NO322307B1 - Anlegg for utnyttelse av energien i bolger - Google Patents
Anlegg for utnyttelse av energien i bolger Download PDFInfo
- Publication number
- NO322307B1 NO322307B1 NO20006438A NO20006438A NO322307B1 NO 322307 B1 NO322307 B1 NO 322307B1 NO 20006438 A NO20006438 A NO 20006438A NO 20006438 A NO20006438 A NO 20006438A NO 322307 B1 NO322307 B1 NO 322307B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- wave
- water
- turbine
- plate
- plant
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 210000002816 gill Anatomy 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 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
- F03B13/141—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 with a static energy collector
- F03B13/144—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 with a static energy collector which lifts water above sea level
-
- 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
- F03B13/141—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 with a static energy collector
-
- 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
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
- Y10S415/905—Natural fluid current motor
- Y10S415/906—Natural fluid current motor having specific features for water current
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
- Y10S416/04—Fluid current motor and generator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Revetment (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører et anlegg for å utnytte energien i bølger som eksisterer på et gitt tidspunkt i en del av et vannområde, så som et osean eller en innsjø, og som omfatter en basis plassert i denne del og i form av en plattform eller flåte og en bølgeomformer plassert på basisen og som tjener til omforming av bølgebevegelsen i vannet til virvlende bevegelse.
US patent nr. 4,152,895 viser et anlegg med en turbin drevet av bølgevann omformet til virvlende vann ved hjelp av en bølgeomformer. Denne omformer består i hovedsak av et horisontalt orientert virvelrør med en langstrakt gjelle plassert i vannoverflaten. Vannet i bølgene ledes via en rampe tangentielt inn gjennom gjellen og blir dermed satt i virvlende bevegelse i virvelrøret. Det virvlende vann driver turbinen som er plassert i en åpen ende av røret.
Dette kjente anlegg er kun i stand til å utnytte energien i små bølger av typen som blir dannet i grunt vann tvers over en gradvis hellende sjøbunn. Utnyttelseskoeffisienten er lav. Den statiske energi i bølgene blir kun utnyttet i en moderat utstrekning. Store bølger skyller over anlegget uten å bidra særlig til anleggets produksjon.
Søkerens EP patent nr. 0611418B1 som inngår i den foreliggende søknad som referanse viser en bølgeomformer plassert på en fortøyd flåte. Bølgeomformeren har et virvelrør med en langsgående spalt og en bølgefanger bestående av et antall fangplater som i par danner avlange kanaler for å lede vannet i bølgene hovedsakelig tangentielt inn i virvelrøret med økende hastighet. Dermed fås vannet til å strømme gjennom virvelrøret i en virvlende bevegelse. Virvelrøret er åpent i begge ender, og i hver av disse ender er det plassert en energi-omformende maskin i form av for eksempel en turbin drevet av det virvlende vann og som driver en generator.
Denne bølgeomformer kan utnytte den statiske og dynamiske energien i bølgene både i grunt og dypt vann med en stor produksjon. Størrelsen til bølgene som effektivt blir innfanget og utnyttet er satt av dimensjonene til anlegget alene og spesielt av høyden til bølgefangeren. En bølgeomformer kan bli beskrevet som en maskin som, uten noen bevegelige deler, omformer bølgene til en roterende vannstrøm, som er direkte godt egnet for å drive en roterende maskin, for eksempel en turbin.
Vanligvis funksjonerer en maskin optimalt kun innenfor et bestemt driftsområde. Utenfor dette vil maskinen funksjonere med redusert produksjon.
Bølgeenergi er imidlertid ikke en konstant størrelse som kan danne del i optimal plassering av et anlegg. Av og til er det knapt noen energi mens det til andre tider vil være svært store mengder energi tilgjengelig. Et gitt anlegg vil derfor ikke være i stand til fullt ut å utnytte den bølgeenergien som i gjennomsnitt er tilgjengelig i et vannområde.
Vanligvis vil forholdet mellom produksjon og investering vokse fordelaktig med størrelsen på anlegget. I mange tilfeller betaler det seg å bygge store anlegg. En stor rotasjonsmaskin, slik som en turbin utstyrt med en generator, koster imidlertid mer enn et antall mindre maskiner med en tilsvarende totalkapasitet.
Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et anlegg av den innledningsvis nevnte art som kan utnytte energien i bølgene med en større produksjon enn kjent så langt.
