NL2001663C2 - Energy extraction system, has water pump attached to rotor, windmill for pumping water from sea, water system connected to water pump, for passing water pumped from sea, and generator connected to water system - Google Patents
Energy extraction system, has water pump attached to rotor, windmill for pumping water from sea, water system connected to water pump, for passing water pumped from sea, and generator connected to water system Download PDFInfo
- Publication number
- NL2001663C2 NL2001663C2 NL2001663A NL2001663A NL2001663C2 NL 2001663 C2 NL2001663 C2 NL 2001663C2 NL 2001663 A NL2001663 A NL 2001663A NL 2001663 A NL2001663 A NL 2001663A NL 2001663 C2 NL2001663 C2 NL 2001663C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- water
- seawater
- generator
- sea
- pumped
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/28—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/008—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with water energy converters, e.g. a water turbine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/13—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy
- F03D9/14—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy using liquids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/17—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing energy in pressurised fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/727—Offshore wind turbines
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Abstract
Description
P84338NL00P84338NL00
Titel; Systeem en werkwijze voor energiewinningTitle; System and method for energy extraction
De uitvinding betreft een systeem voor energiewinning, voorzien van een op zee geplaatste offshore windmolen.The invention relates to an energy extraction system provided with an offshore windmill placed at sea.
De uitvinding betreft ook een werkwijze voor het winnen van energie, waarbij op zee een rotor van een windmolen door wind. wordt 5 aangedreven.The invention also relates to a method for generating energy, wherein at sea a rotor of a windmill by wind. is driven 5.
Het is bekend dat offshore windmolenparken gebruik kunnen maken van de relatief grote hoeveelheden wind en ruimte die aanwezig is op open zee, voor het omzetten van windenergie in elektrische energie. Bijvoorbeeld winnen deze windmolenparken hoeveelheden van 200 tot 500 10 MW per jaar.It is known that offshore wind farms can make use of the relatively large amounts of wind and space that is present on the open sea for the conversion of wind energy into electrical energy. For example, these wind farms generate quantities of 200 to 500 10 MW per year.
Een nadeel van windmolens die in dergelijke parken worden toegepast is dat ze relatief duur zijn. In de generator, kabels, bijvoorbeeld switch-gear elektriciteitskabels, en/of elektronica van de windturbines is veelal koper aanwezig. Door afwisselende windsnelheden leveren de 15 windmolens bijvoorbeeld maar gedurende 3Ö tot 50% van de tijd dat ze beschikbaar zijn energie. De rest van de tijd, in het bijzonder bij te lage of te bqge wind, staan de windmolens bijvoorbeeld stil en blijft de capaciteit van de windmolen onbenut. Hierdoor kan het zijn dat het gebruik van een windturbine en/of een windmolenpark, en in het bijzonder de toep assing van 20 het relatief dure koper, gedurende lange tijd niet rendabel is.A disadvantage of windmills used in such parks is that they are relatively expensive. Copper is often present in the generator, cables, for example switch-gear electricity cables, and / or electronics of the wind turbines. Due to varying wind speeds, the 15 windmills, for example, only provide energy for 3 to 50% of the time they are available. For the rest of the time, particularly when the wind is too low or too strong, the windmills stand still and the capacity of the windmill remains unused. As a result, the use of a wind turbine and / or a wind farm, and in particular the use of the relatively expensive copper, may not be profitable for a long time.
De relatief grote hoeveelheid componenten in een Windturbine maken de windmolen erg complex. Ook dient de ondersteuningsconstructie van bestaande offshore windmolens relatief zwaar te zijn uitgevoerd, aangezien de kop van de windmolen is voorzien van een relatief zware 25 generator.The relatively large amount of components in a wind turbine make the windmill very complex. The supporting construction of existing offshore wind turbines must also be of relatively heavy construction, since the head of the windmill is provided with a relatively heavy generator.
22
Sen doel van de uitvinding is derhalve een alternatief te bieden voor bestaande offshore windmolens en/of windmolenparken, en/of een alternatieve werkwijze te bieden voor het winnen van energie op zee.The object of the invention is therefore to offer an alternative to existing offshore wind turbines and / or wind farms, and / or to offer an alternative method for generating energy at sea.
Dit doel en/of andere doelen kunnen worden bereikt met een 5 systeem volgens conclusie X.This goal and / or other goals can be achieved with a system according to claim X.
Dit doel en/of andere doelen kunnen ook worden bereikt met een werkwijze volgens conclusie 18.This object and / or other objects can also be achieved with a method according to claim 18.
