NO20140703A1 - Turbine technology and offshore power plants for general increase and transformation of kinetic ocean energy - Google Patents
Turbine technology and offshore power plants for general increase and transformation of kinetic ocean energy Download PDFInfo
- Publication number
- NO20140703A1 NO20140703A1 NO20140703A NO20140703A NO20140703A1 NO 20140703 A1 NO20140703 A1 NO 20140703A1 NO 20140703 A NO20140703 A NO 20140703A NO 20140703 A NO20140703 A NO 20140703A NO 20140703 A1 NO20140703 A1 NO 20140703A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- turbine
- power plant
- flap
- energy
- flaps
- Prior art date
Links
- 230000009466 transformation Effects 0.000 title description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 85
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 30
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 23
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 101
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 40
- 238000013461 design Methods 0.000 description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 30
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 19
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 15
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 13
- 230000003797 telogen phase Effects 0.000 description 11
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 10
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 9
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 9
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 8
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 7
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 241000237502 Ostreidae Species 0.000 description 1
- 241000237988 Patellidae Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 235000020636 oyster Nutrition 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000005158 plant movement Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
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
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1805—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
- F03B13/1825—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for 360° rotation
- F03B13/183—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for 360° rotation of a turbine-like wom
-
- 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
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
- F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
-
- 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
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
- F03B17/062—Other 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
- F03B17/065—Other 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 the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
-
- 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
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
-
- 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
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
- F05B2240/311—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape flexible or elastic
-
- 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
- F05B2240/40—Use of a multiplicity of similar components
-
- 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
- F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
-
- 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
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/42—Storage of energy
-
- 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
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et kraftverk for generell økning og omforming av kinetisk havenergi fra bølger, tidevannsbølger og havstrøm i felles tekniske løsninger. The present invention relates to a power plant for the general increase and transformation of kinetic ocean energy from waves, tidal waves and ocean currents in joint technical solutions.
Gjennom de siste hundre år har det kommet til betydelige nye kunnskaper og teorier relatert til havenergi. Forskning og tallrike pilot- og forsøksprosjekter er gjennomført over hele verden. Foreslåtte løsninger på omforming av bølgeenergi kan inndeles i 5-10 grupper etter type teknologi, plassering, sluttbruk av energi og størrelse på kraftverk. Fire klassiske hovedgrupper innen omforming av havbølger, inndelt etter størrelsen på anleggene er; punktabsorbator, attenuator, anlegg for «oscillerende vannsøyler» og determinator. Over the last hundred years, significant new knowledge and theories related to ocean energy have come to light. Research and numerous pilot and experimental projects have been carried out all over the world. Proposed solutions for transforming wave energy can be divided into 5-10 groups according to type of technology, location, end use of energy and size of power plant. Four classic main groups within the transformation of ocean waves, divided according to the size of the facilities are; point absorber, attenuator, installation for "oscillating water columns" and determiner.
Den primære energiomforming som finner sted ved bølgeaktiviteten driver oftest en stempelanordning som skaper hydrodynamisk eller pneumatisk energi som må gjennomgå sekundær energiomforming ved hjelp av turbin eller hydraulisk motor før tertiær energiomforming kan besørges av strømproduserende generatorer. The primary energy conversion that takes place by the wave activity most often drives a piston device that creates hydrodynamic or pneumatic energy that must undergo secondary energy conversion by means of a turbine or hydraulic motor before tertiary energy conversion can be provided by power-producing generators.
Punktabsorbator er oftest en bøyeanordning på eller like under havoverflaten som beveger seg med bølgeaktiviteten og aktiverer et stempel i en sylinder som er forankret til havbunnens som eksempelvis det australske selskapet Carnegie sin undersjøiske bøye. Noen punktabsorbatorer har gass- eller væskefylt sekk som utnytter trykkvariasjonene under bølgenes propaganderende bevegelser. Bøyene kan ha innvendige generatorer som den norske «Lifesaver». Den finskproduserte bøyen «Wave Roller» er også en punktabsorbator som innvendig har vertikalakslet eksenteranordninger som driver generatorer. A point absorber is most often a buoy device on or just below the sea surface that moves with the wave activity and activates a piston in a cylinder that is anchored to the seabed, such as the Australian company Carnegie's underwater buoy. Some point absorbers have a gas- or liquid-filled bag that utilizes the pressure variations during the propagating movements of the waves. The buoys can have internal generators like the Norwegian "Lifesaver". The Finnish-made "Wave Roller" buoy is also a point absorber which internally has vertical axis eccentric devices that drive generators.
Det Irske selskapet «Ocean Energy» sin bølge-rigg og den norske «Havkraft-riggen» tilhører gruppen attenuatorer eller bølgedempere som utnytter trykkvariasj oner som oppstår i kammer over bølgene eller inne i skråstilte kanaler hvor bølgene selv er stempel og skaper vindkraft som driver luftturbin. Det skotske bølgekraftverket «Limpet» omformer i større målestokk den vindkraft som oppstår over oscillerende vannsøylers bevegelser inne i anlegg i strandsonen. Den primære energiomforming for de tre sistnevnte innretningene er fra havbølgeenergi til vindkraft og hvor videre energitransport og overføringen skjer ved retningsvekslende luftstrøm til sekundær energiomforming. Felles for attenuatorer og oscillerende anlegg er at de benytter såkalte «Wells-turbiner» som bevirker roterende mekanisk energi til den tertiære energiomforming som i hovedsak er elektriske generatorer. The wave rig of the Irish company "Ocean Energy" and the Norwegian "Havkraft rig" belong to the group of attenuators or wave dampers that utilize pressure variations that occur in chambers above the waves or inside inclined channels where the waves themselves are pistons and create wind power that drives air turbines . The Scottish wave power plant "Limpet" transforms on a larger scale the wind power that arises from the movements of oscillating water columns inside facilities in the coastal zone. The primary energy conversion for the last three devices is from ocean wave energy to wind power and further energy transport and transfer takes place by alternating air flow to secondary energy conversion. What attenuators and oscillating systems have in common is that they use so-called "Wells turbines" which cause rotating mechanical energy to the tertiary energy conversion, which are essentially electrical generators.
Determinatorer er fortrinnsvis store og har sin utstrekning parallelt med bølgefronten. Av denne typen kan nevnes skotske «Oysters» som er en bunnforankret og leddet flate-formasjon som beveger seg innover og utover i bølgene og driver stempelanordninger som skaper hydraulisk energi som tilkobles turbiner og generator på land for produksjon av sluttenergi. Determinators are preferably large and extend parallel to the wave front. Of this type, Scottish "Oysters" can be mentioned, which are a bottom-anchored and articulated flat formation that moves in and out in the waves and drives piston devices that create hydraulic energy that is connected to turbines and generators on land for the production of final energy.
Fra WO 2013/171551 Al er det kjent en skovl som har en sirkulært ordnet rekke med stive klaffer som er hengslet til flater vinkelrett på senterlegemet eller mellom slike flater og hvor kjernen er montert på eller mellom moduler. From WO 2013/171551 Al, a vane is known which has a circularly arranged row of rigid flaps which are hinged to surfaces perpendicular to the central body or between such surfaces and where the core is mounted on or between modules.
For omforming av tidevannsbølger og havstrøm finns det også mange forskjellige varianter av i hovedsak tradisjonelle turbiner med tre klaffer som er utviklet for montering på havbunnen. Noen turbiner dreier 180 grader rundt ved tidevannsskifte, andre turbiner dreier sine klaffer og en tredje hovedgruppe har klaffer som roterer samme vei under vekslende strømningsretninger. Turbiner for tidevann og havstrøm har ofte høyere virkningsgrad fordi den primære energiomforming finner sted ved klaffene i havet, og yteevnen overføres som roterende mekanisk energi direkte til generator. Blant overnevnte grupper kan eksempelvis nevnes tidevannsturbinene til det skotske selskapet «Meygen» og norske «Hammerfest Strøm». Videre finnes det tidevannsturbiner som roterer innvendig i horisontal stilt sylindrisk struktur og turbiner med klaffer som er montert til vertikalstilt ringformet anordning. For the transformation of tidal waves and ocean currents, there are also many different variants of mainly traditional turbines with three flaps that have been developed for installation on the seabed. Some turbines rotate 180 degrees when the tide changes, other turbines rotate their blades and a third main group has blades that rotate the same way under alternating flow directions. Turbines for tides and ocean currents often have a higher degree of efficiency because the primary energy conversion takes place at the flaps in the sea, and the performance is transferred as rotating mechanical energy directly to the generator. Among the above-mentioned groups, for example, the tidal turbines of the Scottish company "Meygen" and Norwegian "Hammerfest Strøm" can be mentioned. Furthermore, there are tidal turbines that rotate internally in a horizontally oriented cylindrical structure and turbines with flaps that are mounted to a vertically oriented ring-shaped device.
Innvendingene mot eksisterende teknologier for omforming av kinetisk havenergi, kan i hovedsak sammenfattes med at de ikke utnytter flere av havets bevegelsesresurser samtidig. Verdifulle energimengder fra havbølger og tidevannsbølger forekommer alltid i samme farvann og kraftkomponenter fra havstrøm inngår i det vi ofte benevner som tidevannsstrøm. The objections to existing technologies for transforming ocean kinetic energy can mainly be summarized as the fact that they do not utilize several of the ocean's movement resources at the same time. Valuable amounts of energy from ocean waves and tidal waves always occur in the same waters and power components from ocean currents are included in what we often refer to as tidal currents.
I tillegg kommer det forhold at den spesifikke energiomforming, fra enten havbølger eller tidevannsbølger, har en relativ lav virkningsgrad og høy investering pr kW gjennomsnittlig årsproduksjon. Videre har eksisterende løsninger klare kapasitetsmessige og størrelsesmessige begrensninger og kan ikke overleve utaskjærs eller inngå i kombinasjoner med andre energisystemer og installasjoner på åpent hav. Langt de fleste bølgekraftverk er utviklet for å kunne bygges og fungere som småkraftverk i kystnære områder. I tillegg vil energisystemene for omforming av bølgeenergi ikke omforme den øvrige kinetiske havenergien i området som skriver seg fra tidevannsbølger og havstrøm. In addition, there is the fact that the specific energy conversion, from either ocean waves or tidal waves, has a relatively low degree of efficiency and a high investment per kW average annual production. Furthermore, existing solutions have clear limitations in terms of capacity and size and cannot survive in isolation or be included in combinations with other energy systems and installations on the open sea. The vast majority of wave power plants have been developed to be able to be built and function as small power plants in coastal areas. In addition, the energy systems for transforming wave energy will not transform the other kinetic ocean energy in the area that is generated from tidal waves and ocean currents.
Energianlegg for omforming av tidevannsbølger og havstrøm er ofte montert på havbunnen hvor disse former for kinetisk energi har sine laveste verdier. I tillegg omformer de lite eller ingen energi fra havbølgene i samme område. Energy plants for transforming tidal waves and ocean currents are often installed on the seabed, where these forms of kinetic energy have their lowest values. In addition, they transform little or no energy from the ocean waves in the same area.
Den generelle innvending om lav virkningsgrad skyldes først og fremst dårlig effekt ved den primære og sekundære energiomforming. I tillegg kommer oftest en tertiær energiomforming til sluttenergi i form av elektriske generatorer. Ytterligere energitap har allerede oppstått under energitransporten mellom disse enhetene før endelig tilkobling til elektrisitetsnettet. The general objection about low efficiency is primarily due to the poor effect of the primary and secondary energy conversion. In addition, there is usually a tertiary energy transformation into final energy in the form of electrical generators. Further energy losses have already occurred during the energy transport between these units before final connection to the electricity grid.
I de fleste havområder er det en kombinasjon av bølger, tidevannsbølger og havstrøm. Energiinnholdet i havet har store variasjoner i løpet av et kalenderår og gjennomsnittlig energiinnhold fra ett havområde til et annet kan av mange grunner vise betydelige forskjeller. Energi fra tidevannsbølger har sine sykluser i løpet av døgnet og årstiden. Variasjoner i gjennomsnittlig energiinnhold i løpet av ett år, kan for havbølger variere fra 20-30 kW pr meter langs bølgefronten til omkring 100 kW/m i enkelte havområder. In most ocean areas there is a combination of waves, tidal waves and ocean currents. The energy content of the sea has large variations during a calendar year and the average energy content from one sea area to another can show significant differences for many reasons. Energy from tidal waves has its cycles during the day and the season. Variations in the average energy content over the course of a year, for ocean waves, can vary from 20-30 kW per meter along the wave front to around 100 kW/m in certain sea areas.
Havbølger, tidevannsbølger og havstrøm er bevegelsesenergi, eller yteevne i form av vannmasser som følger kompliserte og ukompliserte bevegelsesmønstre som er integrert i hverandre. Ulike kjente tekniske løsninger for omforming av kinetisk havenergi har det til felles at de forsøker å utnytte «sin» spesielle del av bevegelsene i havet. I fortsettelsen skal belyses hvorledes en teknisk løsning kan utnytte alle de komplekse bevegelsene i havet i sin omforming til annen yteevne. Ocean waves, tidal waves and ocean currents are movement energy, or performance in the form of water masses that follow complicated and uncomplicated movement patterns that are integrated into each other. Different known technical solutions for transforming ocean kinetic energy have in common that they try to exploit "their" special part of the movements in the sea. In what follows, it will be explained how a technical solution can utilize all the complex movements in the sea in its transformation into a different performance.
Bølgene som forplanter seg over havflaten representerer den utfordrende kompleksitet i dette sammensatte bildet. Øvre del av vannmassene i en bølge beveger seg vertikalt, men i tillegg kommer kraftkomponent i forplantningsretning. Lengre nede er det mer horisontale pendelbevegelser som forsyner bølgetoppene og gjør bølgebunner mulig. Økende bølgehøyder har hovedsakelig økende bølgelengder. Energien, massefarten eller kraften i sjømassenes bevegelse går V2bølgelengde nedover i havet, men over 90 % av denne energien er samlet i øvre 1/4 av bølgelengden. Litt under bølgedalene er vekslingsområdet hvor den opp og nedad rettede bølgebevegelsen er nær den mer horisontale frem og tilbake pendlingen. Dette vekslingsområdet forflytter seg oppover i havet ved avtagende bølgehøyder og går langt dypere ved økende bølgehøyder. I tillegg kommer det forhold at det oftest er flere bølgeretninger samtidig (kaotiske bølger) og hele tiden er det varierende bølgehøyder, bølgelengder og frekvenser. The waves propagating over the sea surface represent the challenging complexity of this composite picture. The upper part of the water masses in a wave moves vertically, but there is also a force component in the direction of propagation. Further down, there are more horizontal pendulum movements that supply the wave crests and make wave troughs possible. Increasing wave heights have mainly increasing wavelengths. The energy, mass velocity or force in the movement of the sea masses travels V2 wavelength down into the sea, but over 90% of this energy is collected in the upper 1/4 of the wavelength. A little below the wave valleys is the transition area where the up and down wave motion is close to the more horizontal back and forth oscillation. This exchange area moves up into the sea at decreasing wave heights and goes much deeper at increasing wave heights. In addition, there are often several wave directions at the same time (chaotic waves) and there are constantly varying wave heights, wavelengths and frequencies.
Det som ytterligere forsterker eller øker energien i mange farvann og havområder er kraftige tidevannsstrømmer som regelmessig skifter retning flere ganger i døgnet. Havstrøm vil i noen farvann og havområder sammenfalle med en tidevannsretning og forsterke resultanten, for deretter å redusere strømningshastigheten i motsatt retning. What further reinforces or increases the energy in many waters and sea areas are strong tidal currents that regularly change direction several times a day. Ocean currents in some waters and sea areas will coincide with a tidal direction and amplify the resultant, then reduce the flow speed in the opposite direction.
Oppsummeringsmessig er det viktig å merke seg at hver enkelt av de tre formene for kinetisk havenergi; bølgeaktivitet, tidevannsbølge og havstrøm har sine største energimengder i øvre del av havet og summen vil derfor definitivt bli størst her. I enkelte områder kan havstrømmer langt under overflaten ha andre hastigheter og retninger. Det kinetiske energibildets sammensetning er i kontinuerlig bevegelse og endring. In summary, it is important to note that each of the three forms of ocean kinetic energy; wave activity, tidal waves and ocean currents have their greatest amounts of energy in the upper part of the sea and the sum will therefore definitely be greatest here. In some areas, ocean currents far below the surface can have different speeds and directions. The composition of the kinetic energy picture is in continuous movement and change.
Det er de senere decenniers forskning, testing og utvikling som ligger til grunn for frembringelse av de nye tekniske løsningene for generell økning og omforming av tre former for kinetisk havenergi i felles tekniske løsninger. De nye tekniske løsningene tar også utgangspunkt i prinsippene for hvordan menneskehjertets anatomi og fysiologi skaper hydrodynamisk energi i lukket kretsløp og anvender disse prinsippene til utforming av foreliggende nye tekniske løsninger på det å gjøre inngripen i og omforme kinetisk havenergi under mer åpne forhold. It is the later decades of research, testing and development that are the basis for producing the new technical solutions for the general increase and transformation of three forms of ocean kinetic energy into joint technical solutions. The new technical solutions also take as their starting point the principles of how the anatomy and physiology of the human heart creates hydrodynamic energy in a closed circuit and apply these principles to the design of the available new technical solutions for intervening in and reshaping kinetic ocean energy under more open conditions.
Den kinetiske havenergien består som nevnt av flere ulike bevegelsesmønstre som er fullstendig integrert i hverandre. Sammenfallende retninger kan øke massefarten i kortere faser eller over lengre tidsperioder og kan på tilsvarende måte ha motsatte virkninger. Ettersom bevegelsesmønstrene er integrert i hverandre er det hensiktsmessig å kunne omforme den kinetiske havenergien i felles tekniske løsninger som håndterer enhver kombinasjon og variasjon i energiforekomst innenfor valgte størrelser og verdier. As mentioned, the kinetic ocean energy consists of several different movement patterns that are completely integrated into each other. Coinciding directions can increase mass velocity in shorter phases or over longer periods of time and can similarly have opposite effects. As the movement patterns are integrated into each other, it is appropriate to be able to transform the kinetic ocean energy into common technical solutions that handle any combination and variation in energy deposits within selected sizes and values.
I arbeidet med å finne de nye tekniske løsninger på energiomforming fra tre former for kinetisk havenergi i felles tekniske løsninger representerer bølgeenergiens sammensetning og variasjon av energiinnhold den største utfordringen, og vil ofte være bestemmende for utforming, dimensjonering og installert kapasitet i et kraftverk. Bevegelseshastighet for tidevannsbølger og havstrøm, samt bølgenes høydeveis bevegelse er hovedsak i størrelsesorden 1-5 m/sek. Men havbølgenes forplantning fremover har omkring 5-10 ganger høyere hastighet i horisontal retning enn de vertikale bevegelser fra bølgedal til bølgetopp og begge foregår samtidig. In the work to find the new technical solutions for energy transformation from three forms of kinetic ocean energy into common technical solutions, the wave energy's composition and variation in energy content represent the biggest challenge, and will often be decisive for the design, dimensioning and installed capacity of a power plant. The movement speed of tidal waves and ocean currents, as well as the waves' vertical movement, is mainly in the order of 1-5 m/sec. But the forward propagation of ocean waves has about 5-10 times higher speed in the horizontal direction than the vertical movements from wave trough to wave crest, and both take place at the same time.
I forbindelse med utviklingen av den foreliggende oppfinnelsen har det vært hensikten å muliggjøre: - å fange opp den komplekse energitransporten i havet på en måte som gjør det mulig å omforme et mangfold av massefartskomponenter i størrelser og In connection with the development of the present invention, the aim has been to enable: - to capture the complex energy transport in the sea in a way that makes it possible to transform a variety of mass velocity components into sizes and
retninger til annen form for yteevne directions to other forms of performance
- strukturering av kraftkomponentenes retninger til å bli mer parallelle med vertikale plan - økning av hastigheten på alle massefartskomponenter slik at effekten og virkningsgraden av energiomformingen blir høyere enn det som tidligere har - structuring the directions of the power components to become more parallel to vertical planes - increasing the speed of all mass velocity components so that the effect and efficiency of the energy conversion will be higher than previously
vært mulig been possible
- en bedre utnyttelse av omkringliggende havområders kinetiske energi at omforming av den kinetiske energiens ulike komponenter i sin helhet kan finne sted direkte i havet under vannmassenes komplekse og varierende - a better utilization of the kinetic energy of surrounding sea areas that the transformation of the kinetic energy's various components in its entirety can take place directly in the sea under the complex and varying changes of the water masses
bevegelser movements
- utforming av kraftverk for energiproduksjon i MW og GW-klassen utenfor kystnære områder - lagring eller alternativ anvendelse av havenergi inne i eller ved kraftverket i den hensikt å oppnå en høyere totalproduksjon og utnyttelsesgrad - regulerbar økning av havenergien inne i kraftverket, slik at perioder med lav forekomst i noen grad kan kompenseres med høyere energiinnhold i en mindre - design of power plants for energy production in the MW and GW class outside coastal areas - storage or alternative use of ocean energy inside or at the power plant with the intention of achieving a higher total production and degree of utilization - adjustable increase of ocean energy inside the power plant, so that periods of low occurrence can to some extent be compensated by higher energy content in a smaller one
del av anlegget part of the facility
- at kraftverket har tilstrekkelig masse og stabilitet i forhold til energiomforming fra det aktuelle havbølgespekter - at kraftverket kan opprettholde sin posisjon i havoverflaten under vekslende ti de vann sni våer - at kraftverket kan følge bølgebevegelser med energiinnhold som går langt utover anleggets produksjonskapasitet - that the power plant has sufficient mass and stability in relation to energy conversion from the ocean wave spectrum in question - that the power plant can maintain its position on the sea surface during changing tides - that the power plant can follow wave movements with an energy content that goes far beyond the plant's production capacity
De viktigste utfordringer, krav og kriterier for løsninger som ligger til grunn for utvikling av det foreliggende kraftverket har vært: The most important challenges, requirements and criteria for solutions that form the basis for the development of the existing power plant have been:
- Et spekter av ulike kraftkomponenter - A range of different power components
Sterkt varierende kombinasjoner av bølgeretninger Strongly varying combinations of wave directions
- Komplekse energimønstre i bevegelse og endring - Complex energy patterns in movement and change
Størst kinetisk havenergi i øvre del av havet Largest ocean kinetic energy in the upper part of the ocean
- Behov for å bevirke bølgediffraksjon og bølgerefraksjon - Need to effect wave diffraction and wave refraction
- Variasjoner i kinetisk havenergi fra lavere enn ønsket ressursgrunnlag til langt utover energibehov - Variations in ocean kinetic energy from lower than the desired resource base to far beyond energy needs
- Potensielt ødeleggende mega bølger og 100-årsbølge - Potentially destructive mega waves and 100-year wave
- Betydelige tidevannsforskj eller sammenfallende med ekstreme bølgehøyder Store mengder bevegelsesenergi i omkringliggende havområde som ikke - Significant tidal changes or coinciding with extreme wave heights Large amounts of kinetic energy in the surrounding sea area that do not
utnyttes is utilized
- Krav til utnyttelsesgrad og effektivitet ved energiomforming - Requirements for degree of utilization and efficiency in energy conversion
- Kriteria om dreiebevegelse eller rotasjon ved den primære energiomforming - Criteria for turning movement or rotation in the primary energy conversion
- Kriteria om valgbar størrelse på anordningens dreiemoment - Criteria for selectable size of the device's torque
- Kriteria om trinnvis og vedvarende energiomforming - Criteria for gradual and continuous energy conversion
- Kriteria om at det i hovedsak er antall energiomformere som må økes ved større kraftbehov - The criteria that it is mainly the number of energy converters that must be increased in case of greater power demand
- Krav til at offshore lokalisering blir mulig - Requirements for offshore localization to be possible
- Krav til levetid og mestring av ekstreme forhold på havet - Requirements for longevity and coping with extreme conditions at sea
- Kravs til økonomisk lønnsomhet - Requirement for financial profitability
I tillegg er det i enkelte farvann og havområder ytterligere utfordringer og behov for løsninger som innebærer og forutsetter at kraftverket må: - ha kapasitet til omforming av såkalte overgangsbølger (eng.: transitional waves) til vanlige havbølger In addition, in some waters and sea areas there are further challenges and a need for solutions which entail and require that the power plant must: - have the capacity to transform so-called transitional waves into normal ocean waves
- ha kapasitet til ekstreme tidevannsvariasjoner og mega-bølger - have the capacity for extreme tidal variations and mega-waves
- dimensjoneres for tsunamibølger, seiche og flodbølger - designed for tsunami waves, seiche and tidal waves
- utformes for å inngå i synergistiske kombinasjoner med andre energisystemer - designed to be included in synergistic combinations with other energy systems
- kunne kombineres med ytterligere løsninger - could be combined with further solutions
På denne bakgrunn er det tilveiebrakt et kraftverk for generell økning og omforming av kinetisk havenergi som definert i det selvstendige hovedkrav 1. Ytterligere utførelsesformer av oppfinnelsen er definert i de uselvstendige kravene. On this background, a power plant has been provided for the general increase and transformation of ocean kinetic energy as defined in the independent main claim 1. Further embodiments of the invention are defined in the non-independent claims.
På figurark 38 i de vedlagte figurene er de felles prinsippene for virkemåten til menneskets hjerte illustrert. Hjertet bevirker hydrodynamisk energi i et lukket kretsløp, og klaffturbinene som griper inn i og omformer kinetisk havenergi under mer åpne forhold. Hjerteklaffene 3 åpner umiddelbart ved korrekte strømningsretninger og bibeholder åpen posisjon inntil trykkforholdene endrer seg og lukker øyeblikkelig når trykket blir høyere på åpningssiden enn på innsiden av klaffene. «Tricuspidal-turbinen» som vist i midten, har seks klaffer 3 som er orientert med samme lukkeretning og er montert på turbinarmer 7 og innfestet rundt en senteraksling 6. En slik turbin vil rotere i samme retning under forhold med havbølger, tidevannsbølger og havstrøm. Den foreliggende oppfinnelsen omfatter den mer tekniske klaffturbinen til høyre på figurarket som er anordnet med elastiske klaffer som i arbeidsfasen presses inn i krumninger på turbinarmene. Videre inngår det i klaffturbinens konstruksjonsmessige oppbygging støtteringer og ytre støtteringer. On figure sheet 38 in the attached figures, the common principles for the functioning of the human heart are illustrated. The heart produces hydrodynamic energy in a closed circuit, and the flap turbines that engage and transform ocean kinetic energy in more open conditions. The heart valves 3 open immediately with correct flow directions and maintain the open position until the pressure conditions change and close immediately when the pressure becomes higher on the opening side than on the inside of the valves. The "tricuspid turbine" as shown in the middle has six flaps 3 which are oriented with the same closing direction and are mounted on turbine arms 7 and fixed around a central shaft 6. Such a turbine will rotate in the same direction under conditions of ocean waves, tidal waves and ocean current. The present invention comprises the more technical flap turbine on the right of the figure sheet which is arranged with elastic flaps which in the working phase are pressed into curvatures on the turbine arms. Furthermore, support rings and outer support rings are included in the construction of the flap turbine.
