DE2324994A1

DE2324994A1 - Wasserkraftanlage

Info

Publication number: DE2324994A1
Application number: DE2324994A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Weiss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-15
Filing date: 1973-05-15
Publication date: 1974-11-28

Description

Wasserkroftanlage Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage, bei welcher der Wellengang großer Gewässer, insbesondere die Meeresbrandung, zur Gewinnung elektrischer Energie ausgenutzt wird.
Die bekannten derartigen Anlagen, deren besondere Bedeutung in einer billigen und sauberen Form der Energiegewinnung zu sehen ist, sind meist im Brandungsbereich der Küste als festeingebaute, also örtlich gebundene Anlagen ausgefuhrt. Dies hat den grundsätzlichen Nachteil, daß jede Anlage an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden muß, also als Sonderanfertigung hergestellt werden muß, bei welcher nur wenige Serien-Teile verwendbar sind. Außerdem entstehen bei den ortsfesten Anlagen durch die erschwerten Bau und Fundamentierungsarbeiten besonders hohe Kosten, welche die Wirtschaftlichkeit u. U. in frage stellen können.
Diese ungunstigen Umstände fUhrten bisher dazu, daß verholtnismäßig wenig derartige Anlagen existieren, so daß das große Energieangebot der Meereswellen noch völlig ungenügend ausgenützt wird. In Anbetracht des steigenden Energiebedarfs und der Erfordernisse der Umwelt-Reinhaltung besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, eine Wasserkraftanlage der erwähnten Art zu schaffen, bei welcher eine größere Freizügigkeit bei der Auswahl des Standorts möglich ist und welche weitgehend serienmäßig herstellbar ist. Außerdem werden noch weitere bauliche und funktionelle Verbesserungen angestrebt.
Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe bei einer Wellenkraftanlage der behandelten Art dadurch gelöst, daß die komplette Anlage auf einer schwimmenden, verankerbaren, Plattform angeordnet ist, wobei in Richtung der Wellenbewegung einsetzbare Speichervorrichtungen vorgesehen sind, welche ein Einströmen des Wassers in einen oder mehrere Behälter ermöglichen und ein Zurückströmen verhindern, so daß sich fUr die Speisung der Wasserkraftmaschinen ständig ein Wasservorrat bildet, dessen Niveau höher liegt als das Außenwasser.
Eine deartige Anlage läßt sich mit ihren einzelnen Bauteilen weitgehend typisieren, wodurch die Fertigung, Montage und Wartung vereinfacht werden. Außerdem können je nach Standort mehrere Anlagen zu einer Gruppe gekoppelt werden, welche nach Bedarf verkleinert oder vergrößert werden kann. Auch ist es möglich, die einzelnen Anlagen nach der von den Wellen bevorzugten Richtung auszurichten; was z.B. durch Fern- oder Eigensteuerung einer Rudereinrichtung möglich ist, so daß eine optimale Ausnützung des Wellenganges gewährleistet ist.
Da bei derartigen Anlagen angestrebt wird, mit möglichst geringem Wartungsaufwand auszukommen, schlagt die Erfindung besonders ausgebildete Speichervorrichtungen vor, bei welchen eine selbsttätige pumpenshnliche Wirkung zum FUllen des Speicherbehälters erreicht wird.
Eine -bevorzugte Einrichtung für diesen Zweck ist erfindungsgemdß dadurch gekennzeichnet, daß die anströmseitige Behälteröffnung mit einer oder mehreren, vorzugsweise vertikalen, Klappen verschlossen ist, welche durch die kinetische Energie der Wellen im Einströmsinne sich öffnen und beim ZurUckgehen der Energie sich selbsttätig schließen.
Eine andere Möglichkeit für eine selbsttötige Speicherwirkung besteht erfindungsgemäß darin, daß der behälter anströmseitig mit einer Prallfläche versehen ist, welche in strömungsgunstiger Form soweit schrug nach oben verläuft daß dasbewegte Wasser Uber die obere Kante der Prollflöche in den Behälter abfällt.
Dieser Vorschlag hat den Vorteil, daß hier die beweglichen Klappen entbehrlich sind, wodurch die Betriebssicherheit erhöht-ist. Andererseits muß jedoch in Kauf genommen werden, daß der Speichereffekt etwas geringer ist, als bei der vorgeschlagenen Ausfuehrung mit Klappen, welche wie Einwegventile wirken.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Zeichnung erläutert, in welcher Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Es zeigen Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Anlage, Fig. 2 eine andere Speichervorrichtung im Längsschnitt, Fig. 3 die teilweise Ansicht der Fig. 2 in Pfeilrichtung A, Fig. 4 den Grundriß einer Dreiergruppe.
Die erfindungsgemäße Anlage besteht im Prinzip aus einem Schwimmkörper 1, welcher in bekannter Weise an verschiedenen Stellen mit, nicht näher dargestellten, Ankereinrichtungen versehen ist. Auf dem Schwimmkörper ist ein Speicherbehölter 2 angeordnet, der anströmseitig mit einer Prallfläche 3 versehen ist.
Das im wesentlichen aus einer Wasserkraftmaschine bzw. Turbine 4 und einem Stromerzeuger 5 bestehende Energie-Aggregat ist am abströmseitigen Ende des Schwimmkörpers angebaut und völlig eingekapselt.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel verläuft die-Prallfläche 3 in strömungsgunstiger WeiseFchrdg nach oben. Die Höhe ist nach Erfahrungswerten so bemessen, daß ein wesentliches Volumen der an der Prallfldthe aufsteigenden Wellen Uber die obere Kante in den oben offenen Speicherraum gelangt. Durch entsprechende Auslegung des Querschnitts des zur Wasserkraftmaschine 4 fUhrenden Kanales 6 kann eine gewisse Gleichförmigkeit bzw. Kontinuitat der Baufschlagung des Turbinenrades erreicht werden0 Der erzeugte Strom wird dem Verbraucher zweckmäßig über eine Stromspeicheranlage zugefUhrt, welche von mehreren Wasserkraftanlagen der beschriebenen Art gespeist wird.
Das Wasser fließt durch die Oeffnung 7 in einen Bereich der Wasserfläche, in welchem keine störenden Wellenbewegungen vorhanden sind.
Durch die erfindungsgemöße Anordnung von Schutzwönden 8 (Fig. 4) kann noch eine bessere Wasserberuhigung indiesem Bereich erreicht werden.
Bei dem Ausführunysbeispiel nach Fig0 2 und 3 ist die Prallfläche 3 mit Öffnungen 10, 11, 12 versehen, welche durch Klappen 13 verschlossen sind. Letztere sind schwenkbar in Lagern.14 geführt und werden durch die kinetische Energie der Wellen nach innen geöffnet, so daß das Wasser in den Speicher 2 strömen kanne Sobald der Wasserdruck einen gewissen unteren Wert erreicht hat, schließen die Klappen selbsttätig, wobei die Schließkraft, z,B. durch in den Lagern 14 eingebaute Dreh federn und/oder durch den inneren Wasserüberdruck ausgeübt wird. Zur guten Abdichtung können die Klappen mit Dichtleisten 15 versehen sein0 Bei dieser Ausführung wirken die Klappen 13 als Einweg-Ventile, so daß eine Pumpwirkung vorhanden ist, durch welche eine größere Gefallhöhe im Speicher gegenUber der Ausfuehrung nach Fig. 1 erreichbar sein dUrfte. Dabei ist auch eine Kombination der in Fig. 1 bzw. Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungen denkbar, wobei der obere Teil der Prallwand bei Figur 1 mit einer Klappe (s. 13, Fig. 2) versehen ist, so daß auch bei niedrigeren Wellen eine FUllwirkung vorhanden ist.
Um mögliche Störungen durch Eindringen von Unrat usw. zu vermeiden, können vor die Öffnungen in der Prallwand Schutzgitter 16 angeordnet werden.
In Fig. 4 ist eine Gruppe von drei Anlagen gezeigt, wobei jeder Speicherbehdlter 2 ein Stromaggregat 4, 5 speist. Erfindungsgemaß ist die Gruppe auf der Anströmseite mit Leitwänden 17 versehen, wodurch der erfaßbare Wellenbereich vergrößert wird.
Um einen störungsfreien Abfluss des aus den Turbinen kommenden Wassers zu gewährleisten, ist erfindungsgemaß die Anlagengruppe mit den schon erwdhnten Schutzwanden 8 versehen, die den Abflußbereich gegen den seitlichen Wellengang abschirmen.
Außerdem ist in Fig. 4 sichtbar, daß es zweckmäßig ist, den Schwimmkörper 1,im Interesse einer stabilen Schwimmlage und eines ausreichenden Auftriebs bei gefUllten Behditern,jeweils wesentlich breiter als den Speicherbehälter 2 auszubilden.

