DE102018110664A1 - Generatoranlage zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers - Google Patents

Generatoranlage zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Generatoranlage (3) zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers (4) mit wenigstens einem elektrischen Generator (33), welcher außerhalb des fließenden Gewässers (4) angeordnet ist, und mit wenigstens einem ersten Schwimmelement (1), welches entlang der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) stromabwärts vom elektrischen Generator (33) in und/oder auf dem fließenden Gewässer (4) schwimmt, wobei das erste Schwimmelement (1) ausgebildet ist, in einem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) und in einem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) aufzuweisen, wobei das erste Schwimmelement (1) mittels wenigstens eines Zugmittels (35) mit dem elektrischen Generator (33) derart verbunden ist, dass das erste Schwimmelement (1) den elektrischen Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch antreiben kann, wobei die Generatoranlage (3) ausgebildet ist, so dass das erste Schwimmelement (1) in dessen ersten Zustand von der Strömung des fließenden Gewässers (4) zumindest im Wesentlichen entlang dessen Strömungsrichtung (A) vom elektrischen Generator (33) weg bewegt werden und dabei den elektrischen Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch antreiben kann und so dass das erste Schwimmelement (1) in dessen zweiten Zustand entgegen der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) zum elektrischen Generator (33) hin bewegt werden kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Generatoranlage zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers gemäß des Patentanspruchs 1, ein Schwimmelement zur Verwendung in einer derartigen Generatoranlage gemäß des Patentanspruchs 14 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Generatoranlage gemäß des Patentanspruchs 15.
  • Aufgrund des zunehmenden Umweltbewusstseins sowie des gleichzeitig wachsenden Energiebedarfs weltweit gewinnen seit einiger Zeit die erneuerbaren Energien an Bedeutung. Als erneuerbare Energien oder regenerative Energien werden Energieträger angesehen, welche im Rahmen des menschlichen Zeithorizonts praktisch unerschöpflich zur Verfügung stehen oder sich verhältnismäßig schnell erneuern. Damit grenzen sie sich von fossilen Energiequellen ab, welche endlich sind oder sich erst über den Zeitraum von Millionen Jahren regenerieren. Zu den erneuerbaren Energiequellen zählen die Bioenergie, die Geothermie, die Wasserkraft, die Meeresenergie, die Sonnenenergie und die Windenergie.
  • Unter Wasserkraft wird die Umsetzung potentieller oder kinetischer Energie des Wassers mittels einer Wasserkraftmaschine in mechanische Arbeit verstanden, welche vorzugsweise zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden kann. Damit wird die Wasserkraft für den Menschen nutzbar gemacht. Dies geschieht überwiegend durch Wasserkraftwerke, welche auch als Wasserkraftanlagen bezeichnet werden. Dies kann u. a. durch Turbinen an Fließgewässern oder Staudämmen erfolgen oder durch Strömungs- und Gezeitenkraftwerke auf dem Meer.
  • Nachteilig ist bei Wasserkraftwerken, dass neben den Anlagen zur Wandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie üblicherweise auch Bauwerke erforderlich sind, um diese Anlagen aufzunehmen sowie um das Wasser zu leiten oder sogar zu stauen. In letzteren Fällen wird die Landschaft durch den hierdurch entstehenden Stausee üblicherweise großflächig stark verändert.
  • Unter dem Begriff Meeresenergie werden verschiedene Formen von mechanischer, thermischer und physikalisch-chemischer Energie zusammengefasst, welche in den Wassermassen der Weltmeere enthalten sind. Dies kann mittels Gezeitenkraftwerken, Meeresströmungskraftwerken, Meereswärmekraftwerken, Osmosekraftwerken, der Nutzung von Wellenenergie sowie mittels Wellenkraftwerken erfolgen, wobei diese Technologien noch in der Entwicklung sind.
  • Bei einem Gezeitenkraftwerk wird die potentielle und kinetische Energie aus dem Tidenhub des Meeres in elektrischen Strom gewandelt. Auch hierzu ist wie bei einem normalen Wasserkraftwerk ein Staudamm erforderlich, welcher z.B. eine Flussmündung von dem offenen Meer trennt und so den Tidenhub nutzbar macht. Somit sind auch in diesem Fall große und aufwändige Anlagen und Bauwerke erforderlich, welche ebenfalls signifikant in die Gestaltung der Landschaft eingreifen.
  • Ein Meeresströmungskraftwerk ist ein Wasserkraftwerk, welches aus der natürlichen Meeresströmung Elektrizität erzeugt. Es wird dabei nicht, wie bei den meisten anderen Wasserkraftanlagen, ein Stauwerk errichtet, sondern die Turbine als eine Gezeitenturbine steht, ähnlich einer modernen Windturbine, zum Beispiel an einem Mast frei in der Strömung. Die Meeresströmung kann die Turbine antreiben, deren elektrische Energie über Kabel an Land geführt werden kann.
  • Vorteilhaft ist bei der Nutzung von Meeresströmungen, dass diese kontinuierlich fließen und sich daher sehr genau vorhersagen lassen. Die Qualität eines Standortes zur Errichtung eines Meeresströmungskraftwerks lässt sich sehr gut einschätzen. Die eingespeiste Strommenge ist weniger wetterabhängig als bei Windkraftanlagen oder Solarkraftwerken. Auch kommen Meeresströmungskraftwerke mit sehr niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten aus, da die Dichte des Wassers etwa 800-mal größer als die der Luft ist. Ferner findet keine sichtbare Veränderung der Landschaft statt.
  • Nachteilig an der Nutzung von Meeresströmungen zur Energieerzeugung ist jedoch, dass Meeresströmungskraftwerke gegenwärtig im Vergleich mit anderen regenerativen Energiequellen, insbesondere zu Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen, aufgrund fehlender Massenfertigung noch vergleichsweise teuer in der Erstellung sind. Auch kann die Installation derartiger Anlagen wasserbau- und stahlbautechnisch besonders herausfordernd sein, da Bauarbeiten auf offener See oder in Flüssen stets besonders anspruchsvoll sind. Stahl und Beton und andere Baumaterialien müssen unterwassertauglich und gegen Salzangriff gerüstet sein. Insbesondere muss der Betrieb eines elektrischen Generators im Wasser ermöglicht werden. Zudem können sich am Fundament der Anlage Kolke bilden, wodurch der Meeresboden im Bereich der Anlage eventuell ausgehöhlt oder unterspült werden kann. Auch kann sich die Wartung aufwändig gestalten, da sich die Anlagen unter Wasser befinden und dadurch schwieriger zu erreichen sind.
  • Des Weiteren entziehen die Turbinen der Strömung Energie, prinzipiell wie Windkraftanlagen. Dadurch ist die Meeresströmung direkt vor der Turbine schneller als direkt hinter der Turbine. Dies kann Auswirkungen auf das Verhalten von Meerestieren haben, die bestimmte Strömungen bevorzugen. Außerdem kann dies Einfluss auf den Transport von Sedimenten haben, da die Bewegung des Meeresbodens vor allem von der Strömung abhängt. Ferner können die Turbinen Lärm verursachen, der sich unter Wasser ausbreitet und Meerestiere stören kann.
  • Die EP 2 295 792 B1 beschreibt eine tauchfähige Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie aus einer Wasserströmung, wobei die Anlage mindestens eine Turbinenanordnung umfasst, die mittels eines Drahts in einer Struktur befestigt ist, wobei die mindestens eine Turbinenanordnung eine Turbine umfasst, die wirkend mit einem Generator verbunden ist, der dazu eingerichtet ist, elektrische Energie zu erzeugen, wobei der Generator wirkend mit einem elektrischen Kabel verbunden ist, das dazu eingerichtet ist, die elektrische Energie zu verteilen, und wobei das elektrische Kabel in den Draht integriert oder daran befestigt ist. Die Turbinenanordnung ist an einem von der Strömung angetriebenen Fahrzeug befestigt, das durch mindestens einen Flügel gebildet wird und das sich innerhalb einer Reichweite des Drahts frei bewegen kann, wobei das Fahrzeug mit einem Lenkmittel und einer Steuerungseinheit ausgestattet ist, wobei die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, Steuerungssignale an das Lenkmittel zu liefern, um das Fahrzeug in einer Endlosbahn zu lenken, die mindestens teilweise die Richtung der Wasserströmung kreuzt, wobei das Fahrzeug, wenn es in der Bahn gelenkt wird, durch die Wasserströmung mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, die höher als die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers ist.
  • Ein Meeresströmungskraftwerk der EP 2 295 792 B1 kann zwar aufwändige Bauwerke vermeiden, welche entsprechende Kosten verursachen und die Landschaft stören können. Nachteilig ist jedoch, dass auch in diesem Fall der Generator aufgrund seiner Anordnung am Fahrzeug im Meereswasser betrieben wird, so dass der Generator wasserdicht ausgebildet sein muss. Auch muss die Bewegungsübertragung zwischen der Turbine und dem Generator wasserdicht erfolgen. Ferner muss die vom Generator erzeugte elektrische Energie vom Fahrzeug weg geleitet werden. Des Weiteren ist ein nicht unerheblicher Aufwand erforderlich, um das Fahrzeug in einer Endlosbahn zu lenken, so dass entsprechend aufwändige, teure und empfindliche Lenkmittel sowie eine entsprechende Steuerungseinheit verwendet werden müssen. Dies alles kann zu einem teuren und bzw. oder störungsanfälligen Meeresströmungskraftwerk führen. Auch können Meerestiere durch die Bewegungen des Fahrzeugs und die Geräusche der Turbine im Wasser gestört werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Generatoranlage zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, so dass die Erzeugung elektrischer Energie einfacher, kostengünstiger, robuster und bzw. oder flexibler als bisher bekannt erfolgen kann. Insbesondere sollen aufwändige Anlagen und Bauwerke vermieden werden. Zusätzlich oder alternativ soll der elektrische Generator möglichst einfach, robust, flexibel und bzw. oder kostengünstig gestaltet und bzw. oder eingesetzt werden können. Zusätzlich oder alternativ soll die Ableitung der erzeugten elektrischen Energie vom elektrischen Generator möglichst einfach, robust und bzw. oder kostengünstig erfolgen können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Generatoranlagen geschaffen werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Generatoranlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Schwimmelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Generatoranlage zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers. Das fließende Gewässer kann ein Fluss, eine Flussmündung oder ein Meeresabschnitt sein, in dem eine Strömung in einer einzigen Strömungsrichtung oder in einer bevorzugten Strömungsrichtung dauerhaft oder zumindest zeitweise vorliegt.