Det er således tilveiebrakt en klaffturbin for omforming av kinetisk havenergi fra havbølger, tidevannsbølger og havstrømmer, hvor klaffturbinen omfatter et flertall klaffer som er roterbart eller bevegelig festet til klaffturbinen slik at posisjonen til hver klaff stilles inn individuelt mellom en lukket posisjon og en åpen posisjon i respons på trykket i vannet rundt hver enkelt klaff og uavhengig av de andre klaffene. A flap turbine is thus provided for converting ocean kinetic energy from ocean waves, tidal waves and ocean currents, where the flap turbine comprises a plurality of flaps which are rotatably or movably attached to the flap turbine so that the position of each flap is set individually between a closed position and an open position in response to the pressure in the water around each individual flap and independently of the other flaps.
Fortrinnsvis omfatter den minst ene klaffturbinen et flertall turbinarmer eller minst en turbinskive med utskjæringer eller oppheng for klaffene i klaffturbinens omkretsretning. Fortrinnsvis vil det i omkretsretningen være flere turbinarmer og/eller turbinskiver med utskjæringer eller støtte for klaffene i klaffturbinens lengderetning. Klaffer kan være orientert i henholdsvis turbinens lengderetning og med mer radialstilte turbinarmer, eller klaffene kan være mer radialstilte med eller uten langsgående turbinarmer. Preferably, the at least one flap turbine comprises a plurality of turbine arms or at least one turbine disc with cutouts or suspensions for the flaps in the circumferential direction of the flap turbine. Preferably, in the circumferential direction, there will be several turbine arms and/or turbine discs with cut-outs or support for the flaps in the longitudinal direction of the flap turbine. Flaps can be oriented respectively in the longitudinal direction of the turbine and with more radially oriented turbine arms, or the flaps can be more radially oriented with or without longitudinal turbine arms.
Klaffturbinen er fortrinnsvis anordnet med minst to klaffer som er anordnet helt eller delvis utenfor hverandre i radial utstrekning fra klaffturbinens rotasjonsakse. The flap turbine is preferably arranged with at least two flaps which are arranged wholly or partially outside each other in a radial extent from the axis of rotation of the flap turbine.
Klaffturbinen kan videre omfatte fortrinnsvis et flertall turbinarmer for roterbar eller bevegelig opplagring av klaffene. The flap turbine can further preferably comprise a plurality of turbine arms for rotatable or movable storage of the flaps.
Klaffturbinen kan videre omfatte et flertall turbinarmer i klaffturbinens omkretsretning og minst to turbinarmer i klaffturbinens lengderetning for hver turbinarm i omkretsretningen. The flap turbine can further comprise a plurality of turbine arms in the circumferential direction of the flap turbine and at least two turbine arms in the longitudinal direction of the flap turbine for each turbine arm in the circumferential direction.
Turbinarmene kan videre være anordnet med respektive pendelarmer, på hvilke pendelarmer et flertall klaffer er roterbart eller bevegelig opplagret. The turbine arms can also be arranged with respective pendulum arms, on which pendulum arms a plurality of flaps are rotatably or movably supported.
Klaffene kan ha en buet form eller kan innta en buet form i et tverrsnitt normalt på klaffenes lengderetning. Klaffene er fortrinnsvis utformet i et elastisk materiale slik at klaffende får en fjærende effekt på tvers av klaffenes lengderetning ved varierende belasting. The flaps can have a curved shape or can assume a curved shape in a cross-section normal to the longitudinal direction of the flaps. The flaps are preferably designed in an elastic material so that the flap ends have a springy effect across the longitudinal direction of the flaps under varying loads.
Klaffene kan omfatte to deler som er roterbart opplagret om en felles rotasjonsakse i klaffenes lengderetning. The flaps can comprise two parts which are rotatably supported about a common axis of rotation in the longitudinal direction of the flaps.
Turbinarmene eller pendelarmene er fortrinnsvis utformet med fordypninger med en form som korresponderer med klaffenes tverrsnittsform, og klaffene er fortrinnsvis opplagret slik at de ligger i sine respektive fordypninger i sine arbeidsposisjoner. The turbine arms or pendulum arms are preferably designed with recesses with a shape that corresponds to the cross-sectional shape of the flaps, and the flaps are preferably stored so that they lie in their respective recesses in their working positions.
Klaffturbinen kan være utformet med en åpen kjerne og turbinarmene kan da være opplagret på støtteringer med en kort aksial utstrekning slik at vann kan strømme radialt og aksialt igjennom den minst ene klaffturbinens kjerne. Klaffturbinen kan alternativt være utformet med en lukket kjerne, fortrinnsvis i form av et sylindrisk element. The flap turbine can be designed with an open core and the turbine arms can then be supported on support rings with a short axial extent so that water can flow radially and axially through the at least one flap turbine core. The flap turbine can alternatively be designed with a closed core, preferably in the form of a cylindrical element.
Den minst ene klaffturbinen kan videre omfatte to eller flere konsentriske turbiner som roterer i samme retning eller i motsatte retninger. The at least one flap turbine can further comprise two or more concentric turbines which rotate in the same direction or in opposite directions.
Det er videre tilveiebrakt et kraftverk for omforming av kinetisk havenergi fra havbølger, tidevannsbølger og havstrømmer, hvor kraftverket omfatter: - minst to kraftverksmoduler (17, 18) som er anordnet ved siden av hverandre slik at det dannes en kraftomformingskanal (21) mellom dem, og - minst én klaffturbin (1,2) som beskrevet over, hvor den minst ene klaffturbinen er anordnet i kraftomformingskanal en (21) og er roterbart opplagret i kraftverksmodulene (17, 18). A power plant is also provided for converting kinetic ocean energy from sea waves, tidal waves and ocean currents, where the power plant includes: - at least two power plant modules (17, 18) which are arranged next to each other so that a power conversion channel (21) is formed between them, and - at least one flap turbine (1,2) as described above, where the at least one flap turbine is arranged in a power conversion channel (21) and is rotatably stored in the power plant modules (17, 18).
Hver kraftverksmodul omfatter fortrinnsvis minst ett bein som, sett fra siden, er skråstilt eller loddrett i forhold til et horisontalplan, og en eller flere klaffturbiner er roterbart opplagret i korresponderende bein på to kraftverksmoduler som er anordnet ved siden av hverandre. Each power plant module preferably comprises at least one leg which, seen from the side, is inclined or vertical in relation to a horizontal plane, and one or more flap turbines are rotatably stored in corresponding legs on two power plant modules which are arranged next to each other.
Hver kraftverksmodul kan omfatte to bein som, sett fra siden, er skråstilt eller loddrett i forhold til et horisontalplan, og en eller flere klaffturbiner er roterbart opplagret i korresponderende bein på to kraftverksmoduler som er anordnet ved siden av hverandre. Each power plant module may comprise two legs which, seen from the side, are inclined or vertical in relation to a horizontal plane, and one or more flap turbines are rotatably supported in corresponding legs on two power plant modules which are arranged next to each other.
Kraftverksmodulene, sett forfra, er fortrinnsvis i hovedsak vertikalstilt i forhold til et horisontalplan. The power plant modules, seen from the front, are preferably mainly vertical in relation to a horizontal plane.
Minst én av kraftverksmodulene kan være anordnet med minst ett bevegelig plateelement for komprimering av den kinetiske havenergien mot den minst ene klaffturbinen. At least one of the power plant modules can be arranged with at least one movable plate element for compressing the kinetic ocean energy against the at least one flap turbine.
Kraftverksmodulene kan omfatte en skrogformet, øvre del som de skråstilte beina er festet til og som fortrinnsvis i det minste delvis rager over vannets overflate når kraftverket er i bruk. The power plant modules may comprise a hull-shaped, upper part to which the inclined legs are attached and which preferably at least partially protrudes above the surface of the water when the power plant is in use.
Kraftverket omfatter fortrinnsvis minst ett leddelement som i sin ene ende er bevegelig festet til en kraftverksmodul eller modulbein på en av kraftverkets kraftverksmoduler og sin andre ende er roterbart festet til et ankerelement på havbunnen når kraftverket er i bruk. The power plant preferably comprises at least one joint element which is movably attached at one end to a power plant module or module leg on one of the power plant's power plant modules and its other end is rotatably attached to an anchor element on the seabed when the power plant is in use.
Kraftverket kan utformes slik at det er forankret med minst ett leddelement til et annet kraftverk som beskrevet over hvor leddelementenes to ender fortrinnsvis er bevegelig festet til de respektive kraftverkene. The power plant can be designed so that it is anchored with at least one joint element to another power plant as described above, where the two ends of the joint elements are preferably movably attached to the respective power plants.
Det er således tilveiebrakt et kraftverk for generell økning og omforming av A power plant has thus been provided for the general increase and transformation of
kinetisk havenergi fra havbølger, tidevannsbølger og havstrømmer som fortrinnsvis omfatter minst to kraftverksmoduler som er anordnet ved siden av hverandre slik at det dannes en kraftomformingskanal mellom dem. Kraftverket omfatter videre minst én klaffturbin som er anordnet i kraftomformingskanalen, og som er roterbart anordnet mellom kraftverksmodulene. Den minst ene klaffturbinen omfatter et flertall klaffer fortrinnsvis fordelt rundt klaffturbinen og utenfor hverandre og som er roterbart eller bevegelig festet til klaffturbinen slik at posisjonen til hver klaff stilles inn individuelt mellom en lukket posisjon og en åpen posisjon i respons på trykket i vannet rundt hver enkelt klaff og uavhengig av de andre klaffene. kinetic ocean energy from ocean waves, tidal waves and ocean currents which preferably comprises at least two power plant modules which are arranged next to each other so that a power conversion channel is formed between them. The power plant further comprises at least one flap turbine which is arranged in the power conversion channel, and which is rotatably arranged between the power plant modules. The at least one flap turbine comprises a plurality of flaps preferably distributed around the flap turbine and outside of each other and which are rotatably or movably attached to the flap turbine so that the position of each flap is set individually between a closed position and an open position in response to the pressure in the water around each individual flap and independent of the other flaps.
Et kraftverk for generell økning og omforming av kinetisk havenergi, i henhold til oppfinnelsen, har i tillegg til kraftverksmoduler og forankringsanordninger, et antall klaffturbiner som kan arbeide på tomgang når det bare er tidevannsbølger, havstrøm og moderat bølgeaktivitet. Ved tiltagende bølgehøyder øker hastigheten på alle turbinene og energiproduksjonen øker lineært. Ved ytterligere økning av bølgehøyder kan det trinnvis aktiveres flere energiproduserende enheter. A power plant for general increase and conversion of ocean kinetic energy, according to the invention, has, in addition to power plant modules and anchoring devices, a number of flap turbines that can work at idle when there are only tidal waves, ocean currents and moderate wave activity. With increasing wave heights, the speed of all the turbines increases and the energy production increases linearly. In the event of a further increase in wave heights, more energy-producing units can be gradually activated.
Det nye kraftverkets funksjon muliggjør opprettholdelse av den kinetiske havenergiens bevegelsessykluser under vedvarende og trinnvis energiomforming til annen form for yteevne ved anvendelse av et flertall enheter for primære energi omform ere beskrevet som klaffturbiner. Dette reduserer unødig tap av massefart underveis i den stegvise prosessen til annen yteevne, øker samlet virkningsgrad og styrker økonomien i kraftproduksjon fra kinetisk havenergi. The new power plant's function enables the maintenance of the kinetic ocean energy's movement cycles during continuous and step-by-step energy conversion to another form of performance using a plurality of units for primary energy converters described as flap turbines. This reduces unnecessary loss of mass velocity during the step-by-step process to other performance, increases overall efficiency and strengthens the economics of power production from kinetic ocean energy.
Overproduksjon kan på forskjellige måter lagres eller benyttes til energikrevende produksjon i eller tilknyttet kraftverket. Excess production can be stored in various ways or used for energy-intensive production in or connected to the power plant.
Ett av hovedkriteriene ved utviklingen av det forliggende kraftverket har vært å få til en kraftfull dreiebevegelse eller retningsbestemt og vedvarende rotasjon allerede ved den primære energiomforming uavhengig av den kinetiske havenergiens komplekse bevegelsesmønstre og store variasjoner i energiinnhold. Konstruksjonsprinsippene og virkemåten for klaffturbiner gir en optimalisert kraftorming fra alle former for og kombinasjoner av hydrodynamiske energi forekom ster til rotasjon i valgt dreieretning. One of the main criteria for the development of the existing power plant has been to achieve a powerful turning movement or directional and sustained rotation already during the primary energy conversion, regardless of the kinetic ocean energy's complex movement patterns and large variations in energy content. The construction principles and operation of flap turbines provide an optimized power distribution from all forms and combinations of hydrodynamic energy available for rotation in the selected direction of rotation.
Et annet hovedkriterium har vært at kraftverksenhetene ikke må være for store ettersom det rent fysisk er krevende å favne over vannmassenes omfang og bevegelser, både ved korte og lange bølgelengder med tilhørende variasjon av energi nedover i havet. Innbyrdes hastighetsvariasjoner i mer volumiøse havmasser er en utfordring i seg selv, og i særdeleshet i forhold til roterende primære energi omformere. Det er derfor viktig at man fortrinnsvis øker antall energi omformende enheter hvis man ønsker en betydelig større energiproduksjon. Samtidig oppnås en vesentlig høyere virkningsgrad. Det er bare ved gjentagende prosesser det er mulig å omforme et mangfold av ulike kraftkomponenter til høy virkningsgrad uten å bevirke ugunstig refleksjon og endring av strømningsretninger. Resterende bevegelsesenergi etter en energiomforming blir inngangsverdi for neste tilsvarende prosess og flere energiomformende enheter gir bedre utnyttelse av ressursgrunnlaget og høyere totalkapasitet. Hver enkelt energiomformer som fortrinnsvis inngår i en større gruppe av klaffturbiner vil hver for seg ha høyere rotasjonshastighet. Samlet sett vil dette gi jevnere energiproduksjon ved at lavere ressursgrunnlag får en høyere virkningsgrad, og store forekomster utnyttes i forhold til maksimal installert kapasitet. Another main criterion has been that the power plant units must not be too large, as it is physically demanding to grasp the extent and movements of the water masses, both at short and long wavelengths with the associated variation of energy down into the sea. Mutual speed variations in more voluminous sea masses are a challenge in themselves, and in particular in relation to rotating primary energy converters. It is therefore important that you preferably increase the number of energy converting units if you want significantly greater energy production. At the same time, a significantly higher degree of efficiency is achieved. It is only through repeated processes that it is possible to transform a multitude of different power components into a high degree of efficiency without causing unfavorable reflection and changing flow directions. Remaining movement energy after an energy transformation becomes the input value for the next corresponding process and more energy transforming units provide better utilization of the resource base and higher total capacity. Each individual energy converter which is preferably part of a larger group of flap turbines will individually have a higher rotation speed. Overall, this will result in more even energy production as a lower resource base gets a higher degree of efficiency, and large deposits are utilized in relation to maximum installed capacity.
Følgende forhold har vært spesielt vektlagt under utviklingen av den foreliggende oppfinnelsen: a. Vannets tetthet er omkring 838 ganger større enn for luft b. Upåvirket bevegelseshastighet for havets kinetiske energi varierer i hovedsak The following conditions have been particularly emphasized during the development of the present invention: a. The density of water is about 838 times greater than that of air b. Unaffected movement speed of the ocean's kinetic energy varies mainly
mellom 1 m/sek til 5 m/sek between 1 m/sec to 5 m/sec
c. I åpent farvann befinner omkring 90 % av energien i havbølger seg i øvre c. In open water, about 90% of the energy in ocean waves is located in the upper
L/4, hvor L er bølgelengden L/4, where L is the wavelength
d. Energien i tidevannsbølger og havstrøm er i hovedsak størst i øvre del av d. The energy in tidal waves and ocean currents is mainly greatest in the upper part of
havet the sea
e. Havets kinetisk energi øker til kvadratet av eventuelt oppnådd høyere e. The ocean's kinetic energy increases to the square of any higher achieved
bevegelseshastighet movement speed
f. Bølgespekteret og maksimalvariantene innen signifikant bølgehøyde f. The wave spectrum and maximum variations within significant wave height
representerer en enorm utfordring i sitt energiinnhold represents an enormous challenge in its energy content
g. Kompleksiteten i sammensetning av bølgeretninger og øvrige innbyrdes g. The complexity in the composition of wave directions and other interactions
variasjoner i de tre formene for kinetisk havenergi variations in the three forms of ocean kinetic energy
h. Struktureringspotensialet ved å muliggjøre bevegelser i samme plan i. Store tidevannsvariasjoner og tidevannsbølger kommer uavhengig av h. The structuring potential by enabling movements in the same plane i. Large tidal variations and tidal waves come independently of
havbølgeaktiviteten og kan forsterke eller redusere energiinnholdet the ocean wave activity and can enhance or reduce the energy content
j. Kraftverkets mulighet til å mestre de største bølgehøyder som inngår i j. The power plant's ability to master the largest wave heights included in
beregningen av det aktuelle havområdets signifikante bølgehøyde the calculation of the relevant sea area's significant wave height
k. Tidvis behov for større energiproduksjon enn faktisk kinetisk havenergi i k. Occasional need for greater energy production than actual ocean kinetic energy i
øyeblikket tilsier the moment dictates
1. Muliggjøre opprettholdelse av maksimal energiproduksjon under 1. Enable the maintenance of maximum energy production during
bølgeforhold som langt overgår installert kapasitet wave conditions that far exceed installed capacity
m. Mulighetene for temporær lagring av kinetisk energi som potensiell energi under energiomformingen, for utligning og utnyttelse av ekstraordinære massefartkomponenter m. The possibilities for temporary storage of kinetic energy as potential energy during the energy transformation, for compensation and utilization of extraordinary mass velocity components
Kraftverksenheter oe kraftomformingskanaler. Power plant units and power conversion channels.
En grunnleggende forutsetning for et offshore kraftverk er at det konstruksjonsmessige utgangspunktet i havet muliggjør og sikrer mestring av ekstreme værsituasjoner basert på målinger og beregninger for det aktuelle området. I praksis vil dette oftest innebære at de største havbølgene som inngår i beregning av signifikant bølgehøyde, mega-bølger og 1 00-årsbølge må vektlegges under beregning av konstruksjonsmessig styrke for tilstrekkelig lang levetid. A fundamental prerequisite for an offshore power plant is that the constructional starting point in the sea enables and ensures coping with extreme weather situations based on measurements and calculations for the area in question. In practice, this will most often mean that the largest ocean waves that are included in the calculation of significant wave height, mega-waves and 100-year waves must be emphasized when calculating structural strength for a sufficiently long life.
Kraftverk for generell økning og omforming av kinetisk havenergi kan ha svært mange forskjellige størrelser etter bølgeforhold og beliggenhet i et havområde. Ett og samme kraftverk kan ha flere typer vertikalstilte kraftverksmoduler som inndeles i primære moduler, mellomliggende mindre sekundære og tertiære moduler. Alle modul størrelser kan fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, ha innvendige hulrom for kraftoverføring og videre energiomforming i tillegg til andre tekniske installasjoner. Eksempelvis kan utvekslingsanordninger, elektriske generatorer og reguleringssystemer på denne måten være montert i umiddelbar nærhet av den primære energiomforming som finner sted på utsidene av kraftverksmoduler. Det kan benyttes både hule og massive kraftverksmoduler som konstruksjonsmessig er sammenkoblet ved hjelp av klaffturbiner med og uten turbinkjerner eller annen tversgående forbindelse mellom modulene. Stressabsorberende sammenkobling mellom hovedkomponentene kan eksempelvis muliggjøres ved at begge sider av turbinkjernene går delvis inn i kraftverksmodulene og er forbundet ved mellomliggende elastisk og sjokkabsorberende materiale som muliggjør noe bevegelse i flere eller alle retninger. Turbinkjernene og dets ytre ender kan være sylindriske, ha konisk form eller ha en kort utenpåliggende «låse» sylinder, være helt eller delvis kuleformet, og kan videre ha gjennomgående konisk låsepinne som er helt eller delvis omsluttet av tilsvarende elastisk og sjokkabsorberende materiale. Innvendig i turbinkjernene kan det fortrinnsvis være hulrom for roterende mekanisk energi i tillegg til hulrom for kabling og rør mellom modulene. De største turbinkjernene man kan tenke seg gir mulighet for personpassasje og endatil transportvirksomhet i forbindelse med energibroer. Power plants for the general increase and transformation of ocean kinetic energy can have many different sizes depending on wave conditions and location in an ocean area. One and the same power plant can have several types of vertical power plant modules which are divided into primary modules, intermediate smaller secondary and tertiary modules. All module sizes can preferably, but not necessarily, have internal cavities for power transmission and further energy conversion in addition to other technical installations. For example, exchange devices, electrical generators and regulation systems can in this way be mounted in the immediate vicinity of the primary energy transformation that takes place on the outside of power plant modules. Both hollow and massive power plant modules can be used, which are structurally interconnected by means of flap turbines with and without turbine cores or other transverse connection between the modules. Stress-absorbing connection between the main components can be made possible, for example, by both sides of the turbine cores going partially into the power plant modules and connected by intermediate elastic and shock-absorbing material that enables some movement in several or all directions. The turbine cores and their outer ends can be cylindrical, have a conical shape or have a short superimposed "locking" cylinder, be completely or partially spherical, and can also have a continuous conical locking pin that is completely or partially enclosed by corresponding elastic and shock-absorbing material. Inside the turbine cores there can preferably be cavities for rotating mechanical energy in addition to cavities for cabling and pipes between the modules. The largest turbine cores imaginable offer the possibility of passenger passage and even transport activities in connection with energy bridges.
Alle typer kraftverksmoduler bevirker bølgediffraksjon og bølgerefraksjon, samt strukturering av den kinetiske havenergien og sammen med turbinkjernene bidrar alle disse konstruksjonselementene til permanent økning av energinivået mellom kraftverksmodulene hvor et antall enkle og/eller konsentriske klaffturbiner er montert. All types of power plant modules cause wave diffraction and wave refraction, as well as structuring of the kinetic ocean energy, and together with the turbine cores, all these structural elements contribute to a permanent increase in the energy level between the power plant modules where a number of simple and/or concentric flap turbines are installed.
Langs havoverflaten kan en kraftverksmodul ha en tilstrekkelig lengde for ønsket antall klaffturbiner og eventuelle andre integrerte anlegg. Det kan være fordelaktig å konstruere modulbein i front og akter som del av en kraftverksmodul. Disse beina kan peke utover mot innkommende havenergi og kan fortrinnsvis ha en vinkel på omkring 30- 60 graders, men vinkelen kan både være vesentlig større og mindre. Kraftverksmoduler og modulbein kan konstruksjonsmessig inndeles i ulike mindre elementer som i sine sammenføyninger har stressabsorberende materiale tilsvarende det som tidligere er beskrevet i forbindelse med moduler og turbinkjerner. Along the sea surface, a power plant module can have a sufficient length for the desired number of flap turbines and any other integrated facilities. It can be advantageous to construct modular legs in front and aft as part of a power plant module. These legs can point outwards towards incoming ocean energy and can preferably have an angle of around 30-60 degrees, but the angle can be both significantly larger and smaller. Power plant modules and module legs can be structurally divided into various smaller elements that have stress-absorbing material in their joints similar to what was previously described in connection with modules and turbine cores.
Modulhøyde, bredde, tykkelse og dybde må vurderes i forhold til bølgeforholdene og øvrig kinetisk havenergi i hvert enkelt farvann. Module height, width, thickness and depth must be assessed in relation to the wave conditions and other kinetic ocean energy in each individual body of water.
To kraftverksmoduler og mellomliggende turbiner og turbinkjerner utgjør en kraftverksenhet med mellomliggende kraftomformingskanal. Hver kraftverksenhet er fortrinnsvis forbundet til nabomoduler og danner større kraftverk. Kraftverksenhetene kan også konstrueres slik at de kan bevege seg opp og ned under kraftige bølger uavhengig av naboenhetenes vertikale posisjoner og bevegelser. Kraftverk som er bygget opp på denne måten, har i prinsippet vertikaldelte kraftverksmoduler og modulbein med plane flater og sammenkoblingsprofiler som glir i forhold til hverandre. For enkelte farvann kan noen kraftverksenheter være vertikalpendlende og andre være fast sammenkoblet eller ha stressabsorberende anordninger. Two power plant modules and intermediate turbines and turbine cores form a power plant unit with an intermediate power conversion channel. Each power plant unit is preferably connected to neighboring modules and forms a larger power plant. The power plant units can also be designed so that they can move up and down under strong waves regardless of the vertical positions and movements of the neighboring units. Power plants built in this way, in principle, have vertically divided power plant modules and module legs with flat surfaces and connection profiles that slide in relation to each other. For certain waters, some power plant units may be vertically oscillating and others may be permanently connected or have stress-absorbing devices.
Klaffturbiner med oe uten kjerner oe konsentriske turbinløsnineer. Flap turbines with or without cores or concentric turbine solutions.
Størrelse eller diameter og type klaffturbin kan variere i forhold til energiforekomst, turbinens plassering og samlet antall turbiner i kraftverket. Det kan også benyttes en standard størrelse på klaffturbiner over hele energianlegget til tross for at den kinetiske havenergien generelt, og bølgeenergien spesielt, har sine største verdier i øvre Vi av bølgelengden. Med bakgrunn i stor variasjon av bølgelengder og bølgehøyder, kan det være fordelaktig å ha grupper med mindre klaffturbiner øverst og litt tilbaketrukket i innløpet til kraftomformingskanalen. I nivå under disse og lengre fremme i kraftomformingskanalen kan det fortrinnsvis være klaffturbiner med større diameter. Dypere nede kan diameterne igjen reduseres noe. Klaffturbinene vil ikke skille mellom den kinetiske havenergiens ulike sammensetninger som bølger, tidevannsbølger og havstrøm. Et antall slike klaffturbiner vil derfor fange opp en betydelig andel av samlete kinetiske havenergi i det aktuelle farvann. The size or diameter and type of flap turbine can vary in relation to the energy supply, the location of the turbine and the total number of turbines in the power plant. A standard size of flap turbines can also be used over the entire energy plant, despite the fact that the kinetic ocean energy in general, and the wave energy in particular, have their greatest values in the upper Vi of the wavelength. With a background of great variation in wavelengths and wave heights, it can be advantageous to have groups of smaller flap turbines at the top and slightly set back in the inlet to the power conversion channel. At a level below these and further forward in the power conversion channel, there may preferably be flap turbines with a larger diameter. Deeper down, the diameters can again be reduced somewhat. The flap turbines will not distinguish between the kinetic ocean energy's various compositions such as waves, tidal waves and ocean currents. A number of such flap turbines will therefore capture a significant proportion of total kinetic ocean energy in the waters in question.
