JP4398977B2 - 波力発電アセンブリ - Google Patents

波力発電アセンブリ Download PDF

Info

Publication number
JP4398977B2
JP4398977B2 JP2006507975A JP2006507975A JP4398977B2 JP 4398977 B2 JP4398977 B2 JP 4398977B2 JP 2006507975 A JP2006507975 A JP 2006507975A JP 2006507975 A JP2006507975 A JP 2006507975A JP 4398977 B2 JP4398977 B2 JP 4398977B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wave power
rotor
force
spring
spring means
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006507975A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006521502A (ja
Inventor
レイヨン、マッツ
ベルンホフ、ハンス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swedish Seabased Energy AB
Original Assignee
Swedish Seabased Energy AB
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 Swedish Seabased Energy AB filed Critical Swedish Seabased Energy AB
Publication of JP2006521502A publication Critical patent/JP2006521502A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4398977B2 publication Critical patent/JP4398977B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • 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
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1885Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
    • F03B13/189Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem acting directly on the piston of a pump
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

本発明は、その第一側面において、船体およびリニア発電機を備え、その回転子は接続手段によって船体に接続され、かつその固定子は海/湖底に繋留されるように構成された波力発電アセンブリであって、回転子に力を及ぼすように構成されたばね手段をも備え、該力は回転子の運動の少なくとも一部分中に、船体によって回転子に働く揚力と反対の方向を向き、船体の運動およびばね手段によって働く前記力の結果、回転子は回転子の行程の長さを画定する二つの端位置の間で往復運動を実行するように構成されて成る、固定最大行程長を達成するように構成された波力発電アセンブリに関する。回転子の運動方向は発電機の長手方向を画定し、運動の方向に垂直な平面は発電機の横方向を画定する。
第二側面において、本発明は、本発明に係る複数の波力発電アセンブリを含む波力発電所に関する。
第三側面において、本発明は、電流を発生するための本発明の波力発電アセンブリの使用に関する。
第四側面において、本発明は電気エネルギを発生するための方法に関する。
本願では、回転子という用語は、リニア発電機の可動部に対して使用される。したがって、回転子という用語は回転体に関係せず、直線的往復運動体に関係することを理解されたい。したがって、回転子の運動方向とは、その直線状の運動方向を指す。
本発明に係る波力発電アセンブリは主として、最高500kWまでの用途に意図されているが、それらに限定されない。
固定子が海底に繋留するように構成されるという事実は、必ずしもそれがそこに配置されることを意味しない。また、それを海底に不動に接続しなければならないということも意味しない。したがって、固定子の構造は当然浮動状態に支持することができ、繋留は、アセンブリが遠くに追いやられるのを防止するラインまたは類似物だけで構成することができる。
