NO331612B1

NO331612B1 - Undervannsproduksjonsenhet for elektrisitet

Info

Publication number: NO331612B1
Application number: NO20101213A
Authority: NO
Inventors: Erling Magnar Haug
Original assignee: Erling Magnar Haug
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-02-06
Also published as: NO20101213A1

Abstract

En undervanns produksjonsenhet for elektrisitet, et undervannskraftverk, bestående av et legeme / generatorrom for en generator og et gir / vinkeldrev, en turbin bestående av et stigerør og et flertall av åk og et flertall av flaps, hvor hengsler forbinder hver flap til et øvre åk og et nedre åk, et Cardan ledd forbinder stigerøret og den nederste delen av stigerøret som går gjennom en bushing i legemet / generatorrommet for en generator og et gir / vinkeldrev et fleksibelt knutepunkt forbinder toppen av stigerøret til en støttende oppdriftsbøye, et flertall av stenger sammen med et flertall av støttende liner eller stenger blir forbundet med den støttende bøyen, og vil således støtte stigerøret, en inspeksjonstunnel eller en inspeksjonssjakt eller en inspeksjonsluke.

Description

Undervanns produksjonsenhet for elektrisitet

1 Innledning

Blant en mengde konsepter for ny energi utgjør den kinetiske energien til fritt strømmende fluider som vann og luft, rike kilder for energi. Turbinløsningene er en nøkkel til effektiv utnyttelse av den kinetiske energien. Prinsippet for en slik løsning er vist i United States Patent 4. 095. 422, issued June 20, 1978, named: Vertical- axis composile swinging- blade water wheel. Den gjeldende oppfinnelsen adresserer hvordan det omtalte prinsipp inngår i en teknisk løsning for undervannsproduksjon av elektrisitet til havs.

2 Dagens teknologi og mulige mangler

Det typiske for dagens vannkraftsanlegg er at det må bygges en eller flere dammer med neddemming av store arealer for hvert kraftanlegg.

Utnyttelse av tidevann til elektrisk kraftproduksjon gjøres i liten grad, muligens p.g.a. mangel på effektiv energifangstteknologi. Testanlegget i Kvalsundet i Finnmark som drives av Hammerfest Strøm, antas å være enestående i sitt slag. Denne teknologien er basert på det lenge kjente propellprinsippet.

De mest moderne vindmøller er også basert på propellprinsippet.

Store elver er ofte skipslei med mye trafikk. Dette kolliderer med installasjon av dammer, og mye potensiell energi går tapt.

Høy tidevannshastighet oppstår i trange sund. I slike sund kommer overflateinstallasjoner lett i konflikt med skipstrafikk, og her igjen tapes det mye energi.

3 Potensial for ny teknologi

Jordrotasjonen og Månenes gang rundt Jorda utgjør en uuttømmelig kilde til fornybar energi. Flo og fjære to ganger i døgnet tilfører havvannet en mengde kinetisk energi. Hastigheten på Moskenesstrømmen er oppgitt til å kunne bli inntil 10 m pr. sekund.

Havstrømmer, som Golfstrømmen, med vannsøyle på flere tusen meter bærer i seg en enorm mengde kinetisk energi.

Vannhastigheten i elver som Rhone kan komme opp mot 2,8 m/s. Verden over er det mange små elver som kan gi energi til mange grupperinger av folk.

Vindenergi fra mange små og effektive vindmøller kan gi mange mennesker betydelig energitilskudd.

4 Beskrivelse av undervannskraftverk for elektrisitetsproduksjon

• Et kraftanlegg vil bestå av flere legemer. På havbunnen eller på en undervannskonstruksjon hviler et vanntett generatorhus (1) som huser elektrisitetsgeneratoren, giret og forbindelsespunkter til eksportkabler for elektrisitet samt forbindelsen mellom den roterende akslingen til elektrisitetsgeneratoren og det roterende stigerøret (2) til frittvannturbinen. Forbindelsen kan overføre den roterende bevegelsen fra stigerøret til den roterende akslingen. Stigerøret kan være ett stivt legeme eller flere stive legemer med flere fleksible Cardan-ledd (8). For fleksible stigerør kan en avstivningsbøye (6) bli installert på toppen av stigerøret for å gi strekk i stigerøret. Til stigerørs-legemet (-ene) er flere åk (3) stivt forbundet med stigerøret og bærer flere flap (5). Flap-ene hengles (4) på åkene. Stigerørslegemet (-ene) vil rotere p.g.a. den