De bevegelsesretninger som ikke er parallelle med kraftomformingskanalens utstrekning, vil endre retning når havbølger, tidevannsbølger eller havstrøm, når frem til kraftverket. Bølgenes propaganderende bevegelse eller forplantningsretning vil endres ved forstyrrelser forårsaket av modulenes ben og klaffturbinene som bevirker refraksjon og diffraksjon. Bølgefarten reduseres for den del av bølgefronten som først når frem til kraftverket og vi får avbøyning ved refraksjon. I tillegg kommer virkningen av diffraksjon, bølgenes karakteristiske egenskap til retningsendring når de passerer en gjenstand i havet. Bølgenes avbøyning er mulig med opptil 90 graders vinkel og innebærer at til og med havbølger som propaganderer fremover mot offshore kraftverket på tvers av energi anleggets utstrekning, vil endre retning etter hvert som bølgene når frem til energianleggets første kraftverksmodul, for til slutt å gå tilnærmet rett inn i kraftomformingskanalene hvor et antall klaffturbiner forestår den primære energiomforming. Uavhengig av vannmassenes kompleksitet i sammensetning og variasjon av energi og bevegelsesretninger, vil klaffturbinene fange opp de ulike kraftkomponenter etter hvert som disse er eller blir sammenfallende med en eller flere klaffturbiners rotasjonsretning. Vannmassenes bevegelser og endringer i lokale trykkforhold lukker klaffturbinenes klaffer og fanger opp massefarten såfremt bevegelseshastigheten er større enn den enkelte turbins rotasjonshastighet i øyeblikket. De massefartskomponentene som har for lave bevegelseshastigheter til å påvirke de hurtigste frontturbinene, vil gi fra seg noe av massefarten til en senere turbinrekke sammen med andre kraftkomponenter som ble redusert ved passering av foranliggende turbiner. Eksempelvis kan deler av bølgenes bevegelseshastigheter sammenfalle med resultanten av tidevannsbølge og havstrømmens horisontale bevegelse. I slike situasjoner vil klaffer langs flere turbinarmer lukke seg samtidig og bidra til turbinenes rotasjon ved omforming av flere former for kinetisk havenergi samtidig. De første turbinene «tar ned» ulikhetene i bevegelseshastigheter, eller mer presist, de reduserer de hurtigste massefartkomponentene ved energiomforming og alle bevegelseshastighetene i ulike vertikale retninger blir mer og mer ensartet. Gradvis avtar den sammensatte bevegelsesenergien under passering gjennom et antall klaffturbiner i kraftomformingskanalen. The directions of movement that are not parallel to the extent of the power conversion channel will change direction when ocean waves, tidal waves or ocean currents reach the power plant. The propagating movement or direction of propagation of the waves will be changed by disturbances caused by the legs of the modules and the flap turbines which cause refraction and diffraction. The wave speed is reduced for the part of the wave front that first reaches the power plant and we get deflection by refraction. In addition, there is the effect of diffraction, the characteristic property of waves to change direction when they pass an object in the sea. The deflection of the waves is possible with an angle of up to 90 degrees and means that even ocean waves propagating forward towards the offshore power plant across the energy plant's extent will change direction as the waves reach the energy plant's first power plant module, eventually going approximately straight into the power conversion channels where a number of flap turbines are responsible for the primary energy conversion. Regardless of the complexity of the water masses in composition and variation of energy and directions of movement, the flap turbines will capture the various power components as these are or become coincident with the direction of rotation of one or more flap turbines. The movements of the water masses and changes in local pressure conditions close the flaps of the flap turbines and capture the mass velocity if the movement speed is greater than the individual turbine's rotation speed at the moment. The mass velocity components that have too low movement speeds to affect the fastest front turbines will give up some of the mass velocity to a later turbine row together with other power components that were reduced when passing turbines in front. For example, parts of the waves' movement speeds may coincide with the resultant of a tidal wave and the horizontal movement of the ocean current. In such situations, flaps along several turbine arms will close simultaneously and contribute to the turbines' rotation by transforming several forms of kinetic ocean energy at the same time. The first turbines "take down" the differences in movement speeds, or more precisely, they reduce the fastest mass velocity components by energy conversion and all movement speeds in different vertical directions become more and more uniform. Gradually, the composite kinetic energy decreases during passage through a number of flap turbines in the power conversion channel.
For klaffturbinene vil antall omdreininger pr minutt øke ved økende energi fra tidevannsbølger og havstrøm og ytterligere øke ved tiltagende bølgeaktivitet. For de fleste praktiske formål kan vi si at hastigheten for tidevannsbølger, havstrøm og bølgenes høydeveis bevegelser er i størrelsesorden 1-5 m/sek. Havbølgens horisontale forplantning har imidlertid omkring 5-10 ganger høyere hastighet enn vertikal bevegelse fra bølgedal til bølgetopp og begge foregår samtidig. For the flap turbines, the number of revolutions per minute will increase with increasing energy from tidal waves and ocean currents and further increase with increasing wave activity. For most practical purposes, we can say that the speed of tidal waves, ocean currents and the waves' vertical movements are in the order of 1-5 m/sec. However, the horizontal propagation of ocean waves has a speed around 5-10 times higher than vertical movement from wave trough to wave crest, and both take place at the same time.
Klaffturbiner har fortrinnsvis mange turbinarmer, pendelarmer, turbinskiver eller annen opphengsanordning for ett eller flere klaffer med eller uten krummete utsparinger. Konstruksjonselementer som turbinarmer og turbinskiver bidrar med sine flate utstrekninger parallelt med kraftomformingskanalens utstrekning, til videre strukturering av den kinetiske havenergien. Flap turbines preferably have many turbine arms, pendulum arms, turbine discs or other suspension device for one or more flaps with or without curved recesses. Structural elements such as turbine arms and turbine discs contribute with their flat extents parallel to the extent of the power conversion channel, to further structuring the kinetic ocean energy.
Hver turbinarm eller annen opphengsanordning, kan ha ett eller fortrinnsvis flere elastiske eller uelastiske klaffer som kan være enkle, doble eller mangedoble. I åpen posisjon glir klaffene i havet som slanke flate formasjoner eller hydrodynamiske utforminger opp mot enhver strømning som er forskjellig fra turbinens rotasjonsretning og hastighet i øyeblikket. Den del av sjømasser i bevegelse som er sammenfallende med rotasjonsretning og hurtigere enn klaffturbinens rotasjonshastighet i det området som kraften påvirker klaffenes flater, vil umiddelbart bevirke at de lukker seg og innlede arbeidsfasen hvor et stort areal foran turbinarmene fanger opp massefarten. Ofte vil flere rekker av klaffer på samme turbin arbeide synkront og gi en større samlet trykkflate som driver turbiner og genererer ønsket sluttenergi. Klaffene kan være oppdelt i passende lengder og bredder ettersom hele turbinflatens utstrekning ikke nødvendigvis aktiveres. Enkelte ganger vil det bare være noen få klaffer som lukker seg, andre ganger vil flere turbinflater lukke seg samtidig. Et økende antall smalere klaffer langs en turbinarm eller opphengsanordning, forlenger arbeidsfasen ved at mellomfasen blir kortere. Brede og smale klaffer reagerer like hurtig på endringer i sjømassers bevegelser og trykkforhold, men klaffenes vandringsvei blir kortere for smalere enn breie klaffer. Den hydrodynamiske motstanden i hvilefasen kan imidlertid øke noe for klaffturbiner med mange smale klaffer. Klaffene kan også være doble og mangedoble med like mange eller ulikt antall klaffer på hver side av åpne- og lukkeaksen. Klaffbredder og utforming for øvrig kan variere i ett eller flere plan. Eksempelvis kan klaffenes ytre rand være sinusformet og doble eller mangedoble klaffer kan være delvis faseforskjøvet i forhold til hverandre for å gjøre åpning av klaffene lettere i mellomfasen. Det kan være anordnet ulike distanselegemer mellom eller ved siden av ett eller flere klaffer for å bevirke klaffbevegelse i ønsket retning og for å gi klaffene hydrodynamisk form i hvilefasen og for å bidra til hurtigere innledning av mellomfase og overgang til arbeidsfase. Di stan se stykkene kan være elastiske og blant annet la seg presse litt sammen av klaffene i hvilefasen slik at mellomfasen innledes ved at klaffene skyves fra hverandre og sprer seg ut til hver sin side. Arbeidsfasen begynner ved økende bølgeaktivitet, tidevannsbølge og havstrøm som sammenfaller med klaffturbinenes rotasjonshastighet og klaffenes arbeidsfaser. Each turbine arm or other suspension device can have one or preferably several elastic or inelastic flaps which can be single, double or multiple. In the open position, the flaps slide in the ocean as slender flat formations or hydrodynamic designs against any current that is different from the turbine's current direction and speed of rotation. The part of sea masses in motion that coincides with the direction of rotation and is faster than the rotational speed of the flap turbine in the area where the force affects the flaps' surfaces will immediately cause them to close and initiate the working phase where a large area in front of the turbine arms captures the mass velocity. Often, several rows of flaps on the same turbine will work synchronously and provide a larger overall pressure surface that drives turbines and generates the desired final energy. The flaps can be divided into suitable lengths and widths as the entire extent of the turbine surface is not necessarily activated. Sometimes only a few flaps will close, other times several turbine surfaces will close at the same time. An increasing number of narrower flaps along a turbine arm or suspension device lengthens the working phase by shortening the intermediate phase. Wide and narrow flaps react equally quickly to changes in the movements of sea masses and pressure conditions, but the flaps' travel path is shorter for narrower than for wide flaps. However, the hydrodynamic resistance in the rest phase can increase somewhat for flap turbines with many narrow flaps. The flaps can also be double or multiple, with an equal or unequal number of flaps on each side of the opening and closing axis. Flap widths and design in general can vary in one or more planes. For example, the outer edge of the flaps can be sinusoidal and double or multiple flaps can be partially phase-shifted in relation to each other to make opening the flaps easier in the intermediate phase. Different distance bodies can be arranged between or next to one or more flaps to cause flap movement in the desired direction and to give the flaps hydrodynamic shape in the resting phase and to contribute to a faster initiation of the intermediate phase and transition to the working phase. Here the pieces can be elastic and, among other things, allow the flaps to be pressed together a little in the resting phase so that the intermediate phase is initiated by the flaps being pushed apart and spreading out to each side. The work phase begins with increasing wave activity, tidal waves and ocean currents that coincide with the flap turbines' rotation speed and the flaps' work phases.
Rotasjonsretning for hver enkelt turbin kan være sammenfallende eller motsatt av den vei naboturbiner roterer. Klaffturbiner i fullstendig stillstand kan ha klaffer som inntar en hvileposisjon som avviker noe fra tangential posisjon. Klaffene kan i fullstendig stillstand danne en liten vinkel med tangenten gjennom klaffens opphengspunkt slik at klaffen peker noe innover i retning av klaffturbinens sentrum. The direction of rotation for each individual turbine can coincide or be opposite to the direction in which neighboring turbines rotate. Flap turbines at complete standstill may have blades that occupy a rest position that deviates somewhat from the tangential position. At complete standstill, the flaps can form a small angle with the tangent through the flap's suspension point so that the flap points somewhat inwards in the direction of the center of the flap turbine.
Ofte kan rotasj onsretningene være organisert gruppevis etter turbinenes plassering i kraftverket. Bare vannmasser med bevegelsesretninger og hastigheter som påvirker ett eller flere klaffer, vil overføre kinetisk havenergi eller bevegelsesenergi under den primære energiomforming. Ved større energiforekomster vil kreftene bevirke at klaffer presses og bøyes inn i sine krummete støttefelt på turbinarmener, pendelarmer eller turbinskiver med utsparinger for klaffenes bevegelser. De elastiske klaffene lagrer på denne måten kinetisk energi som potensiell energi nede i havet som del av den primære energiomforming, for i neste fase å frigi akkumulert stillingsenergi til videre rotasjon av turbinen ved forlengelse av arbeidsfasens varighet og arbeidsveiens lengde. Dypere krumming ved tiltagende forekomster av kinetisk havenergi øker samtidig klaffets konstruksjonsmessige styrke og evne til å tåle den økende belastning. Lagring av ulike kraftkomponenter som potensiell energi bidrar også til å utligne forskjellene i de kraftkomponentene som påvirker en klaffturbin. Often, the directions of rotation can be organized in groups according to the location of the turbines in the power plant. Only water masses with directions of movement and velocities affecting one or more flaps will transfer ocean kinetic energy or kinetic energy during the primary energy conversion. In the case of larger energy deposits, the forces will cause flaps to be pressed and bent into their curved support fields on turbine arms, pendulum arms or turbine discs with recesses for the flaps' movements. In this way, the elastic flaps store kinetic energy as potential energy down in the sea as part of the primary energy conversion, in order to release accumulated static energy in the next phase for further rotation of the turbine by extending the duration of the working phase and the length of the working path. Deeper curvature with increasing occurrences of kinetic ocean energy simultaneously increases the flap's structural strength and ability to withstand the increasing load. Storing different power components as potential energy also helps to balance the differences in the power components that affect a flap turbine.
Kontinuerlig aktivering av trykkflater i form av klaffer som veksler mellom arbeidsfase og hvilefase, kan samlet utgjøre flere ganger arealet av bølgelengde og kraftverkets utstrekning. Det er forskjellen mellom trykket på forsiden og baksiden av klaffene som bestemmer yteevnen sammen med varigheten. Continuous activation of pressure surfaces in the form of flaps that alternate between work phase and rest phase, can collectively amount to several times the area of the wavelength and the extent of the power plant. It is the difference between the pressure on the front and back of the flaps that determines the performance along with the duration.
Noen klaffturbiner kan være konstruert uten opplagring mot sentralt beliggende turbinkjerne eller senteraksling. Det kan i mange sammenhenger være hensiktsmessig å benytte et antall klaffturbiner uten rørformet kjerne eller senteraksling fordi slike strukturer i noen grad forstyrrer bevegelsessyklusene til den kinetiske havenergien. Sjømassenes komplekse bevegelsessykluser kan dermed relativt uforstyrret passere senterområdet under trinnvis primær energiomforming hvor et flertall klaffturbiner inngår. En selvbærende turbinkonstruksjon kan bygges opp på mange forskjellige måter for å tåle vekslende dynamiske krefter under kontinuerlig rotasjon. Denne typen klaffturbiner kan eksempelvis ha ulike langsgående båndkonstruksjoner i og utenfor senterområde. Disse kan være forspent mellom turbinens yttersider eller mellom kraftverksmodulene. Klaffturbiner kan ha en eller flere ringformete støtteanordninger som forbinder turbinarmer i samme rotasj onsplan. Videre kan indre og ytre spiralbånd og X-bånd inngå i konstruksjonsoppbyggingen. Konstruksjonselementer som turbinskiver og senterskiver er parallell med kraftverksmodulene og kan strekke seg inn i senterområdet selv om klaffene ikke nødvendigvis har utstrekning mot sentral del av turbin. Klaffturbiner kan ha pendelarmer med tilsvarende klaffer som er beskrevet for turbinarmer. En pendelarm er fortrinnsvis eksentrisk montert på turbinarmen med mer enn halve sin lengde på innsiden av dreiepunktet. Ved denne konstruksjonsløsningen har turbinarmene ikke nødvendigvis egne direkte monterte klaffer. I arbeidsfasen kan en pendelarm anslagsvis endre sin vinkel med 30 - 90 grader i forhold til roterende turbinarm. Pendelarmer kan også benyttes på klaffturbiner med turbinkjerner og på konsentriske turbiner som roterer utenpå hverandre. Vannmassenes hastighetsøkning like utenfor en lukket turbinkjerne vil ofte gi de største pendelbevegelsene. I arbeidsfasen beveger pendelarmer seg mer parallelt med vannmassenes bevegelse og kan øke klaffturbiners rotasjonshastighet ved at massefartkomponenter mot indre og lengste del av pendelarmen eller vektorarm bevirker at ytre del av armen beveger seg i motsatt retning. Alle pendelarmene kan eksempelvis være tilkoblet X-bånd som danner en sylindrisk støttestruktur parallell med klaffturbinens utstrekning. Eksentrisk dreieopplagring av selve pendelarmen mot turbinarmen kan spenne ut X-båndene på den eller de sider som har klaffer i arbeidsfase. Dette vil både lagre ytterligere kinetisk energi som potensiell energi og forlenge arbeidsfasen og i mellomfasen bidra til å bringe pendelarmen tilbake til sin utgangsposisjon i hvilefasen. Some flap turbines can be constructed without bearing against a centrally located turbine core or center shaft. In many contexts it may be appropriate to use a number of flap turbines without a tubular core or central shaft because such structures to some extent disturb the movement cycles of the kinetic ocean energy. The complex movement cycles of the sea masses can thus pass through the center area relatively undisturbed during step-by-step primary energy conversion where a majority of flap turbines are included. A self-supporting turbine structure can be built up in many different ways to withstand alternating dynamic forces during continuous rotation. This type of flap turbine can, for example, have different longitudinal band structures in and outside the center area. These can be prestressed between the outer sides of the turbine or between the power plant modules. Flap turbines can have one or more annular support devices that connect turbine arms in the same plane of rotation. Furthermore, inner and outer spiral bands and X-bands can be included in the construction structure. Construction elements such as turbine discs and center discs are parallel to the power plant modules and can extend into the center area, even if the flaps do not necessarily extend towards the central part of the turbine. Flap turbines can have pendulum arms with corresponding flaps that are described for turbine arms. A pendulum arm is preferably mounted eccentrically on the turbine arm with more than half its length on the inside of the pivot point. With this construction solution, the turbine arms do not necessarily have their own directly mounted flaps. During the working phase, a pendulum arm can approximately change its angle by 30 - 90 degrees in relation to the rotating turbine arm. Pendulum arms can also be used on flap turbines with turbine cores and on concentric turbines that rotate outside of each other. The speed increase of the water masses just outside a closed turbine core will often produce the largest pendulum movements. In the working phase, pendulum arms move more parallel to the movement of the water masses and can increase the rotation speed of flap turbines by mass velocity components towards the inner and longest part of the pendulum arm or vector arm causing the outer part of the arm to move in the opposite direction. All the pendulum arms can, for example, be connected to an X-band which forms a cylindrical support structure parallel to the extent of the flap turbine. Eccentric pivot bearing of the pendulum arm itself against the turbine arm can stretch out the X-bands on the side or sides that have flaps in the working phase. This will both store additional kinetic energy as potential energy and extend the work phase and, in the intermediate phase, help bring the pendulum arm back to its starting position in the rest phase.
Ettersom kraftmengdene i kinetisk havenergi varierer svært mye i alle farvann, er det nødvendig at mange klaffturbiner deltar i den trinnvise energiomformingen. Det er en forutsetning for oppnåelse av høy virkningsgrad både ved små og store energiforekomster. Et større antall klaffturbiner øker totalkapasiteten og mer energi fra tidevannsbølger og havstrøm kan omformes samtidig som produksjonen løftes til et høyere nivå i perioder med store forekomster av bølgeenergi. Hele tiden er energinivået for hver av de tre formene for kinetisk havenergi høyere inne i kraftomformingskanalene. As the amounts of power in kinetic ocean energy vary greatly in all waters, it is necessary that many flap turbines participate in the step-by-step energy conversion. It is a prerequisite for achieving a high degree of efficiency in both small and large energy deposits. A larger number of flap turbines increases the total capacity and more energy from tidal waves and ocean currents can be transformed while raising production to a higher level in periods of large occurrences of wave energy. All the time, the energy level of each of the three forms of ocean kinetic energy is higher inside the power conversion channels.
Ved høye energiforekomster vil alle klaffturbinene øke sine rotasjonshastigheter under den primære energiomforming og overføre yteevnen til videre sekundær energiomforming som kan produsere ønsket sluttenergi med inntil full installert kapasitet. Det vil hovedsakelig være slik at alle tre former for kinetisk havenergi inngår i felles energiomforming, men i enkelte perioder vil bare noen sekvenser ha sammenfallende bevegelsesretning- og hastighet. Det vil imidlertid forekomme mange dager hvor havbølger alene står for hele kraftverkets energiproduksjon fordi bølgenes bevegelseshastighet og energi langt overgår bevegelseshastighetene for tidevannsbølge og havstrøm selv i perioder hvor sistnevnte to strømningsretninger er sammenfallende. In case of high energy deposits, all the flap turbines will increase their rotation speeds during the primary energy conversion and transfer the performance to further secondary energy conversion which can produce the desired final energy with up to full installed capacity. It will mainly be the case that all three forms of kinetic ocean energy are included in common energy conversion, but in certain periods only some sequences will have coincident movement direction and speed. However, there will be many days where ocean waves alone account for the power plant's entire energy production because the waves' movement speed and energy far exceed the movement speeds of tidal waves and ocean currents even in periods where the latter two flow directions coincide.
I prinsippet kan klaffturbiner være opplagret på mange forskjellige måter. Eksempelvis kan turbinene være opplagret mellom tre mindre hjul som danner 120 graders vinkel med hverandre. Hjulene kan være montert på akslinger som samtidig overfører den roterende mekaniske energien fra fortrinnsvis store hjul på hver side av en klaffturbin til videre energiomforming inne i kraftverksmodulene. Konsentriske klaffturbiner kan opplagres på samme måte med tilsvarende kraftoverføring hvor turbinene som roterer utenpå hverandre er sammenkoblet med mellomliggende hjul og akslinger. Det er i tillegg mange andre mulige konstruksjonsmessige løsninger på opplagring av klaffturbiner og videre overføring av energien enten turbinene er med eller uten kjerner eller har utvendig opplagring. Slik energioverføring kan også være hydraulisk eller pneumatisk. Enkle og konsentriske klaffturbiner kan videre ha direkteinduksj on hvor montering av induksjonsanordninger kan være mellom faste og roterende områder på moduler og turbiner, eller på ulike måter utnytter den doble hastighetsforskjellen mellom kortere deler av en turbin som roterer i motsatte retninger. In principle, flap turbines can be stored in many different ways. For example, the turbines can be stored between three smaller wheels that form a 120 degree angle with each other. The wheels can be mounted on shafts which simultaneously transfer the rotating mechanical energy from preferably large wheels on each side of a flap turbine to further energy conversion inside the power plant modules. Concentric flap turbines can be stored in the same way with corresponding power transmission where the turbines that rotate outside of each other are connected with intermediate wheels and shafts. There are also many other possible constructional solutions for the storage of flap turbines and further transmission of the energy, whether the turbines are with or without cores or have external storage. Such energy transfer can also be hydraulic or pneumatic. Simple and concentric flap turbines can also have direct induction, where the installation of induction devices can be between fixed and rotating areas on modules and turbines, or in various ways utilize the double speed difference between shorter parts of a turbine that rotate in opposite directions.