海および大きい湖の波動は、今までほとんど利用されていない潜在的なエネルギ源である。利用可能な波動エネルギは波高に依存し、異なる場所では当然異なる。一年の平均波力エネルギは様々な風の状態に依存し、それは最も近い沿岸からの場所の距離によって大きく影響される。とりわけ、北海で測定が行なわれてきた。深さが約50mである、ユトランド沿岸から約100km西方の測定地点で、波高の測定が行なわれた。
海面波の運動によって得られるエネルギを利用するために、電力を発生するため様々な型の波力発電アセンブリが提案されてきた。しかし、これらは従来の発電と首尾よく競争するまでには成功しなかった。これまで実現された波力発電所は大部分が試験発電所であり、あるいは航行ブイへの局所的エネルギ供給用に使用されてきた。商用発電が実現可能になり、それによって海面波の運動で得られる大きいエネルギ貯蔵を利用するためには、適切に位置する場所でアセンブリの配備を実行することが要求されるだけではない。アセンブリが信頼できるものであり、高い効率のみならず低い製造および運転コストであることも要求される。
波の運動エネルギから電気エネルギへの変換の実現可能な原理の中で、リニア発電機は、それに関連してこれらの要求を最大限に満たす。
波動によって生じる船体の垂直方向の動きは、それによって発電機の回転子の往復運動に直接変換することができる。リニア発電機は非常に頑健かつ単純にすることができ、それにより底に繋留しても、水の流れによって全く影響されなくなる。発電機の唯一の可動部は、往復運動する回転子である。その少数の可動部およびその単純な構造的組立により、アセンブリは非常に信頼できるものになる。
例えば米国特許第6020653号(特許文献1)によって、リニア発電機の原理に基づく波力発電アセンブリは以前から公知である。したがって、明細書は底に繋留される発電機を記載し、該発電機は海面の波動から電気エネルギを生成する。発電機のコイルは、コイルが波動と共に上下動するように、船体に接続される。コイルが運動するときに、磁界がコイルに作用するので、それに電磁力が発生する。磁界は、コイル全体の行程の長さに沿った単一の磁気配向を有する均一な磁界をもたらすようなものである。発電機は、コイルがその中で運動する磁心を担持する海底のベースプレートを含む。
さらに、リニア発電機を備えた波力発電アセンブリは、米国特許第4539485号によって以前から公知である。その回転子は多数の永久磁石から構成され、発電機の巻線は周囲の固定子内に配置される。
さらに国際出願PCT/SE02/02405(特許文献2)には、回転子が永久磁石であり、固定子が回転子の運動方向に分散された複数の極を形成する巻線を含む、リニア発電機を有する波力発電アセンブリが開示されている。ばね手段が引張りばねの形で配設され、回転子に対し下向きの張力、つまり船体の揚力に逆らう方向の力を及ぼす。
米国特許第6020653号 国際出願PCT/SE02/02405
船体が波によって持ち上げられるときに、これは必然的に、発電機内の回転子を上方に引っ張ることを伴う。その時に発生するエネルギの一部分は電気エネルギに変換され、一部分は引張りばねに蓄積される。次いで船体が波頭から波窪に移動するときに、回転子は引張りばねによって下方に引っ張られる。それによって、ばねに蓄積されたエネルギは電気エネルギに変換される。
単純な機械的引張りばねを使用する場合、電気エネルギへの変換は不均一に行なわれ、それは擾乱を発生させ、エネルギ変換のための劣った条件をもたらす。
本発明の目的は、この背景に対して、電気エネルギへの変換が最適化されるように、当該種類の波力発電アセンブリにおける前記問題を克服しようとすることである。
設定した目的は、本発明の第一態様で、回転子の最大行程長の50%に対応する運動振幅で、最大2.5倍変動する大きさの力を及ぼすように構成されたばね手段の特殊な特徴を含む、請求項1の前提部分に記載する種類の波力発電アセンブリによって達成された。
本発明に係る解決策は、擾乱の発生および劣ったエネルギ変換の原因の同定に基づく。原因は、機械的引張りばねの機能モードに起因するかもしれない。そのようなばねのばね力は通常、中立位置からのばねの伸長に比例する。よって、回転子の運動中にばねが回転子に及ぼす力はかなり変動し、よって回転子の速度も変動する。回転子が上方に運動すると、その時、ばねからの抗力は比較的小さいので、最初はエネルギの比較的大きい部分が電気エネルギに変換され、より小さい部分がばねに伝達される。運動のより後の部分では、その時ばね力は大きくなるので、関係は逆になる。下向きの運動でも、対応する事象の経過が発生する。ここに不均一なエネルギ変換の決定的な原因が見出される。
したがって、この洞察に基づいて、本発明では、ばね力の変動が制限されるという事実によって前記不均一性を低減するように、ばね手段を使用する。前記区間に対して1:2.5の最大値を有するばね力の変動のおかげで、ばね手段に蓄積されるエネルギと電気エネルギに変換されるエネルギとの間の関係は、回転子の運動中に比較的わずかしか変動しない。その結果、電気エネルギへの改善された変換がもたらされる。
