NL2016796A - Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water. - Google Patents

Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water. Download PDF

Info

Publication number
NL2016796A
NL2016796A NL2016796A NL2016796A NL2016796A NL 2016796 A NL2016796 A NL 2016796A NL 2016796 A NL2016796 A NL 2016796A NL 2016796 A NL2016796 A NL 2016796A NL 2016796 A NL2016796 A NL 2016796A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
water
float
paddle wheel
wheel
horizontally arranged
Prior art date
Application number
NL2016796A
Other languages
English (en)
Other versions
NL2016796B1 (nl
Inventor
Jacobus Van Boxel Jan
Marinus Versluis Pieter Sr
Original Assignee
Eqa Projects B V
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 Eqa Projects B V filed Critical Eqa Projects B V
Priority to NL2016796A priority Critical patent/NL2016796B1/nl
Priority to NL2017879A priority patent/NL2017879B1/nl
Priority to NL2018844A priority patent/NL2018844B1/nl
Priority to EP17728679.6A priority patent/EP3458706A1/en
Priority to PCT/NL2017/050313 priority patent/WO2017200383A1/en
Priority to BR112018073778-0A priority patent/BR112018073778A2/pt
Priority to US16/302,867 priority patent/US20190301424A1/en
Publication of NL2016796A publication Critical patent/NL2016796A/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL2016796B1 publication Critical patent/NL2016796B1/nl

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
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B7/00Water wheels
    • 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
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/35Devices for recording or transmitting machine parameters, e.g. memory chips or radio transmitters for diagnosis
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/11Kind or type liquid, i.e. incompressible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/7068Application in combination with an electrical generator equipped with permanent magnets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/10Stators
    • F05B2240/13Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • 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
    • Y02E10/20Hydro energy
    • 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)
  • Power Engineering (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)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

Inrichting (1, 101) voor het opwekken van energie uit stromend water, die is voorzien van een om een horizontaal opgestelde as (5) draaibaar schoepenrad (3, 103) met een veelvoud langs een buitenomtrek van het schoepenrad aangebrachte schoepen (7). De inrichting is verder voorzien van kanalisatiemiddelen voor het kanaliseren van een waterstroom in een bereik van het schoepenrad dat zich onder de horizontaal opgestelde as (5) bevindt, en een door het schoepenrad (3, 103) aangedreven generator voor het opwekken van elektrische energie. Instelmiddelen stellen automatisch een door het schoepenrad (3, 103) ingenomen positie in ten opzichte van een waterspiegel van de waterstroom. Bij deze inrichting wordt een tussen de waterstroom en individuele schoepen (7) van het schoepenrad (3, 103) plaatsvindende interactie geoptimaliseerd.

