DE10336153A1

DE10336153A1 - Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie

Info

Publication number: DE10336153A1
Application number: DE10336153A
Authority: DE
Inventors: Erhard Otte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung (1) zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie mit einer mit einem Flüssigkeitstank (3) und einem Gastank (5) versehenen Zentraleinheit (2) und im Abstand dazu jeweils mit einer Zentralkammer (13) und einer Auftriebskammer (14) versehene Schwimmer (12). DOLLAR A Durch ein teilweise flexibles Verbindungsleitungssystem (11) sind die Zentralkammern (13) mit dem Flüssigkeitstank (3) und die Auftriebskammern (14) mit dem Gastank (5) verbunden. DOLLAR A In den teilweise mit schwimmfähigen, elektrisch leitfähigen Festkörpern (22) befüllten Zentralkammern (13) sind MHD-Generatoren (16) angebracht. DOLLAR A Der Flüssigkeitstank (3) und die Zentralkammern (13) sind teilweise, die sie verbindenden Leitungen des Verbindungsleitungssystems (11) gänzlich mit einer Arbeitsflüssigkeit (25) befüllt. DOLLAR A Der Gastank (5), die Auftriebskammern (14) und die diese verbindenden Leitungen des Verbindungsleitungssystems (11) sind mit Gas (26) befüllt. DOLLAR A Werden die Schwimmer (12) durch Wellen vertikal bewegt, können sie größere Vertikalbewegungen ausführen als die Wellenhöhen vorgeben. DOLLAR A Entsprechend intensiv können die elektrisch leitfähigen Festkörper (22) durch die MHD-Generatoren (16) bewegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie.
Ein wesentlicher Teil des weltweiten Windenergiepotentials wird auf den riesigen Flächen der Meere durch Reibung an der Wasseroberfläche in Wellenenergie umgewandelt und von Wellen auch über große Entfernungen verlustarm an die Küsten geleitet.
Diese Energie zu nutzen wird zunehmend wichtig.
Die ständigen, unrhythmischen Richtungswechsel der Wellenbewegungen erschweren den Einsatz üblicher Energiewandler wie beispielsweise Turbinen, die rotatorische Generatoren antreiben. Zwar sind Turbinen entwickelt worden, deren Drehrichtung unabhängig von der Anströmrichtung ist, diese haben aber schlechte Wirkungsgrade im Vergleich zu einseitig angeströmten Turbinen.

Die DE 101 30 748 beschreibt eine Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie, bei der eine elektrisch leitende Flüssigkeit wechselseitig durch einen magneto-hydrodynamischen Generator (MHD-Generator) gepumpt werden kann, eine Turbine oder andere zwischengeschaltete Wandler, die Strömungsenergie in mechanische Energie wandeln, werden nicht benötigt. Dagegen bereitet die elektrisch leitende Flüssigkeit Probleme, da diese bei Temperaturen zwischen dem Gefrierpunkt und etwa 50°C gute Fließfähigkeit haben muss. Die Verwendung von Quecksilber scheidet ohnehin wegen dessen Giftigkeit aus. Es wäre unverantwortlich, eine große Menge Quecksilber in einem küstennahen Gewässer einzusetzen Die Havarie einer solchen Anlage würde eine Umweltkatastrophe herbeiführen können. Die in Betracht kommenden Flüssigkeiten, wie beispielsweise Salzlösungen, haben im Vergleich zu Metallen nachteilig schlechte elektrische Leitwerte und sind im Gegensatz zu diesen Innenleiter, was deren stoffliche Veränderung beim Durchfließen eines MHD-Generators bei Energieabnahme zur Folge haben kann.

Auch eine in der DE 103 12 371.7 beschriebenen Vorrichtung macht den Einsatz eines MHD-Generator von der Verwendung einer elektrisch gut leitenden Flüssigkeit abhängig.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu diesem Stand der Technik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine zumindest nahezu ortsfeste Zentraleinheit und einen oder mehrere im Abstand zu dieser und zueinander schwimmende Schwimmer auf, welche ihrerseits jeweils aus mindestens einer Zentralkammer und einer Auftriebskammer bestehen.

Die Zentraleinheit enthält mindestens je einen Flüssigkeitstank, einen Ausgleichstank und einen Gastank deren Querschnitte bzw. deren Querschnittsummen im Verhältnis zu der Summe der Querschnitte der Zentralkammern der im Abstand schwimmenden Schwimmer sehr groß sind.