回転子の位置の関数としてばね力の限定された変動は、多くの異なる方法で提供することができる。例えば非常に長いばねを使用して、すでに短いばねの長さに対応する回転子位置で、張力が他端位置で現われる張力の半分になるようにそれを付勢することができる。別の方法は、所望の性質の総ばね特性をもたらす複数のばねから、ばね手段を構成することである。トーションばねの使用は、別の実現可能な代替例を構成する。さらに、所望の力変動を達成するために有利に使用できる、純粋に機械的なもの以外の型のばねがある。
本発明の波力発電アセンブリの好適な実施形態では、ばね手段の力の大きさは、前記区間内で最大限1.25倍変動する。上記説明から明らかになったように、運動中の力の変動はできるだけ小さいことが望ましい。すでに1:2.5の変動範囲は重要な利点を意味するが、より密な変動幅がいっそう有利である。したがって、最大で1:1.25の変動は特に有利な実施形態を意味する。
追加の好適な実施形態では、力は実質的に一定である。直前の論拠から明白であるように、これは、本発明が重点的に取り組む問題点に関して、最適な実施形態を構成する。
追加の好適な実施形態では、ばね手段は、回転子の最大行程長の90%に対応する運動振幅で、最大で10倍変動する大きさの力を及ぼすように構成される。力変動制限の範囲が最大行程長の約50%を構成するだけである場合にも、波動はほとんどの場合この範囲内であるので、本発明の利点はかなりの程度まで得られることは事実である。波動がそれより大きい場合にも、運動の大半部分で効果は依然として達成される。しかし、この実施形態に従って力変動の制限の範囲が拡大すると、非常に強い波動時にも本発明の利点は完全に得られる。
追加の好適な実施形態では、力は前記大きい範囲に対し最大で1.5倍変動する。よって、特に有利な実施形態が達成される。
追加の好適な実施形態では、ばね手段はガスばねを含む。そのようなばねは通常、伸長度とは関係なく実質的に一定しているばね力を持つので、これに関連してガスばねの使用は極めて有利である。
代替実施形態では、ばね手段は機械的である。そのような解決策は、ばね特性を調整するために特殊な処置を必要とすることは事実である。しかし、特定の用途では、この実施形態は、本発明の有利に単純かつ信頼できる実現を提示する。
追加の好適な実施形態では、ばね手段は非線形ばね特性を有する。これは、事象の経過に影響する他の条件を考慮に入れながら、力変動の最適化を促進する。
追加の好適な実施形態では、ばね手段は能動制御ばねを含む。よって、例えばエネルギ変換の効率にとって有意の何らかのパラメータに応じて、ばね力を制御することにより、ばね力の変化を、事象の経過中に発生する特定の状況に適応させることができる。
追加の好適な実施形態では、ばね手段は複数のばねを含む。これは力の変化に所望のプロファイルをもたらす簡単な方法である。
追加の好適な実施形態では、ばね手段は、最大行程長で、波頭における船体の位置に対応する回転子の端位置に隣接する短い距離に対して、回転子の最大行程長の90%未満で、最大力より何倍も大きい力を及ぼすように構成される。よって、最大行程長が利用されるような波動の場合に、回転子の上向きの運動の強力な制動がその最終段階で達成される。この制動によって、行程の長さを制限する剛性止め子に比較して、破損の危険性が回避される。
それに関連して、好適な実施形態では、前記短い距離は回転子の最大行程長の10%未満を構成する。その大きさの制動距離は、適正に平滑な制動を可能にするために充分に大きく、かつ他の点で運動の経過に対し擾乱効果を持たないために充分に小さい。前記距離は最大行程長の5%未満であることが好ましい。
追加の好適な実施形態では、端位置までの距離が減少するにつれて、前記短い距離に対する力は増大する。よって、制動は最初に平滑に起こり、端位置の間近になるまで最大の力にならないので、制動は調和的である。
追加の好適な実施形態では、ばね手段は、前記短い距離に対し力を加えるための一つまたはそれ以上の別個のばね要素を含む。前記短い距離に対するばね力が残りの運動中のものとかなり異なる場合、一つまたはそれ以上の別個のばね要素は、これを達成するための単純で好都合な方法である。
それに関連して、好適な実施形態では、各々の別個のばねは機械的圧縮または引張りばねである。そのようなばねは、この段階中に所望の特性を達成するのに適している。該要素は好ましくは、ゴム体から構成することができる。
本発明の波力発電アセンブリの上述した好適な実施形態は請求の範囲の請求項1に従属する請求項に記載されている。
本発明の第二、第三、および第四側面では、設定した目的は、本発明に係る複数の波力発電アセンブリを含む波力発電所によって、電流を発生するための本発明に係る波力発電所の使用によって、かつ本発明に係る波力発電アセンブリによって実行される電流の発生方法によって、それぞれ達成された。それらを請求項16、17、および18にそれぞれ記載する。
本発明の波力発電アセンブリ、本発明の使用、および本発明の方法によって、本発明の波力発電アセンブリおよびその実施形態の場合と同様に、上で説明したものに対応する種類の利点が得られる。
本発明を、その有利な実施形態例の添付の詳細な説明によって、添付の図面の図を参照しながら、より綿密に説明する。
