Beschrijving van de uitvindingDescription of the invention
De voortstuwing van schepen zorgt voor sterk stromende turbulente watermassa's vlak achter het schip. Veel van de energie die in de motor is verbrand om het schip snelheid te geven, komt terecht in het water. Dit water absorbeert die energie, waardoor een groot deel als kinetische energie achter het schip verdwijnt. In die turbulente watermassa zit dus energie dat met grote kracht nu nog ongebruikt in de watermassa van het kielzog van het schip verdwijnt. Met een geheel nieuw soort waterkrachttoestel, het scheeps-waterkracht-toestel (zie figuur 1), dat kort achter en verbonden aan het schip mee gaat, wordt deze kielzog-energie teruggewonnen. Het scheeps-waterkracht-toestel achter het schip voldoet aan de eis dat het schip er niet door wordt afgeremd. Dit werd opgelost door de draairichting van de schoepraderen [zie 1 in figuur 1 ] zodanig te maken dat het dit schip zelfs wat meer stuwing krijgt. Dit wordt gerealiseerd door de draairichting van de schoepen [zie 2 in figuur 1] van het scheeps-waterkracht-toestel in het boven het water uitstekende deel ervan naar de schipper toe te laten draaien als die op het achterdek naar het scheeps-waterkracht-toestel kijkt. Dit wordt verkregen door de juiste vormgeving van de schoepen en door blokkering van de verkeerde draairichting. Het scheeps-waterkracht-toestel wordt flexibel vastgemaakt aan het schip doordat de ophangbeugels draaibaar aan het schip zijn vastgemaakt. De omarming [zie 7 in figuur 2] van het scheeps-waterkrachttoestel gebeurt met stalen armen die het scheeps-waterkrachttoestel zo horizontaal mogelijk houden, door extra verbindingskabels die lopen van het schip naar de beide einden van de centrale as. De armbeugels worden met meerpuntsophanging aan het scheeps-waterkracht-toestel vast gemaakt zodat dit steeds horizontaal blijft. De armbeugels worden telescopisch uitschuifbaar gemaakt zodat het scheeps-waterkrachttoestel naar behoefte dichter of minder dicht achter het schip kan worden getrokken. Het scheeps-waterkracht-toestel wordt met een kabel- en lier-systeem [zie 6 in figuur 2] continue zo goed mogelijk op waterspiegelniveau gehouden, ongeacht of het schip beladen [zie 9 figuur 3] of onbeladen [zie 10 in figuur 3] is. Dit gebeurt door te regelen dat de lierkabel steeds op de daarvoor juiste spanning wordt gehouden, (zie figuur 2). Rondom het onderste deel van de kap [zie 4 in figuur 1 ], op waterniveau, wordt een ring van drijfmateriaal aangebracht. Daardoor hoeft de spanning in de kabel minder groot te zijn omdat het effectieve gewicht van het scheeps-waterkracht-toestel door de opwaartse kracht daarvan daardoor minder wordt. De generator [zie 5 in figuur 1 ] wordt in de behuizing van scheeps-waterkracht-toestel, onder de kap, ondergebracht en de daarin opgewekte elektriciteit wordt met een elektriciteitskabel, via de lierkabel, naar het schip geleid. De schoepwielen en de generator zitten op één centrale as.The propulsion of ships ensures strong flowing turbulent bodies of water just behind the ship. Much of the energy burned in the engine to speed up the ship ends up in the water. This water absorbs that energy, so that a large part disappears behind the ship as kinetic energy. The turbulent water mass therefore contains energy that with great force now disappears unused into the water mass from the wake of the ship. With a completely new type of hydropower, the ship-hydropower (see figure 1), which goes shortly behind and connected to the ship, this wake energy is recovered. The ship-hydropower device behind the ship meets the requirement that it does not slow the ship down. This was solved by making the direction of rotation of the paddle wheels [see 1 in figure 1] such that it gets this ship even more propulsion. This is achieved by turning the direction of rotation of the blades [see 2 in Figure 1] of the ship-hydropower in its part that protrudes above the water towards the skipper as that on the aft deck towards the ship-hydropower looks. This is achieved by the correct shaping of the blades and by blocking the wrong direction of rotation. The ship-hydropower device is flexibly attached to the ship because the suspension brackets are rotatably attached to the ship. The embankment [see 7 in Figure 2] of the ship-hydropower is done with steel arms that keep the ship-hydropower as horizontal as possible, by additional connecting cables that run from the ship to both ends of the central axis. The arm brackets are attached to the ship-hydropower unit with multi-point suspension so that it always remains horizontal. The arm brackets are made telescopically extendable so that the ship's hydropower can be pulled closer or less close behind the ship as required. With a cable and winch system [see 6 in figure 2] the ship's hydropower is continuously kept as good as possible at water level, regardless of whether the ship is loaded [see 9 figure 3] or unloaded [see 10 in figure 3] is. This is done by arranging that the winch cable is always kept at the correct tension, (see figure 2). A ring of floating material is fitted around the lower part of the hood [see 4 in figure 1], at water level. As a result, the tension in the cable does not have to be as great because the effective weight of the ship-hydropower is thereby reduced by its upward force. The generator [see 5 in Figure 1] is housed in the ship-hydropower unit's housing, under the hood, and the electricity generated therein is led to the ship with an electricity cable, via the winch cable. The paddle wheels and the generator are on one central axis.