Der bzw. die Flüssigkeitstanks und der bzw. die Ausgleichstanks haben an ihren Oberseiten jeweils mindestens eine Öffnung, die mit einem Ventil, das Gas nahezu widerstandslos durchlässt, gegenüber Flüssigkeiten dagegen abdichtet, versehen sein kann.

Die vertikale Erstreckung des bzw. der Flüssigkeitstanks in der Zentraleinheit ist größer als die am Standort der Vorrichtung üblichen nachhaltigen Veränderungen der Wasseroberflächenstände, wie sie beispielsweise durch Ebbe und Flut entstehen.

Die Zentralkammern der im Abstand zur Zentraleinheit und zueinander schwimmenden Schwimmer sind durch ein zumindest teilweise flexibles oder gelenkiges Verbindungsleitungssystem mit dem bzw. den Flüssigkeitstanks verbunden. Die Auftriebskammern der Schwimmer sind durch weitere Leitungen des gleichen Verbindungsleitungssystems mit dem bzw. den Gastanks verbunden.

Das Volumen des bzw. die Summe der Volumina der Ausgleichstanks in der Zentraleinheit ist mindestens so groß wie das des bzw. die Summe der Flüssigkeitstanks. Der bzw. die Flüssigkeitstanks sind mit dem bzw. den Ausgleichstanks durch eine oder mehrere Pumpen, ein oder mehrere Ventile und entsprechende Leitungen derart verbunden, das ein Flüssigkeitsaustausch zwischen dem bzw. den Flüssigkeitstanks und dem bzw. den Ausgleichstanks in beiden Richtungen möglich ist.

Die unteren Öffnungen der Zentralkammern der im Abstand schwimmenden Schwimmer können mit Sperrelementen, die Flüssigkeiten in beiden Richtungen nahezu widerstandslos durchlassen, gegenüber Festkörpern dagegen sperren, versehen sein.

Die Zentralkammern der im Abstand schwimmenden Schwimmer sind teilweise mit schwimmfähigen Festkörpern aus einem gut leitenden Material, beispielsweise Hohlkörper aus Metall, befüllt.

In die Zentralkammern der im Abstand schwimmenden Schwimmer ist jeweils ein MHD-Generator installiert.

Die oberen Öffnungen der Zentralkammern der im Abstand schwimmenden Schwimmer können mit Ventilen, die Gase in beiden Richtungen nahezu widerstandslos durchlassen, gegenüber Flüssigkeiten und Feststoffen dagegen abdichten, versehen sein.

Ein Teil der Leitungen des Verbindungsleitungssystems ist gänzlich, die Zentralkammern der zur Vorrichtung gehörenden Schwimmer, der bzw. die Flüssigkeitstanks und der bzw. die Ausgleichstanks in der Zentraleinheit sind jeweils zu einem Teil mit einer Arbeitsflüssigkeit befüllt.

Ein anderer Teil der Leitungen des Verbindungsleitungssystems, der nicht mit Arbeitsflüssigkeit oder schwimmfähigen Festkörpern befüllte Teil der Zentralkammern und die Auftriebskammern der Schwimmer sowie der bzw. die Gastanks, der nicht mit Arbeitsflüssigkeit befüllte Teil des bzw. der Flüssigkeitstanks und der nicht mit Arbeitsflüssigkeit befüllte Teil des bzw. der Ausgleichstanks sind mit Gas, das kann auch Luft sein, befüllt. Das Gas kann unter Überdruck stehen.

Auch in den Zwischenräumen zwischen den schwimmfähigen Festkörpern in den Zentralkammern befindet sich Arbeitsflüssigkeit oder Gas.

Die Dichte der Festköper in den Zentralkammern der Schwimmer ist geringer als die der Arbeitsflüssigkeit.

In dem bzw. in den Ausgleichstanks in der Zentraleinheit befindet sich so viel Arbeitsflüssigkeit und ihr Volumen ist derart bemessen, dass der Flüssigkeitsstand in dem bzw. in den Flüssigkeitstanks den am Standort der Vorrichtungen üblichen nachhaltigen Veränderungen des Wasseroberflächenstandes, wie sie beispielsweise durch Ebbe und Flut entstehen, jeweils durch Flüssigkeitsaustausch zwischen dem bzw. den Flüssigkeitstanks und dem bzw. den Ausgleichtanks angepasst werden kann.