図1は、本発明に係る波力発電アセンブリの原理を示す。船体3は、海面2に浮揚するように構成される。波浪は船体3に往復垂直動を与える。底1で、リニア発電機5は底に固定されたベースプレート8を介して繋留され、該プレートはコンクリートスラブとすることができる。ベースプレート8にリニア発電機の固定子6a、6cは固定される。固定子は四つの垂直柱状固定子パックから構成されるが、図ではそのうちの二つだけが見える。固定子パックの間の空間に、発電機の回転子7が配設される。それは、ライン4によって船体3に接続される。回転子7は永久磁性材製である。
ベースプレート8は中央に配設された穴10を有し、それと同心の底穴9が海底に作られる。底穴9は適切に内張りすることができる。底穴9の下端には引張りばね11が固定され、それはその他端を回転子7の下端に固定される。ベースプレート8の穴10および底穴9は、回転子7がその中を自由に動ける直径を有する。
各固定子パック6a、6cは、多数のモジュールから構成される。図示する例では、それが三つの垂直方向に分散されたモジュール61、62、63にどのように分割されるかが、固定子パック6aに印されている。
海面2の波動によって船体3が上下に運動すると、この運動はライン4を介して回転子7に伝達され、それは固定子パックの間の対応する往復運動を受け取る。それにより、固定子巻線に電流が発生する。底穴9は、回転子がその下方運動時に固定子全体を通過することを可能にする。引張りばね11は、ライン4が常に伸張保持されるように、下方運動に追加の力を与える。
ばねはまた、特定の状況で上向きの力を及ぼすこともできるように形成することもできる。制御手段28によって、可能な限り多くの時間に共振が達成されるように、ばねのばね定数を調整することができる。
塩水に耐えることができるようにするために、固定子には全体的または部分的にVPIまたはシリコーンを含浸させる。
図2は、図1の線II−IIに沿った断面図である。この例で、回転子7は方形断面を有し、固定子パック6a〜6dは回転子7の各辺に配設される。それぞれの固定子パックの巻線は12a〜12dで示される。図中、各固定子パックの薄板金属板の向きも示される。回転子と隣接固定子パックとの間の空隙は、数mm程度である。
本発明の基本原理を図3〜6に示す。図3は、波力発電アセンブリの回転子7、それに固定された引張りばね11、および回転子7を船体と接続するライン4を概略的に示す。図は、本発明が関係する問題点を図解するように意図されており、したがって本発明の範囲外の実施形態を示す。回転子はその最大限の下端位置に示されている。図は長さの尺度を具備しており、0は回転子の下端位置、4はその上端位置を表わす。長さの単位は、平易にするためにメートルと考えることができる。回転子の下端位置で、ばねはその中立位置にあり、回転子7に対し力を及ぼさない。回転子7が船体の上昇運動によって上方に引っ張られると、ばね11は付勢されているので、回転子はs=1で引張りばねから張力F1を受け、s=2で引張りばねから張力F2を受ける、などする。ばねからの力は、伸張に比例するので、F2=2F1等となる。
これを図4のグラフに示し、ばね力Fは、回転子のその下端位置からの距離の関数sとして与えられる。したがって、これは上昇運動中に強力に増加し、その結果、説明の導入部に示した欠点を生じる。また、最大値の半分の行程長に対応する比較的穏やかな波の振幅時に、力は3倍変動する。F0は下端位置における力であり、F4は上端位置における力である。最大行程長の90%の振幅では、力は19倍変動する。
図5は、図3に対応する方法で、本発明に係る波力発電アセンブリを示す。ここでは、引張りばね11は、回転子がその下端位置にあるときに、プレストレスがかけられている。その位置で、ばね11は中立位置におけるその長さの3倍の長さを持つ。よって、回転子は、すでにその最大下端位置で、ばねから力F0を受ける。示された始点から回転子が1m上に移動したときに、ばね力F1は、F1=3F0/2となる。端位置から2m上の位置では、力はF2=4F0/2となる。
図6のグラフに、図4に対応する方法で、回転子のその下端位置からの距離により、力がどのように変動するかを示す。力は端位置間で3倍変動する。最大行程長の半分の回転子の運動により、力は最大で1.7倍変動する。最大行程長の90%に対応する回転子の運動により、力は約3倍変動する。
したがって、図5に係る実施形態は、変動する力の問題をかなり軽減するが、程度は限定される。グラフの勾配をできるだけ平坦にすることが望ましい。もっと平坦な勾配は当然、回転子の下端位置で図5に示した例より長く伸長する、もっと長いばねを利用することによって得ることができる。しかし、非常に長い引張りばねを持つことは、必然的に実務上の欠点を伴うことがある。代わりに、対応する効果は、F−sグラフで平坦な特性が得られるように接続された複数の別個のばね要素から、ばね手段を構成させることによって得ることができる。
図7に、直線運動を回転運動に変換する運動伝達機構13を介して回転子に接続されたトーションばね11から構成されたばね手段を持つ、代替実施形態を示す。
