DE3200252A1

DE3200252A1 - The floating fluid-flow power station (energy conversion of the tide flow and unilateral flow into another form of energy by means of the floating fluid-flow power station)

Info

Publication number: DE3200252A1
Application number: DE19823200252
Authority: DE
Inventors: Hubertus 5100 Aachen Jagusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-07
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1983-12-29

Abstract

Published without abstract.

Description

Das StrömungskraftwerkThe flow power plant

( Umsetzung von Strömungen /Wasserströmungen/ mittels eines schwimmenden Strömungskraftwerkes in eine andere Energieform ) Beschreibung Einleitung: Der Gegenstand der Erfindung soll Wasserströmungen, wo möglich, in nutzbare Energie umsetzen.(Implementation of currents / water currents / by means of a floating Flow power plant into another form of energy) Description Introduction: The subject The aim of the invention is to convert water currents into usable energy where possible.

Der Gegenstand der Erfindung soll hauptsächlich zur Umsetzung von Gezeitenströmungen eingesetzt werden; er kann aber auch, bei entsprechenden Voraussetzungen, z.B. in flüssen zum Einsatz kommen.The object of the invention is mainly intended to implement Tidal currents are used; but he can also, with the appropriate conditions, e.g. used in rivers.

Die schwimmende Form wurde gewählt, weil sie erheblich billiger als eine feste Form ist, weil sie mobil ist und weil sie keinen tiefgreifenden Einfluß auf die Meeresökologie mit sich bringt, Stand der Technik: Die bis jetzt geplanten St-römungskraftwerke sind fest, also nicht schwimmfähig, außerdem sind sie so konzipiert, das sie die direkte Strömung umsetzen und diese nicht manipulieren.The floating form was chosen because it is considerably cheaper than is a fixed form because it is mobile and because it does not have a profound impact on marine ecology, state of the art: those planned so far St Roman power plants are solid, so they cannot float, and they are designed to that they implement the direct current and not manipulate it.

Mängel Die bisherigen Konzeptionen sind fest und werden daher nach einiger Zeit durch Versanden ect unbrauchbar, oder es müssen teure Baggerarbeiten durchgeführt werden. Feste Konzeptionen behindern die Schifffahrt und verändern in starkem Maße die Umwelt.Defects The previous conceptions are firm and are therefore following unusable for some time due to sanding ect, or expensive dredging work has to be carried out be performed. Fixed concepts impede and change shipping to a large extent the environment.

Sie sind nicht " Wiederverwendbar II.They are not "Reusable II.

Aufgabe: Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde: 1. Umsetzung der Gezeitenströmunsenergie in eine Gebrauchsenergieform.Task: The invention is based on the following tasks: 1. Implementation the tidal current energy into a use energy form.

2. Umsetzung der Wasserströmungsenergie in eine Gebrauchsenergieform.2. Conversion of the water flow energy into a form of energy for use.

3. Herstellung eines künstlichen Gefälles zur Maximierung der Umsetzung.3. Creating an artificial slope to maximize implementation.

4. Die Möglichkeit zu wirtschaftlich relevanter Umsetzung der Gezeitenenergie auch bei relativ geringem Tidenhub.4. The possibility of economically relevant implementation of tidal energy even with a relatively low tidal range.

5. Die Schaffung einer echten Alternativenergie ohne einschneidende Umweltbelastung.5. The creation of a real alternative energy without incisive Ecological damage.

6. Die Möglichkeit einer nationalen Energieversorgung ohne Abhängigkeit von außerterritorialen Energieträgern.6. The possibility of a national energy supply without dependence of extra-territorial energy sources.

7. Die Umsetzung natürlich vorhandener und unerschöpflicher Energie die zudem noch kostenlos zur Verffioung steht.7. The implementation of naturally available and inexhaustible energy which is also available free of charge.

