DE102009039214A1

DE102009039214A1 - Wellen-Energie-Generator

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Publication number: DE102009039214A1
Application number: DE102009039214A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Buescher Friedrich W De; Friedrich W Buescher De
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-03-03
Also published as: DE102009039214A8

Abstract

Wellen-Energie-Generator, der durch die andauernde Bewegung der höheren Meereswellen im Near-Shore-Bereich aller Weltmeere etwa alle 5 bis 8 Sekunden einen Schwimmer auf und nieder bewegt und wo durch diese phasenweisen Bewegungen ein flexibler, doppelt wirkender Dynamo abwechselnd links- und rechtsherum bewegt wird und dadurch mit oder ohne Getriebe schubweise aus der Wellenkraft über einen Hybrid-Kondensator pulsierenden Gleichstrom kostenfrei erzeugt, der aus vielen derartigen Aggregaten in eine Sammelleitung übertragen wird, die diese elektrische Energie über ein Seekabel oder eine Hochspannungsleitung oder sogar in hoher Voltzahl drahtlos an eine Empfängerstation auf das Festland überträgt, wo sie so oder durch Wechselrichter sauber und ohne CO-Belastung in Wechselstrom umgewandelt werden kann.

Description

Die Raumenergie, und zwar die Gravitationskraft des Mondes, wirkt sich als nächster Planet alle 12 Stunden und 25 Minuten beeinflussend auf die Erde aus. Sie drückt in diesem Zeitraum (alle 6 Stunden und 12½ Minuten) die Erdoberfläche zum Teil etwas herunter und lässt sie in den nächsten 6 Stunden und 12½ Minuten genauso wieder hochkommen. Dadurch verformt sich die Erdkugel seit Millionen von Jahren sehr leicht und lässt daher das Wasser in unseren Weltmeeren immer in die etwas tiefere Erdoberfläche fließen. Diese Erscheinung wird mit Ebbe und Flut bezeichnet. Dadurch, dass das Wasser flüssig ist, bilden sich durch diese Strömungen die Meereswellen, die gebietsweise auf der ganzen Erde, je nach geophysikalischer Voraussetzung, flacher oder höher ausfallen. Die durchschnittliche Wellenhöhe auf den Weltmeeren beträgt circa einen Meter und tritt im Durchschnitt, je nach Wellenhöhe, alle vier bis acht Sekunden auf. Hinzu kommen die Seewinde und Stürme, die durch die Kraft der Sonne periodisch eine noch höhere Wellenbildung bewirken.
Um einen wirksamen Einsatz der Wellen-Energie-Generatoren zu ermöglichen, müssen die Meeresgebiete dafür ausgesucht werden, wo der mittlere Wasserstand oberhalb des Meeresbodens mindestens 4 bis 8 Meter beträgt. In diesem Bereich, der vor jeder Küste der Erde vorhanden ist, ist immer eine stärkere Wellenbildung festzustellen. Dort sollten dann nach genauer Tiefenmessung abseits von Badegebieten und außerhalb von Schifffahrtsrouten die Wellen-Energie-Generatoren in geschlossenen Gruppen zum Einsatz gelangen.
Wenn man bedenkt, dass die Erdölvorkommen auf unserer Erde bereits größtenteils ausgebeutet sind und dadurch die Preise für Energie immer höher steigen, so fragt man sich, welche Kraft auf unserer Erde noch zur Verfügung steht, um den immer weiter ansteigenden Energiebedarf für die Menschheit zu decken? Alle bisher bekannten alternativen Energiequellen sind gut und geben kaum CO₂ ab, aber sie reichen bei Weitem nicht aus, den Energiehunger auf unserer Erde mit knapp 7 Milliarden Menschen zu stillen.
Über 70% unserer Erdoberfläche ist mit Wasser bedeckt, das ständig durch Gezeiten, Strömungen und Seewinde in Bewegung ist, das aber zur Stromerzeugung bisher kaum erschlossen wurde, um daraus Energie für die Menschheit herzuleiten. Es sind einige Ansätze gemacht, aber die Ausnutzung weltweit ist noch nicht herbeigeführt.