Description

Titel: Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water, in het bijzonder een waterkrachtinstallatie van relatief bescheiden omvang.
Waterkrachtcentrales zijn onder andere bekend voor aandrijving van gereedschappen in de vorm van watermolens en voor het opwekken van elektrische energie met behulp van kunstmatig aangelegde stuwmeren.
Deze laatste vorm is geografisch beperkt in plaatsing en is bovendien afhankelijk van de lokale omstandigheden, die de noodzakelijke ingrijpende infrastructurele aanpassingen moeten toelaten.
Steeds vaker wordt er voor de toenemende behoefte aan elektrische energie en uit milieutechnische overwegingen een beroep gedaan op decentraal geplaatste relatief kleinschalige energie-opwekkende inrichtingen, zoals windmolens en zonnepanelen. Om deze energie-opwekkende inrichtingen met het bestaande elektriciteitsnet te verbinden moet vaak nieuwe infrastructuur, zoals elektriciteitskabels, worden aangebracht omdat deze nog niet voor handen is. In een waterrijk landschap met polders en rivieren is een dergelijke infrastructuur vaak wel aanwezig en wordt gebruikt voor het bedienen en bewaken van polderstuwen, of voor het bebakenen van rivierkribben. Deze infrastructuur wordt tot op heden nog niet benut voor het terug leveren van elektrische energie aan het net.
Daarmee in overeenstemming is het een doel van de onderhavige uitvinding om minstens één van de nadelen van de stand van de techniek op te heffen of de gevolgen ervan te verminderen. Het is ook een doel van de onderhavige uitvinding om verbeterde, of alternatieve oplossingen te verschaffen die eenvoudiger kunnen worden uitgevoerd en die bovendien verhoudingsgewijs voordelig gemaakt kunnen worden. Alternatief is het een doel van de uitvinding om het publiek een op zijn minst een nuttige keuzemogelijkheid te verschaffen.
Daartoe verschaft de uitvinding een inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water, zoals gedefinieerd in een of meer van de bijgevoegde conclusies. Meer in het bijzonder is de inrichting volgens de uitvinding voorzien van een om een horizontaal opgestelde as draaibaar schoepenrad met een veelvoud langs een buitenomtrek van het schoepenrad aangebrachte schoepen, kanalisatiemiddelen voor het kanaliseren van een waterstroom in een bereik van het schoepenrad dat zich onder de horizontaal opgestelde as bevindt, een door het schoepenrad aangedreven generator voor elektrische energie, en instelmiddelen voor het automatisch instellen van een door het waterrad ingenomen positie ten opzichte van een waterspiegel van de waterstroom. Daarbij wordt een tussen de waterstroom en individuele schoepen van het langs de buitenomtrek van het schoepenrad aangebrachte veelvoud van schoepen plaatsvindende interactie geoptimaliseerd.
De door het schoepenrad aangedreven generator is bij voorkeur een permanent magneet generator. In sommige gevallen kan de door het schoepenrad aan te drijven generator een asaandrijving hebben met een haakse hoekoverbrenging, en in andere gevallen een tandriemaandrijving.
In het laatste geval heeft een laagtoerige permanent magneet generator de voorkeur.
In een uitvoeringsvariant van de uitvinding kunnen de instelmiddelen zijn uitgebreid met een intelligent datasysteem.
Bij een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding maakt de inrichting deel uit van een stuw met een hoogteverval tussen een inloopwaterspiegel aan een stroomopwaartse kant en een uitloopwaterspiegel aan een stroomafwaartse kant. Deze stuw is ingericht voor de waterhuishouding van een polder, en daarbij zijn de kanalisatiemiddelen met voordeel uitgevoerd als een beweegbare watergeleiding aan de stroomopwaartse kant. De instelmiddelen voor het optimaliseren omvatten dan bij voorkeur tenminste een enkele draagarm die de horizontaal opgestelde as draagt en die zich uitstrekt vanaf een vast draaipunt aan de stroomafwaartse kant tot aan een in hoogte verstelbare schuif aan de stroomopwaartse kant. De tenminste enkele arm is daarbij tezamen met de horizontaal opgestelde as, de in hoogte verstelbare schuif en de beweegbare watergeleiding met de draagarm om het vaste