GR20190100334A - Μηχανισμος εντος του πλοιου για την μετατροπη της κινητικης ενεργειας του φορτιου, λογω κυματων, σε ηλεκτρικη - Google Patents

Μηχανισμος εντος του πλοιου για την μετατροπη της κινητικης ενεργειας του φορτιου, λογω κυματων, σε ηλεκτρικη Download PDF

Info

Publication number
GR20190100334A
GR20190100334A GR20190100334A GR20190100334A GR20190100334A GR 20190100334 A GR20190100334 A GR 20190100334A GR 20190100334 A GR20190100334 A GR 20190100334A GR 20190100334 A GR20190100334 A GR 20190100334A GR 20190100334 A GR20190100334 A GR 20190100334A
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
ship
platform
rails
main
dependent
Prior art date
Application number
GR20190100334A
Other languages
English (en)
Inventor
Κωνσταντινος Αποστολου Κουτσαφτης
Original Assignee
Κωνσταντινος Αποστολου Κουτσαφτης
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Κωνσταντινος Αποστολου Κουτσαφτης filed Critical Κωνσταντινος Αποστολου Κουτσαφτης
Priority to GR20190100334A priority Critical patent/GR20190100334A/el
Publication of GR20190100334A publication Critical patent/GR20190100334A/el

