DE102015012620A1 - "Anordnung für ein Meereswellenkraftwerk" - Google Patents

Abstract

Meereswellenkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftwerksgebäude (2) mit rechteckigem oder V-förmigem Grundriss den Druckraum (19) mit den Zylindern (14, 14n), den Widerlagern (15, 15n) mit den Strömungsverbindungen (17, 17n) aufweist und die Kolben (16, 16n) mit gleichgroßen oder unterschiedlich großen Durchmessern aufweist, wobei das einzelne gesamtspezifisches Gewicht eines Kolbens (16, 16n) größer ist als das vom Meereswasser und die Kolben (16, 16n) vom Meerwasser geschmiert in den Zylindern (14, 14n) laufen und auf den Widerlagern (15, 15n) aufsitzen, die mit Puffern versehen sind oder auch nicht und dass das Kraftwerksgebäude (2) das Becken (12) mit den Ventilen (27n) mit den Auftriebskörpern (7n), die vorzugsweise kugelförmig ausgeführt sind, aufweist, und die Gitter (13n) aufweist, wobei bei mittlerem maximalem Wellenhub (10) Meerwasser in das Becken (12) strömt und über die Ventile (27n) in den Druckraum (19) fließt und dass sich die Zylinder (14, 14n) beim Einströmen von Meerwasser in den Druckraum (19) heben und dass das dadurch im Druckraum (19) verdrängte Wasser in den Strömungskanal (21) des Turmes (4), mit der Be- und Entlüftung (3), drücken, so dass das bidirektional anströmbare Turbinenblatt (5) des Generators (6) getrieben wird und dass beim Zurückströmen des im Turm (4) befindlichen Wassers dieses wieder das bidirektional anströmbare Turbinenblatt (5) des Generators (6) treibt und dass nach Anforderung durch die zentrale Steuerung des Meereswellenkraftwerkes (1) die Pumpe (9) über die Strömungsverbindung (11) und das Richtungsventil (8) zusätzlich Meerwasser in das Becken (12) pumpt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für ein Meereswellenkraftwerk nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Im Stand der Technik sind derartige Anordnungen bekannt und im Einsatz. Da der Bau von Windenergieanlagen an Land durch strengere Auflagen immer kritischer beurteilt wird, will man in zunehmendem Maße Windenergieanlagen, Meeresströmungskraftwerke und auch Meereswellenkraftwerke, insbesondere in Küstennahen Bereichen, installieren, um so die kinetische Energie von Wellenbewegungen in elektrische Energie umzuwandeln. Küstenbezogene Wellenkraftwerke und Tidenkraftwerke nutzen die Volumenveränderung von Wellenbewegung überwiegend für pneumatische Kammern um damit Windturbinen zu betreiben. Luft hat aber eine wesentlich geringere Dichte als Wasser, so dass weniger Energie in die Turbinenblätter eingebracht wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Meereswellenkraftwerk vorzustellen, dessen technischer Wirkungsgrad in einem optimierten gesamtwirtschaftlichen Verhältnis zu den Anlagekosten steht.
• In folgendem wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zwei Zeichnungen beschrieben.
• Dabei zeigt:
• 1 eine vereinfachte Schnittzeichnung des Meereswellenkraftwerkes (1) in Seitenansicht.
• 2 eine vereinfachte Draufsicht auf den Grundriss des Kraftwerksgebäudes (2) mit einem V-förmigen Kraftwerksgrundriss (25) und der Kolbenanordnung (26).
• Um eine möglichst große Energieauskopplung aus Meereswellen zu generieren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Kraftwerksgebäude (2) mit rechteckigem oder V-förmigem Grundriss im Küstenbereich installiert wird und den Druckraum (19) mit dem Turm (4) mit dem Be- und Entlüftungsgitter (3) aufweist und aus dem Becken (12) über das Ventil (27n) mit Meerwasser gefüllt wird, welches durch den mittleren maximalen Wellenhub (10) in das Becken (12) einströmt. Bei Bedarf, wie z. B. Niedrigwasser, kann das Becken (12) auch über die Strömungsverbindung (11) mit der Pumpe (9) über das Richtungsventil (8) gefüllt werden. Der Auftriebskörper (7n), vorzugsweise kugelförmig ausgeführt, bildet das Verschlusselement des Ventils (27n), wobei das Gitter (13n) ein Wegdriften des Auftriebskörpers (7n) verhindert. Strömt nun eine Welle in den Welleneintrittsraum (20) und damit auch durch die Strömungsverbindungen (17, 17n), so werden die Kolben (16, 16n), die einen gleichgroßen oder unterschiedlich großen Durchmesser aufweisen können und einzeln ein größeres gesamtspezifisches Gewicht als Meerwasser aufweisen und in den Zylindern (14, 14n) durch Meerwasser geschmiert laufen, in den Druckraum (19) gehoben und drücken das darin befindliche Wasser in den Strömungskanal (21), wobei die bidirektional anströmbaren Turbinenblätter (5) den Generator (6) antreiben. Zieht sich die Welle aus dem Welleneintrittsraum (20) zurück, so senken sich die Zylinder (14, 14n) ab und das Wasser aus dem Strömungskanal (21) strömt zurück in den Druckraum (19) und treibt dabei die bidirektional anströmbaren Turbinenblätter (5) des Generators (6) bzw. einen bidirektional arbeitenden Generator erneut an. Die Kolben (16, 16n) stützen sich auf den Widerlagern (15, 15n), die evtl. mit Puffern ausgerüstet sein können, ab. Die Länge der Kolben (16, 16n) und deren maximaler Hub sind so ausgelegt, dass eine Kollision mit der Decke des Druckraumes (19) ausgeschlossen werden kann, wobei die Decke des Druckraumes (19) oder auch die Oberseite der Kolben (16, 16n) aber auch mit entsprechenden Puffern versehen werden kann. Die Höhe des Turmes (4) ist so bemessen, dass das höchste im Strömungskanal (21) zu erwartende Volumen sicher aufgenommen wird. Um den Generator (6) auch nach dem Zurückziehen des Wassers aus dem Turm (4) vom Wasser umspült zu lassen, kann das Becken (12) turmförmig ausgebildet werden um nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren den Wasserstand im turmförmig ausgebautem Becken (12) auf dasselbe wie im Strömungskanal (21) des Turmes (4) zu bringen. Hierzu sollte das turmförmig ausgebildete Becken (12) aber vorzugsweise von der Pumpe (9) gefüllt werden, da in diesem Fall eine zu große Differenz zwischen dem mittleren maximalen Wellenhub (10) und dem minimalen Wellenhub (18) besteht, was zu einer geringeren Energieeinbringung beim Einströmen in den Welleneintrittsraum (20) führen würde.
• Bezugszeichenliste

1

Meereswellenkraftwerk

2

Kraftwerksgebäude

3

Be und Entlüftungsgitter

4

Turm

5

bidirektional anströmbares Turbinenblatt

6

Generator

7n

Auftriebskörper

8

Richtungsventil

9

Pumpe

10

mittlerer maximaler Wellenhub

11

Strömungsverbindung

12

Becken

13n

Gitter

14, 14n

Zylinder

15, 15n

Widerlager

16, 16n

Kolben

17, 17n

Strömungsverbindung

18

mittlerer minimaler Wellenhub

19

Druckraum

20

Welleneintrittsraum

21

Strömungskanal

25

V-förmiger Kraftwerksgrundriss

26

Kolbenanordnung

27

Ventil

Claims (2)

1. Meereswellenkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftwerksgebäude (2) mit rechteckigem oder V-förmigem Grundriss den Druckraum (19) mit den Zylindern (14, 14n), den Widerlagern (15, 15n) mit den Strömungsverbindungen (17, 17n) aufweist und die Kolben (16, 16n) mit gleichgroßen oder unterschiedlich großen Durchmessern aufweist, wobei das einzelne gesamtspezifisches Gewicht eines Kolbens (16, 16n) größer ist als das vom Meereswasser und die Kolben (16, 16n) vom Meerwasser geschmiert in den Zylindern (14, 14n) laufen und auf den Widerlagern (15, 15n) aufsitzen, die mit Puffern versehen sind oder auch nicht und dass das Kraftwerksgebäude (2) das Becken (12) mit den Ventilen (27n) mit den Auftriebskörpern (7n), die vorzugsweise kugelförmig ausgeführt sind, aufweist, und die Gitter (13n) aufweist, wobei bei mittlerem maximalem Wellenhub (10) Meerwasser in das Becken (12) strömt und über die Ventile (27n) in den Druckraum (19) fließt und dass sich die Zylinder (14, 14n) beim Einströmen von Meerwasser in den Druckraum (19) heben und dass das dadurch im Druckraum (19) verdrängte Wasser in den Strömungskanal (21) des Turmes (4), mit der Be- und Entlüftung (3), drücken, so dass das bidirektional anströmbare Turbinenblatt (5) des Generators (6) getrieben wird und dass beim Zurückströmen des im Turm (4) befindlichen Wassers dieses wieder das bidirektional anströmbare Turbinenblatt (5) des Generators (6) treibt und dass nach Anforderung durch die zentrale Steuerung des Meereswellenkraftwerkes (1) die Pumpe (9) über die Strömungsverbindung (11) und das Richtungsventil (8) zusätzlich Meerwasser in das Becken (12) pumpt.
2. Meereswellenkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Meerwasser im Becken (12) nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren auf ein Niveau über den Generator (6) eingestellt wird, d. h. die Wände des Beckens (12) überragen die obere Kante des Generators (6) im Strömungskanal (21).

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