Klaffturbiner for kraftverk i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, kan bygges opp på tallrike måter og kan fortrinnsvis omfattes av en eller flere av de følgende anordninger og egenskaper: Flap turbines for power plants according to the present invention can be built up in numerous ways and can preferably be comprised of one or more of the following devices and properties:
1. Med eller uten turbinkj erne 1. With or without turbine cores
2. Turbinkjerne som har indre forspenning 2. Turbine core that has internal bias
3. Indre forspenning uten turbinkjerne 3. Internal bias without turbine core
4. Turinklaffer som er horisontal stilte, radialstilte eller skråstilte i forhold til turbinens lengdeutstrekning og radialplan 5. Enkle, doble eller mangedoble elastiske eller uelastiske og bevegelige klaffer av ulike eller like lengder og bredder 6. Sinusformete klaffer eller klaffer som har annen utforming av utspring og som er enkle, doble eller mangedoble klaffer som er inntil halvveis faseforskjøvet i 4. Turin flaps that are horizontally positioned, radially positioned or inclined in relation to the turbine's longitudinal extent and radial plane 5. Single, double or multiple elastic or inelastic and movable flaps of different or equal lengths and widths 6. Sinusoidal flaps or flaps that have a different design of projections and which are single, double or multiple flaps that are up to halfway phase-shifted i
forhold til hverandre og som fortrinnsvis har samme størrelse relative to each other and which preferably have the same size
7. Klaffer som ved bevegelighet og/eller elastisitet kan bevege seg omkring 7. Flaps that can move around due to mobility and/or elasticity
90 grader i forhold til midtstilling i hvilefasen 90 degrees in relation to the middle position in the resting phase
8. Klaffer med hydrodynamisk utforming, langsgående og/eller tversgående, skråstilte eller X-formete forsterkninger eller svekkelser av klaffets areal 8. Flaps with hydrodynamic design, longitudinal and/or transverse, inclined or X-shaped reinforcements or weakening of the flap's area
9. Klaffer som over sitt areal har varierende elastisitet og forspenning 9. Flaps which over their area have varying elasticity and preload
10. Turbinarmer for innfesting av bevegelige og/eller elastiske enkle eller doble klaffer av like eller ulike størrelser 11. Pendelarmer som er sentrisk eller eksentrisk opplagret mot radialstilte turbinarmer, turbinskiver eller turbinflater 12. Pendelarmer eller pendelvugger som har eksentrisk dreieopplagring mot radi al stilt turbinarm 13. Pendelarmer eller pendelvugger for innfesting av ett eller flere aksialrettede, skråstilte eller radialstilte klaffer som kan være enkle, doble eller mangedoble 14. Fjærende eller elastisk anordninger ved turbinarmer, pendelarmer, turbinskiver, turbinkjerner eller kraftoverføring 15. Turbinflater eller turbinskiver med eller uten utskjæring for klaffenes bevegelser og krumming i arbeidsfasen 10. Turbine arms for attaching movable and/or elastic single or double flaps of the same or different sizes 11. Pendulum arms that are centrically or eccentrically supported against radially aligned turbine arms, turbine discs or turbine surfaces 12. Pendulum arms or pendulum cradles that have eccentric pivot bearing against radially aligned turbine arms 13. Pendulum arms or pendulum cradles for attaching one or more axially directed, inclined or radial flaps which can be single, double or multiple 14. Springy or elastic devices for turbine arms, pendulum arms, turbine discs, turbine cores or power transmission 15. Turbine surfaces or turbine discs with or without cutout for the movements and curvature of the flaps during the working phase
16. Tversgående forspente senterbånd for turbiner uten kjerne 16. Transverse prestressed center bands for coreless turbines
17. Tversgående forspent senterbånd mellom moduler med dreieopplagring for senterskive eller turbinskive 18. Sentriske turbiner med utvendig opplagring mot hverandre eller mot annen konstruksjon 17. Transversely pre-stressed center band between modules with pivot bearing for center disc or turbine disc 18. Centric turbines with external bearing against each other or against another structure
19. konsentriske turbiner som opplagres utenpå hverandre 19. concentric turbines that are stacked on top of each other
20. Sentriske eller konsentriske turbiner med eller uten egen kjerne og som kan opplagres utvendig mot en eller flere egne eller felles kjerner eller strukturer 21. Konsentriske turbiner som roterer utenpå hverandre og er opplagret mot et antall mellomliggende hjul og / eller mot hverandre 22. Alle typer klaffturbiner med og/eller uten kjerner opplagret mellom primære kraftverksmoduler, sekundære- og tertiære kraftverksmoduler, eller mellom 20. Centric or concentric turbines with or without their own core and which can be supported externally against one or more separate or common cores or structures 21. Concentric turbines which rotate outside of each other and are supported against a number of intermediate wheels and / or against each other 22. All types of flap turbines with and/or without cores stored between primary power plant modules, secondary and tertiary power plant modules, or between
kombinasjoner av disse combinations of these
23. Turbinflater med eller uten utskjæringer for klaffenes bevegelser og som helt eller delvis erstatter turbinarm enes funksjoner, og/eller som monteres mellom 23. Turbine surfaces with or without cutouts for the movements of the flaps and which completely or partially replace the functions of the turbine arm, and/or which are mounted between
et antall turbinarmer a number of turbine arms
24. Oppdelte turbiner og med mellomskiver som er montert på turbinkjernen 24. Split turbines and with intermediate discs mounted on the turbine core
25. Turbinskiver eller turbinflater som roterer rundt eller på forspent senterbånd 26. Mellomskiver som er montert på eller roterer fritt på turbinkjernen uavhengig av turbinene 27. Oppdelte turbiner som har mellomskiver som er montert på en av turbinene 28. Sentrisk eller eksentrisk dreieopplagring av spiralbånd, X-bånd eller ringformete strukturer på pendelarmer med like lang eller ulik utstrekning på 25. Turbine discs or turbine surfaces rotating around or on biased center band 26. Intermediate discs mounted on or rotating freely on the turbine core independent of the turbines 27. Split turbines having intermediate discs mounted on one of the turbines 28. Concentric or eccentric helical belt pivot bearing, X-bands or ring-shaped structures on pendulum arms of equal or unequal length on
hver side av dreiepunktet either side of the pivot point
29. Eksentrisk dreieopplagring for pendelarmer for å spenne ut konstruksjonsstrukturer og lagre bevegelsesenergi som potensiell energi i arbeidsfasen for å frigi denne stillingsenergien under tilbake pendling og 29. Eccentric pivot bearing for pendulum arms to span structural structures and store kinetic energy as potential energy in the working phase to release this positional energy during return swing and
forlengelse av arbeidsfasen extension of the work phase
30. Ringformete eller annen utforming av støtteanordninger mellom turbinarmene eller punkter på klaffene 31. Enkle eller doble spiralbånd som kan danne X-formasjoner mellom turbinarmene og/eller punkter på klaffene 32. Kurve formete, for eksempel sinusformete, enkle klaffer eller doble klaffer som er faseforskjøvet for hurtig overgang fra hvilefase til arbeidsfase 33. Større antall klaffer som er smalere for hurtigere overganger mellom hvilefaser og arbeidsfaser 34. Korte eller lange klaffer som går over en eller flere turbinarmer og/eller strekker seg gjennom turbinflater med åpning for klaffenes bevegelser og hvor 30. Annular or other design of support devices between the turbine arms or points on the flaps 31. Single or double spiral bands that can form X formations between the turbine arms and/or points on the flaps 32. Curve shaped, for example sinusoidal, single flaps or double flaps which are phase-shifted for rapid transition from rest phase to work phase 33. Larger number of flaps that are narrower for faster transitions between rest phases and work phases 34. Short or long flaps that go over one or more turbine arms and/or extend through turbine surfaces with an opening for the movements of the flaps and where
klaffene kan være opplagret the flaps may be stored
35. Energi strukturerende turbinflater og/eller flateutformete turbinarmer parallelle med rotasj onsplane 36. Elastisk eller uelastisk anordning mellom klaffene eller på en side av et klaff for å begrense bevegelsesutslagene 37. Elastisk eller uelastisk anordning mellom doble eller mangedoble klaffer for å gi dem en hydrodynamisk form i hvilefasen og/eller påvirke overgang til 35. Energy structuring turbine surfaces and/or surface-shaped turbine arms parallel to the plane of rotation 36. Elastic or inelastic device between the flaps or on one side of a flap to limit the movements 37. Elastic or inelastic device between double or multiple flaps to give them a hydrodynamic form in the resting phase and/or affect the transition to
arbeidsfase work phase
38. Distansestykker på en eller begge sider av ett eller flere klaffklaff for å bestemme hydrodynamisk form i hvilefase og/eller klaffets maksimale 38. Spacers on one or both sides of one or more flap flaps to determine the hydrodynamic shape in the resting phase and/or the flap's maximum
krumning i arbeidsfase curvature in working phase
39. Forspenningsanordninger tilkoblet enkle eller doble klaffer, eller mellom klaffer for hurtigere innledning av arbeidsfase og/eller overgang til hvilefase 40. Klaffer med anordninger for enveis åpning for innstrømming mellom doble klaffer under overgang fra hvilefase til arbeidsfase 41. Formbestemmende mellomleggsanordning for hydrodynamisk utforming i hvilefasen og/eller for krumningsbegrensning i arbeidsfasen 39. Pretensioning devices connected to single or double flaps, or between flaps for faster initiation of the working phase and/or transition to the rest phase 40. Flaps with devices for one-way opening for inflow between double flaps during the transition from the rest phase to the working phase 41. Shape-determining intermediate device for hydrodynamic design in the resting phase and/or for curvature limitation in the working phase
42. Turbiner med anordninger for direkteinduksjon 42. Turbines with devices for direct induction
43. Klaffer som utgjør segmenter i en større flate med dreieakser som har ulike retninger 44. Klaffer som omfatter segmenter med bånd eller stagforbindelse mellom to eller flere segmenter for å innta posisjoner som arbeidsfase og / eller hvilefase 45. Klaffer med elastiske eller uelastiske bånd eller stag som medvirker til korrekt posisjon i arbeidsfasen 43. Flaps that make up segments in a larger surface with axes of rotation that have different directions 44. Flaps that include segments with bands or strut connections between two or more segments to assume positions such as working phase and / or resting phase 45. Flaps with elastic or inelastic bands or struts that contribute to the correct position during the work phase
46. Turbiner med seilklaffer 46. Turbines with sail flaps
47. Forspente klaffer eller klaffer med varierende elastisitet 47. Prestressed flaps or flaps with varying elasticity
48. Turbiner med langsgående X-bånd mellom turbinens yttersider 48. Turbines with longitudinal X-bands between the outer sides of the turbine
49. Turbiner med rammeverk som bestemmer klaffenes posisjon i arbeidsfase og eller hvilefase 50. Turbinbladene eller klaffene er bygget opp av fibre eller mikrofibre for elastisitet og spenst til å innta eller opprettholde ønskete posisjoner 51. Turbinflater bygget opp av bånd og /eller stag i en eller flere retninger med klaffer eller klaffer som åpner og lukker etter valgt strømningsretning 52. Klaffturbiner med valgbart dreiemoment ved fastsettelse av den samlete bladflates avstand til turbinens sentrum 49. Turbines with a framework that determines the position of the flaps in the working phase and or rest phase 50. The turbine blades or flaps are built up of fibers or microfibers for elasticity and resilience to take or maintain the desired positions 51. Turbine surfaces built up of bands and/or struts in a or several directions with flaps or flaps that open and close according to the selected flow direction 52. Flap turbines with selectable torque by determining the distance of the assembled blade surface to the center of the turbine
Strukturering av kinetisk havenergi oe økning av bevegelseshastigheter. Structuring of ocean kinetic energy and increase of movement speeds.
Sjømasser vil øke sin bevegelseshastighet på hver side av og mellom strukturer i havet. Dersom flere vertikal stilte kraftverksmoduler står parallelt i nærheten av hverandre i havet, vil sjømassenes bevegelser i området mellom kraftverksmodulene øke sine bevegelseshastigheter hovedsakelig i vertikalplan parallelt med kraftverksmodulene. Turbinkjerner eller andre strukturer som inngår i sammenkobling av kraftverksmodulene, vil ytterligere bidra til slik hastighetsøkning. Sea masses will increase their speed of movement on either side of and between structures in the sea. If several vertically positioned power plant modules are parallel in the sea, the movements of the sea masses in the area between the power plant modules will increase their movement speeds mainly in the vertical plane parallel to the power plant modules. Turbine cores or other structures that form part of the interconnection of the power plant modules will further contribute to such an increase in speed.
Vi kan si at haveenergien eller yteevnen i form av sjømasser i bevegelse utenfor offshore kraftverket «presser» på fra front og tilsvarende krefter eller massefart i området på aktersiden skaper «undertrykk». Dette betyr at kraftverket utnytter havenergi fra omkringliggende områder langt utenfor energianleggets utstrekning. Havområdets samlete kinetiske energi utnyttes derfor langt bedre og offshore kraftverk opptar mindre plass i havet for hver MW og GW som omformes til annen yteevne. We can say that the ocean energy or performance in the form of sea masses in motion outside the offshore power plant "presses" on from the front and corresponding forces or mass velocity in the area on the stern side creates "negative pressure". This means that the power plant utilizes ocean energy from surrounding areas far beyond the extent of the energy plant. The total kinetic energy of the sea area is therefore utilized far better and offshore power plants take up less space in the sea for each MW and GW that is converted into another capacity.
Retningsendring eller strukturering av havbølgenes propaganderende bevegelser finner hovedsakelig sted ved to ulike former for avbøyning som forårsakes av kraftverkets konstruksjon og funksjon. Kraftverksmodulene og modulbeina bevirker diffraksjon som er bølgenes karakteristiske retningsendring omkring en gjenstand som stikker opp i havet. Det samlete kraftverk med klaffturbiner forårsaker refraksjon eller avbøyning på grunn av endring av hastighet tilsvarende bølgenes retningsendring dersom de nærmer seg et strandområde med noe vinkel. Som tidligere nevnt kan diffraksjon og refraksjon gi en samlet avbøyning på omkring 90 graders vinkel. Videre strukturering av bevegelsesenergien finner sted ved hjelp av turbinskiver og turbinarmer med tilstrekkelige flatearealer som er parallell med kraftverkmodulenes sideflater, Det kan videre monteres energi strukturerende enheter fortrinnsvis foran klaffturbiner. Disse er bygget opp av tallrike parallelle og vertikal stilte flater. På denne måten oppnås en større grad av strukturering av bevegelsesenergien i retninger som øker den hydrodynamiske kraften rett mot klaffturbinenes klaffer i arbeidsfasen. Change of direction or structuring of the ocean waves' propagating movements mainly takes place by two different forms of deflection caused by the construction and function of the power plant. The power plant modules and module legs cause diffraction, which is the characteristic change of direction of the waves around an object that sticks out into the sea. The combined power plant with flap turbines causes refraction or deflection due to a change in speed corresponding to the wave's change in direction if they approach a beach area at any angle. As previously mentioned, diffraction and refraction can give a total deflection of around 90 degrees. Further structuring of the motion energy takes place with the help of turbine discs and turbine arms with sufficient surface areas that are parallel to the side surfaces of the power plant modules. Energy structuring units can also be mounted, preferably in front of flap turbines. These are made up of numerous parallel and vertical surfaces. In this way, a greater degree of structuring of the movement energy is achieved in directions that increase the hydrodynamic force directly against the blades of the flap turbines in the working phase.
Sjømassenes bevegelseshastigheter øker og bevegelsesutslagene forlenges i alle retninger inne i kraftverket som et resultat av energi strukturering, permanent og regulerbar «komprimering» av de tre formene for kinetisk havenergi. Energiinnholdet øker til kvadratet av sjømassenes nye bevegelseshastigheter. Kraftverksmodulenes konstruksjonsmessige tykkelse på hver side av kraftomformingskanalene representerer en sideveis innsnevring i havenergiens bevegelse gjennom kraftomformingskanalen og dermed øker vannmassenes bevegelseshastighet og bevegelsesutslagenes lengder. Et antall horisontal stilte turbinkjerner representerer en høydeveis innsnevring i kraftomformingskanalen. Dette bidrar til å forsterke denne virkningen og man oppnår en ytterligere økning av bevegelseshastigheter og lengder på bevegelsesutslag. The movement speeds of the sea masses increase and the range of motion is extended in all directions inside the power plant as a result of energy structuring, permanent and adjustable "compression" of the three forms of kinetic ocean energy. The energy content increases to the square of the sea masses' new movement speeds. The constructional thickness of the power plant modules on each side of the power conversion channels represents a lateral constriction in the movement of ocean energy through the power conversion channel and thus increases the movement speed of the water masses and the lengths of the movement strokes. A number of horizontally positioned turbine cores represent a vertical narrowing in the power conversion channel. This helps to reinforce this effect and a further increase in movement speeds and lengths of movement is achieved.
Alle typer kraftverksmoduler inngår i strukturering av den kinetiske havenergien til å ha sine bevegelsesutslag mest mulig parallell med modulenes vertikalplan rett mot klaffturbinene. De første turbinene vil drives av de massefartkomponentene som har størst hastighet. Trinnvis reduksjon av kraftkomponentenes ulikhet vil gi mer enhetlige størrelser med lavere hastigheter lengre inne og nedover i energianlegget. Kraftig tidevannsaktivitet vil oftest påvirke de fremre klaffturbiner med mindre bølgeaktivitetens bevegelseshastigheter overgår strømningshastigheten. Roligere havstrøm og tidevannsaktivitet vil i hovedsak påvirke de bakre klaffturbiner sammen med resterende havenergi. Massefarten er hele tiden forhøyet inne i kraftomformingskanalene. All types of power plant modules are included in the structuring of the kinetic ocean energy to have their movements as parallel as possible to the modules' vertical plane directly towards the flap turbines. The first turbines will be driven by the mass velocity components that have the greatest speed. Gradual reduction of the inequality of the power components will give more uniform sizes with lower speeds further inside and downwards in the energy plant. Strong tidal activity will most often affect the forward flap turbines unless the movement speeds of the wave activity exceed the flow speed. Calmer ocean currents and tidal activity will mainly affect the rear flap turbines together with residual ocean energy. The mass velocity is constantly elevated inside the power conversion channels.
Et større antall store turbinskiver fortrinnsvis på fremre klaffturbiner, vil bidra til å øke struktureringen av den kinetiske havenergien til å øke sine bevegelsesutslag i vertikale retninger, parallell med modulene og vinkelrett på klaffer. Turbinene kan også være inndelt i mindre enheter mellom tverrstilte flater fastmontert på turbinkjerne. Turbinsegmentene på hver side av slike flater kan eksempelvis ha motsatt dreieretning og med kraftoverføring mellom turbinsegmentene ved radialt opplagrete hjul inne i den fastmonterte flaten. Alternativt kan disse segmentene ha individuelle kraftoverføringer som er mekanisk, hydraulisk, pneumatisk eller ha direkteinduksjon. Foran en eller flere turbiner kan det også monteres et passende antall parallelle flater ved siden av hverandre for å oppnå eller forsterke den samme energi strukturerende virkning. A greater number of large turbine discs, preferably on front flap turbines, will help to increase the structuring of the kinetic ocean energy to increase its range of motion in vertical directions, parallel to the modules and perpendicular to the flaps. The turbines can also be divided into smaller units between transverse surfaces fixed to the turbine core. The turbine segments on each side of such surfaces can, for example, have the opposite direction of rotation and with power transfer between the turbine segments by means of radially mounted wheels inside the fixed surface. Alternatively, these segments may have individual power transmissions that are mechanical, hydraulic, pneumatic or have direct induction. In front of one or more turbines, a suitable number of parallel surfaces can also be mounted next to each other to achieve or enhance the same energy structuring effect.
Et tusentall av årets 8.700 timer inneholder havet for lite energi og i noen tusen timer dominerer havbølger med problematisk store og truende energimengder. I mange havområder kan offshore kraftverk i henhold til oppfinnelsen derfor utformes slik at energiinnholdet kan økes ved regulerbar innsnevring inne i kraftomformingskanalene hvor det høyere energinivået kanaliseres mot en begrenset del av klaffturbinene. En kraftverksmodul kan ha en ytre bevegelig veggflate som er vertikalhengslet eller elastisk innfestet langs sin fremre vertikale rand inne i kraftomformingskanalen. Bakre del av «energiportene» kan ha anordninger for regulering av breddeveis åpning for den kinetiske havenergien mot eksempelvis midtre del av klaffturbinene. En slik regulerbar innsnevring vil øke bølgehøyde og strømningshastighet. Dersom begge sideflater inne i kraftomformingskanalen har en slik bevegelig vegg, kan bølgehøyde og strømningshastighet i situasjoner med svært lave forekomster av havenergi, økes til det 3-5 dobbelte. Dette innebærer at energinivået 9-dobbles eller øker til 25 ganger høyere nivå i den bredde og dybde som de bevegelige veggenes åpning eller passasje bestemmer. Denne energien ledes rett inn mot den sentrale del av et antall klaffturbiner som kan ha en eller flere store turbinflater som sperrer for at energien skal ekspandere sideveis før passering av en eller flere klaffturbiner. Slike porter eller vegger kan også konstrueres på en slik måte at de kan fullstendig lukkes under ekstreme forhold. Den regulerbare tverrveggen vil i en slik sammenheng bevirke bølgerefleksjon. A thousand of the year's 8,700 hours contain too little energy in the sea and for a few thousand hours ocean waves dominate with problematically large and threatening amounts of energy. In many sea areas, offshore power plants according to the invention can therefore be designed so that the energy content can be increased by adjustable narrowing inside the power conversion channels where the higher energy level is channeled towards a limited part of the flap turbines. A power plant module can have an outer movable wall surface which is vertically hinged or elastically fixed along its front vertical edge inside the power conversion channel. The rear part of the "energy gates" can have devices for regulating the lateral opening for the kinetic ocean energy towards, for example, the middle part of the flap turbines. Such an adjustable narrowing will increase wave height and flow speed. If both side surfaces inside the power conversion channel have such a movable wall, wave height and flow speed in situations with very low occurrences of ocean energy can be increased to 3-5 times. This means that the energy level is 9-fold or increases to a 25 times higher level in the width and depth determined by the opening or passage of the movable walls. This energy is directed straight into the central part of a number of flap turbines which may have one or more large turbine surfaces which prevent the energy from expanding laterally before passing one or more flap turbines. Such gates or walls can also be constructed in such a way that they can be completely closed in extreme conditions. In such a context, the adjustable cross wall will cause wave reflection.
Kraftoverføring oe videre energiomforming. Power transmission and further energy conversion.
Det kan benyttes mange forskjellige former for energioverføring videre fra klaffturbinenes primære energiomforming fremover mot den form for sluttenergi man ønsker. Yteevnen kan overføres i form av mekanisk, hydraulisk eller pneumatisk energi til hensiktsmessig lokalisering av videre energiomforming innvendig i eller på kraftverksmodulene eller utenfor anlegget. Kraftverket oppnår høyest virkningsgrad dersom primær og sekundær energiomforming, samt energitransporten mellom disse funksjonene er effektiv og tilstrekkelig for sluttenergi ens beskaffenhet. En slik løsning er at klaffturbinene har såkalt direkteinduksjon ved at induksjonsanordninger er integrert i turbinskiver og hvor turbinsegmenter fortrinnsvis roterer i motsatte retninger eller hvor det er selvstendige induksjonsskiver anordnet mellom turbinsegmenter. Induksjonsanordningene kan være lokalisert til modulvegger og roterende induksjonsfelt- eller skiver på turbinene. En tilsvarende løsning er direkte overføring av roterende mekanisk energi fra klaffturbinene gjennom modulvegg til elektriske generator innvendig i disse basiskonstruksjonene. Det kan anbringes giringsanordning på en eller begge sider av modulveggene. Generatorene representerer i dette tilfellet den sekundære energiomforming til sluttenergi. Many different forms of energy transfer can be used from the flap turbines' primary energy conversion forward towards the desired form of final energy. The performance can be transferred in the form of mechanical, hydraulic or pneumatic energy to the appropriate location of further energy conversion inside or on the power plant modules or outside the plant. The power plant achieves the highest degree of efficiency if primary and secondary energy conversion, as well as the energy transport between these functions, is efficient and sufficient for the nature of the final energy. One such solution is that the flap turbines have so-called direct induction in that induction devices are integrated into turbine discs and where turbine segments preferably rotate in opposite directions or where there are independent induction discs arranged between turbine segments. The induction devices can be located to module walls and rotating induction fields or disks on the turbines. A corresponding solution is the direct transfer of rotating mechanical energy from the flap turbines through the module wall to electric generators inside these basic structures. Gearing devices can be placed on one or both sides of the module walls. In this case, the generators represent the secondary energy transformation into final energy.
Det kan eksempelvis være asynkrongenerator på 100 kW ved 600 o/min som øker elektrisitetsproduksjonen til omkring 250 kW ved 1.500 o/min. Det er vanligvis en eller flere generatorer på hver side av en klaffturbin, og hvor det i prinsippet kan være "båtakslinger" gjennom kraftverksmodulveggene som overfører den mekaniske energien fra klaffturbinene via giringssystem til de energiproduserende enhetene. Det kan også benyttes 2-hastighets generatorer. Videre kan et antall generatorer eller andre energiproduserende enheter trinnvis innkobles ved økende forekomster av kinetisk havenergi. Dette gir store muligheter for produksjonsøkning ved økende bølgehøyder ettersom energien i havbølger øker med kvadratet av bølgehøyden. For example, it could be an asynchronous generator of 100 kW at 600 rpm which increases electricity production to around 250 kW at 1,500 rpm. There are usually one or more generators on each side of a flap turbine, and where in principle there can be "boat shafts" through the power plant module walls that transfer the mechanical energy from the flap turbines via gearing system to the energy producing units. 2-speed generators can also be used. Furthermore, a number of generators or other energy-producing units can be gradually switched on in case of increasing occurrences of kinetic ocean energy. This provides great opportunities for increased production at increasing wave heights, as the energy in ocean waves increases with the square of the wave height.
Ved energioverføring i form av hydraulisk eller pneumatisk yteevne er det henholdsvis hydraulisk motor og gassturbin som vil utgjøre den sekundære energiomforming og de elektriske generatorer blir tertiær energiomforming til sluttenergi. Generelt gjelder det at hver enkelt energiomforming representerer betydelige energitap i tillegg til den yteevne som går tapt under energitranspart mellom disse enhetene. In the case of energy transfer in the form of hydraulic or pneumatic performance, it is respectively the hydraulic motor and the gas turbine that will make up the secondary energy conversion and the electrical generators will be the tertiary energy conversion into final energy. In general, it applies that each individual energy transformation represents significant energy losses in addition to the performance that is lost during energy transfer between these units.
Bølgereflekterende gjennomstrømningsvegg inne i offshore kraftverket. Wave-reflecting flow wall inside the offshore power plant.
Det kan monteres en eller flere transversal stilte refleksjonsvegger for restbølger mellom kraftverksmodulene. Vegganordningene kan være tett eller ha tilstrekkelig antall åpninger for gjennomstrømning av tidevann og havstrøm. Det vil ofte være hensiktsmessig å montere en slik vegganordning innenfor turbinområdet i den mer sentrale del av kraftverket. Noen kraftverk kan ha to slike vegganordninger for å gi mulighet for offshore akvakultur fortrinnsvis i midtre del av anlegget. Bølgene reflekteres av vegganordningene og kan inngå i konstruktiv interferens med andre restbølger og returnere som forsterket bølge tilbake til turbinområdet. Disse interferensbølgene vil nå delta i energiproduksjonen også på vei ut av kraftverket. De reflekterte bølgene kan også danne såkalt destruktiv resonans, hvor innkomne restbølger og reflekterte bølger reduseres i størrelse eller utlignes. Åpningene i en slik gjennomstrømningsvegg må tilpasses tidevannsbølger og havstrøm i det aktuelle farvann eller havområde. One or more transverse reflection walls for residual waves can be installed between the power plant modules. The wall devices can be tight or have a sufficient number of openings for the flow of tides and ocean currents. It will often be appropriate to mount such a wall device within the turbine area in the more central part of the power plant. Some power plants may have two such wall devices to allow for offshore aquaculture, preferably in the middle part of the plant. The waves are reflected by the wall devices and can enter into constructive interference with other residual waves and return as an amplified wave back to the turbine area. These interference waves will now participate in energy production also on their way out of the power plant. The reflected waves can also form so-called destructive resonance, where incoming residual waves and reflected waves are reduced in size or equalized. The openings in such a flow wall must be adapted to tidal waves and ocean currents in the relevant waters or sea area.
Bølgerefleksjonsvegger eller gjennomstrømningsvegger kan ha omkring syv fordelaktige funksjoner og anvendelser i kraftverket i henhold til den foreliggende oppfinnelsen: a. Havbølgereflekterende funksjon for å øke virkningsgraden b. Konstruksjonsmessig funksjon og betydning mellom de primære Wave reflection walls or flow walls can have about seven advantageous functions and applications in the power plant according to the present invention: a. Sea wave reflecting function to increase efficiency b. Constructional function and importance between the primary
kraftverksmodulene the power plant modules
c. Konstruksjonsmessig betydning for sekundære og tertiære moduler. c. Constructional significance for secondary and tertiary modules.
d. Inngå i fundamentering av vindturbiner mellom kraftverksmodulene e. Viktig vern av sentralt plasserte oppdrettsanlegg d. Include in the foundations of wind turbines between the power plant modules e. Important protection of centrally located breeding facilities
f. Innramming og konstruksjon av offshore akvakultur g. Inngå i oppheng av konstruksjonselementene i Venturi-pumpe for oppstrømming av næringsrike sjømasser fra dypereliggende områder f. Framing and construction of offshore aquaculture g. Include in the suspension of the construction elements in the Venturi pump for the upwelling of nutrient-rich sea masses from deeper areas
Energilagring oe alternativ anvendelse av overskuddsproduksjon. Energy storage and alternative use of surplus production.
Det vil i løpet av året være mange perioder hvor energiproduksjonen, hovedsakelig på grunn av bølgeaktivitet, kan utgjøre langt høyere kapasitet enn det sjøkabler er dimensjonert for eller elektrisitetsnettet har behov for i øyeblikket. Lagring av overskuddsenergi kan eksempelvis finne sted i form av komprimert luft eller annen form for energilagring, innvendig i nedre del av kraftverksmodulenes ben eller i annen del av «skipsmodulene». Et antall luftkompressorer, eller andre typer sluttproduserende enheter, kan automatisk koble inn når energiinnholdet i havbølgene øker og nærmer seg generatorenes maksimale yteevne eller tidligere dersom det av ulike grunner er behov for å benytte lagringskapasitet eller alternativ anvendelse. During the year, there will be many periods where the energy production, mainly due to wave activity, can amount to a much higher capacity than what submarine cables are designed for or what the electricity grid needs at the moment. Storage of excess energy can, for example, take place in the form of compressed air or other forms of energy storage, inside the lower part of the legs of the power plant modules or in another part of the "ship modules". A number of air compressors, or other types of end-producing units, can automatically switch on when the energy content of the ocean waves increases and approaches the generators' maximum performance or earlier if, for various reasons, there is a need to use storage capacity or alternative use.
Dette er både en effektiv utnyttelse av energiforekomster og av eksisterende konstruksjoner og tekniske installasjoner. Det fysiske fenomen at lufttemperaturen reduseres under trykkfall i forbindelse med kjøring av gassturbiner, kan kompenseres for ved bruk av sirkulerende sjøvann eller vannmasser som varmes opp i perioder med overskuddsproduksjon av energi. This is both an efficient utilization of energy deposits and of existing constructions and technical installations. The physical phenomenon that the air temperature is reduced during a pressure drop in connection with the operation of gas turbines can be compensated for by using circulating seawater or water masses that are heated during periods of excess energy production.
Hulrommet i hver kraftverksmodul kan som tidligere nevnt utnyttes til maskinrom over flere etasjer og kan gi plass for et større antall generatorer, reguleringssystemer og giringssystemer, samt utstyr for andre former for energiomforming og lagring. Kraftverket kan også romme energikrevende virksomhet såsom produksjon av hydrogen og fryserivirksomhet relatert til offshore aquakultur. As previously mentioned, the cavity in each power plant module can be used for machine rooms over several floors and can provide space for a larger number of generators, control systems and gearing systems, as well as equipment for other forms of energy conversion and storage. The power plant can also accommodate energy-intensive activities such as the production of hydrogen and freezing activities related to offshore aquaculture.
Dersom det er nødvendig å redusere den største bølgeaktiviteten ytterligere, kan den installerte kapasitet for kraftverket økes til en mye høyere totalkapasitet. Dette kan gjøres ved å øke antall klaffturbiner og energiproduserende enheter, samt vurdere større turbiner, pendelturbiner, doble og trippel konsentriske turbiner med og uten pendelarmer. Mulighetene for lagring og alternativ anvendelse av overskuddsproduksjon må økes tilsvarende. If it is necessary to further reduce the largest wave activity, the installed capacity of the power plant can be increased to a much higher total capacity. This can be done by increasing the number of flap turbines and energy-producing units, as well as considering larger turbines, pendulum turbines, double and triple concentric turbines with and without pendulum arms. The possibilities for storage and alternative use of surplus production must be increased accordingly.