Lösung 1. Vorwort 2. Grundprinzip 3. Berechnung der jeweils maximalen Umsetzung 4. Die schwimmende Umsetzungseinheit 5. Standortbestimmungen 6. Größenordnungen 7. Sonstige Anwendungsmöglichkeiten 8. Staatspolitische Aspekte 9. Nachsatz Vorwort: Gezeitenströmung ist eine Naturkraft seit Urzeiten, sie ist weitgehend, bis auf Ausnahrnen und geringe Schwankungen, konstat-und witterungs- und jahreszeitlich unabhängig, ist immer vorhanden, unerschöpflich und kostenlos.Solution 1. Foreword 2. Basic principle 3. Calculation of the maximum Implementation 4. The floating implementation unit 5. Location determinations 6. Scales 7. Other possible applications 8. State political aspects 9. Postscript Foreword: The tidal current has been a force of nature since ancient times, it is largely, except for External and minor fluctuations, constant, weather and seasonal independent, always available, inexhaustible and free.

Flußwasserströmungen sind nich ganz so gleichmäßig, aber die durchgeführten Regulierungen der Flüsse lassen doch eine gewisse Konstanz erwarten.River water currents are not quite as steady, but the ones carried out are Regulations of the rivers suggest a certain constancy.

Wenn man davon absieht, daß die Anlagen zur Umsetzung optische Unschönheiten sein können, so wird doch die Umwelt in keiner Weise belastet.If you disregard the fact that the systems to implement optical imperfections can be, the environment is not polluted in any way.

Auf Dauer wird die umgesetzte Energie wesentlich billiger sein, als bisher.In the long run, the converted energy will be much cheaper than until now.

Hinzu kommt, daß durch din Betrieb dieser Anlagen mittelbarer Umweltschutz betrieben wird, da ein Teil der sonst hinzukommenden Emissionen wegfallen wird.In addition, there is indirect environmental protection through the operation of these systems is operated, as part of the emissions that would otherwise be added will be eliminated.

Grundprinzip: Die wirtschaftliche Umsetzung von Wasserströmungkraft hängt im Wesentlichen von der zur VerfiJgung stehenden Wa.,ermenge und der Strömungsgeschwindigkeit ab.Basic principle: The economic implementation of water flow force depends essentially on the amount of water available and the flow velocity away.

Die zu lösende Aufgabe war also, die vorhandenr2 Strömung so zu manipulieren, daß eine wirtschaftliche Umsetzung möglich ist.The task to be solved was to manipulate the existing flow in such a way that that an economic implementation is possible.

Gesamtmenge zur Umsetzung gebraucht wird.Total amount is needed for implementation.

Schließt man nun diese Teilmenge der.Strömunt: ein, sodaß sie nicht mehr seitlich ausweichen kann, so ist diese Teilmenge umsetzbar.If one now includes this subset of the .strömunt: so that it does not can move laterally, this subset can be implemented.

Wichtig dabei ist, daß die eingeschlossene Masse oder Teilmenge vor dem Umsetzpunkt mindestens der umzusetzenden Energiemenge entspricht, da sonst ein Rückstau entstehen würde.It is important that the enclosed mass or part of it is present the conversion point corresponds to at least the amount of energy to be converted, otherwise a Backwater would arise.

Die umsetzbare Energiemenge entspricht der Kraft, die der Strömung senkrecht entgegengesetzt wird.The convertible amount of energy corresponds to the force of the flow is perpendicularly opposed.

Berechnung der jeweils maximalen setzung: Es ist nur die Kraft umsetzbar, die ich der Strömung als statische Kraft entgegensetze, d.h.Calculation of the maximum settlement in each case: Only the force can be implemented which I oppose the flow as a static force, i.e.

wird einer Strömung von 1 m/sek ci n Widerstnd von der Fläche von 2 1 m senkrecht entgegengesetzt, so beträgt die Kraft, die der Strömung entgegengesetzt werden muß um den Widerstand in seiner Stellung zu halten: 1 m = 1.ooo kg x 9 ( 9,81 -m-2 ) x 1 m 5 | = ca. 1o.ooo Wattos Jeder m2, den ich der Strömung entgegensetze, würde also maximal eine umsetzungsfähige Kraft von 10,KW/s ergeben.becomes a flow of 1 m / sec ci n resistance from the area of 2 1 m vertically opposite, then the force is opposite to the flow must be to keep the resistance in its position: 1 m = 1.ooo kg x 9 ( 9.81-m-2) x 1 m 5 | = approx. 1o, ooo Wattos every m2 that I oppose the current, would therefore result in a maximum of 10. KW / s that can be implemented.