In den durch das Verbindungsleitungssystem mit dem bzw. den Flüssigkeitstanks der Zentraleinheit verbundenen Zentralkammern der Schwimmer und dem bzw. den entsprechenden Flüssigkeitstanks in der Zentraleinheit wird sich das gleiche Oberflächenniveau der Arbeitsflüssigkeit einstellen.

Unabhängig davon, ob die zur Vorrichtung gehörenden Schwimmer, bedingt durch Wellen, gleichzeitig an entgegengesetzte Vertikalbewegungen – Wellenberg/Wellentalversetzt oder gleichzeitig gleichermaßen angehoben bzw. abgesenkt werden, wird die Arbeitsflüssigkeit bestrebt sein, ihr Oberflächenniveau nahezu unverändert beizubehalten. Denn durch den im Verhältnis zu der Summe der Querschnitte der mit dem bzw. den Tanks der Zentraleinheit verbundenen Zentralkammern der Schwimmer große Querschnitt des bzw. der Flüssigkeitstanks in der Zentraleinheit kann auch bei entsprechendem Zulauf bzw. Ablauf von Arbeitsflüssigkeit keine nennenswerte Änderung des Oberflächenniveaus entstehen.

Dagegen ändern sich in jedem Fall die Oberflächenstände der Arbeitsflüssigkeit in den mit dem bzw. den Flüssigkeitstanks der Zentraleinheit verbundenen Zentralkammern der Schwimmer relativ zu diesen.

Die teilweise in und teilweise auf der Arbeitsflüssigkeit schwimmenden Festkörper werden dabei durch die MHD-Generatoren bewegt. Die schwimmenden Festkörper sind durch ihr Eigengewicht bedingt in ständigem Kontakt zueinander und zu den Elektroden der MHD-Generatoren und stellen auf diese Weise elektrische Leiterbrücken dar, die quer zu den magnetischen Feldlinien in den MHD-Generatoren bewegt werden können.

Das Gas oberhalb der Arbeitsflüssigkeit in den Zentralkammern der Schwimmer, dem bzw. den Flüssigkeitstanks und dem bzw. den Ausgleichstanks der Zentraleinheit kann durch die Ventile, mit denen die oberen Öffnungen der Zentralkammern, des bzw. der Flüssigkeitstanks und des bzw. der Ausgleichstanks versehen sind, entweichen bzw. einströmen.

Die Säulen aus in und auf der Arbeitsflüssigkeit in den Zentralkammern der Schwimmern schwimmenden Festkörpern können einen Strömungswiderstand darstellen und deshalb nicht nur durch ihr Gewicht bzw. den Auftrieb, den sie erfahren, sondern auch durch den statischen Druck, der jeweils in der nach oben drückenden Arbeitsflüssigkeit bzw. im nach unten wirkenden Gas aufgebaut werden kann, Widerstand im MHD-Generator überwinden.

Die Säulen der in bzw. auf der Arbeitsflüssigkeit schwimmenden Festkörper können durch Zwischenlagen unterbrochen sein. Diese Zwischenlagen können schwimmfähig und/oder elektrisch leitend sein.

Die Größe der Vertikalbewegungen jedes der zur Vorrichtung gehörenden Schwimmers und damit die Größe der Relativbewegungen zwischen dem jeweiligen MHD-Generator und den durch diesen hindurchbewegten Festkörper ist ganz wesentlich von dem Verhältnis der Querschnittsfläche der Zentralkammer(n) des jeweiligen Schwimmers zu seinem Gesamtquerschnitt abhängig. Sie kann deshalb unabhängig von den jeweils wirksamen Wellenhöhen konstruktiv bestimmt werden

Theoretisch würden in ein solches System eingebundene Schwimmer, die ausschließlich aus mit zum Teil mit Arbeitsflüssigkeit und auf sowie in dieser schwimmenden Festkörpern befüllten Zentralkammern bestehen, schon in Wellen mit geringer Höhe unendlich große Vertikalbewegungen ausführen können.

Praktisch können bei entsprechender Gestaltung der Schwimmer schon geringe Wellenhöhen zu großen Relativbewegungen zwischen in den in den Schwimmern installierten MHD-Generatoren und den auf sowie in der Arbeitsflüssigkeit schwimmenden Festkörpern genutzt werden.