draaipunt op en neer beweegbaar. Belangrijk voor optimalisatie van een tussen de waterstroom en individuele schoepen van het schoepenrad plaatsvindende interactie zijn dat het waterrad en een als vis/waterglijbaan uitgevoerde watergeleiding vast met elkaar verbonden zijn. Door het instellen van de stand van de waterstraal op de schoepen kan een maximale energie opbrengst worden verkregen, en kunnen praktijkervaringen van de waterkracht geoptimaliseerd en benut worden. De middelen waarmee een door het waterrad ten opzichte van een waterspiegel van een waterstroom ingenomen positie automatisch wordt ingesteld omvatten een peilbuis, die een signaal kan afgeven voor bediening van een spindelschuif motor. De als vis/waterglijbaan uitgevoerde watergeleiding is verbonden met de als spindelschuif uitgevoerde in hoogte verstelbare schuif. De spindelschuif wordt aangedreven door een elektronische spindelschuifmotor. Door het instellen van een vloeistof hoogte geeft de peilbuis een signaal zodat de spindelschuifmotor de schuif naar boven en beneden beweegt naar de gewenste ingestelde vloeistofhoogte. Bij voorkeur kan de in hoogte instelbare schuif daarbij een hoogteverval tussen de inloop waterspiegel en de uitloopwaterspiegel instellen tussen 20cm en 200cm.
Een dergelijke polderstuw kan verder voorzien zijn van een technische ruimte, die ondergronds is geplaatst. De technische ruimte dient daarbij voor het onderbrengen van bedienings- en bewakingsmiddelen van de polderstuw.
Ook kunnen er maatregelen zijn genomen voor het beschermen van de waterpopulatie. Dergelijke maatregelen voor het beschermen van de waterpopulatie kunnen een aan de stroomopwaartse kant geplaatst rooster omvatten. Eveneens kunnen de maatregelen voor het beschermen van de waterpopulatie daarbij een visvriendelijke watergeleiding en een visvriendelijke schoepvorm voor de individuele schoepen omvatten. Een visvriendelijke watergeleiding en een visvriendelijk schoepenrad worden verkregen doordat bij de polderstuw de als vis/waterglijbaan uitgevoerde watergeleidingsbaan elke vis als het ware in een door de schoep gevormd waterbakje legt en met zijn eigen water naar beneden laat gaan. Hierdoor valt de vis niet naar beneden en kan niet door de schoep bekneld raken. Meestal draait het schoepenrad ook met een voldoende laag toerental.
Alternatief kan de inrichting volgens de uitvinding ook deel uitmaken van een buiten de vaarroute in het oppervlaktewater langs de oever van een rivier geplaatste waterkrachtcentrale. De kanalisatiemiddelen worden daarbij dan gevormd door ten minste een enkele drijver, en de instelmiddelen voor het optimaliseren zijn daarbij voorzien van ten minste een enkele ballasttank en een in de ten minste enkele drijver en een met het oppervlaktewater en die ballasttank in vloeistofverbinding staande pomp.
De waterkrachtcentrale is hierbij op en neer beweegbaar aan een rivierkribbe verankerd. Het zich van de kribbe afgekeerde deel van de ten minste enkele drijver kan daarbij in verticale richting worden geleid langs een in de rivierbedding verankerde paal, waaraan ook een baken voor de scheepvaart bevestigd kan zijn. De horizontaal opgestelde as van het schoepenrad kan aan de tenminste enkele drijver gelagerd zijn.
Het schoepenrad kan ook tussen de tenminste enkele drijver en een tweede drijver aangebracht zijn. Deze eerste en tweede drijver kunnen daarbij met elkaar verbonden zijn, waardoor ook de tweede drijver deel kan uitmaken van de kanalisatiemiddelen. Het aantal pompen dat nodig is of dat per drijver van deze rivierunit wordt gebruikt voor het vullen of ledigen van twee ballasttanks per drijver kunnen telkens tenminste een enkele pomp per drijver en per ballasttank zijn. In totaal zijn er bij voorkeur twee pompen en vier ballasttanks. Voor elke drijver is dit bij voorkeur een vlotterpomp. Er zijn per drijver bij voorkeur twee ballasttanks opdat er bij aanvaringschade of bij lekkage minder kans is op zinken. Ook zijn twee ballasttanks per drijver nauwkeuriger in te stellen, en stabieler bij golfslag. De tweede drijver kan daarbij zoals gemeld ook voorzien zijn van tenminste een enkele ballasttank die deel uitmaakt van de instelmiddelen, maar heeft bij voorkeur ook twee ballasttanks.