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Η παρούσα εφεύρεση προσπαθεί να αξιοποιήσει την ενέργεια των θαλασσίων κυμάτων, που επιταχύνουν το πλοίο και οτιδήποτε μεταφέρει αυτό. Η κίνηση του μεταφερόμενου φορτίου μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, δηλαδή τελικά το ίδιο το φορτίο, συνεισφέρει στην μείωση του κόστους μεταφοράς του. Αυτό επιτυγχάνεται με μία πλατφόρμα πάνω σε ράγες, που έχει ελευθερία κινήσεως ως προς το πλοίο. Μηχανισμοί πέδησης μετατρέπουν την κινητική ενέργεια της μάζας της πλατφόρμας, μαζί με ότι είναι προσδεμένο επάνω της, σε ηλεκτρική ενέργεια. Η ενέργεια αξιοποιείται εντός του πλοίου και χρησιμοποιείται άμεσα για την πρόωση ηλεκτροκίνητων πλοίων ή για τις λοιπές ανάγκες οποιουδήποτε άλλου σκάφους.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
«Active Cargo», μηχανισμός εντός του πλοίου, για την μετατροπή της κινητικής ενέργειας του φορτίου, λόγω κυμάτων, σε ηλεκτρική.
Τεχνικό πεδίο, όπου αναφέρεται η εφεύρεση
Η παρούσα εφεύρεση αφορά σε μηχανισμό εντός πλοίου, για την αξιοποίηση της ενέργειας των κυμάτων. Μία μεταλλική κατασκευή (πλατφόρμα), τοποθετείται σε σιδηροτροχιές πάνω στην γάστρα του πλοίου, ώστε να έχει ελευθερία κινήσεως εμπρόςπίσω ως προς το ίδιο το πλοίο. Πάνω στην πλατφόρμα τοποθετείται το εμπόρευμα (κάθε μορφής) ή/και οτιδήποτε μεταφέρει το πλοίο και έχει μεγάλη μάζα. Το Σύστημα ακολουθεί την λόγω κυμάτων κίνηση του πλοίου, επιταχύνεται από τα κύματα και επιβραδύνεται από μηχανισμούς οδοντωτών τροχών, που μετατρέπουν την κινητική ενέργεια της πλατφόρμας και του φορτίου της σε ηλεκτρική. Η παραγόμενη ενέργεια χρησιμοποιείται άμεσα για την πρόωση ηλεκτροκίνητων πλοίων ή για τις λοιπές ανάγκες οποιουδήποτε άλλου σκάφους.
Στάθμη προηγούμενης τεχνικής και αξιολόγηση αυτής
Σήμερα, τα πλοία χρησιμοποιούν για την κίνηση τους σχεδόν αποκλειστικά τα υγρά καύσιμα (fuel oil - bunkers). Επειδή η κίνηση μέσα στο νερό έχει μεγάλη αντίσταση, ανάλογα έχουμε πολύ υψηλό κόστος κατανάλωσης καυσίμων, της τάξεως πολλών χιλιάδων δολαρίων ανά ημέρα και αναλογικά ιδιαίτερα αυξημένο ίχνος μολύνσεως του περιβάλλοντος. Η επιδίωξη όλων των παραγόντων της διεθνούς ναυτιλιακής κοινότητας, είναι η μειωμένη κατανάλωση, ώστε να έχουμε πιο οικονομικές μεταφορές, αλλά και την κατά το δυνατόν λιγότερη επιβάρυνση του περιβάλλοντος σε ρύπους και CO2. Οι πολυετείς προσπάθειες στην κατεύθυνση μείωσης της κατανάλωσης των μηχανών των πλοίων έχουν δημιουργήσει νέες τάσεις και βελτιωμένη εικόνα σε σχέση με το παρελθόν, αλλά το πρόβλημα εξακολουθεί να είναι μεγάλο.
Η ηλεκτροκίνηση, σαν μέθοδος πρόωσης πλοίου, συναντάται σπάνια και εφαρμόζεται σαν υβριδική λύση, όπου μία μηχανή εσωτερικής καύσης (ηλεκτρογεννήτρια) παράγει ηλεκτρική ενέργεια, για να κινήσει τον ηλεκτροκινητήρα, που κινεί τελικά το πλοίο. Πρόσφατες υλοποιήσεις περιλαμβάνουν και μπαταρίες εντός του πλοίου, ώστε ο κινητήρας εσωτερικής καύσης να λειτουργεί μόνιμα στις βέλτιστες από άποψη οικονομίας στροφές του, ενώ στις περιόδους αυξημένων απαιτήσεων σε ηλεκτρική ισχύ, γίνεται χρήση της αποθηκευμένης στις μπαταρίες ισχύος (όποτε είναι δυνατόν, μικρό τμήμα της παραγόμενης ενέργειας αποθηκεύεται).
Γενικά, η ενέργεια των κυμάτων, στην αξιοποίηση της οποίας στοχεύει η παρούσα εφεύρεση, είναι ελάχιστα έως καθόλου διαδεδομένη. Οι σταθερής θέσης λύσεις που έχουν προταθεί, για την αξιοποίηση των κυμάτων, χωρίζονται σε αγκυροβολημένες κατασκευές βαθιά εντός της θάλασσας και σε παράκτιες εγκαταστάσεις. Ανά κατηγορία, αντιμετωπίζουν τα παρακάτω σημαντικά προβλήματα, που έχουν αποτρέψει την επικράτηση τους σαν ενεργειακή λύση:
Α) Όταν η εγκατάσταση είναι μακριά από την ακτή και σε μεγάλο βάθος, ώστε να έχουμε μεγάλο ύψος κύματος:
1. Το θαλασσινό περιβάλλον διαβρώνει έντονα τις κατασκευές
2. Το βάθος δυσκολεύει την αγκύρωση του συστήματος
3. Η Συντήρηση είναι δύσκολη και δαπανηρή
4. Η απόσταση δημιουργεί αυξημένο κόστος, για την μεταφορά της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στην ακτή (υποθαλάσσια καλωδίωση, βλάβες, κτλ.)
Β) Όταν η εγκατάσταση είναι παράκτια (η βασική εγκατάσταση είναι στην στεριά και ένα μόνο κινούμενο τμήμα της είναι μέσα στην θάλασσα) όλα τα παραπάνω προβλήματα μειώνονται, αλλά το κύμα είναι μικρό, άρα είναι μικρή και η απόδοση του συστήματος.