Omdat in het midden van de as van het schip (in de lengte gezien) de turbulente van het water achter het schip het hoogst is daar de meeste energie terug te winnen. Daarom is de zijn verschillende schoepenwielen kleiner in diameter naarmate ze verder van de midden-aslijn van het schip af liggen en zijn de schoepen zelf ook kleiner naarmate ze zich verder van het midden bevinden. Het schip wordt er niet breder of hoger door. Bij het liggen aan de wal is het schip niet langer dan normaal en de hoogte beperkt zich tot de normale hoogte van een schip. Dit omdat het scheeps-waterkracht-toestel binnenboord [zie 11 in figuur 3] kan worden gelierd en niet hoger wordt dan het kajuit dak. De ruimtelijke kwaliteit wordt dus niet aangetast. De veiligheid is gewaarborgd omdat als het schip voor anker ligt, het scheeps-waterkracht-toestel binnen boord kan worden getakeld. Aanvaringen met het scheeps-waterkracht-toestel door anderen schepen worden daardoor vermeden en de mate waarmee met het schip gemanoeuvreerd kan worden, wordt daardoor ook vergroot (zie Figuur 3). De opgewekte elektriciteit wordt teruggevoerd naar het schip en naar de scheepsaccu's in de machinekamer geleid. De elektriciteitsbehoefte van het schip kan er mee worden voorzien, waardoor het gebruiken van dieselolie daarvoor wordt verminderd. Deze elektriciteit kan gebruikt worden voor het schip zelf (voor de verlichting, de navigatie, de marifoon, het toplicht, de stuurautomaat, de radio, de kajuitverlichting, de koelkast, de kortegolfzender, de radar, de magnetron, de verwarming en de airco en voor de watermaker) en er is gemiddeld zelfs veel elektriciteit over om aan derden te kunnen leveren. De zo beschikbare elektriciteit voorziet niet alleen de schepen van duurzame stroom maar ook veel van de zodanig opgewekte stroom is over en dus beschikbaar voor derden. De energie-overschotten kunnen aan boord in accupakketten [zie 7 in figuur 2] worden opgeslagen (of eventueel in de vorm van waterstof). Een beperkt deel van het ruim en/of de machinekamer kan daarvoor worden gebruikt. Die volle accu's worden op bepaalde punten aan de wal van het schip opgehaald en lege accu's worden teruggezet (of ze worden, tijdens het liggen aan de wal, direct instantaan geleegd zodat ze aan boord kunnen blijven). Deze overschotten kunnen via distributiekanalen ter beschikking worden gesteld aan de energievragers op de wal. Ze kunnen via distributiekanalen bijvoorbeeld naar de auto-industrie, naar de elektriciteitsvoorziening voor huishoudens of voor oplaadpalen voor elektrische auto's en elektrische fietsen worden gebruikt. Op deze wijze kan worden voorzien in een oplossing vooreen heel groot knelpunt van duurzame energie: de overbrugging van de mismatch tussen de uren van het aanbod van zon- en windenergie en de momenten waarop de stroomvraag optreedt. Voor de voortstuwing van schepen wordt veelal dieselolie gebruikt. Door de vermindering van het dieselolieverbruik zal ook de lucht schoner worden. Een scheeps-waterkracht-toestel kan overal ter wereld achter elk schip worden toegepast (zie als voorbeeld Figuur 4). Er kunnen verschillende type-groottes worden gemaakt.Because the turbulent of the water behind the ship is highest in the middle of the axis of the ship (seen in its length), the most energy can be recovered there. Therefore, the vane wheels are smaller in diameter the farther they are from the center axis of the ship and the vanes themselves are smaller the farther they are from the center. It does not make the ship wider or higher. When lying ashore the ship is no longer than normal and the height is limited to the normal height of a ship. This is because the ship-hydropower device can be winched inboard [see 11 in figure 3] and does not get higher than the cabin roof. The spatial quality is therefore not affected. The safety is guaranteed because if the ship is anchored, the ship-hydropower unit can be pulled inside board. Collisions with the ship's hydropower device by other ships are thereby avoided and the extent to which the ship can be maneuvered is therefore also increased (see Figure 3). The generated electricity is returned to the ship and sent to the ship's batteries in the engine room. The electricity requirement of the ship can be met with it, which reduces the use of diesel oil for this. This electricity can be used for the ship itself (for lighting, navigation, VHF radio, top light, autopilot, radio, cabin lighting, fridge, shortwave transmitter, radar, microwave, heating and air conditioning and for the water maker) and on average there is a lot of electricity left over to be able to deliver to third parties. The electricity available in this way not only provides the ships with sustainable electricity, but much of the electricity generated in this way is also transferred to third parties. The surplus energy can be stored on board in battery packs [see 7 in figure 2] (or possibly in the form of hydrogen). A limited part of the hold and / or the engine room can be used for this. Those full batteries are collected at certain points ashore from the ship and empty batteries are replaced (or they are immediately immediately emptied while lying ashore so that they can remain on board). These surpluses can be made available via the distribution channels to shore-based energy users. They can be used via distribution channels for example to the car industry, to the electricity supply for households or to charging points for electric cars and electric bicycles. In this way a solution can be provided for a very large bottleneck of sustainable energy: bridging the mismatch between the hours of the supply of solar and wind energy and the moments when the electricity demand occurs. Diesel oil is often used to propel ships. Due to the reduction of diesel oil consumption, the air will also become cleaner. A ship-hydropower device can be used behind every ship anywhere in the world (see Figure 4 as an example). Different type sizes can be made.