Dadurch, dass die Querschnitte der mit der Zentraleinheit verbundenen Schwimmer über deren vertikale Ausdehnung variierend ausgeführt werden, kann das Strömungsverhalten in bezug auf die auf bzw. in der Arbeitsflüssigkeit schwimmenden Festkörper und die MHD-Generatoren in Relation zur Größe der Vertikalbwegungen beeinflusst werden.

Sind die Zentralkammern eines Schwimmers vollständig, bis an das Ventil in dessen oberen Bereich, befüllt, ist weiterer Zulauf von Arbeitsflüssigkeit nicht mehr möglich. Der betreffende Schwimmer kann nur noch in gleichem Maße wie die ihn umgebende Wasseroberfläche absinken.

Eine Relativbewegung zwischen den auf sowie in der Arbeitsflüssigkeit schwimmenden Festkörpern und dem in der Kammer installierten MHD-Generator ist nicht mehr gegeben – eine Energiewandlung nicht mehr möglich. Dadurch ist ein automatischer Schutz gegen die Wirkung übergroßer Wellen gegeben.

Die durch die MHD-Generatoren gewonnene elektrische Energie kann durch parallel zum Verbindungsleitungssystem verlaufende Kabel zur Zentraleinheit geleitet und dort umgeformt werden, bevor sie abgeleitet wird.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die dort dargestellten sowie oben und nachfolgend beschriebenen Merkmale können nicht nur in der genannten Kombination, sondern auch einzeln und in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es stellen dar:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Gewässer mit glatter, nicht welliger Oberfläche.
2 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 1, in Gewässer mit welliger Oberfläche, wobei sich ein erster Schwimmer in einem Wellental und weiterer Schwimmer auf einem Wellenberg befindet.
3 eine vergrößerte, schematische Schnittdarstellung eines der Schwimmer gemäß 1.
4 eine vergrößerte, schematische Schnittdarstellung eines der Schwimmer gemäß 1, wobei die Säule aus in und auf der Arbeitsflüssigkeit schwimmenden Festkörpern durch Zwischenlagen unterbrochen ist.
5 eine vergrößerte, schematische Schnittdarstellung des abgesunkenen Schwimmers gemäß der 2.
6 eine vergrößerte, schematische Schnittdarstellung des aufgeschwommenen Schwimmers gemäß der 2.
7 schematisch Aufbau und Wirkungsweise eines entsprechenden MHD-Generators-Elements.
1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) in einer einfachen, aber effizienten Ausführungsform.
Eine stationäre Zentraleinheit 2, in diesem Beispiel eine mit dem Meeresboden fest verbundene Rohrkonstruktion, enthält einen Flüssigkeitstank 3, einen Ausgleichstank 4 und einen Gastank 5.
Flüssigkeitstank 3 und Ausgleichstank 4 tragen an ihren Oberseiten Be- und Entlüftungsventile 6. Die Oberseite des Flüssigkeitstanks 3 ist durch das Be- und Entlüftungsrohr 7 mit dem Gastank 5 verbunden. Zwischen dem Flüssigkeitstank 3 und dem Ausgleichstank 4 ist ein Ventil 8 so installiert, dass eine Verbindungsleitung zwischen dem Flüssigkeitstank 3 und dem Ausgleichstank 4 geöffnet oder verschlossen werden kann. An der Unterseite des Ausgleichstanks 4 ist eine Pumpe 9 installiert, die durch eine Pumpleitung 10 mit dem Flüssigkeitstank 3 verbunden ist.
An den Flüssigkeitstank 3 sind, jeweils durch ein flexibles Verbindungsleitungssystem 11, zwei Schwimmer 12 angeschlossen. Die zwei Schwimmer 12 sind in die mit dem Flüssigkeitstank 3 verbundenen Zentralkammern 13 sowie die mit dem Gastank 5 in der Zentraleinheit 2 verbundenen Auftriebskammern 14 unterteilt.
Jeweils im unteren Bereich der Schwimmer 12, die Zentralkammern 13 abschließend, sind Elemente 15 angebracht, die Flüssigkeiten und Gase in beiden Richtungen nahezu ungehindert durchlassen, gegenüber Feststoffen dagegen sperren.
In den Zentralkammern 13 sind MHD-Generatoren 16 installiert. Die MHD-Generatoren 16 bestehen jeweils aus mehreren miteinander kombinierten MHD-Generator-Elementen 17, welche in sinnvoller Weise in die Zenralkammern eingefügt sind und ihrerseits im wesentlichen jeweils aus einem isolierenden Kanalträger 18, den Magneten 19, hier Permanentmagneten 19, den Elektroden 20 und den Stromabnehmern 21 bestehen.
Die Zentralkammern 13 sind teilweise mit schwimmfähigen Festkörpern 22, hier schwimmfähigen Kupferkugeln 22 befüllt. Auch Festkörper mit andern Formen und aus anderen elektrisch leitfähigen Materialen sind grundsätzlich einsetzbar.
Jeweils im oberen Bereich der Schwimmer 12, die Zentralkammer 13 abschließend, sind Ventile 23 angebracht, die Luft in beiden Durchströmrichtungen nahezu ungehindert durchlassen, gegenüber Flüssigkeiten und Festkörpern dagegen abdichten können.