Diese ständige Wasserbewegung soll nun gebietsweise erfasst und zur sauberen, möglichst reibungslosen und preiswerten Stromerzeugung in Anspruch genommen werden. Das ist durch einen relativ einfachen Wellen-Energie-Generator möglich, der auf kleinster Fläche fast 24 Stunden am Tag elektrischen Strom produziert. Dieser verursacht keinen CO₂-Ausstoß, er soll nicht am Badestrand, sondern mehrere Hundert Meter außerhalb, in geeigneten Meeresgebieten positioniert werden. Von Land her wird er aufgrund seiner geringen Höhe kaum sichtbar sein und bietet aufgrund dieser Bauweise den Seewinden und Stürmen nur ganz wenig Widerstand. Er verursacht keine störenden Geräusche, er wird durch Einrammung im Meeresgrund sturmsicher – ähnlich wie Dockdalben – befestigt. Er kann im engeren Bereich in Gruppen im Bereich höherer Wellen dauerhaft eingesetzt werden und benötigt als Antriebskraft nur die kostenlosen Meereswellen, die andauernd durch Gezeiten und Meereswinde entstehen.
Der erzeugte Strom kann dann nur als pulsierender Gleichstrom gruppenweise über Seekabel oder durch Hochspannung oder in höherer Voltzahl nach dem Patent Nr. 139.465 vom Deutschen Patentamt vom 27. März 1903 an Empfängerstationen auf dem Festland übertragen werden.
Wie sieht nun so ein Wellen-Energie-Generator aus: Entweder kann er mit einem besonderen Pfeiler (Siehe Skizze 1) in den Meeresgrund eingerammt werden (bei felsigem Untergrund geht das nicht), oder er kann mit 4 oder mehr Pfeilern und Querverbindungen, ebenfalls vom Schiff aus, geschlossen in den Untergrund eingerammt werden.
Bei der 1 befindet sich ein ringförmiger, bojenartiger Schwimmer (1.2) um den möglichst an allen vier Seiten mit Zahnplatten versehenen Pfeiler (1.1) herum, der durch Zahn-Schwerlastrollen (1.3) benutzt wird. Die durch die auf- und nieder gehenden Bewegungen durch den Antrieb gedrehten Schwerlastrollen (1.3), können durch eine verlängerte Welle (1.4), die durch eine wasserdichte Abschirmung (1.9) geführt ist, jeweils kleine Generatoren oder Dynamos (1.5) antreiben, die phasenweise durch ihren Vor- und Rücklauf elektrische Energie erzeugen. Über eine entsprechende Zahnradübersetzung kann diese Antriebsbewegung erhöht werden.
Die andere Möglichkeit ist die Verwendung von vier oder mehr Pfeilern (2.10), die möglichst in Verbindung miteinander in den Meeresboden gerammt werden müssen. Der aus allen vier Ecken geführte bojenartige Schwimmer (2.11) geht mit den einzelnen Wellen rauf und runter. Über eine verlängerte Zahnstange (2.12) treibt dieser über ein kleines Rad (2.13) ein größeres Zahnrad (2.14) an, das wiederum mit einem kleinen Zahnrad (2.15) den Generator (2.16) hin- und her antreibt.
Es kommen je nach Größe der Wellen immer nur Phasen der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung zustande. Wie diese laufenden Phasen nun zur dauerhaften Stromerzeugung zusammengeführt werden, soll nun für beide Möglichkeiten gemeinsam erklärt werden: Die Zahnstange (2.12) muss so lang sein, dass sie die Differenz zwischen Niedrigwasser und Hochwasser umfasst.
Die Andruckrollen (2.17) sollen die Zahnstange (2.12) immer in genauer Richtung führen. Die Abstandsrollen (2.18) sollen ein Verkanten des Schwimmers vermeiden und passen mit ihrer zugespitzten Lauffläche genau in die Innenseite der Winkel.
Um bei einer gelegentlich eintretenden sehr hohen Springflut Schäden an dem Generator und der elektrischen Ausrüstung zu vermeiden, muss die Abdeckung wasserdicht abgeschirmt sein, damit sie auch durch hohe Flutwellen hindurchtauchen kann. Je nach Meeresbodenart sind die je vier Stabilisatoren an den vier Pfeilern entsprechend zu vergrößern.
Fig. 1
Bezugszeichenliste

1.1: Einarmiger Pfeiler aus Stahl oder Beton mit Stabilisatoren, mit Zahnplatten an den verschiedenen Seiten

Fig. 1a Draufsicht
Bezugszeichenliste

1.2: Ringförmiger Schwimmer
1.3: Schwerlastrollen, teils verzahnt
1.4: Verlängerte Welle
1.5: Generator (Dynamo)
1.6: Elektrische Leitung
1.7: Elektrischer Schaltschrank
1.8: Kabel zum Festland
1.9: Wasserdichte Abschirmung

