DK173018B1 - Anlæg til indvinding af vind-/bølgeenergi på åbent hav - Google Patents

Description

i DK 173018 B1

Den foreliggende opfindelse angår et anlæg til indvinding af vind-/bølgeenergi på åbent hav. Det består af en flydende platform som forankres selvjusterende i forhold til bølgeretningen via trosser ført til en flydende ankerpon-5 ton, der er forankret til en eller flere på havbunden anbragte ankerklodser. Via et drejeled på ankerpontonen føres også en eventuel rør- eller elkabel-forbindelse.

Platformen er forsynet med 2 bølgereflektorer til afbøjning og fokusering af bølger. De afbøjede bølger 10 fokuseres mod en på platformen placeret dobbeltkrummet rampe, ad hvilken bølgerne ledes op i et bassin, der har et i forhold til havoverfladen variabelt niveau, og hvorfra vandet igen ledes tilbage til havet gennem rørforbindelser, i hvilke der kan monteres kraftomsætten-15 de maskiner.

De 2 indbyrdes spejlvendte bølgereflektorer er udformet som flydende stive, krumme og dermed selvstabiliserende pontoner af stor længde i forhold til et vilkårligt 20 tværsnits bredde og højde, og de er forsynet med midler for fastgørelse til fendere og trosser, således at de kan holdes i en ønsket position i forhold til platformen.

Der kendes bølgedrevne kraftanlæg af en art, der er be-25 slægtet hermed, fra beskrivelsen til international ansøgning nr. PCT/DK91/00329 - WO 93/09347. Ligeledes har det svenske firma Sea Power AB udviklet en flydende platform, hvor bølgerne løber op ad en slidske til et bassin og derfra via en turbine tilbage til havet.

30

Princippet med at lede bølger op ad en rampe er ellers kendt fra et anlæg i Norge benævnt TAPCHAN. Dette anlæg er den hidtil eneste anlægstype til udnyttelse af bølgeenergi i stor skala, der har givet løfter om en så stor 35 levetid med en stabil elproduktion, at der er et tilstrækkeligt grundlag for en pålidelig kalkulation af el- 2 DK 173018 B1 produktionsprisen. TAPCHAN anlægget er opført på en klippekyst og består primært af en kileformet rende, hvor bølgeenergien koncentreres. Når bølgerne bevæger sig op ad den indsnævrende og stigende kanal, tiltager de i 5 højden, men reduceres i bredden, hvorefter vandet tilføres et reservoir, hvis vandspejl ligger op til 3 m over middel havniveau. Vandet føres tilbage til havet via et helt konventionelt vandkraftværk med en Kaplan-turbine, der driver en 350 kW asynkron generator. Værket har vist lO sig at være driftsikkert, men kan i sagens natur kun producere ved bestemte bølgeretninger. Elproduktionen ved en given bølgehøjde er endvidere afhængig af tidevandet.

Anlægget ifølge den foreliggende opfindelse er ejendom-15 meligt ved, at være et off-shore bølgeenergikraftværk, der kan benyttes på vanddybder fra ca. 10 m til mere end 300 m, og som udnytter bølgeenergien på en måde, der af de ovenfor omtalte bølgeenergianlæg mest ligner TAPCHAN-værket, idet det kan fokusere bølgeenergi og lede bølge-20 toppe op i et basin, hvorfra vandet kan ledes tilbage til havet. Herved kan energien eksempelvis udnyttes i et antal turbiner for lav trykhøjde, der konverterer det hydrauliske tryk og flow til elektricitet. Ud over at være en flydende konstruktion, adskiller dette værk sig også i 25 sin geometriske udformning markant fra TAPCHAN-værket.