Die Befestigungen 24 halten die Schwimmer 12 im wesentlichen auf ihren horizontalen Positionen und lassen deren Vertikalbewegungen in ausreichendem Maße zu.
Der Flüssigkeitstank 3, der Ausgleichstank 4 und die Zentralkammern 13 der Schwimmer 12 sind zum Teil und die jeweils inneren Leitungen des Verbindungsleitungssystems 11 ist gänzlich mit einer Arbeitsflüssigkeit 25 befüllt. Da der Flüssigkeitstank 3 und die Zentralkammern 13 der Schwimmer 12 durch das Verbindungsleitungssystem 11 miteinander verbunden sind, stehen die Oberflächen der Arbeitsflüssigkeit 25 in diesen drei Hohlräumen gleich hoch.
Der Flüssigkeitstank 3, der Ausgleichstank 4 und die Zentralkammern 13 der Schwimmer 12 jeweils oberhalb der Arbeitsflüssigkeit, der Gastank 5 und die jeweils äußeren Leitungen des Verbindungsleitungssystems 11 sind mit einem Gas 26, unter geringem Überdruck, befüllt.
Die Arbeitsflüssigkeit 25 bzw. das Gas 26 befindet sich auch in den Zwischenräumen zwischen den schwimmfähigen Kupferkugeln 22 und in den Zwischenräumen zwischen den schwimmföhigen Kupferkugeln 22 und den Wänden der Zentralkammern 13 und des MHD-Generators 16.
Im angestrebten Normalzustand bei ruhigem, nicht welligen Gewässer 27 befinden sich die aus schwimmfähigen Kupferhohlkugeln 22 bestehenden Säulen in den Zentralkammern 13 der Schwimmer 12 ungefähr mittig zwischen den Sperrelementen 15 und den Ventilen 23. Wird dieses Niveau der Säulen aus schwimmfähigen Kupferhohlkugeln 22 in den Zentralkammern 13 durch nachhaltige Absenkung oder Anhebung der Oberfläche des Gewässers 27 gestört, kann es wieder hergestellt werden, indem das Niveau der Arbeitsflüssigkeit 25 im Flüssigkeitstank 3 durch Nachpumpen von Arbeitsflüssigkeit 25 durch die Pumpe 9 aus dem Ausgleichstank 4 oder Ablassen von Arbeitsflüssigkeit 20 in den Ausgleichstank 4 durch Öffnen des Ventils 8 ebenfalls entsprechend angehoben oder abgesenkt wird.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung (1) wird in 2 deutlich. Der Schwimmer 12a ist in einem Wellental abgesenkt, der Schwimmer 12b auf einem Wellenberg aufgeschwommen.
Da für die Arbeitsflüssigkeit 25 in den Zentralkammern 13 der Schwimmern 12 und dem Flüssigkeitstank 3 in der Zentraleinheit 2 ein gegenüber 1 unverändertes Oberflächenniveau angestrebt wird, befindet sich im abgesunkenen Schwimmer 12a wesentlich mehr Arbeitsflüssigkeit 25 als im aufgeschwommenen schwimmfähigen Hohlkörper 12b.
Die Vertikalbewegungen der Schwimmer 12 sind deshalb größer als die durch den Höhenunterschied zwischen Wellental und Wellenberg vorgegebenen vertikalen Bewegungsgrößen.
Entsprechend groß sind die Relativbewegungen zwischen den jeweils von der Arbeitsflüssigkeit 25 und dem Gas 26 mitgenommenen schwimmfähigen Kupferhohlkugeln 22 und den MHD-Generatoren 16.
Die MHD-Generatoren 16 werden jeweils größere Stecken relativ zu den Säulen aus schwimmfähigen Kupferhohlkugeln 22 bewegt, als der durch Wellenhöhen vorgegebene Höhenunterschied ausmacht.
3 zeigt schematisch den Schwimmer 12a in der in 1 dargestellten Situation, also bei ebener Oberfläche des Gewässers 27, vergrößert.
4 zeigt schematisch den Schwimmer 12b in der in 1 dargestellten Situation, also bei ebener Oberfläche des Gewässers 27, vergrößert. Die Säulen aus schwimmfähigen Kupferhohlkugeln 22b in den Zentralkammern 13b sind durch Zwischenlagen 28b unterbrochen.
5 zeigt schematisch den Schwimmer 12a in der in 2 dargestellten Situation, also im Wellental abgesunken, vergrößert.
6 zeigt schematisch den Schwimmer 12b in der in 2 dargestellten Situation, also auf einem Wellenberg aufgeschwommen, vergrößert.
7 veranschaulicht schematisch den Aufbau und die Funktion eines MHD-Generator-Elemets 17. Jeder MHD-Generators 16 kann aus mehreren MHD-Generator-Elementen 17 bestehen. Jedes MHD-Generator-Element 17 besteht seinerseits im wesentlichen aus einem isolierenden Kanalträger 18, Permanentmagneten 19, Elektroden 20 und Stromabnehmern 21.
Wenn die schwimmfähigen Kupferkugeln 22, mit Kontakt untereinander und zu den Elektroden 20, durch den Kanal des MHD-Generator-Elements 17 bewegt werden, können sie eine Gleichspannung induzieren, die bei anliegendem Verbraucher an den Stromabnehmern 21 als elektrische Energie abgegriffen werden kann.
Die Polung dieser Gleichspannung wechselt mit der Bewegungsrichtung der schwimmfähigen Kupferkugeln 22 in Bezug auf das MHD-Generator-Element 17.

