DE102012202091B3 - Underwater power plant installed in sea, has nacelle that is connected with supporting structure by rotatable bearing and is rotatably supported by bearing whose bevel direction is perpendicular to flow direction of tidal currents - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Unterwasserkraftwerk mit einer am Meeresboden verankerten Stützstruktur, einer Gondel mit Turbinenrad, Turbinenwelle und Generator, die mittels eines drehbaren Lagers mit der Stützstruktur verbunden ist, wobei die Gondel frei drehbar gelagert ist.The invention relates to an underwater power plant with a anchored to the seabed support structure, a nacelle with turbine wheel, turbine shaft and generator, which is connected by means of a rotatable bearing with the support structure, wherein the nacelle is freely rotatably mounted.
Aus der
Die
Beide Kraftwerke zeigen den Nachteil, dass sie sehr große Wassertiefen benötigen, da der Wechsel der Ausrichtung der Kraftwerksgondel über ein Aufsteigen der Gondel in eine Ruheposition mit einem anschließenden Neuausrichten in eine Arbeitsposition verbunden ist.Both power plants have the disadvantage that they require very large water depths, since the change of orientation of the power plant nacelle is connected via an upgrade of the nacelle in a rest position with a subsequent realignment in a working position.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Unterwasserkraftwerk der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass es sich in optimaler Weise den Strömungsbedingungen in einer Gezeitenströmung anpasst und dabei auch in geringen Wassertiefen betreibbar ist.The object of the invention is to develop an underwater power plant of the type described above in such a way that it optimally adapts to the flow conditions in a tidal current and can also be operated in shallow water depths.
Die Lösung sieht vor, dass die Gondel des Unterwasserkraftwerks so gelagert ist, dass das Lager im Bezug auf die Lotrichtung schräg angeordnet ist, wobei die Richtung der Schräge senkrecht zur Strömungsrichtung der Gezeitenströmungen im Meer angeordnet ist, das heißt, dass eine Linie, die den höchsten und den tiefsten Punkt des schräg stehenden Lagers verbindet senkrecht zur Richtung der Gezeitenströmung steht.The solution provides that the nacelle of the underwater power plant is mounted so that the bearing is arranged obliquely with respect to the Lotrichtung, the direction of the slope is perpendicular to the flow direction of the tidal currents in the sea, that is, a line that the highest and the lowest point of the oblique bearing connects perpendicular to the direction of the tidal current stands.
Diese Anordnung ermöglicht eine einfache Lagerung des Unterwasserkraftwerks. Das Kraftwerk kann den wechselnden Strömungsrichtungen der Gezeitenströmung nachgeführt werden, wobei durch die Schrägstellung des Lagers eine selbsttätige Rückführung der Gondel in eine Mittelstellung, also einer Ruhestellung, aufgrund der Schwerkraft ermöglicht ist. Bei einsetzender Gezeitenströmung ist die Gondel in Richtung der Strömung drehbar.This arrangement allows easy storage of the underwater power plant. The power plant can be tracked the changing flow directions of the tidal current, with the inclination of the bearing allows an automatic return of the nacelle to a central position, ie a rest position, due to gravity. When the tidal current sets in, the nacelle is rotatable in the direction of the flow.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterwasserkraftwerks sind die Drehung begrenzende Anschlagelemente vorgesehen, insbesondere die Drehung auf 180° begrenzende Anschlagelemente. Diese Anschlagelemente verhindern ein Überdrehen der Gondel im Falle von unregelmäßigen Strömungssituationen. Hierdurch ist ebenfalls gewährleistet, dass die Versorgungsleitungen der Gondel immer in einer günstigen Form durch das Lager in die Stützstruktur geführt werden können.In an advantageous embodiment of the underwater power plant according to the invention the rotation limiting stop elements are provided, in particular the rotation to 180 ° limiting stop elements. These stop elements prevent overspeeding of the nacelle in the event of irregular flow situations. This also ensures that the supply lines of the nacelle can always be performed in a favorable form by the bearing in the support structure.
In einer weiteren Ausgestaltung ist im Lager ein Hilfsantrieb vorgesehen. Dieser Hilfsantrieb ermöglicht eine Korrektur des Anströmwinkels der Gondel. Bei relativ schwacher Strömung besteht die Möglichkeit, dass die Gondel und damit das Turbinenrad nicht optimal in der Gezeitenströmung steht. Außerdem kann die Gondel durch den Hilfsantrieb in eine genau definierte Position gebracht werden, was insbesondere für Wartungsarbeiten wichtig sein kann.In a further embodiment, an auxiliary drive is provided in the warehouse. This auxiliary drive allows a correction of the angle of attack of the nacelle. With relatively weak flow there is the possibility that the nacelle and thus the turbine wheel is not optimally in the tidal current. In addition, the nacelle can be brought by the auxiliary drive in a well-defined position, which may be particularly important for maintenance.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Lager durch Meerwasser geschmiert wird, wobei hierfür Kanäle zur Zuführung des Schmiermittels im Bereich des Lagers vorgesehen sind. Die Bewegung der Gondel erfolgt sehr langsam. Die rauen Umgebungsbedingungen erfordern zusätzlich eine Lagerung, die robust und sicher geschmiert werden muss. It is particularly advantageous if the bearing is lubricated by seawater, with channels for supplying the lubricant in the area of the bearing being provided for this purpose. The movement of the nacelle is very slow. The harsh environmental conditions also require storage that must be lubricated robustly and safely.