Een deel van de omtrek van het schoepenrad dat zich boven de horizontaal opgestelde as bevindt kan afgedekt zijn met een beschermkap.
Ten minste stroomopwaarts van het schoepenrad aan de inloopkant kan een vuilgeleider is aangebracht. De vuilgeleider kan bij de rivierunit ook aan de uitloopkant (stroomafwaarts) zijn aangebracht, omdat veel rivieren eb en vloed kennen en dus twee stroomrichtingen hebben. Stroomopwaarts van het schoepenrad kan bovendien nog een zich in een horizontaal vlak boven de drijvers uitstrekkende roostervloer zijn aangebracht.
Een automatisch in hoogte instelbaar waterrad gekoppeld aan een water en vis glijbaan is in combinatie met een polderstuw nog niet bekend. Het opwekken van energie kan bij de polderstuw volgens de uitvinding ook nog worden gecombineerd met het verrichten van metingen, zoals neerslag, debiet, bodemhydrologie en aanwezige elektrische spanning.
Bij zowel de polderstuw- als de riviervariant van de inrichting volgens de uitvinding draait het waterrad met de stroomrichting mee, om een horizontaal geplaatste as. Dit is het meest diervriendelijk. Het vlotter-systeem van de riviervariant zorgt ervoor dat als er een drijvend obstakel wordt gesignaleerd dat het rad vrijkomt van het water door het vlottersysteem. Bij de riviervariant kan het rad met vlottersysteem naast energie productie ook dienen om water in een rivier vast te houden of extra te lozen indien gewenst, de instelbaarheid daarvan kan worden geautomatiseerd. Evenals de polderstuwvariant kan ook de riviervariant duurzaam voor flexibel waterpeilbeheer worden benut.
Ook belangrijk is dat belangrijke componenten van de inrichting, zoals schoepenrad en watergeleidingen uit gerecycleerde kunststof kunnen worden vervaardigd.
De gemeenschappelijke voordelen kunnen als volgt worden samengevat:
Laag toerental, lange levensduur en diervriendelijk.
In draairichting met de waterstroom mee, bijzonder diervriendelijk.
Een automatisch in hoogte verstelbaar waterrad, optimaal energierendement en automatisch instelbaar.
Een automatisch in hoogte verstelbaar waterrad, dat ook compleet uit het water kan worden gelicht bij obstakels en/of een grote water toestroom welke niet mag worden belemmerd.
Bijna de volledige installatie kan van recycleerbare hoogwaardig kunststof worden vervaardigd.
Een ecologische schoepvorm kan worden toegepast.
Andere voordelige aspecten van de uitvinding zullen nog worden toegelicht aan de hand van de navolgende gedetailleerde beschrijving onder verwijzing naar de bij gevoegde tekeningen, waarin:
Figuur 1 is een aanzicht in perspectief van een polderstuw volgens de uitvinding gezien vanaf de stroomafwaartse kant;
Figuur 2 is een zijaanzicht van de polderstuw uit Figuur 1;
Figuur 3 is een bovenaanzicht in perspectief van een riviereenheid volgens de uitvinding;
Figuur 4 is een bovenaanzicht in perspectief van de riviereenheid volgens Figuur 3 gezien vanaf de stroomafwaartse kant en gedeeltelijk in doorsnede; en
Figuur 5 is een aanzicht in perspectief van een drijver voor de riviereenheid van de Figuren 3 en 4, waarvan de bovenzijde open is gelaten om het inwendige te tonen.
Gezien vanaf de stroomafwaartse kant is in Figuur 1 een polderstuw waterkrachtcentrale 1 getoond, die is voorzien van een inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water. De inrichting is voorzien van een waterrad of schoepenrad 3, dat draaibaar is opgesteld voor rotatie om een zich horizontaal uitstrekkende as 5. Langs de omtrek van het schoepenrad 3 zijn op regelmatige afstanden van elkaar een aantal schoepen 7 aangebracht. Een kanalisatiemiddel voor het kanaliseren van een waterstroom langs de omtrek van het schoepenwiel 3 is hier uitgevoerd als een beweegbare watergeleiding 9. De horizontale as 5 is gelagerd op een draagarm 11 die aan de stroomafwaartse kant draaibaar is om een zwenkas 13. Aan de achterkant van het schoepenrad 3 (niet zichtbaar in de Figuren 1 en 2) bevindt zich een aan de draagarm 11 identieke draagarm, die ook draaibaar is om de zwenkas 13. Ook het niet zichtbare tegenoverliggende uiteinde van de horizontale as 5 is ook met zijn lagering aan deze identieke draagarm bevestigd. De watergeleiding 9 en het uiteinde van de draagarm 11 aan de stroomopwaartse kant zijn bevestigd aan een in hoogte verstelbare schuif 15, zoals in Figuur 2 is getoond. Deze in hoogte verstelbare schuif wordt door een spindelmotor 17 aangedreven om in hoogte verstelbaar te zijn en bij het op en neer bewegen van de schuif 15 bewegen de draagarm 11 en de watergeleiding 9 gelijk met de schuif op en neer. De draagarm 11 draait daarbij om de zwenkas 13 en beweegt daardoor de horizontale as 5 met het schoepenrad 3 gelijktijdig met de watergeleiding 9 op en neer. Een onder alle omstandigheden correcte afstand van de watergeleiding 9 en de schoepen 7 is daarmee gewaarborgd. Vanzelfsprekend kan deze afstand desgewenst ook vooraf instelbaar worden uitgevoerd.
De watergeleiding 9 strekt zich bij voorkeur uit tot over de schuif 15. Goed te zien in Figuur 2 is dat een inloop water spie gel 19 aan de stroomopwaartse kant van de polderstuw waterkrachtcentrale 1 hoger ligt dan een waterspiegel 21 aan de uitloopkant. Een hoogteverval tussen de inloopwaterspiegel 19 en de uitloopwaterspiegel 21 kan worden ingesteld door de in hoogte verstelbare schuif 15. Dit in hoogte verstellen van de schuif 15 kan automatisch gebeuren en op afstand worden bestuurd. De daarvoor nodige instelmiddelen kunnen een peilbuis omvatten (niet getoond, maar conventioneel) die een signaal afgeeft voor bediening van de spindelmotor 17. In een praktische uitvoeringsvorm kan de schuif 15 van de polderstuw 1 over een afstand van bij benadering 2 m in hoogte verstelbaar zijn uitgevoerd. Terzijde van, of tussen begrenzingswanden 23, 25 van de polderstuw waterkrachtcentrale 1 aan de inloop- en de uitloopkant, kan een ondergrondse technische ruimte zijn voorzien voor het aanbrengen van appendages, zoals een door het schoepenrad 3 aan te drijven generator en/of bedienings- en bewakingsmiddelen van de polderstuw. De aandrijving door het schoepenrad 3 van de generator (niet getoond, maar conventioneel) kan zijn uitgevoerd als een op zichzelf conventionele haakse hoekoverbrenging of een tandriem-aandrijving.
Maatregelen voor het beschermen van de waterpopulatie kunnen zijn voorzien door een visvriendelijke watergeleiding te laten samenstellen met een visvriendelijke schoepvorm. Als extra maatregel kan ook nog aan de stroomopwaartse kant een rooster worden geplaatst (niet zichtbaar in de Figuren, maar conventioneel).
Een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding is getoond in de Figuren 3 tot en met 5. Het betreft hier een bij voorkeur buiten de vaarroute langs de oever van een rivier geplaatste rivierwaterkrachtcentrale 101. Bij voorkeur is deze rivierwaterkrachtcentrale 101 op en neer beweegbaar aan een rivierkribbe 150 verankerd. Deze verankering is uitgevoerd als een zwenkframe 102, dat zowel scharnierbaar aan de kribbe 150 als aan een binnenste drijver 104 van de rivierwaterkrachtcentrale 101 is bevestigd. Hierdoor kan de waterkrachtcentrale 101 zijn positie behouden ten opzichte van de waterspiegel 152 bij hoog en laag water in de rivier. Een schoepenrad 103 is draaibaar opgesteld voor rotatie rond een horizontale as, die gelagerd is tussen de binnenste drijver 104 en een buitenste drijver 106. De binnenste en buitenste drijvers 104, 106 dienen daarbij tevens als kanalisatiemiddelen voor het kanaliseren van een waterstroom onder de horizontale as en in het bereik van het schoepenrad 103. Een door het schoepenrad 103 aangedreven generator (niet getoond, maar conventioneel) kan in één van de binnenste of buitenste drijvers 104, 106 zijn ondergebracht. Ook kan zich in elke drijver een generator voor het opwekken van elektrische energie bevinden. De buitenste drijver 106 wordt in zijn verticale beweging ten opzichte van de rivierkribbe 150 geleid langs een in de rivierbedding verankerde paal 108, waaraan een baken 110 voor de scheepvaart is bevestigd.
Instelmiddelen voor het optimaliseren van de door het schoepenrad 103 ten opzichte van de waterspiegel 152 ingenomen positie, zijn uitgevoerd als ballasttanks 112, 114 in de drijvers 104, 106, zoals in Figuur 5 getoond. Een pomp 116 staat daarbij in vloeistofverbinding met de ballasttanks 112, 114 door middel van verbindingsleidingen 118, 120 en met het oppervlaktewater door middel van een toegangsleiding 122. De drijver 104, 106 zoals getoond in Figuur 5 heeft een open bovenkant, maar deze is zoals in de Figuren 3 en 4 is te zien bij voorkeur gesloten.
De kanalisatiemiddelen kunnen verder, zoals te zien in Figuur 4, ook een watergeleidingsplaat 109 omvatten. Deze watergeleidingsplaat 109 kan verder samen met schoepen van het schoepenrad 103 weer visvriendelijk zijn uitgevoerd. Stroomopwaarts, maar bij aan eb en vloed onderhevige rivierdelen ook stroomafwaarts, van het schoepenrad 103 is een vuilgeleiding 124 aangebracht. Deze vuilgeleiding kan tevens dienen om de binnenste en de buitenste drijvers 104, 106 met elkaar te verbinden.
Een bovenste deel van de omtrek van het schoepenrad 103 is afgedekt met een beschermkap 126, die uit doorzichtig materiaal kan zijn gemaakt. Tussen deze beschermkap 126 en de vuilgeleidingen 124 bevinden zich roostervloeren 128 die zich in een horizontaal vlak boven de drijver 104, 106 uitstrekken. Ook deze roostervloeren 124 kunnen worden gebruikt om de binnenste en buitenste drijvers 104, 106 met elkaar te verbinden.
Aldus is een inrichting (1, 101) beschreven die geschikt is voor het opwekken van energie uit stromend water en die is voorzien van een om een horizontaal opgestelde as (5) draaibaar schoepenrad (3, 103) met een veelvoud langs een buitenomtrek van het schoepenrad aangebrachte schoepen (7). De beschreven inrichting (1, 101) is verder voorzien van kanalisatiemiddelen voor het kanaliseren van een waterstroom in een bereik van het schoepenrad dat zich onder de horizontaal opgestelde as (5) bevindt, en een door het schoepenrad (3, 103) aangedreven generator voor het opwekken van elektrische energie. Instelmiddelen stellen automatisch een door het schoepenrad (3, 103) ingenomen positie in ten opzichte van een waterspiegel van de waterstroom. Bij deze inrichting wordt een tussen de waterstroom en individuele schoepen (7) van het schoepenrad (3, 103) plaatsvindende interactie geoptimaliseerd.
Verondersteld wordt dat de uitvoering en de werking van de uitvinding uit de voorafgaande beschrijving duidelijk blijken. De uitvinding is daarbij niet beperkt tot om het even welke hierin beschreven uitvoeringsvorm. Omwille van de duidelijkheid en beknoptheid van de beschrijving zijn hier kenmerken beschreven als onderdeel van dezelfde of van afzonderlijke uitvoeringsvormen, het zal voor de deskundige duidelijk zijn dat binnen de beschermingsomvang van de uitvinding ook uitvoeringsvormen vallen die combinaties van alle of sommige van de beschreven kenmerken omvatten. Binnen het vermogen van de deskundige, zijn er veranderingen mogelijk die binnen de omvang van de bescherming geacht worden te liggen. Eveneens zijn alle kinematische omkeringen binnen de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding begrepen. Uitdrukkingen, zoals “bestaand uit”, wanneer gebruikt in deze beschrijving of de bijgaande conclusies, moeten niet als een uitputtende opsomming, maar eerder in een inclusieve betekenis van "ten minste bestaand uit", worden opgevat. Aanduidingen zoals "een" of "één" mogen niet worden opgevat als een beperking tot slechts een enkel exemplaar, maar hebben de betekenis van "minstens een enkel exemplaar" en sluiten een veelvoud niet uit. Uitdrukkingen zoals: "middel voor..." moeten worden gelezen als: "component ingericht voor..." of "element geconstrueerd om..." en dienen te worden opgevat alle equivalenten voor de beschreven constructies mede te omvatten. Het gebruik van uitdrukkingen als: "kritisch", "voordelig", "bij voorkeur", "gewenst" enz., is niet bedoeld om de uitvinding te beperken. Bovendien kunnen ook eigenschappen die niet specifiek of uitdrukkelijk worden beschreven of vereist in de constructie volgens de uitvinding, maar die wel binnen het bereik van de deskundige liggen, mede worden omvat zonder dat wordt afgeweken van de beschermingsomvang, zoals bepaald door de conclusies.

Claims (20)

1. Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water, welke inrichting is voorzien van: een om een horizontaal opgestelde as draaibaar schoepenrad met een veelvoud langs een buitenomtrek van het schoepenrad aangebrachte schoepen, kanalisatiemiddelen voor het kanaliseren van een waterstroom in een bereik van het schoepenrad dat zich onder de horizontaal opgestelde as bevindt, een door het schoepenrad aangedreven generator voor elektrische energie, en instelmiddelen voor het automatisch instellen van een door het schoepenrad ingenomen positie ten opzichte van een waterspiegel van de waterstroom, waarbij een tussen de waterstroom en individuele schoepen van het langs de buitenomtrek van het schoepenrad aangebrachte veelvoud van schoepen plaatsvindende interactie wordt geoptimaliseerd.
2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de door het schoepenrad aangedreven generator een permanent magneet generator is.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de instelmiddelen zijn uitgebreid met een intelligent datasysteem.
4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de inrichting deel uitmaakt van een stuw met een hoogteverval tussen een inloopwaterspiegel aan een stroomopwaartse kant en een uitloopwaterspiegel aan een stroomafwaartse kant, welke stuw ingericht is voor de waterhuishouding van een polder, waarbij de kanalisatiemiddelen zijn uitgevoerd als een beweegbare watergeleiding aan de stroomopwaartse kant, waarbij de instelmiddelen voor het optimaliseren tenminste een enkele draagarm omvat die de horizontaal opgestelde as draagt en die zich uitstrekt vanaf een vast draaipunt aan de stroomafwaartse kant tot aan een in hoogte verstelbare schuif, en waarbij de tenminste enkele arm tezamen met de horizontaal opgestelde as de in hoogte verstelbare schuif en de beweegbare watergeleiding met de draagarm om het vaste draaipunt op en neer beweegbaar is.
5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de in hoogte instelbare schuif een hoogteverval tussen de inloop waterspiegel en de uitloopwaterspiegel kan instellen tussen 20cm en 200cm.
6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, verder voorzien van een technische ruimte, die ondergronds is geplaatst.
7. Inrichting volgens conclusie 4, 5 of 6, verder voorzien van maatregelen voor het beschermen van de waterpopulatie.
8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij de maatregelen voor het beschermen van de waterpopulatie een aan de stroomopwaartse kant geplaatst rooster omvat.
9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, waarbij de maatregelen voor het beschermen van de waterpopulatie een visvriendelijke watergeleiding en een visvriendelijke schoepvorm voor de individuele schoepen omvatten.
10. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de inrichting deel uitmaakt van een buiten de vaarroute in het oppervlaktewater langs de oever van een rivier geplaatste waterkrachtcentrale, waarbij de kanalisatiemiddelen worden gevormd door ten minste een enkele drijver, en waarbij de instelmiddelen voor het optimaliseren zijn voorzien van een ballasttank en een in de ten minste enkele drijver en een met het oppervlaktewater en de ballasttank in vloeistofverbinding staande pomp.
11. Inrichting volgens conclusie 10, waarbij de waterkrachtcentrale op en neer beweegbaar aan een rivierkribbe verankerd is.
12. Inrichting volgens conclusie 11, waarbij het zich van de kribbe afgekeerde deel van de ten minste enkele drijver in verticale richting geleid wordt langs een in de rivierbedding verankerde paal, waaraan een baken voor de scheepvaart bevestigd is.
13. Inrichting volgens conclusie 10, 11 of 12, waarbij de horizontaal opgestelde as van het schoepenrad aan de tenminste enkele drijver gelagerd is.
14. Inrichting volgens conclusie 10, 11, 12 of 13, waarbij het schoepenrad tussen de tenminste enkele drijver en een tweede drijver is aangebracht.
15. Inrichting volgens conclusie 14, waarbij de eerste en tweede drijver met elkaar verbonden zijn.
16. Inrichting volgens conclusie 14 of 15, waarbij de tweede drijver ook deel uitmaakt van de kanalisatiemiddelen.
17. Inrichting volgens conclusie 14, 15 of 16, waarbij de tweede drijver ook voorzien is van een ballasttank die deel uitmaakt van de instelmiddelen.
18. Inrichting volgens een enkele van de conclusies 10 tot en met 17, waarbij een deel van de omtrek van het schoepenrad dat zich boven de horizontaal opgestelde as bevindt afgedekt is met een beschermkap.
19. Inrichting volgens een enkele van de conclusies 10 tot en met 18, waarbij ten minste stroomopwaarts van het schoepenrad een vuilgeleider is aangebracht.
20. Inrichting volgens een enkele van de conclusies 10 tot en met 19, waarbij ten minste stroomopwaarts van het schoepenrad een zich in een horizontaal vlak boven de tenminste enkele drijver uitstrekkende roostervloer is aangebracht.
NL2016796A 2016-05-19 2016-05-19 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water. NL2016796B1 (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2016796A NL2016796B1 (nl) 2016-05-19 2016-05-19 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water.
NL2017879A NL2017879B1 (nl) 2016-05-19 2016-11-28 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water
NL2018844A NL2018844B1 (nl) 2016-05-19 2017-05-04 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water
EP17728679.6A EP3458706A1 (en) 2016-05-19 2017-05-18 Apparatus for generating energy from flowing water
PCT/NL2017/050313 WO2017200383A1 (en) 2016-05-19 2017-05-18 Apparatus for generating energy from flowing water
BR112018073778-0A BR112018073778A2 (pt) 2016-05-19 2017-05-18 aparelho para geração de energia a partir de água corrente
US16/302,867 US20190301424A1 (en) 2016-05-19 2017-05-18 Apparatus for generating energy from flowing water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2016796A NL2016796B1 (nl) 2016-05-19 2016-05-19 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL2016796A true NL2016796A (nl) 2017-11-23
NL2016796B1 NL2016796B1 (nl) 2017-12-05