Claims

Vorrichtung (1) zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie mit einer zumindest im wesentlichen stationären Zentraleinheit (2), welche ihrerseits mit mindestens einem Flüssigkeitstank (3) und einem Gastank (5) versehen ist und mit mindestens einem im Abstand dazu schwimmenden Schwimmer (12), welcher seinerseits aus mindestens einer Zentralkammer (13) und einer Auftriebskammer (14) besteht und bei der durch ein zumindest teilweise flexibles oder gelenkiges Verbindungsleitungssystem (11) die Zentralkammer (13) mit dem Flüssigkeitstank (3) sowie die Auftriebskammer (14) mit dem Gastank (5) verbunden sind und bei der die Zentralkammer (13), in der mindestens ein MHD-Generator (16) angebracht ist, einen oder mehrere schwimmfähige, zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigem Material bestehende Festkörper (22) enthält und bei der die Zentralkammer (13) und der Flüssigkeitstank (3) teilweise und Teile des Verbindungsleitungssystems (11) gänzlich mit einer Arbeitsflüssigkeit (25) sowie das verbleibende Volumen der Zentralkammer (13) und des Flüssigkeitstanks (3), die Auftriebskammer (14), Teile des Verbindungsleitungssystems (11) und der Gastank (5) mit einem Gas (26) befüllt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt bzw. die Summe der Querschnitt des bzw. der Flüssigkeitstanks (3) im Verhältnis zur Summe der Querschnitte der mit ihm verbundenen Zentralkammern (12) groß ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Erstreckung des bzw. der Flüssigkeitstanks (3) größer ist als die am Standort der Vorrichtung (1) üblichen nachhaltigen Veränderungen des Oberflächenstandes des Gewässers (27), wie sie beispielsweise durch Ebbe und Flut entstehen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Flüssigkeitstanks (3) in vertikaler Richtung bewegt und verstellt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (2) mit zumindest einem Ausgleichstank (4) versehen ist, welcher zumindest teilweise mit Arbeitsflüssigkeit (25) befüllt ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Ausgleichstanks (4) oberhalb des Füllstandes der Arbeitsflüssigkeit (25) mit dem Gas (26) befüllt ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (26) unter Überdruck steht.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (26) Luft (26) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Ausgleichstanks (4) ein mindestens gleichgroßes Volumen aufweisen, wie der bzw. die Flüssigkeitstanks (3).
Vorrichtung nach einem oder mehrern der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Flüssigkeitstanks (3) und der bzw. die Ausgleichstanks (4) durch mindestens eine Pumpleitung (10), mindestens eine Pumpe (9) und mindestens ein Ventil (8) derart miteinander verbunden sind, dass ein Austausch von Arbeitsflüssigkeit (25) in beiden Richtungen möglich ist.
Vorrichtung nach einem oder mehrern der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Flüssigkeitstanks (3), der bzw. die Ausgleichstanks (4) und der bzw. die Gastanks (5) durch Be- und Entlüftungsventile (6) und Be- Und Entlüftungsrohre (7) derart miteinander verbunden sind, dass ein Austausch des Gases zwischen den Tanks möglich ist.
Vorrichtung nach einem oder mehrern der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Flüssigkeitstanks (3) und der bzw. die Ausgleichstanks (4) mit Be- und Entlüftungsventilen (6) versehen sind, die verhindern, dass Arbeitsflüssigkeit (25) in den bzw. die Gastanks (5) gelangen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (2) mit einem elektrischen Umformer ausgerüstet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralkammern (13) der Schwimmer (12) über ihre gesamte Längenausdehnung unveränderte Querschnitte aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralkammern (13) der Schwimmer (12) über ihre Längenausdehnung hinweg Querschnitte verschiedener Form und/oder Größe aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammern (14) sich zumindest über den größten Teil der vertikalen Ausdehnung der Schwimmer (12) erstrecken.