DE60014071T2 - Um eine hülse angeordnete wasserströmungsturbine - Google Patents

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    • Y10S415/00Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/905Natural fluid current motor

Description

  • Diese Erfindung betrifft Wasserturbinen und insbesondere Turbinen, die dafür vorgesehen sind, durch die Wirkung einer Wasserströmung angetrieben zu werden.
  • Fließwasser ist charakteristisch für Gezeiten-, Meeres-, Mündungs- oder Flußströmungen.
  • In unserem britischen Patent 2311566 und unserem britischen Patent 2256011 B sind Konstruktionen fließwasserbetriebener Turbinen beschrieben. Insbesondere im britischen Patent 2311566 ist ein fließwasserbetriebenes Turbinensystem beschrieben, das eine aufrecht stehende Säule (1) mit einem unteren Ende, das in einem Bett (3) unterhalb einer Wassermasse fixiert ist, die eine obere Oberfläche (4) aufweist, so daß die Säule so positioniert ist, daß sie eine seitlich fließende Strömung (FS) in der Wassermasse (5) durchschneidet, wobei die Säule (1) ein oberes Ende besitzt, das sich oberhalb der Oberseite (4) der Wassermasse erstreckt, des weiteren eine erste Hülse (6), die einen oberen Abschnitt der Säule (1) umschließt, wobei die erste Hülse (6) um die Säule (1) rotierbar ist, sowie eine Turbine (21) umfaßt, die zur Interaktion mit der seitlich fließenden Wasserströmung geeignet ist.
  • Turbinensysteme, die Wasserströmungen, ob in einem Fluß oder im Meer, kinetische Energie entziehen sollen, beinhalten allgemein einen Rotor, der mit dem Wasserstrom in einer solchen Weise interagieren kann, daß ein Teil der Energiebewegung der vorbeiströmenden Wassermasse Kräfte erzeugt, die auf die Blätter eines Rotors einwirken, so daß dadurch eine Rotation des Rotors bewirkt wird. Die Rotation der Welle wird genutzt, um eine nützliche Funktion, wie beispielsweise die Erzeugung von elektrischem Strom, zu erfüllen. Eine solche Vorrichtung entspricht im Prinzip dem besser bekannten Konzept einer Windmühle oder einer Windturbine, die strömender Luft kinetische Energie entzieht, mit der Ausnahme, daß aufgrund der viel höheren Dichte von Wasser, verglichen mit derjenigen von Luft, (um einen Faktor von etwa 9) niedrigere Fluidströmungsgeschwindigkeiten erforderlich sind, um die gleiche Leistungsdichte (Leistung pro Strömungseinheitsfläche) zu erzielen, so daß sich mit 1 m/Sekunde bewegendes Wasser eine ähnliche Leistungsdichte (z.B. Watt pro Quadratmeter) wie sich mit 7,5 m/Sekunde bewegende Luft hat.
  • Es sei auch darauf hingewiesen, daß, obwohl die Grundprinzipien, die für das Entziehen kinetischer Energie aus Wasserströmungen gelten, denjenigen ähneln, die für das besser bekannte Fachgebiet des Entziehens kinetischer Energie aus Wind Geltung haben, die tatsächlichen anfallenden Kräfte und die praktischen technischen Erfordernisse für die Bildung geeigneter Einrichtungen in den meisten Aspekten völlig unterschiedlich sind. In der Praxis weisen die Gezeiten-, Meeres- und Flußströmungen allgemein ihre maximale Geschwindigkeit in der Nähe der Oberfläche auf, so daß in einer beliebigen Vorrichtung, die die kinetische Energie der Strömungen wirksam durchschneiden soll, ihr Rotor so eingestellt sein muß, daß sich seine aktive Ebene oder sein aktiver Querschnitt senkrecht zur Wasserströmungsrichtung und möglichst nahe an der Oberfläche befindet. Jede derartige Vorrichtung muß auch in einer solchen Weise sicher positioniert sein, daß sie den beträchtlichen Widerstandskräften und Reaktionskräften widerstehen kann, die im Zusammenhang mit einer beliebigen Interaktion mit großen Massen sich bewegenden Wassers auftreten. In der Praxis ist die Hauptwiderstandskraft ein Axialdruck in der Strömungsrichtung aufgrund des Bewegungsenergiedefizits der Strömung, wobei dieser Axialdruck proportional zur Fläche des aktiven Rotors und der Geschwindigkeit zum Quadrat ist. Es gibt auch eine wesentliche Drehmomentreaktion, der widerstanden werden muß, wenn eine Last auf die Turbinenrotorantriebswelle ausgeübt wird. Des weiteren muß ein Mittel vorgesehen sein, um die durch die Wasserströmung erzeugte langsame Rotorrotationsbewegung in eine nützliche Energieform umzuwandeln, die vom Standort der Erzeugung wirksam zu einem Standort übertragen werden kann, wo sie sich vorteilhaft einsetzen läßt.
  • Eine solche Energieübertragung kann in der Form von elektrischem Strom über auf dem Meeres- oder Flußboden verlegte Unterwasserkabel (oder über von Pylonen oder Masten gestützte Freiluftleitungen, wenn sich die Einrichtung in der Nähe der Küste oder des Flußufers befindet) erfolgen. Es gibt auch die Option, die Energie "vor Ort" für die Erzeugung einiger transportabler Produkte, wie beispielsweise für Frischwasser, Eis, aus dem Meer gewonnene Mineralien sowie für durch Elektrolyse erzeugten Wasserstoff und Sauerstoff, oder für beliebige andere Produkte zu nutzen, die aus Energie und der örtlichen Umgebung erzeugt werden können, wobei solche Produkte in einem dafür geeigneten Behälter gelagert und gesammelt oder mittels Pipeline zur Küste transportiert werden können.
  • Für eine praktische Einrichtung gibt es andere wichtige Faktoren, die bedacht werden müssen. Im Falle von Meeresanwendungen zählt zu solchen Faktoren die Notwendigkeit, Schäden zu widerstehen, die bei Stürmen durch große Wellen entstehen können, die Notwendigkeit, die Vorrichtung sichtbar zu machen, um eine Gefährdung der Schiffahrt zu minimieren, sowie die Notwendigkeit, die Vorrichtung sowohl sicher als auch mit minimalen Kosten warten, reparieren sowie auf See einsetzen zu können.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Turbinensystem bereitzustellen, in dem Faktoren oder Gesichtspunkte, wie sie vorstehend erwähnt wurden, Berücksichtigung finden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein fließwasserbetriebenes Turbinensystem bereitgestellt, das eine aufrecht stehende Säule (1) mit einem unteren Ende, das in einem Bett (3) unterhalb einer Wassermasse fixiert ist, die eine obere Oberfläche (4) aufweist, so daß die Säule so positioniert ist, daß sie eine seitlich fließende Strömung (FS) in der Wassermasse (5) durchschneidet, wobei die Säule (1) ein oberes Ende hat, das sich oberhalb der Oberseite (4) der Wassermasse erstreckt, des weiteren eine erste Hülse (6), die einen oberen Abschnitt der Säule (1) umschließt, wobei die erste Hülse (6) um die Säule (1) rotierbar ist, sowie des weiteren eine Turbine (21) umfaßt, die zur Interaktion mit der seitlich fließenden Wasserströmung (FS) geeignet ist, gekennzeichnet durch eine Außenhülse (7), die die erste Hülse (6) umschließt, wobei die Außenhülse (7) um die Hülse (6) rotierbar und im Verhältnis zur ersten Hülse vertikal beweglich ist, eine Kopplungsvorrichtung (22), die die Turbine (21) zur vertikalen Versetzung im Verhältnis zur Säule (1) an die Außenhülse (7) koppelt, sowie Einstellmittel (15), die an der Säule (1) oberhalb der oberen Oberfläche (4) angebracht sind und der Einstellung der vertikalen Position der Turbineneinheit im Verhältnis zur Säule (1) dienen.