  • Die Generatoranlage weist wenigstens einen elektrischen Generator auf, welcher außerhalb des fließenden Gewässers angeordnet ist. Unter einem elektrischen Generator wird eine elektrische Maschine verstanden, welche Bewegungsenergie, d.h. kinetische Energie, in elektrische Energie wandeln kann. Der elektrische Generator ist das Gegenstück zum Elektromotor oder zum elektrischen Motor, welcher elektrische Energie in Bewegungsenergie wandeln kann. Unter der Anordnung des elektrischen Generators außerhalb des fließenden Gewässers wird verstanden, dass der elektrische Generator entweder oberhalb der Wasseroberfläche des fließenden Gewässers angeordnet wird und daher nicht mit dem fließenden Gewässer in Kontakt kommt. Auch kann der elektrische Generator dadurch vom fließenden Gewässer getrennt werden, indem der elektrische Generator innerhalb eines auf dem fließenden Gewässer schwimmenden Objekts oder innerhalb eines Bauwerks angeordnet wird, welches in das fließende Gewässer hineinragt oder an das fließende Gewässer angrenzt. In diesen Fällen kann der elektrische Generator wenigstens nach oben hin frei von dem fließenden Gewässer und somit ebenfalls vor Kontakt mit dem fließenden Gewässer geschützt sein. Vorzugsweise kann der Generator dauerhaft stationär durch ein Bauwerk oder dergleichen, temporär stationär durch ein an Land abgestelltes Fahrzeug oder dergleichen sowie durch ein bewegliches oder stationär angeordnetes schwimmendes Objekt wie z.B. ein Schiff, ein Floß, ein Ponton oder dergleichen aufgenommen werden.
  • Die Generatoranlage weist wenigstens ein erstes Schwimmelement auf, welches entlang der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers stromabwärts vom elektrischen Generator in und bzw. oder auf dem fließenden Gewässer schwimmt. Als erstes Schwimmelement können dabei jegliche Elemente verwendet werden, welche für den entsprechenden Anwendungsfall zur Umsetzung dieser Eigenschaften geeignet sind. Unter Schwimmen wird das Schweben eines Körpers in einer Flüssigkeit verstanden. Der Körper verbleibt auf der Oberfläche der Flüssigkeit, indem er mit seinem eingetauchten Körper so viel Flüssigkeit verdrängt wie der Körper wiegt. Ein schwimmender Körper taucht somit so tief in die Flüssigkeit ein, bis die Masse des von ihm verdrängten Flüssigkeitsvolumens seiner eigenen Masse entspricht. Dies schließt, je nach verdrängtem Flüssigkeitsvolumen, das Schwimmen auf der Oberfläche der Flüssigkeit als auch das Schwimmen innerhalb der Flüssigkeit, d.h. den vollständig untergetauchten Zustand des Körpers, ein.
  • Das erste Schwimmelement ist ausgebildet, in einem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers und in einem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers aufzuweisen. Unter dem Strömungswiderstand einer Flüssigkeit wird die physikalische Größe verstanden, welche in der Fluiddynamik die Kraft bezeichnet, welche das Fluid als Medium einer Bewegung entgegensetzt. Hierunter ist somit der Strömungswiderstand zu verstehen, welcher das erste Schwimmelement im fließenden Gewässer als eine der Relativgeschwindigkeit entgegengesetzt wirkender Kraft erfährt. Dabei kann der Strömungswiderstand in einen Druckwiderstand und in einen Schubspannungswiderstand aufgeteilt werden. In Abhängigkeit von der Form des umströmten Körpers und der Anströmrichtung kann der Druckwiderstand oder der Schubspannungswiderstand überwiegen. Somit kann ein Körper wie hier das erste Schwimmelement z.B. durch eine Veränderung seiner Form relativ zur Strömungsrichtung des fließenden Gewässers seinen Strömungswiderstand verändern. Unter einem höheren und einem geringeren Strömungswiderstand sind dabei Veränderungen relativ zu dem jeweils anderen Zustand zu verstehen.
  • Das erste Schwimmelement ist mittels wenigstens eines Zugmittels mit dem elektrischen Generator derart verbunden, dass das erste Schwimmelement den elektrischen Generator mittels des Zugmittels generatorisch antreiben kann. Das Zugmittel weist vorzugsweise eine möglichst geringe Dehnbarkeit (Elastizität) auf, um eine Dehnung bzw. Streckung des Zugmittels bei der Anwendung zu vermeiden. Als Zugmittel kann vorzugsweise ein Seil verwendet werden, was die Umsetzung des Zugmittels einfach und bzw. oder kostengünstig machen kann. Das Zugmittel ist dabei derart mit dem elektrischen Generator bzw. mit dessen Rotor zu verbinden, dass durch eine translatorische Bewegung des Zugmittels, welche durch das erste Schwimmelement hervorgerufen werden kann, eine rotatorische Bewegung des Generators bzw. dessen Rotors erfolgen kann, welche zur Erzeugung elektrischer Energie führen kann. Hierzu kann das Zugmittel auf der dem ersten Schwimmelement abgewandten Seite gehalten werden.
  • Die Generatoranlage ist ausgebildet, so dass das erste Schwimmelement in dessen ersten Zustand von der Strömung des fließenden Gewässers zumindest im Wesentlichen entlang dessen Strömungsrichtung vom elektrischen Generator weg bewegt werden und dabei den elektrischen Generator mittels des Zugmittels generatorisch antreiben kann. Somit kann das erste Schwimmelement in seinem ersten Zustand, in dem das erste Schwimmelement einen höheren Strömungswiderstand als in dem zweiten Zustand aufweist, von der Strömung des fließenden Gewässers von dem elektrischen Generator weg bewegt werden, so dass das Zugmittel den elektrischen Generator bzw. dessen Rotor antreibt. Auf diese Art und Weise kann die Strömung des fließenden Gewässers regenerativ in elektrische Energie gewandelt werden.
  • Die Generatoranlage ist ferner ausgebildet, so dass das erste Schwimmelement in dessen zweiten Zustand entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers zum elektrischen Generator hin bewegt werden kann. Somit kann das erste Schwimmelement in seinem zweiten Zustand, in dem das erste Schwimmelement einen geringeren Strömungswiderstand als in dem ersten Zustand aufweist, entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers zum elektrischen Generator hin bewegt werden, um vor dort aus wieder in den ersten Zustand zu wechseln und erneut elektrische Energie zu erzeugen, wie zuvor beschrieben. Die Rückführung des ersten Schwimmelements kann z.B. von Hand durch eine Person, durch einen elektrischen Motor oder durch ein zweites gegenläufiges Schwimmelement erfolgen, wie im Folgenden näher beschrieben werden wird.
  • Diejenige Position des ersten Schwimmelements, welche dem elektrischen Generator am nächsten ist, kann dabei als Ausgangsposition der Bewegung oder als oberster Umkehrpunkt bezeichnet werden. Die entgegengesetzte Position des ersten Schwimmelements, welche am weitesten vom elektrischen Generator entfernt ist, kann als Endposition der Bewegung oder als unterster Umkehrpunkt bezeichnet werden. Die Bewegung des ersten Schwimmelements kann lediglich zwischen diesen beiden Positionen bzw. Punkten ablaufen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch die erfindungsgemäße Generatoranlage dadurch ein Überschuss als regenerativ erzeugter elektrischer Energie gewonnen werden kann, indem das erste Schwimmelement in dessen ersten Zustand eines relativ hohen Strömungswiderstands gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers von dieser mitbewegt wird und dadurch den elektrischen Generator antreibt, jedoch in seinem zweiten Zustand eines relativ geringen Strömungswiderstands gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers aufweist und daher mit einem geringeren energetischen Aufwand entgegen der Strömung des fließenden Gewässers wieder in die Ausgangsposition der Bewegung zum elektrischen Generator hin zurückgeführt werden kann. Mit anderen Worten ist aufgrund des verringerten Strömungswiderstands zur Rückführung des ersten Schwimmelements zum elektrischen Generator hin weniger Energie erforderlich als durch das Abtreiben des ersten Schwimmelements und das hierdurch bewirkte Antreiben des elektrischen Generators erzeugt wird. Somit kann erfindungsgemäß innerhalb eines Bewegungsablaufs ein Überschuss an regenerativer elektrischer Energie erzeugt werden.
  • Die erzeugte elektrische Energie des elektrischen Generators kann über eine entsprechende elektrische Verbindung direkt in ein Stromversorgungsnetz eingespeist werden. Dies kann z.B. bei einer stationären und insbesondere bei einer dauerhaften Anordnung des elektrischen Generators der Fall sein. Die erzeugte elektrische Energie des elektrischen Generators kann auch gespeichert werden, z.B. weil gar keine elektrische Verbindung zu einem Stromversorgungsnetz besteht. Dies kann z.B. bei der Anordnung des elektrischen Generators auf einem Land- oder Wasserfahrzeug der Fall sein. Diese Speicherung oder auch Zwischenpufferung der elektrischen Energie kann z.B. mittels wenigstens eines Akkumulators erfolgen. Unter einem Akkumulator ist ein wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis zu verstehen. Die Speicherung der erzeugten elektrischen Energie kann aber auch als kinetische Energie, insbesondere als Rotationsenergie, oder als potentielle Energie erfolgen, welche zu einem geeigneten Zeitpunkt wieder in elektrische Energie zurückgewandelt werden kann.
  • In jedem Fall können wenigstens ein elektrischer Umformer oder ein elektrischer Umrichter verwendet werden, um die erzeugte elektrische Energie des elektrischen Generators zwischen Gleichstrom und Wechselstrom und bzw. oder hinsichtlich der Amplitude und bzw. oder hinsichtlich der Frequenz zu verändern. Dies kann je nach Anwendungsfall erfolgen, um die erzeugte elektrische Energie in möglichst geeigneter Art und Weise dem Stromversorgungsnetz und bzw. oder einer Speicherung zur Verfügung zu stellen.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, die Zugkraft des ersten Schwimmelements über das Zugmittel mittels einer mechanischen Übersetzung wie z.B. mittels eines Flaschenzugmechanismus oder mittels eines Getriebes auf den elektrischen Generator bzw. auf dessen Rotor zu übertragen. Auf diese Art und Weise kann die Geschwindigkeit, mit der der elektrische Generator bzw. dessen Rotor angetrieben wird, erhöht oder verringert werden, so dass je nach Anwendungsfall auf die Geschwindigkeitsübertragung und damit auch auf die Geschwindigkeit des elektrischen Generators bzw. dessen Rotors Einfluss genommen werden kann. Dies kann z.B. nützlich sein, um die Frequenz einer erzeugten Wechselspannung des elektrischen Generators einer Netzspannungsfrequenz anzugleichen, so dass ein elektrischer Umrichter einen geringeren Unterschied zwischen der erzeugten Wechselspannung und der Netzspannung ausgleichen muss und daher kostengünstiger ausfallen kann.