Platformens rampe er nemlig udformet som en dobbeltkrum flade, hvilket i samvirkning med de ligeledes krumme bølgereflektor bevirker, at en bølgefront, der bevæger sig mod anlægget vil ankomme til platformen på en sådan 30 måde, at der går forholdsvis lang tid fra en bølgetop rammmer den midterste del af platformens rampe til den sidste del af den reflekterede bølgetop når frem til de yderste dele af rampen. Dette forhold medfører primært, at vandtilførslen til basinet udjævnes, men også at an-35 læggets bevægelser i søen dæmpes, hvorved virkningsgraden ved udnyttelsen af bølgeenergien stiger, og endelig at 3 DK 173018 B1 påvirkningerne på konstruktionsdelene mindskes.

Det forhold, at rampens krumning mod bølgerne også i lodret plan er konveks, bevirker endvidere, at der sker 5 en meget effektiv konvertering af bølgernes kinetiske energi til potentiel energi. Bølgernes opskyl til bassinet foregår nemlig under ringe brydning og bølgereflek-tion ved alle bølgehøjder på grund af den jævnt faldende hældning vandet møder på sin vej op over rampen og ned i lO bassinet. Det skal endelig nævnes, at det giver store styrkemæssige fordele, at platformens rampe er udformet som en dobbeltkrum flade.

Bølgereflektorerne er afgørende for bølgekraftanlæggets 15 ydelse og stabilitet. Reflektorerne fokuserer bølger mod platformens dobbeltkrumme rampe, hvilket selvsagt øger tilførslen af vand til bassinet. En næsten lige så vigtig funktion af reflektorerne er, at de bevirker en udjævning af vandtilførslen, fordi der på grund af de reflekterede 20 bølger skabes et meget komplekst bølgemønster med mange bølgetoppe i området mellem reflektorerne, hvilket bevirker, at der næsten hel tiden vil være en bølgetop på vej op ad rampen til basinet. Der opnås herved en jævn belastning af turbinerne og en høj virkningsgrad, fordi 25 platformens bevægelser i søen dæmpes. Dette medfører endvidere, at det bliver muligt at opstille vindmøller på platformen. Platformen er forsynet med maskineri for en variabel positionering af bølgereflektorerne. Disse kan bevæges ved at variere trækkraften i de forbindende 30 trosser, eksempelvis ved at ændre trækket i én eller flere wirer, der er ført fra platformen til de forbindende trosser. I takt hermed slækkes de trosser, der via momentarme på bølgereflektorerne hindrer, at disse kan bevæge sig mod hinanden som følge af kraft-35 påvirkning af bølgereflektorernes bagside fra bølger af en anden bevægelsesretning end den fremherskende.

4 DK 173018 B1

Anlægget er en forholdsvis stor og tung konstruktion, idet platformens bredde bør være større end den gennemsnitlige bølgelængde på opankringsstedet; en foretrukket udførelsesform er derfor at fremstille anlæggets platform 5 som en armeret betonkonstruktion. For at få en tilstrækkelig god økonomi i et vedvarende energianlæg som det foreliggende, er det nødvendigt, at anlæggets levetid er stor og vedligeholdelsesudgifterne små - en beregnet levetid på eksempelvis 50 år kan opnås med kendte mate-10 rialer og konstruktionsmetoder.

Ud over at kunne modstå alle vejrforhold, der kan forventes i anlæggets designperiode, er det nødvendigt at anlægget kan udnytte en forholdsvis stor del af bølge-15 energi-ressourcen. Dette opnås ved, at værket er forankret således, at det selv svejer op mod den fremherskende bølgeretning. Dette bevirker, at anlægget altid modtager den i det aktuelle bølgeklima størst mulige bølgeenergi. Samtidig maksimeres den energimængde, der 20 tilføres anlæggets bassin, ved at regulere platformens flydehøjde.

Inden en bølgefront når frem til anlæggets rampe er energien blevet væsentligt koncentreret ved reflektion fra 25 bølgereflektorerne. Når en således koncentreret bølgefront rammer rampen konverteres en væsentlig del af bølgeenergien fra at være en blanding af potentiel og kinetisk energi til ren potentiel energi, idet en del af bølgetoppen skylles op i værkets bassin.