  • Um Veränderungen der Wasserströmungsrichtung im Verhältnis zum Tur binenrotor auszugleichen, sind vorzugsweise Anordnungen zur Einstellwinkelsteuerung der Blätter in Reaktion auf Veränderungen der Wasserströmung durch den Turbinenrotor vorgesehen.
  • Um die Erfindung zu verdeutlichen und zu zeigen, wie sie sich am besten realisieren läßt, wird nunmehr Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen; dabei sind:
  • 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Montagesäule und zugeordneten Trägerhülse für die Montage einer fließwasserbetriebenen Turbine, wobei die Turbine in ihrer Betriebsposition dargestellt ist;
  • 2 eine schematische Ansicht der Turbine von 1, wenn sich die Turbine in einer angehobenen Position oberhalb der Oberfläche des Wassers befindet;
  • 3 eine Ansicht der Ausführungsform der 1 und 2, wenn die zugeordnete Turbine aus ihrer Verbindung mit der Montagesäule/dem Montagepfahl entfernt wurde;
  • 4 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Einstellwinkelsteuerungsmechanismus für einen Turbinenrotor mit zwei Blättern, entlang der Linie A-A von 5;
  • 5 eine schematische Querschnittsansicht des Mechanismus von 4, entlang der Linie B-B von 4;
  • 6 eine schematische Ansicht eines Einstellwinkelsteuerungsmechanismus für einen Turbinenrotor mit drei Blättern;
  • 7 eine vergrößerte Ansicht des einem der Blätter zugeordneten Einstellwinkelsteuerungsmechanismus von 6;
  • 8 eine Draufsicht einer von einer Säule getragenen Doppelturbineneinrichtung;
  • 9 ein Seitenaufriß der Einrichtung von 8;
  • 10 eine Endansicht einer weiteren Ausführungsform einer Turbineneinrichtung mit zwei Turbinen;
  • 11 eine Seitenansicht der Einrichtung von 10; und
  • 12 eine schematische Ansicht einer Turbineneinrichtung mit einer fließwasserbetriebenen Turbine und einer luftstrombetriebenen Turbine.
  • Die 1 und 2, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigen eine Säule 1, an der vorschlagsgemäß eine fließwasserbetriebene Turbine montiert ist. Wie erkennbar, steht die Säule in einem entsprechend geformten Loch 2 im Meeresboden 3. Die Höhe der Säule 1 kann so beschaffen sein, daß sie hoch genug ist, um, unabhängig vom Gezeitenpegel oder vom Flutpegelzustand eines Flusses, über die Oberfläche 4 des umgebenden Wassers 5 hinauszuragen. Eine Hülse 6 umgibt die Säule in enger Passung und wird von (nicht im Detail dargestellten) Druckpolstern 6A getragen. Diese Polster bestehen aus einem meerwasserkompatiblen, reibungsarmen Material und sind allgemein an der inneren Oberfläche des unteren Teils der Hülse befestigt. Ein (nicht dargestellter) Reibring in nicht korrodierbarer Qualität ist an der Oberfläche der Säule vorgesehen.
  • Ein Gehäuse 8 ist am oberen Ende der Säule vorgesehen. Das Gehäuse ist mit einer Schwenkvorrichtung 9 versehen, die, wie schematisch dargestellt, ein mit der Hülse 6 verbundenes Hauptgetriebe 10 beinhaltet. Eine Schnecke 11 greift in das Hauptgetriebe 10 ein. Das Schneckenrad wird von einer geeigneten Antriebsanordnung angetrieben, beispielsweise von einem Servomotor 12. Eine einen geringeren Durchmesser aufweisende Verlängerung 13 ist am oberen Ende der Säule vorgesehen. Diese Verlängerung 13 dient als ein Träger für einen Kran oder eine andere Hebevorrichtung bzw. einen anderen Hebemechanismus 14, deren bzw. dessen Zweck nachstehend erörtert wird.
  • Die vertikale Einstellung oder Position der Außenhülse 7 erfolgt durch einen Zahnstangenantrieb 15. Die Zahnstange 16 davon ist an der Hülse 6 montiert und erstreckt sich vertikal nach oben parallel zur vertikalen Achse der Hülse, wobei ihr oberes Ende innerhalb eines am Ende offenen Führungsrohrs 17 eingreift, das nach oben durch das Dach 18 des Gehäuses ragt. Das Ritzel 19 des Mechanismus 15 ist in geeigneter Weise innerhalb des Gehäuses 8 so montiert, daß seine Position vor einer Versetzung in Längsrichtung der Säule 1 wirksam geschützt ist. Ein elektrischer Schaltkasten ist schematisch bei 20 angegeben.
  • Eine fließwasserbetriebene Turbine 21 ist mittels eines von der Außenhülse 7 getragenen Stützrahmens 22 montiert, wobei eine Versetzung der Hülse 7 in Längsrichtung der Hülse 6 eine entsprechende Versetzung der Turbine in Längsrichtung bewirkt. 2 zeigt die Turbine 21 und die zugeordnete Außenhülse 7 in ihren angehobenen Positionen. Wie erkennbar, ragt das obere Ende der Zahnstange 16 dann aus dem oberen Ende des Führungsrohrs 17.
  • Die Turbine 21 beinhaltet eine Hauptwelle 23 und zugeordnete Lager 24, die im Körper bzw. Rumpf 25 der Turbine gelagert sind. Eine Rotoreinheit 26 ist auf der Hauptwelle 23 montiert.
  • Der Rotor kann, je nach Auslegungserfordernissen und zu erwartenden Betriebsarten, zwei, drei, vier oder mehr Blätter beinhalten. Für den Zweck der 1 und 2 wird davon ausgegangen, daß die Rotoreinheit mit zwei Blättern ausgestattet ist, die um die Achse der Hauptwelle und des Rotors gleichwinklig beabstandet vorgesehen sind. Ein konisches Gehäuse 27 ist vorgesehen, um ein stromlinienförmiges Fließen des Wassers durch die Rotoreinheit zu ermöglichen. Die Hauptwelle ist vorgesehen, um einen Stromgenerator 28 durch ein geeignetes Übersetzungsgetriebegehäuse 29 anzutreiben. Der elektrische Ausgang vom Generator wird über ein praktischerweise nach oben geführtes Ausgangskabel 30 angrenzend an die Zahnstange 16 eingespeist. Das Kabel ist mit dem Schaltkasten 20 verbunden. Der Ausgang vom Schaltkasten wird in ein Seekabel 31 eingespeist, das über eine axial zur Säule verlaufende Durchführung 32 nach unten durch die Säule 1 verläuft und daraus am Fluß- oder Meeresboden austritt, wobei die Durchführung zu einem (nicht dargestellten) Küsten- oder Flußuferstandort führt.
  • Die Anordnung der Rotoreinheit an der rotierbaren Hülse 6 läßt es zu, die Turbineneinheit 26 in einem vollen 180-Grad-Bereich zu wenden, so daß sie bei einem Gezeitenrichtungswechsel der Strömung zugewandt ist. Der Rotor 26 kann somit in betriebswirksamer Weise immer in die Strömung gerichtet und, falls erwünscht, außer Funktion gesetzt werden.