kinetiske energien som flap-ene vil fange. Styrken på fluidstrømmen vil avgjøre om det trengs én eller flere støttende konstruksjoner (17) og (18) som festes til bøyen på toppen av stigerøret. • Frittvannsturbinen vil bestå av flere åk i et eller flere nivå. Det sentrale legemet kalt stigerør vil bestå av et rør eller en stang. Fra det sentrale legemet spiler åk ut horisontalt og radielt. En hengsel er festet til enden av hvert åk. Et flertall med flap-er er festet til hengslene, én flap til hver hengsel. Tverrsnittet av flap-ene (5) kan bestå av plate, foil eller elliptisk form. Flap-ene kan gis en vinkel i forhold til åkene. Fra en satt vinkel (15) på 15 grader (eller vinkler i området 0 til 30 grader) kan flap-en fritt rotere inntil 150 grader (16) (eller fra 180 til 120 grader).

Turbinene vil rotere i den valgte retning uavhengig av fluidens strømningsretning. Stigerøret vil bestå av én eller flere seksjoner forbundet gjennom fleksible knutepunkt uten bøyningsmotstand men med rotasjonsstivhet for å overføre moment fra en seksjon til neste seksjon. Det nederste legemet av stigerøret roterer i en bushing (9) som er stivt forbundet med generatorhuset. Stigerør bestående av flere legemer har på toppen en oppdriftsbøye tilknyttet gjennom et fleksibelt knutepunkt uten rotasjonsstivhet (7). • Avhengig av vanndybden og avstanden fra land eller elvebredd kan en inspeksjonstunnel (12) bygges. Hvor en tunnel ikke er egnet kan en temporær eller permanent inspeksjonssjakt (14) bygges for inspeksjon og mindre arbeid på maskineriet. Hvis vanndypet er for stort kan en inspeksjonsluke (13) bygges for dykker inngripen.

Claims

1. En undervanns produksjonsenhet for elektrisitet, et undervannskraftverk, bestående av et legeme / generatorrom (1) for en generator og et gir / vinkeldrev, en turbin bestående av et stigerør (2) og et flertall av åk (3) og et flertall av flaps (5), hvor hengsler (4) forbinder hver flap (5) til et øvre åk (3) og et nedre åk, et Cardan ledd (8) forbinder stigerøret (2) og den nederste delen av stigerøret som går gjennom en bushing (9) i legemet generatorrommet for en generator og et gir / vinkeldrev (1) et fleksibelt knutepunkt (7) forbinder toppen av stigerøret til en støttende oppdriftsbøye (6), et flertall av stenger (17) sammen med et flertall av støttende liner (18) eller stenger blir forbundet med den støttende bøyen (6), og vil således støtte stigerøret, en inspeksjonstunnel (12) eller en inspeksjonssjakt (14) eller en inspeksjonsluke (13).

2. Undervannsproduksjonsenheten i krav 1 karakteriseres ved en turbin for fritt strømmende vann (2), (3), (4), (5) bestående av singel eller plural seksjoner enten stivt forbundet eller forbundet med et fleksibelt knutepunkt mellom seksjonene av stigerøret og oppdriftsbøyen på toppen av øverste stigerørsseksjon og nederste stigerørsseksjon, som går gjennom en bushing som er stivt forbundet med generatorhuset.

3. Undervannsproduksjonsenheten i krav 1 karakteriseres ved at flaps (5) har tverrsnitt av oval eller foil form og flapsene er enten begrenset til å rotere i området fra 15 grader til 150 grader i forhold til åket (3) som de er festet til eller de kan rotere uten restriksjoner i området 120 og opp til 180 grader.

4. Undervannsproduksjonsenheten i krav 1 karakteriseres ved enten en inspeksjons- og tilkomsttunnel (12) eller en inspeksjons- og tilkomstsjakt (14) eller en inspeksjons- og tilkomstluke (13).

5. Undervannsproduksjonsenheten i krav 1 karakteriseres ved enten et stivt vertikalt legeme (17) og et bøyelig fleksibelt legeme (18) forbundet til det vertikale legemet (17) og til bøyen (6) eller det kan bestå av et stivt L-formet legeme snudd opp ned og knyttet enten til knutepunktet (7) på toppen av stigerøret eller til bøyen (6) på toppen av stigerøret.