Verdere voordelige uitvoeringsvormen volgens de uitvinding zijn weergegeven in de volgconclusies en zullen tevens blijken uit de 10 beschrijving, waarin de uitvinding in meerdere uitvoeringsyoorbeelden aan de hand van de bijgevoegde tekeningen nader wordt beschreven. Daarin toont:Further advantageous embodiments according to the invention are shown in the subclaims and will also be apparent from the description, in which the invention is further described in several exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. It shows:
Hg. 1 op schematische wijze een systeem voor energiewinning;Hg. 1 schematically an energy extraction system;
Hg. 2 op eveneens schematische wijze een transformatorplatfbrm. 15 In deze beschrijving hebben gelijke of corresponderende delen gelijke of corresponderende verwijzingscijfers. In de tekening zijn slechts als voorbeeld uitvoeringsvormen getoond. De daarbij gebruikte elementen zijn slechts als voorbeeld genoemd en dienen geenszins beperkend te worden uitgelegd 20 ' In figuur 1 is op schematische wijze een uitvoeringsvorm van een systeem 1 voor energiewinning met een offshore windmolen 2 getoond. In deze beschrijving kan onder “offshore” bijvoorbeeld “op zee” pf “in zee” worden begrepen. De windmolen 2 is in zee 3 geplaatst en is voorzien van een mechanisch aangedreven waterpomp 4. De pomp 4 pompt in gebruik Via 25 ëen waterleidingstelsel 5 zeewater uit de zee 3 door het waterleidingstelsel 5 richting een generator 6 die wordt aange dreven door het gepompte zeewater. De pomp 4 is bij voorkeur ingericht in de kop 7, ook wel gondel genoemd, van de windmolen 2. De kop 7 is tevens voorzien van een rotor 8, waarvan de as 9 bij voorkeur ongeveer horizontaal is opgesteld en welke 30 rotor 8 bijvoorbeeld is voorzien van tenminste twee wieken 10. Bij voorkeur 3 strekt een aandrijfas XI van de pomp 4 zich ongeveer in het verlengde Van de rotajtieas 12 van de rotoras 9 uit, en/of ie de aandrijfas 11 direct met de rotoras 9 verbonden, en/of is de rotoras 9 onderdeel van de aandrijfas .11, zpdat de pomp 4 op voordelige wijze direct door de rotoras 9 kan worden 5 aangedreven.Hg. 2 also a transformer platform in a schematic manner. In this description, the same or corresponding parts have the same or corresponding reference numerals. In the drawing, only exemplary embodiments are shown. The elements used for this purpose are only given by way of example and should not be construed as being restrictive in any way. Figure 1 schematically shows an embodiment of an energy extraction system 1 with an offshore windmill 2. In this description, "offshore" can be understood to mean, for example, "at sea" or "at sea". The windmill 2 is placed in sea 3 and is equipped with a mechanically driven water pump 4. The pump 4 pumps in use Sea water from the sea via a water system 5 through the water system 5 towards a generator 6 which is driven by the pumped sea water . The pump 4 is preferably arranged in the head 7, also called gondola, of the windmill 2. The head 7 is also provided with a rotor 8, the shaft 9 of which is preferably arranged approximately horizontally and which rotor 8 is for instance provided with at least two vanes 10. Preferably, a drive shaft XI of the pump 4 extends approximately in line with the rotation axis 12 of the rotor shaft 9, and / or the drive shaft 11 is directly connected to the rotor shaft 9, and / or the rotor shaft 9 is part of the drive shaft .11, so that the pump 4 can advantageously be driven directly by the rotor shaft 9.
Het waterleidingstelsel 5 is voorzien yan tenminste één waterleiding 13. De waterleiding 13 strekt zich bijvoorbeeld tenminste deels uit in de windmolenmast 14 tussen het zeewater en de pomp 4, zodat zeewater uit de zee 3 kan worden gepompt door de windmolen 2. De 10 waterleiding 13 zou zich bijvoorbeeld ook langs of althans nabij de mast 14 kunnen uitstrekken. Voor het oppompen van zeewater strekt zich een eerste einddeel van het waterleidingstelsel 5 tot beneden het oppervlak 16 van de zee 3 uit. In gebruik wordt het zeewater door de waterleiding 13 in een lichting 17 omhoog gepompt, en via de pomp 4 in een richting 13 omlaag, en 15 vervolgens richting de generator 6 voor aandrijving daarvan.The water pipe system 5 is provided in at least one water pipe 13. The water pipe 13, for example, extends at least partially in the windmill mast 14 between the sea water and the pump 4, so that sea water from the sea 3 can be pumped through the windmill 2. The water pipe 13 for example, could also extend along or at least near the mast 14. For pumping up sea water, a first end part of the water supply system 5 extends below the surface 16 of the sea 3. In use, the sea water is pumped up through the water pipe 13 in a lift 17, and down through the pump 4 in a direction 13, and then towards the generator 6 for driving it.