Hierfür eignet sich das Meerwasser aus der Umgebung am besten. Um dieses Schmiermittel an die notwendigen Stellen im Lager zu transportieren, ist es notwendig, entsprechende Kanäle vorzusehen. Die Förderung des Schmiermittels kann durch Zusatzaggregate erfolgen, die ihre Energie ebenfalls aus der Meeresströmung beziehen. For this purpose, the seawater from the environment is best. In order to transport this lubricant to the necessary locations in the warehouse, it is necessary to provide appropriate channels. The promotion of the lubricant can be done by additional aggregates, which draw their energy also from the ocean current.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die tiefste Stelle des schräg ausgeführten Lagers senkrecht zur Strömungsrichtung der Gezeitenströmung angeordnet. Diese Position führt zu einer Ausrichtung der Gondel in eine Ruhestellung bei fehlenden äußeren Kräften. Sobald die Gezeitenströmung aussetzt, um die Richtung zu ändern, nimmt die Gondel die energetisch günstigste Lage ein und verbleibt dort, bis sie durch die erneut einsetzende Gegenströmung wieder in eine Position gebracht wird, in der das Turbinenrad so ausgerichtet wird, dass eine maximale Stromerzeugung stattfinden kann.In a further advantageous embodiment, the lowest point of the obliquely executed bearing is arranged perpendicular to the flow direction of the tidal current. This position leads to an alignment of the nacelle in a rest position in the absence of external forces. Once the tidal flow stops to change direction, the nacelle takes the most energetically favorable position and remains there until it is returned to a position where the turbine wheel is oriented by the reentrant countercurrent to maximize power production can.
Vorteilhaft ist es, wenn an der Gondel eine Fahne vorgesehen ist, insbesondere an dem Ende der Gondel, das dem Turbinenrad gegenüber liegt. Durch diese Fahne wird die Ausrichtung der Gondel vereinfacht. Die einsetzende Strömung greift an der Fahne an, die aus einem festen, flächigen Material ausgeführt ist. Die Strömung wird auf die Fahne so lange eine Kraft ausüben, bis die Gondel vollständig in Strömungsrichtung ausgerichtet ist. Rückstellkräfte aufgrund des schräg gestellten Lagers werden bei vorhandener Strömung ebenfalls durch die Fahne ausgeglichen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fahne eine Form hat, die genau diese Rückstellkräfte berücksichtigt, so dass die Gondel bei vorliegender Gezeitenströmung optimal ausgerichtet ist.It is advantageous if a flag is provided on the nacelle, in particular at the end of the nacelle, which is opposite to the turbine wheel. This flag simplifies the alignment of the nacelle. The onset of flow attacks the flag, which is made of a solid, flat material. The flow will exert a force on the flag until the nacelle is completely aligned in the flow direction. Restoring forces due to the inclined bearing are also compensated by the flag when current is present. It is particularly advantageous if the flag has a shape that takes into account exactly these restoring forces, so that the nacelle is optimally aligned in the presence of tidal current.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Generator an dem Ende der Gondel vorgesehen, das dem Turbinenrad gegenüber liegt. Durch die Positionen des schweren Generators und des Aufhängepunkts der Gondel an der Stützstruktur lassen sich die Rückstellkräfte der Gondel variieren. Liegt der Generator am Ende der Gondel, so werden die Rückstellkräfte aufgrund der Schwerkraft maximiert und es ist sicher gestellt, dass die Gondel bei fehlender Strömung in die Ruheposition dreht. In a further embodiment of the invention, the generator is provided at the end of the nacelle, which is opposite to the turbine wheel. Due to the positions of the heavy generator and the suspension point of the nacelle on the support structure, the restoring forces of the nacelle can be varied. If the generator is at the end of the nacelle, the restoring forces due to gravity are maximized and it is ensured that the nacelle rotates in the absence of flow in the rest position.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Stützstruktur als quer zur Strömungsrichtung angeordneter Bügel ausgeführt, wobei die Gondel in einer Ausnehmung des Bügels an zwei Stellen drehbar gelagert ist. Der Bügel ist an mehreren Stellen im Meeresboden verankert, wodurch die Standsicherheit des Unterwasserkraftwerks verbessert ist. Es können auch Stützstrukturen mit mehr als zwei Stützen ausgebildet werden. Insbesondere lassen sich im Betrieb der Turbine auftretende Kräfte bei vorhandener Meeresströmung durch zusätzliche Stützen aufnehmen. Bei der Anordnung der Stützen ist darauf zu achten, dass die Strömung durch die Stützen nicht zu stark beeinflusst wird.In a further embodiment, the support structure is designed as arranged transversely to the flow direction bracket, wherein the nacelle is rotatably mounted in a recess of the bracket at two points. The bracket is anchored in several places in the seabed, which improves the stability of the underwater power plant. Support structures with more than two supports can also be formed. In particular, forces occurring during operation of the turbine can be absorbed by additional supports in the presence of ocean currents. When arranging the supports, care must be taken that the flow through the supports is not influenced too much.