Στις μετακινούμενες προτάσεις παραγωγής ενέργειας, τυπική υλοποίηση Σχέδιο 1, για την αξιοποίηση της ενέργειας των κυμάτων εντός πλοίου, έχει τμήμα του μηχανισμού εντός της θάλασσας, που όμως ταυτόχρονα χαλάει την γεωμετρία του σκάφους και τελικά την αντίσταση κατά την πλεύση του.
Άλλη γνωστή πρόταση είναι ο μηχανισμός WITT Σχέδιο 2, που μετατρέπει τις τυχαίες κινήσεις των κυμάτων σε ηλεκτρική ενέργεια. Η ποσότητα της παραγόμενης ενέργειας είναι ανάλογη της κινούμενης μάζας (βάρους) του μηχανισμού, άρα όσο μεγαλώνουμε τον μηχανισμό, τόσο αυξάνουμε το έρμα του σκάφους (κακό για την κατανάλωση), πάντα όμως μένοντας σε μεγέθη ελάχιστα, συγκρινόμενα με τις ανάγκες του πλοίου.
Πλεονεκτήματα της εφεύρεσης
Τα γενικά πλεονεκτήματα της εφεύρεσης, κοινά με κάθε μορφή αξιοποίησης μιας πράσινης ενέργειας, περιλαμβάνουν:
1. Φτηνή συμπληρωματική ενέργεια για τις μεταφορές. Η παραγωγή της θα είναι ανάλογη του κυματισμού της θάλασσας και αντιστρόφως ανάλογη των απωλειών ενέργειας της κατασκευής.
2. Μείωση της συνολικής εκπομπής ρύπων του πλοίου στην ατμόσφαιρα.
Τα πλεονεκτήματα της συγκεκριμένης υλοποίησης είναι:
1. Το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα καταναλώνεται «επί τόπου», άρα δεν έχει κόστος μεταφοράς και κόστος συντήρησης των υποδομών μεταφοράς.
2. Η κατασκευή βρίσκεται τον περισσότερο χρόνο στη μέση των θαλασσών, άρα αξιοποιεί υψηλά κύματα, σαν γνήσια «ωκεάνια» εγκατάσταση.
3. Η εντός του σκάφους κατασκευή είναι προστστευμένη σαν «παράκτια», δεν έχρεται σε άμεση επαφή με το θαλασσινό περιβάλλον, άρα δεν υποβάλλεται σε έντονη διάβρωση, όπως οι ωκεάνιες εγκαταστάσεις.
4. Αλλάζει το μεταφερόμενο φορτίο από αποκλειστικά «παθητικό», σε ότι αφορά στο κόστος μεταφοράς του, σε «ενεργητικό», δηλαδή το ίδιο το φορτίο συνεισφέρει στην μείωση του κόστους μεταφοράς του.
Αποκάλυψη της εφεύρεσης
Στον πυθμένα του σκάφους, οριζόντια και κατά το μήκος του τοποθετούνται παράλληλες σιδηροτροχιές Σχέδιο 3. Επί των σιδηροτροχιών τοποθετείται μεταλλική κατασκευή (πλατφόρμα), που φέρει τροχούς ανάλογους εκείνων ενός τρένου. Οι τροχοί της προσαρμόζονται πάνω στις σιδηροτροχιές, ώστε η πλατφόρμα να κινείται εμπρός-πίσω. Το πλήθος των σιδηροτροχιών αυξάνει, όσο αυξάνει το πλάτος του πλοίου και καθορίζεται από την στατική μελέτη, ώστε η πλατφόρμα να είναι ελαφριά και να λειτουργεί χωρίς σημαντικές παραμορφώσεις. Υλοποίηση γραναζιών μετατρέπει την κίνηση εμπρός-πίσω σε περιστροφική, ενώ άλλη διάταξη γραναζιών διασφαλίζει αυτή η περιστροφική κίνηση να γίνεται σε μια κατεύθυνση. Στο Σχέδιο 4 απεικονίζεται σχηματικά η διαδικασία μετατροπής της ευθύγραμμης κίνησης σε περιστροφική κίνηση μίας φοράς. Τελικά, περιστρέφεται ηλεκτρογεννήτρια, που παράγει το ηλεκτρικό μας ρεύμα. Οι διατάξεις γραναζιών, που αναφέρονται ανωτέρω, είναι απλές και ευρέως διαδεδομένες στην κατηγορία «Dynamic Braking» (αξιοποίηση ενέργειας κατά την πέδηση).
Στο Σχέδιο 5: Το (1) απεικονίζει την δυνατότητα να αξιοποιήσουμε την μάζα τμήματος ή του συνόλου των εμπορευμάτων. Το (2) δείχνει, ότι το ίδιο μπορεί να γίνει με τμήμα ή όλα τα καύσιμα του πλοίου. Το (3) δείχνει, ότι και κάποια υπερκατασκευή μπορεί να εδράζεται πάνω σε σιδηροτροχιές. Στο σκαρίφημα δεν απεικονίζονται οι μηχανισμοί μετατροπής της πέδησης σε ενέργεια.
Μπορούμε να ξεπακτώσουμε από την γάστρα τις σιδηροτροχιές της ανωτέρω διάταξης και να ανυψώσουμε το σύστημα «κατά μήκος σιδηροτροχιές-πλστφόρμα». Στην γάστρα πακτώνουμε πολλαπλάσιο αριθμό εγκάρσιων σιδηροτροχιών και προσθέτουμε κάθετους τροχούς στις κστά μήκος σιδηροτροχιές, ώστε να κινούνται πάνω στις εγκάρσιες, δίνοντας ελευθερία στο σύστημα να κινείται εκτός από εμπρός-πίσω και δεξιά-αριστερά (σαν να τοποθετούσαμε σε ένα τρένο τροχούς με κατεύθυνση κάθετη σε αυτή που γνωρίζουμε). Υλοποίηση οδοντωτών τροχών μετατρέπει την κίνηση δεξιά-αριστερά σε περιστροφική κίνηση μίας φοράς, για αξιοποίηση από ηλεκτρογεννήτρια, Σχέδιο 6.
Το ανωτέρω σύστημα με τις κατά μήκος και τις εγκάρσιες σιδηροτροχιές του, μπορεί να εδράζεται σε μηχανισμό ελατηρίων, αποσβεστήρων, κτλ., δίνοντας ελευθερία στο σύστημα να κινείται εκτός από εμπρός-πίσω/δεξιά-αριστερά και πάνω-κάτω. Και πάλι, εγκατάσταση δυναμικής πέδησης, θα μετστρέψει την κίνηση πάνω-κάτω σε ηλεκτρική ενέργεια, Σχέδιο 7.