Dieses stimmt natürlich nur, solange die Strömungsgeschwindigkeit 1 m/s beträgt.Of course, this is only true as long as the flow velocity 1 m / s.

Die schwimmende Umsetzungseinheit: a) Der Schwimmkörper b) Die Strömungsrohre c) Der Strömungsschacht d) Der Umsetzungsmechanismus Der Schwimmkörper besteht aus einem schiffähnlichen Gebilde, nur, daß er entsprechend dem Zweck dimensioniert ist.The floating conversion unit: a) The floating body b) The flow tubes c) The flow shaft d) The transfer mechanism The float consists of a ship-like structure, only that it is dimensioned according to the purpose is.

Er ähnelt einem großen "Flachbodenschiff't und ist mit Wassertrimmtanks ausgestattet, damit eine horizontale Large gewährleistet werden kann. Der Schwimmkörper muß außerdem die Umsetzungsgerätschaften und sonstiges aufnehmen.It resembles a large "flat-bottomed ship" and is equipped with water trim tanks equipped so that a horizontal large can be guaranteed. The float must also include the implementation equipment and other.

Die Strömungsrohre, es sind dieses immer mindestens zwei sind unter dem Schwimmkörper angeordnet.The flow tubes, there are always at least two are under arranged the float.

Das obere Strömungsrohr ist immer das Einlaufrohr, es befindet sich direkt unter bzw. halb im Schwimmkörper.The upper flow pipe is always the inlet pipe, it is located directly under or halfway in the float.

Das untere Strömungsrohr befindet sich mehrere Meter unter dem oberen Strömungsrohr, aber genau parallel zu diesem.The lower flow tube is several meters below the upper one Flow tube, but exactly parallel to this.

Pas untere Strömungsrohr besteht aus zwei ineinandergeschobenen Rohren, einmal ein Durchgangsströmungsrohr und zum Anderen aus einem abgeschlossenen Rohr, beide haben einen gemeinsamen Ausgang (Ausfluß).The lower flow tube consists of two tubes pushed into one another, on the one hand a through flow pipe and on the other hand from a closed pipe, both have a common outlet (outflow).

Die Dimensionierung der Strömungsrohre kann aufgrung unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten ( z.B. Oberflächenströmung = Strömung in z.B. 1o m Tiefe = x + )recht verschieden sein.The dimensions of the flow tubes can be different Flow velocities (e.g. surface flow = flow in e.g. 10 m depth = x +) can be quite different.

Wichtig ist, daß der Ausfluß des unteren Strömungsrohres in Relation zum oberen Einfluß und unteren Durchfluß steht.It is important that the outflow of the lower flow tube in relation to the upper inlet and lower flow.

d.h. z.B.: Obere Strömungsgeschwindigkeit 1 m/s , Querschnitt oberes Strö-2 mungsrohr 1 m , untere Strömungsgeschwindigkeit 2 m/s, querschnitt unteres Durchgangsrohr 1 m ; so muß der Ausfluß einen Gesamtquerschnitt von =4lf m2 haben, damit sich die Wassermengen ausgleichen.i.e. e.g .: upper flow velocity 1 m / s, cross section upper Flow tube 1 m, lower flow velocity 2 m / s, cross section lower Through pipe 1 m; so the outflow must have a total cross-section of = 4lf m2, so that the amounts of water balance each other out.

Es wurde weiter gesagt, die eingeschlossene Wassermenge muß mindestens der Umsetzung im Vorlauf entsprechen, d.h.It was further said that the amount of water enclosed must be at least correspond to the implementation in advance, i.e.

bei einer gewollten Umsetzung von lo KW/s muß die vor dem Umsetzpunkt eingeschlossene Wasser-menge also mindestens 1.ooo kg betragen.with a desired conversion of lo KW / s, the must before the conversion point The amount of water enclosed should therefore be at least 1, ooo kg.

Der Strömungsschacht verbindet das obere und das untere Strömungsrohr und stellt ein künstliches Gefälle her, das die Umsetzung weitgehend optimiert.The flow shaft connects the upper and lower flow tubes and creates an artificial gradient that largely optimizes implementation.

Je länger bzw je tiefer der Strömungsschacht aufgrund der vorhandenen Wassertiefe sein kann, je mehr Kraft kann umgesetzt werden.The longer or deeper the flow shaft due to the existing Water depth can be, the more force can be implemented.

