers receiving energy from sea current and partially supporting power production systems, where power production systems convert obtained energy into storable and transportable form |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008049373A DE102008049373A1 (en) | 2008-09-27 | 2008-09-27 | Marine power plant, has floating chambers receiving energy from sea current and partially supporting power production systems, where power production systems convert obtained energy into storable and transportable form |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008049373A1 true DE102008049373A1 (en) | 2010-07-15 |
Family
ID=42243406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102008049373A Withdrawn DE102008049373A1 (en) | 2008-09-27 | 2008-09-27 | Marine power plant, has floating chambers receiving energy from sea current and partially supporting power production systems, where power production systems convert obtained energy into storable and transportable form |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008049373A1 (en) |
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