Claims (7)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ Κύρια αξίωση:
1. Σιδηροτροχιές πακτώνονται στα ύφαλο του πλοίου και κατά το μήκος του. Μια μεταλλική κατασκευή (πλατφόρμα), που έχει παράλληλους τροχούς σε ανάλογη θέση, τοποθετείται πάνω στις σιδηροτροχιές, ώστε να μπορεί να κινηθεί εμπρός-πίσω μέσα στο πλοίο. Πάνω στην πλατφόρμα τοποθετείται το εμπόρευμα (κάθε μορφής), τα καύσιμα του πλοίου ή/και οποιαδήποτε υπερκατασκευή. Η πλατφόρμα, μαζί με ότι στερεώθηκε πάνω της, επιταχύνεται από τα κύματα και επιβραδύνεται από μηχανισμούς αξιοποίησης της δυναμικής πέδησης, που μπορούν να μετατρέπουν την κινητική ενέργεια της συνολικής μάζας σε ηλεκτρική. Η ίδια η μεταφερόμενη μάζα από αποκλειστικά «παθητικό», τελικά συνεισφέρει στην μείωση του κόστους μεταφοράς της.
Εξαρτημένες αξιώσεις:
2. Συμφώνως προς την κύρια αξίωση 1, οι σιδηροτροχιές (αντί για κατά το μήκος) πακτώνονται στα ύφαλα του πλοίου εγκάρσια. Τα λοιπά έχουν ανάλογη διάταξη, αλλά η πλατφόρμα κινείται δεξιά-αριστερά.
3. Συμφώνως προς την κύρια αξίωση 1, οι κατά το μήκος σιδηροτροχιές αποκτούν κάθετους ως προς την φορά τους τροχούς και κινούνται πάνω σε εγκάρσιες σιδηροτροχιές, που έχουν πακτωθεί στα ύφαλα του πλοίου. Έτσι, επιτυγχάνεται επιπλέον κίνηση της κατασκευής δεξιά-αριστερά. Τελικά, το σύνολο επιβραδύνεται από μηχανισμούς αξιοποίησης της δυναμικής πέδησης, που μπορούν να μετατρέπουν την κινητική ενέργεια της συνολικής μάζας σε ηλεκτρική.
4. Συμφώνως προς την κύρια αξίωση 1 και την εξηρτημένη αξίωση 3, οι ανωτέρω κατασκευές χωρίζονται σε άλλες μικρότερες, ίδιας λογικής και τις τοποθετούμε σε διάφορα τμήματα κατά το μήκος, το πλάτος ή και το ύψος του πλοίου.
5. Συμφώνως προς την κύρια αξίωση 1 και τις εξηρτημένες αξιώσεις 3 και 4, οι ανωτέρω κατασκευές μετατρέπουν την κινητική ενέργεια της πλατφόρμας σε ηλεκτρική με οποιοδήποτε μηχανικό ή υδραυλικό μηχανισμό.
6. Συμφώνως προς την κύρια αξίωση 1 και τις εξηρτημένες αξιώσεις 3, 4 και 5, στις ανωτέρω κατασκευές αντικαθιστούμε τους τροχούς και τις σιδηροτροχιές με οποιαδήποτε κατασκευή, που διατηρεί τις τριβές κίνησης και κύλισης μεταξύ πλατφόρμας και υφάλων πλοίου σε χαμηλά επίπεδα.
7. Συμφώνως προς την κύρια αξίωση 1 και όλες τις εξηρτημένες αξιώσεις, οι κατασκευές έχουν την δυνατότητα να κλειδώνουν, για ασφάλεια κατά την διάρκεια συνθηκών καταιγίδας.
GR20190100334A 2019-08-02 2019-08-02 Μηχανισμος εντος του πλοιου για την μετατροπη της κινητικης ενεργειας του φορτιου, λογω κυματων, σε ηλεκτρικη GR20190100334A (el)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20190100334A GR20190100334A (el) 2019-08-02 2019-08-02 Μηχανισμος εντος του πλοιου για την μετατροπη της κινητικης ενεργειας του φορτιου, λογω κυματων, σε ηλεκτρικη