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammern (14) der Schwimmer (12) über ihre Längenausdehnung hinweg unveränderte Querschnitte aufweisen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammern (14) der Schwimmer (12) über ihre Längenausdehnung hinweg Querschnitte verschiedener Form und/oder Größe aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die MHD-Generatoren (16) jeweils aus mehreren MHD-Generator-Elementen (17) bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (19) der MHD-Generator-Elemente (17) Permanentmagnete (19) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (19) der MHD-Generator-Elemente (17) Elektromagnete (19) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähigen Festkörper (22) Hohlkörper aus Metall (22) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähigen Festkörper (22) zumindest teilweise aus aufgeschäumtem Metall bestehen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähigen Festkörper (22) Kugelform haben.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmfähigen Festkörper (22) Zylinderform haben.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den schwimmfähigen Festkörpern (22) in den Zentralkammern (13) im wesentlichen horizontale Zwischenlagen (28) untergebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlagen (28) schwimmfähig sind.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlagen (28) elektrisch leitend sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, daduch gekennzeichnet, dass die Zentralkammern (13) an ihren Unterseiten Öffnungen haben, die mit Sperrelementen (15) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelemente (15) Arbeitsflüssigkeit (25) nahezu ungehindert in beiden Richtungen durchlassen, gegenüber schwimmfähigen Festkörpern (22) dagegen sperren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralkammern (13) an ihren Oberseiten Öffnungen haben, die mit Ventilen (23) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (23) Gas (26) nahezu ungehindert in beiden Richtungen durchlassen, gegenüber Arbeitsflüssigkeiten (25) und schwimmfähigen Festkörpern (22) dagegen abdichten
Vorrichtung nach den Ansprüchen 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelemente (15) derart verändert werden können, dass sie auch gegenüber Arbeitsflüssigkeit (25) abdichten. 34, Vorrichtung nach den Ansprüchen 31 und 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (23) derart verändert werden können, dass sie auch gegenüber Gas (26) abdichten
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsleitungssystem (10) im wesentlichen aus einem Bündel flexibler Schläuche und Kabel und deren Anschlüssen besteht.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein schaltbares Ventil an das Verbindungsleitungssystem (10) angeschlossen ist, mit dem der Durchfluss der Arbeitsflüssigkeit (16) durch das Verbindungsleitungssystem (10) unterbunden werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmer (12) durch geeignete Befestigungen (24) zumindest in einem Bereich ortsfest gehalten werden, ohne, dass durch Wellen verursachte Vertikalbewegungen der Schwimmer (12) nennenswert gehindert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass an den Befestigungen (24) ein oder mehrere zusätzliche Auftriebskörper angebracht sind, die zumindest einen Teil des Gewichtes der Befestigungen tragen.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile der Befestigungen (24) als Auftriebkörper ausgeführt sind, die in der Lage sind, das Gewicht der Befestigungen (24) zumindest zum Teil zu tragen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit (25) auch dann nicht umweltschädigend wirkt, wenn sie in großer Menge in natürliches Gewässer in Küstennähe gelangt.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit (25) korrosionshemmend ist und Schmierwirkung hat.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, und 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit (25) elektrisch leitfähig ist.