トーションばねの適切な設計およびそのプレストレスの程度によって、回転子に対するばね力が回転子の最大端位置の間で20%未満変動する、図8に示すように比較的平坦なF−sグラフを得ることができる。
図9に、本発明の追加の代替実施形態例を示す。ここでは、ばね手段はガスばね11bから構成される。そのようなばねは、ばね力が伸長とは関係なく実質的に一定である設計のガスばねが利用可能であるので、これに関して抜群に適している。
図10で、前に示したグラフに対応する型のグラフにこれを示す。
追加の実施形態例を図11に示す。固定子パックの上端で、各固定子ユニット上に支柱14が固定され、そこにゴム体15が各々固定される。回転子がその上端位置に近づくときに、それは最終段階でゴム体15に衝当し、そのときにそれは圧縮される。それに関連して、ゴム体は、回転子7に作用しかつ他の点から前述したばね要素のどれかを構成することのできる、総ばね手段の一部を構成する。ゴム体の目的は、端位置に隣接して回転子を平滑に制動させることである。
回転子がゴム体15と接触する瞬間から、強い下向きの力が回転子に加えられ、それは、回転子がゴム体を圧縮するときに、非常に強く発生する。この事象の経過を図12にグラフで示す。
対応する構成を回転子の最大下端位置に配設することができる。この実施形態を図13にグラフで示す。
上記の説明は理想的な単純化に基づいていることを強調しておきたい。実態は、波の形状によって異なる不均一な船体の上下動によって、複雑化する。さらに、船体の水中の浸漬は、ラインの弾性と共に弾性力に追加貢献する抗力の大きさによる影響を受ける。しかし、これらの側面の影響は比較的小さく、基本的原理の関係を減じるものではない。
図14に、ばね手段11cを複数のばねからいかに構成することができるかを示す。ここで各ばねは特定の性質を持つことができ、固定点は異なる高さにすることができる。様々な型のばねから構成し、相互に様々に接続することができる。
図15に、ばね手段のばね力をいかに制御することができるかを示す。これは、図では、位置が制御ユニット17によって影響される、変位可能な固定支持体16によって象徴される。これは、例えば固定子で発生する電流を検出することのできるセンサユニット18の信号に応答して、固定支持体の位置を自動的に制御するように構成することができる。
回転子の位置の関数としてのばね力の大きさは、必ずしも直線的である必要はない。図16に、そうでない場合の幾つかの例を示す。したがって、回転子の底位置からの距離が大きければ大きいほど、ばね力が大きく増大するような関数とすることができ、それは曲線Aに対応する。曲線Bのように、その逆の可能性もある。曲線CおよびDは、ばね力が回転子の中心位置でそれぞれ最大値および最小値を有する場合の事象の経過を表わす。曲線Eは、関数が複数の直線部分から構成される、追加の代替例を示す。図示した関数は、ばねの適切な組合せおよび/またはそれぞれのばねの力の制御によって、得ることができる。
本発明に係る波力発電所は、上述した種類の二つまたはそれ以上のアセンブリから構成される。図17に、幹線にエネルギを送り出すためにこれらをどのように接続するかを示す。図示した例では、発電所は20a〜20cで象徴的に示す三つのアセンブリで構成される。各アセンブリは、該図に係るバイポーラ回路で、遮断器または接触器21および整流器22を介して、インバータ23に接続される。図には、アセンブリ20aだけの回路図が描かれている。他のアセンブリ20b、20cは相応して接続されることを理解されたい。インバータ23は、おそらく変圧器24および/またはフィルタを介して、三相電流を幹線25に送り出す。整流器は、IGBT、GTO、またはサイリスタ型のゲート制御することができるダイオードとするか、ゲート制御バイポーラコンポーネントを含むか、または非制御とすることができる。
DC側の電圧は、並列に接続するか、直列に接続するか、あるいは両方を組み合わせることができる。
本発明に関連する型の公知の波力発電アセンブリの略側面図である。 図1の線II−IIに沿った断面図である。 本発明の範囲外の波力発電アセンブリの詳細を示す線図である。 図3に係る波力発電アセンブリにおける運動距離の関数としてのばね力を示すグラフである。 本発明に係る波力発電アセンブリの対応する詳細を示す図3と同様の図である。 図5に関連し、図4に対応するグラフである。 本発明の細部の代替実施形態例を示す線図である。 図7の例に関連し、図4および5に対応するグラフである。 本発明の細部の追加の代替実施形態例を示す線図である。 図9の例に関連し、図4および5に対応するグラフである。 本発明の細部の追加の代替実施形態例を示す線図である。 図11の例に関連し、図4および5に対応するグラフである。 追加の実施形態例を示す、対応するグラフである。 ばね手段の代替実施形態例を示す線図である。 ばね手段の代替実施形態例を示す線図である。 回転子の位置とばね力との間の代替的関係を示すグラフである。 本発明に係る複数のアセンブリの波力発電所への結線を示す線図である。