Et andre formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et anlegg av den innledningsvis nevnte art som kan frembringe en gitt produksjon med mindre byggekostnader enn kjent så langt.
De nye og unike trekk i samsvar med oppfinnelsen, hvorved dette oppnås, er det faktum at anlegget videre omfatter minst to hosliggende bølgefangere som hver har minst en fangplate for innfanging av minst en del av vannet i bølgene og få dette vann til å strømme ned langs fangplaten fra en øvre fremre kant til en nedre bakre kant på platen, og et virvelrør for hver bølgefanger for, via en spalt som forløper langs den bakre kant av den minst ene fangplate, å ta opp vannet som strømmer langs fangplaten slik at dette vannet vil beskrive en virvlende bevegelse i virvelrøret.
Denne bølgeomformer kan med fordel være anordnet med et antall små og derfor relativt rimelige energi-omformende maskiner enten bølgefangerene er plassert i en rad inntil eller bak hverandre.
I det sistnevnte tilfellet kan den fremre kant på fangplatene til hver bølgefanger være plassert høyere opp enn den fremre kant på fangplaten til den forutgående bølgefanger hvorved et antall omformingstrinn skapes som setter inn når amplituden og energiinnholdet i bølgene øker. Derved kan energien i bølgene bli utnyttet optimalt over et svært stort intervall.
For å hindre at noe av vannet i bølgene renner uutnyttet ned mellom bølgefangerene, kan hver bølgefanger utstyres med en dekkplate plassert nær ved eller i kontakt med den bakerste fangplate i den forutgående bølgefanger. Dekkplatene sikrer at vannet i de passerende bølger blir ført inn i bølgeomformeren uten noe tap.
I de tilfeller hvor bølgefangerene i bølgeomformeren er plassert i en rad bak hverandre, vil bølgeomformeren, av praktiske årsaker, bli tildannet med et begrenset antall omformingstrinn, f.eks. to, tre eller fire. Trinnene begynner å funksjonere det ene etter det andre når amplituden til bølgene øker. Som nevnt ovenfor, blir energien i bølgene utnyttet innenfor et svært stort intervall.
På grunn av det begrensede antall trinn i bølgeomformeren, vil imidlertid utnyttelsen skje ved sprang. Mellom disse sprang, kan situasjoner oppstå hvor ett eller potensielt flere av de bakerste trinn ikke mottar tilstrekkelig vann og dermed energi til å funksjonere tilfredsstillende.
For å unngå at den totale produksjon i anlegget dermed reduseres, kan i det minste noen av bølgefangerene i de ovenfor nevnte bakerste trinn bli utstyrt med en demper, eller spjeld, innrettet til, i tilfellet av ingen eller mindre inngang av vann til trinnet, å stenge av strømmen mellom to fangplater eller mellom en dekkplate og en fangplate og, i tilfellet av inngang av vann over en forhåndssatt grense, åpne opp for en slik strømning. Samtidig kan en kanal plasseres over demperen, der kanalen forløper mellom to tilstøtende bølgefangere.
Når et trinn mottar tilstrekkelig energi-innholdende vann, åpner demperen, og trinnet funksjonerer normalt. Dersom inngangen av vann er under en forhåndssatt grense, lukkes demperen hvorved vannet i trinnet renner via kanalen ned i det eller de forutgående trinn for å bli utnyttet her.
Vinden setter vannet i bølgebevegelse og under dette oppgir en del av sin energi til vannet.
Bølgevannet har den fordelaktige egenskap at det kan akkumulere den mottatte vindenergien. Bølgene vil fortsette å rulle selv i lang tid etter at vinden har løyet. Bølgene er derfor en langt mer stabil energikilde enn vinden.
Energien pulserer imidlertid med frekvensen til bølgene. En rotasjonsmaskin vil normalt ikke være i stand til å følge denne frekvens, dvs. endre antall omdreininger i samme grad, og dens ytelse vil derfor ikke være optimal. Videre er den intermitterende belastning ikke god for maskinen.
Pulseringen blir imidlertid i noe utstrekning jevnet ut i virvelrøret som skyldes at det virvlende vannet i disse virker som svinghjul som avdemper støtene.
Denne fordelaktige svinghjulseffekt kan forsterkes ved hjelp av turbinrør som hvert utgjør en forlengelse av et virvelrør, og/eller ved hjelp av en rørformet manifold for å ta opp det virvlende vannet fra flere virvelrør. I dette tilfellet er en energi-omformende maskin plassert i den åpne enden av virvelrørene eller manifolden. Effekten er spesielt stor når virvelrørene og/eller manifolden er lang.
Svinghjulseffekten kan bli ytterligere forsterket ved å gi virvelrørene og/eller manifolden en større diameter langs minst en del av lengden. På denne del blir en ekstra energimengde lagret for å jevne ut den pulserende bølgeenergi.
Videre kan virvelrørene og/eller manifolden være fullstendig eller delvis tildannet med en elastisk vegg for å absorbere pulseringene.
Virvelrøret i det kjente anlegg i det ovennevnte EP patent nr. 0611418B1 ender i hver ende via et turbinrør i et difrusortårn som går nedad til rolig vann. Dermed unngås det at, i utgangsenden fra turbinen, skadelige trykkimpulser blir generert som kunne gjøre at turbinene funksjonerer uregelmessig.
For å redusere byggekostnader, kan virvelrørene for anlegget i samsvar med oppfinnelsen, via turbinrør, ende i et felles diffusortårn.
Når dette tårn er plassert ved eller nær tyngdepunktet til bølgeomformeren, tjener tårnet også til å holde et flytende anlegg stabilt i vannet.
Dersom bølgeomformeren står på en plattform, kan diffusortårnet være et ben som bærer plattformen og ved en passende avstand under vannoverflaten, og som har en åpning for passering av vannet fra virvelrørene.
Et slikt difrusortårn kan forbindes til virvelrørene via bøyde eller heliske turbinrør. Dermed får turbinrørene en stor lengde, og de kan derfor inneholde en tilsvarende stor mengde virvlende vann for effektivt dempe støtene fra den pulserende bølgeenergi, tilsvarende et svinghjul.
Oppfinnelsen vil bli forklart i nærmere detalj nedenfor, som gir ytterligere fordelaktige egenskaper og virkninger og som beskriver kun eksempelvise utførelser med henvisning til tegningen, hvor: Fig.l viser et skjematisk perspektivriss av et konvensjonelt anlegg for utnyttelse av bølgeenergi, Fig.2 viser et skjematisk sideriss av en utførelse av et anlegg i samsvar med oppfinnelsen i en driftssituasjon,
Fig.3 viser et skjematisk riss av anlegget i fig.2 i en andre driftssituasjon,
Fig.4 viser et skjematisk riss av anlegget i fig.2 i en tredje driftssituasjon,
Fig.5 viser et skjematisk sideriss av en andre utførelse av et anlegg i samsvar med oppfinnelsen i en driftssituasjon,
Fig.6 viser et skjematisk riss av anlegget i fig.5 i en andre driftssituasjon,
Fig.7 viser et skjematisk sideriss av en tredje utførelse av et anlegg i samsvar med oppfinnelsen, Fig.8 viser et skjematisk planriss av en tredje utførelse av et anlegg i samsvar med oppfinnelsen med et diffusortårn som tilhører dette, Fig.9 viser et skjematisk planriss av anlegget vist i fig.2,3 og 4 med et diffusortårn som tilhører dette, og
Fig. 10 viser et skjematisk delriss av anlegget vist i fig.8.
Fig.l viser den grunnleggende oppbygning av et konvensjonelt anlegg 1 for utnyttelse av bølgeenergi. Anlegget flyter ved hjelp av en flåte (ikke vist) i et vannområde 2 og er fortøyd til en forankring 3 på bunnen 4 av vannområdet ved hjelp en fortøyningsline 5.1 det etterfølgende er vannområdet 2 ansett å være et hav.
Anlegget har en bølgeomformer 6 som hovedsakelig omfatter en bølgefanger 7 med et antall fangplater 8 og et virvelrør 9 med en langsgående øvre spalt 10. Virvelrøret fortsetter i et turbinrør 11 til et vertikalt anordnet difrusortårn 12 som går ned til rolig vann. En turbin 13 som driver en elektrisk generator 14 er anordnet i turbinrøret. En del av veggen til diffusortårnet er fjernet slik at munningen til turbinrøret i diffusortårnet, turbinen og generatoren kan sees.
En rampe 15 går skrått nedad i vannet fra den fremre kant 16 på den første fangplaten 8, og hver fangplate 8 forløper fra en øvre fremre kant 17 nedad til en nedre bakre kant 18 som forløper langs spalten 10 i virvelrøret 9. Sett i tverrsnitt, går hver fangplate videre hovedsakelig tangentielt i forhold til virvelrøret. To og to fangplater 8 avgrenser et antall strømningskanaler 19 som tilspisser mot spalten 10 i virvelrøret.
Flåten (ikke vist) er anordnet og fortøyd slik at den kan svinge og dermed alltid få den fremre kant på fangplatene til å vende mot eller på skrå vende mot bølgefronten. De innkommende bølger vil derfor mer eller mindre bli innfanget av bølgefangeren 7.
En øvre del av bølgene vil skylle over og ned i strømningskanalene 19 i bølgefangeren mens en underliggende del vil bevege seg opp rampen og deretter inn i kanalene.
Det innfangete vann strømmer med økende hastighet gjennom de tilspissede strømningskanaler 19 og derfra via spalten 10 hovedsakelig tangentielt inn i virvelrøret 9 hvorved vannet i dette røret blir satt i virvlende bevegelse. Den roterende vannstrøm vil via turbinrøret 11 fortsette inn i diffusortårnet 12 og derfra ned i rolig vann under diffusortårnet.
Vannstrømmen gjennom turbinrøret får turbinen i dette rør til å rotere. Derved blir en vesentlig del av den kinetiske energi i vannet omformet til mekanisk energi som igjen blir omformet til elektrisk energi i den elektriske generator.
Teknikken ovenfor er kjent fra søkerens EP patent nr. 0 611 418 Bl til hvilken det henvises for ytterligere detaljer.
Fig.2, 3 og 4 viser en videreutvikling av denne teknikk. Dette anlegg har en skjematisk vist bølgeomformer 20 med i dette tilfellet tre bølgefangere 21a,b,c og tre virvelrør 22a,b,c som tilhører disse og er oppstilt i en rad bak hverandre. Hver bølgefanger er for illustrasjonsformål kun vist med en enkelt fangplate 23a,b,c. I praksis kan hver bølgefanger forsynes med ethvert annet passende antall fangplater og bølgeomformeren kan forsynes med et annet antall bølgefangere.
I det viste tilfellet, er de tre bølgefangere identiske. Bølgefangeren 21c er imidlertid plassert høyere opp enn bølgefangeren 21b som igjen er plassert høyere opp enn bølgefangeren 21a.
Rommet mellom bølgefangerene er lukket med dekkplater 24a,b,c som forbinder den øvre kant av hver fangplate til det respektive virvelrør. Dekkplatene tjener til å hindre energitap som skyldes det faktum at en del av bølge vannet strømmer uutnyttet ned gjennom åpne rom mellom bølgefangerene.
Det spesielle arrangement med bølgeomformeren er illustrert ved å se den i drift i tre ulike situasjoner.
I fig.2 er bølgene så lave at de blir fullstendig innfanget allerede av den første fangplate 23 a. I fig.3 har bølgene nådd en slik høyde at de blir innfanget av både den første 23a og den høyere andre fangplate 23b. I fig.4 er bølgene nå så høye at alle tre fangplatene 23a,b,c bidrar til innfanging av bølger.
Bølgefangerene 21a,b,c med tilhørende virvelrør 22a,b,c funksjonerer hver på samme måte som de vist i fig.l og den konvensjonelle bølgefanger ovenfor, men i motsetning til denne, er bølgeomformeren 20 i samsvar med oppfinnelsen inndelt i tre mindre trinn som hvert kan bli innstilt til å funksjonere optimalt i f.eks. situasjonen vist i fig.2.
Anlegget ifølge oppfinnelsen kan derfor utnytte bølgeenergien optimalt innenfor et svært stort område som spenner fra situasjonen vist i fig.2 med små, lavenergi bølger til den vist i fig.4 med store, høyenergi bølger.
Dermed blir den midlere bølgeenergien i havet utnyttet med en langt større produksjon enn hva som er mulig med et konvensjonelt anlegg som kun ville kunne funksjonere optimalt innenfor et svært begrenset driftsområde.
Når virvelrørene 22a,b,c er utstyrt med hver sin energi-omformende maskin (ikke vist i fig.2,3 og 4), oppnås den ytterligere fordel at byggekostnadene vil reduseres ettersom en stor maskin er mer kostbar enn et antall av mindre maskiner med samme totale kapasitet.
I fig.2, 3 og 4 er bølgene vist i situasjoner hvor bølgefangerene 21a,b,c begynner å fungere optimalt trinn for trinn. I praksis kan imidlertid alle mellomliggende situasjoner opptre.
Slike situasjoner er illustrert i fig.5 og 6 som viser en bølgeomformer 25 med et første trinn 26a, et andre trinn 26b og et tredje trinn 26c. De to første trinn 26a og 26b er sammenkoplet til en kanal 27, og de siste to trinn 26b og 26c til en andre kanal 28.1 det andre trinn 26b, er det også en klaff 29 og i den tredje en klaff 30.
Den forholdsvis store bølge 31 i fig.5 fyller de to første trinn 26a,b fullstendig mens det siste trinn 26c ikke er fylt tilstrekkelig til å fungere optimalt. I denne situasjon er klaffen for trinnet anordnet til å stenge spalten for dette trinns virvelrør slik at vannet via den andre kanal 28 og den første kanal 27 tvinges til å strømme ned inn i de to forutgående trinn 26a og 26b for utnyttelse her.
Den mindre bølge 32 i fig.6 når ikke det tredje trinn 26c og kun delvis det andre trinn 26b. Klaffen 29 for dette trinn er derfor lukket slik at vannet sendt inn med bølgen til det andre trinn 26b renner ned og blir utnyttet i det første trinn 26a via den første kanal 27.
Som det kan sees, funksjonerer bølgeomformeren ifølge oppfinnelsen dermed også optimalt mellom situasjonene vist i fig.2, 3 og 4.
Fig.7 viser en bølgeomformer 33 i dette tilfellet med fem trinn 34a,b,c,d,e plassert i samme nivå bak hverandre. Med så mange trinn får bølgefangerene en svært stor dimensjon i retningen som bølgene vandrer. Selv en så høy og lang bølge som den viste bølge 35 kan derfor på vellykket måte bli innfanget av bølgeomformeren.
I tilfellene ovenfor, ble trinnene til bølgeomformeren plassert i en rad bak hverandre. Fig. 8 viser ovenfra virvelrørene i en bølgeomformer 36 med seks trinn 37a,b,c,d,e,f plassert i en rad inntil hverandre. Virvelrørene er, via lange turbinrør 3 8a,b,c,d,e,f forbundet med hver sin energi-omformende maskin 39a,b,c,d,e,f, for eksempel en turbin med en generator, til et felles diffusortårn 40. Ved hjelp av dette arrangement oppnås de følgende fordeler.
Byggekostnadene reduseres ettersom seks mindre energi-omformende maskiner blir brukt isteden for en stor og dermed mer kostbar maskin. De roterende volumer av vann i de lange virvelrør virker som svinghjul som har en betydelig treghet og er derfor i stand til effektivt å jevne ut pulseringene avledet fra bølgebevegelsen til vannet ved inngangen til bølgeomformeren. Det felles difrusortårn er mindre kostbart enn seks tårn, og når det er plassert sentralt i bølgeomformeren som vist, vil et flytende anlegg være stabilt i vannet. Fig.8 viser også at anlegget er kileformet og er fortøyd til bunnen 4 av sjøen ved hjelp av en forankring 3 og en fortøyningsline 5 festet til kilens spiss. Anlegget vil derfor alltid svinge seg slik at de fremre kanter av dets fangplater (ikke vist i figuren) blir vendt mot bølgefronten. Fig.9 viser skjematisk virvelrørene 22a,b,c i bølgeomformeren 20 i fig.2, 3 og 4. Virvelrørene er, via lange turbinrør 41a,b,c,d,e,f, forbundet til et sentralt plassert diffusortårn 43. Med dette arrangement oppnås den samme fordel som beskrevet ovenfor med henvisning til fig.8.
Når virvelrørene er så lange som vist i fig.8 og 9, oppnås den nevnte fordelaktige svinghjulsvirkning for utjevning av pulseringene fra bølgevannet ved inngangen til bølgeomformeren.
Fig. 10 viser en konstruksjon som tjener til å øke denne effekt. Et turbinrør 44 med en turbin 45 som driver en elektrisk generator 46 ender i et diffusortårn 47. Som det kan sees, er turbinrøret forsynt med en del 48 som har en mye større diameter enn resten av turbinrøret. Det roterende vannet i delen 48 blir dermed tildelt en svært stor treghet for effektivt å jevne ut pulseringene i det roterende vannet som strømmer til turbinen 45.