Zwischen dem Schwimmkörper mit dem oberen Strömungsrohr, entlang dem Strömungsschacht und dem unteren Strömungsrohr sind Stabilisierungsflächen angebracht, diese verbessern erstens die statische Festigkeit und halten zweiten die gesamte Apparatur immer optimal zur Strömung.Between the float with the upper flow tube, along the Stabilization surfaces are attached to the flow shaft and the lower flow pipe, these improve firstly the static strength and secondly keep the whole Apparatus always optimal for the flow.

Die schwimmende Umsetzungseinheit wird mittels Anker und Ketten an ihrem Platz gehalten.The floating transfer unit is attached by means of anchors and chains held in place.

Standortbestimmungen: Als Standorte eignen sich alle Orte, wo eine relativ große Wassermasse mit möglichst hohen Strömungsgeschwindigkeiten umgesetzt Zur Umsetzung der Gezeitnströmungskraft eignen sich Standorte zwischen den Ost- und Nordfriesischen Inseln hervorragend, da hier zum Teil sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten.Location determinations: All locations are suitable as locations where a Relatively large mass of water implemented with the highest possible flow velocities To the Implementation of the tidal current are suitable locations between the east and The North Frisian Islands are excellent, as there are sometimes very high currents here appear.

Ein optimaler Standort wäre z.B. zwischen Amrum und.Sylt, Für ein Strömungskraftwerk in einem Fluß muß hier Einiges vorgerichtet werden.An optimal location would be between Amrum and Sylt, for one A flow power plant in a river has to be prepared a lot here.

Größenordnungen: Zur Größenordnung eines Strömungskraftwerkes ist grundsätzlich zu sagen, daß die Dimensionierung weitgehend vom Standort abhängt.Orders of magnitude: The order of magnitude of a flow power plant is basically to say that the dimensioning largely depends on the location.

Wenn ich nun das Optimale zwischen Amrum und Sylt aufgreife und den Schwimmkörper in etwa in der Größe eines Tankers dimensioniere, also ca. 300 m x 5o m , und nun eine Arbeitstiefe von ca.If I now pick up the best between Amrum and Sylt and the Dimension the float roughly the size of a tanker, i.e. approx. 300 m x 50 m, and now a working depth of approx.

lo - 15 m annehme, so könnte ca. loo MW Leistung erreicht werden.Assuming lo - 15 m, approx. loo MW output could be achieved.

Sonstige Anwendungsmöglichkeiten: Das Prinzip könnte als Zusatz zu Staudammkraftwerken eingesetzt werden.Other possible uses: The principle could be added to Dam power plants are used.

Wenn man nur die Grundidee nimmt, so könnte daraus ein automatischer Wasserbelüfter entstehen mit zusätzlicher Verquirlung.If you only take the basic idea, it could become an automatic one Water aerators are created with additional whirling.

Staatspolitische Aspekte: Die staatspolitischen Aspekte sind offensichtlich. Energiepolitisch stellt das Strömungskraftwerk eine optimale Lösung dar, schon allein daher, daß es ohne fremden Energieträger betrieben werden kann. Arbeitspolitisch wird ein großes Arbeitsvolumen vorgegeben.State political aspects: The state political aspects are obvious. In terms of energy policy, the flow power plant is an optimal solution, if only by itself therefore, that it can be operated without any other energy source. Labor policy a large volume of work is given.

Nachsatz: Die Konzeption dieses Strömungskraftwerkes stellt für die Energiewirtschaft einen großen Schritt nach vorn dar.Postscript: The conception of this flow power plant represents for the Energy industry is a big step forward.

Diese Konzeption verringert etwas die Energir- und die Umweltsorgen.This conception somewhat reduces energy and environmental concerns.

Ich glaube mit dem Strrirllurlgskraftwerk einen wesentlichen Fortschritt für das Energiewesen gefunden zu haben.I believe that the Strirllurlgskraftwerk is a major step forward to have found for the energy being.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. The conception of the floating flow power plant.

2. The conception for manipulating the flow, characterized in that that by top and bottom pipes, connected by a downpipe, an artificial slope will be produced.

3. The conception of an automatic water fan as a by-product the main design.