Bijvoorbeeld omvat de mast 14 een buisvormige constructie of een frame 15 of iets dèrgelijks. De mast 14 is bij voorkeur voorzien van een fundament of voet voor verankering van de molen 2 in de zeebodem.For example, the mast 14 comprises a tubular structure or a frame 15 or the like. The mast 14 is preferably provided with a foundation or foot for anchoring the mill 2 in the seabed.
Tussen de windmolen 2 en de generator 6 strekt zich bijvoorbeeld 20 een-waterleiding 19 uit, die zich bij voorkeur tenminste deels door en/of onder en/of over de zeebodem 20 uitstrekt. De generator 6 kan bijvoorbeeld op een platform 21 zijn ingericht, welk platform 21 bij voorkeur deels boven het zeeoppervlak 16 is Dpgesteld, bijvoorbeeld zodat de generator 6 tenminste deels boven het zeeoppervlak 16 kan worden opgesteld. In een 25 andere uitvoeringsvorm is de generator 6 bijvoorbeeld geheel of deels onder water opgesteld. Vanaf de generator 6 strékt zich bijvoorbeeld tenminste één elektriciteitskabel 22 uit door het zeewater en/of, onder en/of Over de zeebodem 20 om de door de generator 6 opgewekte elektrische energie naar land te voeren. Een tweede einddeel van het waterleidingstelsel 5 kan 30 ervoor zorgdragen dat het gebruikte zeewater Weer terügstroomt in de zee 3.Between the windmill 2 and the generator 6, for example, a water pipe 19 extends, which preferably extends at least partly through and / or under and / or over the seabed 20. The generator 6 can for instance be arranged on a platform 21, which platform 21 is preferably positioned partly above the sea surface 16, for instance so that the generator 6 can be arranged at least partly above the sea surface 16. In another embodiment, the generator 6 is, for example, entirely or partially arranged under water. From the generator 6, for example, at least one electricity cable 22 extends through the seawater and / or, under and / or over the seabed 20 to carry the electrical energy generated by the generator 6 to land. A second end part of the water supply system 5 can ensure that the used seawater flows back into the sea 3.
44
Deze uitvoeringsvorm betreft een open waterleidingssysteem waarin zeewater uit de zee 3 wordt opgepompt en na aandrijving van de generator 6 terug in de zee 3 stroomt.This embodiment relates to an open water supply system in which sea water is pumped out of the sea 3 and flows back into the sea 3 after the generator 6 has been driven.
In een andere uitvoeringsvorm betreft bet waterstelsel 5 5 bijvoorbeeld een tenminste deels gesloten systeem, waarbij in hoofdzaak hetzelfde zeewater meer dan één keer wordt rondgepompt. Nadat bet zeewater de generator 6 is gepasseerd wordt bet nogmaals door de pomp 4 rondgepompt.In another embodiment, the water system 5 relates, for example, to an at least partially closed system, wherein substantially the same sea water is pumped around more than once. After the seawater has passed the generator 6, it is again pumped around by the pump 4.
In een voorkeursmtyoeringsvoirm van het systeem 1 drijft de rotor 10 8 de pomp 4 aan, drijft de pomp 4 bet zeewater aan zodat dit door bet waterleidingstelsel 5 stroomt, en drijft bet door het waterleidingstelsel 5 stromende zeewater uiteindelijk de generator 6 aan, voor bet opwekken van elektrische energie.In a preferred modification of the system 1, the rotor 10 drives the pump 4, the pump 4 drives the seawater so that it flows through the water supply system 5, and the seawater flowing through the water supply system 5 ultimately drives the generator 6 for generation. of electrical energy.