Fig. 1b Querschnitt mit einem Dynamo
Die Schwerlastrollen (1.3) können in einer oder in zwei Lagen oben und unten im Schwimmkörper Anwendung finden. Dieses wäre die preiswerteste Ausführung eines Wellen-Energie-Generators.
Zuerst wird die mittlere Tiefe des Meeresbodens gemessen. Dann wird ein auf entsprechende Länge hergestellter Pfeiler (1.1) aus Stahl oder Beton an dieser Stelle mit seinen vier Stabilisatoren in den Meeresgrund hinein gerammt. Dann wird der Schwimmer (1.2) darüber gestülpt, der durch seine Auf- und Abwärtsbewegung bei jeder Welle, die Schwerlastrollen (1.3) betätigt, die durch die phasenweise Bewegung der Generatoren elektrischen Strom erzeugen.
Es folgt mit jeder Welle ein Auf- und Niedergang des Schwimmers (1.2), der über die verlängerte Antriebswelle (1.4) einen Generator oder Dynamo (1.5) antreibt, der durch die phasenweise Bewegung elektrischen Strom erzeugt, indem er in die eine oder andere Richtung dreht. Diese Energie wird im Schaltschrank (1.7) gesammelt und anschließend in eine Richtung geleitet.
Der durch die Drehung des Generators (1.5) nach jeder Seite erzeugte Strom in Form von pulsierendem Gleichstrom wird durch die nachstehend beschriebene Technik aufbereitet und an eine Empfängerstation auf dem Festland übertragen.
Mit Ausnahme des Anschaffungspreises eines Wellen-Energie-Generators, der Montage auf dem Meer und der allgemeinen Wartung, kostet diese saubere Stromerzeugung absolut kein Geld, da die Meereswellen kostenlos, dauerhaft und unerschöpflich sind.
Fig. 2 – Ansicht
Fig. 2A – Draufsicht
Bezugszeichenliste

2.10: Vier miteinander verbundene Stahlpfeiler
2.11: Bojenartiger Schwimmer
2.12: Zahnstange
2.13: Kleines Zahnrad
2.14: Großes Zahnrad
2.15: Kleines Zahnrad
2.16: Generator
2.17: Andruckwelle, 3 ×
2.18: Insg. 8 Führungsrollen, 4 × doppelt
2.19: Stabilisatoren