Family

ID=56889150

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2016796A NL2016796B1 (nl) 2016-05-19 2016-05-19 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water.
NL2017879A NL2017879B1 (nl) 2016-05-19 2016-11-28 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2017879A NL2017879B1 (nl) 2016-05-19 2016-11-28 Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190301424A1 (nl)
EP (1) EP3458706A1 (nl)
BR (1) BR112018073778A2 (nl)
NL (2) NL2016796B1 (nl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021011909A1 (en) * 2019-07-17 2021-01-21 Vincent Roland Breaking wave power generation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003307173A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Masaru Ijuin 浮力式発電装置
DE10302203A1 (de) * 2003-01-20 2004-08-05 Helmut Lehner Mobiles Laufwasserkraftwerk - Moderne Schiffsmühle
WO2010119283A2 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Robert Kitchener Water-powered generating vessel
CH707299B1 (it) * 2013-11-19 2014-06-13 Fernando Fersini Dispositivo per generare energia idroelettrica utillizzando la corrente dei corsi d'acqua.
EP2865886A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Castagnaro, Mirco Hydraulic apparatus
FR3023592A1 (fr) * 2014-07-08 2016-01-15 Gaston Huguenin Dispositif de production hydroelectrique

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003307173A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Masaru Ijuin 浮力式発電装置
DE10302203A1 (de) * 2003-01-20 2004-08-05 Helmut Lehner Mobiles Laufwasserkraftwerk - Moderne Schiffsmühle
WO2010119283A2 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Robert Kitchener Water-powered generating vessel
EP2865886A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Castagnaro, Mirco Hydraulic apparatus
CH707299B1 (it) * 2013-11-19 2014-06-13 Fernando Fersini Dispositivo per generare energia idroelettrica utillizzando la corrente dei corsi d'acqua.
FR3023592A1 (fr) * 2014-07-08 2016-01-15 Gaston Huguenin Dispositif de production hydroelectrique

Also Published As

Publication number Publication date
BR112018073778A2 (pt) 2019-02-26
NL2017879A (nl) 2017-11-23
US20190301424A1 (en) 2019-10-03
EP3458706A1 (en) 2019-03-27
NL2016796B1 (nl) 2017-12-05
NL2017879B1 (nl) 2018-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018214114B2 (en) Coastal Protection and Wave Generation System
KR101309489B1 (ko) 조수, 강 등과 같은 수류를 이용한 발전 장치
US3980894A (en) Flow tubes for producing electric energy
US5430332A (en) Movable and adjustable dam
KR101617384B1 (ko) 부유식 수상 태양광 발전 장치
CA2770390C (en) Shaft power plant
KR101092201B1 (ko) 친환경 소수력 발전 시스템의 발전량 증가 장치 및 방법
KR102107839B1 (ko) 수상 복합 발전시스템
JP2011138997A (ja) 太陽光発電装置
KR101230082B1 (ko) 해상풍력발전용 해류발전장치
KR20140092218A (ko) 조석과 파도를 이용한 다단계 복류식 수차발전소구조물.
NL2016796B1 (nl) Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water.
KR101091654B1 (ko) 낙차수압을 이용한 수력발전 시스템
KR101324302B1 (ko) 유휴 공유수면을 이용한 태양광 발전장치
NL2018844B1 (nl) Inrichting voor het opwekken van energie uit stromend water
CA2644792C (en) Tidal energy structure
JP2013079539A (ja) 水力発電装置
WO2014118088A1 (en) Turbine for hydroelectric generator for rivers and hydroelectric plant comprising such turbine
KR102044637B1 (ko) 가변 물레통을 이용한 유속 발전 장치
WO2017200383A1 (en) Apparatus for generating energy from flowing water
KR101897436B1 (ko) 유압을 저장하는 실린더가 적용된 유압발전시스템
CA2694150A1 (en) The helical pathway system and method for harvesting electrical power from water flows using oval helical turbines
CA1054484A (en) Flow tubes for producing electric energy
NL1035164C1 (nl) Waterkrachtinstallatie opgebouwd uit pontons met veranderbaar drijfvermogen.
CN102162460A (zh) 水力抽水泵及利用该水力抽水泵进行潮水发电的方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20200601