In nog een uitvoeringsvorm is het systeem 1, in het bijzonder bet 15 waterleidingstelsel 5 voorzien van een bassin 23 waarin gepompt zeewater kan worden opgeslagen. Een transformatorplatform 21 met daarop een bassin 23 is schematisch getoond in figuur 2. Aangezien de generator € relatief zwaar en/of groot is in vergelijking met conventionele windmolengeneratoren is bet voordelige deze op een separaat platform 21 te 20 plaatsen. Het platform 21 biedt de mogelijkheid de generator 6 relatief eenvoudig te benaderen voor onderhoud en/of het verwisselen van de generator 6. Het bassin 23 is bijvoorbeeld middels een waterleidmguitvoer 24 gekoppeld met de generator 6, zodat in bet bassin 23 opgeslagen zeewater kan worden gebruikt voor bet aandrijven van de generator 6. Hét 25 opgeslagen zeewater kan bijvoorbeeld middels zwaartekracht door de uitvoer 24 naar de generator 6 stromen. Het waterleidingstelsel 5 is zodanig ingericht dat de snelheid en/of druk van bet zeewater dat uit bet bassin 23 stroom boog genoeg kan zijn om de generator 8 aan te drijven voor bet opwekken van elektrische energie. Ook kan bij het bassin 23 bijvoorbeeld 30 een tweede waterpomp zijn Voorzien voor het opvoeren van de snelheid of 5 druk, en/of kan het water deels door reeds genoemde door de rotor 8 aangedreven pomp 4 worden aangedreven.In another embodiment, the system 1, in particular the water supply system 5, is provided with a basin 23 in which pumped seawater can be stored. A transformer platform 21 with a basin 23 thereon is shown schematically in Figure 2. Since the generator € is relatively heavy and / or large in comparison with conventional windmill generators, it is advantageous to place it on a separate platform 21. The platform 21 offers the possibility of approaching the generator 6 relatively easily for maintenance and / or changing of the generator 6. The basin 23 is, for example, coupled to the generator 6 by means of a water pipe outlet 24, so that seawater stored in the basin 23 can be used for driving the generator 6. The stored seawater can for instance flow through the outlet 24 to the generator 6 by means of gravity. The water supply system 5 is arranged such that the speed and / or pressure of the seawater that flowed out of the basin 23 can be enough to drive the generator 8 for generating electrical energy. A second water pump may also be provided at basin 23, for example, for increasing the speed or pressure, and / or the water may be driven in part by pump 4 already mentioned by rotor 8.
In een uitvoeringsvorm is het waterleidingstelsel 5 ingericht om het gepompte zeewater direct langs of door de generator 6 te leiden ter 5 aandrijving daarvan. Daartoe is bijvoorbeeld geen bassin 23 voorzien, of is bijvoorbeeld een wateromleiding 25 voorzien, die het zeewater het bassin 23 laat passeren, bijvoorbeeld doordat de omleiding 25 zich door het bassin 23 uitstrekt of zich om het bassin 23 heen uitstrekt.In one embodiment, the water supply system 5 is adapted to direct the pumped seawater directly along or through the generator 6 for driving it. To this end, for example, no basin 23 is provided, or, for example, a water diversion 25 is provided, which allows the seawater to pass through the basin 23, for example because the diversion 25 extends through the basin 23 or extends around the basin 23.
In een uitvoeringsvorm is het waterleidingstelsel 5 vooraan van 10 een aansturing 26 die is ingericht om een hoeveelheid zeewater die de generator 6 aandiijft te doseren. De aansturing 26 omvat bijvoorbeeld een voorgeprogrammeerd elektrisch circuit. De aansturing 26 is bijvoorbeeld ingericht om bij een relatief hoge hoeveelheid gepompt zeewater, bijvoorbeeld bij relatief veel vond, tenminste een deel van bet gepompte 15 zeewater in bet bassin 23 te leiden. In deze beschrijving kan onder relatief veel wind een relatief hoge windsnelheid worden begrepen. Daartoe is bet waterleidingstelsel 5 bijvoorbeeld voorzien van een klepmechanisme 27. Wanneer relatief veel zeewater door bet waterleidingstelsel 5 wordt gepompt, bijvoorbeeld veroorzaakt door relatief veel wind, kan ervoor 20 worden gekozen een deel van bet zeewater, of al bet zeewater, in bet bassin 23 te leiden voor later gebruik, bijvoorbeeld als dé windsnelheid is afgenomen. Het klepmechanisme 27 wordt daartoe bijvoorbeeld door de aansturing 26 aangestuurd om tenminste een deel van bet zeewater in bet bassin 23 te leiden. Bijvoorbeeld ontvangt de aansturing 26 daartoe een 25 signaal van een meetsysteem dat de snelheid en/of druk van bet zeewater in bet waterleidingstelsel 5 meet, ën/of de snelheid en/of druk van het zeewater dat de generator 6 aandrijft en/of de hoeveelheid opgewekte energie door de generator 6. Er kan bijvoorbeeld worden gekozen Om een resterend deel van het zeewater door de omleiding 25 te laten stromen, direct naar de 80 generator 6 en/of terug in de zee te geleiden.In one embodiment, the water supply system 5 at the front of 10 is a control 26 which is adapted to dose an amount of seawater that drives the generator 6. The controller 26 comprises, for example, a preprogrammed electrical circuit. The control 26 is, for example, adapted to guide at least a part of the pumped seawater into the basin 23 with a relatively high amount of pumped seawater, for example with a relatively large number of finds. In this description, relatively high wind can be understood to mean a relatively high wind speed. To this end, the water supply system 5 is for instance provided with a valve mechanism 27. When a relatively large amount of sea water is pumped through the water supply system 5, for example caused by a relatively large amount of wind, a part of the sea water, or all the sea water, in the basin 23 for later use, for example if the wind speed has decreased. To this end, the valve mechanism 27 is controlled, for example, by the controller 26 to guide at least a part of the seawater into the basin 23. For this purpose, the controller 26 receives for this purpose a signal from a measuring system that measures the speed and / or pressure of the seawater in the water supply system 5, and / or the speed and / or pressure of the seawater that drives the generator 6 and / or the quantity. generated energy by the generator 6. A choice can be made, for example, to allow a remaining part of the seawater to flow through the bypass 25, to be led directly to the 80 generator 6 and / or back into the sea.
66
In een uitvoeringsvorm is de aansturing 26 ingericht om bij een relatief lage hoeveelheid gepompt zeewater een bepaalde hoeveelheid uit het bassin 23 naar de generator 6 te leiden, bijvoorbeeld ten einde de generator 6 over een relatief lange tijdsperiode met een relatief constante hoeveelheid 5 zeewater aan te kunnen drijven met zeewater uit het bassin 23. Daartoe is het waterleidingstelsel 5 bijvoorbeeld voorzien van een tweede klepmechanisme 28 die het water in de uitvoer 24 kan laten stromen, althans in een tenminste deels open toestand.In one embodiment, the control 26 is adapted to guide a certain amount from the basin 23 to the generator 6 at a relatively low amount of pumped seawater, for example in order to supply the generator 6 over a relatively long period of time with a relatively constant amount of seawater. be able to float with seawater from the basin 23. To that end, the water supply system 5 is provided, for example, with a second valve mechanism 28 which can cause the water to flow into the outlet 24, at least in an at least partially open state.
Zoals ondermeer uit bovenbeschreven uitvoeringsvormen blijkt, 10 kan het systeem 1 zodanig worden ingericht dat de generator 6 gedurende vooraf bepaalde perioden Telatief constant in gebruik is en/of zodat pieken en dalen in de opgewekte energie kunnen worden tegengegaan. Ook kan de hoeveelheid zeewater dat de generator 6 aandrijft worden gedoseerd. In een uitvoeringsvorm wordt gedurende lange, relatief continue perioden de 15 maximale capaciteit van de generator 6 en/of de electririteitskabels 22 benut en/of een maximale of althans gewenste hoeveelheid elektrische energie opgewekt.As is apparent from, inter alia, the above-described embodiments, the system 1 can be arranged such that the generator 6 is used in a constant manner during teletermined periods and / or so that peaks and troughs in the generated energy can be prevented. The amount of seawater that drives the generator 6 can also be dosed. In an embodiment, during long, relatively continuous periods, the maximum capacity of the generator 6 and / or the electricity cables 22 is utilized and / or a maximum or at least desired amount of electrical energy is generated.
In een uitvoeringsvorm is het waterleidingstelsel 5 en in het bijzonder do waterleiding 13 ingericht om een maximale hoeveelheid water 20 te Leiden. In het bijzonder is de omtrek van de waterleidingen 13,19 zodanig groot dat een maximale hoeveelheid zeewater door de leidingen 13, 19 kan stromen als de pomp 4 op maximaal vermogen zeewater door de leidingen 13, 19 pompt. Dit betekent dat de rotor 8 ook bij hoge windsnelheden kan draaien, ook op snelheden waarbij de conventionele turbines zouden wordèn 25 uitgezet. In deze uitvoeringsvorm Wordt bet aangelegde waterleidingstelsel 5 gebruikt bij hoge windsnelheden, terwijl bij diezelfde windsnelheden de kabels en/of generator van conventionele windmolens niet in gebruik zouden worden genomen omdat de maximale capaciteit dan zou worden overschreden. Het waterleidingstelsel 5 is derhalve niet alleen goedkoper, 7 maar heeft ook een hoger rendement, dan conventionele generatoren en/of elektriciteitskabels in conventionele windmolens.In one embodiment, the water pipe system 5 and in particular the water pipe 13 is adapted to direct a maximum amount of water 20. In particular, the circumference of the water pipes 13, 19 is so large that a maximum amount of sea water can flow through the pipes 13, 19 when the pump 4 pumps sea water through the pipes 13, 19 at maximum capacity. This means that the rotor 8 can also rotate at high wind speeds, also at speeds at which the conventional turbines would be turned off. In this embodiment the installed water pipe system 5 is used at high wind speeds, while at the same wind speeds the cables and / or generator of conventional wind turbines would not be put into operation because the maximum capacity would then be exceeded. The water supply system 5 is therefore not only cheaper, 7, but also has a higher efficiency than conventional generators and / or electricity cables in conventional wind turbines.
