DE2831742A1

DE2831742A1 - Vorrichtung zur umwandlung der energie von meereswellen in elektrische energie

Info

Publication number: DE2831742A1
Application number: DE19782831742
Authority: DE
Inventors: Klaus Prof Dr Wagener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1980-02-07

Description

"Vorrichtung zur Umwandlung der Energie
von Meereswellen in elektrische Energie" Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung der Energie von Meereswellen in elektrische Energie, bei der durch die Wellen Teile relativ zueinander hin- und herbewegt werden, wobei an dem einen Teil Spulen und an dem anderen Teil Magnete befestigt sind, die sich in dem Magnetfeld der Spulen hin- und herbewegen.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (GB-PSen 1 271 490 und 1 316 950) sind einige Spulen und einige Magnete vorgesehen; in den Ausführungsbeispielen maximal 6. Die Energie, die mit diesen Vorrichtungen erzeugt werden kann, liegt bei maximal 50 W.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Vorrichtung derart auszubilden, daß sie wesentlich mehr Energie liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sehr viele Spulen und sehr viele Magnete, vorzugsweise jeweils mehr als 50 pro Tonne, vorgesehen sind.
Auf diese Weise wird das Verhältnis der elektrischen Leistung zum Volumen der Vorrichtung wesentlich größer als bei den bekannten Vorrichtungen.
Weiterhin ist es zweckmässig, wenn mehrere oder alle Spulen in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise erhält man entsprechend hohe Spannungen, was für die Übertragung der elektrischen Energie über größere Strecken vorteilhaft ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen: Abb. 1 ein Induktionssystem; Abb. 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung; Abb. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung; Abb. 4 eine dritte Ausführungsform der- Erfindung und Abb. 5 eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
Die h Abb. 1 dargestellte Induktionseinheit besteht aus mehreren Kernen 1, die jeweils von einer Spule 2 umwickelt sind, und einer Stange 3, die mit Magneten 4 bestückt ist und in den Spalten 5 der Kerne 1 hin- und herbeweglich-ist.
-Abb. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Diese besteht aus einem auf der Wasseroberfläche 6 schwimmenden Körper 7, der über ein Seil 8 am Meeresboden verankert ist und aus einem vertikal orientierten Zylinder 9 und einem diesen umgebenden Ring 10 besteht. Im Zylinder 9 befinden sich die Induktionsspulen, z.B. solche gemäß der in Abb. 1 dargestellten Art. Der in Richtung der Längsachse von 9 bewegliche Stab 11 trägt die Magnete und ist mittels einer Spiralfeder an 9 gehalten. Ein Prallblech 12 bewirkt, daß der Stempel 11 den Bewegungen des schwimmenden Körpers 7 kaum folgt.
Abb. 3 zeigt eine vollständig geschlossene Ausführungsform, bei der eine schwere Masse 13 drei Freiheitsgrade besitzt. Sie ist über vier Federn 14 augehängt, wobei die äußeren Enden dieser Federn die Eckpunkte eines Tetraeders bilden. Der die Masse 13 umgebende Schwimmkörper kann irgendeiile zweckmässige Gestalt haben.
Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Schwimmkörper Leitwände 15 aufweist. Eine solche Vorrichtung kann (auch) auf Drehmomente ansprechen, die in der Nähe von auftreten können.
Abb. 5 zeigt eine Ausführungsform, die aus einem Gehäuse 16 und hin- und herbeweglichen Wänden 17 besteht. Diese Vorrichtung spricht auf Änderungen des Druckes an. Ihre Längsachse ist senkrecht zur Wellenfortpflanzungsrichtung orientiert. Sie befindet sich vorzugsweise in einer Tiefe von etwa 5 - 8 m unter der mittleren Wasseroberfläche. Im Innern der Vorrichtung befinden sich viele Induktionseinheiten, beispielsweise solche, wie sie die Abb. 1 zeigt, und Druckluft. Die Wände 17 sind über Rollmembranen 18 mit dem übrigen Teil des Gehäuses verbunden. Da bei gleicher Wasserdruckzunahme die von den Wänden 17 zurückgelegten Wegstücke kürzer wein, ist es zweckmässig, den Energieentzug, insbesondere die Zahl der Windungen, pro Spule nach innen größer werden zu lassen.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Vorrichtung zur Umwandlung der Energie von Meereswellen in e ektrische Energie, bei der durch die Wellen Teile relativ zueinander hin- und herbewegt werden, wobei an dem-einen Teil Spulen und an dem anderen Teil Magnete befestigt sind, die in den Spulen Induktionsströme erzeugen, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß sehr viele Spulen (2) und sehr viele Magnete (4) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß mehr als 50 Spulen (2) und Magnete (4) pro Gewichtstonne vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß mehr als 100 Spulen (2) und Magnete (4) pro Gewichtstonne vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in Bewegungsrichtung viele vorzugsweise hufeisenförmige, mit einer Spule (2) umwickelte Kerne (1) vorgesehen sind und daß eine Stange (3) angeordnet ist, die sich in allen Wirkbereichen der Kerne (1), insbesondere allen Spalten (5) befindet und mit Magneten (4) bestückt ist, deren Abstände vorzugsweise gleich den Abständen der Kerne (1) sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß mehrere Einheiten dieser Art nebeneinander angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere oder alle Spulen (2) elektrisch in Reihe liegen.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Magnete Elektromagnete sind, deren Erregerstrom vom erzeugten Strom stammt.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das eine Teil ein auf der Wasseroberfläche schwimmender erster Körper (7) und das andere Teil ein gegenüber den Schwingbewegungen des ersten Körpers (7) gehemmter zweiter Körper (11) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der erste Körper (7) über ein Seil (8) od. dgl. am Meeresgrund verankert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der zweite Körper (11) ein in dem ersten Körper (7) (etwa) vertikal beweglicher, nach unten aus diesem herausragender Stempel (11) ist, der unterhalb des ersten Körpers (7) eine senkrecht zu der Stempellängsachse orientierte Platte (12) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß der erste Körper (7) aus einem Ring (10) und einem Zylinder (9) besteht, in dem sich die Induktionseinheit befindet und in den der Stempel (11) ragt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der zweite Körper eine in dem ersten Körper befindliche schwere Masse ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die schwere Masse federnd in dem ersten Körper aufgehängt ist und die Einheit, bestehend aus Spule(n) und Magnetkern(en) als Dämpfer wirkt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k ein n -z e i c h n e t , daß die schwere Masse einen Freiheitsgrad hat.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die schwere Masse t13) drei Freiheitsgrade hat.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die schwere Masse (13) über vier Federn (14) aufgehängt ist, deren äußere Enden die Eckpunkte eines Tetraeders bilden.
8-17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das eine Teil ein auf Drehmomente ansprechender Körper ist, der insbesondere außen Leitwände (15) aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h -- IÄ+ rii n e t , daß aeelte Korper am Meeresgrund drensicner verankert ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der zweite Körper eine in dem ersten Körper drehbar gelagerte schwere Masse ist.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Ausnutzung sowohl von Kräften als auch von Momenten sich zwischen Körper und schwerer Masse ein Rahmen od. dgl. befindet, wobei der Rahmen od.dgl. in dem ersten Körper und die schwere Masse in dem Rahmen od.dgl. federnd und gedämpft aufgehängt ist und entweder der erste Körper gegenüber dem Rahmen od.dgl.

translatorische Bewegungen und der Rahmen od.dgl. gegenüber der schweren Masse Drehbewegungen vollführen kann oder umgekehrt.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das eine Teil ein unter Wasser befindlicher, primär in Wellenfortpflanzungsrichtung sich erstreckender, am Meeresgrund verankerter, durch die Druckänderungen in horizontaler Richtung hin- und herbewegter Körper und vorzugsweise das andere Teil eine in diesem befindliche schwere Masse ist.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teile Wandstücke (17) eines auf Druck volumenveränderlichen, unter Wasser befindlichen, vorzugsweise auf dem Meeresgrund befindlichen Behälters (16) sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Behälter (16) zwei vertikal orientierte, einander gegenüberliegende, vorzugsweise starre Wandstücke (17) als die relativ zueinander beweglichen Teile aufweist, wobei die Verbindungslinie dieser Wandstücke (17) senkrecht zur mittleren Wellenfortpflanzungsrichtung liegt und der übrige Teil vorzugsweise ein schwerer Rohrkörper, z.B. aus Beton, ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die starren Wandstücke (17) über Rollmembranen (18) als Dichtungselemente mit dem übrigen Teil des Behälters (16) verbunden sind.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wandstücke (17) gegen im Innern des Behälters (16) befindliche(s) Druckgas, insbesondere Druckluft, und/oder (eine) Feder(n) arbeiten.
26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Energieentzug, insbesondere die Zahl der Windungen, pro Spule nach innen zunimmt.
27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 26, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Aggregat, welches den Gezeiteneinfluß kompensiert.