Die miteinander verbundenen Stahlpfeiler (2.10) werden zusammen mit einer Spezialvorrichtung in den vorher auf Tiefe gemessenen Meeresgrund gerammt. Dann wird der Schwimmer (2.11) eingesetzt und die Zahnstange (2.12) montiert. Die Schwerlastrollen (2.18) sollen den Schwimmer (2.11) führen. Alsdann wird oben das Zahnrad (2.13) montiert, auf dessen Welle auch das große Zahnrad (2.14) fest angebracht ist. Dieses wiederum treibt – mit oder ohne Getriebe – durch jede Wellenbewegung den mit entsprechender Tourenzahl arbeitenden Generator (2.16) an, der den Strom dann genau wie nach der Beschreibung des einarmigen Wellen-Energie-Generators, an die Empfangsstation leitet.
Beide Modelle sind mit geringen Kosten herzustellen. Sie arbeiten mit geringer Tourenzahl, daher sind sie sehr verschleißfest und können je nach Größe (4 m² – etwa 40 m² Meeresfläche) mit ca. 90% Wirkungsgrad elektrische Energie erzeugen.
Um gegen Sturm gewappnet zu sein, dürfen sie wenig Windwiderstand bieten und müssen an den Pfeilern entsprechend große Stabilisatoren für den Meeresuntergrund erhalten.
Die neue Art der Stromerzeugung
Der gegenwärtig gebräuchliche Wechselstrom ist für kleine Wellen-Energie-Generatoren nicht die beste Lösung. In Zukunft wird pulsierender Gleichstrom es ermöglichen, eine große Anzahl kleinerer Stromquellen wie durch Photovoltaik oder kleine Generatoren zu „vereinen”, und zwar auf sehr einfache Art und Weise. Diese neue Stromerzeugung ist einfach, wesentlich preiswerter und ermöglicht obendrein die preiswerte, internationale Stromübertragung. Mit diesem Patent für Wellen-Energie-Generatoren wird die Lösung dieser neuen Art der Stromerzeugung gleichzeitig mitgeliefert. Letztendlich kann nur diese Art der Stromerzeugung das enorme Potential des Meeres nutzbar machen. Der Strom wird mit einem Generator erzeugt, der nach dem Prinzip eines Fahrrad-Dynamos arbeitet. Der Klarheit wegen wird dieses Prinzip hier noch einmal dargestellt. Das Patent basiert auf demselben Prinzip, nur dass die Größenordnung bei Verwendung von sehr starken Neodym-Magneten sich in erheblichem Maße vervielfacht.
Ein derartiger Generator erweist sich für den Wellenantrieb als ideal: Die Welle schwillt einige Sekunden lang an und der Generator dreht sich in eine Richtung, dann senkt sie sich einige Sekunden lang und der Generator dreht in die Gegenrichtung und in beiden Richtungen wird Strom erzeugt. Dass dies möglich ist, kann anhand des Fahrradprinzips nachvollzogen werden; d. h. die Fahrradlampe leuchtet, egal in welche Richtung sich das Rad dreht. Beim Fahrrad-Dynamo funktioniert dieses Prinzip, weil die Lampe zum Glühen gebracht werden kann und es egal ist, woher der Dynamo die Elektronen in diesem Augenblick „zieht” und wohin er sie auswirft. Obgleich es bei dieser Erfindung nicht egal ist, gibt es hierfür eine einfache Lösung. Pulsierender Gleichstrom bietet im Gegensatz zu Wechselstrom diverse Vorteile und er lässt sich genauso leicht produzieren. Während es jedoch komplizierter ist, Wechselstrom in genauer Frequenz zu vereinen und zu transferieren, ist es bei pulsierendem Gleichstrom einfacher, Hunderte solcher Ströme von kleinen Generatoren oder Photovoltaikanlagen zu vereinen und diese dann bei sehr hoher Volt-Spannung mit hoher Frequenz, bei niedrigen Verlusten in einem dünnen Draht Tausende Kilometer weit zu übertragen. Nikola Tesla patentierte eine ähnliche Stromübertragung bereits im Jahre 1897. Die hier beschriebene Stromübertragung bietet jedoch Neuheiten, die auch Nikola Tesla damals unbekannt waren. Dieses Übertragungssystem ist zunächst als Parallele zum heutigen System gedacht:
Bei der Übertragung nach diesem Prinzip ist es wichtig zu erwähnen, dass der Tesla-Draht (der nicht isoliert war), eine gute Isolation erhalten muss, ansonsten kommt es aufgrund der enorm hohen Spannung nur zu einer schwachen Entladung, besonders bei feuchter Luft.
Die Überlegenheit von Teslas Wechselstrom gegenüber Edisons Gleichstrom damals lag an der sehr einfachen Übertragung. Man konnte schon an der Produktionsstelle die Spannung enorm erhöhen, dann mit hoher Spannung und niedrigen Verlusten den Strom übertragen und ihn an der Verbraucherstelle wiederum auf die passende Spannung bringen. Bei pulsierendem Gleichstrom ist diese Art der Übertragung genauso einfach. Insofern sind Wechselstrom und pulsierender Gleichstrom gleichermaßen gut.
Bei dieser Erfindung wird der pulsierende Gleichstrom jedoch deshalb interessant, weil er zusammen mit dem Hybridkondensator es ermöglicht, sehr viele Ströme aus mehreren Generatoren einfach zu vereinen. Mit dem Hybridkondensator kann man dann bei Entladung die gewünschte Spannung und Frequenz durch den Abstand der Metallspitze zur Metall-Hohlkugel ziemlich gut regulieren. Der Strom wird dann über die äußere Primärspule des Tesla-Transformators (Spule über Spule mit Luftkern) geleitet und durchgelassen. In der Sekundärspule, die mit dem äußeren Ende mit der Erdung verbunden ist und mit dem inneren Ende zu einem Übertragungsleiter, entsteht so Strom, der in die entgegengesetzte Richtung zu dem in der Primärspule fließt.
In der Sekundärspule werden die Elektronen von der Erdung sozusagen „angesaugt” und mit sehr hoher Spannung in den Übertagungsleiter „ausgeworfen”. So wird bei einem derartigen Transformator nicht nur die Spannung sondern auch die Frequenz des pulsierenden Gleichstroms erhöht. Da Übertragungsverluste ebenfalls von der Höhe der Spannung als auch von der Frequenz abhängig sind.
Gegenüber der Übertragung durch ein bekanntes Wechselstromsystem liegt hierin die Überlegenheit des angeführten Systems mit pulsierendem Gleichstrom. Die Verluste sind niedrig und ermöglichen eine Übertragung über Tausende von Kilometern.
Wie an anderer Stelle beschieben, kann man den pulsierenden Gleichstrom auch in ein normales Wechselstrom-System einspeisen. Auch der Kostenfaktor spielt eine Rolle und hier wird die Übertragung von pulsierendem Gleichstrom preiswerter gegenüber Wechselstrom, weil nur ein Draht für die Übertragung notwendig ist.
Man könnte so den erzeugten Strom aus einer Ansammlung oder Gruppen von Wellen-Energie-Generatoren vereint vom offenen Meer bis an die Küste übertragen und ihn von dort mit einem Spezialmotor mit Kondensatoren als normalen Generatorstrom in das derzeitige Wechselstromsystem einspeisen; dies geschieht nach folgendem System: Die Elektronen werden vom Übertragungsleiter auf die Innenseite des „Hybrid-Kondensators” geleitet. Auf der Außenseite wird er dann über die Metallspitzen entladen. Häufigkeit und Stärke der Entladungen können durch den Abstand der Spitze zur Metall-Hohlkugel geregelt werden. Die am Stator des Motors angebrachten Elektromagnete werden der Reihe nach durch Entladungsströme aktiviert. Der Motor dreht sich durch die magnetische Abstoßungskraft.
Die Stromerzeugung erfolgt durch das bekannte Generatorprinzip. Der Generator ist in 3 dargestellt.
Fig. 3
Bezugszeichenliste