In een uitvoeringsvorm wordt de uitvinding toegepast in een ofishore windmolenpark. Hierbij zijn meerdere, bijvoorbeeld tientallen of 5 meer dan honderd, windmolens 2 voorzien. Élke windmolen 2 kan zijn voorzien van een pomp 4 voor het pompen van zeewater. Bij voorkeur wordt hierbij zeewater recht uit de zee rondgepompt in een open circuit. De pompen 4 drijven het zeewater bijvoorbeeld gezamenlijk door het waterleidingstelsel 5, bijvoorbeeld door een waterleiding 19 onderzee, 10 waarmee bijvoorbeeld één generator 6 wordt aangedreven. Het aansluiten van meerdere pompen 4 op één generator 6 heeft ondermeer het voordeel dat maar één generator 6 hoeft te worden onderhouden. De generator 6 doet -hierbij dienst als een waterkrachtcentrale. Deze uitvoeringsvorm heeft ondermeer als voordeel dat relatief grote hoeveelheden dure en/of 15 onderhoudsgevoelige generatoren 6 kunnen worden tegengegaan.In one embodiment the invention is applied in an ofishore wind farm. Several, for example dozens or more than one hundred, windmills 2 are provided. Each windmill 2 can be provided with a pump 4 for pumping sea water. Preferably, seawater is pumped straight from the sea in an open circuit. The pumps 4 drive the seawater jointly, for example, through the water supply system 5, for example through a submarine water line 19, with which for example one generator 6 is driven. Connecting several pumps 4 to one generator 6 has the advantage, among other things, that only one generator 6 needs to be maintained. The generator 6 thereby serves as a hydroelectric power station. This embodiment has, inter alia, the advantage that relatively large quantities of expensive and / or maintenance-sensitive generators 6 can be prevented.
De pump 4 in de windmolen 2 geeft de rotatie-energie door in de vorm Van druk' en/of snelheidsverhoging van het zeewater in het waterleidingstelsel 5. In een uitvoeringsvorm wordt de pomp 4 bijvoorbeeld relatief onderaan de mast 14, of bijvoorbeeld ongeveer ter hoogte van het 20 zeeoppervlak 16 op de mast 14 ingericht. Op deze wijze hoeft geen pomp 4 in de kop 5 van de molen 2 te worden ingericht. Hierbij is bijvoorbeeld een as voorzien die de rotatie van de rotor 8 in verticale richting naar beneden overbrengt op de pomp 4. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is ondermeer dat geen pomp 4 in de kop 5 hoeft te worden ingericht, 25 Onderhoud of vervanging van de pomp 4 kan tevens eenvoudig worden ttitgevoerd.The pump 4 in the windmill 2 transmits the rotation energy in the form of pressure and / or speed increase of the seawater in the water supply system 5. In one embodiment, the pump 4 becomes, for example, relatively below the mast 14, or, for example, approximately at the height of the sea surface 16 on the mast 14. In this way, no pump 4 needs to be arranged in the head 5 of the mill 2. For example, a shaft is provided here which transfers the rotation of the rotor 8 downwards in the vertical direction to the pump 4. An advantage of this embodiment is, inter alia, that no pump 4 in the head 5 needs to be arranged. Maintenance or replacement of the pump 4 can also be easily supplied.
In een andere uitvoeringsvorm, bijvoorbeeld zoals is getoond in figuur 1, is de pomp 4 in de kop 5 van de windmolen 2 ingericht. Dit heeft ondermeer als voordeel dat de aandrijfas 11 van de pomp 4 zich in het 30 verlengde van de rotoras 9 kan uitstrekken, zodat dë rotatie van de rotor 8 8 relatief efficiënt kan worden overgebracht voor aandrijving van de pomp 4. Het zeewater wordt dan langs de mast 14 omhoog gepompt door de pomp 4, waarvoor slechts een relatief goedkope waterleiding 13 hoeft te worden geïnstalleerd, In weer een andere uitvoeringsvorm is een windmolen 2 5 voorzien van meerdere pompen 2, bijvoorbeeld ingericht in of nabij de kop 5, en/of in of nabij de mast 14 van de windmolen 2.In another embodiment, for example as shown in figure 1, the pump 4 is arranged in the head 5 of the windmill 2. This has, inter alia, the advantage that the drive shaft 11 of the pump 4 can extend in line with the rotor shaft 9, so that the rotation of the rotor 8 can be transferred relatively efficiently for driving the pump 4. The sea water is then passed along the mast 14 is pumped upwards by the pump 4, for which only a relatively inexpensive water pipe 13 has to be installed. In yet another embodiment a windmill 2 is provided with a plurality of pumps 2, for instance arranged in or near the head 5, and / or in or near the mast 14 of the windmill 2.