  • Ebenso wie bei bekannten Generatoranlagen, welche aus einer Meeresströmung elektrische Energie regenerativ gewinnen können, nutzt auch die erfindungsgemäße Generatoranlage den Vorteil, dass die Strömung eines fließenden Gewässers kontinuierlich zur Verfügung steht und üblicherweise auch in der Stärke der Strömung relativ konstant ist, so dass sich die Strömung sehr genau vorhersagen und die Erzeugung elektrischer Energie sehr genau planen lässt. Daher kann auch die Qualität eines Standortes zur Errichtung einer erfindungsgemäßen Generatoranlage sehr gut eingeschätzt werden. Ebenso ist die eingespeiste Strommenge auch in diesem Fall weniger wetterabhängig als bei Windkraftanlagen oder Solarkraftwerken. Ebenso sind auch zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Generatoranlage vergleichsweise niedrige Strömungsgeschwindigkeiten ausreichend, da die Dichte des Wassers etwa 800-mal größer als die der Luft ist. Des Weiteren findet nur eine sehr geringe sichtbare Veränderung der Landschaft statt, da lediglich der elektrische Generator angeordnet werden muss, das erste Schwimmelement jedoch in bzw. auf dem fließenden Gewässer schwimmt.
  • Gegenüber bekannten Generatoranlagen, welche aus einer Meeresströmung elektrische Energie regenerativ gewinnen können, weist die erfindungsgemäße Generatoranlage die zusätzlichen Vorteile auf, dass auf bestehende elektrische Generatoren und Zugmittel zurückgegriffen werden sowie das erste Schwimmelement einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Dies kann den Aufwand und die Kosten zur Umsetzung einer erfindungsgemäßen Generatoranlage gering halten und hierdurch die Umsetzung begünstigen. Auch kann auf die Installation von wasserbau- und stahlbautechnisch besonders herausfordernden Anlagen verzichtet werden, was die Umsetzungskosten weiterhin gering halten kann.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Generatoranlage kann insbesondere darin gesehen werden, dass der elektrische Generator sowie alle weiteren elektrischen Elemente wie z.B. elektrische Energiespeicher wie z.B. Akkumulatoren, elektrische Leitungen, elektrische Umformer, elektrische Umrichter und dergleichen vom fließenden Gewässer ferngehalten werden können, so dass diese weder unterwassertauglich noch gegen Salzangriff gerüstet ausgebildet werden müssen. Auch kann die Übertragung der translatorischen Bewegung des ersten Schwimmelements auf den elektrischen Generator bzw. dessen Rotor mittels des Zugmittels erfolgen, ohne dass hierzu eine wasserdichte Verbindung erforderlich ist. Dies kann zum einen die Kosten der erfindungsgemäßen Generatoranlage gering halten sowie deren Robustheit und damit Langlebigkeit begünstigen.
  • Durch die Vermeidung eines Kontakts der erfindungsgemäßen Generatoranlage zum Untergrund des fließenden Gewässers kann auch die Bildung von Kolken vermieden werden. Ferner kann die Wartung vergleichsweise einfach erfolgen, da der elektrische Generator einfach zugänglich sein kann und sowohl das Zugmittel als auch das erste Schwimmelement einfach aus dem fließenden Gewässer entnommen werden können. Somit können Kontroll-, Wartungs- und Reparaturarbeiten einfach und schnell außerhalb des fließenden Gewässers und insbesondere an Land bzw. am Ufer durchgeführt werden.
  • Des Weiteren kann der Entzug von Energie aus der Strömung des fließenden Gewässers lokal unmittelbar auf die nahe Umgebung des ersten Schwimmelements begrenzt werden, da bewegliche Elemente wie z.B. Turbinen, Propeller und dergleichen im fließenden Gewässer vermieden werden können. Dies kann die Störung des Verhaltens von Fluss- und Meerestieren durch die erfindungsgemäße Generatoranlage gering halten. Wird dabei das erste Schwimmelement auf der Wasseroberfläche des fließenden Gewässers schwimmend betrieben, so können derartige Störungen noch weiter reduziert werden, da sich die meisten Fluss- und Meerestiere eher deutlich unterhalb der Wasseroberfläche und damit ausreichend beabstandet zum ersten Schwimmelement aufhalten. Die Vermeidung von beweglichen Elementen wie z.B. Turbinen, Propellern und dergleichen im fließenden Gewässer kann auch die Entstehung von Geräuschen und insbesondere von Lärm verhindern, so dass Fluss- und Meerestiere auch diesbezüglich weniger gestört werden können.
  • Vorteilhaft ist auch, dass eine Bewegung des ersten Schwimmelements entlang und entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers ganz ohne Lenk- und Steuerungselemente bzw. mit vergleichsweise einfachen Lenk- und Steuerungselementen erfolgen kann. Auch dies kann den Aufwand zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Generatoranlage gering halten.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Generatoranlage wenigstens einen elektrischen Motor auf, welcher außerhalb des fließenden Gewässers angeordnet ist, wobei der elektrische Motor mittels des Zugmittels mit wenigstens dem ersten Schwimmelement und dem elektrischen Generator verbunden ist, wobei die Generatoranlage ausgebildet ist, dass der elektrische Motor das erste Schwimmelement in dessen zweiten Zustand entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers zum elektrischen Generator hin bewegen kann. Der elektrische Motor kann innerhalb der Wirkkette von erstem Schwimmelement, Zugmittel und elektrischen Generator überall dort angeordnet werden, wo er seine Funktion erfüllen kann. Vorzugsweise ist der elektrische Motor auf der Seite des elektrischen Generators angeordnet, welche dem ersten Schwimmelement abgewandt ist, so dass das erste Schwimmelement und der elektrischen Motor das Zugmittel abwechselnd über den elektrischen Generator bzw. dessen Rotor hinwegziehen können.
  • In jedem Fall wird der elektrische Generator bzw. dessen Rotor durch ein Ziehen des ersten Schwimmelements in dessen ersten Zustand, welches durch die Strömung des fließenden Gewässers verursacht wird, generatorisch betrieben während sich der elektrische Motor im Leerlauf befindet, so dass das Zugmittel von dem ersten Schwimmelement vom elektrischen Generator weg gezogen werden kann. Wird der Zustand des ersten Schwimmelements in dessen zweiten Zustand geändert, kann der elektrische Motor das Zugmittel wieder einziehen und das erste Schwimmelement wieder zum elektrischen Generator hin in seine Ausgangsposition bewegen. Da der Strömungswiderstand des ersten Schwimmelements in diesem zweiten Zustand geringer als in dessen ersten Zustand ist, wird für diesen Rückholvorgang seitens des elektrischen Motors weniger elektrische Energie verbraucht als zuvor durch das ziehende erste Schwimmelement erzeugt wurde, so dass durch diese Abfolge von Vorgängen ein Überschuss an regenativ erzeugter elektrischer Energie erzeugt werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Generatoranlage wenigstens ein zweites Schwimmelement auf, welches entlang der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers stromabwärts vom elektrischen Generator in und bzw. oder auf dem fließenden Gewässer schwimmt, wobei das zweite Schwimmelement ausgebildet ist, in einem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers und in einem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers aufzuweisen, wobei das zweite Schwimmelement mittels desselben Zugmittels mit dem elektrischen Generator derart verbunden ist, dass auch das zweite Schwimmelement den elektrischen Generator mittels des Zugmittels generatorisch antreiben kann, wobei die Generatoranlage ausgebildet ist, so dass sich das zweite Schwimmelement in dessen zweiten Zustand befindet, wenn sich das erste Schwimmelement in dessen ersten Zustand befindet, und umgekehrt, so dass das erste Schwimmelement in dessen ersten Zustand von der Strömung des fließenden Gewässers zumindest im Wesentlichen entlang dessen Strömungsrichtung vom elektrischen Generator weg bewegt werden, dabei den elektrischen Generator mittels des Zugmittels generatorisch antreiben und das zweite Schwimmelement in dessen zweiten Zustand zumindest im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers zum elektrischen Generator hin bewegen kann, und umgekehrt.
  • Das zweite Schwimmelement entspricht vorzugsweise dem ersten Schwimmelement, was die Kosten zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Generatoranlage gering halten kann, da das gleiche Schwimmelemente zweifach verwendet werden kann. Auch können hierdurch zwei möglichst identische Vorgänge zur Erzeugung regenerativer elektrischen Energie erreicht werden, was den Bewegungsablauf als Ganzes sowie die Einspeisung bzw. Speicherung der erzeugten elektrischen Energie gleichmäßiger und damit einfacher machen kann.
  • Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die zuvor beschriebene Funktion des ersten Schwimmelements durch ein weiteres zweites Schwimmelement erneut durch dieses genutzt werden kann, um das erste Schwimmelement in seine Ausgangsposition nahe dem elektrischen Generator zurückzuführen und gleichzeitig durch die abtreibende Bewegung des zweiten Schwimmelements elektrische Energie zu erzeugen, und umgekehrt. Die so erzeugte elektrische Energie kann etwas geringer ausfallen im Vergleich zum Einsatz eine elektrischen Motors, welcher das erste Schwimmelement wieder in die Ausgangsposition zurückführen kann, weil ein Teil der kinetischen Energie des abtreibenden ersten Schwimmelement zum Ziehen des zweiten Schwimmelements entgegen der Strömung des fließenden Gewässers aufgewendet werden muss, und umgekehrt. Jedoch kann dafür auf den Einsatz eines elektrischen Motors verzichtet werden, was Anschaffungs- und Wartungskosten einsparen und den entsprechenden Verbrauch elektrischer Energie vermeiden kann. Auch kann doppelt so lange elektrische Energie durch die abwechselnde Nutzung von zwei Schwimmelementen erzeugt werden, so dass insgesamt der Überschuss an erzeugter elektrischer Energie erhöht werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bzw. weisen das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement wenigstens ein Strömungswiderstandelement auf, welches ausgebildet ist, in dem ersten Zustand einen höheren Druckwiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers und in dem zweiten Zustand einen geringeren Druckwiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers aufzuweisen. Unter dem Druckwiderstand oder auch dem Formwiderstand wird die Kraft auf einen von einer Flüssigkeit umströmten Körper verstanden, welche aus der Druckdifferenz zwischen seiner Vorderseite und seiner Rückseite resultiert. Die wirksame Fläche des Druckwiderstands ist dabei die projizierte Fläche in Richtung der Anströmung. Den Druckwiderstand zur Veränderung des Strömungswiderstands des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements zu nutzen kann dahingehend vorteilhaft sein, weil die wirksame Fläche des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements durch mechanische Elemente, deren projizierte Fläche in Richtung der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers verändert werden kann, einfach und genau vorbestimmt eingestellt werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass wenigstens ein Körper mehr oder weniger weit in das fließende Gewässer, vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung, eingetaucht bzw. aus dem fließenden Gewässer herausgezogen wird. Auch kann dies dadurch erfolgen, dass ein sich in dem fließenden Gewässer befindlicher Körper in seiner Orientierung mehr oder weniger in Richtung der Strömung des fließenden Gewässers ausgerichtet wird. Hierdurch kann der Zustand des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements zwischen einem ersten Zustand mit einem höheren Strömungswiderstand und einem zweiten Zustand mit einem geringeren Strömungswiderstand einfach und definiert verändert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Generatoranlage wenigstens einen Bewegungsmechanismus, vorzugsweise einen Hebemechanismus oder einen Schwenkmechanismus, auf, welcher ausgebildet ist, das Strömungswiderstandelement in das fließende Gewässer hinein und aus dem fließenden Gewässer heraus zu bewegen, vorzugsweise zu heben oder zu schwenken. Auf diese Art und Weise können die zuvor beschriebenen Zustände des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements definiert und mit möglichst einfachen und robusten Mitteln umgesetzt werden. Der Bewegungsmechanismus kann dabei vorzugsweise vollständig außerhalb des fließenden Gewässers angeordnet werden, sofern das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement auf dem fließenden Gewässern schwimmt bzw. schwimmen. Dies kann die Ausgestaltung des Bewegungsmechanismus sowie dessen Versorgung mit Antriebsenergie, insbesondere mit elektrischer Energie, einfach und robust machen.
