DE102020001571A1 - Schwimmkörper mit den Wellengang nutzender regenerativer Energie - Google Patents

Schwimmkörper mit den Wellengang nutzender regenerativer Energie Download PDF

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Abstract

Schwimmkörper (1), ausgestattet mit aktiven und/oder passiven Elementen (2) zur Stabilisierung gegen den Wellengang, dadurch gekennzeichnet, dass an ihm unter Deck Mittel (4,5) zur Nutzung der regenerativen energischen Wellenenergie angebracht sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schwimmkörper, ausgestattet mit aktiven und/oder passiven Elementen zur Stabilisierung gegen den Wellengang. Derartige Schwimmkörper können z.B. Pontons mit/ohne Antrieb oder Katamarane oder Boote/Schiffe sein, die mit Stabilisatoren ausgestattet sind.
  • Pontons sind mit Behältern ausgestattet, die über ein hohes Luftvolumen mit hohlem Innenraum verfügen, die einzeln oder zu mehreren kombiniert sind. Ihre Anwendung findet dort statt, wo eine begehbare oder auch befahrbare Oberfläche auf dem Wasser zu schaffen ist. Pontons sind meistens ohne eigenen Antrieb, jedoch gibt es auch Ausführungen mit einem Antriebselement, etwa bei den Flössen.
  • Katamarane sind Boote oder Schiffe mit zwei oder mehr Rümpfen (2) (im Gegensatz zu den Einrumpfschiffen), die fest (z. B. durch ein Tragdeck) miteinander verbunden sind. Eine Sonderform von Katamaranen sind SWATH.
  • Katamarane krängen nicht oder nur geringfügig und sind diesbezüglich im Vorteil gegenüber Einrumpfschiffen. Dabei nutzen Katamarane das Prinzip des Archimedes, bei dem der Auftrieb, den ein schwimmender Körper in einer Flüssigkeit erfährt, so groß ist, wie das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. Bei SWATH-Katamaranen befinden sich zwei torpedoförmige Auftriebskörper unter der Wasseroberfläche. Eine über Wasser angeordnete Plattform ruht darauf mit beispielsweise vier Stützen, die eine minimale Wasserlinienfläche bilden.
  • Boote oder Schiffe verfügen teilweise über Stabilisatoren. Diese sind seitlich ausfahrbare, bewegliche Flossen etwa in Schiffsmitte im Rumpf ein gutes Stück unterhalb der Wasserlinie. Stabilisatoren mindern das Rollen, somit die Seitwärtsbewegung des Bootes oder Schiffs, also die Drehung um die Längsachse.
  • Alle Boote oder Schiffe benötigen Energie zum einen zu ihrer Fortbewegung (regenerativ unter Segel, fossil bei den Motoren oder regenerativ bei E-Motoren mit Photovoltaik(PV-)-Anlagen an Bord) und zum weiteren für die Versorgung von Energieverbrauchern an Bord (z.B. Beleuchtung, Beheizung usw.).
  • Es gibt verschiedene Lösungen von hybriden Schwimmkörpern, um den regenerativen Energieanteil an Bord zu vergrößern oder vollständig die Verwendung fossiler Brennstoffe zu substituieren. Dazu werden üblicherweise PV-Anlagen und Windräder an Bord angebracht. Alle diese Lösungen sind ausgesprochen platz- und raumraubend und haben gemeinsam, dass sie an Deck angebracht sind und somit anderen Nutzungen der Fläche bzw. des Raums entgegenstehen.
  • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Schwimmkörper (1) zu schaffen, der einen maximalen Anteil regenerativer Energieformen nutzt und dabei die genannten Nachteile nicht vorweist.
  • Die Aufgabe wird erfinderisch dadurch gelöst, dass unter Deck an den Pontons oder/und Rümpfen oder/und Stegen Mittel bestehend aus Führungen (5,7) angebracht sind, an denen wiederum Schwimmer (4,6) angebracht sind, die durch den Wellengang in Bewegung gebracht werden. Dabei ist die Relativbewegung zwischen den im Wasser (wesentlich) ruhenden Schwimmkörper (1) und der sich bewegenden Oberfläche (10) der Wasserwelle (3) zur Energieumwandlung bestens genutzt. Dafür kommen elektrische Generatoren zum Einsatz, die die dargestellte Auf- und Ab-Bewegung des Schwimmers (4,6) zur Erzeugung elektrischen Stroms nutzen. Das Mittel (4,5 / 6,7) ist somit ein Teil eines elektrischen Generators.
  • Durch die Erfindung wird bewirkt, dass die Bewegung der Schwimmer (4,6) optimal maximiert wird, so dass sich unter den Gesichtspunkten der Effizienz die regenerativ generierte elektrische Energie maximiert wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Dies erfolgt dadurch, dass das Mittel (6,7) innerhalb des Schwimmkörpers (2) angebracht wird. Eine so geschaffene Gestaltung hat den Vorteil, dass sie keinen zusätzlichen Propulsionswiderstand für das Boot/Schiff schafft, wie bei der Anbringung des Mittels z.B. am passiven Element (2) der Fall ist. Außerdem ist diese Ausgestaltung optisch nicht von außen wahrnehmbar. Dabei ist das Mittel (6,7) in einer Öffnung (z.B. Rohr (8) oder Vieleck im Rumpf) angebracht. Das Seewasser gelingt durch den Wellengang in die Öffnung (8), macht eine Auf-/Ab-Bewegung und versetzt den Schwimmer (6) zu einer Relativbewegung zum Schwimmkörper (1). Eine weitere vorteilhafte Ausführung ist, dass der Schwimmer (4) an seinem Drehgelenk am Schwimmkörper (2) angebracht ist.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren ausführlich erläutert.
  • 1 zeigt einen Schwimmkörper (1) in Form eines Katamarans, ausgestattet mit einem passiven Element (2) zur Stabilisierung gegen den Wellengang und an ihm Mittel zur Nutzung der regenerativen energischen Wellenenergie, das mit einer Führung (5) und Schwimmer (4) gestaltet ist. In der Figur wird auch die alternative Gestaltung mit einem Rohr (8) im Rumpf (2) des Katamarans und das Mittel, dargestellt durch seine Elemente (6,7) diese wiederum im Rohr (8) angebracht.

Claims (7)

  1. Schwimmkörper (1), ausgestattet mit aktiven und/oder passiven Elementen (2) zur Stabilisierung gegen den Wellengang, dadurch gekennzeichnet, dass an ihm unter Deck Mittel (4,5) zur Nutzung der regenerativen energischen Wellenenergie angebracht sind.
  2. Schwimmkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Katamaran-Rümpfen (2) oder an den torpedoähnlichen Auftriebseinheiten auf Stegen oder an den Stegen die Mittel (4,5) angebracht sind.
  3. Schwimmkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Katamaran-Rümpfen (2) oder in den torpedoähnlichen Auftriebseinheiten auf Stegen oder in in den Stegen die Mittel (6,7) angebracht sind.
  4. Schwimmkörper (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel mit an einer Führung (5,7) und einem durch den Wellengang verschiebbaren Schwimmer (4,6) ausgeführt ist.
  5. Schwimmkörper (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel in einem Rohr (8) oder Vieleck angebracht ist.
  6. Schwimmkörper (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (4) an einem Drehgelenk am Schwimmkörper (2) angebracht ist.
  7. Schwimmkörper (1) nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (4,5 / 6,7) ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie ist.
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