Tidevanns og stormbølgeforankring og beskyttelse av kraftverk og klaffturbiner. Tidal and storm wave anchoring and protection of power plants and flap turbines.
Offshore kraftverkets basiskonstruksjon, kraftverksmoduler og anordninger for sammenkobling av disse, samt klaffturbiner, følger vekslende tidevannsnivåer og beveger seg opp og ned sammen med den del av havbølgene som er for stor og for sjelden forekommende til at det er økonomisk lønnsomt å la dem inngå i energiomforming. The offshore power plant's basic structure, power plant modules and devices for connecting these, as well as flap turbines, follow changing tide levels and move up and down together with the part of the ocean waves that are too large and too infrequent for it to be economically profitable to include them in energy conversion .
Av denne grunn er kraftverket fortrinnsvis bygget opp av lange og relativt slanke kraftverksmoduler med et antall modulbein som er tilkoblet en eller flere ulike typer tidevanns- og stormbølgeforankringer. Forankringsanordningene skal tillate ønsket vertikal nivåendring og samtidig begrense kraftverkets bevegelse i andre retninger. For this reason, the power plant is preferably built up of long and relatively slim power plant modules with a number of module legs which are connected to one or more different types of tidal and storm wave anchorages. The anchoring devices must allow the desired vertical level change and at the same time limit the power plant's movement in other directions.
Kraftverkets modulbein kan på aktersiden eller i front fortrinnsvis være tilkoblet forankringsarm ved hjelp av leddelement eller en elastisk anordning. I forankringsarmens andre ende er denne på tilsvarende måte tilkoblet ankerelement som er fastmontert på havbunnen. Det er hovedsakelig forankringsarmens lengde og bevegelighet som avgjør kraftverkets mulighet til vertikale bevegelser. Forankringsarmenes lengde må vurderes i forhold til havområdets maksimale tidevannsvariasjoner og bølgehøyder. Forankringsarmen kan være elastisk bevegelig i ett eller flere plan og kan ha dempningsanordning for krefter som nødvendiggjør endringer av forankringsarmens lengde. Motsatt side av kraftverket kan fortrinnsvis ha mer tradisjonell ankerkjetting med påmonterte loddelementer. The power plant's modular leg can preferably be connected to an anchoring arm at the rear or at the front by means of a joint element or an elastic device. At the other end of the anchoring arm, this is connected in a similar way to an anchor element that is fixed to the seabed. It is mainly the length and mobility of the anchoring arm that determine the power plant's ability to move vertically. The length of the anchoring arms must be assessed in relation to the sea area's maximum tidal variations and wave heights. The anchoring arm can be elastically movable in one or more planes and can have a damping device for forces that necessitate changes in the length of the anchoring arm. The opposite side of the power plant can preferably have a more traditional anchor chain with attached plumb elements.
Offshore kraftverket kan på denne måten bevege seg i ulike retninger under store ytre påkjenninger. Dersom det på kraftverkets front og aktersiden er anordnet parallelt arbeidende forankringsarmer, vil kraftverksmodulene opprettholde sin horisontale stilling under høydeveise bevegelser. In this way, the offshore power plant can move in different directions under large external stresses. If parallel working anchoring arms are arranged on the front and rear of the power plant, the power plant modules will maintain their horizontal position during vertical movements.
For noen farvann er det utviklet en spesialformet kraftverksmodul med forankringsanordning kun i en ende av et forlenget modulbein som har leddelement eller elastisk anordning direkte tilkoblet et ankerelement. Modulene kan fortrinnsvis ha en oppdriftsenhet på toppen som sikrer at kraftverket følger tidevannsendringer og store bølgebevegelser. Det er videre utviklet kraftverksmoduler som overstrømmes av de største bølgene og derved bare i begrenset grad følger de største bølgehøyder som inngår i måling av signifikant bølgehøyde i det aktuelle farvann. For some waters, a specially shaped power plant module has been developed with an anchoring device only at one end of an extended module leg which has a joint element or elastic device directly connected to an anchor element. The modules can preferably have a buoyancy unit on top which ensures that the power plant follows tidal changes and large wave movements. Power plant modules have also been developed which are flooded by the largest waves and thereby only follow the largest wave heights which are included in the measurement of significant wave height in the waters in question to a limited extent.
Varianter av såkalte ubåtnett kan inngå i forankring av kraftverk eller utgjøre hele oppankringen. Slike nett kan samtidig beskytte kraftverket og klaffturbinene mot mindre båter i drift eller ute av kurs, samt flytende gjenstander i havet. Nettanordningene kan spennes ut fra mer horisontal kabel mellom modulene over eller under havnivå. Tilsvarende løsning kan anvendes i nedre ende av nettet og på ulike måter være forbundet til ankerel em enter i kombinasjon med forankringsløsninger som tidligere beskrevet. Variants of so-called submarine nets can form part of the anchoring of power plants or make up the entire anchoring. Such nets can simultaneously protect the power plant and flap turbines against smaller boats in operation or off course, as well as floating objects in the sea. The network devices can be spanned from more horizontal cable between the modules above or below sea level. A similar solution can be used at the lower end of the net and connected in various ways to anchor elements in combination with anchoring solutions as previously described.
I enkelte farvann kan det i øvre del av havet være behov for å beskytte klaffturbinene ved at det monteres en energi strukturerende enhet ved innløpet til kraftomformingskanalen. Disse enhetene er bygget opp av vertikal stilte parallelle plater ved siden av hverandre og kan i tillegg påmonteres nettanordning med maskevidde tilpasset lokale utfordringer. In certain waters, in the upper part of the sea, there may be a need to protect the flap turbines by installing an energy structuring unit at the inlet to the power conversion channel. These units are made up of vertically aligned parallel plates next to each other and can also be fitted with a mesh device with a mesh size adapted to local challenges.
Flytende kraftverk med forankring til undersjøisk energianlegg. Floating power plant with anchorage to an undersea energy plant.
I enkelte farvann kan det være fordelaktig å sammenkoble et bunnforankret kraftverk til et flytende kraftverk ved hjelp av tidevanns- og stormbølgeforankring mellom de to energianleggene. Størrelsen og massen av det flytende kraftverket kan på denne måten bli mindre og gjør det lettere for kraftverket å følge de største bølgebevegelser. In certain waters, it can be advantageous to connect a bottom-anchored power plant to a floating power plant by means of tidal and storm wave anchoring between the two energy plants. The size and mass of the floating power plant can thus be reduced and makes it easier for the power plant to follow the largest wave movements.
Spesielt i farvann med mye tidevannsenergi kan det være gunstig å omforme kinetisk havenergi lengre ned i havet. Under stor bølgeaktivitet vil den fastmonterte nedre del av energi anlegget i økende grad også delta i omforming av den eksponentielt økende energimengden. De største energimengdene vil uansett være i øvre del av havet. Slike anlegg kan også være gunstig i farvann hvor det er nødvendig å omdanne overgangsbølger (transitional waves) til bølger med kortere bølgelengde og mindre energi nedover mot havbunnen for å redusere forskyvninger av bunnsedimenter. Stadige og problematiske forandringer av havbunnen på grunnere farvann, skyldes overgangsbølgenes kraftige horisontale frem og tilbake strømninger i dypet. Dersom havdybden i økende grad er mindre enn en fjerdedel av bølgelengden, vil understrømningene mot havbunnen være markant og skape store utfordringer for forankringsanordninger med mindre bølgehøydene reduseres ved omfattende energiomforming hvor både flytende og fastmontert kraftverk deltar med hele sin kapasitet. Dette kan være et stort problem som vanskeliggjør forankring av alle typer installasjoner på havet, ikke bare det foreliggendehav kraftverk. Especially in waters with a lot of tidal energy, it can be beneficial to convert ocean kinetic energy further down into the sea. During high wave activity, the fixed lower part of the energy plant will increasingly also participate in transforming the exponentially increasing amount of energy. In any case, the largest amounts of energy will be in the upper part of the sea. Such facilities can also be beneficial in waters where it is necessary to convert transitional waves into waves with a shorter wavelength and less energy downward towards the seabed in order to reduce displacements of bottom sediments. Constant and problematic changes to the seabed in shallower waters are due to the strong horizontal back and forth currents of the transitional waves in the depths. If the sea depth is increasingly less than a quarter of the wavelength, the undercurrents towards the seabed will be marked and create major challenges for anchoring devices unless the wave heights are reduced by extensive energy conversion where both floating and fixed power plants participate with their full capacity. This can be a major problem that makes it difficult to anchor all types of installations at sea, not just the current offshore power plant.
Ved å omforme en betydelig del av havbølgenes kinetiske energi reduseres overgangsbølger eller «transitional waves» til en vanlig bølge som ikke når ned til havbunnen selv på grunnere vann. Kombinasjon av et nedre og fastmontert kraftverk med forankringsanordninger til et øvre flytende energianlegg er spesielt gunstig i farvann med høye kinetiske energiforekomster og store tidevannsforskj eller. By transforming a significant part of the ocean waves' kinetic energy, transitional waves or "transitional waves" are reduced to a regular wave that does not reach the seabed even in shallower water. Combination of a lower and fixed power plant with anchoring devices for an upper floating energy plant is particularly beneficial in waters with high kinetic energy deposits and large tidal variations.
Synergistiske kombinasjoner og andre integrerte løsninger. Synergistic combinations and other integrated solutions.
Et kraftverk i henhold til oppfinnelsen, kan inngå i en rekke forskjellige synergistiske kombinasjoner med andre energisystemer som baserer seg på fornybare energikilder, og åpner videre for integrering av mange ytterligere løsninger. A power plant according to the invention can be included in a number of different synergistic combinations with other energy systems that are based on renewable energy sources, and further opens up the integration of many further solutions.
Eksempelvis kan energiøyer og energibroer utnytte flere ulike fornybare energikilder, så som kinetisk havenergi, vindkraft, havtermisk energi (OTEC) og solenergi., samt ulike former for energilagring og alternativ anvendelse av overskuddsproduksjon. Videre kan kombinasjonene omfatte akvakultur og havnefasiliteter. Det vil ofte være en forutsetning for både overlevelse og aktivitet ved slike anlegg at de kan omforme den kinetiske energien i havområdet. Klaffturbiner rundt en energiøy og under innløpet til en havn eller passasje for skipstrafikk, vil omforme store deler av den kinetiske energien og skape roligere farvann. Tidligere beskrevet tidevanns- og stormbølgeforankring kan benyttes både for energibroer og energiøyer. For example, energy islands and energy bridges can utilize several different renewable energy sources, such as kinetic ocean energy, wind power, ocean thermal energy (OTEC) and solar energy., as well as various forms of energy storage and alternative use of excess production. Furthermore, the combinations may include aquaculture and port facilities. It will often be a prerequisite for both survival and activity at such facilities that they can transform the kinetic energy in the sea area. Flap turbines around an energy island and under the entrance to a harbor or passage for ship traffic will transform large parts of the kinetic energy and create calmer waters. The previously described tidal and storm wave anchoring can be used both for energy bridges and energy islands.
Kraftverk kan ha stor utstrekning i et havområde. Behovet for sjøkabling bortfaller i hele anleggets utstrekning ettersom energi anlegget har intern kabling gjennom turbinkjerner eller andre langsgående konstruksjonsmessige strukturer. Dersom energi anlegget bygges ut som en halvøy eller en broforbindelse vil all kabling følge kraftverkets konstruksj oner. Power plants can have a large extent in a sea area. The need for submarine cabling disappears throughout the plant's extent, as the energy plant has internal cabling through turbine cores or other longitudinal constructional structures. If the energy plant is developed as a peninsula or a bridge connection, all cabling will follow the power plant's construction.
Fordeler med de nve tekniske løsningene. Advantages of the nine technical solutions.
Et kraftverk for omforming av kinetisk havenergi i henhold til oppfinnelsen, har i det minste følgende fordeler: 1. Omformer alle tre formene for kinetisk havenergi i felles tekniske løsninger 2. Øker energinivået inne i kraftverket for alle tre former for kinetisk havenergi A power plant for transforming kinetic ocean energy according to the invention has at least the following advantages: 1. Transforms all three forms of kinetic ocean energy into common technical solutions 2. Increases the energy level inside the power plant for all three forms of kinetic ocean energy
3. Utnytter kinetisk havenergi fra omkringliggende områder 3. Utilizes kinetic ocean energy from surrounding areas
4. Strukturerer havenergiens komplekse bevegelsesmønstre til kraftigere massefartkomponenter i vertikalplan 5. Akselererer sjømassenes og forlenger kraftkomponentenes bevegelsesutslag 4. Structures the ocean energy's complex movement patterns into more powerful mass velocity components in the vertical plane 5. Accelerates the sea masses and extends the range of motion of the power components
6. Klaffturbinene har valgbart dreiemoment 6. The flap turbines have selectable torque
7. Kan regulere økning av energinivået inne i kraftomformingskanalen ved bevegelige «energiporter» 7. Can regulate the increase of the energy level inside the power conversion channel by moving "energy gates"
8. Har stor energiproduksjon i perioder med lav forekomst 8. Has high energy production in periods of low occurrence
9. Tilnærmet eksponentiell økning av energiomforming fra midlere del av bølgespekteret ved trinnvis innkobling av ytterligere energiomformere for 9. Almost exponential increase of energy conversion from the middle part of the wave spectrum by step-by-step connection of additional energy converters for
lagring eller alternativ bruk av overproduksjon storage or alternative use of excess production
10. Kan opprettholde den kinetiske havenergiens bevegelsessykluser under vedvarende og trinnvis energiomforming 10. Can maintain the ocean kinetic energy's cycles of motion during continuous and step-by-step energy conversion
11. Øker samlet virkningsgrad 11. Increases overall efficiency
12. Reduserer utnyttelsesgraden under faretruende store havbølger 12. Reduces the degree of utilization during dangerously large sea waves
13. Kraftverksenheter kan ha individuelle vertikalbevegelser under stormbølger 14. Klaffturbinene roterer kontinuerlig i samme retning uavhengig av den kinetiske havenergiens vekslende retninger 15. Frekvent lagring av bevegelsesenergi og frigjøring av potensiell energi i klaffer og øvrige konstruksjonselementer 16. Primær og sekundær energiomforming finner sted nær den kinetiske havenergien 13. Power plant units can have individual vertical movements during storm waves 14. The flap turbines rotate continuously in the same direction regardless of the alternating directions of the kinetic ocean energy 15. Frequent storage of kinetic energy and release of potential energy in flaps and other structural elements 16. Primary and secondary energy conversion takes place near the kinetic ocean energy
17. Minimalt energitap ved overføring til sluttenergi 17. Minimal energy loss during transfer to final energy
18. Hindrer uønsket refleksjon av energi fra havbølger gjennom trinnvis energi omforming 19. Tverrstilt vegganordning inne i energi anlegget kan reflektere restbølger tilbake til turbinområdet 20. Kraftkomponentenes ulike hastigheter og retninger utnyttes til langt høyere virkningsgrad 21. Kraftverksmoduler og turbinkonstruksjon bevirker strukturering av havenergien 18. Prevents unwanted reflection of energy from ocean waves through step-by-step energy transformation 19. Transverse wall arrangement inside the energy plant can reflect residual waves back to the turbine area 20. The different speeds and directions of the power components are utilized to a much higher degree of efficiency 21. Power plant modules and turbine construction effect structuring of the ocean energy
22. Følger delvis de største havbølgenes bevegelser 22. Partially follows the movements of the largest ocean waves
23. Følger øvre del av havet hvor hver enkelt av de tre former for kinetisk havenergi; bølger, tidevannsbølger og havstrøm har sine største forekomster 24. Har tidevanns- og stormbølgeforankring for farvann med store høydeveis variasjoner 23. Follows the upper part of the ocean where each of the three forms kinetic ocean energy; waves, tidal waves and ocean currents have their greatest occurrences 24. Has tidal and storm wave anchorage for waters with large variations in height
25. Kan ha forankringsnett som beskytter klaffturbinene 25. Can have anchoring nets that protect the flap turbines
26. Har vertikal stilte og parallelle energi strukturerende flater med beskyttelsesnett 26. Has vertical and parallel energy structuring surfaces with protective nets
27. Har en høy virkningsgrad og lav investering pr kW 27. Has a high degree of efficiency and low investment per kW
28. Kan endre havbølgenes forplantningsretning med opptil 90 grader ved diffraksjon og refraksjon 29. Kan omdanne overgangsbølger til havbølger med kortere bølgelengder og lavere energi-innhold 28. Can change the propagation direction of ocean waves by up to 90 degrees by diffraction and refraction 29. Can convert transition waves into ocean waves with shorter wavelengths and lower energy content
30. Kan bygges ut som undersjøisk energianlegg 30. Can be developed as an undersea energy plant
31. Kan danne grunnlag for oversjøiske energibroer med undersjøisk tunnel og bro over havnivå 31. Can form the basis for overseas energy bridges with underwater tunnel and bridge above sea level
32. Muliggjør lagring av overproduksjon 32. Enables storage of excess production
33. Kan sikre stabil elektrisitetsproduksjon uavhengig av varierende energi forekom st 33. Can ensure stable electricity production regardless of varying energy occur st
34. Sikre drifts- og vedlikeholds forhold 34. Ensure operating and maintenance conditions
35. Reduserer og kan eliminere behov for sjøkabling 35. Reduces and can eliminate the need for submarine cabling
36. Kan danne en energiøy på åpent hav 36. Can form an energy island in the open sea
37. Kraftverket kan inngå i undersjøiske og oversjøiske energibroer 37. The power plant can form part of undersea and oversea energy bridges
38. Kan redusere erosjon av kystområder og bølgebelastning mot diker og havneanlegg 39. Danner grunnlag for større energianlegg utenfor omstridte kystnære områder 38. Can reduce erosion of coastal areas and wave stress against dykes and port facilities 39. Forms the basis for larger energy facilities outside disputed coastal areas
40. Kan inkludere akvakultur på åpent hav 40. May include open sea aquaculture
41. Kan inngå i synergistiske kombinasjoner med andre energisystemer og løsninger på ytterligere utfordringer 41. Can be included in synergistic combinations with other energy systems and solutions to additional challenges
I det etterfølgende er det beskrevet en rekke ikke-begrensende utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen med henvisning til figurene hvor In what follows, a number of non-limiting embodiments of the present invention are described with reference to the figures where
Figurark 1 viser, fra øverst til venstre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detalj av perspektivrisset, sett fra siden og sett forfra. Figurark 2 viser, fra venstre mot høyre, tre figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett ovenfra, i perspektiv og en detalj av perpektivfiguren. Figurark 3 viser, fra øverst til høyre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden, sett forfra og en detalj av perspektivfiguren. Figurark 4 viser, fra øverst til venstre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detalj av perspektivrisset, sett fra siden og sett forfra. Figurark 5 viser to figurer av en klaffturbin med åpen kjerne, henholdsvis sett i perspektiv til høyre og sett fra siden til venstre. Figurark 6 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en klaffturbin og generator henholdsvis sett i perspektiv, sett forfra og sett fra siden. Figure sheet 1 shows, from top left and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detail of the perspective drawing, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 2 shows, from left to right, three figures of an embodiment of the power plant respectively seen from above, in perspective and a detail of the perspective figure. Figure sheet 3 shows, from top to right and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, seen from the side, seen from the front and a detail of the perspective figure. Figure sheet 4 shows, from top left and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detail of the perspective drawing, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 5 shows two figures of a flap turbine with an open core, respectively seen in perspective on the right and seen from the side on the left. Figure sheet 6 shows, from the top and clockwise, three figures of a flap turbine and generator respectively seen in perspective, seen from the front and seen from the side.
Figurark 7 viser tre konsentriske klaffturbiner og med en lukket kjerne. Figure sheet 7 shows three concentric flap turbines and with a closed core.
Figurark 8 viser to figurer av en klaffturbin med pendelarmer sett i perspektiv. Figurark 9 viser, fra øverst til venstre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detaljfigur av perspektivrisset, sett fra siden og sett forfra. Figurark 10 viser, fra øverst og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detalj av perspektivrisset, sett fra siden og sett forfra. Figurark 11 viser to figurer av en utførelse av kraftverket med en vindturbin, henholdsvis sett i perspektiv øverst og sett fra siden nederst. Figurark 12 viser, fra øverst til venstre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detalj av perspektivrisset, sett fra siden og sett forfra. Figurark 13 viser, fra øverst og nedover, tre figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detalj av perspektivfiguren og sett forfra. Figurark 14 viser to figurer av en utførelse av kraftverket, en figur øverst sett i perspektiv og i den nederste figuren en klaffturbin kraftverket i den øverste figuren. Figurark 15 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden og sett forfra. Figurark 16 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden og sett forfra. Figurark 17 viser, fra øverst og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detalj av riss sett fra siden, sett fra siden og sett forfra. Figurark 18 viser to figurer av en utførelse av kraftverket, en figur øverst sett i perspektiv og i den nederste figuren en klaffturbin kraftverket i den øverste figuren. Figurark 19 viser, fra øverst til høyre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket hvor en eller flere av klaffturbinene ikke er montert horisontalt, henholdsvis en sett i perspektiv, sett fra siden, sett forfra og en klaffturbin i kraftverket. Figurark 20 viser, fra øverst til høyre og med urviseren, fem figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden, sett forfra og to klaffturbiner i kraftverket. Figurark 21 viser, sett fra nederst til høyre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett fra siden, sett forfra, sett i perspektiv og en detalj av en klaffturbin sett i perspektiv. Figurark 22 viser, sett fra nederst til høyre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett fra siden, sett forfra, sett i perspektiv og en detalj av en klaffturbin sett i perspektiv. Figurark 23 viser, sett fra øverst til høyre og med urviseren, fem figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, sett forfra, sett ovenfra og to figurer av en klaffturbin sett i perspektiv. Figurark 24 viser, sett fra øverst til høyre og med urviseren, fem figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, sett forfra, sett ovenfra og to figurer av en klaffturbin sett i perspektiv. Figurark 25 viser, sett fra øverst til høyre og med urviseren, firer figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden, sett forfra og en klaffturbin sett forfra med et forankringsnett. Figurark 26 viser, fra øverst til venstre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket henholdsvis sett i perspektiv, en detalj av perspektivrisset, sett fra siden og sett forfra. Figurark 27 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av klaffturbinen, sett i perspektiv, fra siden og sett forfra. Figurark 28 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av konveks klaffturbin, sett i perspektiv, fra siden og sett forfra. Figurark 29 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av konkav konstruksjon av klaffturbin henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden og sett forfra. Figurark 30 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av en seilklaffturbin henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden og sett forfra. Figurark 31 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av konveks klaffturbin henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden og sett forfra. Figurark 32 viser, fra øverst til venstre i leseretning henholdsvis 12 figurer av sammenstilling av klaffturbiner sett fra siden. Figurark 33 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av konveks klaffturbin henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden og sett forfra. Figurark 34 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av konveks klaffturbin henholdsvis sett i perspektiv, sett fra siden og sett forfra. Figurark 35 viser, fra øverst til venstre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av kraftverket sett fra siden, i perspektiv og to frontalsnitt. Figurark 36 viser, fra øverst og med urviseren, tre figurer av en utførelse av et klaffturbin-kraftverk henholdsvis sett i perspektiv, fra siden og sett forfra. Figurark 37 viser, fra øverst til høyre og med urviseren, fire figurer av en utførelse av klaffturbin sett i perspektiv, to snitt og sett fra siden. Figurark 38 viser fra venstre til høyre tre figurer, frontalsnitt gjennom menneskets hjerte, i midten en «tricuspidalturbin» og til høyre en klaffturbin. Figure sheet 8 shows two figures of a flap turbine with pendulum arms seen in perspective. Figure sheet 9 shows, from top left and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detailed figure of the perspective drawing, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 10 shows, from the top and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detail of the perspective drawing, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 11 shows two figures of an embodiment of the power plant with a wind turbine, respectively seen in perspective at the top and seen from the side at the bottom. Figure sheet 12 shows, from top left and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detail of the perspective drawing, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 13 shows, from top to bottom, three figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detail of the perspective figure and seen from the front. Figure sheet 14 shows two figures of an embodiment of the power plant, a figure at the top seen in perspective and in the bottom figure a flap turbine, the power plant in the top figure. Figure sheet 15 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 16 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 17 shows, from the top and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detail of the drawing seen from the side, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 18 shows two figures of an embodiment of the power plant, a figure at the top seen in perspective and in the bottom figure a flap turbine, the power plant in the top figure. Figure sheet 19 shows, from top right and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant where one or more of the flap turbines are not mounted horizontally, respectively a perspective view, a side view, a front view and a flap turbine in the power plant. Figure sheet 20 shows, from top to right and clockwise, five figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, seen from the side, seen from the front and two flap turbines in the power plant. Figure sheet 21 shows, seen from the bottom right and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen from the side, seen from the front, seen in perspective and a detail of a flap turbine seen in perspective. Figure sheet 22 shows, seen from the bottom right and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen from the side, seen from the front, seen in perspective and a detail of a flap turbine seen in perspective. Figure sheet 23 shows, seen from the top right and clockwise, five figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, seen from the front, seen from above and two figures of a flap turbine seen in perspective. Figure sheet 24 shows, seen from the top right and clockwise, five figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, seen from the front, seen from above and two figures of a flap turbine seen in perspective. Figure sheet 25 shows, seen from the top right and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, seen from the side, seen from the front and a flap turbine seen from the front with an anchoring net. Figure sheet 26 shows, from top left and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant respectively seen in perspective, a detail of the perspective drawing, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 27 shows, from the top and clockwise, three figures of the flap turbine, seen in perspective, from the side and seen from the front. Figure sheet 28 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of a convex flap turbine, seen in perspective, from the side and from the front. Figure sheet 29 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of the concave construction of a flap turbine respectively seen in perspective, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 30 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of a sail flap turbine respectively seen in perspective, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 31 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of a convex flap turbine respectively seen in perspective, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 32 shows, from top to left in the reading direction, respectively 12 figures of the assembly of flap turbines seen from the side. Figure sheet 33 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of a convex flap turbine respectively seen in perspective, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 34 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of a convex flap turbine respectively seen in perspective, seen from the side and seen from the front. Figure sheet 35 shows, from top left and clockwise, four figures of an embodiment of the power plant seen from the side, in perspective and two frontal sections. Figure sheet 36 shows, from the top and clockwise, three figures of an embodiment of a flap turbine power plant respectively seen in perspective, from the side and seen from the front. Figure sheet 37 shows, from top to right and clockwise, four figures of an embodiment of a flap turbine seen in perspective, two sections and seen from the side. Figure sheet 38 shows from left to right three figures, frontal section through the human heart, in the middle a "tricuspid turbine" and on the right a valve turbine.
De fleste utførelsene av kraftverket som er vist på de vedlagte figurarkene er utformet med solide og vertikal stilte kraftverksmoduler 17. Den delen av kraftverksmodulene som ligger i overflaten når kraftverket er i bruk kan utformes som skrogelementer i form av «skipsmoduler». Fra skrogelementene rager ett eller flere ben 18 skrått eller vertikalt nedover sett fra siden og fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, i retning av innkommende kinetisk havenergi. Sett forfra ligger kraftverksmodulene 17 og modulbena 18 til kraftverksmodulene i all hovedsak i respektive vertikalplan. Noen av utførelseseksemplene for kraftverk er bygget opp av en eller flere klaffturbiner som har sirkelformete eller mangekantete turbinskiver og/eller innvendige oppdriftslegemer. Mellom to kraftverksmoduler eller turbinskiver som ligger ved siden av hverandre, dannes det en kraftomformingskanal 21. I kraftomformingskanalene 21 er det anordnet en eller et flertall enkle klaffturbiner 1 og/eller konsentriske klaffturbiner 2. Alle klaffturbinene som er beskrevet eller omtalt kan ha sylindrisk, konveks, konkav, eller konisk utforming og antall klaffer i horisontal eller radiale retninger kan økes eller reduseres. Klaffturbinene kan bygges opp med turbinarmer 7 og klaffer 3, 4, 5 som antar en hvilken som helst vinkel i forhold til omdreiningsakse og radialplan. Most of the designs of the power plant shown on the attached figure sheets are designed with solid and vertical power plant modules 17. The part of the power plant modules that lie on the surface when the power plant is in use can be designed as hull elements in the form of "ship modules". From the hull elements one or more legs 18 project obliquely or vertically downwards when viewed from the side and preferably, but not necessarily, in the direction of incoming ocean kinetic energy. Seen from the front, the power plant modules 17 and the module legs 18 of the power plant modules lie essentially in the respective vertical plane. Some of the design examples for power plants are built up of one or more flap turbines that have circular or polygonal turbine discs and/or internal buoyancy bodies. Between two power plant modules or turbine disks that are next to each other, a power conversion channel 21 is formed. In the power conversion channels 21, one or a plurality of simple flap turbines 1 and/or concentric flap turbines 2 are arranged. All the flap turbines that are described or discussed can have cylindrical, convex , concave or conical design and the number of flaps in horizontal or radial directions can be increased or decreased. The flap turbines can be built up with turbine arms 7 and flaps 3, 4, 5 which assume any angle in relation to the axis of rotation and radial plane.
Avstanden mellom kraftverksmodulene vil variere blant annet i forhold til bølgeaktivitet i det aktuelle havområdet og i forhold til anvendelse av sekundære kraftverksmoduler 19 og eventuelt også tertiære kraftverksmoduler 20. The distance between the power plant modules will vary, among other things, in relation to wave activity in the relevant sea area and in relation to the use of secondary power plant modules 19 and possibly also tertiary power plant modules 20.
I hovedsak horisontal sti 1te sylindere eller massive strukturer, triangulære profiler med konkave eller konvekse sideflater eller mangekantete konstruksjoner, kan fungere som sammenkoblingsanordninger og turbinkjerner 6 i respektive klaffturbiner 1 og 2 eller inngå i utvendig opplagring av de nye klaffturbinene. Mainly horizontal path 1th cylinders or massive structures, triangular profiles with concave or convex side surfaces or polygonal constructions, can function as connecting devices and turbine cores 6 in respective flap turbines 1 and 2 or form part of the external storage of the new flap turbines.
Basiskonstruksjonen av kraftverket kan videre utformes med innvendige hulrom for nødvendig oppdrift og installering av teknisk utstyr. På hver side av kraftomformingskanalen 21 kan det være anordnet trepunktsopplagring 24 for turbin som overfører kraft fra primær energiomforming i form av roterende mekanisk energi gjennom modulveggen til sekundær energiomforming som kan utføres med elektriske generatorer 25 som produserer sluttenergi. Overskuddsenergi kan eksempelvis produsere og lagres i form av komprimert luft innvendig i nedre del av kraftverksmodulbeina 29. The basic construction of the power plant can also be designed with internal cavities for the necessary buoyancy and installation of technical equipment. On each side of the power conversion channel 21 there can be arranged three-point storage 24 for the turbine which transfers power from primary energy conversion in the form of rotating mechanical energy through the module wall to secondary energy conversion which can be carried out with electrical generators 25 which produce final energy. Surplus energy can, for example, be produced and stored in the form of compressed air inside the lower part of the power plant module legs 29.
Mindre kraftverk for rolige farvann kan ha enklere rammeanordning eller ha tilstrekkelig antall og volum på turbinskiver 8 som kan rulle mot hverandre og eksempelvis være sammenkoblet ved hjelp av roterende strammebånd 15. Turbinkjernene 6 kan også monteres på hver side av en sentral kraftverksmodul 17, modulbein 18 eller annen rammeanordning. Smaller power plants for calm waters can have a simpler frame arrangement or have a sufficient number and volume of turbine disks 8 which can roll against each other and for example be connected by means of rotating tensioning bands 15. The turbine cores 6 can also be mounted on each side of a central power plant module 17, module legs 18 or other frame device.
Hver klaffturbin 1 og 2 er fortrinnsvis anordnet med et flertall klaffer i form av klaffer som kan være enkle klaffer 3, doble klaffer 4 og/eller firdoble klaffer 5 eller en rekke andre klaffkombinasjoner og løsninger. Klaffene strekker seg i klaffturbinens lengderetning eller er radialstilt, og er montert roterbart eller elastisk om klaffenes lengderetning på turbinarmer 7, turbinskiver 8, turbinskiver 9 med oppheng eller åpning for klaffer eller klaffer. Turbinene kan også ha pendelarmer 10 og kan ha krummete utsparinger, henholdsvis 7a og 10a, for å muliggjøre klaffenes bøyning i arbeidsfasen. Enkle turbiner 1 og konsentriske turbiner 2 kan ha indre ringformet eller mangekantet støtteanordning 11 og ytre ringformet eller mangekantet støtteanordning 12 og videre omfatte indre X-bånd 13 og ytre X-bånd 14 som danner et sylindrisk, konvekst eller konkavt nett til støtte for turbinarmene 7 og pendelarmene 10 eller klaffturbinen i sin helhet. Klaffene 3, 4, 5 har fortrinnsvis en buet form, eller kan innta en buet eller krummet form, sett i et tverrsnitt vinkelrett på klaffenes lengderetning. Klaff 3, 4, 5 er fortrinnsvis også laget i et elastisk materiale som gjør at klaffene til en viss grad er fjærende. Ved en større belastning fra en vannmasse vil da klaffene fjære og danne et krummet profil med økende konstruksjonsmessig styrke. Noe av bevegelsesenergien lagres i del av arbeidsfasen som potensiell energi på samme måte som i en vanlig fjær som presses sammen, og når belastningen fra vannmassene avtar, vil klaffene kunne bevege seg tilbake mot en likevektsposisjon og dermed gi vannmassene et ekstra skyv og således forlenge arbeidsfasen. Alternativt kan klaffene selvsagt også utformes slik at de er uelastiske og også slik at de har flate overflater sett i et tverrsnitt vinkelrett på klaffenes lengderetning. Each flap turbine 1 and 2 is preferably arranged with a plurality of flaps in the form of flaps which can be single flaps 3, double flaps 4 and/or quadruple flaps 5 or a number of other flap combinations and solutions. The flaps extend in the longitudinal direction of the flap turbine or are radially aligned, and are mounted rotatably or elastically about the longitudinal direction of the flaps on turbine arms 7, turbine discs 8, turbine discs 9 with suspension or opening for flaps or flaps. The turbines can also have pendulum arms 10 and can have curved recesses, respectively 7a and 10a, to enable the flaps to bend during the working phase. Simple turbines 1 and concentric turbines 2 can have inner ring-shaped or polygonal support device 11 and outer ring-shaped or polygonal support device 12 and further comprise inner X-band 13 and outer X-band 14 which form a cylindrical, convex or concave net to support the turbine arms 7 and the pendulum arms 10 or the flap turbine as a whole. The flaps 3, 4, 5 preferably have a curved shape, or can assume a curved or curved shape, seen in a cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the flaps. Flaps 3, 4, 5 are preferably also made of an elastic material which makes the flaps springy to a certain extent. In the event of a greater load from a body of water, the flaps will spring and form a curved profile with increasing structural strength. Some of the movement energy is stored in part of the working phase as potential energy in the same way as in a normal spring that is compressed, and when the load from the water masses decreases, the flaps will be able to move back towards an equilibrium position and thus give the water masses an extra thrust and thus extend the working phase . Alternatively, the flaps can of course also be designed so that they are inelastic and also so that they have flat surfaces seen in a cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the flaps.
Turbinarmer 7, turbinskiver med utsparinger for klaffer 9 og pendelarmer 10 er videre fortrinnsvis utformet med fordypninger med en utforming som korresponderer med klaffenes form, dvs. at hvis klaffene 3, 4, 5 har en kurvet form vil fordypningene i disse anordningene ha en tilsvarende kurvet form. I klaffenes arbeidsposisjon ligger klaffene 3, 4, 5 i sine respektive fordypninger. Turbine arms 7, turbine discs with recesses for flaps 9 and pendulum arms 10 are further preferably designed with recesses with a design that corresponds to the shape of the flaps, i.e. that if the flaps 3, 4, 5 have a curved shape, the recesses in these devices will have a corresponding curve shape. In the working position of the flaps, the flaps 3, 4, 5 lie in their respective recesses.
I en utførelse kan turbinarmene 7 til en klaffturbin 1 og 2 være anordnet med respektive pendelarmer 10. Pendelarmene er roterbart festet til en ytre ende på turbinarmene 7 slik at de kan vippe frem og tilbake i avhengighet av kreftene fra vannmassene som virker på pendelarmene. På pendelarmene er det anordnet et flertall klaffer i form av klaffer 3, 4, 5 roterbart festet til pendelarmene på tilsvarende måte som forklart over. Pendelarmene kan også være utformet med fordypninger som har samme form som klaffene på tilsvarende måte som forklart over. Pendelarmenes vippebevegelse er fortrinnsvis fjærbelastet, for eksempel ved hjelp av torsjonsfjærer. Pendelarmer 10 kan være eksentrisk opplagret på turbinarmer 7 for å øke pendelbevegelsen. In one embodiment, the turbine arms 7 of a flap turbine 1 and 2 can be arranged with respective pendulum arms 10. The pendulum arms are rotatably attached to an outer end of the turbine arms 7 so that they can tilt back and forth depending on the forces from the water masses acting on the pendulum arms. A plurality of flaps in the form of flaps 3, 4, 5 are arranged on the pendulum arms rotatably attached to the pendulum arms in a similar manner as explained above. The pendulum arms can also be designed with recesses that have the same shape as the flaps in a similar way as explained above. The rocking movement of the pendulum arms is preferably spring-loaded, for example by means of torsion springs. Pendulum arms 10 can be eccentrically supported on turbine arms 7 to increase the pendulum movement.
Klaffturbinene 1 og 2 kan være utformet med en åpen kjerne, dvs. at området sentralt i klaffturbinene i all hovedsak er åpent slik at vannmasser kan strømme fritt igjennom kjernen. Turbinarmene 7 kan da være festet på indre ringformet støtteanordning 11 med tilstrekkelig aksiale lengde, eller senterskiver lia, fortrinnsvis i samme størrelsesorden som tykkelsen til turbinarmene 7. The flap turbines 1 and 2 can be designed with an open core, i.e. the central area of the flap turbines is essentially open so that masses of water can flow freely through the core. The turbine arms 7 can then be attached to an inner ring-shaped support device 11 with sufficient axial length, or center discs or the like, preferably in the same order of magnitude as the thickness of the turbine arms 7.
Alternativt er klaffturbinenes kjerner lukket for eksempel ved at det er anordnet et sylindrisk eller mangekantet element 6 i klaffturbinens kjerneområde. Vann kan dermed ikke strømme gjennom det sentrale området i klaffturbinene 1 og 2 slik som ved de klaffturbinene som er utformet med åpen kjerne. Alternatively, the cores of the flap turbines are closed, for example by arranging a cylindrical or polygonal element 6 in the core area of the flap turbine. Water cannot thus flow through the central area in the flap turbines 1 and 2, as with the flap turbines which are designed with an open core.
Klaffene kan være utformet med enkle klaffer 3, doble klaffer 4, være firklaffet 5 eller være utformet med et annet antall klaffer, for eksempel av par- eller primtallskombinasjoner av klaffer. I åpen posisjon glir klaffene 3, 4, 5 i vannet som slanke formasjoner eller hydrodynamiske utforminger parallelt opp mot enhver strømningsretning som avviker fra turbinens rotasjonsretning. Alle klaffene 3, 4, 5 veksler fra arbeidsfase til mellomfase og hvilefase og kan sammen med øvrige konstruksjonselementer inngå i frekvent lagring av kinetisk havenergi som potensiell energi med påfølgende frigjøring av stillingsenergi til bevegelsesenergi. The flaps can be designed with single flaps 3, double flaps 4, be four-flap 5 or be designed with a different number of flaps, for example of even or prime number combinations of flaps. In the open position, the flaps 3, 4, 5 slide in the water as slender formations or hydrodynamic designs parallel to any direction of flow that deviates from the direction of rotation of the turbine. All flaps 3, 4, 5 change from working phase to intermediate phase and rest phase and can, together with other structural elements, be included in the frequent storage of kinetic ocean energy as potential energy with the subsequent release of positional energy into movement energy.
Det er mulig å anordne flere turbiner slik at de roterer utenpå hverandre, dvs. at to eller flere turbiner er konsentriske 2 og montert radialt utenfor hverandre. De kan rotere i samme retning eller ha forskjellige rotasjonsretninger. It is possible to arrange several turbines so that they rotate outside each other, i.e. that two or more turbines are concentric 2 and mounted radially outside each other. They can rotate in the same direction or have different directions of rotation.
De fleste utførelsesformene av kraftverket som er vist på de vedlagte figurarkene er utformet med ulike tidevanns- og stormbølgeforankringer. En av løsningene har forankringsarm 27 med leddanordning 26 i hver ende og som er roterbart forbundet til modulbein 18 på kraftverksmodul 17 og ytre ende av forankringsarmen 27 er roterbart forbundet til ankerelement 28. Det kan også benyttes ankerkjetting med lodd 27a og / eller ubåtnett 27b som samtidig beskytter klaffturbinene mot mindre båter og drivgods. Hvert enkelt av modulbeina 18 til kraftverksmodulene 17 kan forankres ved hjelp tidevanns- og stormbølgeforankring, men det er også mulig å forankre et utvalg av modulbein. Forankringsarm 26 kan være bøyelig i en eller flere retninger og leddelement 27 kan være hengselledd og tillate vertikalbevegelser eller være kuleledd som øker bevegeligheten også i transversalplanet. Mer tradisjonell ankerkjetting med loddelement 27a og de øvrige ulike forankringsanordningene kan kombineres og i tillegg benyttes mellom neddykket og flytende kraftverk. Most of the power plant designs shown on the attached figure sheets are designed with various tidal and storm wave anchorages. One of the solutions has an anchoring arm 27 with joint device 26 at each end and which is rotatably connected to module leg 18 on power plant module 17 and the outer end of the anchoring arm 27 is rotatably connected to anchor element 28. Anchor chain with weights 27a and/or submarine net 27b can also be used as at the same time, the flap turbines protect against smaller boats and floating cargo. Each of the module legs 18 of the power plant modules 17 can be anchored using tidal and storm wave anchoring, but it is also possible to anchor a selection of module legs. Anchoring arm 26 can be flexible in one or more directions and joint element 27 can be a hinge joint and allow vertical movements or be a ball joint which increases mobility also in the transverse plane. More traditional anchor chain with plumb element 27a and the other various anchoring devices can be combined and additionally used between the submerged and floating power plant.
I kraftomformingskanalen 21 som dannes mellom to kraftverksmoduler, kan det være anordnet ett eller flere flateelementer 22 som kan «komprimere» eller samle og øke den kinetiske havenergien mot en kortere del av klaffturbinene 1 og 2 ved at bredden på kraftomformingskanalen innsnevres. Det reduserte gjennomstrømningsarealet medfører at hastigheten på vannmassenes bevegelser øker fortrinnsvis i vertikalplanet mellom justerbare flateelementer 22. Turbinene 1 og 2 kan ha større turbinskiver 8 eller turbinskiver med utsparing for klaffenes bevegelser 9 for å opprettholde energinivået og for å strukturere energien mot klaffene 3, 4, 5. Flateelementene 22 kan eksempelvis være flate plater. In the power conversion channel 21 which is formed between two power plant modules, one or more surface elements 22 can be arranged which can "compress" or collect and increase the kinetic ocean energy towards a shorter part of the flap turbines 1 and 2 by narrowing the width of the power conversion channel. The reduced flow area means that the speed of the movements of the water masses increases preferably in the vertical plane between adjustable surface elements 22. The turbines 1 and 2 can have larger turbine discs 8 or turbine discs with recesses for the movements of the flaps 9 in order to maintain the energy level and to structure the energy towards the flaps 3, 4, 5. The flat elements 22 can, for example, be flat plates.
Det har over blitt beskrevet forskjellige elementer ved det foreliggende kraftverket som er felles for de fleste av utførelsesformene som er vist på de vedlagte figurarkene. Utførelsene på figurarkene skal nå kort beskrives idet det som er beskrevet over gjelder for alle utførelsesformene unntatt der dette er spesielt nevnt at dette ikke er tilfellet eller hvor det er helt opplagt fra figurene at ett eller flere av trekkene beskrevet over ikke gjelder. Various elements of the present power plant which are common to most of the embodiments shown on the attached figure sheets have been described above. The designs on the figure sheets shall now be briefly described, as what is described above applies to all the designs, except where it is specifically mentioned that this is not the case or where it is completely obvious from the figures that one or more of the features described above do not apply.
Figurark 1 viser et kraftverk for omforming av kinetisk havenergi som omfatter syv vertikal stilte kraftversmoduler 17 med tilhørende modulbein 18 og med mellomliggende enkle klaffturbiner 1 med eller eventuelt uten turbinkjerner. Klaffturbinene 1 har et antall turbinarmer 7, for eksempel seks turbinarmer som er jevnt fordelt i klaffturbinens omkretsretning, som de doble klaffene 4 er innfestet til som beskrevet over. Klaffturbinene 1 er videre anordnet med indre X-bånd 13 som konstruksjonsmessig er forbundet til og binder sammen indre del av turbinarmene 7. I tillegg har klaffturbinen ytre ringformet støtteanordning 12 tilkoblet de seks turbinarmene 7 utenfor klaffene 4 sine bevegelsesområder fra arbeidsfase til hvilefase. Modulbeina 18 er forbundet til en tidevanns- og stormbølgeforankring, fortrinnsvis på aktersiden av kraftverket, med et leddelement 26 til en forankringsarm 27 og videre med tilvarende leddelement 26 til ankerelementet 28 som i dette utførelseseksempelet er anordnet med sugekopper som fester ankerelementet til havbunnen. I front av kraftverket kan kraftverket være anordnet med en ankerkjetting som er festet til et ankerelement 28. Ankerkjettingen 28 kan i tillegg være anordnet med et lodd 27a mellom modulbeinet 18 og ankerelementet 28 som antydet på figur 1. Figure sheet 1 shows a power plant for converting ocean kinetic energy comprising seven vertically aligned power verse modules 17 with associated module legs 18 and with intermediate simple flap turbines 1 with or possibly without turbine cores. The flap turbines 1 have a number of turbine arms 7, for example six turbine arms which are evenly distributed in the circumferential direction of the flap turbine, to which the double flaps 4 are attached as described above. The flap turbines 1 are further arranged with internal X-bands 13 which are structurally connected to and bind together the inner part of the turbine arms 7. In addition, the flap turbine has an outer ring-shaped support device 12 connected to the six turbine arms 7 outside the flaps 4's range of motion from working phase to resting phase. The module legs 18 are connected to a tidal and storm wave anchorage, preferably on the stern of the power plant, with a joint element 26 to an anchoring arm 27 and further with existing joint element 26 to the anchor element 28 which in this design example is arranged with suction cups that attach the anchor element to the seabed. In front of the power plant, the power plant can be arranged with an anchor chain which is attached to an anchor element 28. The anchor chain 28 can also be arranged with a plumb line 27a between the module leg 18 and the anchor element 28 as indicated in figure 1.
Figurark 2 viser en kraftverksenhet 32 som omfatter to kraftverksmoduler 17 med tilhørende modulbein 18. Mellom de to kraftverksmodulene 17 er det dannet en kraftomformingskanal 21 hvor det er anordnet tre mellomliggende klaffturbiner 1 som alle strekker seg mellom og er opplagret i de to kraftverksmodulene 17. Klaffturbinene omfatter turbinkjerner 6 som er anordnet med doble elastiske klaffer 4 innfestet på pendelarmer 10 (se også figurark 8). Pendelarmene 10 er roterbart eller vippbart montert på turbinarmene 7. På figurark 2 er det videre vist at pendelarmene kan være anordnet mellom store versjoner av turbinskiver 8. Sylindrisk utforming av ytre X-bånd 14 forbinder turbinarmer 7 og turbinskiver 8. Turbinskivene 8 er fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, sirkulære. De bevirker energi strukturering og fungerer også som opplagring for de doble klaffene 4. På innsiden av kraftverksmodulene 17 er det videre anordnet bevegelige flateelementer 22 for innsnevring av bredden på innkommende energifelt mot turbinene. Figure sheet 2 shows a power plant unit 32 which comprises two power plant modules 17 with associated module legs 18. Between the two power plant modules 17, a power conversion channel 21 is formed where three intermediate flap turbines 1 are arranged, all of which extend between and are stored in the two power plant modules 17. The flap turbines comprises turbine cores 6 which are arranged with double elastic flaps 4 attached to pendulum arms 10 (see also figure sheet 8). The pendulum arms 10 are rotatably or tiltably mounted on the turbine arms 7. On figure sheet 2 it is further shown that the pendulum arms can be arranged between large versions of turbine discs 8. Cylindrical design of outer X-band 14 connects turbine arms 7 and turbine discs 8. The turbine discs 8 are preferably, but not necessarily, circular. They effect energy structuring and also function as storage for the double flaps 4. On the inside of the power plant modules 17, movable surface elements 22 are also arranged for narrowing the width of the incoming energy field towards the turbines.
Innvendige hulrom i kraftverksmodulene 17 og modulbein 18 (ikke vist på figurene) kan benyttes til videre energiomforming og til energilagring, eksempelvis i form av komprimert luft. Internal cavities in the power plant modules 17 and module legs 18 (not shown in the figures) can be used for further energy conversion and for energy storage, for example in the form of compressed air.
Figurark 3 viser en kraftverksenhet 32 med to primære kraftverksmoduler 17 med modulbein 18. I tillegg er kraftverksenheten 32 anordnet med en mellomliggende sekundær kraftverksmodul 19 og tertiære kraftverksmoduler 20 som er anordnet mellom en primær kraftverksmodul 17 og en sekundær kraftverksmodul 18 som antydet på figurark 3. Alle kraftverksmodulene 17, 19, 20 er konstruksjonsmessig forbundet til en eller flere bølgereflekterende vegganordninger 23 som strekker seg mellom og er forbundet til de to primære kraftverksmodulene 17. De bølgereflekterende vegganordningene 23 kan ha tallrike åpninger for gjennomstrømning av havstrøm og tidevannsbølger. Kraftverket er her vist med ankerelement 28 direkte fastmontert til kraftverkets modulbein 18. Mellom de ulike typer kraftverksmoduler er det anordnet klaffturbiner 1, fortrinnsvis av ulike størrelser, som har doble elastiske klaffer 4 innfestet på pendelarmer 10. Pendelarmene 10 er fortrinnsvis eksentrisk montert på turbinarmene 7 som er anordnet mellom turbinskiver 8. Sylindrisk utforming av ytre X-bånd 14 forbinder turbinarmene 7 og pendelarmene 10 med turbinskivene 8. Pendelarmene 10 er eksentrisk opplagret mot turbinarmen 7 for eksempel gjennom en eksenterbolt som forbinder pendelarmene 10 til respektive turbinarmer 7. Når den innerste og lengste halvdelen av pendelarmen 10 dreier innover i sentral retning i arbeidsfasen, vil eksenteropplagringen bidra til at de sylindriske X-båndene spennes ut og noe av bevegelsesenergien lagres som potensiell energi som frigis ved forlengelse av arbeidsfasen i tillegg til at turbinflaten pendler tilbake til utgangsstilling. Figure sheet 3 shows a power plant unit 32 with two primary power plant modules 17 with module legs 18. In addition, the power plant unit 32 is arranged with an intermediate secondary power plant module 19 and tertiary power plant modules 20 which are arranged between a primary power plant module 17 and a secondary power plant module 18 as indicated on figure sheet 3. All the power plant modules 17, 19, 20 are structurally connected to one or more wave-reflecting wall devices 23 which extend between and are connected to the two primary power plant modules 17. The wave-reflecting wall devices 23 can have numerous openings for the flow of ocean currents and tidal waves. The power plant is shown here with anchor element 28 directly fixed to the power plant's module legs 18. Between the different types of power plant modules there are arranged flap turbines 1, preferably of different sizes, which have double elastic flaps 4 attached to pendulum arms 10. The pendulum arms 10 are preferably eccentrically mounted on the turbine arms 7 which is arranged between turbine discs 8. Cylindrical design of outer X-band 14 connects the turbine arms 7 and the pendulum arms 10 with the turbine discs 8. The pendulum arms 10 are eccentrically supported against the turbine arm 7, for example through an eccentric bolt which connects the pendulum arms 10 to respective turbine arms 7. When the innermost and the longest half of the pendulum arm 10 rotates inwards in the central direction during the working phase, the eccentric support will contribute to the cylindrical X-bands being stretched out and some of the movement energy is stored as potential energy which is released during the extension of the working phase in addition to the turbine surface oscillating back to the initial position.
De sentrale turbinkjernene 6 utgjør samtidig en konstruksjonsmessig forbindelse både mellom de primære kraftverksmoduler 17, sekundær kraftverksmodul 19 og tertiære kraftverksmoduler 20 og de primære kraftverksmodul enes modulbein 18. The central turbine cores 6 also form a structural connection between the primary power plant modules 17, secondary power plant module 19 and tertiary power plant modules 20 and the primary power plant module's modular legs 18.
Et antall av klaffturbinene 1 kan ha åpne turbinkjerner. Det er videre mulig å anordne et oppdrettsanlegg 30 for offshore akvakultur mellom de største primære kraftverksmodulene 17 og de bølgereflekterende veggeanordningene 23. Restbølger reflekteres tilbake mot turbinområdet og danner positiv eller negativ interferens med øvrige innkommende bølger. Figurark 4 viser en utførelsesform av kraftverket for omforming av kinetisk havenergi omfattende syv kraftverksmoduler 17 og modulbein 18. Kraftverket er i denne utførelsesformen i sin helhet neddykket og er fast forankret til havbunnen. Kraftverket er ellers i hovedsak som forklart over, men er fortrinnsvis utformet med noe reduserte kraftverksmoduler 17 og modulbeina 18 kan være direkte tilkoblet ankerelementene 28 på havbunnen som vist på figurark 4. Videre energiomforming finner sted inne i modulbeina 18 som også fortrinnsvis er anordnet med energilagring 29, for eksempel i form av komprimert luft i beholdere/tanker i modulbeina 18. Klaffturbinene 1 er fortrinnsvis utformet med doble klaffer 4 som beskrevet over. Klaffturbinene er fortrinnsvis utformet med lukkede turbinkjerner 6, men kan også utformes med åpne turbinkjerner. Videre omfatter klaffturbinene 1 ytre ringformete støtteanordninger 12 som hver forbinder grupper på seks turbinarmer 7. Figurark 5 viser en klaffturbin 1 med åpen kjerne og med tre enkle klaffer 3 på hver gruppe av seks turbinarmer 7. I utførelsesformen vist på figurark 5 omfatter hver slik gruppe av turbinarmer tre turbinarmer 7. Dette antallet kan selvfølgelig variere fra en utførelsesform til en annen av klaffturbinen. Klaffturbin 1 er anordnet med indre ringformete støtteanordninger 11 og ytre ringformete støtteanordninger 12 som turbinarmene 7 er festet til. De bevegelige klaffene 3 har en kurvet form og ligger i tilsvarende buer for klaffenes krumning 7a eller bueformede fordypninger i turbinarmene 7 når klaffene befinner seg i arbeidsposisjonen. A number of the flap turbines 1 may have open turbine cores. It is also possible to arrange a breeding facility 30 for offshore aquaculture between the largest primary power plant modules 17 and the wave-reflecting wall devices 23. Residual waves are reflected back towards the turbine area and form positive or negative interference with other incoming waves. Figure sheet 4 shows an embodiment of the power plant for converting kinetic ocean energy comprising seven power plant modules 17 and module legs 18. In this embodiment, the power plant is entirely submerged and is firmly anchored to the seabed. The power plant is otherwise essentially as explained above, but is preferably designed with somewhat reduced power plant modules 17 and the module legs 18 can be directly connected to the anchor elements 28 on the seabed as shown on figure sheet 4. Further energy conversion takes place inside the module legs 18 which are also preferably arranged with energy storage 29, for example in the form of compressed air in containers/tanks in the module legs 18. The flap turbines 1 are preferably designed with double flaps 4 as described above. The flap turbines are preferably designed with closed turbine cores 6, but can also be designed with open turbine cores. Furthermore, the flap turbines 1 comprise outer annular support devices 12, each of which connects groups of six turbine arms 7. Figure sheet 5 shows a flap turbine 1 with an open core and with three single flaps 3 on each group of six turbine arms 7. In the embodiment shown on figure sheet 5, each such group comprises of turbine arms three turbine arms 7. This number can of course vary from one embodiment to another of the flap turbine. Flap turbine 1 is arranged with inner ring-shaped support devices 11 and outer ring-shaped support devices 12 to which the turbine arms 7 are attached. The movable flaps 3 have a curved shape and lie in corresponding arcs for the curvature of the flaps 7a or arc-shaped recesses in the turbine arms 7 when the flaps are in the working position.
Klaffturbinen 1 er montert mellom tre-punktsopplagring 24 for turbin som omfatter et hjul og en aksling som overfører den mekaniske energien gjennom modulveggen til videre energiomforming innvendig i modulene, for eksempel komprimering av luft. The flap turbine 1 is mounted between three-point storage 24 for the turbine which comprises a wheel and an axle which transfers the mechanical energy through the module wall to further energy conversion inside the modules, for example compression of air.
Figurark 6 viser en klaffturbin 1 med ett stort tannhjul på hver side som går i inngrep mellom tre punkts opplagring 24 som både representerer klaffturbinens 1 opplagring og overføring av den mekaniske energien gjennom veggen i kraftverksmodulen 17 og modulbeina 18 inn til giringsanordning og generator 25 eller andre enheter for produksjon av sluttenergi som her er illustrert ved tre luftkompressorer som trinnvis innkobles ved økende energiforekomster. Klaffturbinen 1 har åpen kjerne og har tre doble klaffer 4 på hver turbinarm 7. Det er anordnet grupper på seks turbinarmer rundt klaffturbinens omkrets. Klaffturbinen 1 omfatter også to sylindriske støttebånd, indre X-bånd 13 og ytre X-bånd 14 mellom de store tannhjulene på hver side av klaffturbinen 1. De doble klaffene 4 har formbestemmende anordninger 16 eller di stan se stykker mellom klaffene. Figurark 7 viser et eksempel på tre konsentriske klaffturbiner 2 som roterer utenpå hverandre. De firedoble klaffene 5 er anordnet med formbestemmende distanseanordninger 16 og er montert på turbinarmer 7 som har bueformede fordypninger som tilsvarer klaffenes krumning 7a. Indre ringformete støtteanordninger 11 og ytre ringformete støtteanordninger 12 er begge forbundet til turbinarmene 7 på de tre turbinene 2 som roterer om samme turbinkjerne 6. Den midterste turbinen roterer motsatt retning under den primære energiomforming og har tre-punkts opplagring for turbin 24 som er montert mellom de to innerste og de to ytterste turbinene og overfører den mekaniske energien gjennom veggen til sekundær energiomforming innvendig i kraftverksmodulene. Figurark 8 viser øverst en klaffturbin med fem enkle klaffer i form av klaffer 3 innfestet på hver av pendelarmene 10 med bueformede fordypninger for klaffenes krumning 10a. Pendelarmene er montert sentrisk på de fastmonterte turbinarmene 7 som er fastmontert på en indre støttering som er forbundet til hverandre med sylindrisk utforming av indre X-bånd. Figure sheet 6 shows a flap turbine 1 with one large gear wheel on each side which engages between three point storage 24 which represents both the storage of the flap turbine 1 and the transmission of the mechanical energy through the wall of the power plant module 17 and the module legs 18 into the gearing device and generator 25 or other units for the production of final energy which are illustrated here by three air compressors which are gradually switched on when energy deposits increase. The flap turbine 1 has an open core and has three double flaps 4 on each turbine arm 7. Groups of six turbine arms are arranged around the circumference of the flap turbine. The flap turbine 1 also comprises two cylindrical support bands, inner X-band 13 and outer X-band 14 between the large gears on each side of the flap turbine 1. The double flaps 4 have shape-determining devices 16 or spacers between the flaps. Figure sheet 7 shows an example of three concentric flap turbines 2 that rotate outside of each other. The quadruple flaps 5 are arranged with shape-determining distance devices 16 and are mounted on turbine arms 7 which have arc-shaped recesses corresponding to the flaps' curvature 7a. Inner annular support devices 11 and outer annular support devices 12 are both connected to the turbine arms 7 of the three turbines 2 rotating around the same turbine core 6. The middle turbine rotates in the opposite direction during the primary energy conversion and has three-point support for turbine 24 which is mounted between the two innermost and the two outermost turbines and transfers the mechanical energy through the wall to secondary energy conversion inside the power plant modules. Figure sheet 8 shows at the top a flap turbine with five single flaps in the form of flaps 3 attached to each of the pendulum arms 10 with arc-shaped recesses for the flaps' curvature 10a. The pendulum arms are mounted centrically on the fixed turbine arms 7 which are fixed on an inner support ring which is connected to each other with a cylindrical design of inner X-bands.
Den nederste turbinen på figurark 8 skiller seg fra øvre turbin ved at den på midten har en tverrstilt turbinflate 9 med utsparinger for klaffene og med tre senterbånd 15 på langs av indre del av åpen turbinkjerne. Senterbånd kan være oppspent mellom hjul på yttersidene av turbinen eller være innspent i modulene på hver side av turbinen og hvor indre del av senterskiven har en sentral del som er fast forbundet til de tre senterb åndene 15 som senterskiven 9 roterer rundt. Figurark 9 viser et kraftverk for omforming av kinetisk havenergi hvor hver kraftverksenhet 32 kan bevege seg opp og ned i store havbølger uavhengig av naboenhetene. Kraftverksmodulene 17 har modulbein 18 kun på aktersiden med leddelement på forankring 26 direkte på ankerelement 28. En spesiell oppdriftsutforming øverst på kraftverksmodul en 17 sikrer at energi anlegget følger tidevannsendringer og beveger seg opp og ned sammen med de største havbølgene. Klaffturbinene 1 har kraftoverføring til utvekslingsanordning tilkoblet generatorer 25 slik disse er illustrert innvendig i to transparente kraftverksmoduler 17 og modulbein 18 på høyre side av kraftverket som i tillegg har energilagring 29 i form av komprimert luft. Klaffturbin 1 har doble klaffer 4 montert på pendelarmene 10. Pendelarmene er montert på turbinarmene 7 som er montert på en anordning som roterer utenpå turbinkjernen 6. Klaffturbinen har sylindrisk eller mangekantet utforming av ytre X-bånd 14 som er tilkoblet opplagringspunktene mellom turbinarmer 7 og pendelarmer 10. Figurark 10 viser et to-delt flytende kraftverk hvor et øvre flytende kraftverk for omforming av kinetisk havenergi som er forankret til et undervannskraftverk, dvs. et neddykket kraftverk. Både det flytende kraftverket og det neddykkede kraftverket omfatter kraftverksmoduler 17 som er utformet med modulbein 18. Det neddykkete kraftverket er forankret til bunnen med ankerelementer 28.1 det minste noen av, men fortrinnsvis alle, det flytende kraftverkets modulbein 18 er forbundet til respektive nedre kraftverkmoduler 17 med en tidevanns- og stormforankring med leddelement 26 og forankringsarm 27 med nytt leddelement 26 til toppen av kraftverksmoduler 17 på det neddykkete kraftverket. Klaffturbinene 1 har fortrinnsvis doble klaffer 4 innfestet på pendelarmene 10 som er montert på turbinarmer 7. Klaffturbin 1 har turbinkjerne 6 og sylindrisk eller mangekantet utforming av ytre X-bånd 14 som er tilkoblet opplagringspunktene mellom pendelarmene 10 og turbinarmene 7. Figurark 11 viser kraftverk i henhold til oppfinnelsen utformet som energiøy, hvor turbinene 1 og kraftverksmodulene 17 med modulbeina 18 inngår i den konstruksjonsmessige oppbyggingen av den flytende energiøy som kan være utformet med akvakultur 30 og vindturbiner 31 og energilagring 29 innvendig i kraftverksmodulene 17 i tillegg til havnefasiUteter og annen virksomhet. Energiøya har tidevanns- og stormbølgeforankring med leddelement på forankring 26, forankringsarm 27 og ankerelement 28. Energiøya som er vist på figurark 11 har i all hovedsak en sirkulær utforming, men kan selvfølgelig ha mange andre utforminger. Energiøya kan videre være utformet med åpninger fra sjøen slik at fartøyer kan bevege seg inn og fortøyes til energiøya. Dette kan være fartøyer som kommer for å utføre vedlikehold og reparasjon, for transport av personell, tilførsel av nødvendige varer osv. Det er også vist på figurark 11 at energiøya omfatter en vindturbin anordnet sentralt på energiøya. Avhengig av størrelsen på energiøya, kan det selvfølgelig anordnes et antall vindturbiner på energiøya som kan anordnes på ønskede steder sentralt på energiøya eller rundt periferien av energiøya. Figurark 12 viser kraftverk i henhold til oppfinnelsen utformet som undersjøisk brostruktur for transportvirksomhet hvor klaffturbiner 1 av ulike dimensjoner er montert under og over den største klaffturbinen 1 som har turbinkjerne 6 utformet som tunnel profil med kjøre- og sykkelbaner nødutganger, ventilasjon, rør og kabling. Også alle de andre klaffturbinene har fortrinnsvis turbinkjerner 6 og er tilkoblet kraftverksmoduler 17 og modulbein 18 med innvendig energiproduksjon og energilagring. Klaffturbinene 1 har doble klaffer 4 som er montert på pendelarmer 10 dreibart innfestet til turbinarmer 7 som er støttet opp av sylindrisk utforming av ytre X-bånd 14. Figurark 13 viser kraftverket utformet som brostruktur for trafikk over havnivå med tidevanns- og stormbølgeforankring hvor leddelementer på forankring 26 er tilkoblet forankringsarm 27 og ankerelement 28. Klaffturbinene har turbinkjerner og enkle klaffer 3 som er montert på turbinarmene 7. Grupper på seks turbinarmer er forbundet med hverandre ved ytre ringformete støtteanordninger 12. Figurark 14 viser en av mange muligheter for arrangement av enkle klaffturbiner 1 og konsentriske turbiner 2 ved siden av hverandre, under og over hverandre med ulike valgte rotasj onsretninger. Kraftverksmodulene 17 og modulbeina 18 har klaffturbiner 1 og to størrelser av konsentriske klaffturbiner 2 med doble klaffer 4 som er montert på turbinarmer 7 som roterer rundt turbinkjerner 6. De konsentriske turbinene 2 har indre ringformet støtteanordning 11 og ytre ringformet støtteanordning 12. Figurark 15 viser en klaffturbin 1 med doble klaffer 4 montert mellom energi strukturerende turbinflater 8 av ulik utforming og med oppheng for klaffene 4. Siderisset nede til høyre på figurark 15 viser klaffenes gradvise forandring av stilling eller posisjon i det klaffturbinen roterer og klaffene vil veksle mellom arbeidsfase og hvilefase. Figurark 16 viser en klaffturbin 1 med doble klaffer 4 innfestet til turbinflater 9 med utsparinger for klaffene 4 sine bevegelser. Klaffturbinen har indre X-bånd 13 som forbinder turbinflatene 9. Også på figurark 16 er klaffenes gradvise forandring av stilling eller posisjon i det klaffturbinen roterer og klaffene vil veksle mellom arbeidsfase og hvilefase vist. Figurark 17 viser en klaffturbin 1 med firedoble klaffer 5 innfestet til turbinarmer 7 som har ytre støtteringer 12. Turbinarmene 7 er utformet med bueformede fordypninger som tilsvarer klaffenes krumning 7a. Turbinarmene 7 er montert på senterskive lia. Klaffene 5 har i sin oppbygging parvis varierende bredder og har elastiske formbestemmende anordninger 16 som gir klaffene en hydrodynamisk form i hvilefasen og øker åpningshastigheten ved overgang til arbeidsfase. Figurark 18 viser et kraftverk med et flertall klaffturbiner 1 hvorav et flertall er doble og tredoble konsentriske klaffturbiner 2. Klaffturbinene på venstre side av kraftverksmodul en 17 på den øvre figuren på figurark 18 er utformet med turbinkjerner 6 mens klaffturbinene på venstre side av kraftverksmodulen 17 er tilsvarende turbiner, men uten turbinkjerner. Av detaljer vises klaffturbin som har turbinarm 7, klaffturbin med pendelarm 10, indre ringformet støtteanordning 11, ytre ringformet støtteanordning 12, sylindrisk utforming av indre X-bånd 13 og ytre X-bånd 14. Figurark 19 viser et kraftverk som omfatter en kraftverksenhet 32 bygget opp av to kraftverksmoduler 17 som hver har to modulbein 18. Mellom kraftverksmodulene 17 er det dannet en kraftomformingskanal 21 hvor det er anbragt fem mellomliggende turbiner 1 med turbinkjerner 6. Kraftverket har tidevanns- og stormbølgeforankring med leddelement 26 til forankringsarm 27 og i tillegg to ankerkjettinger 27a som er festet til modulbeina 18 i den ene enden og til ankerelement 28, som har sugekopper ned i havbunnen, i den andre enden. Utførelsesformen på figurark 19 viser at klaffturbinene 1 i front og akter av kraftverket ikke nødvendigvis trenger å være montert horisontalt og parallelt med hverandre, men kan være montert avvikende fra horisontalplanet. Som vist på figurene kan klaffturbinene være anordnet skrått mellom kraftverksmodulene 17. Klaffturbinen har fortrinnsvis, på samme måte som forklart flere ganger over, doble klaffer 3 innfestet på pendelarm 10 som er montert eksentrisk på turbinarmene 7. Figurark 20 viser et kraftverk som omfatter en kraftverksenhet 32 bygget opp av to kraftverksmoduler 17 som hver har to modulbein 18 som danner en kraftomformingskanal 21 på samme måte som forklart en rekke ganger over. I kraftomformingskanalen 21 kan det være anbragt fem mellomliggende turbiner 1 hvor nederste turbin forut og akter, samt øverste klaffturbin 1 har turbinkjerner 6. Kraftverket har tidevanns- og stormbølgeforankring med leddelement 26, som forbinder et modulbein med en forankringsarm 27, og et ankerelement 28 som er leddet forbundet til forankringsarmen 27 og har sugekopper ned i havbunnen. Klaffturbinen 1 øverst til venstre har doble klaffer 3 innfestet på pendelarm 10 som er montert eksentrisk på turbinarmene 7 som er forbundet med indre X-bånd 13. Klaffturbinen 1 nedenfor har i midten en tverrstilt senterskive 9 med utsparinger for klaffenes bevegelser. I midtre del av klaffturbinen 1 er det tre langsgående senterbånd 15 som kan være innspent mellom turbinens yttersider eller mellom de to kraftverksmodulene 17 eller modulbeina 18. I sistnevnte tilfelle har senterdisken en ikke-roterende indre del. Figurark 21 viser en utførelsesform med et flertall kraftverksmoduler 17 med modulbein 18 som har ankerkjettinger med lodd 27a fra hvert av sine fire hjørner infester til leddelementet på forankring 26 til henholdsvis modulbein 18 og ankerelement 28. Klaffturbinene 1 har fortrinnsvis doble klaffer 4 og sylindrisk utforming av indre X-bånd 13 og ytre ringformet støtteanordninger 12 mellom turbinarmene 7. Figurark 22 viser en utførelsesform av kraftverket omfattende et flertall kraftverksmoduler 17 hvor øvre horisontale del er utformet som krummete sylindriske enheter som kan overstrømmes av store bølger. Kraftverket har fire ankerkjettinger med lodd 27a som er innfestet i begge ender til leddelement 26 henholdsvis til modulbein 18 og ankerelement 28. Klaffturbinene 1 har fortrinnsvis doble klaffer 4 og sylindrisk utformet indre X-bånd 13 og ytre ringformet støtteanordninger 12 mellom turbinarmene 7. Figurark 23 viser kraftverksenhet 32 omfattende to kraftverksmoduler 17 med modulbein 18 som ikke er parallelle. De danner en kileformet kraftomformingskanal 21 hvor avstanden mellom de kraftverksmodulene 17 er minst øverst og øker gradvis med dybden. Kraftverksenheten har fortrinnsvis tre klaffturbiner 1 som hver er anordnet med turbinkjerne 6, turbinarmer 7, pendelarmer 10 og enkle klaffer 3. The lowermost turbine on figure sheet 8 differs from the upper turbine in that it has a transverse turbine surface 9 in the middle with recesses for the flaps and with three central bands 15 along the inner part of the open turbine core. Center bands can be tensioned between wheels on the outer sides of the turbine or be tensioned in the modules on each side of the turbine and where the inner part of the center disc has a central part which is firmly connected to the three center bands 15 around which the center disc 9 rotates. Figure sheet 9 shows a power plant for transforming ocean kinetic energy where each power plant unit 32 can move up and down in large ocean waves independently of the neighboring units. The power plant modules 17 have module legs 18 only on the stern side with joint element on anchorage 26 directly on anchor element 28. A special buoyancy design at the top of power plant module one 17 ensures that the energy plant follows tidal changes and moves up and down together with the largest ocean waves. The flap turbines 1 have power transmission to an exchange device connected to generators 25 as these are illustrated inside two transparent power plant modules 17 and module legs 18 on the right side of the power plant which also have energy storage 29 in the form of compressed air. Flap turbine 1 has double flaps 4 mounted on the pendulum arms 10. The pendulum arms are mounted on the turbine arms 7 which are mounted on a device that rotates outside the turbine core 6. The flap turbine has a cylindrical or polygonal design of outer X-band 14 which is connected to the bearing points between turbine arms 7 and pendulum arms 10. Figure sheet 10 shows a two-part floating power plant where an upper floating power plant for converting ocean kinetic energy is anchored to an underwater power plant, i.e. a submerged power plant. Both the floating power plant and the submerged power plant comprise power plant modules 17 which are designed with modular legs 18. The submerged power plant is anchored to the bottom with anchor elements 28.1 at least some of, but preferably all, the floating power plant's modular legs 18 are connected to respective lower power plant modules 17 with a tidal and storm anchorage with joint element 26 and anchoring arm 27 with new joint element 26 to the top of power plant modules 17 on the submerged power plant. The flap turbines 1 preferably have double flaps 4 attached to the pendulum arms 10 which are mounted on turbine arms 7. The flap turbine 1 has a turbine core 6 and a cylindrical or polygonal design of outer X-band 14 which is connected to the storage points between the pendulum arms 10 and the turbine arms 7. Figure sheet 11 shows power plants in according to the invention designed as an energy island, where the turbines 1 and the power plant modules 17 with the module legs 18 are part of the constructional structure of the floating energy island which can be designed with aquaculture 30 and wind turbines 31 and energy storage 29 inside the power plant modules 17 in addition to harbor facilities and other activities. The energy island has tidal and storm wave anchorage with joint element on anchorage 26, anchoring arm 27 and anchor element 28. The energy island shown on figure sheet 11 has essentially a circular design, but can of course have many other designs. The energy island can also be designed with openings from the sea so that vessels can move in and moor to the energy island. These can be vessels that come to carry out maintenance and repair, for the transport of personnel, supply of necessary goods, etc. It is also shown on figure sheet 11 that the energy island comprises a wind turbine arranged centrally on the energy island. Depending on the size of the energy island, a number of wind turbines can of course be arranged on the energy island which can be arranged at desired locations centrally on the energy island or around the periphery of the energy island. Figure sheet 12 shows a power plant according to the invention designed as an underwater bridge structure for transport operations where flap turbines 1 of various dimensions are mounted below and above the largest flap turbine 1 which has a turbine core 6 designed as a tunnel profile with driving and cycling lanes, emergency exits, ventilation, pipes and cabling. All the other flap turbines also preferably have turbine cores 6 and are connected to power plant modules 17 and module legs 18 with internal energy production and energy storage. The flap turbines 1 have double flaps 4 which are mounted on pendulum arms 10 rotatably attached to turbine arms 7 which are supported by the cylindrical design of outer X-band 14. Figure sheet 13 shows the power plant designed as a bridge structure for traffic above sea level with tidal and storm wave anchoring where joint elements on anchoring 26 is connected to anchoring arm 27 and anchor element 28. The flap turbines have turbine cores and single flaps 3 which are mounted on the turbine arms 7. Groups of six turbine arms are connected to each other by outer ring-shaped support devices 12. Figure sheet 14 shows one of many possibilities for the arrangement of simple flap turbines 1 and concentric turbines 2 next to each other, below and above each other with different selected directions of rotation. The power plant modules 17 and module legs 18 have flap turbines 1 and two sizes of concentric flap turbines 2 with double flaps 4 which are mounted on turbine arms 7 which rotate around turbine cores 6. The concentric turbines 2 have inner annular support device 11 and outer annular support device 12. Figure sheet 15 shows a flap turbine 1 with double flaps 4 mounted between energy structuring turbine surfaces 8 of different design and with suspension for the flaps 4. The side sketch at the bottom right of figure sheet 15 shows the flaps' gradual change of position or position as the flap turbine rotates and the flaps will alternate between working phase and rest phase. Figure sheet 16 shows a flap turbine 1 with double flaps 4 attached to turbine surfaces 9 with recesses for the flaps 4's movements. The flap turbine has internal X-bands 13 which connect the turbine surfaces 9. Also on figure sheet 16, the flaps' gradual change of position or position as the flap turbine rotates and the flaps will alternate between working phase and rest phase is shown. Figure sheet 17 shows a flap turbine 1 with quadruple flaps 5 attached to turbine arms 7 which have outer support rings 12. The turbine arms 7 are designed with arc-shaped recesses that correspond to the flaps' curvature 7a. The turbine arms 7 are mounted on the center disc lia. In their construction, the flaps 5 have widths varying in pairs and have elastic shape-determining devices 16 which give the flaps a hydrodynamic shape in the resting phase and increase the opening speed when transitioning to the working phase. Figure sheet 18 shows a power plant with a plurality of flap turbines 1 of which a majority are double and triple concentric flap turbines 2. The flap turbines on the left side of power plant module one 17 in the upper figure on figure sheet 18 are designed with turbine cores 6 while the flap turbines on the left side of power plant module 17 are similar turbines, but without turbine cores. Details show flap turbine having turbine arm 7, flap turbine with pendulum arm 10, inner annular support device 11, outer annular support device 12, cylindrical design of inner X-band 13 and outer X-band 14. Figure sheet 19 shows a power plant comprising a power plant unit 32 built up of two power plant modules 17, each of which has two module legs 18. Between the power plant modules 17, a power conversion channel 21 has been formed where five intermediate turbines 1 with turbine cores 6 are placed. The power plant has tidal and storm wave anchoring with link element 26 to anchoring arm 27 and in addition two anchor chains 27a which is attached to the module legs 18 at one end and to the anchor element 28, which has suction cups down into the seabed, at the other end. The embodiment on figure sheet 19 shows that the flap turbines 1 in front and aft of the power plant do not necessarily need to be mounted horizontally and parallel to each other, but can be mounted deviating from the horizontal plane. As shown in the figures, the flap turbines can be arranged obliquely between the power plant modules 17. The flap turbine preferably has, in the same way as explained several times above, double flaps 3 attached to pendulum arm 10 which is mounted eccentrically on the turbine arms 7. Figure sheet 20 shows a power plant comprising a power plant unit 32 built up of two power plant modules 17, each of which has two module legs 18 which form a power conversion channel 21 in the same way as explained a number of times above. In the power conversion channel 21, there can be five intermediate turbines 1 where the lowest turbine forward and aft, as well as the uppermost flap turbine 1 have turbine cores 6. The power plant has tidal and storm wave anchoring with joint element 26, which connects a module leg with an anchoring arm 27, and an anchor element 28 which the link is connected to the anchoring arm 27 and has suction cups down into the seabed. The flap turbine 1 at the top left has double flaps 3 attached to a pendulum arm 10 which is mounted eccentrically on the turbine arms 7 which are connected by internal X-bands 13. The flap turbine 1 below has in the middle a transverse center disc 9 with recesses for the movements of the flaps. In the middle part of the flap turbine 1, there are three longitudinal center bands 15 which can be clamped between the outer sides of the turbine or between the two power plant modules 17 or the module legs 18. In the latter case, the center disc has a non-rotating inner part. Figure sheet 21 shows an embodiment with a plurality of power plant modules 17 with module legs 18 which have anchor chains with plumb bobs 27a from each of its four corners attached to the link element on anchoring 26 to respectively module legs 18 and anchor element 28. The flap turbines 1 preferably have double flaps 4 and a cylindrical design of inner X-band 13 and outer ring-shaped support devices 12 between the turbine arms 7. Figure sheet 22 shows an embodiment of the power plant comprising a plurality of power plant modules 17 where the upper horizontal part is designed as curved cylindrical units that can be flooded by large waves. The power plant has four anchor chains with weights 27a which are attached at both ends to joint element 26 respectively to module leg 18 and anchor element 28. The flap turbines 1 preferably have double flaps 4 and cylindrically designed inner X-band 13 and outer ring-shaped support devices 12 between the turbine arms 7. Figure sheet 23 shows power plant unit 32 comprising two power plant modules 17 with module legs 18 which are not parallel. They form a wedge-shaped power conversion channel 21 where the distance between the power plant modules 17 is at least at the top and gradually increases with depth. The power plant unit preferably has three flap turbines 1, each of which is arranged with a turbine core 6, turbine arms 7, pendulum arms 10 and single flaps 3.
