DE202006010897U1

DE202006010897U1 - Wellengetriebener Generator

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Publication number: DE202006010897U1
Application number: DE202006010897U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2016-07-14

Abstract

Wellengetriebener Generator, dadurch gekennzeichnet, dass er die Energie der Wellenbewegung (Wasserwellen) nutzbar macht indem ein Schwimmer (Volumen vorzugsweise im Bereich von einigen hundert Litern bis einigen tausend Kubikmetern, je nach lokalen Wellen-Dimensionen) in Kombination mit einem Seil oder mehreren Seilen zu einer Verankerung unterhalb des Wasserspiegels (z.B. Meeresboden) die bei seiner Bewegung mit den Wellen am Seil (an den Seilen) seiner Bewegung entgegengesetzt wirkende Kraft (Auftrieb und Aufwärtsbewegung durch erhöhten Wasserspiegel +Impulsübertrag durch Wellen, gleichzeitige Zugkraft des Seils (der Seile) nach unten) in mechanische Arbeit umsetzt um die in den Wellen vorhandene Energie nutzbar zu machen.

Description

Ein Schwimmer Treibt auf den Wellen in einer evtl. elliptischen auf und ab- Bewegung. Da er dabei seinen Abstand zum Boden und seine Geschwindigkeit ständig verändert, lässt sich auf diese Art aus Wellen Energie gewinnen.
Ein am Boden fixiertes Seil kann z.b. auf dem Schwimmer um eine Antriebswelle geführt werden, das andere Ende wird per Feder aufgerollt oder hängt an einem kleineren Gewicht wieder im Wasser.
Bei jeder Aufwärtsbewegung zieht der Schwimmer mit der Antriebswelle am Seil, die dabei verfügbare mechanische Energie wird von einem Generator (+Schwungrad +Übersetzung +Freilauf (Kupplung, die in eine Richtung durchdreht) in elektrische Energie umgewandelt. Eine sinnvolle Größe für den Schwimmer ist ein Luftvolumen von einigen Kubikmetern, (Größenordnung 20 m³). Bei einer Wellenhöhe von 1 m ergibt sich damit eine mögliche Leistung im Bereich von kW, bei größeren Weilen entsprechend mehr.
Da alles was zum herstellen eines solchen Generators benötigt wird einfache Teile sind (Seil, Verankerung im Boden/Ballastanker), Schwimmer aus leichtem Material/Plastiktank ... ein kleiner Generator, Schwungrad und Freilauf, lässt er sich mit geringem Kostenaufwand in großer Stückzahl zu einem „Wellenpark" kombinieren, der eventuell bei tragfähigem Aufwand größere Mengen Strom umweltfreundlich erzeugen könnte.
Ablauf: Der Schwimmer wird nach oben getrieben, das Seil zum Grund/zur Verankerung wird gespannt, übt eine Kraft auf die Antriebswelle aus und wird durch deren resultierende Drehbewegung verlängert indem weiteres Seil über die Antriebswelle abgewickelt wird.
Die resultierende Drehbewegung treibt, (Übersetzungsmechanik empfohlen) dann einen Elektrogenerator an.
Beim absinken des Schwimmers in ein Wellental wird das Siel/z.B. von einem Gewicht/Mechanik/Feder wieder „aufgerollt, (die Antriebswelle ist in dieser(entgegengesetzten)Drehrichtung vom Generator abgekoppelt).
Für den Generatorantrieb ist evtl. auch eine mehrfache Führung des Seils als Flaschenzug, zumindest über eine Teilstrecke, sinnvoll, sodass ein größerer Antriebsweg erreicht wird.
Eine alternative wäre es, dass die auf und ab-Bewegung des Schwimmers z.B, eine große Kolbenpumpe antreibt (z.b. aus Stahlblech und Beton gegossen, Höhe: einige Meter), die Wasser in einen erhöhten Tank über der Wasseroberfläche und/oder direkt durch eine Turbine treibt (besser viele Pumpen + Schwimmer als „Wellenpark" zusammengeschaltet).
Weiterhin könnte es möglich sein, ein Schwungrad mit Exzenter in den Scwhimmer einzubauen, sodass die Wellenbewegung das Schwungrad antreibt und die Energiewirksame Kraft entgegen der Wellenbewegung über die Massenträgheit erreicht wird.
Die Massenträgheit lässt sich auch nutzen, wen man den Aufbau freischwimmend auslegt: Auftriebskraft des Schwimmers z.B. 10t, masse des Gewichts: z.B. 5t, maximale Seillänge: z.B. 5m. Das Gewicht bewegt sich durch seine Trägheit phasenverschoben zum Schwimmer, sodass die freie Seillänge ständig vareirt und ebenfalls Energie gewonnen werden kann.

