NO324112B1 - Anordning ved bolgekraftverk - Google Patents

Abstract

Anordning ved et bølgekraftverk som er forsynt med minst en strømgenerator (19) og kabler (35) for overføring av strøm til en forbruker, hvor bølgekraftverket omfatter en hovedmodul (1) forsynt med en første rullebane (11a) som i en lengdemessige utstrekning er ikke-horisontal, det vil si skråstilt eller vertikal, neddykket i vann og forankret i en sjøbunn (7), en løpekatt (13) som er anbrakt på rullebanen (11a), idet flere løpekattrinser (15) er innrettet til å kunne bevege seg på rullebanen (11a) i rullebanens (11a) lengderetning, og transmisjonsmidler (17a, 17b) som er innrettet til å kunne overføre minst en løpekattrinses (15) roterende bevegelse til rotasjon av den minst ene strømgeneratoren (19); samt en flottør (3) som er anbrakt flytende i et område påvirket av bølger (5) og er forbundet med løpekatten (13) med ett eller flere i det vesentlige strekkfaste flottørstag (21).

Description

Oppfinnelsen vedrører et bølgekraftverk, nærmere bestemt en hovedmodul omfattende en rullebane hvor en løpekatt som dri-ver en generator, ved en flottørs bølgeinduserte bevegelse bringes til å beveges langs rullebanen, idet rullebanen er skråstilt eller strekker seg i det vesentlige i en vertikal retning. Transmisjonsmidler besørger en ensrettet rotasjonsretning på generatoren når løpekattens bevegelsesretning end-res .

Det er kjent mange forskjellige systemer for utnyttelse av bølge- og tidevannskraft til produksjon av elektrisk strøm. Problemene innenfor dette området har vært at det tekniske utstyret ikke har tålt de store belastningene som bølgene på-fører et bølgekraftverk, og effektiviteten har vært for dår-lig. For å unngå havari har det vært forsøkt å flytte bøl-gekraftverket til områder med "roligere" sjø- og værforhold. Dette har naturligvis ført til dårligere bølgekraftutnyttelse og effektivitet.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste en av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående be-skrivelse og i etterfølgende patentkrav.

For å få maksimal utnyttelse av et bølge- og tidevanns-kraftverk er det nødvendig å plassere utstyret i områder som er utsatt for uvær og kraftige bølger. Det er et formål med oppfinnelsen å skaffe tilveie et bølgekraftverk hvor bare ett av bølgekraftverkets hovedelement, en flottør, befinner seg i området hvor bølgekraften virker, mens resten av bølgekraft-verket, en hovedmodul, er plassert neddykket under havflaten og på et dyp der bølgene i det vesentlige ikke forplanter seg, idet flottøren og hovedmodulen er strekkfast forbundet med et stag for overføring av bølgebevegelse fra flottøren og til hovedmodulen.

Oppfinnelsen vedrører særlig en anordning ved et bølgekraft-verk som er forsynt med minst en strømgenerator og kabler for overføring av strøm til en forbruker, hvor bølgekraftverket omfatter en hovedmodul forsynt med en første rullebane som i en lengdemessig utstrekning er ikke-horisontal, det vil si skråstilt eller vertikal, neddykket i vann og forankret i en sjøbunn; en løpekatt som er anbrakt på rullebanen, idet flere løpekattrinser er innrettet til å kunne bevege seg på rullebanen i rullebanens lengderetning; transmisjonsmidler som er innrettet til å kunne overføre minst én løpekattrinses roterende bevegelse til rotasjon av den minst ene strømgenerato-ren; samt en flottør som er anbrakt flytende i et område påvirket av bølger og er forbundet med løpekatten med ett eller flere i det vesentlige strekkfaste flottørstag.

Transmisjonsmidlene omfatter fordelaktig transmisjonselementer som er innrettet til å opprettholde den forutbestemte ro-tas jonsretningen i den minst ene strømgeneratoren, fortrinnsvis uavhengig av den minst ene løpekattrinsens rotasjonsretning.

En øvre rullebane er fordelaktig anbrakt parallelt og over den første rullebanen, idet løpekatten er anbrakt mellom rullebanene og den innbyrdes avstanden mellom rullebanene overstiger løpekattrinsenes diameter.

Løpekatten er ved strekk som er skaffet tilveie i flottørsta-get ved bølgenes vertikale, oppoverrettede bevegelse av flot-tøren, fordelaktig innrettet til å kunne bringe løpekattrin-sene i berøring med den øvre rullebanen samt å kunne bevege seg i rullebanens lengderetning, for derved å kunne rotere strømgeneratoren.

Den minst ene strømgeneratoren omfatter alternativt midler for elektronisk blokkering av strømgeneratorens strømgenere-rende funksjon når strømgeneratoren roterer i en bestemt retning. Derved kan en kombinasjon av flere strømgeneratorer hvor den strømgenererende funksjonen for hver strømgenerator koples ut ved bestemte, ulike rotasjonsretninger, opprettholde en ensartet, jevn strømleveranse uten anvendelse av driv-midler som opprettholder den forutbestemte rotasjonsretningen i hver strømgenerator.

Løpekattrinsenes og rullebanenes motstående kontaktflater er fordelaktig forsynt med et friksjonsbelegg. Alternativt er løpekattrinsenes og rullebanenes motstående kontaktflater fortannet.

Flottørstaget er fortrinnsvis forsynt med en overbelastningssikring.

Hovedmodulen er fordelaktig anbrakt flytende over sjøbunnen idet den er forsynt med oppdriftselementer samt forankringsmidler fastgjort i sjøbunnen.

Løpekatten er fordelaktig forsynt med ballast.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en prinsippskisse av et bølgekraftverk med to skråstilte rullebaner ifølge oppfinnelsen, sett fra siden; og Fig. 2 viser en prinsippskisse av et bølgekraftverk med én i det vesentlige vertikal rullebane ifølge oppfinnelsen, sett fra siden.

Det henvises først til figur 1 hvor en hovedmodul 1 er forankret til en sjøbunn 7. Hovedmodulen 1 er forsynt med oppdriftselementer 31 for å flyte i neddykket tilstand, og den er forbundet med en flottør 3 som flyter på en vannflate 5.

Hovedmodulen 1 er forsynt med en første og en andre skråstilt rullebane lia, 11b. Rullebanene lia, 11b er innbyrdes paral-lelle og er festet til et rammeverk 12. Mellom rullebanene lia, 11b er det anbrakt en løpekatt 13. Løpekatten 13 er forsynt med trinser 15. Avstanden mellom rullebanene lia, 11b overstiger trinsenes 15 diameter for å bevirke at trinsene 15 ved berøring av den ene rullebanen lia, 11b ikke berører den andre rullebanen lia, 11b.

Løpekatten omfatter transmisjonsmidler i form av et tannhjul 17a og en transmisjonsoverføring 17b som i en operativ tilstand står i inngrep med tannhjulet 17a. Ved en tilpasset diameter er tannhjulet 17a innrettet til å kunne gå i inngrep med et fortannet parti (ikke vist) på den første rullebanen lia når trinsene 15 beveger seg på den første rullebanen lia og å kunne gå i inngrep med et fortannet parti (ikke vist) på den andre rullebanen 11b når trinsene 15 beveger seg på den andre rullebanen 11b, idet de fortannede partiene strekker seg langs i det vesentlige hele rullebanenes lia, 11b lengdemessige utstrekning. Transmisjonsoverføringen 17b, for eksempel tannhjuls-, kjede- eller reimoverføring, er også i inngrep med en strømgenerator 19, idet den besørger at en rotor (ikke vist) settes i rotasjon når tannhjulet 17a ved løpekat-tens 13 bevegelse langs rullebanen lia, 11b settes i rotasjon.

Alternativt kan tannhjulet 17a være i inngrep med i det minste én av trinsene 15. Det er da fordelaktig at trinsene 15 og rullebanene lia, 11b i sine motstående kontaktflater er forsynt med et friksjonsmiddel. Alternativt kan de være fortannet. Formålet med dette er å redusere risikoen for slipp mellom den generatordrivende trinsen 15 og rullebanen lia, 11b.

Til løpekatten 13 er det fastgjort ballastelementer 23 via et festearrangement 25.

Flottøren 3 er forbundet med løpekatten 13 via et strekkfast stagarrangement 21. Stagarrangementet 21 omfatter en overbelastningssikring 21a som besørger at flottøren 3 kan frigjø-res fra hovedmodulen 1 i en situasjon hvor det er fare for at for eksempel ekstreme bølgebevegelser skal kunne skade hovedmodulen 1.

Hovedmodulens 1 oppdriftselementer 31 er forbundet med hovedmodulens 1 rammeverk 12 ved hjelp av stag 31a. Hovedmodulen 1 er fastgjort til sjøbunnen 7 ved hjelp av ankere 33 og ankerliner 32.

Strømgeneratoren 19 er sammenkoplet med et fordelingsnett (ikke vist) for strøm via kabler som føres langs sjøbunnen 7 til et koplings- og transformatoranlegg (ikke vist).

Ved vekselstrømkraftverk omfatter strømgeneratoren 19 i og for seg kjente midler (ikke vist) for å opprettholde en foreskrevet frekvens på den produserte strømmen.

Figur 2 viser en alternativ utførelsesform, idet hovedmodulen 1 er forsynt med en i det vesentlige vertikalt anbrakt rullebane lia. Henvisningstallene angir elementer slik de er be-skrevet ovenfor. Løpekatten 13 er i tillegg til de ordinære trinsene 15 forsynt med støttetrinser 15a som er innrettet til å rulle på motsatt side av rullebanen lia i forhold til trinsene 15. Derved holdes løpekatten 13 i kontakt med rullebanen lia, slik at løpekattens lia bevegelse langs rullebanen lia bevirker at generatoren 19 roteres.. Transmisjonsoverfø-ringen 17b omfatter midler (ikke vist) som er innrettet til å opprettholde samme rotasjonsretning på generatoren 19 når løpekattens 13 bevegelsesretning skifter, for eksempel i form av friløp.

Ved bølgenes 5 oppoverrettede bevegelse av flottøren 3 løftes løpekatten 13 til anlegg med den øvre rullebanen 11b. På grunn av rullebanens skråstilling trekkes løpekatten 13 der-etter oppover idet trinsene 15 roterer på den øvre rullebanen 11b. Idet flottøren 5 begynner å falle ned i en bølgedal, senkes løpekatten 13 ved hjelp av tyngdekraften til anlegg mot den nedre rullebanen lia, hvoretter en nedoverrettet bevegelse langs den nedre rullebanen lia settes i gang. Trinsene 15 begynner på ny å rotere i samme retning som ved den oppoverrettede bevegelsen langs den øvre rullebanen 11b. Derved opprettholdes ens rotasjonsretning på strømgeneratoren 19.

Det finnes mange muligheter for å opprettholde ens rotasjonsretning på strømgeneratoren 19 ved en vekslende bevegelsesretning på løpekatten 13. Eksempelvis kan trinsene 15 eller transmisjonsoverføringen 17b, slik det er antydet ovenfor, være forsynt med friløp (ikke vist) arrangert slik at for eksempel en trinse 15 eller et par trinser 15 er forsynt med et friløp.som låser ved høyredreining, mens en annen trinse 15 eller et annet par trinser 15 er forsynt med et friløp som låser ved venstredreining. Derved kan oppfinnelsens formål oppnås ved anvendelse av bare én rullebane lia, slik det framgår av figur 2.

Hovedmodulen 1 kan være forsynt med sekundære oppdriftsele-ment (ikke vist) for at hovedmodulen 1, i en situasjon hvor oppdriftselementene 31 tapes, kan holdes flytende på et dyp hvor ballastelementene 23 hviler på sjøbunnen. Dette flyteni-vået er bestemt av ballastelementenes 23 festearrangement 25.

Claims (11)

1. Anordning ved et bølgekraftverk som er forsynt med minst en strømgenerator (19) og kabler (35) for over-føring av strøm til en forbruker, karakterisert ved at bølgekraftverket omfatter - en hovedmodul (1) forsynt med en første rullebane (lia) som i sin lengdemessige utstrekning er ikke-horisontal, det vil si skråstilt eller vertikal, neddykket i vann og forankret i en sjøbunn (7), en løpekatt (13) som er anbrakt på rullebanen (lia), idet flere løpekattrinser (15) er innrettet til å kunne bevege seg på rullebanen (lia) i rullebanens (lia) lengderetning, og transmisjonsmidler (17a, 17b) som er innrettet til å kunne overføre minst én løpekattrinses (15) roterende bevegelse til rotasjon av den minst ene strøm-generatoren (19); samt - en flottør (3) som er anbrakt flytende i et område påvirket av bølger (5) og som er forbundet med løpe-katten (13) med ett eller flere i det vesentlige strekkfaste flottørstag (21).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at transmisjonsmidlene (17a, 17b) er innrettet til å kunne overføre minst én løpekattrinses (15) roterende bevegelse til rotasjon av den minst ene strømgeneratoren (19) i en forutbestemt retning.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at transmisjonsmidlene (17a, 17b) omfatter transmisjonselementer som er innrettet til å opprettholde den forutbestemte rotasjonsretningen i den minst ene strømgeneratoren (19) uavhengig av den minst ene løpekattrinsens (15) rotasjonsretning.

4. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at en øvre rullebane (11b) er anbrakt parallelt og over den første rullebanen (lia), idet løpekatten (13) er anbrakt mellom rullebanene (lia, 11b) og den innbyrdes avstanden mellom rullebanene (lia, 11b) overstiger løpekattrinsenes (15) diameter.

5. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at løpekatten (13) ved hjelp av strekk som er skaffet tilveie i flottørståget (21) ved bølgenes (5) vertikale, oppoverrettede bevegelse av flottøren (3), er innrettet til å kunne bringe løpe-kattrinsene (15) i berøring med den øvre rullebanen (11b) samt å kunne bevege seg i rullebanens (lia) lengderetning, for derved å kunne rotere strømgenera-toren (19) .

6. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den minst ene strømgeneratoren (19) omfatter midler for elektronisk blokkering av strømgeneratorens (19) strømgenererende funksjon når strømgeneratoren (19) roterer i en bestemt retning.

7. Anordning i henhold til krav 1 og 5, karakterisert ved at løpekattrinsenes (15) og rullebanenes (lia, 11b) motstående kontaktflater er forsynt med midler som forhindrer eller reduserer risikoen for slipp under løpekattrinsenes (15) rotasjon på rullebanen(e) (lia, 11b).

8. Anordning i henhold til et hvilket som helst, av krave-ne 1 og 5, karakterisert ved at løpe-kattrinsenes (15) og rullebanen(e)s (lia, 11b) motstående kontaktflater er fortannet.

9. Anordning i henhold til krav 1 og 5, karakterisert ved at flottørstaget (21) er forsynt med en overbelastningssikring (21a).

10. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at hovedmodulen (1) er anbrakt flytende over sjøbunnen (7) idet den er forsynt med opp-drif tselementer (31) samt forankringsmidler (32, 33) fastgjort i sjøbunnen (7).

11. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at løpekatten (13) er forsynt med ballastelementer (23).