  • Ein Hebemechanismus kann dabei eine translatorische Bewegung eines Strömungswiderstandelements und ein Schwenkmechanismus eine rotatorische Bewegung eines Strömungswiderstandelements ermöglichen. Das Strömungswiderstandelement selbst kann vorzugsweise als flaches und starres Element z.B. in Form einer Platte ausgebildet sein, um mit möglichst geringem Gewicht aber dennoch ausreichender Stabilität die Kräfte der Strömung des fließenden Gewässers möglichst großflächig aufzunehmen und auf das erste Schwimmelement bzw. auf das zweite Schwimmelement zu übertragen, welche von der Strömung des fließenden Gewässers ausgeübt werden können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bzw. weisen das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement wenigstens einen ersten Auftriebskörper auf, welcher ausgebildet ist, das Schwimmelement in einer vorbestimmten Tiefe im fließenden Gewässer oder auf dem fließenden Gewässer schwimmen zu lassen. Dies kann die Umsetzung der schwimmenden Funktion des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements zum einen überhaupt ermöglichen und zum anderen durch die Ausgestaltung des ersten Auftriebskörpers die Möglichkeit schaffen, auf die Tiefe des Schwimmens auf bzw. in dem fließenden Gewässer vorbestimmt Einfluss zu nehmen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bzw. weisen das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement wenigstens einen ersten Auftriebskörper und einen zweiten Auftriebskörper auf, welche parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei vorzugsweise ein Strömungswiderstandelement, vorzugsweise und dessen Bewegungsmechanismus, zwischen den beiden Auftriebskörpern, vorzugsweise senkrecht stehend, angeordnet ist. Dies kann eine stabile Ausrichtung des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements auf bzw. in dem fließenden Gewässer ermöglichen, weil z.B. Drehungen um die Längsachse des ersten Schwimmelements bzw. des zweiten Schwimmelements verhindert werden können. Die beiden Auftriebskörper dabei, vergleichbar z.B. einem Katamaran, parallel zueinander auszurichten, kann dahingehend vorteilhaft sein, um eine möglichst geradlinige und strömungswiderstandsarme Beweglichkeit des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements entlang bzw. entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers zu erreichen. Dies kann die erforderliche Energie zur Ausführung dieser Bewegung gering halten und mehr Bewegungsenergie für die Wandlung in elektrische Energie zur Verfügung stellen.
  • Bei einer derartigen parallelen Anordnung der Auftriebskörper des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements ein Strömungswiderstandelement und ggfs. dessen Bewegungsmechanismus zwischen den beiden Auftriebskörpern anzuordnen kann dahingehend vorteilhaft sein, dass das Strömungswiderstandelement und ggfs. dessen Bewegungsmechanismus beidseitig gehalten und bzw. oder geführt werden kann. Dies kann die Stabilität des Strömungswiderstandelements gerade bei angreifender Strömung des fließenden Gewässers gewährleisten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bzw. weisen das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement, vorzugsweise dessen erster Auftriebskörper, vorzugsweise und dessen zweiter Auftriebskörper, wenigstens ein Lenkelement auf, welches ausgebildet ist, das Schwimmelement gegenüber der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers zu lenken. Dies kann es ermöglichen, die Bewegung des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements gezielt zu beeinflussen. Beispielsweise kann auf diese Art und Weise die Bewegung entlang oder entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers beeinflusst werden, um je nach Anwendungsfall und Gegebenheiten des fließenden Gewässers eine Bewegung zu ermöglichen, welche eine möglichst große Bewegungsenergie auf den elektrischen Generator bzw. auf dessen Rotor übertragen kann. Auch kann mittels dieser Lenkbarkeit des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements die Bewegung entlang oder entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers parallel zu einer vorherigen Bewegung versetzt werden, so dass z.B. dem anderen Schwimmelement, einem Ufer des fließenden Gewässers oder einen anderen schwimmenden Objekt ausgewichen werden kann, um eine Kollision zu vermeiden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bzw. weisen das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement wenigstens eine Positionserkennungseinheit, vorzugsweise eine Empfangseinheit eines globalen Navigationssatellitensystems, auf, welche ausgebildet ist, eine Position des Schwimmelements zu erfassen, wobei das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement ferner ausgebildet ist bzw. sind, in Abhängigkeit der erfassten Position zwischen den beiden Zuständen zu wechseln und bzw. oder in Abhängigkeit der erfassten Position ein Lenkelement auszurichten. Eine derartige Positionserkennungseinheit und insbesondere eine Empfangseinheit eines globalen Navigationssatellitensystems wie z.B. GPS kann die eigene absolute Position sehr genau bestimmen, so dass diese Informationen zur Steuerung des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements sowie zur Generatoranlage an sich verwendet werden kann. Über den Vergleich mit jeweils einer vorbestimmten Position kann das Erreichen des Endpunkts einer Abtriebsbewegung mit der Strömung des fließenden Gewässers sowie das Erreichen des Anfangspunktes einer Zugbewegung entgegen der Strömung des fließenden Gewässers erkannt und entsprechend zwischen den beiden Zuständen des Strömungswiderstands umgeschaltet werden. Somit kann die Einstellung des Zustands des Strömungswiderstands des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements selbsttätig durch das Schwimmelement erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann diese Positionsinformation dazu verwendet werden, ein Lenkelement des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements zu betätigen, um z.B. einem Hindernis wie z.B. dem anderen Schwimmelement, einem Ufer des fließenden Gewässers und bzw. oder einem Körper im fließenden Gewässer oder dergleichen auszuweichen. Dies kann die Sicherheit des Betriebs und die Einsatzmöglichkeiten der Generatoranlage verbessern bzw. erhöhen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der elektrische Generator, vorzugsweise und der elektrische Motor, auf einem Generatorträger angeordnet, wobei der Generatorträger als stationäres Bauwerk, vorzugsweise als Brücke oder als Generatorhaus, oder als mobiler Träger, vorzugsweise als Fahrzeug, ausgebildet ist. Wird der elektrische Generator auf einem Generatorträger angeordnet, so kann der elektrische Generator definiert angeordnet und sicher betrieben werden.
  • Hierzu ein stationäres Bauwerk zu verwenden kann die Umsetzung der Generatoranlage als dauerhafte und feste Anlage ermöglichen. Durch die Verwendung einer Brücke und insbesondere eines Brückenpfeilers kann ein bereits vorhandenes stationäres Bauwerk mit einer zusätzlichen Funktion versehen werden, so dass die Kosten zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Generatoranlage gering gehalten werden können. In Form eines Generatorhauses können sowohl der elektrische Generator als auch weitere elektrische Elemente wie z.B. elektrische Energiespeicher wie z.B. Akkumulatoren, elektrische Leitungen, elektrische Umformer, elektrische Umrichter und dergleichen sicher und vor Umwelteinflüssen geschützt angeordnet werden.
  • Den Generatorträger als mobilen Träger und insbesondere als Fahrzeug umzusetzen kann dahingehend vorteilhaft sein, um einen flexiblen Einsatz der erfindungsgemäßen Generatoranlage zu ermöglichen. Beispielsweise kann so die Nutzung der erfindungsgemäßen Generatoranlage z.B. durch Militär oder Hilfsorganisationen bei Bedarf an geeigneten Stellen erfolgen, um dort elektrische Energie zur Verfügung stellen zu können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Generatoranlage wenigstens eine Kollisionserkennungseinheit auf, welche ausgebildet ist, eine vorbestimmte Annährung eines schwimmenden Objekts, vorzugsweise eines Schiffs, an die Generatoranlage zu erkennen, wobei die Kollisionserkennungseinheit vorzugsweise eine Lichtschranke aufweist und ausgebildet ist, eine Unterbrechung eines Lichtstrahls der Lichtschranke als vorbestimmte Annährung des schwimmenden Objekts, vorzugsweise des Schiffs, zu erkennen, und bzw. oder wobei die Kollisionserkennungseinheit vorzugsweise eine Bilderfassungseinheit aufweist und ausgebildet ist, eine bildliche Erfassung des schwimmenden Objekts, vorzugsweise des Schiffs, als dessen vorbestimmte Annährung zu erkennen. Dies kann es ermöglichen, die erfindungsgemäße Generatoranlage an fließenden Gewässern zu betreiben, welche auch andere Nutzungen wie z.B. einen Schiffsverkehr aufweisen.