In einer weiteren Ausgestaltung ist um das Turbinenrad ein Diffusor angeordnet, wobei die Lagerung an der Stützstruktur mit dem Diffusor verbunden ist. Ein Diffusor verbessert die Strömungsverhältnisse im Bereich des Turbinenrades. Der in Abströmrichtung leicht aufgeweitete Diffusor erzeugt einen Sog, der die Strömung so formt, dass abströmseitig eine zusätzliche Kraft auf das Turbinenrad wirkt, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Anlage zunimmt. Die Befestigung des Diffusors kann vorteilhaft so ausgeführt sein, dass die Verbindungsteile zwischen Diffusor und Gondel als Fahne ausgebildet sind. Eine entsprechende Ausgestaltung der Befestigungsteile ermöglicht im Idealfall, die an der Gondel vorgesehene Fahne komplett einzusparen. Bei einem Ausgedehnten länglichen Diffusor stellt der Diffusor selbst die Fahne dar.In a further embodiment, a diffuser is arranged around the turbine wheel, wherein the bearing is connected to the support structure with the diffuser. A diffuser improves the flow conditions in the area of the turbine wheel. The slightly widened in the outflow direction diffuser creates a suction that shapes the flow so that an additional force acts on the turbine downstream of the flow, whereby the overall efficiency of the system increases. The attachment of the diffuser can advantageously be designed so that the connecting parts between the diffuser and nacelle are designed as a flag. A corresponding embodiment of the fastening parts makes it possible, in the ideal case, to completely save the flag provided on the nacelle. In an extended elongated diffuser, the diffuser itself represents the flag.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der Kombination der bisher dargestellten und sind deshalb hier nicht weiter ausgeführt.Further embodiments result from the combination of the previously shown and are therefore not further elaborated here.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen dieEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. It show the
Die
Entsprechend der in der
Die
Um die erweiterte Stabilität zu erreichen, ist die Gondel
Die
Der Diffusor
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Unterwasserkraftwerk Underwater power plant
- 22
- Meeresboden Seabed
- 33
- Stützstruktur support structure
- 44
- Gondel gondola
- 55
- Turbinenrad turbine
- 66
- Lager camp
- 77
- Fahne Banner, flag
- 88th
- Lager camp
- 99
- Diffusor diffuser
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103758688A (en) * | 2014-01-20 | 2014-04-30 | 大连理工大学 | Yaw adjusting device of horizontal-axis tidal-energy water turbine |
WO2014191331A1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | Jean Baptiste Drevet | Marine turbine pivot support |
CN106014757A (en) * | 2016-05-13 | 2016-10-12 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Double-convex-curved-surface contact sleeve steering structure of supporting column for tidal-current-energy generator set |
CN106014759A (en) * | 2016-05-13 | 2016-10-12 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Blowdown device for steering structure of tidal-current-energy generator set |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2431207A (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-18 | Tidal Generation Ltd | Flow alignment device for tidal generating apparatus |
EP1604107B1 (en) * | 2003-03-18 | 2010-12-22 | Soil Machine Dynamics Limited | Submerged power generating apparatus |
-
2012
- 2012-02-13 DE DE102012202091A patent/DE102012202091B3/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1604107B1 (en) * | 2003-03-18 | 2010-12-22 | Soil Machine Dynamics Limited | Submerged power generating apparatus |
GB2431207A (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-18 | Tidal Generation Ltd | Flow alignment device for tidal generating apparatus |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014191331A1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | Jean Baptiste Drevet | Marine turbine pivot support |
FR3006386A1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-05 | Jean Baptiste Drevet | HYDROLIAN PIVOT SUPPORT |
CN103758688A (en) * | 2014-01-20 | 2014-04-30 | 大连理工大学 | Yaw adjusting device of horizontal-axis tidal-energy water turbine |
CN103758688B (en) * | 2014-01-20 | 2015-12-30 | 大连理工大学 | Horizontal axis tidal current energy water turbine yaw adjustment device |
CN106014757A (en) * | 2016-05-13 | 2016-10-12 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Double-convex-curved-surface contact sleeve steering structure of supporting column for tidal-current-energy generator set |
CN106014759A (en) * | 2016-05-13 | 2016-10-12 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Blowdown device for steering structure of tidal-current-energy generator set |
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|
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