3.1: Die Spule mit zwei Enden und zwei Anschlüssen
3.2: Der äußere Anschluss
3.3: Der innere Anschluss
3.4: Der Rotor mit sehr vielen Magnetpolen (starker Neodym-Magnet)

Diese Skizze des Dynamo-Generators dienst hauptsächlich zum Verständnis des Prinzips:
Dreht sich der Rotor (3.4) nach rechts, muss das innere Ende der Spule (3.1) an die Erdung angeschlossen sein. Die Elektronen werden so von der Erdung praktisch „angesaugt” und am äußeren Ende der Spule (3.2) „ausgeworfen”.
Dreht sich der Rotor (3.4) nach links, muss das äußere Ende der Spule (3.2) an die Erdung angeschlossen sein. Wiederum werden die Elektronen von der Erdung „angesaugt” und diesmal am inneren Ende der Spule (3.3) in den Stromableiter „ausgeworfen”.
Die Verwendung von zwei Generatoren ist die einfachste Art Strom zu erzeugen: Einer für die Drehrichtung nach links und der andere in entgegengesetzter Richtung, also nach rechts. Anstelle eines zweiten Generators könnte, als preiswertere Lösung, auch ein Umschalter verwendet werden, der jeweils mit den Enden der Spule (3.1) über zwei Drähte verbunden wird.
In diesem Fall wäre ein mechanischer Umschalter vorzuziehen, der in ähnlicher Weise arbeitet, wie ein Fahrrad-Dynamo, d. h. ein kleines Rädchen, das auf das Rad des Wellen-Energie-Generators trifft. Dieses Rädchen würde sich an einem kleinen Stahlstab mit festem Drehpunkt befinden. So wird das Rädchen nach rechts gezogen, wenn sich das Rad des Wellen-Energie-Generators nach rechts dreht und sitzt fest am Schalter des rechten Begrenzers mit dem Stromleiterplättchen. In diesem Moment stellt sich eine derartige Verbindung ein, dass die Elektronen von der Erdung „angesaugt” und in den Stromableiter „ausgeworfen” werden können.
Zu beachten ist erstens, dass die Spule (3.1) in diesem Falle zwei Enden hat und sehr viele Wicklungen/Lagen, da Neodym-Magnete sehr viele Lagen durchdringen und dabei eine sehr höhe Spannung aufbauen können. Die Elektronen werden immer von der Erdung genommen und in den Ableiterdraht ausgeworfen; und zweitens, dass der Rotor (3.4) möglichst viele Magnetpole aufweist, da man so bei langsamer Drehung des Rotors (3.4) denselben Effekt erzielt, wie bei schneller Drehung mit wenigen Magnetpolen.
Fig. 4 – Konstruktion des Umschalters
Bezugszeichenliste

4.5: Rad des Wellen-Energie-Generators, auf dem
4.6: das Rädchen dreht.
4.7: Begrenzer mit Elektro-Kontaktplättchen
4.8: Stahl-Stäbchen mit
4.9: befestigtem Drehpunkt
4.10: PVC-Isolator mit Elektro-Kontaktplättchen und beweglichem isoliertem Draht,
4.11: Isolierter Draht, der mit den Enden der Generatorspule verbunden wird. (Exakte Schaltungen werden anhand einer anderen Skizze erklärt)
4.12: Isolierter Draht zur Verbindung mit der Erdung oder dem Stromableiter