Videre har kraftverksenheten 32 fortrinnsvis to klaffturbiner 1 med senterbånd 15 og stor turbinskive 9 og turbinarmer 7, pendelarmer 10 og enkle klaffer 3. Kraftverket er forankret til havbunnen med ankerkjettinger 27a innfestet til leddelement 26 på modulbein 18 og i andre enden innfestet til ankerelement 28. Ankerkjettingene 27a er fortrinnsvis forsynt med lodd. Figurark 24 viser et kraftverk omfattende tre kraftverksmoduler 17 som er bredere på midten for å «komprimere» den kinetiske energien, dvs. at kraftomformingskanalen 21 mellom to kraftverksmoduler 17 snevres inn mot senter av kraftverksmodulene 17. Dette er tydelig vist på figuren nederst venstre på figurark 24. De tre spesialutformete kraftverksmodulene 17 danner to kraftverksenheter 32. Hver av de to kraftomformingskanalene 21 har fortrinnsvis tre klaffturbiner 1 med turbinkjerne, turbinarmer 7, pendelarmer 10 og enkle klaffer 3 som forklart over. Videre har kraftverksenhetene 32 fortrinnsvis to klaffturbiner 1 med senterbånd 15 og stor turbinskive 9 og turbinarmer 7, pendelarmer 10 og enkle klaffer 3. Kraftverket er forankret til havbunnen med en ankerkjetting 27a innfestet til leddelement 27 på modulbein 18 og i andre enden innfestet til ankerelement 28. Ankerkjettingene 27a er fortrinnsvis anordnet med ett eller flere lodd. Figurark 25 viser to kraftverksmoduler 17 og modulbein 18 som utgjør en kraftverksenhet 32 med en mellomliggende kraftomformingskanal 21. Kraftverket er forbundet til havbunnen med fortrinnsvis fire ankerkjettinger 27a som i begge ender er infester til leddelement på forankring 26 til henholdsvis modulbein 18 og ankerelement 28. Ankerkjettingene 27a kan være anordnet med lodd som vist på figurene. Klaffturbinene 1 har doble klaffer 4 og sylindrisk utformet indre X-bånd 13 og ytre ringformete støtteanordninger 12 mellom turbinarmene 7.1 front og akter kan det ved innløpet til øvre del av kraftomformingskanalen 21 være montert et flertall parallelle flater med beskyttelsesnett 8a som vist på figuren øverst til høyre på figurark 25. Figurark 26 viser et kraftverk for omforming av kinetisk havenergi omfattende et flertall vertikal stilte kraftversmoduler 17 med tilhørende modulbein 18 og med mellomliggende klaffturbiner 1 som kan være utformet både med og uten turbinkjerner 6. Klaffturbinene 1 har fortrinnsvis doble klaffer 4 som er innfestet til turbinarmer 7 innfestet til sylindrisk utformet indre X-bånd 13. Klaffturbinene er videre anordnet med ytre ringformet støtteanordninger 12. Furthermore, the power plant unit 32 preferably has two flap turbines 1 with center band 15 and large turbine disk 9 and turbine arms 7, pendulum arms 10 and single flaps 3. The power plant is anchored to the seabed with anchor chains 27a attached to link element 26 on module leg 18 and at the other end attached to anchor element 28. The anchor chains 27a are preferably provided with weights. Figure sheet 24 shows a power plant comprising three power plant modules 17 which are wider in the middle to "compress" the kinetic energy, i.e. the power conversion channel 21 between two power plant modules 17 is narrowed towards the center of the power plant modules 17. This is clearly shown in the figure at the bottom left of the figure sheet 24. The three specially designed power plant modules 17 form two power plant units 32. Each of the two power conversion channels 21 preferably has three flap turbines 1 with turbine core, turbine arms 7, pendulum arms 10 and single flaps 3 as explained above. Furthermore, the power plant units 32 preferably have two flap turbines 1 with center band 15 and large turbine disk 9 and turbine arms 7, pendulum arms 10 and single flaps 3. The power plant is anchored to the seabed with an anchor chain 27a attached to link element 27 on module legs 18 and at the other end attached to anchor element 28 The anchor chains 27a are preferably arranged with one or more weights. Figure sheet 25 shows two power plant modules 17 and module legs 18 which make up a power plant unit 32 with an intermediate power conversion channel 21. The power plant is connected to the seabed with preferably four anchor chains 27a which are attached at both ends to link elements on anchorage 26 to module legs 18 and anchor element 28 respectively. The anchor chains 27a can be arranged with plumb lines as shown in the figures. The flap turbines 1 have double flaps 4 and cylindrically designed inner X-band 13 and outer ring-shaped support devices 12 between the turbine arms 7.1 front and aft, at the inlet to the upper part of the power conversion channel 21 a plurality of parallel surfaces with protective nets 8a can be mounted as shown in the figure at the top of right on figure sheet 25. Figure sheet 26 shows a power plant for converting ocean kinetic energy comprising a plurality of vertically positioned power verse modules 17 with associated module legs 18 and with intermediate flap turbines 1 which can be designed both with and without turbine cores 6. The flap turbines 1 preferably have double flaps 4 which is attached to turbine arms 7 attached to cylindrically designed inner X-band 13. The flap turbines are further arranged with outer ring-shaped support devices 12.
Hver av kraftverksmodulene 17 er i front og akter tilkoblet et beskyttelses- og forankringsnett 27b som i hvert hjørne av kraftverket er tilkoblet tidevanns- og stormbølgeforankringen med leddelement 26 til ankerkjetting 27a og videre med tilvarende leddelement 26 til ankerelement 28 som på dette utførelseseksempelet har sugekopper mot havbunnen. Ankerkjettingene kan etter behov være anordnet med ett eller flere lodd. Each of the power plant modules 17 is connected in front and aft to a protection and anchoring net 27b, which in each corner of the power plant is connected to the tidal and storm wave anchoring with link element 26 to anchor chain 27a and further with existing link element 26 to anchor element 28 which in this design example has suction cups against the seabed. As required, the anchor chains can be arranged with one or more weights.
Figurark 27 viser en klaffturbin med radialstilte klaffer 3, 4 som fortrinnsvis er elastiske. Klaffene er dreibart eller elastisk opplagret langs radialstilte konstruksjonselementer 7b og har langsgående turbinarmer 7 med krumninger 7a for klaffenes bøyning i arbeidsfasen. Klaffene kan være fastmontert langs de radialstilte konstruksjonselementene 7b og ha tilstrekkelig elastisitet for sine bevegelsesutslag. Turbinarmenes og klaffenes innfestning kan danne en større eller mindre vinkel i forhold til klaffturbinens radialplan. Flere radialstilte klaffer 3, 4, 5 kan anordnes utenfor hverandre med eller uten langsgående eller radialstilte turbinarmer som konstruksjonsmessig utgangspunkt eller støtte for klaffenes ytre bevegelsesutslag. Figurark 28 viser en klaffturbin som sett forfra har en konveks form og som har elastiske klaffer 3 innfestet til parvis sammenkoblete pendelarmer 10 som danner en pendelvugge 10b mellom turbinskiver 8. Pendelarmene er dreibart innfestet til hver sin turbinskive og sammenkoblet ved hjelp av en eller flere langsgående turbinarmer 7 med krumninger 7a for de elastiske klaffenes bøyning i arbeidsfasen. En pendelvugge 10b kan være eksentrisk montert i forhold til sin dreieopplagring og bevegelsesutslagene kan begrenses i begge retninger. En pendelvugge 10b kan i tillegg ha en fjærende eller elastisk anordning som bidrar til å innta idealt utgangspunkt i arbeidsfasens begynnelse. Den konvekse klaffturbinen har utvendige X-bånd 14. Det kan anordnes flere «pendelvugger» med klaffer 3, 4, 5 utenfor hverandre. Pendelvuggene 10b kan bevege seg i utsparinger eller utskjæringer i turbinskivene eller monteres mellom mer radialstilte, sirkulære eller mangekantede konstruksj onselementer. Figurark 29 viser en klaffturbin som sett forfra har interne, langsgående konstruksjonselementer 7c med konkav utforming. Alle langsgående konstruksjonselementer 7c er samtidig opplagring for klaffenes 3 sine bevegelser. Turbinarm 7 støtter og begrenser klaffene 3 sin ytre posisjon i arbeidsfasen. De langsgående og konkave konstruksjonselementene er innfestet til midtre støtteringer mellom indre ringformet støttering 11 og ytre støttering 12. En eller flere i hovedtrekkene parallelle konkave konstruksjonselementer, kan være mer sentralt eller perifert plassert. Turbinarmene 7 kan ha krumninger 7a for elastiske bladers bøyning i arbeidsfasen. Figurark 30 viser en klaffturbin som har klaffer 3 i form av «seilklaffer» som ytterst er festet til de langsgående konstruksjonselementer 7c og innerst fortrinnsvis har elastiske strammebånd 15. Radialstilte turbinarmer 7 har krumninger 7a som støtter seilklaffene i arbeidsfasen. Turbinen har indre ringformete støtteringer 11 og ytre ringformete støtteringer 12. Seilklaffene kan ha en opprullingsanordning på en eller flere sider, kan ha fast opplagring på motsatt side, ha radial opplagring eller være innfestet til konstruksjonselementer som danner en hvilken som helst vinkel med klaffturbinens rotasjonsakse og radial plan. Figurark 31 viser en klaffturbin som vekselvis har to posisjoner for hvert av klaffenes arbeidsfaser. De langsgående eller aksialrettete og parallelle klaffene 3 er fortrinnsvis elastiske og er innfestet til radialstilte og S-formete turbinarmer 7 med krumninger 7a for klaffenes maksimale bøyning enten klaffene dreier seg innover eller utover i arbeidsfasen. I noen tilfeller vil klaffene dreie innover i første del av arbeidsfasen for senere i arbeidsfasen å dreie utover. De radialstilte turbinarmene 7 er fastmontert både på en indre støttering 11 og ytre støttering 12 eller har elastisk anordning som kobling mellom disse konstruksjonselementene. Figurark 32 viser tolv utførelseseksempler og sammenstillinger av klaffturbiner med et flertall aksiale eller radiale klaffer. Klaffturbinene kan ha forskjellig antall turbinarmer 7, ha indre støttering 11 og ytre støttering 12 eller ha ulike typer turbinskiver og være utstyrt med eller uten turbinkjerner. Klaffturbinene kan ha oppdriftslegemer 6c som har aksial utstrekning eller er segmenterte. Konstruksjonsanordninger mellom turbiner 18a kan være tilkoblet oppdriftslegemer 6c eller mellom ytre ringformet støtteanorning 12 eller turbinskiver. Klaffturbinene kan ha båndforbindelser 15 som holder konstellasjonen sammen. Figurark 33 viser en klaffturbin som sett forfra har en konveks utforming. Klaffturbinen har turbinskiver 9 med utskjæringer for de radialstilte og elastiske doble klaffer 4 og fire-doble klaffer 5. Klaffene er montert langs randen av utskjæringene i turbinskivene 9. Klaffturbinen har ytre X-bånd 14 i hele turbinens utstrekning og X-båndene er fortrinnsvis innfestet til alle turbinskivene 9. I hvilefasen ligger klaffene skjult innenfor turbinskivens tykkelse og i arbeidsfasen krummer klaffene bakover. Den kinetiske havenergiens største kraftkomponenter vil presse klaffene ytterligere bakover og åpne for passasje i sentrum mellom klaffer mellom to turbinskiver. Klaffene har noe utover-krumning i sin forspenning for hurtigere å kunne innlede arbeidsfasen. Turbinskivene kan ha utskjæringer for flere radialstilte klaffer utenfor hverandre, eller bare ha utskjæringer for et utvalg av klaffturbinens klaffer. Alle typer klaffturbiner kan sett forfra ha et konisk, konveks, konkav eller sylindrisk utforming i sin aksiale utstrekning. Figurark 34 viser en klaffturbin som sett forfra har en konveks utforming. Klafftubinen har radialstilte elastiske klaffer 3 utenfor hverandre mellom turbinskiver 8. Klaffturbinen har langsgående turbinarmer 7 med krumninger 7a for klaffenes bøyning i arbeidsfasen. Klaffturbinen har indre X-bånd 13 som forbinder turbinskivene 8. Klaffturbinen kan ha ytre X-bånd og/eller indre senterbånd og senterskive. Figurark 35 viser eksempel på stressabsorberende sammenkobling av kraftverksmoduler 17 hvor det mellom turbinkjerner og Figure sheet 27 shows a flap turbine with radially positioned flaps 3, 4 which are preferably elastic. The flaps are rotatably or elastically supported along radially oriented structural elements 7b and have longitudinal turbine arms 7 with curvatures 7a for the flaps' bending during the working phase. The flaps can be fixedly mounted along the radially positioned construction elements 7b and have sufficient elasticity for their range of motion. The attachment of the turbine arms and flaps can form a larger or smaller angle in relation to the radial plane of the flap turbine. Several radially oriented flaps 3, 4, 5 can be arranged outside each other with or without longitudinal or radially oriented turbine arms as a constructional starting point or support for the flaps' outward movement. Figure sheet 28 shows a flap turbine which, when viewed from the front, has a convex shape and which has elastic flaps 3 attached to paired pendulum arms 10 which form a pendulum cradle 10b between turbine discs 8. The pendulum arms are rotatably attached to each turbine disc and connected by means of one or more longitudinal turbine arms 7 with curvatures 7a for the bending of the elastic flaps in the working phase. A pendulum cradle 10b can be mounted eccentrically in relation to its pivot bearing and the range of motion can be limited in both directions. A pendulum cradle 10b can also have a springy or elastic device which helps to take an ideal starting point at the beginning of the work phase. The convex flap turbine has external X-bands 14. Several "pendulum cradles" can be arranged with flaps 3, 4, 5 outside each other. The pendulum cradles 10b can move in recesses or cutouts in the turbine discs or be mounted between more radially oriented, circular or polygonal structural elements. Figure sheet 29 shows a flap turbine which, seen from the front, has internal, longitudinal construction elements 7c with a concave design. All longitudinal structural elements 7c are at the same time storage for the movements of the flaps 3. Turbine arm 7 supports and limits the outer position of the flaps 3 during the working phase. The longitudinal and concave structural elements are attached to middle support rings between inner annular support ring 11 and outer support ring 12. One or more parallel concave structural elements in the main features can be more centrally or peripherally located. The turbine arms 7 can have curvatures 7a for elastic blade bending in the working phase. Figure sheet 30 shows a flap turbine which has flaps 3 in the form of "sail flaps" which are attached on the outside to the longitudinal construction elements 7c and preferably have elastic tension bands 15 on the inside. Radially oriented turbine arms 7 have curvatures 7a which support the sail flaps in the working phase. The turbine has inner annular support rings 11 and outer annular support rings 12. The sail flaps can have a roll-up device on one or more sides, can have fixed support on the opposite side, have radial support or be attached to structural elements that form any angle with the flap turbine's axis of rotation and radial plane. Figure sheet 31 shows a flap turbine which alternately has two positions for each of the flaps' working phases. The longitudinal or axially directed and parallel flaps 3 are preferably elastic and are attached to radially oriented and S-shaped turbine arms 7 with curvatures 7a for the flaps' maximum bending, whether the flaps turn inward or outward in the working phase. In some cases, the flaps will turn inwards in the first part of the working phase and later in the working phase turn outwards. The radially oriented turbine arms 7 are fixedly mounted on both an inner support ring 11 and outer support ring 12 or have an elastic device as a connection between these structural elements. Figure sheet 32 shows twelve design examples and assemblies of flap turbines with a plurality of axial or radial flaps. The flap turbines can have different numbers of turbine arms 7, have inner support ring 11 and outer support ring 12 or have different types of turbine discs and be equipped with or without turbine cores. The flap turbines can have buoyancy bodies 6c which have an axial extension or are segmented. Construction devices between turbines 18a can be connected to buoyancy bodies 6c or between outer ring-shaped support anorning 12 or turbine discs. The flap turbines can have band connections 15 that hold the constellation together. Figure sheet 33 shows a flap turbine which, seen from the front, has a convex design. The flap turbine has turbine discs 9 with cutouts for the radially oriented and elastic double flaps 4 and four-double flaps 5. The flaps are mounted along the edge of the cutouts in the turbine discs 9. The flap turbine has outer X-bands 14 throughout the turbine's extent and the X-bands are preferably attached to all turbine discs 9. In the resting phase the flaps are hidden within the thickness of the turbine disc and in the working phase the flaps curve backwards. The kinetic ocean energy's largest power components will push the flaps further back and open for passage in the center between the flaps between two turbine discs. The flaps have some outward curvature in their bias to be able to start the work phase more quickly. The turbine discs may have cutouts for several radially spaced vanes, or only have cutouts for a selection of the flap turbine's vanes. All types of flap turbines can have a conical, convex, concave or cylindrical design in their axial extent when viewed from the front. Figure sheet 34 shows a flap turbine which, seen from the front, has a convex design. The flap turbine has radially aligned elastic flaps 3 outside of each other between turbine disks 8. The flap turbine has longitudinal turbine arms 7 with curvatures 7a for the bending of the flaps during the working phase. The flap turbine has an inner X band 13 which connects the turbine discs 8. The flap turbine can have an outer X band and/or an inner center band and center disc. Figure sheet 35 shows an example of stress-absorbing interconnection of power plant modules 17 where between turbine cores and
sammenkoblingsanordninger 6 og kraftverksmodulene 17 er anordnet et elastisk materiale 6b. Den skisserte sammenkobling kan også benyttes uten stressabsorberende materiale. Forlengete sammenkoblingsanordninger 6a strekker connecting devices 6 and the power plant modules 17 are provided with an elastic material 6b. The outlined connection can also be used without stress-absorbing material. Extended connecting devices 6a extend
seg lengre inn i modulene enn ordinære sammenkoblingsanordninger 6. Ved kontrollert utskyvning av forlenget sammenkoblingsanordningene 6a kan muliggjøres frikobling av de kortere turbinkjernene 6. Klaffturbiner uten kjerner holdes på plass av de tre hjulene 24 for opplagring og kraftoverføring. Innfestning 27 av forankringsanordning er fortrinnsvis i nedre del av kraftverksmodulene 17 og henholdsvis forut og akter. Figurark 36 viser et kraftverk som er bygget opp av fem klaffturbiner som holdes sammen av tre strekkbånd 15 som roterer over de lukkete turbinskivene 8. Turbinskivene 8 gir nødvendig oppdrift. Ytre rand av turbinflate 8b kan være gummiert eller ha tannhjul skran s og rulle mot hverandre med motsatte dreieretninger. De turbinskivene som ikke roterer i strekkbåndenes retning har frihjulsskiver 8c. Kraftoverføring og generator 25 ligger inni triangelformet generatorhus 25a. Klaffturbinene har elastiske blader 3 som er innfestet i turbinarmer 7 med krummet utsparing 7a for bladenes bøyning i arbeidsfasen. Klaffturbinene kan også ha faste sammenkoblingsanordninger eksempelvis mellom turbinskivenes senterområder eller mellom turbinskivenes ytre rand. Figurark 37 viser en klaffturbin som tilnærmelsesvis åpner og lukker etter «paraplyprinsippet». Turbinen har lange turbinarmer 7 som ytterst har en fastmontert eller bevegelig sekskantet struktur 7d. Hver av sidene i sekskanten 7d utgjør en tverrstilt dreieakse for hvert av de doble klaffer 4 som kan være elastiske eller stive. Klaffene 4 har langsgående dreieakse eller elastisk opplagring mellom de to halvdelene av klaffene. further into the modules than ordinary connecting devices 6. By controlled extension of the extended connecting devices 6a, the shorter turbine cores 6 can be disconnected. Flap turbines without cores are held in place by the three wheels 24 for storage and power transmission. Attachment 27 of the anchoring device is preferably in the lower part of the power plant modules 17 and respectively forward and aft. Figure sheet 36 shows a power plant which is made up of five flap turbines held together by three tension bands 15 which rotate over the closed turbine discs 8. The turbine discs 8 provide the necessary buoyancy. The outer edge of the turbine surface 8b can be rubberized or have gears that mesh and roll against each other with opposite directions of rotation. The turbine discs that do not rotate in the direction of the tension bands have freewheel discs 8c. Power transmission and generator 25 are located inside triangular generator housing 25a. The flap turbines have elastic blades 3 which are attached to turbine arms 7 with curved recesses 7a for the bending of the blades during the working phase. The flap turbines can also have fixed connection devices, for example between the center areas of the turbine discs or between the outer edges of the turbine discs. Figure sheet 37 shows a flap turbine which approximately opens and closes according to the "umbrella principle". The turbine has long turbine arms 7 which at the outer end have a fixed or movable hexagonal structure 7d. Each of the sides of the hexagon 7d forms a transverse axis of rotation for each of the double flaps 4 which can be elastic or rigid. The flaps 4 have a longitudinal axis of rotation or elastic support between the two halves of the flaps.
Klaffturbinen griper inn i de tre integrerte formene for kinetisk havenergi og omformer havmassenes komplekse og varierende bevegelsesenergi til rotasjon etter valgbart dreiemoment ved denne primære energiomforming. The flap turbine intervenes in the three integrated forms of kinetic ocean energy and transforms the complex and varying movement energy of the ocean masses into rotation according to selectable torque in this primary energy transformation.
Henvisningstall: Reference number:
Claims (21)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20140703A NO20140703A1 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Turbine technology and offshore power plants for general increase and transformation of kinetic ocean energy |
GB1703402.6A GB2544008A (en) | 2014-06-04 | 2015-06-04 | Turbine technology and offshore power plants for general focusing, increase and conversion of kinetic ocean energy |
PCT/NO2015/000017 WO2015187028A1 (en) | 2014-06-04 | 2015-06-04 | Turbine technology and offshore power plants for general focusing, increase and conversion of kinetic ocean energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20140703A NO20140703A1 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Turbine technology and offshore power plants for general increase and transformation of kinetic ocean energy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO336814B1 NO336814B1 (en) | 2015-11-02 |
NO20140703A1 true NO20140703A1 (en) | 2015-11-02 |
Family
ID=54399296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20140703A NO20140703A1 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Turbine technology and offshore power plants for general increase and transformation of kinetic ocean energy |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
GB (1) | GB2544008A (en) |
NO (1) | NO20140703A1 (en) |
WO (1) | WO2015187028A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107091194A (en) * | 2017-06-20 | 2017-08-25 | 大连理工大学 | A kind of Ocean Tidal Current Energy TRT and floating raft type cultivate the integrated system of structure |
CN109236551B (en) * | 2018-11-26 | 2024-10-18 | 黄淮学院 | Tidal wave energy power generation device and optimal operation control method thereof |
EP3935278A1 (en) | 2019-03-08 | 2022-01-12 | Big Moon Power, Inc. | Systems and methods for hydro-based electric power generation |
CN114166057B (en) * | 2021-12-30 | 2024-08-16 | 海南大学 | Container for acquiring cold energy in deep sea and deep sea cold storage bar bundle carrying phase change material |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB240243A (en) * | 1924-06-30 | 1925-09-30 | Max John Railing | Improvements in electrical time switches |
US5844323A (en) * | 1996-08-12 | 1998-12-01 | Hung; Ming-Tung | Rotatable wheel for developing fluid kinetic energy by accepting action forces from multiple directions |
WO2001092720A1 (en) * | 2000-06-02 | 2001-12-06 | Hammerfest Ström As | System for the exploitation of tidal- and river current energy |
DE102008003764A1 (en) * | 2008-01-10 | 2009-08-27 | Hanna Strobl | Polygon-shaped wind- and water rotor for power generation, has movable surfaces standing away from vertical rotor in forward-running region, where attainable torque of rotor is higher compared to vertical rotor with rigid surfaces |
US20100284808A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Wan Chi Steel Industrial Co., Ltd. | Waterwheel apparatus having solar-planetary type blades |
EP2735729A1 (en) * | 2011-07-21 | 2014-05-28 | Asociacion de Canalistas Sociedad Del Canal Del Maipo | Floating electricity-generating station for rivers or channels |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB250243A (en) * | 1925-03-31 | 1927-08-02 | Vincenzo Bandelj | Improvements in or relating to current motors |
US3973864A (en) * | 1975-01-24 | 1976-08-10 | Atherton Dewitt T | Tide motor |
DE3133726A1 (en) * | 1981-08-26 | 1983-03-10 | Oskar Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. 8000 München Bschorr | Wave-power generator |
GB2447781B (en) * | 2007-03-22 | 2012-03-21 | Hugh Malcolm Ian Bell | Improvements in or relating to waterwheels |
GB2452484A (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-11 | Paul Hales | Swinging flap type turbine with Savonius turbine for stall prevention |
-
2014
- 2014-06-04 NO NO20140703A patent/NO20140703A1/en unknown
-
2015
- 2015-06-04 GB GB1703402.6A patent/GB2544008A/en not_active Withdrawn
- 2015-06-04 WO PCT/NO2015/000017 patent/WO2015187028A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB240243A (en) * | 1924-06-30 | 1925-09-30 | Max John Railing | Improvements in electrical time switches |
US5844323A (en) * | 1996-08-12 | 1998-12-01 | Hung; Ming-Tung | Rotatable wheel for developing fluid kinetic energy by accepting action forces from multiple directions |
WO2001092720A1 (en) * | 2000-06-02 | 2001-12-06 | Hammerfest Ström As | System for the exploitation of tidal- and river current energy |
DE102008003764A1 (en) * | 2008-01-10 | 2009-08-27 | Hanna Strobl | Polygon-shaped wind- and water rotor for power generation, has movable surfaces standing away from vertical rotor in forward-running region, where attainable torque of rotor is higher compared to vertical rotor with rigid surfaces |
US20100284808A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Wan Chi Steel Industrial Co., Ltd. | Waterwheel apparatus having solar-planetary type blades |
EP2735729A1 (en) * | 2011-07-21 | 2014-05-28 | Asociacion de Canalistas Sociedad Del Canal Del Maipo | Floating electricity-generating station for rivers or channels |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB201703402D0 (en) | 2017-04-19 |
NO336814B1 (en) | 2015-11-02 |
WO2015187028A1 (en) | 2015-12-10 |
GB2544008A (en) | 2017-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rehman et al. | A review of energy extraction from wind and ocean: Technologies, merits, efficiencies, and cost | |
Falcão | Wave energy utilization: A review of the technologies | |
US9309860B2 (en) | Wave energy conversion device | |
US7339285B2 (en) | Hydroelectric wave-energy conversion system | |
AU2011269845B2 (en) | System and method for renewable electrical power production using wave energy | |
Salter | World progress in wave energy—1988 | |
JP2020045904A (en) | Wave energy conversion device | |
US20110012358A1 (en) | Wave energy conversion device | |
NO338192B1 (en) | Device at wave power plants | |
CN110949633A (en) | Barge type floating fan system and floating fan platform | |
AU2017200610A1 (en) | Wave energy converter system | |
NO333137B1 (en) | Surge power device with a float and devices to lock the float in a position above sea level | |
US8253263B2 (en) | Wave-power system for extracting simultaneously both potential and kinetic energy at variable significant wave heights and periods | |
TW201802350A (en) | Floating wind power station with multiple energy conversion units | |
CN102602751A (en) | Cable controller, kite, kite drive operating mechanism, kite power generator and automobile and boat wind-driving method | |
CN105189874B (en) | Hybrid energy equipment | |
CN103782026A (en) | Arrangement for extracting energy from flowing liquid | |
CN101611226A (en) | Energy extraction method and equipment | |
WO2005088118A1 (en) | A vertical blade waterwheel power generator and method of waterpower thereof | |
NO20140703A1 (en) | Turbine technology and offshore power plants for general increase and transformation of kinetic ocean energy | |
WO2016185189A1 (en) | Wave energy capture device | |
DK2732151T3 (en) | Wave energy absorption unit | |
EP2961979B1 (en) | Modular floating pier with integrated generator of energy from renewable sources | |
NO20140126A1 (en) | Wave energy converters | |
NO338027B1 (en) | wave Turbine |