Bølgeomformerene beskrevet ovenfor og vist i tegningene hadde alle et visst antall av bølgefangere, og hver bølgefanger hadde kun en fangplate. Dette skal naturligvis kun tas som et eksempel. Innenfor oppfinnelsens ramme, kan en bølgeomformer i samsvar med oppfinnelsen ha ethvert passende antall bølgefangere, og hver bølgefanger kan ha ethvert passende antall fangplater. En og samme bølgeomformer kan videre ha bølgefangere plassert i kombinasjon både inntil og bak hverandre.
Akkurat som vind, er bølger en permanent og miljømessig ønsket energikilde, men langt mer stabil og konsentrert. Anlegget i samsvar med oppfinnelsen kan derfor bli utnyttet som kraftanlegg for produksjon av billig elektrisk kraft med stor fordel.
Det kan for eksempel bli utnyttet for levering av vann til tørre områder, slik som ørkener, som kraftanlegg i samsvar med oppfinnelsen, kan de bli plassert utenfor kysten til disse områder. Den billige kraft fira disse kraftanlegg kan da bli utnyttet for drift av pumper i anlegg som ved hjelp av omvendt osmose renser sjøvann slik at det er drikkbart og/eller kan benyttes til vanning.
Anlegget i samsvar med oppfinnelsen kan også funksjonere som en pumpe, dvs drive vann i innsjøer med lavt oksygen eller utføre gravearbeider på sjøbunnen.
Claims (10)
- PATENTKRAV 1. Anlegg for utnyttelse av energien i bølger som eksisterer på et gitt tidspunkt i en del av et vannområde (2), så som et osean eller en innsjø, og som omfatter en basis plassert i denne del og i form av en plattform eller flåte og en bølgeomformer (20) plassert på basisen og som tjener til omforming av bølgebevegelsen i vannet til virvlende bevegelse, karakterisert ved at bølgeomformeren omfatter;minst to hosliggende bølgefangere (21 a,b,c) som hver har minst en fangplate(23a,b,c) for innfanging av minst en del av vannet i bølgene og få dette vann til å strømme ned langs fangplaten fra en øvre fremre kant (17) til en nedre bakre kant (18) på platen, oget virvelrør (22a,b,c) for hver bølgefanger for, via en spalt (10) som forløperlangs den bakre kanten av den minst ene fangplate, å ta opp vannet som strømmer langs fangplaten slik at dette vannet vil beskrive en virvlende bevegelse i virvelrøret.
- 2. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at til hver bølgefanger tilhører en dekkplate (24a,b,c) plassert nær inntil eller i kontakt med den bakerste fangplate i den forutgående bølgefanger.
- 3. Anlegg som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at bølgefangerene er plassert i en rad bak hverandre, og at den fremre kant på den minst ene fangplate på hver bølgefanger er plassert høyere opp enn den fremre kanten på den minst ene fangplate på den forutgående bølgefanger.
- 4. Anlegg som angitt i krav 3, karakterisert ved at i minst en av de bakerste bølgefangere er en demper, eller spjeld, anordnet for, i tilfellet av ingen eller liten innstrømrning av vann til bølgefangeren, å avstenge strømmen mellom to fangplater eller mellom en dekkplate og en fangplate og, i tilfelle av innstrømming av vann over en forutbestemt grense, åpne opp for en slik strøm, og at over denne demper er minst en kanal (19) plassert som forløper til den forutgående bølgefanger.
- 5. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at bølgefangerene er oppstilt inntil hverandre.
- 6. Anlegg som angitt i ett av kravene 1-5, karakterisert ved at anlegget omfatter minst en i hovedsak rørformet manifold, og at minst to virvelrør ender i denne manifold.
- 7. Anlegg som angitt i krav 6, karakterisert ved at anlegget omfatter minst en turbin (14) plassert i den åpne enden av et virvelrør eller en manifold.
- 8. Anlegg som angitt i krav 7 og hvor den minst ene turbin er plassert i et turbinrør (11; 38a,b,c,d,e,f; 41a) som utgjør en forlengelse av et virvelrør eller manifold, karakterisert ved at turbinrøret har en elastisk vegg langs et område.