  • In diesem Fall kann die Annährung eines schwimmenden Objekts auf einen vorbestimmten Abstand erkannt und dann der Betrieb der erfindungsgemäßen Generatoranlage an diese Situation angepasst werden. Beispielsweise kann der Betrieb vorläufig eingestellt werden, bis sich das schwimmende Objekt wieder ausreichend von der erfindungsgemäßen Generatoranlage entfernt hat. Auch kann der Betrieb z.B. hinsichtlich der Geschwindigkeit des ersten Schwimmelements und bzw. oder des zweiten Schwimmelements reduziert werden, um die Auswirkungen einer möglichen Kollision mit dem schwimmenden Objekt zu reduzieren. Ferner kann bzw. können das erste Schwimmelement und bzw. oder das zweite Schwimmelement auf Bahnen entlang bzw. entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers gelenkt werden, welche einen größeren Abstand zu dem schwimmenden Objekt aufweisen, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision reduziert werden kann. Diese Maßnahmen können auch dahingehend miteinander kombiniert werden, dass bei Erkennen einer Annährung eines schwimmenden Objekt zunächst Maßnahmen getroffen werden, eine Kollision mit dem schwimmenden Objekt zu vermeiden bzw. dessen Auswirkungen zu reduzieren und bei einer erkannten weiteren Annährung des schwimmenden Objekts der Betrieb der erfindungsgemäßen Generatoranlage vorläufig eingestellt wird.
  • Hierzu wenigstens eine Lichtschranke zu verwenden, welche vorzugsweise mit Sender und Empfänger beidseitig der Ufer eines Flusses als fließenden Gewässers angeordnet werden kann, kann eine einfache Umsetzung dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung ermöglichen. Diese Kollisionserkennung mit einer Bilderfassungseinheit umzusetzen kann die Flexibilität erhöhen, welche schwimmenden Objekte als reaktionsbedürftig erkannt und welche Reaktionen ausgelöst werden sollen. Auch kann eine derartige Kollisionserkennungseinheit möglichst nahe am elektrischen Generator bzw. an dessen Generatorträger angeordnet werden, was den Aufwand der elektrischen Energieversorgung sowie der Verkabelung zur Signalübertragung zur Bilderfassungseinheit gering halten kann. Dies kann jedoch den Aufwand und damit die Kosten zur Umsetzung der Kollisionserkennung im Vergleich zum Einsatz einer Lichtschranke erhöhen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Generatoranlage wenigstens eine Zugmittelumlenkung auf, welche ausgebildet ist, die Zugrichtung des Zugmittels umzulenken. Dies kann die Flexibilität der Anordnung des elektrischen Generators gegenüber dem ersten Schwimmelement und bzw. oder dem zweiten Schwimmelement erhöhen, da der elektrische Generator nicht mehr in direkter Verlängerung der Strömungsrichtung strömungsaufwärts gegenüber dem ersten Schwimmelement und bzw. oder dem zweiten Schwimmelement angeordnet werden muss sondern auch winkelig hierzu angeordnet werden kann. Diese Flexibilität kann durch den Einsatz von mehreren Zugmittelumlenkungen noch erhöht werden. Als Zugmittelumlenkung können vorzugsweise Seilumlenkungen oder Umlenkrollen verwendet werden, was die Umsetzung dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung einfach, robust und bzw. oder kostengünstig machen kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Generatoranlage wenigstens eine Umlenkungshalterung auf, welche ausgebildet ist, wenigstens eine Zugmittelumlenkung gegenüber einem weiteren Element der Generatoranlage, vorzugsweise gegenüber einem Generatorträger, zu beabstanden. Dies kann es ermöglichen, die Zugmittelumlenkung möglichst flexibel anzuordnen. Auch kann die Zugmittelumlenkung auf diese Art und Weise von anderen Elementen der Generatoranlage beabstandet werden, um auch den Verlauf des Zugmittels ebenfalls von diesen Elementen der Generatoranlage fern zu halten und somit Kollisionen sowie Behinderungen des Zugmittels zu vermeiden.
  • Dabei können pro Zugmittelumlenkung eine Umlenkungshalterung oder auch mehrere Umlenkungshalterungen verwendet werden. Als einer derartige Umlenkungshalterung kann z.B. eine Quertraverse in Form einer Kunststoff- oder Metallstange, insbesondere einer Aluminiumstange, insbesondere eines Aluminiumrohrs, verwendet werden, welche z.B. auf einer Seite eine vorzugsweise rotierbar gelagerte Zugmittelumlenkung aufweist und an der gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, mit einem weiteren Element der Generatoranlage und vorzugsweise mit einem Generatorträger verbunden zu werden. Die Verbindung der Umlenkungshalterung an dem weiteren Element der Generatoranlage kann vorzugsweise lösbar ausgebildet sein, um diese Verbindung einfach und schnell montierbar und bzw. oder demontierbar zu gestalten, so dass die Umlenkungshalterung insbesondere bei einem mobilen Träger und insbesondere bei einem Fahrzeug einfach und schnell auf- und abbauen zu können. Beispielsweise können für diese Verbindungen Schäkel verwendet werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Zugmittelumlenkung bei der Demontage mit der Umlenkungshalterung verbunden bleiben und somit zusammen gemeinsam gehandhabt, transportiert und gelagert werden kann. Dies kann den Aufwand der Montage, der Demontage, des Transports und bzw. oder der Lagerung verringern. Auch kann eine beschädigte Zugmittelumlenkung und bzw. oder Umlenkungshalterung auf diese Art und Weise einfach und schnell ausgetauscht werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Schwimmelement zur Verwendung in einer Generatoranlage wie zuvor beschrieben, wobei das Schwimmelement ausgebildet ist, entlang einer Strömungsrichtung eines fließenden Gewässers in und bzw. oder auf dem fließenden Gewässer zu schwimmen, wobei das Schwimmelement ferner ausgebildet ist, in einem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers und in einem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers aufzuweisen, wobei das Schwimmelement ferner ausgebildet, mittels wenigstens eines Zugmittels mit einem elektrischen Generator derart verbunden zu werden, dass das Schwimmelement den elektrischen Generator mittels des Zugmittels generatorisch antreiben kann. Ein derartiges Schwimmelement kann die Umsetzung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Generatoranlage sowie die Nutzung dessen Eigenschaften und Vorteile wie zuvor beschrieben ermöglichen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Generatoranlage wie zuvor beschrieben mit wenigstens den Schritten:
    • • Ändern des Zustands eines ersten Schwimmelements von dessen zweiten Zustand in dessen ersten Zustand,
    • • Bewegen des ersten Schwimmelements in dessen ersten Zustand von der Strömung des fließenden Gewässers zumindest im Wesentlichen entlang dessen Strömungsrichtung vom elektrischen Generator weg, so dass dabei der elektrische Generator mittels des Zugmittels generatorisch angetrieben wird,
    • • Ändern des Zustands des ersten Schwimmelements von dessen ersten Zustand in dessen zweiten Zustand, und
    • • Bewegen des ersten Schwimmelements in dessen zweiten Zustand entgegen der Strömungsrichtung des fließenden Gewässers zum elektrischen Generator hin.
  • Auf diese Art und Weise kann die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Generatoranlage wie zuvor beschrieben betrieben werden, um die Strömung eines fließenden Gewässers zur Erzeugung eines Überschusses an regenerativer elektrischer Energie zu nutzen.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
    • 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schwimmelements gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand;
    • 2 eine schematische Draufsicht auf die 1;
    • 3 eine schematische Frontalansicht auf die 1;
    • 4 die Darstellung der 3 in dem ersten Zustand des erfindungsgemäßen Schwimmelements;
    • 5 eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schwimmelements gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand;
    • 6 eine schematische Draufsicht auf die 5;
    • 7 eine schematische Frontalansicht auf die 5;
    • 8 die Darstellung der 7 in dem ersten Zustand des erfindungsgemäßen Schwimmelements;
    • 9 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand;
    • 10 die Darstellung der 9 in dem zweiten Zustand des erfindungsgemäßen Schwimmelements;
    • 11 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand;
    • 12 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand;
    • 13 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand;
    • 14 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand;
    • 15 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand;
    • 16 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand; und
    • 17 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage gemäß eines achten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand.
  • Die o.g. Figuren werden in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsrichtung X, welche auch als Tiefe X bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsrichtung X erstreckt sich eine Querrichtung Y, welche auch als Breite Y bezeichnet werden kann. Senkrecht sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung Y erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann.
  • 1 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schwimmelements 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die 1. 3 zeigt eine schematische Frontalansicht auf die 1. 4 zeigt die Darstellung der 3 in dem ersten Zustand des erfindungsgemäßen Schwimmelements 1.
  • Das erfindungsgemäße Schwimmelement 1 weist einen ersten Auftriebskörper 10a und einen zweiten Auftriebskörper 10b auf, welche sich im Wesentlichen in der Längsrichtung X erstrecken sowie identisch ausgebildet und parallel zueinander angeordnet sind. Beide Auftriebskörper 10a, 10b weisen jeweils einen keilförmig zulaufenden Bug 13a, 13b und in der Längsrichtung X gegenüberliegend ein ebenso keilförmig zulaufendes Heck 14a, 14b auf. An dem jeweiligen Heck 14a, 14b ist jeweils ein Lenkelement 15a, 15b in Form eines Ruders 15a, 15b angeordnet, welches beidseitig seitlich gedreht werden kann, um eine Lenkbewegung auf das Schwimmelement 1 auszuüben. Der zweite Auftriebskörper 10b weist ferner eine Positionserkennungseinheit 16 in Form einer Empfangseinheit 16 eines globalen Navigationssatellitensystems wie z.B. GPS auf, so dass die absolute Position des Schwimmelements 1 erkannt und zum Betrieb des Schwimmelements 1 genutzt werden kann, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird.
  • Beide Auftriebskörper 10a, 10b sind als geschlossene faserverstärkte Kunststoffkörper ausgebildet, welche jeweils ein luftgefülltes Volumen einschließen, so dass sie mit einer vergleichsweise geringen Eintauchtiefe auf der Wasseroberfläche 40 eines Gewässers 4 schwimmen können, vgl. 3 und 4. Senkrecht, d.h. rechtwinkelig, zwischen den beiden Auftriebskörpern 10a, 10b ist in der Querrichtung Y ein Strömungswiderstandselement 11 in Form einer dünnen rechteckigen Kunststoffplatte angeordnet, welches auch als Segel 11 bezeichnet werden kann. Das Segel 11 ist beidseitig in der Querrichtung Y an seinen Kanten jeweils mittels eines Bewegungsmechanismus 12 in Form eines Hebemechanismus 12a an der Innenseite des jeweiligen Auftriebskörpers 10a, 10b derart beweglich befestigt, dass das Segel 11 mittels des Hebemechanismus 12a in der Höhe Z translatorisch herunter- und heraufgefahren werden kann. Der heruntergefahrene Zustand des Segels 11 kann dabei als erster Zustand des Schwimmelements 1 und der heraufgefahrene Zustand des Segels 11 als zweiter Zustand des Schwimmelements 1 bezeichnet werden.