Claims (14)

  1. 船体(3)およびリニア発電機(5)を備え、その回転子(7)は揚力が船体(3)から回転子(7)に移動するように接続手段(4)によって船体に接続され、かつその固定子(6)は海/湖底(1)に繋留されるように構成されて成る波力発電アセンブリであって、回転子(7)に力を及ぼすように構成されたばね手段(11、11a、11b)をも備え、前記力は回転子(7)の運動の少なくとも一部分中に、船体(3)によって回転子(7)に働く揚力と反対の方向を向き、船体(3)の運動およびばね手段(11、11a、11b)によって働く前記力の結果、回転子(7)は回転子(7)の行程の長さを画定する二つの端位置の間で往復運動を実行するように構成されて成る、固定最大行程長を達成するように構成された波力発電アセンブリにおいて、ばね手段(11、11a、11b)は前記回転子(7)の最大行程長の50%に対応する運動振幅時に、回転子(7)がその行程の一方の端位置にあるときにばね手段(11、11a、11b)にかかる最小の力(F 0 )に対して、最大で2.5倍変化する大きさの力を及ぼすように構成されることを特徴とする波力発電アセンブリ。
  2. 前記力の大きさが、ばね手段(11、11a、11b)にかかる前記最小の力(F 0 )に対して、最大で1.25倍変動することを特徴とする、請求項1に記載の波力発電アセンブリ。
  3. 前記力の大きさが実質的に一定であることを特徴とする、請求項2に記載の波力発電アセンブリ。
  4. ばね手段(11、11a、11b)は回転子(7)の最大行程長の90%に対応する運動振幅時に、ばね手段(11、11a、11b)にかかる前記最小の力(F 0 )に対して、最大で10倍変化する大きさの力を及ぼすように構成されることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリ。
  5. ばね手段(11、11a、11b)は、回転子(7)の最大行程長の90%に対応する運動振幅時に、ばね手段(11、11a、11b)にかかる前記最小の力(F 0 )に対して、最大で1.5倍変化する大きさの力を及ぼすように構成されることを特徴とする、請求項4に記載の波力発電アセンブリ。
  6. 前記ばね手段はガスばね(11b)を含むことを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリ。
  7. 前記ばね手段は機械的ばね(11、11a)を含むことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリ。
  8. 前記ばね手段は非線形ばね特性を有することを特徴とする、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリ。
  9. 前記ばね手段は能動制御ばねを含むことを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリ。
  10. 前記ばね手段は複数のばねを含むことを特徴とする、請求項1ないし9のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリ。
  11. 前記ばね手段は上昇運動する固定子(7)の上端に衝当して圧縮される一つまたはそれ以上の別個のばね要素(15)を含むことを特徴とする、請求項1ないし10のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリ。
  12. 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の複数の波力発電アセンブリ(20a〜20c)を含むことを特徴とする波力発電所。
  13. 電気エネルギを発生するための請求項1ないし11のいずれか一項に記載の波力発電アセンブリの使用。
  14. 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の一台またはそれ以上の波力発電アセンブリによって電気エネルギを発生することを特徴とする、電気エネルギを発生するための方法。
JP2006507975A 2003-03-27 2004-03-22 波力発電アセンブリ Expired - Fee Related JP4398977B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0300870A SE522999C2 (sv) 2003-03-27 2003-03-27 Vågkraftaggregat
PCT/SE2004/000421 WO2004085843A1 (en) 2003-03-27 2004-03-22 Wave power assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006521502A JP2006521502A (ja) 2006-09-21
JP4398977B2 true JP4398977B2 (ja) 2010-01-13