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20190100334A GR20190100334A (el) 2019-08-02 2019-08-02 Μηχανισμος εντος του πλοιου για την μετατροπη της κινητικης ενεργειας του φορτιου, λογω κυματων, σε ηλεκτρικη

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR20190100334A true GR20190100334A (el) 2021-03-16

Family

ID=75262261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20190100334A GR20190100334A (el) 2019-08-02 2019-08-02 Μηχανισμος εντος του πλοιου για την μετατροπη της κινητικης ενεργειας του φορτιου, λογω κυματων, σε ηλεκτρικη

Country Status (1)

Country Link
GR (1) GR20190100334A (el)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2208622Y (zh) * 1994-07-27 1995-09-27 林香建 一种可减少船只横摇和利用风浪能量的装置
GB2484324A (en) * 2010-10-07 2012-04-11 Adnan Mansoor Power generating apparatus for a vessel, eg a ship or boat
CN205036499U (zh) * 2015-09-29 2016-02-17 陈柏霖 一种基于波浪能的船舶发电装置
CN108583799A (zh) * 2018-04-13 2018-09-28 浙江海洋大学 一种带能量回收功能的被动式舰船减摇系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2208622Y (zh) * 1994-07-27 1995-09-27 林香建 一种可减少船只横摇和利用风浪能量的装置
GB2484324A (en) * 2010-10-07 2012-04-11 Adnan Mansoor Power generating apparatus for a vessel, eg a ship or boat
CN205036499U (zh) * 2015-09-29 2016-02-17 陈柏霖 一种基于波浪能的船舶发电装置
CN108583799A (zh) * 2018-04-13 2018-09-28 浙江海洋大学 一种带能量回收功能的被动式舰船减摇系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nguyen et al. The electric propulsion system as a green solution for management strategy of CO2 emission in ocean shipping: A comprehensive review
AU2009255823B2 (en) Wave energy conversion plant
Washio et al. The offshore floating type wave power device" Mighty Whale": open sea tests
US7755224B2 (en) System for producing electricity through the action of waves on floating platforms
CN107044379B (zh) 一种海上自航式绿色能源电力供应装置
ITBS20090157A1 (it) Sistema per una produzione di energia elettrica o meccanica dal moto ondoso
KR20060114555A (ko) 해상 화력 발전소
CN104948380A (zh) 一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统
KR20150074709A (ko) 하이브리드 선박을 위한 부유식 충전소
Litwin et al. Energy efficient and environmentally friendly hybrid conversion of inland passenger vessel
Veldhuis et al. Hydrogen fuel in a marine environment
GR20190100334A (el) Μηχανισμος εντος του πλοιου για την μετατροπη της κινητικης ενεργειας του φορτιου, λογω κυματων, σε ηλεκτρικη
CN110562425B (zh) 一种基于预设牵引绳的船舶行驶系统
Utama et al. New concept of solar-powered catamaran fishing vessel
CN205273804U (zh) 防晕自发电电动船
NO347179B1 (en) A mooring system for a plurality of floating units
CN105221346B (zh) 海上移动式风力发电系统
CN111425335A (zh) 一种利用船舶两舷波浪能的发电装置
CN101344063B (zh) 一种悬浮式潮涌发电站
CN105173008B (zh) 防晕自发电电动船
Zakiah et al. Solar and wind energy for ship power system, current status and future prospect
AIJJOU et al. Wind Energy for Shipboard Electric Power Needs
Ferry Comparative Study of Hybrid Catamaran Versus Diesel Monohull Boat as Ferry for Short Distance Routes.
KR20120048440A (ko) 풍력발전기의 해상운송 및 적하역방법
CN201246265Y (zh) 一种悬浮式风浪发电站