30

Rampens dobbeltkrumme udformning i forbindelse med dens variable højde over middelvandspejlet medfører, at energikonverteringen sker med stor virkningsgrad ved alle bølgehøjder op til den significante bølgehøjde, for 35 hvilken anlægget er dimensioneret til at give den maksimale effekt. Ved bølgehøjder over den dimensione-

S

DK 173018 B1 rende vil anlægget yde en konstant effekt, hvorfor virkningsgraden i sagens natur falder væsentligt ved store bølgehøjder. Ved store bølgehøjder er platformens flydehøjde den størst mulige, idet vandmængden i 5 ballasttankene fastholdes på det minimale niveau under sådanne vejrforhold. Såvel den stabiliserende effekt af de omliggende vandmasser som platformens egenvægt inklusive ballast er således minimal under hårde vejrforhold. Dette bevirker, at anlægget i væsentlig grad 10 begynder at ride - altså følge overfladens bevægelse -på de høje og dermed forholdsvis lange bølger.

Energitabet i forbindelse med afbøjningen af bølgeenergien ved hjælp af en bølgereflektor bliver mindst 15 mulig, når bølgereflektoren ligger stille i vandet, og når bølgerne rammer reflektoren i en forholdsvis spids vinkel. Samtidig er det af hensyn til anlægsøkonomien vigtigt, at kraftpåvirkningerne af bølgereflektorens fortøjninger og af selve bølgereflektoren bliver små i 20 sammenligning med de kræfter, der kan optræde ved op-ankring af skibe, lægtere og andre flydende konstruktioner såsom pontonbroer. Disse egenskaber opnås ved, at bølgereflektoren i vandret plan i sin helhed eller stykkevis udgør en del af et keglesnit. Endvidere ved at 25 dens forside er vertikal og af stigende højde over vandlinien i den retning bølgerne fortrinsvis bevæger sig langs reflektoren, mens bagsiden er udført med en skrå afskæring.

30 Anlægget er konstrueret således, at platformen kan bringes til at ligge så dybt, at de øverste dele netop er i niveau med havoverfladen. Bølgereflektorerne vil ved drejning omkring forankringspunktet på platformen kunne bringes i en position således, at bølgeenergien i stedet 35 for at koncentreres mod platformen tværtimod spredes udenom denne. En sådan neddykning af platformen med sam- 6 DK 173018 B1 tidig drejning af bølgereflektorerne kan anvendes ved fejl på dele af platformens maskineri og under helt ekstreme vejrforhold. Ved vedligeholdelsesarbejder på anlægget hæves platformen til højeste flydestilling, og 5 bølgereflektorerne drejes om nødvendigt for at minimere anlæggets bevægelser i søen.

En hensigtsmæssig udførelsesform for anlægget er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at rampens niveaukurver 10 og/eller rampens kurver med størst fald mod vandret er dele af keglesnit.

En yderligere udførelsesform er ejendommelig ved, at rampen er opbygget ved sammenføjning af et forholdsvis stort 15 antal ens sektioner, der hver for for sig er udformet som enkeltkrumme flader. Niveaukurverne kan herved udgøre udsnit af regelmæssige polygoner, hvis omskrevne/ind-skrevne cirkler har samme centrum, hvorved der kan opnås en rationel og enkel produktion af rampen.

20

Ved at udforme platformen således, at ballasttankene er opdelt i celler ved hjælp skot og ribber og ved at bundpladerne i platformens ballasttanke er perforerede opnås, at platformens flydehøjde kan reguleres ved at ændre 25 lufttrykket i ballasttankene, idet vandet kan strømme frit gennem bundpladernes huller. Endvidere opnås, at konstruktionens styrke og stivhed herved øges, og at anlæggets bevægelser i søen dæmpes dels fordi vandet i ballasttankene kun har begrænset mulighed for horisontal 30 bevægelse, dels fordi kraftpåvirkningen på anlæggets bundplade og variationen af denne som følge af de af bølgerne fremkaldte tryksvingninger under bundpladerne mindskes. Idet der under normale driftsforhold altid vil være et overtryk i de luftfyldte dele af ballasttankene 35 i forhold til atmosfæretrykket, sker der endvidere en reduktion af den resulterende belastning på de dele af 7 DK 173018 B1 platformen, der direkte påvirkes af bølgerne.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, der viser et udførelseseksempel, 5 hvor:

Fig. 1 viser anlægget som helhed med vindmøller henholdsvis i plan og opstalt, 10 Fig. 2 et lodret snit i anlæggets symmetriplan, snit I-I på fig. 1,

Fig. 3 et lodret snit nær platformens midte ved en turbine/generator. Platformen er vist i den 15 højeste flydestilling,

Fig. 4 et lodret snit nær platformens midte. Platformen er vist i middel flydestilling, 20 Fig. 5 et lodret snit i en bølgereflektor, snit II-II på fig. 1,

Fig. 6 et lodret snit i en bølgereflektor, snit III-III på fig. 1, 25

Fig. 7 et planudsnit af platformen ved en sideponton,

Fig. 8 et lodret snit i en sideponton, snit IV-IV på fig. 7, 30

Fig. 9 anlægget som helhed uden vindmøller henholdsvis i plan og opstalt - et bølgereflektionsmønster er indtegnet, og 35 Fig. 10 viser anlægget som helhed med vindmøller i plan og 3 rumlige afbildninger set skråt ovenfra.

8 DK 173018 B1 På fig. 1 ses anlægget ifølge opfindelsen som helhed.

På fig. 1A ses anlægget lodret ovenfra og på fig. IB ses anlægget lige forfra. Anlægget er i dette udførelsesek-5 sempel forsynet med to vindmøller 11. Den centrale del af bølgekraftværket er en flydende platform, der hovedsagelig er udført af armeret beton, og som er betegnet 1.

Platformen og bølgereflektorerne er forankret til en flydende ankerponton 3. Ankerpontonen er et lukket legeme 10 eksempelvis udført af stål, der er fyldt med opdriftmiddel og derved synkefri. Ankerpontonen er ved hjælp af kæder eller trosser 5 forankret til en eller flere ankerklodser 4, som enten ved stor egenvægt eller ved hjælp af fastgørelse til havbunden står helt fast under 15 alle vejrforhold.

Toppen af ankerklodsen 4 kan rotere frit om en lodret akse, hvorfor det vil forstås, at bølgekraftværket er selvjusterende i forhold til den aktuelle fremherskende 20 bølgeretning. Hvis anlægget er forbundet med rør 12 eller elkabler 12 til andre installationer eller med kysten føres disse som vist på fig. 1 og 2 fra platformen 1 til ankerpontonen 3 og derfra via ankerkæden 5 til toppen af ankerklodsen. Den videre rør-/kabelforbindelse går via et 25 drejeled ned gennem ankerklodsen til havbunden, hvor røret/kablet 12 føres nedspulet på kendt vis. I en anden udførelsesform kan ankerpontonen være fastholdt til flere bundankre. I såfald vil drejeleddet være placeret på ankerpontonen, hvorfra røret/kablet føres lodret til 30 havbunden.

Platformen 1 er, som det ses på fig. 3 og 4, udstyret med en rampe 13, ad hvilken bølger ledes op i et bassin 14 af forholdsvis lille dybde. Bassinet har imidlertid et for-35 holdsvis stort volumen, idet det er begrænset af rampen 13, en lodret væg nær platformens bagside og de to lod- 9 DK 173018 B1 rette vægge på platformens sidepontoner 18. Fra bassinet 14 ledes det opskyllede vand tilbage til havet via konventionelle turbiner 10 f.eks. af Kaplan-type.

Turbinerne kan eksempelvis trække almindelige asynkron-5 elgeneratorer. Det vil forstås, at der ved at anvende et større antal turbiner, eksempelvis 10 stk. som vist på fig. 1, ved en korrekt regulering af disses drift opnås en meget stabil kraftproduktion fra anlægget, idet vandets drivtryk over turbinerne højst kan variere 10 svarende til vanddybden i det temmelig flade bassin 14 indenfor korte tidsrum, det vil sige indenfor nogle få bølgeperioder.