Ten opzichte van conventionele offshore windmolens 2 heeft het inrichten van de pomp 4, dan wel in de kop 5, dan wel in of aan de mast 14, ondermeer het voordeel dat de topmassa van de windmolen 2 beperkt kan 10 blijven, aangezien een waterpomp 4 relatief licht kan worden uitgévoerd ten opzichte van een generator voor een conventionele windturbine. Een relatief lichte topmassa kan de dynamica van de windmolen 2 ten goede komen. Door de lichtere pomp 4 kan tevens de windmolen 2 lichter, en/of eenvoudiger en/of goedkoper worden geconstrueerd. Bovendien is een pomp 15 4, in het bijzonder een mechanische waterpomp 4, in veel gevallen minder onderhoudsgevoelig dan een generator 6. Ook kan gebruik van koper in de molen 2 worden tegengegaan, waardoor de kosten beperkt kunnen blijven. Door niet een conventionele windturbinegenerator maar een waterpomp 4 in of bij de windmolen 2 toe te passen kan het aantal componenten in de 20 windmolen 2 beperkt blijven, wat de faalkans in dè windmolen 2 kan verminderen alsmede de beschikbaarheid van de windmolen 2 kan verhogen.Compared with conventional offshore windmills 2, the arrangement of the pump 4, or in the head 5, or in or on the mast 14, has the advantage, among other things, that the top mass of the windmill 2 can remain limited, since a water pump 4 relatively light can be output with respect to a generator for a conventional wind turbine. A relatively light top mass can benefit the dynamics of the windmill 2. Through the lighter pump 4, the windmill 2 can also be constructed lighter, and / or simpler and / or cheaper. Moreover, a pump 15, in particular a mechanical water pump 4, is in many cases less maintenance-sensitive than a generator 6. The use of copper in the mill 2 can also be prevented, so that the costs can remain limited. By using a water pump 4 in or near the windmill 2 by not using a conventional wind turbine generator, the number of components in the windmill 2 can remain limited, which can reduce the chance of failure in the windmill 2 and increase the availability of the windmill 2.
In een uitvoeringsvorm is het systeem 1, in het bijzonder de pomp 4, het waterleidingstelsel 4 en/of de generator 6, aangepast voor het gebruik 25 van zeewater. Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van corrosiebestendig materiaal, in het bijzonder corrosiebestendige koppelingen en/of voorzieningen dm groei van zeegewassen of dergelijke op delen van het systeem 1 te voorkomen.In one embodiment, the system 1, in particular the pump 4, the water supply system 4 and / or the generator 6, is adapted for the use of seawater. Use is preferably made of corrosion-resistant material, in particular corrosion-resistant couplings and / or provisions to prevent growth of sea crops or the like on parts of the system 1.
Het systeem 1 volgens de uitvinding kan bij voorkeur op zee 30 worden toegepast, maar is in principe ook geschikt voor toepassing in 9 andere wateren, zoals bijvoorbeeld meren, rivieren en dergelijke. In plaats van zeewater kan in principe ook Zoet water of een andere vloeistof worden toegepast.The system 1 according to the invention can preferably be used at sea, but is in principle also suitable for use in 9 other waters, such as for example lakes, rivers and the like. In principle, fresh water or another liquid can be used instead of sea water.
Doordat de windmolenparken voorzien van systemen 1 volgens de 5 uitvinding relatief voordelig kunnen worden geconstrueerd, kunnen deze bijvoorbeeld met relatief veel windmolens 2 worden ingericht. Bijvoorbeeld omvatten deze systemen 1 energiecentrales die tenminste 200 MW (Megawatt) groot zijn, in het bijzonder tenminste 500 MW. In nog een uitvoeringsvorm worden bijvoorbeeld bestaande windmolens 2 aangepast 10 om te worden toegepast in een systeem 1 volgens de uitvinding.Because the wind farms with systems 1 according to the invention can be constructed relatively inexpensively, they can for instance be equipped with relatively many wind turbines 2. For example, these systems comprise 1 power plants that are at least 200 MW (Megawatt) in size, in particular at least 500 MW. In yet another embodiment, for example, existing wind turbines 2 are adapted to be used in a system 1 according to the invention.