Fig. 5 – Verbindung
Bezugszeichenliste

5.5: Bei einer Drehung nach links würde sich der Kontakt folgendermaßen einstellen: Auf dem rechten Begrenzer unten wird ein Kontakt zur Erdung hergestellt. Die Elektronen werden jetzt von hier „angesaugt” und über den inneren Anschluss der Generatorspule (3.3) und dem äußeren Anschluss der Spule (3.2) in den Stromableiter „ausgeworfen”, der zur Innenseite der Hohlkugel führt. Die Metall-Hohlkugel (5.13) ist die gleiche, wie bei dem „Van de Graaff-Generator” (siehe 7).
5.14: Angelötete Metallspitzen an der Innenseite der Hohlkugel.
5.15: Metallspitze im Abstand von 1 mm zu der vorherigen,
5.16: Stromableiter, verbunden mit der Metallspitze (5.15) Der Unterschied zu dem „Graaff-Generator” besteht bei dieser Erfindung darin, dass die Elektronen nicht von einem Band kommen, sondern von einer Generatorspule mit sehr vielen dünnen Wicklungen. Sollte die Spannung zu niedrig sein, kann diese mit einem Transformator erhöht werden.
5.17: Verbindung zur Erdung.

Fig. 6 – Darstellung der Funktion, wenn sich das Rad des Wellen-Energie-Generators nach rechts dreht.
In dieser Darstellung ist die Verbindung zur Erdung auf dem rechten Begrenzer hergestellt. Die Elektronen werden jetzt am äußeren Ende der Spule „eingesaugt” und am inneren Ende der Generatorspule „ausgeworfen”, womit sie auf den unteren linken Begrenzer geleitet werden und von dort auf die Innenseite der Metall-Hohlkugel. Wie bei dem „Graaff-Generator” darf es dort keine direkte Verbindung geben, sondern es muss etwa 1 mm Abstand zwischen den angelöteten Metallspitzen an der Innenseite der Kugel und der Metallspitze, die mit dem Stromableiter verbunden ist, gewahrt bleiben.
Fig. 7 – der Van de Graaff-Generator
Bezugszeichenliste

7.1: Metall-Hohlkugel (schematische Darstellung) mit positiver Ladung (= Elektronen-Überschuss)
7.2: Oberer Abnahmekamm (o. Bürste) mit kleinem Abstand zum Band, jedoch ohne Berührung
7.3: Obere Umlenkrolle (Metall)
7.4: Positiv geladene Bandseite (Band dielektrisch)
7.5: Negativ geladene Bandseite
7.6: Untere Umlenkrolle (Kunststoff, z. B. Plexiglas)
7.7: Unterer Abnahmekamm (Erde, Gegenelektrode für negative Ladung)
7.8: Kugel mit negativer Ladung zur Entladung der Hauptkugel
7.9: Funkenstrecke bzw. Funkenentladung

Zur Erhöhung der Spannung, welche für die „Tesla-Übertragung” gebraucht wird, ist die Metall-Hohlkugel die einfachste Lösung. Während bei dem Graaff'schen Generator die Elektronen vom Band kommen, entfällt dieses bei der Neukonstruktion dieser Erfindung vollkommen. Bei dieser Erfindung kommen die Elektronen vom Generator über eine isolierte Drahtverbindung.
Wichtig ist dabei nur, dass es keine direkte Verbindung gibt (siehe auch 7.2 des oberen Schemas). Die benötigte sehr hohe Spannung erreicht diese Erfindung durch viele Wicklungen und Lagen mit sehr dünnem Draht für die Generatorspule. Sollte es dennoch nicht ausreichen, kann die Spannung durch schnellere Drehungen des Generators oder durch einen passenden Transformator erhöht werden.
Fig. 8 – Hybrid-Kondensator
Hier wird das Prinzip des ”Graaff'schen Generators” mit der Metall-Hohlkugel ebenfalls übernommen. Jedoch müssen die Schwachstellen dieser Konstruktion beachtet werden. Eine davon ist eine ständige schwache Entladung in der Luft, besonders bei feuchter Luft z. B. auf dem Meer. Eine zweite ist die Gefahr eines Stromschlages beim Handtieren mit dem Gerät und die dritte ist die relativ niedrige Kapazität als Kondensator. Diese drei Probleme lassen sich mit Hilfe eines „Hybrid-Kondensators” lösen. Oberhalb der Metall-Hohlkugel dieser Erfindung wird eine Art „Platten-Kondensator” aufgebaut. Durch die Anziehung der verschiedenen Ladungen auf Platten (Kugeln) erhöht sich die Kapazität erheblich. Genau das wird zur Glättung der Stromstöße vom Generator benötigt.
Bezugszeichenliste

8.18: Die Metall-Hohlkugel dieser Erfindung (5.13) erhält oberhalb eine Isolationsschicht, die nur dünn, aber aus gutem Isolationsmaterial sein soll.
8.19: Eine zweite Metall-Hohlkugel über der ersten, die als zweite „Platte” dient.
8.20: Äußere Isolationsschicht, nur zur Sicherheit
8.21: Verbindung zur Erdung von 8.19
8.22: Entlader für die Metall-Hohlkugel (5.13), d. h. die Metallspitze im Abstand von 1 mm von der Außenseite der inneren Metall-Hohlkugel (mit Bohrung in der Isolationsschicht zur äußeren Metall-Hohlkugel, wobei der Rand dieser Kugel auch von der Metallspitze isoliert sein muss)
8.23: Loch in äußerer Metall-Hohlkugel und Isolationsschichten
8.24: Draht, Elektronen-Ableiter zur Sammel-Hohlkugel
8.25: Behälter für Kugel mit Hochvakuum zur totalen Vermeidung von Stromverlusten an die Luft bei schwacher Entladung

Auf diese Art und Weise erhält man eine sichere Metall-Hohlkugel ohne Verluste durch schwache Entladungen. Von dieser Kugel werden die Elektronen auf eine ähnlich gebaute, etwas größere „Sammel-Kugel” (siehe 9) geleitet. Diese vereint dann die Ströme vieler Generatoren. Von dort werden die Elektronen auf die Primärspule eines „Tesla-Transformators” entladen. Hierbei handelt es sich um eine Spule über einer Spule mit Luftkern. Dieser erhöht nicht nur die Spannung erheblich, sondern auch die Frequenz des pulsierenden Gleichstroms. Es wird so die sog. Tesla-Übertragung mit dünnem Draht ermöglicht.
Bei dem System mit dem Hybrid-Kondensator ist es möglich, auch die übertragenen Elektronen – nachdem sie die Transformator-Spule durchlaufen haben – zu nutzen, indem man sie auf die innere Seite der Metall-Hohlkugel leitet. Es wird so die Leistung des Systems gesteigert. Parallel könnte das Gleichstrom–System auch direkt als Heizungsstrom oder als Aufladungsstrom für Elektroautos genutzt werden.
Tesla erzeugte seinen pulsierende Gleichstrom auf 2 Arten: Die mit der Leyden Flasche und der Funkenstrecke, die zweite Art war mit einem Hochfrequenz-Generator. Das ist eine Art Generator, der Hunderte kleiner Magnete hatte, ähnlich unserem Dynamo, nur mit Hunderten von kleinen Magneten. In unserem Fall erhalten wir den pulsierenden Gleichstrom erst auf dem Hybrid-Kondensator, genauer gesagt, bei Entladung dieses Kondensators. Diesen pulsierenden Gleichstrom leiten wir dann auf eine Spule des Tesla-Transformators und dieser Strom erzeugt dann den sog. Transformator-Sog. Dieser Sog zieht dann in der Sekundärspule die Elektronen von der Erdung an, beschleunigt diese in den vielen Wicklungen und Lagen und wirft sie mit enorm hoher Spannung und Frequenz in den Tesla-Übertragungsleiter. Das ist diese einfache Transformation, die genauso einfach ist, wie bei Wechselstrom.
An dem Verbraucher ist dann ein ähnlicher Transformator vorhanden, der dann die enorm hohe Spannung in die passende Stromspannung bringt und transformiert. Kleinere Wellen-Energie-Generatoren haben nur dann eine Zukunft, wenn viele elektrische Ströme auf einfache Weise „vereint” werden.
Fig. 9 – Sammelkugel
Bezugszeichenliste

9.26: Sammelkugel, die über die
9.27: Metallspitze an dem Ende der Primärspule des
9.28: Tesla-Transformators entladen wird.
9.29: Erdung
9.30: Luftkern
9.31: Übertragungsleiter
9.32: Innere Spule
9.33: Behälter mit Hochvakuum