Den konstante fyldning af bassinet 14 under forskellige 15 vejrforhold opnås ved, at platformens flydehøjde varieres efter det aktuelle bølgeklima. Ved bølgehøjder som er lig med eller større end den dimensionerende værdi, ligger platformen og dermed bassinet 14 i det højeste niveau, som vist på fig. 3. Ved mindre bølgehøjder ligger plat-20 formen som vist på fig. 4 lavere. Platformen kan sænkes så meget, at bølger med signifikant højde ned til ca.

0,5 m vil kunne udnyttes til kraftproduktion

Det fremgår af fig. 3 og 4 at bølgetoppen ved alle bølge-25 højder op til den dimensionerende, vil ramme rampen 13 forholdsvis højt oppe på denne, det vil sige i den zone, hvor der under rampen er vist opdriftsmiddel 21. Rampens hældning er her så lille (skråningsanlæg mindre end 1,5), at der kun bliver en meget begrænset bølgereflektion. På 30 grund af den jævnt øgede krumning mod rampens top, sker konverteringen af bølgens kinetiske energi til potentiel energi med små tab, idet brydning og friktion mod rampen minimerer. Idet en bølge bryder, når bølgehøjden udgør en vis del af vanddybden, vil det ved betragtning af fig. 3 35 og 4 kunne forstås, at den øgede krumning af rampens nedre del bevirker, at bølgerne, der løber ind mod 10 DK 173018 B1 platformen, først møder en meget stejl skråning og derfor kun i beskeden grad når at bryde, inden de rammer rampens øvre del.

5 I udførelseseksemplet er rampen udført som en betonkonstruktion bestående af 19 ens enkeltkrumme skaller, der i tværsnit er ellipseformede. Betonelementerne spændes sammen med stålkabler og sammenstøbes med de in situ støbte dele af platformen.

10 På fig. 3 og 4 ses i baggrunden konturen af en bølgereflektor 2, der flyder med en konstant højde over middelvandspejlet; dette er på de to figurer markeret med "H". Platformens flydehøjde er variabel, idet hulrummene 15 15 fungerer som ballasttanke, og det fremgår, at ballasttankene tømmes gennnem huller i bundpladerne 19. Der er på figurerne kun vist et symbolsk antal huller, men bundpladen udføres i praksis med et stort antal huller både af styrke- og vægtmæssige årsager, således at den kon-20 struktivt kan betegnes som et åbent ribbedæk med krydsende ribber eller en tæt perforet plade. Specielt i den forreste del af bundpladen d.v.s. i området under rampen er bundpladen stærkt gennemhullet. Herved opnås, at det stigende tryk, der opstår under bundpladen, når en bølge 25 løber ind mod platformen, giver en forholdsvis lille løftende kraft på platformens forreste del, fordi der sker en aflastning af trykket, idet vand presses op gennem bundpladens huller til ballasttankene. Perforeringen af bundpladerne bevirker altså at belastningerne mindskes 30 væsentligt, hvilket igen betyder, at platformens bevægelse i søen bliver mindre. På figurerne markerer nr. 16 et i hele rampens udstrækning gennemgående hulrum, 17 er et af de i eksemplet 9 stk. tværgående betonskot, og 20 er langsgående betonribber der opdeler ballasttankene i 35 mindre kamre, der begrænser ballastvandets bevægelser og herved får platformen til at flyde mere stabilt. Det π DK 173018 B1 viste opdriftmiddel 21 kan eksempelvis være plastskum, der ikke har en afstivende effekt på platformens bærende dele, eller en let porebeton, hvorved også kan opnås en konstruktiv samvirken med bassinbunden 14 m.v.