Family

ID=20290821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006507975A Expired - Fee Related JP4398977B2 (ja) 2003-03-27 2004-03-22 波力発電アセンブリ

Country Status (18)

Country Link
US (1) US7304399B2 (ja)
EP (1) EP1611348B1 (ja)
JP (1) JP4398977B2 (ja)
KR (1) KR101080517B1 (ja)
CN (1) CN100545446C (ja)
AT (1) ATE342440T1 (ja)
AU (1) AU2004223484B2 (ja)
CA (1) CA2519780C (ja)
CY (1) CY1105888T1 (ja)
DE (1) DE602004002768T2 (ja)
DK (1) DK1611348T3 (ja)
ES (1) ES2274437T3 (ja)
HK (1) HK1088057A1 (ja)
NO (1) NO329569B1 (ja)
PL (1) PL1611348T3 (ja)
PT (1) PT1611348E (ja)
SE (1) SE522999C2 (ja)
WO (1) WO2004085843A1 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0300869L (sv) * 2003-03-27 2004-03-23 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat
PT1751424T (pt) * 2004-01-14 2017-01-02 Ocean Power Tech Inc Sistemas e métodos de emparelhamento de impedância ativa para conversor de energia de onda
US7323790B2 (en) * 2005-03-15 2008-01-29 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converters (WECs) with linear electric generators (LEGs)
NO324807B1 (no) * 2005-03-22 2007-12-10 Jon Eirik Brennvall Freksvensomformer for bølgekraftanlegg og lignende anvendelser
GB2434409A (en) * 2006-01-24 2007-07-25 William Kingston Tidal energy system
US7420287B2 (en) * 2006-03-28 2008-09-02 Aleksandr Smushkovich Intermittent force powered electromagnetic converters especially for sea waves
JP2009532014A (ja) * 2006-03-29 2009-09-03 シーベイスト アクチボラグ 電気エネルギを発生させるためのシステム
US7538445B2 (en) * 2006-05-05 2009-05-26 Sri International Wave powered generation
US7557456B2 (en) * 2006-05-05 2009-07-07 Sri International Wave powered generation using electroactive polymers
US7304398B1 (en) * 2006-05-30 2007-12-04 Hyun Bong Kim Spring activated energy transducer generating A/C electricity from natural forces-frictionless magnetic plate
EP1983190A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-22 Technology for Ideas Damper and damping structure for a wave energy conversion device
US7554215B1 (en) * 2007-07-03 2009-06-30 Paul Caragine Generator and method for generating electricity from subsurface currents
DK176883B1 (da) * 2008-09-19 2010-02-22 Wavepiston Aps Apparat til udvinding af bølgeenergi
WO2010048962A2 (en) * 2008-10-29 2010-05-06 Inventua Aps Rotating apparatus
US7816797B2 (en) * 2009-01-07 2010-10-19 Oscilla Power Inc. Method and device for harvesting energy from ocean waves
NO330266B1 (no) 2009-05-27 2011-03-14 Nbt As Anordning som anvender trykktransienter for transport av fluider
DE102009030175A1 (de) 2009-06-24 2010-12-30 Robert Bosch Gmbh Energiegewinnungsanordnung mit Lineargenerator
DE102010024334A1 (de) 2009-11-18 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Wellenenergieanlage mit Lineargenerator
RU2559033C2 (ru) * 2010-05-28 2015-08-10 Сибэйсд Аб Корпус статора для погружного линейного генератора
NZ603867A (en) 2010-05-28 2014-12-24 Seabased Ab A wave power unit, a use of a such and a method of producing electric energy
SA111320531B1 (ar) 2010-06-17 2014-08-04 امباكت تيكنولوج& طريقة تستخدم ضغوط انتقالية في عمليات استخلاص الهيدروكربون
US20120086205A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Balakrishnan Nair Method and device for harvesting energy from ocean waves
JP6227522B2 (ja) 2011-03-22 2017-11-08 テクノロジー フロム アイディアズ リミテッド 高負荷に対してスムーズな応力・歪み応答を示す係留部品
AR089304A1 (es) 2011-12-19 2014-08-13 Impact Technology Systems As Metodo para recuperacion de presion por impacto
US8723353B1 (en) * 2012-11-21 2014-05-13 Barrie Franklin Wave energy converter design incorporating an induction generator
DE202014003764U1 (de) 2014-03-31 2014-06-24 loannis Mariggis Schwimmende Vorrichtung und schwimmendes System enthaltend mehrere Vorrichtungen zur elektrischen Energiegewinnung durch Wasserwellen
DE102014004661A1 (de) 2014-03-31 2015-10-01 loannis Mariggis Schwimmende Vorrichtung und schwimmendes System enthaltend mehrere Vorrichtungen zur elektrischen Energiegewinnung durch Wasserwellen
WO2016024520A1 (ja) * 2014-08-12 2016-02-18 西風技研株式会社 発電システム及び発電システム用往復運動機構
JP5926428B2 (ja) * 2014-08-12 2016-05-25 西浦 信一 発電システム及び発電システム用往復運動機構
EP3923438A1 (en) * 2020-06-08 2021-12-15 Seabased AB Method for determining the arrangement of wave energy converters

