DE3001732A1

DE3001732A1 - Vorrichtung zur erzeugung von elektrischer energie

Info

Publication number: DE3001732A1
Application number: DE19803001732
Authority: DE
Inventors: Jack Evans Edgmont Holbury St. Mary Surrey Thompson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-18
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE3001732C2

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie" Die Erfindung betrifft die Erzeugung von elektrischer Energie und insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung, die weder sich bewegende Teile noch übliche Brennstoffe benötigt und die relativ billig zu betreiben ist.
Gemäß der Erfindung wird die Fähigkeit von Seewasser elektrochemisch mit zahlreichen Materialien zu reagieren benutzt und infolgedessen eine ozeanische Anlage geschaffen, die als eine riesige Batterie mit der See als Elektrolyt und einer Vielzahl von Elektroden wirkt, die mechanisch und elektrisch in Form einer schwimmenden Zellenkonstruktion miteinander verbunden sind, die am Meeresboden verankert und isoliert ist, um Potentialverluste durch Leitung zu verhindern.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen; Fig. 1 eine Ansicht einer Reihe von elektrischen Zellen, die Teile der schwimmenden Batterie darstellen, die am Meeresgrund verankert ist; Fig. 2 eine Ansicht auf zwei Reihen elektrischer Zellen und eine äußere Ableitungsverbindung; Fig. 3 und 4 eine Ansicht elektrischer Zellen, die verschiedene Formen von Elektroden haben; Fig. 5 eine Ansicht auf Teile von zwei aneinander gekuppelten Elektroden einer elektrischen Zelle und Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch die in Fig. 5 veranschaulichten Teile.
In Fig. 1 ist eine schwimmende Zellenkonstruktion der Batterie und deren Befestigung am Meeresboden 1 durch Anker 2 an der gewünschten Stelle dargestellt, wobei die Ankerketten 3,die sich in alle Richtungen um die Zellenkonstruktion herumerstrecken, Isolatoren 4 einer Größe umfassen, die in der Lage ist, Potentialverluste durch Leitung längs der Ketten 3 zu verhindern.
Jede Zelle 5 der Batterie umfaßt eine obere Elektrodeneinheit 6, die so angeordnet ist, daß sie an oder direkt unterhalb der Oberfläche 7 des Wassers schwimmt, und eine untere, etwas schwerere Elektrodeneinheit 8, die durch Träger 9, die Isolatoren 10 umfassen, an der oberen Einheit aufgehängt ist. Die oberen Einheiten 6 sind vorzugsweise alle in der gleichen Ebene angeordnung und sind schwenkbar durch in der Zeichnung nicht dargestellte, Isolatoren umfassende Einrichtungen miteinander verbunden, um diese Einheiten in die Lage zu versetzen, sich relativ zueinander in Abhangigkeit von der Bewegung der See zu bewegen. Die einzelnen Zellen 5 der Batterie sind durch Kabel 11 elektrisch in Reihe geschaltet, wobei jedes der Kabel 11 die untere Elektrodeneinheit 8 einer Zelle mit der oberen Elektrodeneinheit e der nächsten Zelle 5 verbindet.
Jede einzelne Zelle 5 kann eine elektromotorische Kraft von etwa 2 Volt haben und einen Bereich von etwa 33,5 gm in Anspruch nehmen, so daß eine 100 Volt Batterie eine Kraft in der Größenordnung von 5 Megawatt erzeugt und aus 50 Zellen besteht, die in 10 Reihen angeordnet sind, die je 5 Zellen in jeder Reihe haben, wobei die 50 Zellen einen Gesamtbereich von etwa 167 qm in Anspruch nehmen, vorzugsweise einen rechteckigen Bereich von etwa 91,4 x 1,83 m.
Der Potentialunterschied-zwischen benachbarten Zellen 5 ist gering und infolgedessen ist der Neutronenausflußverlust klein.
Darüber hinaus sind die Zellen 20, zwischen denen eine relativ große Potentialdifferenz vorhanden ist und von denen über die Kabel 19 (Fig. 2) Kraft abgenommen wird, soweit voneinander entfernt, daß der Neutronenausflußverlust minimal ist.
Jede Elektrodeneinheit 6 und 8 umfaßt eine Elektrode, die aus einem Material besteht oder mit einem Material überzogen ist, das elektrochemisch mit Seewasser reagiert und vorzugsweise die Form einer Platte 12 hat deren Oberflächenbereich durch 3 Anordnung von Rohren # vergrößert ist, die mit einem Ende in Öffnungen in der Platte eingeschweißt sind. Die Platten 12 jeder Zelle können so angeordnet sein, -daß sich ihre Rohre 13 voneinander weg oder gegeneinander erstrecken, wie dies in Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist, wobei Bs im letzten Fall zweckmäßig ist, die einander zugewandten Rohre 14 und 15 ineinander zu schieben, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, wobei konzentrische Abstandsringe 16 aus Isolierwerkstoff zwischengeschaltet sind, die mit Axialbohrungen 17 zum Durchtritt des Elektrolyten versehen sind. In diesem Falle ist der Spalt 18 zwischen den konzentrischen Wänden der einander gegenüberstehenden Rohre 15 extrem kurz und ein Strom von Kühlmedium kann in axialer Richtung durch das innere Rohr 14 des konzentrischen Rohrpaares geleitet werden.
Jede erzeugte Wärme wird normalerweise durch die Bewegung des erwärmten Wassers durch Konvektion durch normale gezeitenbedingte Bewegung des Wassers abgeleitet. Über einen langen Zeitraum könnte ein Gesamtanstieg der Wärme des Wassers vorteilhaft für die Fischhaltung verwendet werden.
Der Gleichstrom kann bei der erzeugten Maximalspannung in Wechselstrom unter Verwendung eines üblichen Einankerumformers oder einer Stromrichtergruppe umgewandelt werden. Da die gesamte Batterie schwimmt, kann der Umformer auf einer der oberen Einheiten 6, oder falls diese unter Wasser gedrückt wird, auf einer Plattform oder einem auf dieser angeordneten Turm montiert sein.
Das Gleichstromkabel kann jedoch auch ans Ufer geführt werden und dort mit einem an Land montierten Umformer verbunder sein.
In diesem Fall kann die gesamte Anlage vollständig untergetaucht und infolgedessen keiner Lufterosion, Wellenwirkung oder anderen Fremdeinwirkungen außer dem tidenbedingten Fluß unterworfen sein, dem durch die Ankerketten 3 entgegengewirkt wird.
Durch die Erfindung wird eine störungsfreie Elektrizitätserzeugungsvorrichtung geschaffen, die insbesondere zur Kraftversorgung von fernen Inseln geeignet ist, wobei die Anlage in geschützten Wassern verankert werden könnte, die nur dem Heben und Senken der Gezeiten und der Dünung der Wasseroberfläche unterworfen sind, die nur eine geringe Wirkung auf eine Anlage von dieser Abmessung haben wird.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1 Ozeanische Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie als eine elektrische Batterie unter Verwendung des eerwassers als Elektrolyt wirkt und eine Vielzahl von individuellen elektrischen Zellen (5) umfaßt, die mechanisch und elektrisch zur Bildung einer schwimmenden Konstruktion miteinander verbunden sind, die am Meeresboden (1) verankert und zur Vermeidung von Potentialverlusten durch Leitung isoliert ist, wobei jede Zelle (5) zwei Elektroden, die mit einem Material beschichtet sind, das elektrochemisch mit dem Seewasser reagiert, und Isoliereinrichtungen (16) umfaßt, die die Elektroden mechanisch in einem Abstand voneinander halten 2. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß jede Zelle (5) eine obere Elektrodeneinheit (6; die an oder direkt unter der Wasseroberfläche (7) schwimmt und eine untere Elektrodeneinheit größeren Gewichtes umfaßt, die an der oberen Elektrodeneinheit (6) aufgehängt ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, d a d u r c-h g e k e n nz e i c h n e t, daß die oberen Elektrodeneinheiten (6) der einzelnen Zellen (5) in einer horizontalen Ebene zur Relativbewegung gegeneinander in Abhängigkeit von der Bewegung der See schwenkbar miteinander verbunden sind.

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h gek e n n z e i c h n e t, daß die Zellen (5) in Reihe elektrisch miteinander durch flexible Kabel (11) miteinander verbunden sind, die sich zwischen der unteren Elektrodeneinheit (8) einer Zelle (5) und der oberen Elektrodeneinheit (6) der nächsten Zelle (5) erstrecken.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Elektrodeneinheit die Form einer Platte (12) hat, die Rohre (13) trägt, die sich im rechten Winkel von der Oberfläche der Platte aus erstrecken.

6. Anlage nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß sich die Rohre (13) einer Elektrodenplatte einer Zelle von den Rohren (13) der anderen Elektrodenplatte der besagten Zelle (5) wegerstrecken.

7. Anlage nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz ei c h n t, daß sich die Rohre (13) einer Elektrodenplatte (12) zu den Rohren (13) der anderen Elektrodenplatte der gleichen Zelle (5) hinerstrecken.

8. Anlage nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e ic h n e t, daß die Rohre (14) einer Elektrodenplatte einer Zelle konzentrisch in den Rohren (15) der anderen Elektrodenplatte (12) der besagten Zelle (5) verschiebbar angeordnet sind.

9. Anlage nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die konzentrisch zueinander angeordneten Rohre (14, 15) durch konzentrische Isolierringe (16) in einem radialen Abstand voneinander gehalten sind, wobei die Ringe (16) Axialbohrungen (17) zum Durchtritt des Elektrolyten längs der Rohre (14, 15) aufweisen.

10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, d a dur c h g e k e nnz e i c h n e t, daß das Innere (14) der konzentrisch angeordneten Rohre (15) für einen Axialfluß eines Kühlmediums durch das Rohr geöffnet ist