5

Platformens flydehøjde varieres ved at ændre lufttrykket i ballasttankene, således at trykket er maksimalt, når flydehøjden og dermed også belastningerne fra bølgerne er stor. Det vil derfor forstås, at evakuering af ballast-10 vand via den perforerede bund ved hjælp af trykluft i stedet for ved en traditionel pumpning af vand fra tætte tanke bevirker, at de maksimale kræfter i de hårdest belastede konstruktionsdele såsom rampen 13 og bassinbunden 14 mindskes væsentligt.

15 På fig.4 er vist 2 stk. store huller i væggen mellem sidepontonen 18 og bassinet 14. Disse huller findes kun, hvis der på pontonerne er opstillet vindmøller af en type der løfter vand op i bassinet 14 og dermed øger effekten 20 af anlæggets turbiner. De viste hullerne er udløbet fra de vinddrevne pumper.

Fig. 5 og 6 viser et lodret snit i en bølgereflektor.

Begge bølgereflektorer er betegnet 2, idet disse udføres 25 ens bortset fra, at de i plan afbildning er spejlbilleder af hinanden. Bølgereflektorerne er i udførelseseksemplet hovedsagelig fremstillet af stål. Bølgereflektoren er en lukket konstruktion opsvejst af plane stålplader 23 af type som anvendes til skibsbygning. Bølgereflektoren har 30 overalt den samme bredde, angivet ved "B" på figurerne, mens højden over vandlinien er jævnt stigende fra den ende, der vender mod bølgerne, angivet ved "axH", til højden "H" i den modsatte ende. Det fremgår, at væsentlige dele af konstruktionen er udført ens i hele bølge-35 reflektorens længde, hvorved disse kan fremstilles rationelt. I hulrummet 28 er med jævne mellemrum anbragt 12 DK 173018 B1 afstivende stålskot. Den side, hvorfra bølgerne reflekteres, ses at være lodret fra et stykke under vandlinien til toppen, mens bagsiden kun er lodret fra et stykke under vandlinien til den mødes med en skråtliggende flade 5 fra bølgereflektorens top. Denne geometri giver en god stivhed/styrke af tværsnittet, og den skrå afskæring nedsætter kraftpåvirkningen fra bølger, der måtte ramme bølgereflektoren fra bagsiden.

10 Kølpladen 25 giver bølgereflektoren stor stabilitet ved at tilføje en stor hydrodynamisk vandmasse ved bevægelse af bølgereflektoren i tværretningen. Kølpladen er afstivet ved hjælp af tværribber 24 af stål placeret ud for de indvendige stålskot, og herved opnås ligeledes stor sta-15 bilitet mod bevægelse på langs af bølgereflektoren på grund af hydrodynamisk tilføjet vandmasse. Bølgereflektoren er forsynet med ballast 26 i varierende mængder, som det ses på tværsnittet. Ballasten kan eksem- pelvis være beton. Bølgereflektoren opnår yderligere stor 20 stabilitet mod rulning i bølgerne, fordi den er krum set i vandret afbildning, hvilket fremgår af fig. 1 og 9.

Fig. 7 og 8 viser, at bølgereflektoren er forsynet med midler for fastgørelse til et fenderarrangement 7, der er 25 placeret på platformens sideponton. Bølgereflektorne er endvidere forankret ved hjælp af en eller flere tværgående trosser, der forbinder de to bølgereflektorer, og endelig er de med trosser fastgjort til ankerpontonen 4, som det fremgår af fig. 1A. Bølgereflektoren er i 30 udførelseseksemplet forsynet med en arm 8, der er momentstift fastgjort på reflektorens yderside nær fenderarrangementet. Armen er med en trosse forbundet til et motordrevet spil, der er placeret i platformens sideponton 18. Med disse spil sikres det, at bølgereflek-35 torerne ikke bevæger sig mod hinanden som følge af tværgående bølger, der måtte ramme bølgereflektorerne 13 DK 173018 B1 bagfra. Samtidig sikrer spillene, at de tværgående trosser mellem bølgereflektorerne konstant er opspændt, hvorved de maksimale trækkræfter i trosserne og dermed også påvirkningen af bølgereflektorene mindskes 5 væsentligt. Ved hjælp af et supplerende spil er det muligt at ændre trækket i de forbindende trosser 6 og derved dreje bølgereflektorerne om fenderarrangementet 7, idet trækket i trosserne 9 ændres i takt hermed.