  • Aus 3, auf die nunmehr Bezug genommen wird, ist erkennbar, daß die Turbine 21 aus dem Stützgerüst 22 gelöst und mit dem Kran 14 angehoben wurde. Diese Anordnung ermöglicht es, Turbineneinheiten zu warten und/oder zu entfernen und zu ersetzen, ohne für diesen Zweck einen sogenannten Hebelastkahn einsetzen zu müssen.
  • In der Praxis ist es möglich, den Kran 14 zu schwenken, um die Handhabung einer vom Kran 14 getragenen beliebigen Last zu erleichtern. Es versteht sich, daß die Turbine normalerweise dadurch aus ihrem Stützgerüst 22 gelöst wird, daß Rückhaltebolzen entfernt werden, nachdem die Hülse 7 angehoben wurde, so daß sich die Hülse 6 und die Turbine über dem Wasserspiegel befinden, wie in 2 dargestellt.
  • Es versteht sich, daß die in den 1 bis 3 dargestellten und bisher im Zusammenhang mit diesen Figuren beschriebenen Anordnungen eine besondere typische Ausführungsform einer Wasserturbineneinrichtung darstellen. Es können verschiedene Variationen vorgenommen und im wesentlichen ähnliche, wenn nicht gleiche Ergebnisse erzielt werden. Beispielsweise kann eventuell ein direktantreibender Mehrfachpolgenerator entwickelt werden, der mit der gleichen Drehzahl wie die Rotoreinheit 26 rotieren kann und daher kein Getriebegehäuse erfordert. Das Getriebegehäuse kann durch ein hydraulisches Übertragungssystem (in dem entweder geeignete Hydrauliköle oder -fluide oder sogar Meerwasser verwendet werden) ersetzt werden, und der Generator 28 kann dann durch einen Hydraulikmotor, der entweder im Rumpf oder sogar entfernt vorgesehen ist, beispielsweise oberhalb der Säule, im oben befindlichen Gehäuse oder sogar entfernt von der Einrichtung, wobei Hydraulikübertragungsrohre entlang dem Meeresboden verlaufen, angetrieben werden. Das Getriebegehäuse kann in einigen Fällen die Wellenlager beinhalten oder von einer separat gestützten Welle über eine Kupplung angetrieben werden. Der Generator kann sich außerhalb des Rumpfs befinden, um eine Kühlung (unter Anwendung der Motor/Pumpen-Tauchtechnik) zu bewirken, oder mit Wasser oder einem anderen Fluid gefüllt sein, um dazu beizutragen, das Eindringen von Meerwasser zu vermeiden.
  • Des weiteren sei darauf hingewiesen, daß es praktisch sein kann, ein (nicht dargestellte) konisches Gehäuse an der Seite der Außenhülse 7 entfernt vom Turbinenstützrahmen vorzusehen, wobei das konische Gehäuse so geformt ist, daß sie nicht nur dazu dient, die Säule stromlinienförmig auszubilden und darauf einwirkende Widerstandskräfte zu reduzieren, sondern daß der Widerstand der konischen Ausbildung, wenn sich die Turbine in der gewendeten Position befindet, wobei ihre Rotorkante der Richtung der Wasserströmung FS zugewandt ist, auch den Widerstand der Rotoreinheit 26 und des Rumpfs 25 ausgleicht, um dadurch auf den Hülsenschwenkmechanismus einwirkende Torsionsbelastungen zu verringern.
  • Während die vorstehende, bisher erörterte Konstruktion die Rotation der Hülse 6 zuläßt, um die Turbine in eine gewendete, betriebsunwirksame Position zu bewegen, ist es möglich, die Notwendigkeit einer Hülsenrotation dadurch zu vermeiden, daß die Rotoreinheit der Turbineneinheit so konstruiert wird, daß die Rotoreinheit davon eine solche Einstellwinkelsteuerung beinhaltet, wie sie im Zusammenhang mit Flugzeugpropellerflügeln verwendet wird, um den Einstellwinkel der Blätter im Verhältnis zur Fließwasserrichtung einstellen zu können.
  • Die 4 und 5, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigen eine zwei Blätter aufweisende Rotoreinheit 26 mit Einstellwinkelsteuerung. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, ist die Basis 33 eines Blatts 34 des Rotors 26 in einer geeigneten Weise mit einem zylindrischen Körper 35 verschraubt oder anderweitig daran befestigt. Der Körper 35 wirkt mit Lagern 36 zusammen, die sich in einer Rotornabe 37 befinden, die an der Rotorwelle 23 montiert ist.
  • Die zylindrische Außenfläche des Körpers 35 läuft in einer Buchse 38 und tritt am Umfang der Nabe 37 durch Dichtungen 39 aus, die dafür ausgelegt sind, das Eindringen von Meerwasser in die Nabe zu verhindern. Die Körper 35 sind durch maschinelle Bearbeitung mit Spiralzähnen 40 ausgebildet, die in einen Schneckenantrieb 41, der über Zahnräder 42 von einem Servomotor 43 angetrieben wird, eingreifen können. Der Servomotor 43 kann bewirken, daß das Paar Schneckenantriebe 41 um die gleiche Distanz in entgegengesetzten Richtungen rotieren kann, wodurch bewirkt wird, daß sich die Rotorblätter um identische Größenordnungen unterschiedlich bewegen.
  • Profile eines Rotorblatts 34 außerhalb der Basen der Blätter sind durch gestrichelte Linien in 5 dargestellt, um zu zeigen, wie die Blätter 34 positioniert werden können, damit sie der Strömung in jeder Richtung oder mit nur wenig oder keiner Angriffswirkung der Strömung zugewandt sind, um die Turbine außer Funktion zu setzen.
  • Die in den 4 und 5 dargestellte Ausführungsform zeigt einen Modus zur Realisierung der erforderlichen Einstellwinkelveränderung. Es versteht sich, daß andere Moden zur Realisierung der Einstellwinkelveränderung angewendet werden können.
  • Somit zeigen die 6 und 7, auf die nunmehr Bezug genommen wird, in schematischer Darstellung die Basisabschnitte der Blätter 34 eines drei Blätter aufweisenden Turbinenrotors mit der zugeordneten Nabe 50. Drei gleichwinklig beabstandete Blattbasen 51 sind in der Nabe 50 montiert, um mit der Nabe rotieren zu können. In jedem Fall greift die Basis 51 in ein zylindrisches Ge häuse 52 ein, das an der Nabe 50 gesichert ist. Die Blattbasis steht in jedem Fall in Eingriff mit einem gegenüberliegenden konischen Hauptrollenlager 53. Um das Eindringen von Wasser zu verhindern, sind Hauptdichtungen 54 angrenzend an die Verbindung zwischen der Basis 51 und dem Gehäuse 52 vorgesehen, wobei die Hauptlager mit einem erforderlichen Druck durch eine Klemmplatte 55, die durch Schrauben 56 befestigt ist, an ihrem Platz gehalten werden. Das innere Ende des Gehäuses 52 endet in einem nach außen gerichteten Flansch 57, der mit einer ringförmigen Platte 58 zusammenwirkt, die dazu dient, das hintere Lager 59 für die Blattbasis zu stützen und zu positionieren. Ein sekundäres Gehäuse 61 mit einem Montageflansch 62 ist an der entgegengesetzten Seite der Platte 58 gesichert. Das sekundäre Gehäuse sorgt für eine Abstützung eines Getriebegehäuses 63, dessen (gepunktet dargestellte) Antriebswelle 64 sich spindelförmig in das Ende der Blattbasis 51 erstreckt. Der Antrieb zum Getriebegehäuse erfolgt über eine Welle 65, die die Antriebswelle eines (nicht dargestellten) Servomotors ist. Es versteht sich, daß, bedingt durch den Betrieb des Servomotors, seine Antriebswelle rotiert und dadurch bewirkt wird, daß die Getriebegehäuseantriebswelle 64 eine Rotation der zugeordneten Blattbasis 51 in einem Winkel im Verhältnis zum Ausmaß des Betriebs des Servomotors bewirkt, wobei der letztere mittels eines Steuerungssystems, beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten) Computersystems, gesteuert wird. In Übereinstimmung mit den Konzepten dieses Aspekts der Erfindung versteht es sich somit, daß die Anordnung für jedes Rotorblatt eine Einstellwinkelveränderung von bis zu 180 Grad ermöglicht, wie sie im Zusammenhang mit einer an einer feststehenden Säule installierten Wasserströmungsturbine zur Anwendung kommt. Mit dieser Möglichkeit der Einstellwinkelveränderung kann die Turbine 21 betriebswirksam so eingestellt werden, daß sie eine Wasserströmung aus jeder Richtung aufnehmen oder außer Funktion gesetzt werden kann, ohne die Rotoren wenden zu müssen.
  • Daraus folgt somit, daß der Zweck dieser Form einer Nabe mit variabler Einstellwinkelveränderung darin besteht, daß die Notwendigkeit, den Rumpf im Verhältnis zur Wasserströmung in eine beliebige Richtung zu drehen, in der das Wasser entweder kontinuierlich in der gleichen Richtung oder, um 180 Grad gedreht, in entgegengesetzten Richtungen strömt, entfällt - eine Situation, die in den meisten Meeres- und Flußströmungsanwendungen vorherrscht. Die Rotorblätter lassen sich in den optimalen Einstellwinkel drehen, so daß sie mit der Strömung in einer Richtung wirken können. Die Rotoren können mit ihrer Kante zur Strömung hin gedreht oder in der gleichen Weise verstellt werden, wie es bei Flugzeugpropellern mit variabler Einstellwinkelveränderung der Fall ist, um die Turbine selbst dann zu stoppen oder außer Funktion zu setzen, wenn das Wasser schnell fließt, oder sie können so gedreht werden, daß sie der anderen Richtung zugewendet werden und bei der umgekehrten Fließrichtung wirksam arbeiten können.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Angriffswinkel der Blätter automatisch eingestellt werden kann, um eine gewisse Optimierungsfunktion zu erfüllen, d.h. es beispielsweise zuzulassen, daß der Rotor bei allen Strömungsgeschwindigkeiten im Betriebsspektrum der Geschwindigkeiten (von der Anfangsgeschwindigkeit bis zur Nenngeschwindigkeit) mit konstanter Drehzahl, jedoch mit maximalem Wirkungsgrad, läuft. Er kann dann als ein Mittel verwendet werden, um hinsichtlich der Geschwindigkeiten entweder eine über der Nenngeschwindigkeit liegende Überbelastung oder eine Überdrehzahl zu begrenzen, und auch als ein Mittel eingesetzt werden, um die Turbine unter solchen Bedingungen dadurch anzuhalten, daß der wirksame Angriffswinkel auf null reduziert wird. Eine andere Optimierung besteht darin, die Turbine mit variablen Drehzahlen zu betreiben, um einen maximalen Wirkungsgrad und damit über das Geschwindigkeitsspektrum eine maximale Energieausbeute zu erreichen.
  • Schließlich sei darauf hingewiesen, daß die Welle bei umgekehrtem Einstellwinkel auch in der umgekehrten Richtung rotiert, so daß der Generator, Hydraulikpumpen und andere Mittel zum Entziehen der Rotationsenergie in der Lage sein müssen, bei einem Betrieb in beiden Richtungen wirksam zu funktionieren.
  • Die 8 und 9, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigen eine weitere Ausführungsform einer Anordnung einer Doppelturbineneinheit, die Turbinen mit Rotoren mit Einstellwinkelsteuerung beinhalten. In dieser Anordnung sind die Turbinenrümpfe und die Rotoren an einem Querarm 80 über ein Drehmomentrohr 81 befestigt, das durch den Querarm 80 und vorbei an einer Seite der Säule 1 verläuft. Das Drehmomentrohr 81 ist ausreichend stark, um die Turbinen unter Betriebsbedingungen an ihrem Platz zu halten, und kann auch durch einen langsamen Betätiger mit hohem Drehmoment, beispielsweise einen Elektromotor mit einer Schneckengetriebegehäuseeinheit 82, angetrieben werden, damit die Turbinen und Rotoren um die Achse des Drehmomentrohrs 81 in einem 180-Grad-Bereich so rotieren können, daß die Turbinen nach einer erfolgten 90-Grad-Rotation in eine vertikale Rotationsebene (wie in Phantomdarstellung in 10 gezeigt) bewegt werden. Indem die Turbinen 21 so gedreht werden, daß sie vertikal nach oben zeigen, können die Rotoren 14 selbst bei voller Strömung außer Funktion gesetzt werden.
  • Um eine 180-Grad-Rotation bewirken zu können, können die Rotoren des weiteren so positioniert werden, daß sie, abhängig von Ebbe oder Flut, jeder Richtung zugewandt sind. Da es mit einer solchen Anordnung nicht erforderlich ist, daß die Hülse um eine vertikale Achse rotieren kann, kann ein konisches Gehäu se, beispielsweise das konische Gehäuse 83, wahlweise sowohl an den stromaufwärts als auch an den stromabwärts befindlichen Seiten des Pfahls vorgesehen werden.
  • Die Vorteile dieser Anordnung bestehen darin, daß in einigen Situationen Kosten eingespart werden können, kombiniert mit der wahrscheinlichen Leistungssteigerung, die aufgrund einer größeren Blockade gegenüber der Wasserströmung, verglichen mit derjenigen, die sich durch eine einzelne Turbine erreichen läßt, erzielt werden kann. Allgemein, aber nicht notwendigerweise, sind die Rotoreinheiten 26 so vorgesehen, daß sie in entgegengesetzten Richtungen rotieren, wodurch die Drehmomentreaktion auf die Säule entfällt, und auch in ihren Nachströmungen gegenläufige Rotationswirbelkomponenten, die sich rasch gegenseitig aufheben, erzeugen, wodurch es zu einer geringeren Turbulenz stromabwärts hinter den Rotoren kommt. Diese Anordnung ist dann bedeutungsvoll, wenn möglichst viele Turbineneinrichtungen in einem speziellen Meeresbereich installiert werden, wobei ein engerer Abstand in den Strömungsrichtungen durch die verschiedenen Turbineneinrichtungen möglich ist.
  • Im Zusammenhang mit diesem Vorschlag würde ein Wartungsschiff längs seits manövrieren, so daß das Schiff entweder die komplette Querarm- und Rumpfeinheit als eine einzelne Einheit oder die individuellen Rümpfe aus dem Querarm entfernen kann.
  • Die 10 und 11, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigen in schematischer Darstellung eine noch weitere Ausführungsform einer Doppelrotoranordnung. Es versteht sich, daß die in diesen Figuren dargestellten Konzepte in Verbindung mit einer einzelnen Rotoreinrichtung oder mit einer Einrichtung mit vier Rotoren verwendet werden können. Der Zweck dieser Ausführungsform, wie in den 10 und 11 gezeigt, besteht darin, Anordnungen vorzusehen, um den Einbau und das Entfernen der Turbinen und Rümpfe dadurch zu erleichtern, daß sie unterhalb einer Schwimmkonstruktion, die wiederum durch den Pfahl in ihrer Position gehalten wird, montiert sind. In der Ausführungsform gemäß den 10 und 11 werden die Turbineneinheiten 21 somit von vertikal vorgesehenen Trägerkonstruktionen 96 getragen, die von einer weiteren horizontalen Trägerkonstruktion 97 getragen werden, die am oberen Teil eines rotierbaren Rings/einer rotierbaren Hülse 98 montiert ist, der bzw. die an der Säule 1 vorgesehen ist. Ein Schwimmkörper 99 ist mit dem äußersten Teil der Trägerkonstruktion 97 verbunden. Diese Schwimmkörper 99 ermöglichen das erforderliche Aufschwimmen der Turbineneinheiten und der zugeordneten Trägerkonstruktionen. Die vertikalen Träger 96 haben zugeordnete Streben 100, die weitgehend wie Kiele ausgebildet sind, wobei die letzteren stromlinienförmig sind.
  • Die unteren Enden der Trägerkonstruktionen 96 sind mit einer Strebe 101 verbunden, die an einem Ring 102, der um die Säule 1 rotierbar ist, gesichert ist. Elektrische Verbindungen von den den Turbineneinheiten zugeordneten Generatoren gehen von den Einheiten aus an einem oberhalb der Wasseroberfläche 4 liegenden Punkt ab und verlaufen zu einem anderen Ring 103, der sich zwangsgeführt im Gleichlauf mit dem Ring 98 dreht.
  • Die in den 10 und 11 dargestellte Einrichtung arbeitet immer stromabwärts hinter der Säule, da sie durch die beträchtliche Widerstandskraft der stützenden Schwimmkörper 99 und der Rotoreinheiten 26 ausgerichtet wird. In Situationen, in denen die Wasserströmungen Gezeiten unterliegen, kann das gesamte Schwimmbauteil herumschwingen, weil sich die Ringe 98, 102 und 103 im Verhältnis zur Säule bzw. zum Pfahl drehen können, wenn sich die Richtung der Gezeitenströmung periodisch verändert. Um zu verhindern, daß sich die Kabelverbindung vom Ring 103 als eine Folge einer solchen Drehung zunehmend aufwickelt, kann die auf die Rotoreinheiten 26 einwirkende Belastung unter Steuerung durch ein Computersystem unterschiedlich eingestellt werden, um die gesamte Einheit so vorzuspannen, daß sie anstelle einer vollen 360-Grad-Bewegung immer einer 180-Grad-Rückwärts- und -Vorwärtsbewegung folgt. Diese Steuerung wird dadurch erreicht, daß die Generatoren unterschiedlich so belastet werden, daß die auf einen Rotor einwirkende Widerstandskraft geringer als die auf den anderen Rotor einwirkende ist.
  • Ein Vorteil dieses Systems besteht darin, daß sich das Schwimmbauteil problemlos entfernen und ersetzen läßt, und das System hat auch den Vorteil, daß es durch direkte Befestigung an einer Säule bzw. einem Pfahl sicher verankert werden kann. In der Praxis ist diese Ausführungsform am besten für eine Verwendung in in eine Richtung fließenden Strömungen, beispielsweise in Flüssen, geeignet, wo nicht die Notwendigkeit besteht, das System über einen 180-Grad-Bereich zu wenden. Darüber hinaus hat es in größeren Flüssen mit großen saisonalen Pegelveränderungen den Vorteil, daß sich das Schwimmbauteil gemäß den Veränderungen des Oberflächenpegels nach oben oder unten bewegen kann, so daß die Turbinenrotoren immer in einer optimalen Tiefe zur Erzielung maximaler Kraft gehalten werden.
  • Es können, falls gewünscht, zwei Säulen, die derjenigen der vorstehend erörterten Figuren ähneln, in einer solchen Weise eingebaut werden, daß sie einen viel breiteren horizontalen Arm abstützen können, der viele, beispielsweise fünf Rotoreinheiten mit variablem Einstellwinkel tragen kann. Es werden somit zwei Säulen seitlich nebeneinander vorgesehen und dann mit einem entsprechend langen Querarm, der fünf Turbineneinheiten trägt, miteinander verbunden.
  • Die Hebemechanismen werden im Gleichlauf angetrieben, um sicherzustellen, daß die Turbinen ruckfrei angehoben werden und ihr Stützarm dabei jederzeit in einer horizontalen Position verbleibt. Da diese Turbinen als Turbinen mit variablem Einstellwinkel ausgeführt sind, können sie die Strömung aus jeder Richtung aufnehmen und auch dadurch außer Funktion gesetzt werden, daß der Einstellwinkel der Rotorblätter so eingestellt wird, daß kein wirksames Drehmoment erzeugt wird. Der Grund für ein so ausgeführtes System liegt in seiner Verwendung für Flachwasser, wo der Mangel an Tiefe die Verwendung einer Anzahl kleiner Rotoren erfordert, um die notwendige Kraft zu erzielen, anstatt einen oder zwei größere Rotoren einzusetzen.
  • 12, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigt in schematischer Darstellung eine Turbinenstützsäule, die so ausgeführt oder modifiziert ist, daß sie das Abstützen einer fließwasserbetriebenen Turbineneinheit 21 und einer luftstrombetriebenen Turbine 115 ermöglicht. Wie erkennbar, wurde die Gesamthöhe der Säule 1 dadurch verlängert, daß am oberen Teil der Säule 1 eine Verlängerung 116 in wirksamer Weise vorgesehen wurde. Diese Verlängerungssäule 116 dient dazu, die luftstrombetriebene Turbine 115 zu stützen. Wie aus 12 erkennbar, weist das Gehäuse 8 eine unterschiedliche Form und Position an der Säule auf, um die Verlängerungssäule 115 anbringen zu können. Das Gehäuse 8 mit der vorstehend erörterten Gehäusekonstruktion schließt Anordnungen zur Einstellung der Positionierung einer Hülse 7 ein, die die fließwasserbetriebene Turbine trägt. In 12 ist die Konstruktion der Hülse 117 so beschaffen, daß sie die Turbineneinheit 21 von einem zugeordneten Stützrahmen 22 aus trägt. Zusätzlich ist die Länge der Hülse so vorgesehen, daß sich das Gehäuse 8 immer oberhalb des Wasserpegels 4 befindet, und zwar unabhängig vom Gezeiten- oder Flußpegel. Um bei dieser Anordnung die Notwendigkeit auszuschließen, daß die Hülse rotieren muß, schließt der Rotor 26 der Turbineneinheit 21 die Möglichkeit einer Einstellwinkelsteuerung ein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erörtert. Abhängig von der Anzahl der Blätter an den Rotoren kann, falls gewünscht, die in unserem britischen Patent 2348465 beschriebene Einstellwinkelsteuerung für drei Blätter angewendet werden. Zusätzlich kann die Turbine an einer vertikal versetzbaren Außenhülse montiert werden, wie in 1 dargestellt. Wie aus 2 erkennbar, ist das Verhältnis zwischen der Säule 1 und der Verlängerung 8 davon so, daß die Hülse an der Säule ausreichend angehoben werden kann, um die wasserbetriebene Turbine oberhalb des Wasserpegels, beispielsweise für Wartungs- und/oder Austauschzwecke, zu positionieren.
  • Die Anordnung der fließwasserbetriebenen Turbine und der luftstrombetriebenen Turbine stellt eine Hybridkombination aus (nicht dargestellten) wind- und wasserbetriebenen Einrichtungen bereit, um die von den jeweiligen Turbinen erhaltene Energie zu nutzen. Ein Vorteil des Einbaus einer Windturbine an der Säule/am Pfahl besteht darin, daß die Gemeinkosten für den Einbau einer Säule/eines Pfahls und den Anschluß dieser Säule/dieses Pfahls an ein Elektrizitätsnetz an der Küste hoch sind, so daß durch Hinzufügung einer Windturbine wesentlich mehr Energie aus einer einzelnen/gemeinsamen Einrichtung gewonnen werden kann. Dies erfordert die Verwendung einer stärkeren Säule mit dickeren Wänden, um das durch die luftstrombetriebene Turbine verursachte höhere Biegemoment auffangen zu können. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die gewonnene zusätzliche Energie die zusätzlichen Einbaukosten ausgleichen würde. In einer variablen luftstrombetriebenen Turbine erfolgt die Montage an einem oben an der Säule vorgesehenen Turm.
  • In der in 12 dargestellten Ausführungsform bläst der Wind aus der gleichen Richtung, in der die Strömung fließt. Die luftstrombetriebene Turbine ist jedoch so ausgeführt, daß sie ihren Rotor automatisch so einstellen kann, daß sie sich der Richtung zuwendet, aus der der Wind bläst, so daß sich der Windturbinenrotor jeder beliebigen Richtung zuwenden kann. Das heißt, die Stützanordnungen für die luftbetriebene Turbine sind so beschaffen, daß sie eine solche Rotation ermöglichen.
  • Die fließwasserbetriebene Turbine ist entweder so ausgeführt, daß sie an einer Hülse montiert ist, die über einen Bereich von 180 Grad gewendet werden kann, damit sie der Strömung aus jeder Richtung zugewandt ist, oder sie kann einen Rotor mit variablem Einstellwinkel haben, bei dem die Rotorblätter über 180 Grad eingestellt werden können, um der Strömung in jeder Richtung wirksam Energie entnehmen zu können. In 4 sind beide Turbinen in ihren Betriebspositionen dargestellt.
  • Es versteht sich, daß die Einrichtung, falls erwünscht, zwei fließwasserbetriebene Turbinen einschließen kann, die von der zugeordneten gemeinsamen Stützsäule getragen werden. Es ist außerdem möglich, Mehrfachturbineneinrichtungen bereitzustellen, in denen ein turbinentragender Querstab für Wasserströmungsturbinen zwischen zwei beabstandeten Säulen vorgesehen ist. Gleichermaßen kann eine entsprechende Anzahl luftströmungsbetriebener Turbinen an einem oberhalb des Wasserpegels angeordneten Querstab vorgesehen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, bei dem die Säule/der Pfahl eine solche Länge aufweist, daß sie/er ausreichend über die Wasseroberfläche hinausragt, kann eine luftstrombetriebene Turbine am Kopf der Säule einer beliebigen der vorstehend erörterten Anordnungen montiert werden, um eine (nicht dargestellte) Hybridkombination aus wind- und wasserbetriebenen Einrichtungen bereitzustellen, so daß die durch die jeweiligen Turbinen erhaltene Energie genutzt werden kann.

Claims (12)

  1. Fließwasserbetriebenes Turbinensystem, umfassend eine aufrecht stehende Säule (1) mit einem unteren Ende, das in einem Bett (3) unterhalb einer Wassermasse fixiert ist, die eine obere Oberfläche (4) aufweist, so dass die Säule so positioniert ist, dass sie eine seitlich fließende Strömung (FS) in der Wassermasse (5) durchschneidet, wobei die Säule (1) ein oberes Ende besitzt, das sich oberhalb der Oberseite (4) der Wassermasse erstreckt, des weiteren eine erste Hülse (6), die einen oberen Abschnitt der Säule (1) umschließt, wobei die erste Hülse (6) um die Säule (1) rotierbar ist, des weiteren eine Turbine (21), die zur Interaktion mit der seitlich fließenden Strömung (FS) geeignet ist, gekennzeichnet durch eine Außenhülse (7), welche die erste Hülse (6) umschließt, wobei die Außenhülse (7) um die Hülse (6) rotierbar und im Verhältnis zur ersten Hülse vertikal beweglich ist, eine Kopplungsvorrichtung (22), welche die Turbine (21) zur vertikalen Versetzung im Verhältnis zu der Säule (1) an die Außenhülse (7) koppelt, und Einstellmittel (15), die an der Säule (1) oberhalb der oberen Oberfläche (4) angebracht sind und der Einstellung der vertikalen Position der Turbinenanordnung im Verhältnis zu der Säule (1) dienen.
  2. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine luftstrombetriebene Turbine (117), die an die Säule (1) gekoppelt ist und sich oberhalb der Wassermasse (5) befindet.
  3. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Turbinen (21).
  4. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der stehenden Säule (1) ein Gehäuse (8) vorgesehen ist, und dass das Gehäuse (8) eine Schwenkvorrichtung (9) zur Einstellung der Rotationsrichtungspositi on der Turbine oder der Turbinen (21) im Verhältnis zu der Säule (1) enthält.
  5. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Turbine (21) einen Rotor besitzt, der eine Mehrzahl von Blättern (34) hält und mit einer Blatteinstellwinkelsteuerungsanordnung (3543) zur Positionierung der Blätter (34) in einem ausgewählten Blatteinstellwinkel versehen ist.
  6. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blatteinstellwinkelsteuerungsanordnung Lager (36) enthält, die zwischen der Rotornabe (37) und den einzelnen Blättern (34) gekoppelt ist, des weiteren einen zylindrischen Körper (35), der an eine Basis (51) jedes Blattes (34) gekoppelt ist, und dass jeder zylindrische Körper (35) Getriebezähne (40) und einen in die Getriebezähne (40) der zylindrischen Körper eingreifenden Schneckenantrieb (41) besitzt, um den ausgewählten Einstellwinkel der Rotorblätter (34) einzustellen.
  7. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Getriebegehäuse (63), das angrenzend an eine Basis (51) jedes Blattes befestigt ist, wobei jedes Getriebegehäuse (63) eine Antriebswelle (65) und eine Antriebswelle (64) besitzt, die in die angrenzende Basis (51) eines der Blätter (34) eingreifen, um den gewählten Einstellwinkel der Blätter einzustellen.
  8. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blatteinstellwinkelsteuerungsanordnung eine selektive Variation des Einstellwinkels der Rotorblätter in einem Bereich von 180 Grad ermöglicht.
  9. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen Stromgenerator (28), der an jeden Rotor (26) jeder Turbine (21) gekoppelt ist.
  10. Fließwasserturbinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkvorrichtung (9) zwischen der Säule (1) und der ersten Hülse (6) eingebracht ist, um die erste Hülse (6) und die Außenhülse (7) im Verhältnis zu der Säule (1) auszurichten.
  11. Fließwasserturbinensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung (9) ein mit der ersten Hülse (6) verbundenes Zahnrad (10), ein in das Zahnrad eingreifendes Schneckenrad (11) und einen das Schneckenrad antreibenden Servomotor (17) umfasst.
  12. Fließwasserturbinensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine am oberen Ende der Säule (1) befestigte vertikale Verlängerung (13) und einen an die vertikale Verlängerung (13) gekoppelten Hebemechanismus (14), und dadurch, dass der Hebemechanismus (14) an den Turbinenträger (22) gekoppelt werden kann.
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NZ (2) NZ514274A (de)
WO (1) WO2000050768A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007036810A1 (de) * 2007-08-03 2009-02-05 Voith Patent Gmbh Bidirektional anströmbare tauchende Energieerzeugungsanlage
DE102011108476A1 (de) * 2011-07-25 2013-01-31 Günter Refeld Transport des Offshore-Stromes ins Binnenland

Families Citing this family (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO322927B1 (no) * 2001-02-13 2006-12-18 Hammerfest Strom As Anordning for produksjon av energi fra strommer i vannmasser, en forankring, samt fremgangsmate for installasjon av anordningen
US7105942B2 (en) * 2001-07-11 2006-09-12 Hydra Tidal Energy Technology As Plant, generator and propeller element for generating energy from watercurrents
GB0222466D0 (en) * 2002-09-27 2002-11-06 Marine Current Turbines Ltd Improvements in rotor blades and/or hydrofoils
US6864596B2 (en) 2002-10-07 2005-03-08 Voith Siemens Hydro Power Generation, Gmbh & Co. Kg Hydrogen production from hydro power
GB0227739D0 (en) * 2002-11-28 2003-01-08 Marine Current Turbines Ltd Supporting structures for water current (including tidal stream) turbines
GB0229042D0 (en) * 2002-12-13 2003-01-15 Marine Current Turbines Ltd Hydraulic speed-increasing transmission for water current powered turbine
GB0306809D0 (en) * 2003-03-25 2003-04-30 Marine Current Turbines Ltd Water current powered turbines installed on a deck or "false seabed"
US7602076B1 (en) * 2003-07-24 2009-10-13 Peter Fox Sipp Hydro-power generating system and method
NO318654B1 (no) * 2003-08-14 2005-04-25 Tidetec As Anordning ved tidevannsdrevet energigenerator
GB0328732D0 (en) * 2003-12-11 2004-01-14 Uws Ventures Ltd Water turbine
US20050134050A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 Salls Darwin A.Jr. Offshore energy platform
GB0329589D0 (en) * 2003-12-20 2004-01-28 Marine Current Turbines Ltd Articulated false sea bed
ES2235647B1 (es) * 2003-12-22 2006-11-01 Antonio Balseiro Pernas Turbina hidrodinamica en corrientes marinas.
GB0408939D0 (en) * 2004-04-22 2004-05-26 Weir Strachan & Henshaw Water current turbine
US20060091677A1 (en) * 2004-11-03 2006-05-04 Greene Geoffrey B Electric power plant
GB0427197D0 (en) * 2004-12-11 2005-01-12 Johnston Barry Tidal power generating apparatus
US7597532B2 (en) * 2005-05-06 2009-10-06 Verdant Power, Inc. Single sided power generator support frame
DE102005032381A1 (de) * 2005-07-08 2007-01-11 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Turbine für eine Wasserkraftanlage
NZ564955A (en) * 2005-07-15 2010-04-30 Sundermann Water Power Ltd Apparatus for generating electricity from a flow of water, the appartus having a turbine with adjustable blades rotatable with respect to the driving flow of water
US7380751B1 (en) * 2005-07-22 2008-06-03 George A Henson Jetair recovery generator
US20070134094A1 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 Stephen Gregory Rotor apparatus and turbine system incorporating same
GB0600942D0 (en) 2006-01-18 2006-02-22 Marine Current Turbines Ltd Improvements in gravity foundations for tidal stream turbines
US20070243063A1 (en) * 2006-03-17 2007-10-18 Schellstede Herman J Offshore wind turbine structures and methods therefor
US7355294B2 (en) * 2006-05-22 2008-04-08 General Electric Company Method and system for wind turbine blade movement
US7489046B2 (en) * 2006-06-08 2009-02-10 Northern Power Systems, Inc. Water turbine system and method of operation
US20080018115A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 Boray Technologies, Inc. Semi-submersible hydroelectric power plant
US7816802B2 (en) * 2006-10-06 2010-10-19 William M Green Electricity generating assembly
US8018080B2 (en) * 2006-10-12 2011-09-13 Georges Poupinet Hydroelectric device for the production of electricity, particularly from tidal currents
US8102071B2 (en) * 2007-10-18 2012-01-24 Catlin Christopher S River and tidal power harvester
US7492054B2 (en) * 2006-10-24 2009-02-17 Catlin Christopher S River and tidal power harvester
DE102007007055B4 (de) * 2007-02-08 2012-04-05 Günther Funke Offshore-Tidenströmungsanlage
NO327567B1 (no) * 2007-02-16 2009-08-17 Hydra Tidal Energy Technology Flytende anlegg for produksjon av energi fra stromninger i vann
US8026625B2 (en) * 2007-06-20 2011-09-27 California Institute Of Technology Power generation systems and methods
NL2000840C2 (nl) * 2007-08-31 2009-03-03 Tocardo B V Inrichting voor het omzetten van kinetische energie van een stromend water in kinetische energie van een roteerbare rotoras.
US20090226296A1 (en) * 2007-09-12 2009-09-10 Bibeau Eric L Efficiency enhancement and protection method for ocean, river and channel kinetic hydro turbines
US7928595B1 (en) * 2007-09-19 2011-04-19 Julio Gonzalez-Carlo Electric power generation system for harvesting underwater currents
US8575775B1 (en) 2007-09-19 2013-11-05 Julio Gonzalez-Carlo Electrical power generation system for harvesting underwater currents
ITTO20070666A1 (it) * 2007-09-24 2009-03-25 Blue H Intellectual Properties Sistema di conversione di energia eolica offshore per acque profonde
US8303241B2 (en) * 2007-11-13 2012-11-06 Verdant Power, Inc. Turbine yaw control
NO327275B1 (no) * 2007-11-13 2009-06-02 Chapdrive As Vindturbin med roterende hydrostatisk transmisjonssystem
CN101932824B (zh) * 2007-11-23 2013-06-05 亚特兰蒂斯能源有限公司 用于从水流中提取动力的控制系统
US8814515B2 (en) * 2007-12-31 2014-08-26 Daniel Farb Placing water turbines in water flows
DE102008007043A1 (de) 2008-01-31 2009-08-06 Voith Patent Gmbh Freistehende, tauchende Energieerzeugungsanlage mit einer Axialturbine
US8354756B2 (en) * 2008-03-20 2013-01-15 James Donald Ellis Vertical axis turbine to generate wind power
AU2009238205B2 (en) 2008-04-14 2014-06-05 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Central axis water turbine
AU2009238206B2 (en) * 2008-04-14 2013-03-14 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Blade for a water turbine
US7478974B1 (en) 2008-04-17 2009-01-20 William Lowell Kelly Apparatus for hydroelectric power production expansion
US7994649B2 (en) * 2008-04-23 2011-08-09 Abatemarco Michael R Pelagic sustainable energy system
KR100944764B1 (ko) 2008-05-06 2010-03-03 주식회사 이노앤파워 착저식 해류발전 유향 회전장치
WO2010008368A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Anadarko Petroleum Corporation Water current power generation system
US8104631B2 (en) * 2008-07-24 2012-01-31 General Electric Company Portable crane system for wind turbine components
RU2378531C1 (ru) * 2008-08-06 2010-01-10 Виктор Михайлович Лятхер Энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных и водных потоков