Claims

AnsprUche

1. Wasserkraftanlage, bei welches der Wellengang großer Gewässer, insbesondere die Meeresbrandung, zur Gewinnung elektrischer Energie ausgenützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die komplette Anlage auf einer schwimmenden, verankerbaren, Plattform (1) angeordnet ist, wobei in Richtung der Wellenbewegung einsetzbare Speichervorrichtungen (2,3) vorgesehen sind, welche ein Einströmen des Wassers in einen oder mehrere Behälter ermöglichen und ein Zuruckströmen verhindern, so daß sich fUr die Speisung der Wasserkraftmaschinen ständig ein Wasservorrat bildet, dessen Niveau höher liegt als das Außenwasser.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anströmseitige Behälteröffnung mit einer oder mehreren, vorzugsweise vertikalen, Klappen (13) verschlossen ist, welche durch die kinetische Energie der Wellen im Einströmsinne sich öffnen und beim Zurückgehen der Energie sich selbsttätig schließen.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter anströmseitig mit einer Prallfläche (3) versehen ist, welche in strömungsgunstiger Form soweit schräg nach oben verläuft, daß das bewegte Wasser über die obere Kante der Prallfläche in den Behälter abfällt.

4. Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behälter anströmseitig mit Leitwänden (17) versehen ist, welche einen trichterförmigen Einströmraum bilden.

5. Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bzw. eine Behöltergruppe abströmseitig mit seitlichen Schutzwönden (8) gegen den Wellengang versehen ist.