Die Elektronen durchlaufen die Primärspule (wenige Wicklungen mit dickem Draht) und erzeugen so einen Transformator-Sog in der Sekundärspule.
Dies bedeutet, dass in der inneren Spule Elektronen in Bewegung gesetzt werden, u. z. in Gegenrichtung zur Stromrichtung der äußeren Spule. Der Stromkreis der Sammelkugel endet an der Innenseite der Sammelkugel.
Elektronen, die in den Übertragungsleiter (9.31) geschickt werden, kommen von der Erdung (9.29), die mit der Sekundärspule an einem Ende verbunden ist. Durch den in der äußeren Spule erzeugten Transformatorsog werden die Elektronen von der Erdung (9.29) in die innere Spule gesaugt (9.32) und am inneren Ende der Spule (beim Luftkern) mit enorm hoher Spannung und Frequenz als pulsierender Gleichstrom in den Übertragungsleiter (9.31) „ausgeworfen”.
Fig. 10 – Leitungsgebundene Energieübertragung nach Nikola Tesla
Diese Skizze zeigt das Tesla-Patent von 1897. Der Strom wird mit enorm hoher Spannung geleitet, wodurch Widerstand-Verluste niedrig gehalten werden. An der Verbrauchs-Abnahmestelle befindet sich genau so ein Tesla-Transformator, der die hohe Spannung jetzt in passenden Gebrauchsstrom umwandelt. An dieser Stelle wird die Ankoppelung an das heutige Stromsystem möglich. Ein spezieller Motor mit Kondensatoren wird einen normalen Generator antreiben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 139465 [0006]

Claims

Wellen-Energie-Generator, der durch die Bewegung der Meereswellen schwere Schwimmer auf und nieder gehen lässt und durch diese Auf- und Abwärtsbewegung den oder die Generatoren phasenweise Hin- und Herlaufen lässt, wobei der jeweils produzierte Strom mittels eines Hybrid-Kondensators in pulsierenden Gleichstrom umgewandelt wird und von mehreren Wellen-Energie-Generatoren gesammelt mittels einer Übertragungsvorrichtung mit dünnem Draht an das Festland geleitet wird, wo er mittels eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt werden kann.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Gerät mit einem ringförmigen Schwimmer an einem Pfeiler montiert ist.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Gerät mit einem zentralen Schwimmer an drei, vier oder mehr Pfosten montiert ist.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1 u. 2) dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Generatoren durch verlängerte Wellen durch die Bewegungen der Schwerlastrollen von dem Pfeiler angetrieben werden.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1, 3, 4) dadurch gekennzeichnet, dass der Generator von der Zahnstange über ein Getriebe vor- und rückwärts angetrieben wird.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–5) dadurch gekennzeichnet, dass der Wellen-Energie-Generator in kleinen oder größeren Gruppen zum Einsatz gelangt, um durch die unterschiedlichen Wellenbewegungen einen kontinuierlichen Stromfluss an das Festland zu ermöglichen.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–6 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anwendung des Hybridkondensators die Kapazität der Stromerzeugung (pulsierender Gleichstrom) erheblich erhöht wird.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–7), dadurch gekennzeichnet, dass sich dieser pulsierende Gleichstrom aus mehreren Quellen in einer Gesamtleitung vereinen lässt.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–8), dadurch gekennzeichnet, dass sich dieser pulsierende Gleichstrom mit sehr hoher Voltzahl und niedrigen Verlusten über ein dünnes Kabel über weite Distanzen übertragen lässt.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–9), dadurch gekennzeichnet, dass der pulsierende Gleichstrom über einen Spezialmotor einen Wechselstrom-Generator antreiben kann und so Wechselstrom für das gegenwärtig genutzte System herstellen kann.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–10), dadurch gekennzeichnet, dass er sich außer im „Near-Shore-Bereich” auch über die „Off-Shore”-Technik in tieferen Meeresgebieten einsetzen lässt.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–10), dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte pulsierende Gleichstrom eine Transformator-Funktion ermöglicht, die eine Stromübertragung so einfach und preiswert macht, wie bei Wechselstrom, jedoch in der Anwendung besser ist aufgrund der nur niedrigen Verluste bei sehr hoher Spannung und hoher Frequenz. Es wäre deshalb empfehlenswert, dieses System als „Hilfssystem” an das gegenwärtig benutzte System anzukoppeln.
Wellen-Energie-Generator nach Anspruch 1–12), dadurch gekennzeichnet, dass er auch als Träger für Solarstrom-System einzusetzen ist, wobei man den Solarstrom auf einfache Weise in das „Tesla-Übertragungssystem” einspeisen könnte.