1

1: Schwimmer
2: Verankerung
3: Seil
4: (effektiver) Höhenunterschied zwischen Wellenberg und Wellental
5: Wasserspiegel

2(Detailausschnitt aus 1)

1: Seil
2: Aufwickelspuhle
3: Rückstellmechanismus für Aufwickelspuhle
4: Übersetzungsgetriebe
5: Elektrogenerator

Claims

Wellengetriebener Generator, dadurch gekennzeichnet, dass er die Energie der Wellenbewegung (Wasserwellen) nutzbar macht indem ein Schwimmer (Volumen vorzugsweise im Bereich von einigen hundert Litern bis einigen tausend Kubikmetern, je nach lokalen Wellen-Dimensionen) in Kombination mit einem Seil oder mehreren Seilen zu einer Verankerung unterhalb des Wasserspiegels (z.B. Meeresboden) die bei seiner Bewegung mit den Wellen am Seil (an den Seilen) seiner Bewegung entgegengesetzt wirkende Kraft (Auftrieb und Aufwärtsbewegung durch erhöhten Wasserspiegel +Impulsübertrag durch Wellen, gleichzeitige Zugkraft des Seils (der Seile) nach unten) in mechanische Arbeit umsetzt um die in den Wellen vorhandene Energie nutzbar zu machen.
Wellengetriebener Generator, nach Anspruch 1. weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Seils einen Generator im/auf/an dem Schwimmer antreibt, indem es sich (z.B. um eine Antriebswelle geführt/auf eine Spule gewickelt) mit der Höhenänderung des Schwimmers mit jeder Welle eine Zugkraft auf die Antriebswelle/Spule ausübt und dabei im Schwimmer abgerollt wird (Aufrollen z.B. über kleine mechanische Rückstellkraft während eines Wellentals).
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass sich der die mechanische Zugarbeit des Seiles umsetzende Generator anstatt auf dem Schwimmer auf der Verankerung (z.B. (Meeres)-grund) befindet.
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Frielauf, Übersetzungsgetriebe/Riemenanordnung/sonstige Übersetzung und Schwungrad verwendet werden um eine effektive und regelmäßige Energieabgabe zu gewährleisten.
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer mit seinem Auftrieb und durch die Wellenbewegung eine Pumpe unterhalb des Wasserspiegels, vorzugsweise in niedrigem Wasser direkt auf dem Meeresboden antreibt.
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekenzeichnet, dass die Pumpe senkrecht steht und das Eigengewicht des Kolbens + evtl. weitere rückstellende Kraft wie Feder o.ä. diesen wieder nach unten bewegen, wobei im Inneren der Pumpe ein Druckunterschied erzeugt wird und der resultierende Wasserfluss (evtl. über erhöhten Tank und oder Rohrleitungen) zur Energiegewinnung (z.B. Turbine, Wasserrad ...) genutzt wird.
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass ein Flaschenzug in Kombination mit dem Verankerungsseil oder direkt als Verankerung ein längeres Stück Seil bewegt und damit z.B. einen Generator je nach Bauart effektiver antreiben kann
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass statt dem Seil auch andere Befestigungselemente (Stangen, Beton-Gussteile ...) verwendet werden können.
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass er anstelle des Befestigungsseils Massenträgheit gegenüber der Wellenbewegung als Energiewirksame Kraft nutzt, z.B. über ein Exzenter (außerhalb der Drehachse liegnder Schwehrpunkt, evtl. direkt am Schwungrad) das auf dem Schwimmer angebracht ist, sodass es die Auf und ab-Bewegung des Schwimmers mit den Wellen (vgl. Resonanzprinzip/positive Rückkopplung) in Rotation versetzt.
Wellengetriebener Generator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht nicht fest verankert ist, sondern mit dem Ende eines sinnvollerweise einige Meter langen Seils am Schwimmer befestigt ist (können auch ein oder mehrere zusätzliche Seile sein, die zusätzlich zu einem oder mehreren mechanisch genutzten Zugseilen verwendet werden) wobei durch die phasenverschobenen Bewegungen von Schwimmer und Gewicht eine zeitweilige Kraft am Seil/an den Seilen wirkt, die wiederum mechanisch in elektrische Energie umgewandelt werden kann ...