DE202010007476U1

DE202010007476U1 - Wellenpendel

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Publication number: DE202010007476U1
Application number: DE202010007476U
Authority: DE
Original assignee: Wurster Christoph Architekt Dipl-Ing Msc
Current assignee: Wurster Christoph Architekt Dipl-Ing Msc
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2020-06-02

Abstract

Das Wellenpendel ist eine Vorrichtung, welche imstande ist, vertikal ausgerichtete Wellenkräfte (-5-) in horizontale Pendelbewegungen zu verwandeln. Es ist in der Lage die Energie der Pendel- und Schaukelbewegungen in nutzbare Energie umzuwandeln. Das Wellenpendel besteht aus mindestens einem umhüllenden Schwimmkörper (-6-), mindestens einer Pendelmasse (-2-) und mindestens einem Zylinder (-3-) oder Lineargenerator zur Energieaufnahme. Ein Grundgewicht (-1-) sorgt für die nötige Lagestabilität.

Description

Das Wellenpendel wandelt die Bewegungsenergie von Wellen (-5-) in nutzbare Energie um. Auf der Wasseroberfläche schwimmend nutzt das Wellenpendel die auftretende Wellenenergie. Die Bewegung der Wellen wird in horizontale Pendelbewegungen umgewandelt. Ähnlich der Bewegung einer Glocke die durch den Klöppel einen akustischen Impuls erhält, bewegt sich der Schwimmkörper des Wellenpendels um die im Innenraum aufgehängte Pendelmasse. Vertikale Wellenkräfte werden somit in horizontale Pendel- und Schwingbewegungen umgewandelt.
Die Trägheit der Pendelmasse sorgt für eine relative Bewegung gegenüber dem umgebenden Schwimmkörper. Wie bei einem schaukelnden Boot, entstehen durch den Impuls einer Welle (-5-) mehrere Nachschwingungen. In den Zeiträumen zwischen Impuls gebenden Wellen (-5-) sorgen unterschiedliche Nachschwingungen von Pendelmasse und Schwimmkörper für weitere Schaukel- und Kreisbewegungen des Wellenpendels. Dieser Effekt des Nachschwingverhaltens sorgt für weitere Energiegewinne, ein hoher Wirkungsgrad wird erzielt.
Das Wellenpendel besteht aus einem Schwimmkörper (-6-), wie ein Boot schwimmt es auf der Wasseroberfläche, ein Grundgewicht (-1-) sorgt für die nötige Lagestabilität. Für einen großen Bewegungsimpuls wird die Pendelmasse (-2-) möglichst hoch im Schwimmkörper aufgehängt. Die Pendelmasse ist allseitig gelenkig gelagert, alternativ bietet sich der Einbau eines rückführenden Federgelenkes an.
Die Energieaufnahme erfolgt durch mindestens einem gelenkig gelagerten Zylinder (-3-) oder Lineargenerator. Lineargeneratoren bieten sich für eine direkte Energiegewinnung an. Eine indirekte Energieerzeugung über Hydraulikmotoren oder Turbinen erfolgt über hydraulische oder pneumatische Aggregate. Die eigentliche Energiegewinnung erfolgt in der Anlage selbst. Bei größeren Ansammlungen von Anlagen, oder in großen „Wellenparks”, sind die einzelnen Wellenpendelanlagen, über zentrale Sammler- und Generatorstationen, miteinander verbunden.
Das Prinzip des Wellenpendels ermöglicht eine geschlossene Bauform, diese schützt die enthaltene Technik vor schädlichen Umwelteinflüssen und aggressiven Meerwasser. Diese wassergeschütze Konstruktion beugt im Innenraum Korrosion und Ablagerungen vor. In Salzwasser sorgt geringer Wartungsbedarf für ein wirtschaftliches Betreiben einer Wellenpendelanlage.
Die Bauart des Wellenpendels ermöglicht eine einfache Herstellung, benötigt werden lediglich marktgängige Industriekomponenten. Die Bauform des Wellenpendels sorgt für eine einfache technische Umsetzung. In Notfällen und bei Stürmen können die Zylinder blockiert werden, zerstörende Bewegungen der Pendelmasse werden somit vermieden.
Stabilität
Für eine optimalen Wirkungsgrad sorgt, bis zu einem gewissen Grad, eine instabile Außenform. Die spezifische Bauform des Wellenpendels sorgt für große Wirkflächen. Impuls- und Stabilisierungsflächen (-4-) sorgen für eine weitere Aktivierung des Wellenpendels. Gleichzeitig haben die Impuls- und Stabilisierungsflächen bei starken Wellenbewegungen (-5-) eine stabilisierende und abfangende Wirkung. Wellenpendel haben einen spezifisch, an den Wellengang angepassten Schwerpunkt, der durch Schwingungen der Pendelmasse entstehende Drehmoment wird hiermit ausgeglichen. Bei starkem Seegang können Wellenpendel nicht kentern, von alleine kehren sie aus der Schräglage in die Stabilisierungslage zurück.
Bei einer Wellenbewegung des Wellenpendels verändert sich durch verharren der Pendelmasse der Gewichtsschwerpunkt. Die grundsätzlichen Parameter der Stabilität eines Wellenpendels sind der Gewichtsschwerpunkt und der Formschwerpunkt.
Einsatz
Energiegewinnung aus Wellenkraft zählt zu den erneuerbaren Energien. Wellenpendelanlagen zählen zur Kategorie der dezentralen Wellenkraftwerke, sie sind nachhaltige Energiegewinnungsanlagen. Wellenpendelanlagen bilden einen Baustein für eine neue Generation von kleinteilig modularen Energiegewinnungsanlagen. Ökologische Aspekte stehen im Mittelpunkt, bauliche Eingriffe sollen möglichst gering ausfallen. Weiterhin sorgen kleine Bauformen für eine geringe ästhetische Beeinträchtigung der Umwelt. Im Bereich von Seewegen bietet sich ein Einsatz in Doppelfunktion an, einerseits die Energiegewinnung, andererseits der Einsatz als Tonnen und Bojen.
Die Bauform des Wellenpendels eignet sich sowohl für den Einsatz als Einzelanlage, wie auch für den Einsatz als Energiepark. Das Wellenpendel bietet sich für kleine Investitionen mit schrittweisen Vergrößerungen an. Gegenüber stationären Anlagen benötigt die Installation von Wellenpendelanlagen einen geringer Planungs- und Genehmigungsvorlauf.
Das Wellenpendel kann mobil schwimmend (1), verankert (-7-) oder fest montiert eingesetzt werden. Küstenstreifen oder Seegebiete mit starkem Wellengang bieten sich besonders als Einsatzort an. Wellenpendelanlagen nutzen die Energie von Meereswellen zur Gewinnung von nutzbarer Energie, wie elektrischer Strom oder andere Energieformen.
Boot- und Schiffsantrieb
Neben der Energieerzeugung eignen sich Wellenpendelanlagen als Boots- und Schiffsantrieb. Hierbei bietet sich der Einsatz als direkter Antrieb, wie auch als Hybridantrieb an (4). Die Antriebe können in elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Bauart ausgelegt werden. Die Aufladung erfolgt hauptsächlich in Ruhephasen. Teile der Ladung, der Tanks oder der Akkumulatoren können als aktive Pendelmasse verwendet werden.
Schwimmende Einzelaggregate können als „Satelliten” (-A-) mitgeführt werden. Auf längeren Fahrten können diese etappenweise ausgewechselt werden. In Ruhephasen werden entladene Aggregate, vom Wellengang (-5-) bis zum nächsten Einsatz, automatisch aufgeladen.
Auto- und Fahrzeugantriebe
Der Einsatz von Wellenpendelanlagen bietet die Möglichkeit, regenerative Energieversorgung für alternative Auto- und Fahrzeugantriebe bereit zu stellen. Für druckluftbetriebene und strombetriebene Autoantriebe können Wellenpendelanlagen emissionsfrei erzeugte Energie bereitstellen.

Claims

Das Wellenpendel ist eine Vorrichtung, welche imstande ist, vertikal ausgerichtete Wellenkräfte (-5-) in horizontale Pendelbewegungen zu verwandeln. Es ist in der Lage die Energie der Pendel- und Schaukelbewegungen in nutzbare Energie umzuwandeln. Das Wellenpendel besteht aus mindestens einem umhüllenden Schwimmkörper (-6-), mindestens einer Pendelmasse (-2-) und mindestens einem Zylinder (-3-) oder Lineargenerator zur Energieaufnahme. Ein Grundgewicht (-1-) sorgt für die nötige Lagestabilität.
Wellenpendel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass zur Energiegewinnung mindestens ein beweglich gelagerter Zylinder (-3-) durch Pendelbewegungen Arbeitsdruck auf Medien wie Hydraulikflüssigkeiten oder Druckluft überträgt. Die eigentliche Energiegewinnung erfolgt über handelsübliche Motoren, Turbinen oder Generatoren.
Wellenpendel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass Energiegewinnung mit mindestens einem Lineargenerator (-3-) auf direktem Wege möglich ist.
Wellenpendel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass eine geschlossene Bauform des Schwimmkörpers (-6-) eine wassergeschützte Bauweise ermöglicht, diese schützt die enthaltene Technik vor Korrosion und Ablagerungen.
Wellenpendel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmasse (-2-) für eine große Hebelwirkung möglichst hoch angebracht wird.
Wellenpendel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass mit einer möglichst instabilen Schwimmform (-6-), eine große Anzahl an Schaukel- und Pendelbewegungen entstehen.
Wellenpendel nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, dass ein Stabilisierungsgewicht (-1-) vor dem Kentern einer solchen Anlage schützt.
Wellenpendel nach Anspruch 6 + 7. dadurch gekennzeichnet, dass ein Impulsring (-4-) bereits bei geringem Wellengang (-5-) für starke Schaukel- und Pendelbewegungen sorgt. Zugleich sorgt er bei stürmischen Seegang für eine Abschwächung zu starker Wellenbewegungen.
Wellenpendel nach Anspruch 6 + 7 + 8. dadurch gekennzeichnet, dass bei Stürmen und in Notfällen die Zylinder (-3-) blockiert werden, zerstörende Bewegungen der Pendelmasse werden somit vermieden.
Wellenpendel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, miteinander verbundene, Anlagen hydraulisch oder pneumatisch Energie erzeugen. An einem zentralen Sammelpunkt wird die gesammelte Druckenergie in nutzbare Energie (Strom) umgewandelt.