10 Det fremgår af fig. 1A, at man med det supplerende spil kan give bølgereflektorerne en så stor vinkeldrejning, at åbningen mod bølgerne bliver væsentlig mindre end den fulde åbning. Efter den maksimale drejning af en bølgereflektor vil dennes position være som vist med en 15 stiplet kontur på figuren.

Fenderarrangementet 7 består af et eller flere rørformede legeme, der er fastmonteret på bølgereflektoren. Fenderelementet er udført af et elastisk materiale, der er 20 således tale om en version af den almindeligt kendte gummirørsfender. Platformens sideponton 18 kan - som det bl.a. fremgår af fig. 8 - være forsynet med en vertikal bøjle, der er ført igennem fenderelementet, og som strækker sig i næsten hele pontonens højde. Platformens 25 flydehøjde kan således varieres frit, uden at dette påvirker bølgereflektorerne.

Fig. 9 viser dels en opstalt af anlægget svarende til fig. IB, blot er der her ikke opstillet vindmøller på 30 platformen. Over opstalten er vist en plan af anlægget, idet dog hele forankringssystemet er udeladt for at tydeliggøre det indtegnede bølgereflektionsmønster.

Linierne 30 angiver bølgetoppe på idealiserede retlinede bølger, der løber ind mod anlægget i den ideelle retning 35 parallelt med anlæggets symmetriakse. De stiplede linier er radier fra et punkt 33 til en bølgereflektor 2, hvis 14 DK 173018 B1 sider er et cirkelring-udsnit med centrum i punktet 33.

Pilene 32 angiver bølgernes bevægelsesretning og pilespidserne angiver, hvor de viste bølgetoppe på et givet tidspunkt rammer en bølgereflektor, og hvor de samme 5 bølgetoppe rammer 1/3 og 2/3 af bølgeperioden senere.

Ved en ideel reflektion findes de reflekterede bølgers bevægelsesretning ved spejling af indløbsretningen i den tilhørende cirkelradie, idet indfaldsvinklen mod bølge-10 reflektoren og udgangsvinklen er ens. De reflekterede bølgers bevægelsesretning er angivet ved linierne 32.

Pilespidserne for de reflekterede bølger angiver, hvor disse når frem til forkanten af platformens rampe. De reflekterede bølgetoppe 31 ses tydeligst ved den højre 15 bølgereflektor. Det fremgår, at den bølgetop, der netop er nået frem til rampen, krydses af en reflekteret bølgetop fra den foregående bølge, der nåede rampen -krydsningspunktet er markeret med en cirkel.

20 Bølgereflektionsmønstret viser, at en bølgereflektor med konstant krumning bevirker, at de reflekterede bølger krydser hinanden. Herved opstår lokale bølgetoppe, der er væsentlig højere end den uforstyrrede bølgehøjde. Den helt ideelle reflektion optræder ikke i virkeligheden, 25 idet den reflekterede energi i nogen grad blive spredt på grund af ikke lineære overlejringer mellem de indkommende og de reflekterede bølger. Endvidere kan der optræde en såkaldt Mach-effekt, der bevirker, at bølgetoppe, der bevæger sig langs med bølgereflektoren 30 mod rampen, får en stadig stigende højde. Reflektions-mønstret giver imidlertid et anskueligt billede af, hvorledes bølgerne bevæger sig. Det ses endvidere klart, at ingen af de reflekterede bølger kan krydse anlæggets symmetrilinie, hvorved overlejring af reflekterede bølger 35 fra de to bølgereflektorer med deraf følgende store belastninger af platformens forreste dele helt undgås.

DK 173018 B1 is

Anlæggets dimensioner i udførelseseksemplet ses at være valgt således i forhold til den afbildede fremherskende bølgelængde, at der konstant er direkte eller reflekte-5 rede bølgetoppe på vej op ad rampen. De uforstyrrede bølger rammer først rampens midte, mens de reflekterede bølger først rammer rampen nær sidepontonerne og derfra bevæger sig skråt op ad rampen mod anlæggets midte. Takket være rampens og bølgereflektorernes krumme form opnås 10 således en meget jævn strøm af opskyllet vand til platformens bassin, og samtidig bliver platformens stabili tet mod rulning i bølgerne markant større, end det kendes fra lægtere, pontonbroer og lignende, der ligger på tværs af søerne og har samme bredde som platformen. En stor 15 stabilitet af platformen giver en tilsvarende stor virkningsgrad i udnyttelsen af bølgeenergien. Det vil derfor forstås, at anlæggets proportioner skal afpasses efter det lokale bølgeklima. I udførelseseksemplet er regnet med en åbningsbredde mellem bølgereflektorerne på 20 ca. 160 m, og den største trykhøjde for turbinerne er ca.

4 m VS. Et sådant anlæg passer til et bølgeklima, der eksempelvis kan findes flere steder i den danske del af Nordsøen.

25 Fig. 10 viser anlægget i sin helhed med bølgereflektorer og med vindmøller. I de rumlige afbildninger er alle konstruktionslinier vist - også de "skjulte linier".

Claims (4)

1. Anlæg til indvinding af vind-/bølgeenergi på åbent hav bestående af en flydende platform (1) forankret selvjusterende i forhold til bølgeretningen via trosser (6) ført til en flydende ankerponton (3) via hvilken også en eventuel rør- elkabel-forbindelse føres og som er 10 forankret til på havbunden anbragte en eller flere ankerklodser (4), og som er forsynet med 2 justerbare bølgereflektorer (2), der fokuserer bølger mod en rampe (13), ad hvilken bølger ledes op i et bassin (14), der har et i forhold til havoverfladen variabelt niveau, og 15 hvorfra vandet igen ledes tilbage til havet gennem rørforbindelser, i hvilke der kan monteres kraftomsætten-de maskiner (10), kendetegnet ved, at rampen (13) er udformet som en dobbeltkrum flade med den egenskab, at niveaukurverne, der fremkommer ved skæring 20 mellem vandrette planer og rampens overflade har en i forhold til de indkommende bølgers retning konveks form, og at kurver, der fremkommer ved skæring mellem lodrette planer gennem ankerpontonen (3) og rampens overflade er nedad hule og ved, at de to indbyrdes spejlvendte 25 drejelige bølgereflektorer (2), der er fastholdt til den flydende platform med henblik på afbøjning og fokusering af bølger mod platformens rampe hver for sig er udformet som en flydende stiv, krum og dermed selvstabiliserende ponton af stor længde i forhold til et vilkårligt tvær-30 snits bredde og højde, og at en bølgereflektor i vandret plan stykkevis udgør en del af et keglesnit, og at dens forside er vertikal og af stigende højde over vandlinien i retning mod platformen. I7 DK 173018 B1

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rampens (13) niveaukurver og/eller rampens kurver med størst fald mod vandret er dele af keglesnit. 5

3. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rampen (13) er opbygget ved sammenføjning af et forholdsvis stort antal sektioner, der hver for sig er udformet som enkeltkrumme flader. 10

4. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ballasttankene (15) er opdelt i celler ved hjælp af skot (17) og ribber (20), og ved at bundpladerne (19) i platformens ballasttanke (15) er perforerede, hvorved plat- 15 formens flydehojde og rampens (13) hældning kan reguleres ved at ændre lufttrykket i ballasttankene, hvorved samtidig opnås formindskede kraftpåvirkninger af rampen (13) og andre af platformens konstruktiondele som følge af det i takt med en stigende bølgehøjde ligeledes stigende ind-20 vendige overtryk i konstruktionen.