De beschreven en vele vergelijkbare variaties, evenals combinaties daarvan, worden geacht binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding te vallen. Uiteraard kunnen verschillende aspecten van verschillende uitvoeringsvormen en/of combinaties daarvan met elkaar 15 worden gecombineerd en uitgewisseld. Er dient aldus niet tot slechts de genoemde uitvoeringsvormen te worden beperktThe described and many comparable variations, as well as combinations thereof, are considered to fall within the scope of the invention as outlined by the claims. Of course, different aspects of different embodiments and / or combinations thereof can be combined and exchanged with each other. Thus, it is not to be limited solely to the embodiments mentioned
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2001663A NL2001663C2 (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Energy extraction system, has water pump attached to rotor, windmill for pumping water from sea, water system connected to water pump, for passing water pumped from sea, and generator connected to water system |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2001663 | 2008-06-10 | ||
NL2001663A NL2001663C2 (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Energy extraction system, has water pump attached to rotor, windmill for pumping water from sea, water system connected to water pump, for passing water pumped from sea, and generator connected to water system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL2001663C2 true NL2001663C2 (en) | 2009-12-11 |
Family
ID=40352820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL2001663A NL2001663C2 (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Energy extraction system, has water pump attached to rotor, windmill for pumping water from sea, water system connected to water pump, for passing water pumped from sea, and generator connected to water system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL2001663C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2968722A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-15 | Laurent Barthelemy | Installation for producing energy from natural open water source e.g. sea, has transformation device arranged to perform function of pump, and another device transforming kinetic energy of water into electric power at outlet of tank |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2459890A2 (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-16 | Gil Noel | Wind operated power supply - has windmill driving sea-water pump to fill elevated reservoir feeding hydraulic turbine and generator above sea level |
FR2473640A1 (en) * | 1980-01-14 | 1981-07-17 | Brenez Jean | Wind turbine installation with hydraulic energy storage - raises water and allows it to return via water wheel coupled to electricity generator |
JP2004218436A (en) * | 2003-01-09 | 2004-08-05 | National Maritime Research Institute | Wind power generator |
EP1637733A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-22 | Elsam A/S | A power plant, a windmill, and a method of producing electrical power from wind energy |
WO2006037828A1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-13 | Torres Martinez M | Electrical power generation and desalination system on a floating plant |
-
2008
- 2008-06-10 NL NL2001663A patent/NL2001663C2/en active Search and Examination
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2459890A2 (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-16 | Gil Noel | Wind operated power supply - has windmill driving sea-water pump to fill elevated reservoir feeding hydraulic turbine and generator above sea level |
FR2473640A1 (en) * | 1980-01-14 | 1981-07-17 | Brenez Jean | Wind turbine installation with hydraulic energy storage - raises water and allows it to return via water wheel coupled to electricity generator |
JP2004218436A (en) * | 2003-01-09 | 2004-08-05 | National Maritime Research Institute | Wind power generator |
EP1637733A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-22 | Elsam A/S | A power plant, a windmill, and a method of producing electrical power from wind energy |
WO2006037828A1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-13 | Torres Martinez M | Electrical power generation and desalination system on a floating plant |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2968722A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-15 | Laurent Barthelemy | Installation for producing energy from natural open water source e.g. sea, has transformation device arranged to perform function of pump, and another device transforming kinetic energy of water into electric power at outlet of tank |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6420794B1 (en) | Hydropower conversion system | |
Polinder et al. | Wave energy converters and their impact on power systems | |
US20100301609A1 (en) | River-Flow Electricity Generation | |
US8388481B2 (en) | System and method for providing a constant output from a variable flow input | |
US7877992B2 (en) | Hydraulic power generation system driven by compression air produced by fluid | |
US20020158472A1 (en) | Submersible electrical power generating plant | |
DK2681445T3 (en) | HYDRAULIC ENERGY STORAGE | |
US8143740B1 (en) | Apparatus for storing and using wind energy | |
US20110173976A1 (en) | Energy generating system using a plurality of waterwheels | |
US20100123316A1 (en) | Power generator barge | |
AU2008281311A1 (en) | Buoyancy hydro power generator and method | |
KR101503727B1 (en) | A small hydropower generation apparatus | |
GB2546251A (en) | Offshore wind turbine | |
SI23517A (en) | A device for producing and accumulating electric power | |
WO2013148243A1 (en) | Wave and water energy converter mounted on bridge supports | |
KR101262579B1 (en) | The device of all in one velocity hydro power plant With variable speed nunner turbine | |
NL2001663C2 (en) | Energy extraction system, has water pump attached to rotor, windmill for pumping water from sea, water system connected to water pump, for passing water pumped from sea, and generator connected to water system | |
CN110056480A (en) | A kind of wind energy and tidal-energy electric generator set | |
CN209724574U (en) | Marine magnetic suspension vertical shaft wind-power sea water desalinizing device | |
US20120200088A1 (en) | Sipoline Hydro Electric Generator | |
US9127641B2 (en) | Sea electricity energy production device to produce renewable electricity | |
US11208979B2 (en) | Method of hydraulically converting wind power | |
Karre et al. | A review on hydro power plants and turbines | |
US20140084589A1 (en) | Hydrokinetic energy converters on bridge structures | |
CN109944744A (en) | Marine magnetic suspension vertical shaft Wind power sea water desalination system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
SD | Assignments of patents |
Effective date: 20150805 |