  • Wird das Segel 11 dabei, wie in der 4 dargestellt, so weit wie möglich in das Gewässer 4 hineingefahren, so befindet sich das Schwimmelement 1 in seinem ersten Zustand, in dem sich ein wesentlicher Teil des Segels 11 im Wasser befindet und das Segel 11 senkrecht zur Erstreckung der beiden Auftriebskörper 10a, 10b steht. Wird das Schwimmelement 1, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird, in diesem Zustand in einem fließenden Gewässer 4 positioniert, richtet sich das Schwimmelement 1 aufgrund seiner Konstruktion selbststätig mit seiner Längsrichtung X in der Strömungsrichtung A des fließenden Gewässers 4 aus, vgl. z.B. 9 bis 17, so dass die Strömung des fließenden Gewässers 4 im Wesentlichen senkrecht auf das Segel 11 wirkt und das Schwimmelement 1 mit der Strömung mitbewegt, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird. Daher weist das Schwimmelement 1 in diesem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand als im zweiten Zustand auf.
  • Wird das Segel 11, wie in der 3 dargestellt, so weit wie möglich aus dem Gewässer 4 herausgefahren, so ist das Schwimmelement 1 in seinem zweiten Zustand, in dem sich das Segel 11 gar nicht im Wasser befindet. Wird das Schwimmelement 1, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird, in diesem Zustand in einem fließenden Gewässer 4 positioniert, richtet sich das Schwimmelement 1 aufgrund seiner Konstruktion ebenfalls selbststätig mit seiner Längsrichtung X in der Strömungsrichtung A des fließenden Gewässers 4 aus, vgl. z.B. 9 bis 17. Da sich jedoch lediglich die beiden Auftriebskörper 10a, 10b im fließenden Gewässer 4 befinden und aufgrund der keilförmigen Form ihres Bugs 13a, 13b bzw. ihres Hecks 14a, 14b einen sehr geringen Strömungswiderstand aufweisen, kann das Schwimmelement 1 in diesem zweiten Zustand mit geringem Aufwand entgegen der Strömungsrichtung A des fließenden Gewässers 4 bewegt werden, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.
  • Daher weist das Schwimmelement 1 in diesem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand als im ersten Zustand auf.
  • 5 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schwimmelements 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf die 5. 7 zeigt eine schematische Frontalansicht auf die 5. 8 zeigt die Darstellung der 7 in dem ersten Zustand des erfindungsgemäßen Schwimmelements 1. Das Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht grundsätzlich dem Schwimmelement 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der 1 bis 4 mit dem Unterschied, dass in diesem Fall der Bewegungsmechanismus 12 als Schwenkmechanismus 12b ausgebildet ist, so dass das Segel 11 zwischen den beiden Zuständen mittels einer rotatorischen Schwenkbewegung bewegt werden kann. Dies stellt eine alternative Möglichkeit dar, zwischen den beiden Zuständen zu wechseln.
  • 9 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand. 10 zeigt die Darstellung der 9 in dem zweiten Zustand des erfindungsgemäßen Schwimmelements 1.
  • Die erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß dessen ersten Ausführungsbeispiel weist einen Generatorträger 30 in Form eines stationäres Bauwerks 30a auf, welches in diesem Fall eine Brücke 30a ist. Die Brücke 30a erstreckt sich über ein fließendes Gewässer 4 in Form eines Flusses 4 und verbindet somit die beiden Ufer 41 als seitliche Begrenzungen 41 des Flusses 4 in der Querrichtung Y. Zwischen den beiden Ufern 41 wird die Brücke 30a von zwei gleichmäßig zueinander sowie zu den beiden Ufern 30a beabstandet angeordneten stationären Objekten 31a, 32a in Form von zwei Brückenpfeilern 31a, 32a getragen.
  • Auf dem ersten Brückenpfeiler 31a sind ein elektrischer Generator 33 und ein elektrischer Motor 34 angeordnet. Ferner ist entlang der Strömungsrichtung A des Flusses 4 stromabwärts vom ersten Brückenpfeiler 31a und damit auch vom elektrischen Generator 33 ein erfindungsgemäßes Schwimmelement 1 gemäß dessen zweiten Ausführungsbeispiel der 5 bis 8 auf der Wasseroberfläche 40 des Flusses 4 schwimmend angeordnet. Das Schwimmelement 1 ist mittels eines Zugmittels 35 als Verbindungsmittel 35 in Form eines Seils 35 über den elektrischen Generator 33 bzw. dessen Rotor (nicht dargestellt) hinweg mit dem elektrischen Motor 34 verbunden.
  • Befindet sich das Schwimmelement 1 nun in einer Position entlang der Längsrichtung X möglichst nah an dem ersten Brückenpfeiler 31a und damit auch möglichst nah am elektrischen Generator 33, so wird der elektrische Motor 34 derart in den Leerlauf geschaltet, dass das Seil 35 vom elektrischen Motor 34 ausziehbar gehalten wird. Gleichzeitig wird das Schwimmelement 1 in dessen ersten Zustand versetzt, in dem das Segel 11 in den Fluss 4 eintaucht. Diese Position kann aus der Ausgangsposition einer Bewegung z.B. mittels der Empfangseinheit 16 eines globalen Navigationssatellitensystems erkannt und hierdurch das Versetzen des Schwimmelements 1 in dessen ersten Zustand ausgelöst werden.
  • Die Strömung des Flusses 4 drückt nun gegen das in den Fluss 4 eingetauchte Segel 11, so dass sich das Schwimmelement 1 in seiner Bewegungsrichtung B mit der Strömung des Flusses 4 mitbewegt. Die Bewegungsrichtung B des Schwimmelements 1 fällt somit mit der Strömungsrichtung A des Flusses 4 zusammen. Durch diese Bewegung des Schwimmelements 1 zieht dieses das Seil 35 mit sich mit, so dass über die Bewegung des Seils 35 der elektrische Generator 33 bzw. dessen Rotor angetrieben wird. Die hierdurch erzeugte elektrische Energie kann an ein elektrisches Versorgungsnetz abgegeben werden.
  • Erreicht das Schwimmelement 1 als Endposition der Bewegung eine Position entlang der Längsrichtung X, welche z.B. aufgrund der endlichen Länge des Seils 35 die maximale Entfernung zum ersten Brückenpfeiler 31a und damit auch zum elektrischen Generator 33 darstellt, so wird der elektrische Motor 34 derart in den Betrieb geschaltet, dass das Seil 35 vom elektrischen Motor 34 zu sich zurückgezogen wird. Die hierfür erforderliche elektrische Energie kann dem elektrischen Versorgungsnetz entnommen werden. Gleichzeitig wird das Schwimmelement 1 in dessen zweiten Zustand versetzt, in dem das Segel 11 aus dem Fluss 4 herausgeschwenkt ist. Auch diese Position kann z.B. mittels der Empfangseinheit 16 eines globalen Navigationssatellitensystems erkannt und hierdurch das Versetzen des Schwimmelements 1 in dessen zweiten Zustand ausgelöst werden.
  • In diesem Zustand kann das Schwimmelement 1 von dem elektrischen Motor 34 mit vergleichsweise geringem Aufwand zurück in die Anfangsposition der zuvor durchgeführten Bewegung, d.h. in eine Position entlang der Längsrichtung X möglichst nah an dem ersten Brückenpfeiler 31a und damit auch möglichst nah am elektrischen Generator 33, gezogen werden, so dass diese Bewegung wiederholt werden kann. Dieser Rückführung in die Anfangsposition kommt es dabei zugute, dass sich das Schwimmelement 1 in seinem zweiten Zustand befindet und somit einen vergleichsweise geringen Strömungswiderstand aufweist, welcher vom elektrischen Motor 34 mit einer geringeren elektrischen Energie überwunden werden kann als während der zuvor erfolgten Bewegung durch den elektrischen Generator 33 erzeugt wurde.
  • Durch diese Zugbewegung des Seils 35 zum elektrischen Motor 34 hin kann entweder ebenfalls elektrische Energie erzeugt und in das elektrische Versorgungsnetz gespeist werden, da nun der elektrische Generator 33 bzw. dessen Rotor von dem elektrischen Motor 34 ebenfalls angetrieben wird. Die hierdurch generatorisch erzeugte Energie ist dabei jedoch geringer als die elektrische Energie, welche für den gleichzeitigen Betrieb des elektrischen Motors 34 aufgewendet werden muss. Oder der elektrische Generator 33 kann gegenüber der Bewegung des Seils 35 in den Leerlauf versetzt werden, so dass das Seil 35 zum elektrischen Motor 34 hin bewegt werden kann, ohne den elektrischen Generator 33 zu betreiben. Dies kann den elektrischen Generator 33 schonen und somit seine Lebensdauer erhöhen sowie seine Wartungskosten gering halten.
  • Hat das Schwimmelement 1 seine Anfangsposition wieder erreicht, was abermals mittels der Empfangseinheit 16 eines globalen Navigationssatellitensystems erkannt werden kann, so kann die erste Bewegung wiederholt und erneut elektrische Energie durch den elektrischen Generator 33 erzeugt werden. Dies kann fortlaufend wiederholt werden, um mit jedem Abtreiben des Schwimmelements 1 mehr elektrische Energie regenerativ aus der Strömung des Flusses 4 zu gewinnen als für die Rückführung des Schwimmelements 1 in die Anfangsposition durch den elektrischen Motor 34 erforderlich ist. Dies kann erfindungsgemäß zu einem Überschuss an regenerativ erzeugter elektrischer Energie führen, welche sich vergleichsweise einfach und kostengünstig erzeugen lässt. Insbesondere kann der elektrische Generator 33 außerhalb des Flusses 4, d.h. im Trockenen, angeordnet werden, was die Umsetzung der erfindungsgemäßen Generatoranlage 3 im Vergleich zu bekannten Generatoranlagen zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers 4 deutlich vereinfacht und auch robuster macht.
  • Um gleichzeitig die Sicherheit von schwimmenden Objekten 5 wie z.B. einem Schiff 5 auf dem Fluss 4 zu gewährleisten, welches sich in einer Bewegungsrichtung D auf die Generatoranlage 3 zubewegen kann, weist die erfindungsgemäße Generatoranlage 3 eine Kollisionserkennungseinheit 36 in Form zweier Lichtschranken 36a auf, welche ausreichend entgegen der Strömungsrichtung A des Flusses 4, d.h. stromaufwärts, vor dem elektrischen Generator 33 bzw. vor der Brücke 30a und ausreichend entlang der Strömungsrichtung A des Flusses 4, d.h. stromabwärts, nach dem elektrischen Generator 33 bzw. nach der unteren Umkehrposition des Schwimmelements 1 angeordnet sind. Die beiden Lichtschranken 36a weisen jeweils einen Sender und einen Empfänger auf, welche als Paar einander in der Querrichtung Y gegenüberliegend auf den beiden Ufern 41 angeordnet sind und somit ihren Lichtstrahl an dieser Stelle über den Fluss 4 richten. Wird einer der Lichtstrahlen der beiden Lichtschranken 36a unterbrochen, so kann auf die Annährung eines Schiffs 5 oder dergleichen geschlossen und der Betrieb der Generatoranlage 3 unterbrochen werden. Hierzu kann beispielsweise das Schwimmelement 1 in die obere Umkehrposition gezogen und dort gehalten werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Kollision des Schwimmelements 1 mit dem Schiff 5 möglichst gering zu halten.
  • 11 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand. In diesem Fall ist der Generatorträger 30 als mobiler Träger 30b in Form eines Fahrzeugs 30b ausgebildet, welches genauer gesagt ein Lastkraftwagen 30b mit einer Ladefläche 31b ist, auf der sowohl der elektrische Generator 33 als auch der elektrische Motor 34 angeordnet sind. Das Fahrzeug 30b kann somit zu einer Stelle an einem Fluss 4 hinbewegt und dort temporär abgestellt werden, um an dieser Stelle eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 zu realisieren.
  • Um den zuvor beschriebenen Bewegungsablauf des ersten Schwimmelements 1 auch in diesem Fall umsetzen zu können, weist die Generatoranlage 3 eine Zugmittelumlenkung 37 in Form einer Seilumlenkung 37 als Umlenkrolle 37 auf, welche drehbeweglich an einem Ende einer Umlenkungshalterung 38 in Form eines Umlenkungsauslegers 38 angeordnet ist. Das gegenüberliegende Ende des Umlenkungsauslegers 38 ist an dem Heck des Fahrzeugs 30b montiert, welches dem Fluss 4 zugewandt ist. Der Umlenkungsausleger 38 kann vom Heck des Fahrzeugs 30b demontiert oder in dessen Gestell eingezogen werden, um bei der Bewegung des Fahrzeugs 30b nicht bzw. nur unwesentlich über dessen Maße nach hinten hinauszuragen.
  • Somit kann das Fahrzeug 30b wie zuvor beschrieben am Ufer 41 des Flusses 4 fest abgestellt und der Umlenkungsausleger 38 so weit über das Ufer 41 hinausragend montiert oder ausgefahren werden, dass das Seil 35 von dem elektrischen Motor 34 über den elektrischen Generator 33 bzw. dessen Rotor und über die Umlenkrolle 37 zum Schwimmelement 1 geführt werden kann, dass der zuvor beschriebene Bewegungsablauf auch in diesem Fall durchgeführt werden kann. Die hierbei erzeugte elektrische Energie kann ebenfalls an ein elektrisches Versorgungsnetz abgegeben oder mittels z.B. eines Akkumulators, welcher sich ebenfalls auf der Ladefläche 31b des Fahrzeugs 30b befindet (nicht dargestellt), gespeichert werden. Im letzten Fall kann für einen gewissen Zeitraum mittels der erfindungsgemäßen Generatoranlage 3 an dem Fluss 4 elektrische Energie erzeugt und diese gespeichert werden, so dass nach Abschluss des Betriebs und nach Abbau des Schwimmelements 1 und des Umlenkungsauslegers 38 das Fahrzeug 30b zu einer Stelle bewegt werden kann, an der dem Akkumulator des Fahrzeugs 30b diese elektrische Energie wieder entnommen werden kann.
  • Um die Kollisionserkennungseinheit 36 der Mobilität des Fahrzeugs 30b anzupassen, ist diese in dem vorliegenden Fall als zwei Bilderfassungseinheiten 36b ausgebildet, welche an den beiden hinteren Ecken des Fahrzeugs 36b jeweils schräg nach hinten bzw. zur Seite zeigend angeordnet sind. Hierdurch kann eine Annährung eines schwimmenden Objekts 5 wie z.B. eines Schiffs 5 optisch erkannt und ebenfalls hierauf reagiert werden.
  • 12 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand. Die Generatoranlage 3 des dritten Ausführungsbeispiels entspricht der Generatoranlage 3 des zweiten Ausführungsbeispiels mit dem Unterschied, dass in diesem Fall statt des Fahrzeugs 30b ein stationäres Bauwerk 30a in Form eines Generatorhauses 30a verwendet wird, aus dessen zum Fluss 4 hin ausgerichteter Seite das Seil 35 über eine Umlenkrolle 37 zum Schwimmelement 1 hin geführt wird.
  • 13 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement 2 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand. In diesem Fall kann auf den elektrischen Motor 34 und damit auch auf dessen Verbrauch an elektrischer Energie verzichtet werden, indem zwei erfindungsgemäße Schwimmelemente 1, 2 als erstes Schwimmelement 1 dem linken Ufer 41 zugewandt und als zweites Schwimmelement 2 der Flussmitte bzw. dem rechten Ufer 41 zugewandt verwendet werden. Diese beiden Schwimmelemente 1, 2 werden dabei immer abwechselnd in die beiden unterschiedlichen Zustände versetzt, so dass stets ein Schwimmelement 1, 2 einen geringeren und das andere Schwimmelement 2, 1 einen höheren Strömungswiderstand aufweist. Hierdurch kann mit jeder stromabwärts gerichteten Bewegung eines Schwimmelements 1, 2 der elektrische Generator 33 betrieben und somit die regenerative Erzeugung elektrischer Energie erhöht werden. Das erste Schwimmelement 1 bewegt sich dabei in der Bewegungsrichtung B und das zweite Schwimmelement 2 in einer entgegengesetzten Bewegungsrichtung C.
  • Um die beiden Schwimmelemente 1, 2 sich gleichzeitig auf dem Fluss 4 bewegen lassen zu können, werden zwei Umlenkungsausleger 38 mit jeweils einer Umlenkungsrolle 37 verwendet und am unteren, d.h. dem stromabwärts gerichteten, Ende des ersten Brückenpfeilers 31a in der Querrichtung Y von diesem wegzeigend angeordnet. Hierdurch kann das Seil 35 jeweils seitlich zum Brückenpfeiler 31a in der Längsrichtung X zu den beiden Schwimmelementen 1, 2 geführt werden, so dass sich diese parallel zueinander bewegen können.
  • Als Kollisionserkennungseinheit 36 werden auch in diesem Fall zwei Bilderfassungseinheiten 36b verwendet, welche auf dem linken Ufer 41 jeweils ungefähr dort angeordnet sind, wo sich in dem ersten Ausführungsbeispiel die beiden Lichtschranken 36a befinden.
  • 14 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement 2 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand. In diesem Fall werden die beiden parallel zueinander beweglichen Schwimmelemente 1, 2 des vorherigen vierten Ausführungsbeispiels mit der Mobilität des zweiten Ausführungsbeispiels der 11 kombiniert. Entsprechend sind hier zwei unterschiedliche lange Umlenkungsausleger 38 erforderlich.
  • 15 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement 2 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand. Auch in diesem Fall wird ein Generatorhaus 30a wie in dem dritten Ausführungsbeispiel der 12 verwendet. Gleichzeitig werden jedoch zwei Schwimmelemente 1, 2 eingesetzt, welche entlang des linken Ufers 41 des Flusses 4 in der Längsrichtung X hintereinander bewegt werden. Die untere Umkehrposition des ersten Schwimmelements 1 ist entsprechend auf die obere Umkehrposition des zweiten Schwimmelements 2 abgestimmt, um eine Kollision der beiden Schwimmelemente 1, 2 zu vermeiden. Jedes Schwimmelement 1, 2 weist einen Umlenkungsausleger 38 auf, welche beide gleich lang in der Querrichtung Y ausgeführt sind.
  • 16 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement 2 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand. Auch in diesem Fall werden die beiden Schwimmelemente 1, 2 entlang des linken Ufers 41 des Flusses 4 in der Längsrichtung X hintereinander bewegt, wie zuvor bei dem sechsten Ausführungsbeispiel der 15 beschrieben. Jedoch wird gleichzeitig ein Fahrzeug 30b gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der 11 bzw. des fünften Ausführungsbeispiels der 14 verwendet, wobei auf Umlenkungsausleger 38 verzichtet wird. Dies kann den Aufwand der Umsetzung dieses siebten Ausführungsbeispiels reduzieren. Um dennoch die Bewegungen der beiden Schwimmelemente 1, 2 parallel zum linken Ufer 41 des Flusses 4 und in der Längsrichtung X hintereinander ausführen zu können, werden die beiden Schwimmelemente 1, 2 mit ihren Rudern 15a, 15b jeweils auf Kurs gehalten.
  • 17 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Generatoranlage 3 gemäß eines achten Ausführungsbeispiels mit einem erfindungsgemäßen ersten Schwimmelement 1 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen ersten Zustand und mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schwimmelement 2 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in dessen zweiten Zustand. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem vorherigen siebten Ausführungsbeispiel mit den Unterschieden, dass zum einen ein Generatorhaus 30a verwendet wird, welches an der Seite zum Fluss 4 hin sowie an der Seite stromabwärts weitestgehend offen ist, um eine Bewegung des Seils 35 zu ermöglichen. Zum anderen werden die beiden Schwimmelemente 1, 2 mit ihren Rudern 15a, 15b jeweils derart zur Strömung des Flusses 4 gelenkt, dass sie ihre Bewegungen parallel zueinander ausführen. Dies kann die Länge entlang des Flusses 4, welche zur Umsetzung dieses Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Generatoranlage 3 erforderlich ist, wieder reduzieren und es gleichzeitig ermöglichen, den Generatorträger 30 seitlich am Ufer 41 des Flusses 4 anzuordnen, so dass auf eine Brücke 30a und dergleichen verzichtet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • A
    Strömungsrichtung des fließenden Gewässers 4
    B
    Bewegungsrichtung des ersten Schwimmelements 1
    C
    Bewegungsrichtung des zweiten Schwimmelements 2
    D
    Bewegungsrichtung des schwimmenden Objekts 5
    X
    Längsrichtung; Tiefe
    Y
    Querrichtung; Breite
    Z
    vertikale Richtung; Höhe
    1
    (erstes) Schwimmelement
    10a
    erster Auftriebskörper
    10b
    zweiter Auftriebskörper
    11
    Strömungswiderstandelement; Segel
    12
    Bewegungsmechanismus
    12a
    Hebemechanismus
    12b
    Schwenkmechanismus
    13a
    Bug des ersten Auftriebskörpers 10a
    13b
    Bug des zweiten Auftriebskörpers 10b
    14a
    Heck des ersten Auftriebskörpers 10a
    14b
    Heck des zweiten Auftriebskörpers 10b
    15a
    Lenkelement des ersten Auftriebskörpers 10a; Ruder des ersten Auftriebskörpers 10a
    15b
    Lenkelement des zweiten Auftriebskörpers 10b; Ruder des zweiten Auftriebskörpers 10b
    16
    Positionserkennungseinheit; Empfangseinheit eines globalen Navigationssatellitensystems; GPS-Einheit
    2
    zweites Schwimmelement
    3
    Generatoranlage
    30
    Generatorträger
    30a
    stationäres Bauwerk; Brücke; Generatorhaus
    30b
    mobiler Träger; Fahrzeug; Lastkraftwagen
    31a
    erstes stationäres Objekt; erster Brückenpfeiler; Fundament
    31b
    Ladefläche des Fahrzeugs 30b
    32a
    zweites stationäres Objekt; zweiter Brückenpfeiler
    33
    elektrischer Generator
    34
    elektrischer Motor
    35
    Zugmittel; Verbindungsmittel; Seil
    36
    Kollisionserkennungseinheit
    36a
    Lichtschranke
    36b
    Bilderfassungseinheit
    37
    Zugmittelumlenkung; Seilumlenkung; Umlenkrolle
    38
    Umlenkungshalterung; Umlenkungsausleger
    4
    fließendes Gewässer; Fluss
    40
    Wasseroberfläche
    41
    seitliche Begrenzung des fließenden Gewässers 4; Ufer; Uferböschung
    5
    schwimmendes Objekt; Schiff
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2295792 B1 [0011, 0012]

Claims (15)

  1. Generatoranlage (3) zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines fließenden Gewässers (4), mit wenigstens einem elektrischen Generator (33), welcher außerhalb des fließenden Gewässers (4) angeordnet ist, und mit wenigstens einem ersten Schwimmelement (1), welches entlang der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) stromabwärts vom elektrischen Generator (33) in und/oder auf dem fließenden Gewässer (4) schwimmt, wobei das erste Schwimmelement (1) ausgebildet ist, in einem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) und in einem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) aufzuweisen, wobei das erste Schwimmelement (1) mittels wenigstens eines Zugmittels (35) mit dem elektrischen Generator (33) derart verbunden ist, dass das erste Schwimmelement (1) den elektrischen Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch antreiben kann, wobei die Generatoranlage (3) ausgebildet ist, so dass das erste Schwimmelement (1) in dessen ersten Zustand von der Strömung des fließenden Gewässers (4) zumindest im Wesentlichen entlang dessen Strömungsrichtung (A) vom elektrischen Generator (33) weg bewegt werden und dabei den elektrischen Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch antreiben kann und so dass das erste Schwimmelement (1) in dessen zweiten Zustand entgegen der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) zum elektrischen Generator (33) hin bewegt werden kann.
  2. Generatoranlage (3) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen elektrischen Motor (34), welcher außerhalb des fließenden Gewässers (4) angeordnet ist, wobei der elektrische Motor (34) mittels des Zugmittels (35) mit wenigstens dem ersten Schwimmelement (1) und dem elektrischen Generator (33) verbunden ist, wobei die Generatoranlage (3) ausgebildet ist, dass der elektrische Motor (34) das erste Schwimmelement (1) in dessen zweiten Zustand entgegen der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) zum elektrischen Generator (33) hin bewegen kann.
  3. Generatoranlage (3) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein zweites Schwimmelement (2), welches entlang der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) stromabwärts vom elektrischen Generator (33) in und/oder auf dem fließenden Gewässer (4) schwimmt, wobei das zweite Schwimmelement (2) ausgebildet ist, in einem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) und in einem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) aufzuweisen, wobei das zweite Schwimmelement (2) mittels desselben Zugmittels (35) mit dem elektrischen Generator (33) derart verbunden ist, dass auch das zweite Schwimmelement (2) den elektrischen Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch antreiben kann, wobei die Generatoranlage (3) ausgebildet ist, so dass sich das zweite Schwimmelement (2) in dessen zweiten Zustand befindet, wenn sich das erste Schwimmelement (1) in dessen ersten Zustand befindet, und umgekehrt, so dass das erste Schwimmelement (1) in dessen ersten Zustand von der Strömung des fließenden Gewässers (4) zumindest im Wesentlichen entlang dessen Strömungsrichtung (A) vom elektrischen Generator (33) weg bewegt werden, dabei den elektrischen Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch antreiben und das zweite Schwimmelement (2) in dessen zweiten Zustand zumindest im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) zum elektrischen Generator (33) hin bewegen kann, und umgekehrt.
  4. Generatoranlage (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwimmelement (1) und/oder das zweite Schwimmelement (2) wenigstens ein Strömungswiderstandelement (11) aufweist/aufweisen, welches ausgebildet ist, in dem ersten Zustand einen höheren Druckwiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) und in dem zweiten Zustand einen geringeren Druckwiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) aufzuweisen.
  5. Generatoranlage (3) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch wenigstens einen Bewegungsmechanismus (12), vorzugsweise einen Hebemechanismus (12a) oder einen Schwenkmechanismus (12b), welcher ausgebildet ist, das Strömungswiderstandelement (11) in das fließende Gewässer (4) hinein und aus dem fließenden Gewässer (4) heraus zu bewegen, vorzugsweise zu heben oder zu schwenken.
  6. Generatoranlage (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwimmelement (1) und/oder das zweite Schwimmelement (2) wenigstens einen ersten Auftriebskörper (10a) aufweist/aufweisen, welcher ausgebildet ist, das Schwimmelement (1; 2) in einer vorbestimmten Tiefe im fließenden Gewässer (14) oder auf dem fließenden Gewässer (4) schwimmen zu lassen.
  7. Generatoranlage (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwimmelement (1) und/oder das zweite Schwimmelement (2) wenigstens einen ersten Auftriebskörper (10a) und einen zweiten Auftriebskörper (10b) aufweist/aufweisen, welche parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei vorzugsweise ein Strömungswiderstandelement (11), vorzugsweise und dessen Bewegungsmechanismus (12), zwischen den beiden Auftriebskörpern (10a; 10b), vorzugsweise senkrecht stehend, angeordnet ist.
  8. Generatoranlage (3) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwimmelement (1) und/oder das zweite Schwimmelement (2), vorzugsweise dessen erster Auftriebskörper (10a), vorzugsweise und dessen zweiter Auftriebskörper (10b), wenigstens ein Lenkelement (15a; 15b) aufweist/aufweisen, welches ausgebildet ist, das Schwimmelement (1; 2) gegenüber der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) zu lenken.
  9. Generatoranlage (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwimmelement (1) und/oder das zweite Schwimmelement (2) wenigstens eine Positionserkennungseinheit (16), vorzugsweise eine Empfangseinheit (16) eines globalen Navigationssatellitensystems, aufweist/aufweisen, welche ausgebildet ist, eine Position des Schwimmelements (1; 2) zu erfassen, wobei das erste Schwimmelement (1) und/oder das zweite Schwimmelement (2) ferner ausgebildet ist/sind, in Abhängigkeit der erfassten Position zwischen den beiden Zuständen zu wechseln und/oder in Abhängigkeit der erfassten Position ein Lenkelement (15a; 15b) auszurichten.
  10. Generatoranlage (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Generator (33), vorzugsweise und der elektrische Motor (34), auf einem Generatorträger (30) angeordnet ist, wobei der Generatorträger (30) als stationäres Bauwerk (30a), vorzugsweise als Brücke (30a) oder als Generatorhaus (30a), oder als mobile Träger (30b), vorzugsweise als Fahrzeug (30b), ausgebildet ist.
  11. Generatoranlage (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Kollisionserkennungseinheit (36), welche ausgebildet ist, eine vorbestimmte Annährung eines schwimmenden Objekts (5), vorzugsweise eines Schiffs (5), an die Generatoranlage (3) zu erkennen, wobei die Kollisionserkennungseinheit (36) vorzugsweise eine Lichtschranke (36a) aufweist und ausgebildet ist, eine Unterbrechung eines Lichtstrahl der Lichtschanke (36a) als vorbestimmte Annährung des schwimmenden Objekts (5), vorzugsweise des Schiffs (5), zu erkennen, und/oder wobei die Kollisionserkennungseinheit (36) vorzugsweise eine Bilderfassungseinheit (36b) aufweist und ausgebildet ist, eine bildliche Erfassung des schwimmenden Objekts (5), vorzugsweise des Schiffs (5), als dessen vorbestimmte Annährung zu erkennen.
  12. Generatoranlage (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Zugmittelumlenkung (37), welche ausgebildet ist, die Zugrichtung des Zugmittels (35) umzulenken.
  13. Generatoranlage (3) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch wenigstens eine Umlenkungshalterung (38), welche ausgebildet ist, wenigstens eine Zugmittelumlenkung (37) gegenüber einem weiteren Element der Generatoranlage (3), vorzugsweise gegenüber einem Generatorträger (30), zu beabstanden.
  14. Schwimmelement (1; 2) zur Verwendung in einer Generatoranlage (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schwimmelement (1; 2) ausgebildet ist, entlang einer Strömungsrichtung (A) eines fließenden Gewässers (4) in und/oder auf dem fließenden Gewässer (4) zu schwimmen, wobei das Schwimmelement (1; 2) ferner ausgebildet ist, in einem ersten Zustand einen höheren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) und in einem zweiten Zustand einen geringeren Strömungswiderstand gegenüber der Strömung des fließenden Gewässers (4) aufzuweisen, wobei das Schwimmelement (1; 2) ferner ausgebildet ist, mittels wenigstens eines Zugmittels (35) mit einem elektrischen Generator (33) derart verbunden zu werden, dass das Schwimmelement (1: 2) den elektrischen Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch antreiben kann.
  15. Verfahren zum Betrieb einer Generatoranlage (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit wenigstens den Schritten: Ändern des Zustands eines ersten Schwimmelements (1) von dessen zweiten Zustand in dessen ersten Zustand, Bewegen des ersten Schwimmelements (1) in dessen ersten Zustand von der Strömung des fließenden Gewässers (4) zumindest im Wesentlichen entlang dessen Strömungsrichtung (A) vom elektrischen Generator (33) weg, so dass dabei der elektrische Generator (33) mittels des Zugmittels (35) generatorisch angetrieben wird, Ändern des Zustands des ersten Schwimmelements (1) von dessen ersten Zustand in dessen zweiten Zustand, und Bewegen des ersten Schwimmelements (1) in dessen zweiten Zustand entgegen der Strömungsrichtung (A) des fließenden Gewässers (4) zum elektrischen Generator (33) hin.
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