KR101038641B1 (ko) * 2008-09-01 2011-06-03 두산중공업 주식회사 풍력터빈설비의 유지 보수 시스템
DE102008051370A1 (de) * 2008-10-15 2010-04-22 Voith Patent Gmbh Unterwasserkraftwerk mit passiver Leistungsregelung
WO2010059983A2 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Preus Robert W Wind turbine
US9163607B2 (en) * 2009-03-25 2015-10-20 Joseph Akwo Tabe Wind and hydropower vessel plant
AU2010243281B2 (en) 2009-04-28 2014-07-24 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater power generator
US20110084490A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Vetco Gray Inc. Electrical mudline system
AU2013204041B2 (en) * 2009-10-27 2015-08-13 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater Power Generator
EP2494186A4 (de) * 2009-10-27 2013-05-15 Atlantis Resources Corp Pte Untersee-stromgenerator
WO2011109858A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Andrew Cole A turbine apparatus
CN101915199B (zh) * 2010-08-11 2012-02-22 大连理工大学 三轮高效伸缩折叠式横轴潮流能发电装置
WO2012023866A1 (es) * 2010-08-20 2012-02-23 Pedro Saavedra Pacheco Generador eolico marino de palas extensibles
EP2606228B1 (de) * 2010-08-20 2016-05-18 Horton Wison Deepwater, Inc. Offshore-windkraftanlage und installationsverfahren dafür
KR101047918B1 (ko) 2010-11-22 2011-07-08 김시준 수력 발전기
EP2520533B2 (de) * 2011-05-05 2019-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Wartungskran für eine Windturbine
KR20140034818A (ko) 2011-05-10 2014-03-20 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 수중 발전기를 전개하는 장치 및 방법
GB2478218A (en) * 2011-05-24 2011-08-31 James O'donnell Integrated offshore wind and tidal power system
GB201117554D0 (en) * 2011-10-11 2011-11-23 Moorfield Tidal Power Ltd Tidal stream generator
KR101397333B1 (ko) * 2012-10-18 2014-05-20 김성두 소수력 발전장치
FR2997135B1 (fr) * 2012-10-24 2015-01-02 Tidalys Hydrolienne flottante
ES2396680B1 (es) * 2012-12-28 2014-02-20 Técnica En Instalaciones de Fluidos, S.L. Sistema para producir energía eléctrica
CN103924561B (zh) * 2013-01-11 2017-06-06 姚秋毅 一种海蝶动力吸收波浪能量提高海水系统
GB2515541B (en) * 2013-06-27 2015-09-30 Khalil Abu Al-Rubb Floating turbine
DE102013217426B3 (de) * 2013-09-02 2014-09-04 Voith Patent Gmbh Horizontalläuferturbine mit verringerter normierter Durchgangsschnelllaufzahl
WO2015092769A2 (en) 2013-12-22 2015-06-25 Hobbinarinabad Taghi The system of increasing the efficiency of rail linear turbine with piston and flexible vanes
US9334849B2 (en) 2014-03-17 2016-05-10 Aquantis, Inc. Floating tower frame for ocean current turbine system
GB2527817B (en) * 2014-07-02 2016-06-22 Energy Tech Inst Llp Tidal energy converter system
CN106489024A (zh) * 2014-07-15 2017-03-08 学校法人冲绳科学技术大学院大学学园 波浪能转换器
WO2016065733A1 (zh) * 2014-10-27 2016-05-06 王承辉 一种水流发电装置
GB2534851A (en) * 2015-01-30 2016-08-10 Marine Current Turbines Ltd Turbine support structure
EP3104000A1 (de) * 2015-06-12 2016-12-14 ALSTOM Renewable Technologies Laufrad für ein strömungskraftwerk und gezeitenkraftwerk mit solch einem laufrad
CN105298715A (zh) * 2015-08-10 2016-02-03 方祖彭 深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城
US9739255B2 (en) * 2015-11-06 2017-08-22 Barry G. Heald Submersible turbine generator
CN107165774A (zh) * 2017-07-14 2017-09-15 国电联合动力技术有限公司 一种海洋潮流能发电系统
EP3679242B1 (de) * 2017-09-08 2021-06-16 Tidetec AS Durch gezeitenwasser betriebene energieerzeugungsanordnung
CN107725259A (zh) * 2017-11-09 2018-02-23 大连理工大学 基于单桩式风能‑波浪能‑潮流能集成发电系统
KR102135204B1 (ko) * 2019-07-29 2020-07-17 정민시 유지 관리가 용이한 수력 발전장치 및 그 유지 관리방법
CN111622888B (zh) * 2020-05-22 2021-07-02 嘉兴金旅燕科技有限公司 一种自动调节式海洋潮汐能利用装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US608203A (en) * 1898-08-02 knobloch
US914399A (en) * 1908-07-17 1909-03-09 Salathiel C Fancher Water-power system.
US1670140A (en) * 1926-03-01 1928-05-15 Cole Jeannette Tide motor
US4095918A (en) * 1975-10-15 1978-06-20 Mouton Jr William J Turbine wheel with catenary blades
US4143990A (en) * 1977-04-29 1979-03-13 Atencio Francisco J G Dam with movable hydroelectric assembly
US4205943A (en) 1978-01-25 1980-06-03 Philippe Vauthier Hydro-electric generator
JPS55139979A (en) * 1979-04-18 1980-11-01 Fuji Electric Co Ltd Electricity generating plant of cylindrical water wheel
US4306157A (en) 1979-06-20 1981-12-15 Wracsaricht Lazar J Underwater slow current turbo generator
US4524285A (en) 1979-09-14 1985-06-18 Rauch Hans G Hydro-current energy converter
US4447740A (en) 1979-11-08 1984-05-08 Heck Louis J Wave responsive generator
US4319142A (en) * 1980-09-25 1982-03-09 Allis-Chalmers Corporation Power generation unit for spillway gate structures
US6327994B1 (en) * 1984-07-19 2001-12-11 Gaudencio A. Labrador Scavenger energy converter system its new applications and its control systems
DK155454C (da) 1986-12-03 1989-08-07 Hans Marius Pedersen Flydende vandkraftvaerk til anbringelse i hav- og flodstroemme for energiindvirkning
US4755690A (en) * 1987-02-13 1988-07-05 Obermeyer Henry K Hydroelectric power installation and turbine generator apparatus therefor
US4849647A (en) * 1987-11-10 1989-07-18 Mckenzie T Curtis Floating water turbine
HU208362B (en) 1989-11-15 1993-09-28 Tibor Kenderi Apparatus for utilizing the flowing energy of water motions
GB9111013D0 (en) * 1991-05-22 1991-07-17 I T Power Limited Floating water current turbine system
US5642984A (en) 1994-01-11 1997-07-01 Northeastern University Helical turbine assembly operable under multidirectional fluid flow for power and propulsion systems
GB2307722B (en) 1995-11-29 2000-06-28 John Hunter Fluid turbine system; ship propulsion and steering system
GB9606743D0 (en) 1996-03-29 1996-06-05 I T Power Limited Column mounted water current turbine
GB2314124B (en) 1996-06-10 2000-10-18 Applied Res & Tech Wave energy converter
US5946909A (en) 1997-05-23 1999-09-07 Swort International, Inc. Floating turbine system for generating power
JPH1144288A (ja) 1997-07-28 1999-02-16 Kousuke Oota 水力で風車をまわし発電する発電装置
US6168373B1 (en) 1999-04-07 2001-01-02 Philippe Vauthier Dual hydroturbine unit
US6139255A (en) 1999-05-26 2000-10-31 Vauthier; Philippe Bi-directional hydroturbine assembly for tidal deployment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007036810A1 (de) * 2007-08-03 2009-02-05 Voith Patent Gmbh Bidirektional anströmbare tauchende Energieerzeugungsanlage
DE102011108476A1 (de) * 2011-07-25 2013-01-31 Günter Refeld Transport des Offshore-Stromes ins Binnenland

Also Published As

Publication number Publication date
HK1046163B (zh) 2005-07-15
CA2367715A1 (en) 2000-08-31
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AU766741B2 (en) 2003-10-23
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