DE102016013425A1

DE102016013425A1 - Wellenkraftwerk zur Nutzung der in Wasserwellen gespeicherten Energie

Info

Publication number: DE102016013425A1
Application number: DE102016013425.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-05-17

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Wellenkraftwerk, mit dessen Hilfe die in Wasserwellen gespeicherte Windenergie genutzt werden kann. Das geschieht dadurch, dass eine Masse durch eine oder mehrere Wellen auf ein höher gelegenes Niveau gehoben wird, von wo aus diese Masse auf ein tiefer gelegenes Niveau wieder absinken kann unter Abgabe und Nutzung einer Leistung, die sich aus dem Gewicht der gehobenen Masse, der gehobenen oder abgesenkten senkrechten Wegstrecke und der Frequenz dieser periodischen Hübe ergibt. Die Erfindung beschreibt sowohl mechanische, als auch hydraulische, pneumatische und elektrische Lösungen. Eine mechanische Lösung ist beispielsweise, dass schwere Gewichte mit Hilfe von Schwimmern durch einen Wellenberg in die Höhe gestemmt werden und auf dem nachfolgenden Weg ins Wellental mit Hilfe entsprechender Getriebe eine Nutzung der daraus entstehenden potenziellen Energie erzielt wird. Eine hydraulische Nutzung erfolgt, dass Wasser direkt aus dem Wellenberg entnommen wird und auf dem Weg ins Wellental eine Turbine durchfließt. Auch auf pneumatischem Wege erfolgt eine Energieumsetzung dadurch, dass durch das Auf und Ab eines Schwimmers auf den Wellen eine Luftpumpe betrieben wird, welche die Luft komprimiert und in einem Druckbehälter speichert, von wo aus eine Druckluft-Turbine angetrieben wird. Auf gleiche Weise kann auch durch eine auf und ab bewegte Induktionsspule oder durch einen Lineargenerator Strom erzeugt werden.

Description

Die Nutzung der Windenergie zur Stromerzeugung ist ein wichtiger Beitrag zum Einstieg in die nachhaltige Energieversorgung und Reduzierung der CO2-Belastung der Atmosphäre. Besonders im Off-Shore Bereich herrschen dafür günstige Windbedingungen, die derzeit bereits durch die Installation von Windkraftanlagen genutzt werden. Die vorliegende Erfindung beschreibt jedoch ein anderes Konzept zur Nutzung der Windenergie. Durch die Reibung des Windes auf der Wasseroberfläche entstehen Wellen, die umso größer sind, je stärker und je länger der Wind weht und je größer die Fläche ist, über die der Wind weht. Beispielsweise erzeugt ein über 12 Stunden anhaltender Wind mit Windstärke acht, der über 12 lang Stunden lang auf eine Oberflächenlänge von 250 km im offenen Ozean einwirkt, charakteristische Wellenhöhen von etwa fünf Metern. Die Nutzung dieser vom Wind in die Wellen induzierte Energie, hat sich die vorliegende Erfindung als Aufgabe gesetzt.
Durch Wind erzeugte Wasserwellen auf dem offenen Meer sind Schwerewellen und weisen keine regelmäßige Sinusform auf, sondern sind in ihrer Gestalt sowohl horizontal als auch vertikal asymmetrisch. Der oberhalb des Ruhewasserspiegels liegende Teil einer gewöhnlichen trochoidalen Tiefwasserwelle - der Wellenberg - ist kürzer als das unterhalb des Ruhewasserspiegels liegenden Wellentals. Deshalb ist der Wellenkamm, die höchste Auslenkung der Welle über dem Ruhewasserspiegel, größer als die tiefste Auslenkung des Wellentals unterhalb des Ruhewasserspiegels. Die Summe beider Maximalauslenkungen ist definitiongemäß die Wellenhöhe.
Wellen können weite Strecken auf dem offenen Ozean nahezu verlustlos zurücklegen, auch wenn sie ihr Entstehungsgebiet, z.B. einen Sturm, längst verlassen haben. Sie haben dann die Form von langen glatten Dünungswellen, in welchen die Windenenergie noch stundenlang gespeichert ist, auch wenn gar kein Wind mehr weht. So ist es ein großer Vorteil im Gegensatz zu herkömmlichen Windkraftanlagen, dass ein Wellenkraftwerk dieses gespeicherte Windenergiepotenzial noch nutzen kann.
Die aus dem Vorgenannten erfindungsgemäße Aufgabe besteht deshalb darin, eine durch eine Welle auf ein erhöhtes Niveau gehobene Masse als potenzielle Energie zu einem tieferliegendem Niveau des Wellentals oder des Ruhewasserspiegels zu nutzen, oder einfach Wasser aus dem oberen Teil des Wellenbergs direkt zu entnehmen und Energie aus der dadurch entstandenen Fallhöhe zu entnehmen, beispielsweise um Strom zu erzeugen. Der Vorgang des Durchlaufes von Wellen erfolgt periodisch, weshalb erfindungsgemäß das Wasser aus dem Wellenkamm zunächst auf dessen erhöhtem Niveau z.B. in einem Sammelbehälter zwischengespeichert wird, um es dann in kontinuierlichem Fluss entnehmen zu können. Wenn beispielsweise Wellen im 10-Sekundentakt jeweils 50 m³ Wasser in einen Sammelbehälter spülen und die dabei nutzbare Niveaudifferenz (= Fallhöhe) 2 m beträgt, so steht eine potentielle Leistung von 500.000 N × 2 m / 10 sec = 100 KW zur Verfügung, welche beispielsweise durch eine Kaplanturbine umgesetzt werden kann. Diese erreichen gute Wirkungsgrade von 80 bis 95%. Der Einbau erfolgt meistens vertikal. Durch verstellbare Leit- und Laufradschaufeln kann die Kaplan-Turbine reguliert werden, um sie besser auf die jeweilige Wassermenge und Fallhöhe einstellen zu können. Sie ist damit bestens geeignet für den Einsatz bei niedrigen bis niedrigsten Fallhöhen - wie sie z.B. in Flusskraftwerken vorkommen - und großen sowie stark schwankenden Durchflussmengen.
Auch ein weiterer Welleneffekt kann erfindungsgemäß zusätzlich genutzt werden: Wenn eine Wasserwelle auf einen langsam ansteigenden Grund aufläuft, verringert sich mit abnehmender Wassertiefe die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellenfront. Die nachfolgende Welle überrollt dann diese Wellenfront, bis auch diese sich ebenfalls verlangsamt und von weiteren nachfolgenden Wellen eingeholt wird. Insgesamt nimmt bei diesen sog. Brandungswellen die Wellenlänge ab und als Folge der Energieerhaltung vergrößert sich gleichzeitig die Wellenhöhe, ehe die Welle schließlich durch die aufgetürmte Wassermasse bricht. Dieser Effekt erhöht den Wellenkamm, so dass hier Wasser von einem höheren Niveau entnommen werden kann, als es beim Wellenberg einer normalen Tiefseewelle der Fall wäre. Erfindungsgemäß kann dieser Effekt durch eine Auflauframpe künstlich erzeugt und genutzt werden, um auf diese Weise eine größere Füllhöhe im Sammelbehälter zu erreichen.
Bildbeschreibung
1 zeigt schematisch den Aufbau eines Wellenkraftwerkes, das mit Behältern arbeitet, in denen ein unterschiedliches Druckniveau herrscht, das zur Energieerzeugung genutzt wird. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass sich das Kraftwerk auf offenem tiefem Ozean befindet, so dass eine direkte Fundamentierung auf dem Meeresgrund 1 nicht möglich ist. Deshalb wird es auf einem Auftriebskörper 2 installiert. Der Auftrieb dieses Auftriebskörpers 2 ist wesentlich größer als das zu tragende Gewicht, weshalb er mittels Seilen 3 mit auf den Meeresgrund 1 herabgesenkten schweren Beton- oder Eisenklötzen 4 verspannt sein muss um ein Auftauchen zu verhindern. Somit stellt er ein festes unverrückbares Fundament dar. Mittels der Stützen 5 sind darauf zwei Behälter 6 und 7 montiert. Der Sammelbehälter 6 weist eine Reihe von Rohren 8 auf, deren nach oben offenes Ende über den Ruhewasserspiegel 9 hinausragt. Wenn nun eine Welle 10, deren Wellenkamm höher ist als die Rohre 8, über den Sammelbehälter 6 hinweg läuft, wird dieser gefüllt bis zur Oberkante der Rohre 8, solange das Ablaufventil 11 geschlossen ist.
Der Rücklaufbehälter weist ebenfalls eine Reihe von Rohren 12 auf, deren oberes Ende sich unterhalb des Ruhewasserspiegels 9 befindet. Sie sind je mit einer Klappe 13 verschlossen, die sich - beispielsweise schwimmergesteuert - nur öffnet, wenn sich das Rohrende im Wellental befindet. Dadurch entsteht zwischen Sammelbehälter 6 und Rückflussbehälter 7 ein Niveauunterschied, der der Höhendifferenz deren Rohrenden entspricht. Wird das Ventil 11 geöffnet fließt deshalb das Wasser aus dem Sammelbehälter in den Rücklaufbehälter und kann dabei eine stromerzeugende Kaplanturbine 14 antreiben. Die Leistung richtet sich nach der durch die Wellen nachgeförderte Wassermenge.
Wenn das Feld der mit Rohren von beiden Behältern belegten Wasseroberfläche groß genug ist, werden immer einige der Rohre 8 durch eine Welle befüllt und einige der Rohre 12 werden offen sein, so dass durch sie das Wasser aus dem höheren Niveau wieder abfließen kann. Wenn die Rohrlängen verstellbar sind, oder die Behälter in der Höhe verfahrbaren werden können, kann das Wellenkraftwerk damit für jede Wellenhöhe optimiert werden. Auch wenn der Einfachheit halber die Klappen 13 an den Rohren 12 des Rücklaufbehälters 7 weggelassen werden, herrscht in diesem nur ein mittlerer Druck, der etwa der Höhe des Ruhewasserspiegels entspricht, so dass noch immer ein Zufluss vom höheren Niveau des Sammelbehälter stattfindet, wenn auch mit geringerem Leistungspotenzial. Wenn die mit Rohren belegten Flächen kreisförmig angelegt sind, spielt es keine Rolle, aus welcher Richtung die Wellen kommen.
2 zeigt eine andere Variante eines Wellenkraftwerkes, das jedoch nach dem gleichen Prinzip arbeitet wie schon in 1 beschrieben. Diesmal ist es bei geringerer Wassertiefe auf dem Meeresgrund 1 montiert. Auf den Stützen 5 ist ein großer ringförmiger Sammelbehälter 6 befestigt. An dessen äußerem Rand befindet sich eine Auflauframpe 15, die zur Erhöhung der aus beliebiger Richtung anrollenden Wellen 10 dient und deren oberer Teil sich in den Sammelbehälter 6 ergießt. Die Mitte 16 des ringförmigen Sammelbehälters 6 ist nach oben und unten offen. Ist der Sammelbehälter 6 groß genug, können die Wellenbewegungen nicht bis zur Mitte 16 gelangen und es wird sich dort ein beruhigtes Wasserniveau einstellen, das von den umgebenden Wellen kaum beeinflusst wird und in etwa dem Ruhewasserspiegel 9 entspricht. Dadurch ergibt sich eine nutzbare Fallhöhe zum Niveau des im Sammelbehälter 6 gesammelten Wassers, die von der Turbine 14 in kontinuierliche Leistungsabgabe umgesetzt wird. Ein Sammelbehälter 6 mit 120 m Durchmesser enthält beispielsweise etwa 20.000 m³ Wasser auf 2 m Höhe über dem Ruhewasserspiegel 9. Wenn diese Wassermenge innerhalb von 20 s stetig durch in den Behälter herein schlagenden Wellen nachgefüllt werden kann, steht damit - ohne Berücksichtigung von Wirkungsgradverlusten - eine Leistung von 1000 kW zur Verfügung. Sind die Stützen 5 oder der Rand des Sammelbehälters 6 samt Rampe 15 in der Höhe verfahrbar, kann der Wasserstand im Sammelbehälter 6 angehoben oder abgesenkt werden und damit das Wellenkraftwerk auf die jeweilige Wellenhöhe angepasst werden.
3 zeigt ein frei auf den Wellen schwimmendes oder nur locker verankertes Wellenkraftwerk, dem ebenfalls das Prinzip zugrunde liegt, dass Wasser von einem höheren Niveau zu einem tieferem fließt und die dadurch vorhandene Energie genutzt wird. Dies geschieht dadurch, dass das Kraftwerk wie eine Wippe gebaut ist und mittels der Auftriebskörper 16 und 17 von den Wellen dabei hin und her geschwenkt wird. In der hier gezeigten Abfolge von Phasen in 3 bis 6 bei einer von rechts nach links durchlaufenden Welle 10, befindet sich der Auftriebskörper 16 in Phase 1 gerade auf dem höchsten Punkt der Welle 10 und zieht dadurch das ganze Kraftwerk schräg nach oben. Wasser läuft aus dem Wellenkamm über das Zulaufrohr 18 in den nach oben offenen Füllbehälter 23, von da über eine Kaplanturbine 24 in Rücklauf 25 und zurück ins Meer unterhalb auf der abfallenden Seite der Welle. Die Ventilklappen 21 und 22 fallen automatisch zu und werden durch den Wasserdruck geschlossen gehalten, so dass das Wasser nur dem beschrieben Weg aus dem Füllbehälter 23 über die Turbine 24 folgen kann.
4 zeigt Phase 2 im Verlauf der durchlaufenden Welle 10, die jetzt mit ihrem höchsten Punkt in der Mitte des Kraftwerks angekommen ist: Der Wellenkamm läuft über den Füllbehälter 23 des Kraftwerkes hinweg, das jetzt eine waagrechte Position einnimmt. Im Füllbehälter 23 noch befindliches Wasser aus dem vorhergehenden Phase 1 läuft über die Kaplanturbine 24 und Rücklauf 25 und 27 zurück ins Meer. Sofern die Welle hoch genug ist, füllt sie auch den Füllbehälter 23 noch nach, was die Effizienz der Anlage erhöht, aber für die Funktion nicht zwingend erforderlich ist. Ventile 21 und 22 gehen automatisch auf, 19 und 20 fallen zu, so dass nur Wasser aus dem höheren Niveau im Füllbehälter 23 über die Turbine 24 strömt.
5 zeigt Phase 3 im Verlauf der durchlaufenden Welle 10, die jetzt mit ihrem höchsten Punkt am Schwimmer 17 angekommen ist, der das Kraftwerk nun wieder schräg nach oben kippt. Nun fließt das Wasser läuft über den Zulauf 26 in den Füllbehälter 23, von da über die Turbine 24 in Rücklauf 27 und zurück ins Meer. Ventil 20 und 21 gehen automatisch auf, 19 und 22 fallen zu, so dass wiederum nur Wasser aus dem höheren Niveau im Füllbehälter 23 über die Turbine 24 strömt.
6 zeigt Phase 4 im Verlauf der durchlaufenden Welle, deren Wellental jetzt über der Mitte des Kraftwerkes angekommen ist, das dadurch wieder eine waagrechte Position einnimmt. Im Füllbehälter 23 noch befindliches Wasser aus Phase 3 läuft über die Kaplanturbine 24 und Rücklauf 25 und 27 zurück ins Meer. Die Klappen 19 und 20 sind geschlossen und verhindern einen Rückfluss des Wassers über die Zuläufe 18 und 26.
Der Sinn dieses hin und her geschwenkten Wellenkraftwerkes liegt darin, das Niveau im Füllbehälter 23 stets über dem Niveau des jeweiligen Rückflusses zu halten um einen stetigen Durchfluss erzielen zu können.
7 zeigt, dass dieses schwimmende Wellenkraftwerk nicht auf die Richtung der anrollenden Wellen ausgerichtet sein muss, wenn man es mit drei, vier oder noch mehr Armen versieht, in welchen die gleichen Vorgänge ablaufen, wie in 3 bis 6 beschrieben. An jedem Ende eines Schwenkarms sitzen Auftriebskörper 28. Durch die Einfüllöffnungen 30 der Zuläufe fließt das Wasser von der höchsten Stelle einer Welle in den zentralen Füllbehälter 23 und von da an der jeweils tiefsten Stelle des Rückläufe 29 wieder heraus.
Um zu verhindern, dass das gesamte Wellenkraftwerk selbst durch die Schwerkraft zu weit an der Wellenflanke nach unten rutscht, kann es mit mehreren gleichartigen Anlagen zusammengeschlossen werden, die sich dann gegenseitig auf Position halten. Das kann aber auch durch eine entsprechende lockere Verankerung, z.B. an einer Boje geschehen, die ein Abtreiben und Abrutschen des Kraftwerkes auf den Wellenflanken verhindert, jedoch die Schwenkbewegung nicht unterbindet.
Im Prinzip könnte dieses Wellenkraftwerk auch mit einem eigenen Antrieb versehen werden, sogar auch mit einem selbstversorgenden. Es könnte auch hinter einem Schiff hergeschleppt werden und dieses mit Strom versorgen oder bei entsprechendem Wellengang sogar antreiben.
8 zeigt, dass die Energie der Wellen nicht nur hydraulisch mittels eines Wasserdurchflusses genutzt werden kann, sondern dass es auch mechanische Lösungen gibt. Zentral zwischen mehreren schwimmenden Pontons 31 ist ein schweres Pendelgewicht 32 gelagert, das mit seinem Schwerpunkt sich immer zum tiefsten Punkt des auf den Wellen taumelnden Kraftwerkes zuneigt. Die Erfindung lehnt sich hier im Prinzip an die Technik des Automatikaufzuges von Armbanduhren an. Dabei treibt das Pendel 32 über eine Verzahnung die Zahnräder 33 und 34 an. Das Zahnrad 33 ist durch eine Überholkupplung bzw. einen Freilauf mit dem auf der gleichen Achse sitzenden Zahnrad 35 verbunden und treibt dieses nur an, wenn es durch die Pendelbewegung gegen den Uhrzeigersinn drehend mitgenommen wird. Dieses Zahnrad 35 treibt seinerseits das Zahnrad 37 an, auf dessen Achse ein Schwungrad sitzt, dessen Schwungmoment dafür sorgt, dass es nicht gleich zum Stillstand kommt, wenn es zeitweise keinen Antrieb durch Rad 33 gibt. Analog dazu ist das Zahnrad 34 ist durch eine Überholkupplung bzw. einen Freilauf mit dem auf der gleichen Achse sitzenden Zahnrad 36 verbunden und treibt dieses nur an, wenn es durch die Pendelbewegung im Uhrzeigersinn drehend mitgenommen wird. Dieses Zahnrad 36 treibt nun seinerseits über das Zahnrad 38 ebenfalls das Zahnrad 37 mit dem Schwungrad 39 in der gleichen Drehrichtung an, so dass unabhängig davon in welche Richtung das Pendelgewicht 32 dreht oder pendelt, immer ein Antrieb auf das Schwungrad 39 einwirkt, welches wie das Schwungrad von Verbrennungsmotoren die stark wechselnden Drehimpulse speichert und in eine gleichförmigere Drehzahl überführt um beispielsweise einen Generator anzutreiben. Ein solches Wellenkraftwerk erzeugt bereits bei kleinsten Wellenhöhen von wenigen Zentimetern schon eine Leistung, die natürlich umso höher ist, je größer die Schwenkauslenkungen der Anlage sind.
9 zeigt ein Wellenkraftwerk, das - ähnlich wie das Beispiel in 1 - auf hoher See und bei großer Wassertiefe arbeitet. Deshalb steht es nicht auf dem Meeresgrund 1, sondern besteht aus einem großen Auftriebskörper 2, der unter Vorspannung in seiner Position unverrückbar mit Seilen 3 an auf den Grund abgesenkten schweren Beton- oder Eisenklötzen 4 fixiert ist. Dieser Auftriebskörper 2 ist gleichzeitig ein Luftspeicher, der von ihn umgebenden Luftpumpen mit Druckluft versorgt wird. Jede dieser Luftpumpen besteht aus einem starren senkrechten Füllrohr 40 und einem darüber gestülpten Pumprohr 41 dem das Füllrohr 40 gleichzeitig als Längsführung dient. Am oberen Ende des Pumprohrs 41 befindet sich ein Schwimmer 42, der das Pumprohr 41 an der Wasseroberfläche mit den Wellen 10 auf und ab bewegt.
Im Bild rechts des Auftriebskörpers 2 sind drei Luftpumpen gezeigt, deren Schwimmer 42 samt Pumprohren 41 gerade auf einer ansteigenden Wellenflanke nach oben gehoben werden. Das Ansaugventil 43 ist geöffnet während des Ansaughubes, der das Pumprohr 41 mit frischer Luft füllt. Im Bild sind links des Auftriebskörpers 2 ebenfalls drei Luftpumpen gezeigt, deren Schwimmer 42 samt Pumprohren 41 gerade auf einer abfallenden Wellenflanke nach unten sinken. Das Druckventil 43 ist während des Kompressionshubes geöffnet und über das Füllrohr 40 wird der Auftriebskörper 2 mit der zuvor angesaugten Luft gefüllt. Über eine Druckluftturbine 45 wird der im Auftriebskörper 2 gespeicherte Druck in mechanische Energie zur Stromerzeugung oder anderen Energieanwendungen umgewandelt. Solche Turbinen sind bekannt aus Druckluft- oder Gas-Pumpspeicherwerken, in denen Luft oder Gas in unterirdischen Kavernen gespeichert wird, um diese Energie zur Abdeckung des Spitzenbedarfes wieder abrufen zu können. Um zu verhindern, dass der Auftriebskörpers 2 mit der Zeit durch Gischt und Regenwasser vollläuft, sitzt auf dessen Boden eine Wasserpumpe 46, welche das in den Behälter gelangte Wasser wieder ins Meer zurück pumpt.
Der Aufbau dieses Wellenkraftwerkes ist einfach, langlebig und billig. Eine Dichtung zwischen Füllrohr 40 und dem Pumprohr 41 ist nicht erforderlich, da diese Pumprohre 41 so lang sind, dass der Wasserdruck an deren unterem Ende größer ist, als der Druck im Auftriebskörper 2, so dass während des Pumpvorganges keine Luft entweichen kann. Die Pumprohre 41 sind gewissermaßen luftgelagert, ohne bemerkenswerten Verschleiß. Wenn beispielsweise der durch die Druckluftturbine 45 nutzbare Druck 3 bar betragen soll, müssen die Pumprohre 41 mindestens 30 m lang sein. Bei höherem Druck strömt die Luft aus dem unteren Ende des Pumprohres 6. Damit wird gleichzeitig eine Maximaldruck-Begrenzung für den Auftriebskörper erreicht und eine Überfüllung vermieden. Das Pumprohr 41 muss so schwer sein, dass durch den Druck der Schwimmer 42 nicht über die Wasserfläche angehoben werden kann und dann kein Kompressionshub mehr möglich ist. Gleichzeitig muss der Schwimmer 42 aber so viel Auftrieb besitzen, dass er das Gewicht des Pumprohres 41 auf einer Welle nach oben heben kann, um damit einen Ansaughub zu ermöglichen.
Selbstverständlich kann dieses Wellenkraftwerk nicht nur - wie hier gezeigt - auf hoher See, sondern auch in flacheren Gewässern auf dem Meeresgrund montiert und in Küstennähe betrieben werden. Und ein Wellenkraftwerk dieser Bauart würde auch noch Energie erzeugen, wenn es nicht fest fundamentiert ist und stattdessen frei schwimmt oder mit lockeren Ankern auf Position gehalten wird, da es für die Funktion des Luftpumpens nur auf die Relativbewegung zwischen dem Auftriebskörper 2 mit seinen an ihm befestigten Rohren 40 und den Pumprohren 41 ankommt.
Prinzipiell kann die gleiche Anordnung mit der zwei Teile relativ zueinander bewegt werden auch genutzt werden, um mit Hilfe eines Getriebes - wie beispielsweise in 8 beschrieben - die Auf- und Ab-Bewegungen des Pumpkolbens 6 direkt für den Antrieb eines Generators zu nutzen, oder auch direkt durch einen Linear-Generator in Strom umzuwandeln.

Claims

Wellenkraftwerk zur Nutzung der in Wasserwellen gespeicherten Energie, gekennzeichnet dadurch, dass eine Masse mit Hilfe einer oder mehrerer Wellen periodisch auf ein höher gelegenes Niveau gehoben wird, von wo aus diese Masse durch die Schwerkraft wieder auf ein tieferes Niveau abgesenkt wird, wobei der durch die Höhendifferenz gegebene Massen-Hub mittels hydraulischer, mechanischer, pneumatischer oder elektrischer Umsetzung nutzbar gemacht wird.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass diese Masse aus Wasser besteht, das aus dem über dem Ruhewasserspiegel liegenden Teil des Wellenberges entnommen und durch eine Turbine geleitet wird, ehe diese Wassermasse an einer tiefer gelegenen Stelle der Welle oder auf das Niveau des Ruhewasserspiegels zurückgeführt wird, wobei die aus dem Wellenberg entnommene Wassermasse in einem Sammelbehälter zwischengespeichert werden kann, der das Wasser mehrerer Wellen zu speichern vermag um einen kontinuierlicher Abfluss des Wassers zur Speisung einer Turbine zu gewährleisten.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass sich der Sammelbehälter unterhalb des Ruhewasserspiegels befindet und aus ihm ein Feld von einzelnen, oberhalb des Ruhewasserspiegels nach oben offene Rohre hervorragen, in die deshalb nur Wasser aus dem Teil der Welle gelangt, der oberhalb der optional in der Höhe verstellbaren Rohröffnungen liegt, woraus sich ein nutzbarer Wasserstand ergibt, der höher liegt als der durchschnittliche Pegel des Abflusses.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass der Sammelbehälter mit seinem Rand über den Ruhewasserspiegel hinaus ragt, so dass der Teil der Wellen der höher ist als der Rand in den Sammelbehälter schwappt und dann von diesem Sammelbehälter das Wasser durch eine Turbine geleitet wird von wo es in einen wellenberuhigten Bereich eintritt, der das Niveau des Ruhewasserspiegels aufweist.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass der über dem Ruhewasserniveau liegende Rand des Sammelbehälters vorgelagerte Rampen zur Erzeugung von auflaufenden Brandungswellen aufweist, so dass auch Wasser aus Wellen abgeschöpft werden kann, die sonst den Rand nicht erreichen würden, wodurch das nutzbare Wasservolumen durch Erhöhung des Behälterrandes vergrößert werden kann.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass es frei schwimmend in einer Taumelbewegung dem Auf und Ab der Wellen folgt, wobei sich der Sammelbehälter welcher die Turbine speist, zentral zwischen den durch Auftriebskörper an der Wasseroberfläche gehaltenen mindestens zwei Armen befindet, an deren gegenüberliegenden Enden sich jeweils ein Wasser-Eintritt und Austritt befindet, die durch Ventile so gesteuert sind, dass Wasser dem Sammelbehälter nur dann zugeführt wird, wenn sich der Wassereintritt auf der Höhe einer Welle befindet, während sich der gegenüberliegende, von der Turbine kommende Wasseraustritt an einer tieferen Stelle befindet.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass es frei schwimmt und mit eigenem Antrieb zum Halten auf einer stationären Position oder zum Wechseln seiner Position ausgerüstet ist und dass dieser Antrieb optional mit der selbst erzeugten Energie erfolgt, oder das Wellenkraftwerk angehängt an ein Schiff in seiner Position verändert wird und dabei auch das Schiff mit Energie - auch für dessen Antrieb - versorgt werden kann.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1 und 7, gekennzeichnet dadurch, dass das Kraftwerk sich frei taumelnd auf den Wellen mittels Auftriebskörpern an der Wasseroberfläche hält, wobei durch ein mechanisches Getriebe ein oder mehrere durch den Wellengang hin und her bewegten Gewichte zur Erzeugung von Energie genutzt werden, wobei beispielsweise das Gewicht ein Pendel sein kann, dessen Pendelbewegung über ein entsprechendes Getriebe mit integrierten Freiläufen ein Schwungrad antreibt, welches mit einem Stromerzeuger oder einer anderen Energienutzungs-Anlage verbunden ist.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass eine oder mehrere durch die Wellenbewegung betriebene Luftpumpen einen Druckbehälter mit komprimierter Luft füllen, mit der eine Luftturbine betrieben wird, und dass eine solche Luftpumpe aus einem langen senkrechten stationär fixiertem Rohr besteht, das ein annähernd gleich langes darübergestülptes Pumprohr führt, an dessen oberen Ende ein Schwimmer sitzt, der dafür sorgt, dass das Pumprohr dem Auf und Ab der Wellen folgt und dadurch einen Pumphub ausführt, wobei durch eine entsprechende Ventilsteuerung die durch den Pumphub komprimierte Luft in den Druckbehälter geleitet wird.
Wellenkraftwerk nach Anspruch 1, 8 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass ein an einer im Wasser stationär fixierten senkrecht stehenden Längsführung ein Hubkolben geführt ist, der über einen Schwimmer dem Auf- und Ab der Wellen folgt und über ein entsprechendes Getriebe oder einen Lineargenerator diese oszillierende Bewegung in mechanische oder elektrische Energie umwandelt.