- 9. Anlegg som angitt i krav 7 eller 8 og hvor den minst ene turbin er plassert i et turbinrør som utgjør en forlengelse av et virvelrør eller en manifold, karakterisert v e d at turbinrøret langs en del før turbinen har en vesentlig større diameter enn resten av turbinrøret.
- 10. Anlegg som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at minst to av turbinrørene forløper i en bøyd eller helisk form til et felles diffusortårn (12; 40) som forløper en avstand under vannoverflaten.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK199800856A DK173331B1 (da) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Anlæg til at udnytte energien i bølger |
PCT/DK1999/000327 WO2000000740A1 (en) | 1998-06-16 | 1999-06-14 | Plant for utilising the energy in waves |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20006438D0 NO20006438D0 (no) | 2000-12-15 |
NO20006438L NO20006438L (no) | 2000-12-15 |
NO322307B1 true NO322307B1 (no) | 2006-09-11 |
Family
ID=8098315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20006438A NO322307B1 (no) | 1998-06-16 | 2000-12-15 | Anlegg for utnyttelse av energien i bolger |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6527504B1 (no) |
EP (1) | EP1088161B1 (no) |
JP (1) | JP2002519572A (no) |
AT (1) | ATE274140T1 (no) |
AU (1) | AU756332B2 (no) |
CA (1) | CA2335354C (no) |
DE (1) | DE69919543T2 (no) |
DK (1) | DK173331B1 (no) |
NO (1) | NO322307B1 (no) |
PT (1) | PT1088161E (no) |
WO (1) | WO2000000740A1 (no) |
ZA (1) | ZA200007240B (no) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3357579A (en) * | 1965-08-12 | 1967-12-12 | Ray C Goodsell | Trailer |
US4441849A (en) * | 1982-08-26 | 1984-04-10 | Dizmang Michael J | Apparatus for hoisting loads to elevated building locations |
US5314289A (en) * | 1992-12-14 | 1994-05-24 | Leary Robert M O | Vehicle crane unit |
DK200200032A (da) * | 2002-01-09 | 2003-07-10 | Asif Akbar | Gitterkonstruktion til samling af bølgeaggregater |
FR2869528B1 (fr) * | 2004-04-28 | 2007-02-02 | Ldr Medical | Prothese de disque intervertebral |
BE1016306A3 (fr) * | 2004-11-10 | 2006-07-04 | Thiange Didier Galvez | Procede et dispositif de production d'energie electrique a partir d'une puissance mecanique developpee par des vagues. |
US7525212B1 (en) * | 2005-06-20 | 2009-04-28 | Chris S Catlin | Ocean power harvester |
US7607862B2 (en) * | 2005-08-29 | 2009-10-27 | Thorsbakken Arden L | Shoaling water energy conversion device |
US20070081861A1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-12 | Goble Rowland H | Wave generator |
US8049354B2 (en) * | 2007-08-27 | 2011-11-01 | Donald Alan Sternitzke | Flow power converter apparatus employing a flow-controlled duct to capture flow energy |
US7479708B1 (en) | 2007-08-27 | 2009-01-20 | Donald Alan Sternitzke | Wave power converter apparatus employing independently staged capture of surge energy |
DE102007053440A1 (de) | 2007-11-07 | 2009-05-20 | Armand, Gunter, Dipl.-Ing. | Wirbelschubvorrichtung |
DE102009014097A1 (de) | 2009-03-23 | 2010-09-30 | Rausch, Andreas | Verfahren zur effizienten Nutzung eines Wirbelrohres bei der Umwandlung von Strömungsenergie in andere Energieformen und Einrichtung hierfür |
DK2510225T3 (en) * | 2009-12-07 | 2014-02-17 | Jospa Ltd | Wave energy conversion |
US10989164B2 (en) | 2018-03-05 | 2021-04-27 | Richard W. Carter | Resonant unidirectional wave energy converter |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US655541A (en) * | 1900-04-03 | 1900-08-07 | Martin Steinthal | Marine air-power apparatus. |
US3687567A (en) * | 1970-11-04 | 1972-08-29 | William W Lininger | Wave powered generator |
US4286347A (en) * | 1974-07-22 | 1981-09-01 | Tideland Signal Corporation | Double acting turbine for converting wave energy of water to electrical power |
US4078871A (en) * | 1974-09-16 | 1978-03-14 | Perkins Jr Clifford A | Sea wave energy conversion |
US4034231A (en) * | 1975-04-28 | 1977-07-05 | Conn J L | Ocean tide and wave energy converter |
US4172689A (en) * | 1977-12-14 | 1979-10-30 | Ivar Thorsheim | Wave power generator |
US4152895A (en) | 1978-02-21 | 1979-05-08 | Lockheed Corporation | Wave powered motor |
US4263516A (en) * | 1979-05-10 | 1981-04-21 | Papadakis George M | Breakwater and power generator |
US4425510A (en) * | 1982-06-01 | 1984-01-10 | Jury Webster W | Method and apparatus for tidal generation of power |
ES518197A0 (es) * | 1982-12-14 | 1984-04-16 | Munoz Saiz Manuel | Sistema de aprovechamiento de la energia de las olas. |
US5443361A (en) * | 1991-11-01 | 1995-08-22 | Skaarup; Erik | Plant for the recovery of energy from waves in water |
-
1998
- 1998-06-16 DK DK199800856A patent/DK173331B1/da not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-06-14 AT AT99926282T patent/ATE274140T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-06-14 DE DE69919543T patent/DE69919543T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-14 CA CA002335354A patent/CA2335354C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-14 WO PCT/DK1999/000327 patent/WO2000000740A1/en active IP Right Grant
- 1999-06-14 EP EP99926282A patent/EP1088161B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-14 AU AU43593/99A patent/AU756332B2/en not_active Ceased
- 1999-06-14 JP JP2000557076A patent/JP2002519572A/ja active Pending
- 1999-06-14 US US09/719,703 patent/US6527504B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-14 PT PT99926282T patent/PT1088161E/pt unknown
-
2000
- 2000-12-07 ZA ZA200007240A patent/ZA200007240B/en unknown
- 2000-12-15 NO NO20006438A patent/NO322307B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE274140T1 (de) | 2004-09-15 |
JP2002519572A (ja) | 2002-07-02 |
NO20006438D0 (no) | 2000-12-15 |
AU756332B2 (en) | 2003-01-09 |
EP1088161B1 (en) | 2004-08-18 |
ZA200007240B (en) | 2001-03-08 |
AU4359399A (en) | 2000-01-17 |
DE69919543D1 (de) | 2004-09-23 |
DK85698A (da) | 1999-12-17 |
US6527504B1 (en) | 2003-03-04 |
CA2335354A1 (en) | 2000-01-06 |
CA2335354C (en) | 2007-03-13 |
WO2000000740A1 (en) | 2000-01-06 |
NO20006438L (no) | 2000-12-15 |
DK173331B1 (da) | 2000-07-24 |
EP1088161A1 (en) | 2001-04-04 |
DE69919543T2 (de) | 2006-03-02 |
PT1088161E (pt) | 2005-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO322307B1 (no) | Anlegg for utnyttelse av energien i bolger | |
US7834475B1 (en) | Apparatus for converting wave energy | |
EP2329137B1 (en) | Device for conversion of wave energy | |
US7607862B2 (en) | Shoaling water energy conversion device | |
JP2009503362A (ja) | 自由浮遊波力エネルギーコンバータ | |
WO2012078887A2 (en) | Wave powered electrical generator | |
AU2012274943B2 (en) | Sloping wall channel | |
US4216655A (en) | Wave-operated power plant | |
JP2016517923A (ja) | 潜水式水力発電機装置およびかかる装置から水を排出する方法 | |
CN101696571A (zh) | 一种利用潮汐能提高水位的装置 | |
US11022089B2 (en) | Electricity generator and a method of generating electricity | |
RU2536754C1 (ru) | Комбинированный преобразователь энергии волн | |
CN101793222B (zh) | 一种利用潮汐能发电的装置 | |
US20230067549A1 (en) | Floating generator that harnesses the energy from waves to produce usable electrical energy | |
JP3024499U (ja) | 海岸ダム発電装置 | |
CA2841913C (en) | Wave energy absorber unit | |
CN201554012U (zh) | 一种利用潮汐能发电的装置 | |
CN116557194A (zh) | 一种电发电设备 | |
Borrás-Formoso et al. | Proposed improvements in wave energy converter of oscillating water column (WEC-OWC) | |
IT201600112969A1 (it) | Sistema per ricavare energia elettrica da un moto ondoso. | |
BG62184B1 (bg) | Вълноломна енергийна дига | |
JPS623315B2 (no) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |