DE102015013867A1

DE102015013867A1 - power boat

Info

Publication number: DE102015013867A1
Application number: DE102015013867.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-05-04

Abstract

Drachengezogenes Energieboot, das die Bootsfahrt durch eine angebrachte Wasserturbine oder mehrere angebrachte Wasserturbinen zur Drehung eines Stromgenerators oder mehrerer Stromgeneratoren nutzt und die Energie des erzeugten Stroms auf Energieträger wie beispielsweise Wasserstoff oder Heißwasser überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieboot als SWATH ausgeführt ist und dass die schweren Bestandteile des Energieboots wie beispielsweise Elektrolysatoren, Druckgasbehälter oder Heißwasserbehälter vorzugsweise in röhrenförmigen Rümpfen des SWATH untergebracht sind.Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip through an attached water turbine or multiple attached water turbines for rotation of a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that the power boat is designed as SWATH and that the heavy components of the power boat such as electrolyzers, compressed gas tanks or hot water tanks are preferably housed in tubular hulls of the SWATH.

Description

Gegenstand der Technik ist die mobile Nutzung der Windenergie auf dem Meer. Durch verschiedene Entwicklungen der letzten Jahrzehnte, angefangen vom Kitesurfen, über drachengezogene Schiffe, der Versuche zur Windenergienutzung mittels Drachen (Airborne Wind Energy) bis hin zu der Propagierung zur Wasserstoff- und Methanerzeugung unter dem Begriff Segelenergie durch Raith und Sterner zeichnet sich ein technisches Ziel ab, das im Wesentlichen aus folgenden Aufgaben besteht:Nutzung besserer Windverhältnisse als bei konventionellen Windrädern durch Einsatz billigerer Komponenten in Form von Drachen, Nutzung der besseren Windverhältnisse auf dem Meer, Erhöhung der Volllaststunden durch Mobilität der Windkraftanlagen, also Einsatz von Wasserfahrzeugen, praktische Realisierung der Energieübertragung und Ausgleich der wechselhaften Windenergieerträge durch Wandlung der Energie direkt auf den eingesetzten Wasserfahrzeugen, mit Schwerpunkt Erzeugung von Wasserstoff oder Methan. Die Arbeiten an einzelnen Grundlagen dieser sich deutlich erst in den letzten Jahren abzeichnenden Gesamtaufgabe liegen wie meistens bereits lange zurück. 1889 meldet David Thayer die Patentschrift 51499 an, eine Flugvorrichtung zum Schleppen von Fahrzeugen. Er beschreibt darin steuerbare Drachen zum Ziehen von Wasserfahrzeugen. Das auch die gezogene Seite, also das Wasserfahrzeug steuerbar ist, wird zwar nicht erwähnt, ist aber für Wasserfahrzeuge üblich. In der Patentschrift Nr 319830 der Maschinenfabrik Poppe und Kröger vom 26.01.1919 wird ein Jalousiewasserdrachen mit Tiefensteuerapparat beschrieben. Es handelt sich um eine in dieser Zeit gebräuchliche, an einem Seil durchs Wasser gezogene Vorrichtung zum Räumen von verankerten Minen, die meist als Paravane bezeichnet werden, Hauptbestandteil ist eine hydrodynamische Fläche, welche das Gerät durch bestimmte Anstellwinkel auf seitlichen Abstand zum ziehenden Schiff bringt. Neben der modernen Bezeichnung Hydrofoil gibt es je nach Einsatzgebiet viele Bezeichnungen für solche Flächen, wie Wasserdrachen, Scheerbrett, Kiel, Ruder, Schwert. Im Fall des Wasserdrachens in der genannten Patenschrift sind mehrere Hydrofoils parallel angeordnet und auch tiefensteuerbar. In der Offenlegungsschrift 2 313 644 vom 19.03.1973 beschreibt Rolf Trommsdorff ein windgetriebenes an die Wasseroberfläche gefesseltes Fahrzeug mit Zusammenwirken von aerodynamischen Kräften an tragflügelähnlichen Segeln (vom Prinzip her Drachen) und hydrodynamischen Kräften an wasserbenetzten Schiffsteilen. Er weist darin darauf hin, dass zur optimalen Ausnutzung der Windkraft durch das Zusammenwirken von aerodynamischen und hydrodynamischen Kräften kein Drehmoment um die Fahrzeuglängsachse erzeugt werden sollte. Auch Johannes Schwanitz schlägt im Patent DE 199 28 166 ein lenkdrachenangetriebenes Wasserfahrzeug vor, bei dem der Kraftangriffspunkt der Drachenleine in oder unterhalb des Auftriebsschwerpunkts (des Wasserfahrzeugs) ansetzt, um das Drehmoment bzw die Krängung einzuschränken. Eine Nutzung der Fahrtbewegung von Wasserfahrzeugen in der Art, dass ein Generator mit einem Repeller vom Wasserfahrzeug aus ins Wasser gehängt wird, ist spätestens seit den 90-er Jahren üblich, um auf einfache Weise die Stromversorgung an Bord bereitzustellen. Bereits 1981 beschreibt Josef Lüdke im Patent DE 31 17 875 A1 eine Kombination eines Überströmrotors mit einem Flettner-Rotor als Antrieb von Wasserfahrzeugen und zur Nutzung als Windenergieanlage und die Zweckmäßigkeit der Speicherung der Energie in Form von elektrolytisch gewonnenem Wasserstoff zum Ausgleich der wechselhaften Windenergieeinträge. In der Patentschrift DE 258 639 A1 beschreibt Gerd Otto 1986 einen Windenergiewandler für Energieversorgungssysteme mit aerodynamischen Hochleistungsprofilen auf einem Schwimmkörper zur Konvertierung in elektrische und chemische Energie, zum Beispiel der Erzeugung von Wasserstoff. Es gibt noch eine ganze Reihe weiterer Detaillösungen und allgemeiner Ansätze zum Thema Energieboot, zu nennen sind beispielsweise die von Bengt Nölding, Karl-Ludwig Holder, Stephan Wrage, Luc Armand, Ina Fischer, Michael Sterner, Thomas Raith, Nicole Muggenthaler.The subject of the technology is the mobile use of wind energy at sea. Through various developments in recent decades, ranging from kitesurfing, dragon-drawn ships, the experiments on wind energy use by kites (Airborne Wind Energy) to the propagation of hydrogen and methane production under the term sailing energy by Raith and Sterner, a technical goal is emerging mainly consisting of the following tasks: use of better wind conditions than with conventional wind turbines by using cheaper components in the form of kites, use of better wind conditions at sea, increase full load hours by mobility of wind turbines, so use of water vehicles, practical realization of energy transfer and offsetting fluctuating wind energy yields by converting energy directly to the vessels used, with a focus on producing hydrogen or methane. The work on the individual bases of this clear task, which has clearly begun to emerge in the last few years, is, as usual, already long ago. In 1889, David Thayer filed the patent 51499, a flying device for towing vehicles. He describes in it controllable kites for towing watercraft. Although the drawn side, so the watercraft is controlled, is not mentioned, but is common for watercraft. In the patent document no. 319830 of Maschinenfabrik Poppe and Kröger of 26.01.1919 a blind water kite with depth control apparatus is described. It is a commonly used in this time, pulled on a rope through the water device for clearing anchored mines, which are usually referred to as paravanes, the main component is a hydrodynamic surface, which brings the device by certain angles of incidence on lateral distance to the towing vessel. In addition to the modern name Hydrofoil there are depending on the field of application many names for such areas, such as water dragon, Scheer board, keel, rudder, sword. In the case of the water dragon in the aforementioned patent several Hydrofoils are arranged in parallel and also depth controllable. In the published patent application 2 313 644 of 19.03.1973 Rolf Trommsdorff describes a wind-driven vehicle tied to the water surface with interaction of aerodynamic forces on wing-like sails (in principle kites) and hydrodynamic forces on water-wetted ship parts. He points out that for optimum utilization of wind power through the interaction of aerodynamic and hydrodynamic forces no torque should be generated around the vehicle's longitudinal axis. Johannes Schwanitz also proposes in the patent DE 199 28 166 a steer-kite powered watercraft in which the kite's force application point attaches to or below the center of lift (of the vessel) to restrict the torque or heel. Utilization of the moving motion of watercraft such that a generator is hanged from the vessel into the water with a repeller has been common since the 90s at the latest to easily provide on-board power. Already in 1981 Josef Lüdke describes in the patent DE 31 17 875 A1 a combination of an overflow rotor with a Flettner rotor driving watercraft and for use as a wind turbine and the desirability of storing the energy in the form of electrolytically recovered hydrogen to compensate for the variable wind energy inputs. In the patent DE 258 639 A1 In 1986, Gerd Otto describes a wind energy converter for energy supply systems with aerodynamic high-performance profiles on a floating body for conversion into electrical and chemical energy, for example the generation of hydrogen. There are a number of other detailed solutions and general approaches to the subject of energy boat, to name, for example, by Bengt Nölding, Karl Ludwig Holder, Stephan Wrage, Luc Armand, Ina Fischer, Michael Sterner, Thomas Raith, Nicole Muggenthaler.

So sind die wichtigsten Prinzipien und verschiedene Einzelaufgaben eines windangetriebenen, und speziell eines drachengezogenen Schiffs, das mit einer oder mehreren Wasserturbinen ausgestattet ist, bereits beschrieben. Die Turbinen können Wellen antreiben, die wiederum auf dem Schiff als Antrieb eines oder mehrerer Energiewandler genutzt werden können, oder in der Bauart von Straflo-Turbinen direkt Strom erzeugen. Es gibt aber nur wenige Ausführungsvorschläge zur Ausgestaltung speziell des Wasserfahrzeugs. Aufgabe der Erfindung ist es, verschiedene konkrete Ausgestaltungen eines solchen Wasserfahrzeugs, im Folgenden kurz Energieboot genannt, vorzuschlagen.Thus, the main principles and various individual tasks of a wind-driven, and especially a dragon-drawn ship, which is equipped with one or more water turbines, already described. The turbines can drive waves, which in turn can be used on the ship as a drive for one or more energy converters, or generate electricity directly in the design of Straflo turbines. However, there are only a few design proposals for the design of the particular watercraft. The object of the invention is to propose various concrete embodiments of such a vessel, hereafter referred to as an energy boat.

Das Energieboot wird von einer Windangriffsfläche oder mehreren Windangriffsflächen gezogen. Je nach Steifigkeit und Ausformung dieser Fläche neigt man zu verschiedenen Bezeichnungen, zum Beispiel Lenkdrachen, Parawing, Flügel, Tragfläche. Bekannt ist bereits seit der Schrift von Rolf Trommsdorff 1973 , der den Drachen als tragflügelähnliches Segel bezeichnet, weiter analysiert in der Abhandlung „Crosswind Kite Power” von Miles L. Loyd 1981 , dass die Zugkräfte eines Drachens durch schnelles Fliegen des Drachens sehr stark zunehmen, analog zu der Leistungssteigerung von konventionellen Windturbinen bei großer Schnelllaufzahl. Um dies zu erreichen, muss der Drachen oder die Drachenkette eine hohe Gleitzahl vorweisen, also ein günstiges Verhältnis von Auftrieb zum Strömungswiderstand. Die Tragfläche sollte also schlank, schmal und lang, steif und glatt sein. Dies ergibt aber erhöhte Anforderungen bei der Steuerung des Bewegungsablaufs und bezüglich des Flugvermögens bei schwachem oder unstetigem Wind. Deshalb gibt es von verschiedenen Airborne-Wind-Energy-Entwicklern auch ganz unterschiedliche Konstruktionen, von Überlegungen zu Leichter-als-Luft-Lösungen über die leichten Schiffs-Zugdrachen der Firma SkySails, über die Verwendung der Tensairity-Technologie mit guter Steifigkeit bei geringem Gewicht beim Twing der Firma TwingTec, bis zu den schlanken Tragflächenprofilen unter Verwendung von kohlefaserverstärktem Kunststoff der Firmen Ampyx und Makani Power. Die Auslegung der Windangriffsfläche ist aber nicht Gegenstand dieses Patents.The power boat is pulled by a wind attack surface or multiple wind attack surfaces. Depending on the stiffness and shape of this area, one tends to different names, for example, stunt kite, parawing, wings, wing. It is already known since the writing of Rolf Trommsdorff 1973 which describes the kite as a wing-like sail, further analyzed in the essay "Crosswind Kite Power" by Miles L. Loyd 1981 in that the drag of a kite is greatly increased by fast kite flying, analogous to the increase in performance of conventional wind turbines at high speed. To achieve this, the kite or the kite chain must have a high glide ratio, so a favorable ratio of lift to Flow resistance. The wing should be so slim, narrow and long, stiff and smooth. However, this results in increased demands in the control of the movement and in terms of the ability to fly in light or unsteady wind. That's why different Airborne Wind Energy developers have quite different designs, from lighter-than-air solutions to SkySails' lightweight towing kites, to the use of Tensairity technology with good rigidity and low weight Twing TwingTec, up to the slim wing profiles using carbon fiber reinforced plastic from Ampyx and Makani Power. However, the design of the wind attack surface is not the subject of this patent.

Im Gegensatz zur Energieerzeugung mit Drachen an einer immobilen Bodenstation bietet das von Drachen quer zum Wind gezogene mobile Boot die Möglichkeit, die Bewegung des Boots ohne Unterbrechung über Wasserturbinen in eine Drehbewegung zur Stromerzeugung oder anderen Energiewandlung umzusetzen, bei immobilen Bodenstationen muss Drachenleinen-Auszug zur Drehung einer Welle genutzt werden, so dass immer wieder Leinenrückholphasen zwischengeschaltet werden müssen, in denen keine Energie erzeugt wird. Bei Windaussetzern kann bis zu einem bestimmten Grad durch Leinen-Einholen der notwendige scheinbare Wind am Drachen künstlich geschaffen werden, beispielsweise durch ein Holen und Fieren mit einer Winsch ähnlich wie beim System der Firma SkySails, wobei das Fieren auch eine Leinen- und Aufnahmeentlastung ermöglicht. Wenn ein Antriebsaggregat an die Turbine angeschlossen wird, kann diese als Antriebsschraube das Boot antreiben und durch die Bootsfahrt den notwendigen künstlichen Wind zum Drachenflug erbringen. Das sogenannte dynamische Fliegen des Drachens kann durch vollautomatische Steuerung übernommen werden, wobei die Flugfigur in Relation auf das bewegte Boot als eine liegende Acht oder eine andere zweckmäßig erscheinende Flugfigur ausgeführt wird, beispielsweise eine Auf- und Abbewegung oder eine Kreisbahn oder eine ungefähr elliptische Bahn. Da es aus energetischer Sicht beim Zugdrachen auf hohe Geschwindigkeit ankommt, beim Bootskörper aber eine hohe Bootsgeschwindigkeit zu stark ansteigenden Energieverlusten durch den Strömungswiderstand führt, eine zu kleine Bootsgeschwindigkeit andererseits aber zu höheren Aufwendungen für Turbine und Generator, also eine optimale Bootsgeschwindigkeit und eine optimale, hohe Drachengeschwindigkeit aufeinander abgestimmt werden muss, resultiert ein bestimmtes optimales Verhältnis Drachengeschwindigkeit zu Bootsgeschwindigkeit bzw ein bestimmtes Verhältnis der in einer bestimmten Zeit zurückgelegten Drachenbahnlänge/Bootsfahrstrecke. Daraus ergibt sich auch die vorteilhafteste Flugfigur. Die Flugfigur verursacht zwangsläufig sich ständig ändernde Zugwinkel sowohl bezüglich der Horizontalen als auch in Bezug zur Fahrtrichtung. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, den Krafteinleitungspunkt der Drachenzugleine genau im Auftriebsschwerpunkt aller wasserbenetzten Flächen anzulegen, welche in der Resultierenden dem Drachenzug entgegengesetzten ausgleichenden hydrodynamischen Auftrieb erzeugen. Der unterste, wasserbenetzte Zugleinenabschnitt sollte austauschbar sein und aus einer besonders zugfesten, wasserresistenten und schlagresistenten Materialkombination bestehen. Die hydrodynamisch wirksamen Flächen müssen die wechselnden Zugrichtungen ausgleichen können, aber sie müssen keine zusätzlichen Ausgleichskräfte für vom Drachen erzeugtes Drehmoment bzw Krängung aufbringen, da die Leine am Auftriebsschwerpunkt ansetzt. Die Lagestabilität kann durch eine tiefe Schwerpunktlage des Boots weiter verbessert werden. Deshalb wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Boot ähnlich einer SWATH-Bauweise, also einer Small-Waterplane-Area-Twin-Null auszuführen. Dabei werden zwei röhrenförmige Rümpfe verwendet, die unterhalb der Hauptwellenzone fahren und bei denen die von der Funktion her notwendigerweise oberhalb der Wasseroberfläche liegenden Teile des Wasserfahrzeugs mit nur schmalen Querschnitten auf Höhe der Wasseroberfläche mit den abgetauchten zigarrenförmigen Rümpfen verbunden sind. Die schweren Teile eines Energieboots, zum Beispiel Druckgasbehälter, Heisswasserbehälter, Druckelektrolysatoren und Generatoren werden zweckmäßigerweise in den vorzugsweise röhrenförmigen SWATH-Rümpfen untergebracht. Um einen steifen Verbund der beiden Rümpfe zu erreichen und um ausreichend Kielflächen mit hydrodynamisch in horizontaler Richtung wirkendem Auftrieb bereitzustellen, wird eine flügelähnliche horizontale Traverse zwischen den Rümpfen und vorteilhafterweise auch seitlich darüberhinaus reichend biegesteif angebracht, auf der mehrere vertikale Kiele angebracht werden. Dadurch wird die Höhe dieser Kiele im Vergleich zu der Höhe eines einzelnen Kiels herabgesetzt, so dass der Tiefgang des Energieboots, dessen Schwerpunkt ja schon wegen der ruhigeren Lage unter der Hauptwellenzone relativ tief liegt, nicht noch größer ist, so dass auch flachere Teile eines Schelfmeeres befahren werden können. Dieser Kielträger wirkt in Zusammenwirkung mit Höhenrudern als hydrostatische Auftriebsfläche in vertikaler Richtung (entgegen dem Drachenzug, also nach unten), die Kiele als hydrostatische Auftriebsflächen in horizontaler Richtung. Um genauen Crosswindkurs zu halten und zu erreichen, dass die Schiffsrümpfe zwecks geringerem Rumpfwiderstand genau von vom angeströmt werden, und so auch die Turbinen symetrisch von vorn angeströmt werden, wird als weitere Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Kiele um eine vertikale Achse drehbar sind. Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Kiele nur auf dem Kielträger und in genügendem seitlichem Abstand zu den Rümpfen angeordnet werden, so dass die Turbinen in unverwirbeltem Wasser drehen. Um ähnlich wie beim SkySails-System Zugschwankungen mit der Winde durch Holen und Fieren ausgleichen zu können, weiterhin um das Gewicht des Systems Drachen/Leine bei Schwachwind durch Leinenverkürzen zu reduzieren, das Zuwassergehen des Drachens bei Windaussetzern zu verhindern, und letztlich auch zur Bergung des Drachens, ist erfindungsgemäß vorgesehen, am Krafteinleitungspunkt am Kielträger eine um die Achse der hinter diesem Holepunkt horizontal nach vorne führenden Leine drehbare Umlenkrolle zu installieren und in etwa bootsmittig auf einer weiteren Traverse zwischen den SWATH-Rümpfen eine weitere Umlenkrolle, von der aus die Leine nach oben zu der über der Wasseroberfläche installierten Winde führt. Die Winde befindet sich im unteren Bereich eines vorn auf die SWATH-Rümpfe aufgebauten, fachwerkähnlich oder aus schlanken Hohlprofilen hergestellten Gestells, im Weiteren als Turm bezeichnet. Der Turm nimmt vorzugsweise alle Einrichtungen auf, die zweckmäßigerweise oberhalb der Wasseroberfläche liegen. Diese sind außer der genannten Winde im Einzelnen: Eine Plattform oder Aufnahmestation zur Bergung des Drachens, Kommunikationseinrichtungen wie Funkempfänger/Sender, GPS, Radar, Positionslichter, Be- und Entladeeinrichtungen wie zum Beispiel Süßwassertankstutzen, Sauerstoff- und Wasserstoffleitung bei Bootsproduktion von Wasserstoff/Sauerstoff, ggf tauschbare Paletten mit Wasserstoff- und Sauerstoff-Druckgasflaschen, Kalt- und Heisswasserleitungen bei Produktion von Heisswasser. Der angesprochene Kompromiss betreffend hohen Rumpwiderstand bei hoher Bootsgeschwindigkeit und hohem Materialaufwand für Repeller und Generator bei niedriger Bootsgeschwindigkeit wird auf eine optimale Bootsgeschwindigkeit von 5 m/s bis 10 m/s, wahrscheinlich eher von um die 10 m/s hinauslaufen. Um Fische und Meeressäugetiere vor den Turbinenflügeln zu schützen, wird erfindungsgemäß vorgesehen, die Turbine ringförmig zu ummanteln. Die ringförmige Ummantelung reduziert, bei gleicher Leistung, ein wenig den Turbinendurchmesser. Der Außendurchmesser der Turbine inclusive Ummantelung braucht nicht wesentlich größer zu sein als der Bootsrumpfdurchmesser oder kann vom Durchmesser geich sein, ohne wesentliche Leistungseinbußen aufgrund des niedrig gewählten Durchmessers. Zwischen der Turbinenummantelung und dem Rumpf vor der Rumpfverjüngung kann leicht ein Einlaufgitter eingespannt werden, durch großzügigen Abstand zwischen Gitteransatz am Rumpf und Turbinenummantelung ist die Einlauffläche zur Turbine so groß, dass der Strömungswiderstand vorn Energieverlust her akzeptabel ist. Da die Einlaufgitteroberfläche parallel zur Wasserströmung oder dazu nur leicht geneigt angeordnet ist, ist ein folgenschwerer Anprall von großen Fischen oder Meeressäugetieren nicht möglich. Trotzdem ist die Wahl der Betriebsgeschwindigkeit bezüglich Naturschutz und Investitionskosten genau abzuwägen, insbesondere sind auch die Auswirkungen der Kiele, des Kielträgers und der Rumpffront zu berücksichtigen. Die Bauart der Turbine ist mit den Kaplanurbinen von Wasserkraftwerken vergleichbar, zum Beispiel mit einer Rohrturbine gemäß 4, einer Straflo-Turbine gemäß 5, oder einer Turbine, die man mit Innenringrepeller, gemäß 6, in Analogie zum Innenringpropeller der Firma Voith bezeichnen könnte. Bei der Rohrturbinenbauart befindet sich der Generator im Bootsrumpf, bei der Straflo-Turbinenbauart und der Innenringrepellerbauart im Ringmantel, so dass auf eine Übertragungswelle verzichtet werden kann, bei der Innenringrepellerbauart entfällt auch die Lagerung auf der Bootsseite komplett. Die Kurssteuerung erfolgt durch Ruder beispielsweise vorne auf den Rümpfen, eine Strebe des Turms als Drehachse nutzend. Die Höhensteuerung kann ebenfalls vorne an den Rümpfen liegen, als eine bevorzugte Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Höhenruder an einem schwertförmigen senkrecht nach unten gerichteten Träger anzubringen, und zwar so tief, dass die Ruderbewegungen ebenfalls keinen Einfluss auf die Turbineneinläufe haben. Dabei sollen die Ruder jeder Seite getrennt voneinander bewegt werden können, so dass Rollbewegungen des Boots ausgeglichen werden können, dafür günstiger ist eine nicht zu weit vom liegende Position. Die bugseitige Anordnung von Seitenruder und Höhenruder soll eine schnellere Lagekorrektur ermöglichen als eine heckseitige Anordnung. Die genannten schwertförmigen Träger der Höhenruder dienen erfindungsgemäß außerdem zusammen mit gleichlangen Trägern im Heckbereich als Standbeine beim Trockenfallen des Boots bzw bei der Überholung in einem Dock, außerdem als Auflaufschutz.In contrast to the power generation with kites on an immobile ground station, the kite dragged across the wind by the kite offers the possibility of converting the boat's movement without interruption via water turbines into a rotary movement for power generation or other energy conversion. In immobile ground stations, kite leash pull-out needs to be turned a wave are used, so that again and again Leinenrückholphasen must be interposed, in which no energy is generated. In the case of wind dropouts, the necessary apparent wind on the kite can be created artificially up to a certain degree by leashing, for example by fetching and hauling with a winch similar to the system of the company SkySails, whereby the lure also enables a relief of the leash and the hull. If a drive unit is connected to the turbine, this can drive the boat as a drive screw and provide the necessary artificial wind for hang gliding through the boat trip. The so-called dynamic flying of the kite can be carried out by fully automatic control, wherein the flying figure is executed in relation to the moving boat as a horizontal figure eight or another appear appropriate flying figure, such as an up and down movement or a circular path or an approximately elliptical path. Since it comes from an energetic point of view at the kite on high speed, the boat hull but a high boat speed leads to greatly increasing energy losses through the flow resistance, too small a boat speed on the other hand but higher expenses for turbine and generator, so an optimal boat speed and optimal, high Dragon speed must be coordinated, resulting in a certain optimal ratio dragon speed to boat speed or a certain ratio of the covered in a certain time Drachenbahnlänge / Bootsfahrstrecke. This results in the most advantageous flying figure. The flying figure inevitably causes constantly changing traction angles both with respect to the horizontal and in relation to the direction of travel. According to the invention, it is therefore proposed to apply the force introduction point of the kite pull line precisely in the lift center of gravity of all surfaces wetted with water which generate compensating hydrodynamic lift opposite the kite train in the resultant. The lowest, water-wetted tug line section should be interchangeable and consist of a particularly tensile, water-resistant and impact-resistant material combination. The hydrodynamically active surfaces must be able to compensate for the changing train directions, but they do not have to apply any additional compensating forces for the torque or heel produced by the kite, since the leash attaches itself to the center of lift. The position stability can be further improved by a low center of gravity of the boat. Therefore, the invention proposes to execute the boat similar to a SWATH design, ie a small waterplane area twin zero. In this case, two tubular hulls are used, which run below the main wave zone and in which the necessarily functionally above the water surface lying parts of the vessel are connected with only narrow cross sections at the level of the water surface with the submerged cigar-shaped hulls. The heavy parts of an energy boat, for example pressurized gas containers, hot water tanks, pressure electrolyzers and generators, are conveniently housed in the preferably tubular SWATH hulls. In order to achieve a rigid composite of the two hulls and to provide sufficient keel surfaces with hydrodynamically acting in the horizontal direction buoyancy, a wing-like horizontal traverse between the hulls and advantageously also laterally beyond reaching rigidly mounted, are mounted on the more vertical keels. As a result, the height of these keels is reduced in comparison to the height of a single keel, so that the draft of the power boat, whose center of gravity is already relatively low because of the quieter location below the main wave zone, is not even greater, so that flatter parts of a shelf sea can be driven. This keel carrier acts in conjunction with elevators as a hydrostatic buoyancy surface in the vertical direction (counter to the dragon's pull, so down), the keels as hydrostatic lift surfaces in the horizontal direction. In order to keep accurate Crosswindkurs and achieve that the hulls are flown for the sake of lower hull resistance exactly from, and so the turbines are symmetrically flowed from the front, it is proposed as a further embodiment that the keels are rotatable about a vertical axis. Moreover, it is suggested that the keels only on the keel-bearer and in sufficient lateral distance to The hulls are arranged so that the turbines rotate in untwisted water. Similar to the SkySails system, to be able to compensate for pull fluctuations with the winch win and winch, furthermore to reduce the weight of the hangglider / leash system by shortening the line in short wind, to prevent the kite from rising in case of wind dropouts, and finally to salvage the kite Dragon, is inventively provided to install at the force application point on the keel beam around the axis of the lead point behind this horizontally leading leash rotatable pulley and approximately boat centered on another traverse between the SWATH hulls another pulley, from the line after leads up to the above the water surface installed winch. The winch is located in the lower area of a frame constructed on the front of the SWATH hulls, truss-like or made of slender hollow sections, hereinafter referred to as a tower. The tower preferably receives all facilities that are conveniently above the water surface. These are in addition to the mentioned winds in detail: A platform or receiving station for the recovery of the dragon, communication equipment such as radio / transmitter, GPS, radar, position lights, loading and unloading equipment such as fresh water tank, oxygen and hydrogen line in boat production of hydrogen / oxygen, if applicable, exchangeable pallets with hydrogen and oxygen compressed gas cylinders, cold and hot water pipes for the production of hot water. The aforementioned compromise regarding high hull resistance at high boat speed and high material costs for the repeller and generator at low boat speed will lead to an optimum boat speed of 5 m / s to 10 m / s, probably of more than 10 m / s. In order to protect fish and marine mammals from the turbine blades, it is provided according to the invention to encase the turbine annularly. The annular casing reduces, with the same power, a little the turbine diameter. The outer diameter of the turbine inclusive sheath need not be much larger than the boat hull diameter or may be geich diameter, without significant performance degradation due to the low diameter selected. Between the turbine casing and the fuselage before the hull rejuvenation can be easily clamped in an intake grid, by generous distance between the grid attachment to the hull and turbine casing, the inlet surface to the turbine is so large that the flow resistance ago energy loss is acceptable. Since the inlet grid surface is arranged parallel to the water flow or only slightly inclined, a serious impact of large fish or marine mammals is not possible. Nevertheless, the choice of operating speed in terms of nature conservation and investment costs must be carefully weighed, in particular, the impact of the keels, keel girder and the hull fronts are taken into account. The design of the turbine is comparable to the Kaplan turbines of hydroelectric power plants, for example with a tubular turbine according to 4 , a Straflo turbine according to 5 , or a turbine, which one with Innenringrepeller, according to 6 , in analogy to the inner ring propeller Voith could designate. In the Rohrturbinenbauart the generator is in the boat hull, the Straflo-turbine type and Innenringrepellerbauart in the ring, so that can be dispensed with a transmission shaft, in the Innenringrepellerbauart also eliminates the storage on the boat side completely. The course control is done by rudders, for example, on the front of the hulls, using a strut of the tower as the axis of rotation. The height control may also be at the front of the hulls, as a preferred embodiment it is proposed to attach the elevators to a sword-shaped, vertically downwardly directed girder so deep that the rudder movements also have no effect on the turbine gullies. The rudders of each side should be able to be moved separately from each other, so that rolling movements of the boat can be compensated, but it is cheaper not too far from the lying position. The bow-side arrangement of rudder and elevator should allow a faster position correction than a rear-side arrangement. The aforementioned sword-shaped support the elevator also serve according to the invention together with equal length straps in the rear area as legs when dry-drying the boat or when overhauling in a dock, also as casserole.

Damit sind die wesentlichen konstruktiven Bestandteile des Energieboots umrissen. Im Folgenden soll die erfindungsgemäße weitere Energiewandlung zu absetzbaren Energieträgern, Nutzbarkeit und Überführung der Energieträger an Endabnehmer sowie Steuerung und Routen-führung des Energieboots dargestellt werden.This outlines the main structural components of the energy boat. In the following, the invention further energy conversion to deductible energy sources, usability and transfer of energy to end users and control and route guidance of the power boat will be presented.

Die direkte Einspeisung von Strom in ein Stromnetz ist für mobile Energieboote schlecht möglich. Also bietet sich die Erzeugung von speicherfähigen transportierbaren Energieträgern auf dem Energieboot an. Diese können durch Stoffumwandlung unter Einsatz der Windenergie hergestellt werden. Von den vielen chemischen Prozessen, die hierfür einsetzbar sind, wird hier allein die Wasserstoffherstellung per Elektrolyse betrachtet, ohne die mögliche Weiterverarbeitung zu Methan. Den Vorteilen der Wasserstoffherstellung aus regenerativen Energiequellen, vor allem die Umweltfreundlichkeit des Ausgangs- und Endprodukts Wasser, Nichtfreisetzung von Kohlenstoffdioxid und die Energiespeicherfähigkeit stehen die Nachteile der Umwandlungsverluste von der Herstellung bis zur Verwertung entgegen. Auch bei Nutzung der Abwärme bei der Rückverstromung ist die Produktion von Wasserstoff mit Windenergie aufgrund der zur Zeit kostengünstigen fossilen Primärenergieträger nicht wirtschaftlich. Es besteht aber die Chance, mittel- bis langfristig in den Bereich der Wirtschaftlichkeit zu gelangen, dafür sprechen folgende Gründe: Eine Verteuerung der fossilen Primärenergierohstoffe aufgrund der Vorratserschöpfung ist wahrscheinlich. Mobile, drachengezogenen Energieboote erzielen eine sehr hohe Volllastundenzahl und besitzen das Potential relativ geringer Investitionskosten. Der Energieträger Wasserstoff ist wegen der Nichtfreisetzung von Kohlenstoffdioxid, wenn nicht preislich, so doch zumindest ideell höherwertig. Die Verwertungsmöglichkeiten sind vielfältig. Wasserstoff kann als Treibstoff im Verkehr eingesetzt werden, die Abgasentlastung in Metropolregionen wäre eine direkt erfahrbare Lebensqualitätsverbesserung. Auf dem Meer erzeugter Wasserstoff könnte über Tankstellen in Häfen oder auf dem Meer als Schiffstreibstoff vermarktet werden. Wasserstoff kann auf Schelfmeeren, beispielsweise im Golf von Mexiko oder in der Nordsee, wo viele Gasfelder bereits erschöpft sind, direkt in vorhandene Erdgaspipelines eingespeist werden, eine Beimischung zu Erdgas ist möglich. Wasserstoff kann stofflich verwertet werden bei der Düngemittelherstellung, die Ammoniaksynthese aus Luftstickstoff und Wasserstoff ist weltweit mit fast 1,5% am Verbrauch fossiler Energieträger beteiligt. In der Stahlproduktion kann Wasserstoff zur Reduktion von Eisenoxid-Erzen den Einsatz von Koks ersetzen, beispielsweise könnte Mauretanien unter Nutzung der beständigen Passatwinde produzierten Wasserstoff zur Stahlproduktion vor Ort verwenden, anstatt nur Erz zu exportieren. Bei Verwendung des coproduzierten Sauerstoffs als einziges Zuluftgas, also der Oxifuel-Verbrenung kann das Kohlendioxid durch einfache Kondensation aus dem Abgasstrom extrahiert werden. Durch Oxifuel-Befeuerung kann auch das Kohlendioxid, das aus der Entsäuerung von Kalksteins bei der Zementproduktion entweicht, auf einfache Weise extrahiert werden. Wenn in einem biomassebefeuerten Kraftwerk Sauerstoff aus der Wasserstoffelektrolyse zugeführt wird, das Kohlendioxid aus dem Abgas durch einfache, kostengünstige Kondensation extrahiert, und dann deponiert wird, dann wird Energie nicht nur ohne Kohlendioxidfreisetzung produziert, sondern der Atmosphäre sogar Kohlendioxid entzogen.The direct supply of electricity to a power grid is poorly possible for mobile energy boats. So the generation of storable transportable energy sources on the energy boat lends itself. These can be made by material conversion using wind energy. Of the many chemical processes that can be used for this purpose, only hydrogen production by electrolysis is considered here, without the possible further processing into methane. The advantages of hydrogen production from renewable energy sources, especially the environmental friendliness of the starting and end product water, non-release of carbon dioxide and the energy storage capacity are the disadvantages of the conversion losses from production to recycling. Even with the use of waste heat in the reconversion of electricity, the production of hydrogen with wind energy is not economical due to the currently inexpensive fossil primary energy sources. However, there is a chance of becoming economically viable in the medium to long term, for the following reasons: An increase in the price of fossil primary energy sources due to the exhaustion of inventories is probable. Mobile, dragon-drawn energy boats achieve a very high full-load number of hours and have the potential of relatively low investment costs. The energy source hydrogen is, if not priced, at least ideally superior in value because of the non-release of carbon dioxide. The utilization possibilities are manifold. Hydrogen can be used as a fuel in traffic, the relief of exhaust gas in metropolitan regions would be a directly experiencable quality of life improvement. Hydrogen produced at sea could be marketed as a fuel through gas stations in ports or at sea. Hydrogen can be fed directly into existing natural gas pipelines on shallow seas, for example in the Gulf of Mexico or in the North Sea, where many gas fields are already exhausted, and admixture with natural gas is possible. Hydrogen can be used for the production of fertilizers; ammonia synthesis from atmospheric nitrogen and hydrogen contributes almost 1.5% to the consumption of fossil fuels worldwide. In steel production, hydrogen can replace the use of coke to reduce iron oxide ores; for example, Mauritania could use hydrogen produced for its steel production on site instead of just exporting ore using the stable trade winds. When using the coproduced oxygen as the only supply air, so the Oxifuel-burning the carbon dioxide can be extracted by simple condensation from the exhaust gas stream. Oxifuel firing also makes it easy to extract the carbon dioxide that escapes from the de-acidification of limestone during cement production. When oxygen is supplied from the hydrogen electrolysis in a biomass-fired power plant, the carbon dioxide is extracted from the exhaust gas by simple, inexpensive condensation, and then dumped, then energy is not only produced without carbon dioxide release, but is also depleted of carbon dioxide from the atmosphere.

Um produktionsseitig Kosten einzusparen, ist es zum einen von Bedeutung, die teuersten Komponenten, das sind die gleichstrombereitstellenden Bauteile und die Elektrolysatoren, ganzzeitig auszulasten, zum anderen, die Phase zwischen Prototyp und technisch voll ausgereiftem Stadium mit kostensenkenden hohen Anlagenstückzahlen möglichst schnell und unter Vermeidung von hohen Verlusten in kurzer Zeit zu durchlaufen. Die hohe Auslastung der Elektrolysatoren ist durch eine ganze Reihe von Eigenschaften des Boots und der Betriebsführung gegeben. Durch eine Streckenleistung von einigen 100 km pro Tag ist es möglich, die allermeiste Zeit in Zonen mit optimalen Windverhältnissen, also unter Vermeidung von Sturmgebieten und Flautenzonen, zu operieren. Der Wind in einigen 100 m Höhe über dem Meer weht sehr gleichmäßig und richtungsstabil. Kurzzeitige Windunregelmäßigkeiten werden durch den Leinendurchhang gedämpft und können außerdem durch Holen und Fieren der Winsch und durch Depowering am Drachen ausgeglichen werden. Durch die Massenträgheit des Boots erfolgt ebenfalls eine Vergleichmäßigung der Strömungsenergie an der Turbine, die selbst auch noch durch Blattverstellung optimiert werden kann. Die auf den Strombedarf zum Laden einer Batterie als elektrischer Zwischenspeicher passende durchschnittliche elektrische Leistung der Turbine kann schliesslich durch den Kurs des Boots zum Wind eingestellt werden, vorzugsweise so, dass die gewählte Windzone etwas mehr Energieertrag bietet als unter Vollauslastung nötig ist, und die überschüssige Zugkraft zum „Höhe machen” verbraucht wird, also ein entsprechend leichter Am-Wind-Kurs eingeschlagen wird. Um günstige Bedingungep für die Entwicklungsphase des Energieboots zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zunächst antatt der teuren und komplexen Technik der Produktion von Wasserstoff als Energieträger die billige und einfache Technik der Produktion von Heisswasser als Energieträger entwickelt und erprobt wird. Dabei können preiswertere, weil ungeregelte Generatoren eingesetzt werden, da die Verwendung von in der Spannung und Leistung variierendem Strom für Heizzwecke unproblematisch ist. Desweiteren sind die Kosten der Heizelemente zur Erzeugung von Heisswasser sehr gering im Vergleich mit den Kosten der Technik für die Wasserstoffelektrolyse. Die Erträge aus der Lieferung von Heisswasser sind größenordnungsmäßig mit den Preisen von Primärenergieträgern vergleichbar.On the one hand, to save costs on the production side, it is important to fully utilize the most expensive components, namely the direct current supplying components and the electrolyzers, as well as the phase between prototype and technically mature stage with cost-reducing high plant numbers as fast as possible and avoiding to go through high losses in a short time. The high utilization of the electrolyzers is given by a whole range of characteristics of the boat and the operation management. With a track performance of a few 100 km per day, it is possible to operate most of the time in zones with optimal wind conditions, ie avoiding stormy areas and calm zones. The wind in some 100 m above the sea blows very evenly and directionally stable. Short wind irregularities are attenuated by the line slack and can also be compensated by fetching and twining the winch and depowering the kite. Due to the inertia of the boat is also a homogenization of the flow energy at the turbine, which can be optimized even by blade adjustment itself. Finally, the average electric power of the turbine, which matches the power requirement for charging a battery as an electrical buffer, can be adjusted by the course of the boat to the wind, preferably in such a way that the selected wind zone offers somewhat more energy output than is required under full load and the excess traction to "make height" is consumed, so a correspondingly easy on-the-wind course is taken. In order to create favorable conditions for the development phase of the energy boat, it is proposed according to the invention that initially the expensive and complex technology of the production of hydrogen as an energy source be developed and tested the cheap and simple technology of producing hot water as an energy carrier. In this case, cheaper, because unregulated generators can be used, since the use of voltage and power varying current for heating purposes is unproblematic. Furthermore, the cost of heating elements for generating hot water is very low compared to the cost of the technology for hydrogen electrolysis. Income from the supply of hot water is on the order of magnitude comparable to the prices of primary energy sources.

Der Bedarf an Heizenergie ist größer als der Bedarf an elektrischer Energie, die Bereitstellung dieser Heizenergie aus nichtfossilen Energieträgern ist von großem öffentlichen Interesse. Deshalb ist die Erzeugung von Heisswasser aus Windenergie zur Bereitstellung für bestehende und neue Fernwärmenetze sehr interessant. Beispielsweise bestehen große Fernwärmenetze in Dänemark und in den anderen Anrainerstaaten der Nordsee sind Bestrebungen zum Aufbau neuer Fernwärmenetze vorhanden. Das Energieboot zur Heisswasserbereitung enthält thermisch gedämmte Heisswassertanks in den SWATH-Rümpfen. Der Inhalt wird in kurzen Zeitabständen, beispielsweise jede Stunde oder im Abstand von mehreren Stunden, an ein Heisswasser-Tankschiff übergeben, dabei wird gleichzeitig Wasser mittlerer Temperatur, das aus dem Rücklauf des versorgten Fernwärmenetzes stammt, vom Tankschiff in den freiwerden Tankraum des Energieboots übergeben.The demand for heating energy is greater than the demand for electrical energy, the provision of this heating energy from non-fossil fuels is of great public interest. Therefore, the generation of hot water from wind energy for the provision of existing and new district heating networks is very interesting. For example, there are large district heating networks in Denmark and in the other countries bordering the North Sea there are efforts to build new district heating networks. The energy boat for hot water preparation contains thermally insulated hot water tanks in the SWATH hulls. The content is transferred at short intervals, for example, every hour or every several hours, to a hot water tanker, at the same time water of medium temperature, which is supplied from the return of the District heating network comes from the tanker to be released into the tank room of the power boat.

Die Erfindung betrifft außerdem die kombinierte Heisswasser- und Wasserstofferzeugung.The invention also relates to combined hot water and hydrogen production.

Bei der kombinierten Heisswasser- und Wasserstofferzeugung wird die vollzeitige gleichmäßige Auslastung der Wasserstoffelektrolyse dadurch erreicht, dass das Energieboot im Betrieb stets mehr Leistung erntet, als für die Wasserstoffelektrolyse unter Volllast benötigt wird und dass die den Elektrolysatoren und Pufferbatterien zufließende Strommenge und die Spannung durch Zuschaltung von Heizwiderständen zum Zweck der Heisswasserbereitung ausreichend genau begrenzt werden kann.In the combined hot water and hydrogen production, the full-time uniform utilization of hydrogen electrolysis is achieved in that the energy boat always reaps more power in operation than is required for the hydrogen electrolysis under full load and that the electrolyzers and backup batteries flowing amount of electricity and the voltage by switching Heating resistors for the purpose of hot water can be limited sufficiently accurately.

Zur Einsparung von Personalkosten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine größerere Anzahl von Energiebooten von einem Mutterschiff aus fernzusteuern. Außerdem sollen die Energieträger Wasserstoff oder Heisswasser in angemessenen Zeitabständen an begleitende Transportschiffe übergeben werden, welche diese dann zu den Abnahmestellen, beispielsweise Erdgasplattformen zur Einspeisung des Wasserstoffs oder große Heisswasserspeicher zur Abgabe des Heisswassers an zentralen Orten im Meer oder verbrauchernah an den Küsten, transportieren. Das Mutterschiff kann ein aufgerüstetes Energieboot sein oder ein separates Schiff. Vorzugsweise sollte das Mutterschiff aus Gründen des Komforts ebenfalls in SWATH-Bauweise konstruiert sein.In order to save on personnel costs, it is proposed according to the invention to remotely control a larger number of energy boats from a mother ship. In addition, the energy sources hydrogen or hot water to be handed over at appropriate intervals to accompanying transport vessels, which then transport them to the points of sale, such as natural gas platforms for feeding the hydrogen or large hot water storage for dispensing hot water at central locations in the sea or consumer close to the coasts. The mothership may be an upgraded powerboat or a separate ship. Preferably, for reasons of comfort, the mothership should also be constructed in SWATH design.

Die Energieboote fahren in Crosswind-Modus und verlagern ihr Einsatzgebiet entsprechend den sich verändernden Windverhältnissen, unter Nutzung der fortschrittlichsten Möglichkeiten der Wetterprognose für die Routenplanung. Das Meeresgebiet, in dem der Betrieb und die Verlagerungen stattfinden, sollte überdurchschnittlich gute ganzjährige Windverhältnisse aufweisen, ausreichend groß sein, um fast immer in einem Teilgebiet gute Windverhältnisse vorzufinden, und umgeben sein von vielen Küstenabschnitten mit hoher Besiedlungsdichte. Die Nordsee weist solche Bedingungen auf, zusätzlich gibt es in der Nordsee eine große Anzahl von Plattformen, an denen Wasserstoff in Erdgaspipelines eingespeist werden kann, so dass ein Anschluss an sehr viele Endverbraucher bereits besteht und auch eine große bestehende Speicherkapazität für den Energieträger.The energy boats drive in crosswind mode and shift their operational area according to the changing wind conditions, using the most advanced possibilities of weather forecasting for route planning. The marine area in which the operation and the relocations take place, should have above-average year-round wind conditions, be large enough to almost always wind conditions in a sub-area, and be surrounded by many coastal areas with high population density. The North Sea has such conditions, in addition there are a large number of platforms in the North Sea, where hydrogen can be fed into natural gas pipelines, so that a connection to many end users already exists and also a large existing storage capacity for the energy source.

1 zeigt die seitliche Ansicht, 2 die Draufsicht, 3 die Ansicht des Energieboots von hinten, 4–6 verschiedene mögliche Ausführungsformen der Turbine, 4 einen Einbau wie bei einer Rohrturbine, 5 einen Einbau wie bei einer Straflo-Turbine, 6 einen Einbau wie bei bei einem Voith-Innenringpropeller. 1 shows the side view, 2 the top view, 3 the view of the power boat from behind, 4 - 6 various possible embodiments of the turbine, 4 an installation as in a tubular turbine, 5 an installation as in a Straflo turbine, 6 an installation as with a Voith inner-ring propeller.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Röhrenförmiger BootskörperTubular hull
22: Turmtower
33: Zugleine vom DrachenTug leash from the kite
44: Wassereinlauf zur Turbine mit EinlaufschutzWater inlet to the turbine with inlet protection
55: Turbinen-MantelungTurbine Mantle
66: Hydrodynamisch wirksame vertikale Fläche (Kiel)Hydrodynamically effective vertical surface (keel)
77: Traverse/KielträgerTraverse / keel beam
88th: Primäre Umlenkrolle der DrachenleinePrimary pulley of the kite line
99: Vordere Umlenkrolle der DrachenleineFront pulley of the kite leash
1010: Windewinch
1111: Plattform zur Bergung des DrachensPlatform for the rescue of the dragon
1212: Seitenruderrudder
1313: Höhenruderelevator
1414: Höhenruderträger/Standbein/AuflaufschutzElevator Porter / leg / grounding protection
1515: Meeresoberflächesea
1616: Drehbare KiellagerungRotatable Kiellagerung
1717: Schraube/Turbine/RepellerScrew / turbine / repeller
1818: Generatorgenerator
1919: Leitbleche und MantelträgerBaffles and sheath carriers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19928166 [0001]
DE 3117875 A1 [0001]
DE 258639 A1 [0001]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Rolf Trommsdorff 1973 [0003]
"Crosswind Kite Power" by Miles L. Loyd 1981 [0003]

Claims

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip through an attached water turbine or multiple attached water turbines for rotation of a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that the power boat is designed as SWATH and that the heavy components of the power boat such as electrolyzers, compressed gas tanks or hot water tanks are preferably housed in tubular hulls of the SWATH.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip through an attached water turbine or more attached water turbines to rotate a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that for the deflection of the linen train in the fuselage longitudinal direction more On a horizontal truss-like keel beam adjacent keels are used, which can produce hydrodynamically laterally acting forces, the keel beam is also used as a rigid connection of the SWATH hulls and can produce hydrodynamically vertical force.

Dragon-drawn power boat according to claim 2, characterized in that the keels are like rudders rotatable about a vertical axis, so that only the keels are turned against the direction of travel for course keeping and not the whole boat.

Dragon-drawn power boat according to claim 2, characterized in that the keels are mounted as far side of the hulls that the wake does not enter the inlets of the turbines.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip by an attached water turbine or more attached water turbines to rotate a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated on energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that the kite line in the center of buoyancy of the keels on the horizontal Kielträger is appropriate.

Dragon-drawn power boat according to claim 5, characterized in that the kite line is formed in the immersed area by an exchangeable profile of a particularly tensile and impact-resistant material.

Dragon-drawn power boat according to claim 5, characterized in that the kite leash at the center of gravity of the keels around a deflection roller in the boat axis forward and there to another pulley up to a winch mounted above water.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip by an attached water turbine or more attached water turbines for rotating a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that by fetching or fetching the kite line by a winch Secondly, the kite's watering during brief lulls can be avoided by reducing the weight by shortening the kite line, third, the kite can be obtained to hold him to a scaffold-like structure at a safe distance above the water surface or stowed in a container on such a structure.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip through an attached water turbine or more attached water turbines to rotate a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that the kite by a gas filling overall lighter than air is.

Dragon-drawn power boat that uses the boat trip through an attached water turbine or more attached water turbines for rotation of a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that the water turbine by the operation of the generator as an electric Engine, or operated by a separate electric motor, or by another drive as a ship's propeller to propel the boat in doldrums and keep the entrained kites by the wind in the air.

Dragon-drawn power boat according to claims 1-10, characterized in that a tower-like structure is mounted on the power boat, which projects far beyond the water surface, which receives the components that must be in safe water-protected distance above the water surface, such as the Drachenbergeeinrichtungen or Drachenverstaueinrichtungen , optically or electromagnetically working communication equipment, energy carrier containers and connectable cable ends of energy carrier lines for the transfer of energy or energy raw materials.

Dragon-drawn power boat according to claims 1-11, characterized in that the water turbines are encased annularly and that in the turbine inlet region between the casing and the boat hull an inlet protection is attached, which protects the turbine from foreign bodies and protects fish and marine mammals from the turbine.

Dragon-drawn power boat according to claims 1-12, characterized in that the power boat separate elevator and rudder are mounted.

Dragon-drawn power boat according to claims 1-13, characterized in that elevators are mounted in the central or front boat area on schwertförmig from the boat underside downwardly projecting components, preferably so far below the fuselage that the turbulence by the elevator does not enter the turbine inlets, and preferably the elevators of the left and right sides of the boat are independently controllable to counteract boat roll.

Dragon-drawn power boat according to claims 1-14, characterized in that on the underside of the boat sword-shaped downwardly projecting components are arranged, preferably at each fuselage in the middle or front area and in the rear area, two of these components are used in the front area for attaching elevators and with the two components in the front area and the two components in the rear area serving as legs in dry traps and as legs for maintenance work in a dock, and as casserole.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip by an attached water turbine or more attached water turbines to rotate a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that in the production of hydrogen as an energy source that offshore Platforms having a connection to a natural gas pipeline or a hydrogen pipeline into which natural gas pipeline or hydrogen pipeline is fed.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip by an attached water turbine or more attached water turbines to rotate a power generator or multiple power generators and uses the energy of the electricity generated to heat hot water, characterized in that low-cost uncontrolled generators are used as in the water heating over heating resistors There are hardly any claims to the uniformity of the electricity.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip through an attached water turbine or more attached water turbines for rotating a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that a combined hydrogen production and hot water preparation is performed at the aggregates for hydrogen production due to the high investment costs for these aggregates are fully utilized almost full time by upstream control mechanisms, namely by starting suitable wind areas in which more energy is available, as for hydrogen electrolysis and hot water preparation under full load is needed, and a substantial reduction of this excess energy by the course to the wind and depowering the towing kites, and in the last stage by a finely graduated switching on and off of heating resistors for the hot water preparation the voltage and current for the hydrogen electrolysis is kept sufficiently constant.

Dragon-drawn power boat, which uses the boat trip through an attached water turbine or more attached water turbines to rotate a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, characterized in that in order to reduce the volume of the boat hulls and thus reducing the flow resistance the storage volumes for the energy carriers are reduced by the fact that the energy sources are delivered at short intervals to accompanying ships, which deliver them on reaching the full load capacity or in favorable positions to the feed points, such as offshore platforms or energy storage on the coast.

Dragon-drawn power boat that uses the boat trip through an attached water turbine or multiple attached water turbines to rotate a power generator or multiple power generators and transfers the energy of the electricity generated to energy sources such as hydrogen or hot water, thereby characterized in that the power boats are operated largely automated in a formation of several such boats, the monitoring and situational non-automated control of central, responsible for the entire formation motherships is adopted, which are preferably also built in SWATH design.