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1316950A (en) * 1969-06-30 1973-05-16 Univ North Wales Electric generator
US4355511A (en) * 1977-07-22 1982-10-26 Dedger Jones Wave energy conversion
US4291234A (en) * 1979-12-17 1981-09-22 Clark Steven J Apparatus for generating electricity
US4434375A (en) * 1982-06-30 1984-02-28 Taylor Robert N Wave energy converter
US4754157A (en) * 1985-10-01 1988-06-28 Windle Tom J Float type wave energy extraction apparatus and method
JP2522175Y2 (ja) * 1990-09-25 1997-01-08 黒石鉄工株式会社 波動振動式発電発光フロート
GB2272026A (en) * 1992-10-29 1994-05-04 William Chilton Electrical power generation from waves
US6229225B1 (en) * 1997-05-08 2001-05-08 Ocean Power Technologies, Inc. Surface wave energy capture system
US6020653A (en) 1997-11-18 2000-02-01 Aqua Magnetics, Inc. Submerged reciprocating electric generator
NZ505410A (en) * 1997-12-03 2002-02-01 Dick William A wave energy converter
GB0205732D0 (en) * 2001-03-16 2002-04-24 Sanchez Gomez Gines Floating platform to obtain electric power from the sea waves
SE520921C2 (sv) * 2002-01-10 2003-09-16 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat, användning av ett vågkraftaggregat, förfarande för att genera elektrisk energi, system av komponenter för tillverkning av linjärgenerator till ett vågkraftaggregat samt förfarnde vid tillverkning av en linjärgenerator

Also Published As

Publication number Publication date
SE0300870L (sv) 2004-03-23
KR20060008304A (ko) 2006-01-26
HK1088057A1 (en) 2006-10-27
SE522999C2 (sv) 2004-03-23
PT1611348E (pt) 2007-01-31
US7304399B2 (en) 2007-12-04
NO329569B1 (no) 2010-11-15
ATE342440T1 (de) 2006-11-15
JP2006521502A (ja) 2006-09-21
PL1611348T3 (pl) 2007-03-30
AU2004223484A1 (en) 2004-10-07
CN1764780A (zh) 2006-04-26
DK1611348T3 (da) 2007-02-19
EP1611348A1 (en) 2006-01-04
CA2519780A1 (en) 2004-10-07
ES2274437T3 (es) 2007-05-16
SE0300870D0 (sv) 2003-03-27
NO20041283L (no) 2004-09-28
US20070090652A1 (en) 2007-04-26
KR101080517B1 (ko) 2011-11-04
CY1105888T1 (el) 2011-02-02
WO2004085843A8 (en) 2005-01-06
CA2519780C (en) 2012-05-08
DE602004002768D1 (de) 2006-11-23
WO2004085843A1 (en) 2004-10-07
EP1611348B1 (en) 2006-10-11
DE602004002768T2 (de) 2007-08-16
CN100545446C (zh) 2009-09-30
AU2004223484B2 (en) 2009-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4398977B2 (ja) 波力発電アセンブリ
JP4521394B2 (ja) 電磁的減衰手段を備えた波力発電アセンブリ
EP1196690B1 (en) Sea wave to electrical energy conversion plant
JP4758983B2 (ja) 波力エネルギー変換器のための回転防止構造
EP2134960B1 (en) A wave power unit, a buoy, use of a wave power unit and a method for producing electric energy
JP5495117B2 (ja) 波力発電装置、波力発電方法
JP2005531707A (ja) 波力装置、発電のための波力装置の使用、発電方法、ならびに波力装置用のリニア発電機を製造するための一式の構成要素
EP3513065A1 (en) Electrical power generator
KR20150134943A (ko) 부유식 파력 발전장치 및 이를 갖는 복합 발전시스템
KR20060008305A (ko) 파력 발전용 조립체
CN103732915A (zh) 非旋转风力发电机
EP4073913B1 (en) Electrical power generator
RU2692187C1 (ru) Поплавковая волновая электростанция
KR101960705B1 (ko) 가변 강성을 가진 파력발전기
RU218360U1 (ru) Волновая энергоустановка
CA1055568A (en) Apparatus and method for converting wave energy into electrical energy
JP2017031845A (ja) 波動発電装置
KR20140033689A (ko) 파력발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090310

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090529

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090605

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090929

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091023

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121030

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131030

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees