NO329649B1 - Bolgekraftaggregat - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår - sett fra en første side - et bølgekraftaggregat som omfatter et flytelegeme og en elektrisk lineærgenerator hvis rotor ved hjelp av et forbindelsesorgan er forbundet med flytelegemet, og hvis stator er innrettet til å forankres i hav/sjø-bunnen.

Sett fra en andre side angår oppfinnelsen et bølgekraftverk som omfatter flere bølgekraftaggregater ifølge oppfinnelsen.

Sett fra en tredje side angår oppfinnelsen en anvendelse av bølgekraftaggregatet ifølge oppfinnelsen for å produsere elektrisk strøm.

Sett fra en fjerde side angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for generering av elektrisk energi.

I den foreliggende søknad benyttes uttrykket rotor for lineærgeneratorens bevegelige del. Man vil således forstå at det med uttrykket rotor ikke menes et roterende legeme, men et lineært frem- og tilbakegående legeme. Med rotorens bevegelsesretning menes således dens lineære bevegelsesretning.

Bølgekraftaggregatet ifølge oppfinnelsen er i første rekke beregnet for, men ikke begrenset til, anvendelser opp til 500 kW.

At statoren er innrettet for forankring i havbunnen innebærer ikke nødvendigvis at den er beliggende på denne, og heller ikke at den må være stivt forbundet med havbunnen. Således kan statorkonstruksjonen selvsagt være flytende understøttet, og forankringen bare utgjøres av en line eller liknende som hindrer at aggregatet driver i vei.

Bakgrunnen for oppfinnelsen

Bølgebevegelser i hav og store innsjøer er en potensiell energikilde som hittil er blitt lite utnyttet. Den tilgjengelige bølgeenregi beror på bølgehøyden og er selvsagt forskjellig for forskjellige plasser. Den gjennomsnittlige bølgeenergi i løpet av et år er avhengig av de forskjellige vindforhold som påvirkes mye av plassens avstand fra nærmeste kyst. Målinger er blant annet blitt utført i Nordsjøen. På et målested ca. 100 km vest for Jyllands kyst der dybden var ca. 50 m, er det gjort målinger av bølgehøyden.

For å nyttiggjøre den energi som er tilgjengelig på grunn av havbølgenes bevegelser, er det blitt foreslått forskjellige typer av bølgekraftaggregater for generering av elektrisk kraft. Disse har imidlertid ikke lykkes i å kunne konkurrere på vellykket måte med konvensjonell elkraftproduksjon. Hittil realiserte bølgekraftverk har i hovedsaken vært forsøksanlegg eller er blitt benyttet for lokal energiforsyning til navigasjonsbøyer. For at kommersiell elproduksjon skal kunne være mulig og dermed gi tilgang til den store energireserve som finnes i havbølgenes bevegelser, kreves ikke bare at utplasseringen av aggregatene skjer på passende lokaliserte steder. Det er også nødvendig at aggregatet er driftssikkert, har høy virkningsgrad og har lave fremstillings- og driftskostnader.

Blant de tenkelige prinsipper for omformingen av bølgebevegelsesenergi til elektrisk energi torde her en lineærgenerator i størst utstrekning å tilsvare disse krav.

Flytelegemets vertikale bevegelser forårsaket av bølgebevegelsene kan dermed direkte overføres til en frem- og tilbakegående bevegelse av generatorens rotor. En lineærgenerator kan utføres meget robust og enkel, og ved at den forankres til bunnen blir den stabilt upåvirkelig av strømninger i vannet. Den eneste bevegelig del i generatoren blir den frem- og tilbakegående rotor. På grunn av sine få bevegelige deler og sin enkle konstruktive oppbygning blir aggregatet meget driftssikkert.

Fra eksempelvis US 6 020 653 er det tidligere kjent et bølgekraftaggregat som baserer seg på lineærgeneratorprinsippet. Publikasjonen beskriver således en til bunnen forankret generator som produserer elektrisk energi fra havflatens bølgebevegelser. En generatorspole er forbundet med et flytelegeme slik at spolen beveger seg opp og ned med bølgebevegelsene. Et magnetfelt virker på spolen når den beveger seg, slik at en elektromagnetisk kraft frembringes i denne. Magnetfeltet er slik at det forårsaker et ensartet felt med enkelmagnetisk orientering langs hele spolens slaglengde. Generatoren omfatter en basisplate på havbunnen som understøtter magnetkjernen i hvilken spolen beveger seg.

Videre er det fra US 4 539 485 tidligere kjent et bølgekraftaggregat som er forsynt med en elektrisk lineærgenerator. Dennes rotor består av et antall permanentmagneter, og generatorens vikling er anordnet i den omgivende stator.

I PCT/SE02/02405 er det videre beskrevet et bølgekraftaggregat med lineærgenerator der rotoren er permanentmagnetisk og statoren omfatter en vikling som danner flere poler som er fordelt i rotorens bevegelsesretning. Et fjæringsorgan er anordnet som en trekkfjær og utøver en nedadrettet trekkraft på rotoren, dvs. rettet mot flytelegemets løftekraft.

Ved et bølgekraftaggregat av den type som oppfinnelsen angår, utsettes rotoren for aksiale krefter. Disse krefter er pulserende og fører dermed til ujevn gange og skaper forstyrrelser. Formålet med oppfinnelsen er å redusere disse forstyrrelser.

Redegjørelse for oppfinnelsen

Det oppstilte formål er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at et bølgekraftaggregat av den type som er angitt i innledningen til patentkrav 1, omfatter de spesielle særtrekk at generatoren er forsynt med et elektromagnetisk dempningsorgan for å holde pulsasj onene av den aksiale kraft som utøves av statoren på rotoren, på et forholdsvis lavt nivå, hvilket dempningsorgan omfatter et for dette tilpasset geometrisk arrangement av i det minste noen av statorviklingen, statorsporene og rotormagnetene.

Oppfinnelsen er basert på en analyse av årsakene til de nevnte forstyrrelser. Dette har ført til den innsikt at årsakene for en betydelig del kan tilskrives den elektromagnetiske energiomforming og forløpene av de aksiale magnetiske krefter som statoren derved utøver på rotoren. Som følge av at magnetene på rotoren passerer forbi statorens viklinger, kommer disse krefter til å pulsere i avhengighet av den respektive magnetpols stilling i forhold til et statorspor. Denne innsikt utgjør utgangspunktet for de forholdsregler som ifølge oppfinnelsen tas for å ta seg av forstyrrelsene. Ved at generatoren er forsynt med organer for å holde disse pulsasjoner på et forholdsvis lavt nivå, vil den totale aksiale kraft på rotoren bli mye jevnere enn ellers, hvilket fører til jevnere og mer forstyrrelsesfri gange.

Organet for dette er relatert til geometrien av de komponenter som er vitale for den elektromekaniske energiomforming. Ved således å anordne statorviklingen, statorsporene og rotormagnetene geometrisk på en slik måte at de på den respektive rotormagnet opptredende, pulserende aksialkrefter samvirker kontrasyklisk med hverandre og utjevnes i tid, oppnås at den resulterende magnetiske aksialkraft på rotoren blir jevnere under bevegelsesforløpet, hvorved den etterstrebede reduksjon av forstyrrelsene oppnås.

Slik det torde fremgå av fremstillingen ovenfor, skal uttrykket "dempningsorgan" ikke oppfattes slik at organet har den direkte funksjon å dempe allerede oppståtte pulsasjoner, men snarere å forhindre at pulsasjonene blir så store som de ville være ved et konvensjonelt arrangement av vikling, spor og magneter.

Resultatet blir at faren for mekaniske problemer med generatoren reduseres. Dessuten blir den elektromagnetiske energiomvandling mer gunstig ved at den blir jevnere og med høyere virkningsgrad.

Ifølge en foretrukket utførelse av bølgekraftaggregatet ifølge oppfinnelsen omfatter statoren en flerfasevikling, og det elektromagnetiske dempningsorgan utgjøres av at statorviklingen omfatter en delsporsvikling. En delsporsvikling er en for roterende elektriske generatorer velprøvd konstruksjon og utgjør en enkel og formålstjenlig måte for å redusere aksialkraftpulsasjonene ved hjelp av viklingsgeometrien.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform har delsporsviklingen en viklingsfaktor som er >1. Fordelen med en slik utførelse er at det gjør det lettere å ha tettere mellomrom mellom polene.

Ifølge en alternativ foretrukket utførelsesform har delsporsviklingen en viklingsfaktor som er < 1. Dette er særlig gunstig ved langsomtgående maskiner, hvilket det normalt er tale om ved aggregater av den type som oppfinnelsen angår.

Ifølge en ytterligere fordelaktig utførelsesform er statoren sammensatt av flere rundt rotoren jevnt fordelte statorpakker der hver statorpakke har en vikling som omfatter en delsporsvikling. Dermed gjøres det mulig å dra nytte av en så stor del av magnetfeltet som mulig for induseringen, og for maksimal jevnhet er det da hensiktsmessig at alle statorpakker er delsporsviklet.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform omfatter det elektromagnetiske dempningsorgan at i det minste noen av rotorens poler og/eller noen av statorens viklingsspor er orientert på skrå i forhold til et plan vinkelrett på rotorens bevegelsesretning.

Ved at polene og/eller viklingssporene er skrått orientert, oppnås at en pol passerer en vikling gradvis. Derved vil magnetkraften på tilsvarende måte få en gradvis tiltakende og avtakende styrke med mindre kraftig pulsasjon som resultat.

Ifølge en foretrukket utførelsesform omfatter hver pol en magnet med en langstrakt fonn med en lengdeakse som danner en vinkel med et plan vinkelrett på rotorens bevegelsesretning.

Ifølge en alternativ foretrukket utførelsesform omfatter hver pol en gruppe av flere magneter som er aksialt forskjøvet i forhold til hverandre.

De to sistnevnte utførelsesformer tillater en enkel måte for å tilveiebringe skråstillinger bare med en modifikasjon av rotoren, slik at statoren kan utformes på konvensjonell måte.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform danner viklingssporene en vinkel med et plan vinkelrett på rotorens bevegelsesretning. Med denne utførelse kan rotoren utformes på konvensjonell måte.

Utførelsesformene ovenfor kan selvsagt kombineres slik at generatoren har skråretning på både magnetene og viklingssporene, i så fall med forskjellig helling. Dette kan også kombineres med delsporsvikling.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform er rotoren permanentmagnetisk, hvilket utgjør en enkel og formålstjenlig utførelse.

De ovenfor angitte og andre foretrukne utførelsesformer av bølgekraftaggregatet ifølge oppfinnelsen er angitt i de av krav 1 avhengige krav.

Sett fra de andre, tredje og fjerde sider ved oppfinnelsen er det oppstilte formål oppnådd ved at et bølgekraftverk omfatter flere bølgekraftaggregater ifølge oppfinnelsen, ved anvendelse av et bølgekraftaggregat ifølge oppfinnelsen for å produsere elektrisk strøm, og ved at en fremgangsmåte for produksjon av elektrisk strøm utføres ved hjelp av et bølgekraftaggregat ifølge oppfinnelsen, hvilket er angitt i kravene 26, 38 og 39.

Ved hjelp av bølgekraftverket ifølge oppfinnelsen, anvendelsen ifølge oppfinnelsen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås fordeler av tilsvarende type som ved bølgekraftaggregatet ifølge oppfinnelsen og de foretrukne utførelsesformer av dette, og som det er redegjort for ovenfor.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i den etterfølgende nærmere beskrivelse av fordelaktige utførelseseksempler under henvisning til de medfølgende tegninger.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig.l viser et skjematisk sideriss av et kjent bølgekraftaggregat av den type som oppfinnelsen angår,

fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II på fig. 1,

fig. 3 viser et skjematisk delsnitt gjennom en statorpakke ifølge kjent teknikk,

fig. 4 viser et tilsvarende snitt ifølge et første fordelaktig utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen,

fig. 5 viser et tilsvarende snitt ifølge et andre fordelaktig utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen,

fig. 6 viser en del av et sideriss av en rotor ifølge et tredje fordelaktig utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen,

fig. 7 viser et tilsvarende riss av et fjerde fordelaktig utførelseseksempel,

fig. 8 viser en del av et sideriss av en statorpakke ifølge et femte fordelaktig utførelseseksempel,

fig. 9 viser et tilsvarende sideriss av et sjette fordelaktig utførelseseksempel,

fig. 10 er et skjema som illustrerer sammenkoplingen av flere aggregater ifølge oppfinnelsen til et bølgekraftverk,

fig. 11 illustrerer hvordan bølgekraftaggregatet danner et bølgekraftverk og hvordan det er tilkoplet til et elnett,

fig. 12 illustrerer i et sideriss bølgekraftaggregatene tilkoplet til et stillverk,

fig. 13 illustrerer i et grunnriss en alternativ måte for å forbinde bølgekraftaggretatene med et nettverk,

fig. 14-17 er skjemaer som er illustrerer forskjellige eksempler på omforming av spenningen ved et kraftverk ifølge oppfinnelsen, og

fig. 18 illustrerer et alternativt likerettingseksempel.

Beskrivelse av fordelaktige utførelseseksempler

Fig. 1 illustrerer prinsippet for et bølgekraftaggregat ifølge oppfinnelsen. Et flytelegeme 3 er innrettet til å flyte på havflaten 2. Bølger bibringer flytelegemet 3 en frem- og tilbakegående vertikalbevegelse. Ved bunnen 1 er en lineærgenerator 5 forankret via en i bunnen festet basisplate 8 som kan være en betongplate. Lineærgeneratorens stator 6a, 6c er festet til basisplaten 8. Statoren består av fire vertikale søyleliknende statorpakker av hvilke bare to er synlige på figuren. Generatorens rotor 7 er anordnet i rommet mellom statorpakkene. Rotoren er forbundet med flytelegemet 3 ved hjelp av en line 4. Rotoren 7 er av permanentmagnetisk materiale.

Basisplaten 8 har et sentralt anordnet hull 10, og konsentrisk med dette er et bunnhull 9 opptatt i havbunnen. Bunnhullet 9 kan hensiktsmessig være foret. Ved bunnhullets 9 nedre ende er det festet en trekkfjær 11 som med sin andre ende er festet til rotorens 7 nedre ende. Hullet 10 i basisplaten 8 og bunnhullet 9 har en diameter som tillater at rotoren 7 kan bevege seg fritt gjennom disse.

Hver statorpakke 6a, 6c er sammensatt av et antall moduler. I det viste eksempel er det på statorpakken 6a avmerket hvordan denne er oppdelt i tre vertikalt fordelte moduler 61, 62, 63.

Når flytelegemet 3 på grunn av bølgebevegelsene i havflaten 2 beveger seg opp og ned, overføres denne bevegelse via linen 4 til rotoren 7 som får en tilsvarende frem- og tilbakegående bevegelse mellom statorpakkene. Dermed genereres strøm i statorviklingene. Bunnhullet 9 tillater at rotoren kan passere hele statoren i sin nedadgående bevegelse. Trekkfjæren 11 gir en tilskuddskraft for den nedadgående bevegelse, slik at linen 4 hele tiden holdes strukket.

Fjæren kan også være utformet slik at den i visse situasjoner også kan utøve en oppadrettet kraft. Med et reguleringsorgan 28 kan fjærens fjærkonstant reguleres slik at resonans oppnås en så stor del av tiden som mulig.

For å kunne motstå saltvann, er statoren helt eller delvis impregnert med VP eller silikon.

Fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II på fig. 1. I dette eksempel har rotoren 7 kvadratisk tverrsnitt, og en statorpakke 6a-6d er anordnet på hver av rotorens sider. De respektive statorpakkers vikling er betegnet med 12a-12d. Av figuren fremgår også platenes orientering i hver statorpakke. Luftgapet mellom rotoren og den tilgrensende statorpakke er av størrelsesorden noen mm.

Hver statorpakke omfatter delsporsvikling, dvs. at viklingsfaktoren ikke er et helt tall.

Viklingsfaktoren er q = , der Q er antallet spor, M er antall faser og P er antall poler. Delsporsviklingen innebærer således at Q # MPn, der også n er et heltall. Dette til forskjell fra konvensjonell vikling der Q = MPn. Delsporsvikling er en allment kjent utførelse når det gjelder roterende elektriske maskiner.

På fig. 3 er det som bakgrunnsillustrasjon vist en stator 6a i en lineærgenerator der viklingen 13 er en helsporsvikling for 3-fase.

Hvert spor 12 inneholder fire viklingsomganger, og de forskjellige faser er betegnet med forskjellige symboler. I dette tilfelle er q et heltall. Fig. 3 representerer således teknikkens stand. Fig. 4 viser i et tilsvarende snitt et utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen. Også her er det tale om en 3-fase vist på tilsvarende måte som på fig. 3. Viklingen 13 har her en viklingsfaktor som er større enn 1, såkalt skrittforlengelse. Fig. 5 viser på tilsvarende måte et utførelseseksempel ved 3-fase der viklingens 13 viklingsfaktor er mindre enn 1, såkalt skrittforkorting. Fig. 6 viser en del av et sideriss av den ene side av en kvadratisk rotor 7 ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Rotorens bevegelsesretning er angitt med pilen A. Hver pol 14a, 14b, 14c består av flere permanentmagneter 14la-144a. Magnetene 141 a-144a i en pol ligger noe forskjøvet i aksialretningen i forhold til hverandre på en linje som danner en liten vinkel med et plan vinkelrett på rotorens bevegelsesretning A. Magnetene på figuren ligger på en rett linje, men linjen kan alternativt ha en annen kurveform. Den nederste magnet 141a i polen 14a er beliggende på en viss avstand fra den øverste magnet

144b i den nærmest nedenforliggende halvpol 14b. Denne avstand tilsvarer hensiktsmessig en halv halvpoldeling eller mindre.

Den på figuren viste overflate av rotoren 7 samvirker med en statorpakke som er beliggende over figurens plan, og med viklingsspor som vender mot rotoren 7. Ett av statorpakkens viklingsspor 13 er markert med stiplede linjer i figuren. Når rotoren 7 beveger seg nedover på figuren, vil først polens 14a magnet 141a passere forbi viklingssporet 13 og indusere strøm i dettes vikling, hvorved som en følge av dette en oppadrettet kraft vil virke på rotoren 7. Med en viss forsinkelse vil deretter den tilgrensende magnet 142a passere viklingssporet med tilsvarende forløp, og deretter magnetene 143a og 144a. Den aksiale kraft på rotoren 7 vil derfor bli fordelt i tid sammenliknet med om polens 14a magneter 141a-144a hadde vært orientert på konvensjonell måte parallelt med viklingssporet 13. Den aksiale kraft blir dermed mindre kraftig pulserende. Fig. 7 viser et tilsvarende riss som fig. 6 av et alternativt utførelseseksempel. I dette tilfelle består hver pol 14a, 14c av en eneste magnet som er langstrakt og forløper på skrå, på tilsvarende måte som den linje som forbinder magnetene i den respektive pol på fig. 6. Fig. 8 viser en del av et sideriss av en statorpakke 6, og viser den side som er beregnet å være rettet mot rotoren. Statorpakkens 6 viklingsspor 13a-13c danner en liten vinkel med et plan vinkelrett på rotorens bevegelsesretning A. Den over figurens plan beliggende rotor, der en av dennes poler er markert med stiplede linjer, vil dermed gradvis passere et statorspor 13b. Derved oppnås et tilsvarende forløp som det som er beskrevet i forbindelse med fig. 6. Fig. 9 viser et tilsvarende riss som på fig. 8 og illustrerer et eksempel der både viklingsspor 13 og poler 14 er skråttstilt, men i forskjellig retning og med mindre skråstilling enn i de øvrige eksempler.

Et bølgekraftverk ifølge oppfinnelsen består av to eller flere aggregater av den ovenfor beskrevne type. På fig. 10 er det vist hvordan disse sammenkoples for å levere energi til et elnett. I det viste eksempel består kraftverket av tre aggregater som er symbolsk betegnet med 20a-20c. Hvert aggregat er via en bryter eller kontaktor 21 og en likeretter 22 tilkoplet til en vekselretter 23, i en bipolar kopling ifølge figuren. På figuren er koplingsskjemaet uttegnet bare for aggregatet 20a. Man vil forstå at øvrige aggregater 20b, 20c er tilkoplet på tilsvarende måte. Vekselretteren 23 leverer tre-fasestrøm til elnettet 25, eventuelt via en transformator 24 og/eller et filter. Likeretterne kan være dioder som kan være styrte og av typen IGBT, GTO eller tyristor, og som kan omfatte styrte bipolare komponenter eller være ustyrte.

Spenningene på DC-siden kan være parallellkoplet, seriekoplet eller en kombinasjon av begge deler.

På fig. 11 er det vist et bølgekraftverk hvor flere generatorer 20a, 20b, 20c er sammenkoplet. Ved hver generator er del anordnet en likeretter, og via kabler 39 som er anordnet på havbunnen, ledes DC-strømmen til en stasjon på land med en vekselretter 23, en transformator 24 og et filler 41 fra hvilket elenergien leveres til et distribusjons- eller transmisjonsnett.

Fig. 12 illustrerer i en prinsippskisse et ytterligere fordelaktig eksempel ifølge oppfinnelsen. Et stillverk er anordnet hvilende på havbunnen B. Stillverket 101 består av en vanntett beholder som er dannet av en huskappe 102 og en bunnplate 103 som eksempelvis kan være av betong. Stillverket 101 er forankret i havbunnen B. Generatorene 104-109 i et antall bølgekraftaggregater er tilkoplet til stillverket.

Hvert generatoraggregat 104-109 er elektrisk forbundet med stillverket 101 ved hjelp av ledninger 110-115 som via gjennomføringer gjennom huskappen 102 er tilkoplet til komponentene inne i stillverket. Spenningen mates fra det respektive aggregat som lavspent like- eller vekselspenning.

Komponentene i stillverket 101 er av konvensjonell type og er ikke uttegnet på figurene. Disse komponenter kan omfatte halvledere, omrettere, brytere, måleorganer, relebeskyttelser, ventilavledere eller andre overspenningsbeskyttelser, jordledere, lastkoplere eller skillebrytere, samt transformator.

Gjennom utgående ledninger 116 leverer stillverket en utgående like- eller vekselspenning, fortrinnsvis høyspenning. Vekselspenningen er lavfrekvent og kan være tre- eller flerfaset. Også standardfrekvenser, så som 50 eller 60 Hz, kan anvendes.

Ved hjelp av den i stillverket anordnede transformator omformes innkommende lavspenning til utgående høyspenning. Omrettere hhv. vekselrettere i stillverket benyttes i forekommende tilfeller når omforming DC-AC eller omvendt er aktuelt.

Spenningen leveres til en på land beliggende mottaksstasjon, eventuelt via en mellomstasjon, for å mates ut på et elnett.

Fig. 13 illustrerer et eksempel på et system ifølge oppfinnelsen som kan være formålstjenelig når et større antall generatoraggregater inngår i systemet. Figuren er en symbolrepresentasjon av systemet sett i fugleperspektiv og viser et havområde H i figurens venstre del og et landområde L i dens høyre del. Komponentene i den venstre del av figuren er beliggende delvis under og delvis over vannflaten.

Systemet omfatter en første gruppe generatoraggregater 104a-106a, en andre gruppe generatoraggregater 104b-106b og en tredje gruppe generatoraggregater 104c-106c. Den første gruppe generatoraggregater 104a-106a er via undervannsledninger forbundet med et første stillverk 101a som er beliggende under vannflaten. På tilsvarende måte er de to øvrige grupper av generatoraggregater 104b-106b og 104c-106c tilkoplet til et andre 101b henholdsvis tredje 101c stillverk. Hvert av stillverkene 10la-101c er via undervannsledninger 116a-116c tilkoplet til en mellomstasjon 117 som også er beliggende under vannflaten. Fra mellomstasjonen 117 ledes spenningen som lavfrekvent, trefaset vekselspenning via undervannsledningene 118 til en på land beliggende mottaksstasjon 119.1 mottaksstasjonen omformes spenningen til standardfrekvens, så som 50 eller 60 Hz.

Avstanden mellom generatoraggregatene og mottaksstasjonen kan være fra noen kilometer til mange 10-talls kilometer. Når systemet er oppbygget ifølge fig. 13, må avstanden mellom på den ene side stillverkene og mellomstasjonen og på den annen side mellom mellomstasjonen og mottaksstasjonen optimeres.

Overføringen fra generatoraggregatene til en mottaksstasjon på land kan skje på forskjellige måter med forskjellige omforminger av spenningen. På fig. 14-17 er det skjematisk illustrert noen eksempler på dette. I hvert eksempel er generatoraggregatene anordnet lengst til venstre og mottaksstasjonen på land L lengst til høyre. En omretter/vekselretter er symbolisert med 121 og en spenningshevende transformator med 122. På fig. 14 og 15 leverer generatoraggregatene en likespenning som på fig. 14 overføres til land som vekselspenning og på fig. 15 som likespenning.

På fig. 16 og 17 leverer generatoraggregatene vekselspenning som omformes til likespenning. På fig. 16 overføres spenningen til land som vekselspenning og på fig. 17 som likespenning.

Mange andre koplingsalternativer kan vises innenfor oppfinnelsens ramme. Eksempelvis kan man benytte en helbølgelikeretter av den type som er vist på fig. 18. 1 hvert stillverk 101 og/eller i mellomstasjonen 117 kan det også være anordnet energilagre og filtre. Energilagrene kan eksempelvis utgjøres av batterier, kondensatorer, SMES-typer, svinghjul eller kombinasjoner av disse. Filtrene kan omfatte aktive komponenter på tilsvarende måte som ved omrettere, og også passive LC-filtre liksom elektromekaniske komponenter, så som svinghjulsomformer eller synkronkompensator.

Claims (39)

1. Bølgekraftaggregat omfattende et flytelegeme (3) og en elektrisk lineærgenerator (5) hvis rotor (7) ved hjelp av et forbindelsesorgan (4) er forbundet med flytelegemet (3), og hvis stator (6) er innrettet til å forankres i hav/sjø-bunnen (1), karakterisert ved at generatoren (5) er forsynt med et elektromekanisk dempningsorgan for å holde pulsasjonene av den aksiale kraft som utøves av statoren (6) på rotoren (7), på et forholdsvis lavt nivå, hvilket dempningsorgan (12, 13, 14) omfatter et for dette tilpasset, geometrisk arrangement av i det minste noen av statorviklingen (2), statorsporene (13) og rotormagnetene (14).

2. Bølgekraftaggregat ifølge krav 1, karakterisert ved at statoren omfatter en flerfasevikling, og at det elektromagnetiske dempningsorgan utgjøres av at statorviklingen omfatter delsporsvikling (13).

3. Bølgekraftaggregat ifølge krav 2, karakterisert ved at statoren (6) omfatter en 3-fasevikling.

4. Bølgekraftaggregat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at delsporsviklingen (13) har en viklingsfaktor som er > 1.

5. Bølgekraftaggregat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at delsporsviklingen (13) har en viklingsfaktor som er < 1.

6. Bølgekraftaggregat ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at statoren omfatter flere rundt rotoren jevnt fordelte statorpakker (6a-6d), og at hver statorpakke (6a-6d) har en vikling (13) som omfatter delsporsvikling (13).

7. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at det elektromagnetiske dempningsorgan omfatter at minst noen av rotorens poler (14) og/eller noen av statorens viklingsspor (13) er orientert på skrå i forhold til et plan vinkelrett på rotorens (7) bevegelsesretning.

8. Bølgekratfaggregat ifølge krav 7, karakterisert ved at de nevnte poler (14) omfatter magneter (114a-114c) av langstrakt form med en lengdeakse som danner en vinkel med et plan vinkelrett på rotorens (7) bevegelsesretning.

9. Bølgekratfaggregat ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at hver av de nevnte poler (14) omfatter en gruppe av flere magneter (14la-14ld), hvilke magneter er aksialt forskjøvet i forhold til hverandre.

10. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 7-9, karakterisert ved at hvert av de nevnte viklingsspor (13a-13c) danner en vinkel med et plan vinkelrett på rotorens (7) bevegelsesretning.

11. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-10, karakterisert ved at rotoren (7) er permanentmagnetisk.

12. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-11, karakterisert ved at rotoren (7) er permanentmagnetisk, og at statoren (6) omfatter en vikling som danner flere poler som er fordelt i rotorens (7) bevegelsesretning.

13. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-12, karakterisert ved at rotoren omfatter flere permanentmagneter som er fordelt i rotorens bevegelsesretning.

14. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-13, karakterisert ved at statoren (6) omfatter flere rundt rotoren jevnt fordelte statorpakker (6a-6d).

15. Bølgekratfaggregat ifølge krav 14, karakterisert ved at rotoren (7) har form av en regulær polygon, og at antall statorpakker (6a-6d) er lik antall sider av polygonen.

16. Bølgekratfaggregat ifølge krav 14 eller 15, karakterisert ved at hver statorpakke (6a-6d) er sammensatt av flere moduler som er anordnet etter hverandre i rotorens (7) bevegelsesretning.

17. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 14-16, karakterisert ved at rotoren omfatter flere i omkretsretningen fordelte permanentmagneter som slik er anordnet at en permanentmagnet i et vilkårlig tverrsnitt av rotoren vender mot hver statorpakke.

18. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-17, karakterisert ved at i det minste en del av forbindelsesorganet (4) er fleksibelt.

19. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-18, karakterisert ved at forbindelsesorganets lengde er regulerbar.

20. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-19, karakterisert ved at det omfatter en utvekslingsanordning som forårsaker et utvekslingsforhold mellom flytelegemets bevegelse og rotorens bevegelse.

21. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-20, karakterisert ved at lineærgeneratoren er innesluttet i et vanntett hus.

22. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-21, karakterisert ved at statoren er i det minste delvis innstøpt i et fast materiale, og/eller at rotoren er i det minste delvis innstøpt i et fast materiale, hvilket materiale fortrinnsvis er betong.

23. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-22, karakterisert ved at rotoren er hul og forsynt med både utad- og innadrettede permanentmagneter, og at statorpakker er anordnet både på rotorens utside og på dens innside.

24. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-23, karakterisert ved at flytelegemet via forbindelsesorganet er forbundet med flere lineærgeneratorers respektive rotor.

25. Bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-24, karakterisert ved at statorviklingene er tilkoplet til en likeretter, hvilken likeretter fortrinnsvis er anordnet inntil lineærgeneratoren under vannflaten, i forekommende tilfelle fortrinnsvis inne i huset.

26. Bølgekraftverk, karakterisert ved at det omfatter flere bølgekraftaggregater (20a-20c) ifølge ett av kravene 1-25.

27. Bølgekraftverk ifølge krav 26, karakterisert ved at minst ett elektrisk stillverk er tilkoplet til bølgekraftaggregatene, hvilket stillverk omfatter en vanntett beholder som rommer stillverkskomponenter, hvilken beholder er forankret i havbunnen.

28. Bølgekraftverk ifølge krav 27, karakterisert ved at flere stillverk er tilkoplet til bølgekraftaggregatene, idet hvert stillverk er tilkoplet til et antall bølgekraftaggregater.

29. Bølgekraftverk ifølge krav 27 eller 28, karakterisert ved at hvert stillverk er tilkoplet til en på land anordnet mottaksstasjon.

30. Bølgekraftverk ifølge ett av kravene 27-29, karakterisert ved at minst ett av stillverkene omfatter en spenningshevende transformator, og/eller at mellomstasjonen omfatter en spenningshevende transformator.

31. Bølgekraftverk ifølge ett av kravene 27-30, karakterisert ved at minst ett av stillverkene og/eller mellomstasjonen omfatter en omretter.

32. Bølgekraftverk ifølge ett av kravene 27-31, karakterisert ved at minst ett av stillverkene og/eller mellomstasjonen omfatter energilagringsorganer.

33. Bølgekraftverk ifølge ett av kravene 27-32, karakterisert ved at i det minste ett av stillverkene og/eller mellomstasjonen omfatter filtreringsorganer for filtrering av utgående og/eller innkommende strøm og spenning.

34. Bølgekraftverk ifølge ett av kravene 27-33, karakterisert ved at minst ett av stillverkene og/eller mellomstasjonen er fylt av en ikke-korrosiv, bufret væske.

35. Bølgekraftverk ifølge ett av kravene 26-34, karakterisert ved at et filter og/eller en transformator er anordnet etter vekselretteren.

36. Bølgekraftverk ifølge krav 35, karakterisert ved at vekselretteren, filteret og/eller transformatoren er anordnet på land.

37. Bølgekraftverk ifølge ett av kravene 26-36, karakterisert ved at hvert bølgekraftaggregat er tilkoplet til vekselretteren via en på eller inntil hav/sjø-bunnen anordnet ledning.

38. Anvendelse av et bølgekratfaggregat ifølge ett av kravene 1-25, for å generere elektrisk energi.

39. Fremgangsmåte for å generere elektrisk energi, karakterisert ved at den elektriske energi genereres ved hjelp av ett eller flere bølgekraftaggregater ifølge ett av kravene 1-25.