NO333299B1 - HAVE BULK POWER SYSTEM WITH WAVE REFLECTION - Google Patents
HAVE BULK POWER SYSTEM WITH WAVE REFLECTION Download PDFInfo
- Publication number
- NO333299B1 NO333299B1 NO20110487A NO20110487A NO333299B1 NO 333299 B1 NO333299 B1 NO 333299B1 NO 20110487 A NO20110487 A NO 20110487A NO 20110487 A NO20110487 A NO 20110487A NO 333299 B1 NO333299 B1 NO 333299B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- columns
- waves
- ocean
- wave
- sea
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 9
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 4
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 241000239366 Euphausiacea Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000341910 Vesta Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Revetment (AREA)
Abstract
Det omtales et havbølgekraftsystem (200,1000) for å generere energi fra havbølger (40) omfattende en plattform (520) som understøtter en matrise av hule søyler (220) hvis respektive nedre ender er i fluidforbindelse med havbølger (40) og hvis respektive øvre ender er i luftforbindelse med et turbinarrangement (230) slik at bølgebevegelser som forekommer ved de nedre ender er kan opereres til å forårsake luftbevegelse inne i søylene (220) for å drive turbinarrangementet (230) til å generere utgangseffekt. Systemet (200) omfatter ytterligere et eller flere posisjonsregulerbare og/eller vinkel-justerbare nedsenkede konstruksjoner (300) tilstøtende de nedre ender av søylene (220) for å tilforme havbølgers forplantning mot de nedre ender av søylene (220) for å kople bølgene (40) på en styrbar måte inn i de hulsøylene (220).An ocean wave power system (200,1000) for generating energy from ocean waves (40) comprising a platform (520) supporting a matrix of hollow columns (220) whose respective lower ends are in fluid communication with ocean waves (40) and whose respective upper ends are in air communication with a turbine arrangement (230) so that wave motions occurring at the lower ends are operable to cause air movement inside the columns (220) to drive the turbine arrangement (230) to generate output power. The system (200) further comprises one or more position-adjustable and / or angle-adjustable submerged structures (300) adjacent the lower ends of the columns (220) to shape propagation of ocean waves toward the lower ends of the columns (220) to connect the waves (40). ) in a controllable manner into the hollow columns (220).
Description
Oppfinnelsens omfråde. Scope of the invention.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører et hav-bølgekraftsystem for å generere strøm fra havbølger, hvor systemet omfatter en plattform som understøtter en matrise av hule søyler hvis respektive nedre ender er i fluidforbindelse med havbølger og hvis de respektive øvre ender er i luftforbindelse med en turbinarrangement slik at bølge-bevegelser som forekommer ved de nedre ender bringes til å forårsake luftbevegelse inne i søylene for å drive turbinarrangement å generere en utgangseffekt. The present invention relates to an ocean-wave power system for generating electricity from ocean waves, where the system comprises a platform supporting a matrix of hollow columns whose respective lower ends are in fluid communication with ocean waves and whose respective upper ends are in air communication with a turbine arrangement so that wave motions occurring at the lower ends are caused to cause air movement within the columns to drive the turbine arrangement to generate an output power.
Man tar sikte på å frembringe et system hvor havbølgene bevirker på en syklisk måte til å komprimere et fluid innvendig i rørene for å fremstille energi, og hvor de et eller flere rørene er tilpasset slik at deres naturlige resonansfrekvens for bølgebevegelsen er i det vesentlige lik i drift til en frekvens av havbølgene som mottas ved de nedre ender av de et eller flere rør for å oppnå øket virkningsgrad av energikonverteringen, for eksempel ved skråinnstilling og dermed endre den hydrodynamisk masse og stivhet i et eller flere hule rør for å modifisere deres naturlige resonansfrekvenser. The aim is to produce a system where the ocean waves cause in a cyclical way to compress a fluid inside the pipes to produce energy, and where the one or more pipes are adapted so that their natural resonance frequency for the wave motion is essentially equal in operation to a frequency of the ocean waves received at the lower ends of the one or more pipes to achieve increased efficiency of the energy conversion, for example by tilting and thus changing the hydrodynamic mass and stiffness of one or more hollow pipes to modify their natural resonance frequencies .
Videre vedrører oppfinnelsen også havbølge-kraftsystem som angitt i innledningen i krav 6, samt i denne forbindelse en fremgangsmåte for drift et hav-bølgekraftsystem som angitt i innledningen i det etterfølgende krav 15. Furthermore, the invention also relates to an ocean wave power system as stated in the introduction in claim 6, as well as in this connection a method for operating an ocean wave power system as stated in the introduction in subsequent claim 15.
Ved nevnte fremgangsmåte tar man sikte på å driftstilpasse de naturlige resonansfrekvenser av bølgebevegelsen inni et eller flere hule rør til en eller flere frekvenser til havbølger som mottas ved en eller flere av de nedre ender av de et eller flere hule rørene. Man ønsker følgelig å kunne justere de neddykkede konstruksjoner for å frembringe en bedre tilpasning mellom mottatte havbølger og innfangning i de ener-gioppfangende turbinene i systemene. In said method, the aim is to operationally adapt the natural resonance frequencies of the wave motion inside one or more hollow tubes to one or more frequencies of ocean waves that are received at one or more of the lower ends of the one or more hollow tubes. Consequently, one wants to be able to adjust the submerged structures to produce a better adaptation between received ocean waves and capture in the energy-capturing turbines in the systems.
Ved systemet tar man sikte på å kunne benytte et eller flere plane nedsenkede elementer som kan gi forbedret tilpasning mellom mottatt havbølger og energiopp-fangende anordninger. With the system, the aim is to be able to use one or more planar submerged elements that can provide improved adaptation between received ocean waves and energy-capturing devices.
Ved oppfinnelsen defineres og benyttes det også et programvareprodukt som er lesbart på en maskinlesbar databærer. The invention also defines and uses a software product that is readable on a machine-readable data carrier.
Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention
Havbølger genereres i havområder som følge av vind som påvirker de øvre delene av havflate-området. Vind i seg selv forårsakes av forskjeller i atmosfæresromtempe-ratur som en følge av solstråling som absorberes av jorden. Havbølger er effektive overflatebølger som er uten noen form for generell totalflytning av havvann, men utelukkende en oscillerende bevegelse av vann om en middelposisjon. Energiinnholdet i havbølger reduseres eksponentielt med dybden fra en øvre havoverflate med en rate som er avhengig havbølgenes bølgelengde. På tilsvarende måte som andre typer bølger, for eksempel elektromagnetiske bølger, kan havbølger reflekteres, diffrakteres, refrakteres og absorberes. Ocean waves are generated in ocean areas as a result of winds affecting the upper parts of the ocean surface area. Wind itself is caused by differences in atmospheric space temperature as a result of solar radiation absorbed by the earth. Ocean waves are effective surface waves that are without any form of general overall flow of sea water, but exclusively an oscillating movement of water about a mean position. The energy content of ocean waves decreases exponentially with depth from an upper ocean surface at a rate that depends on the ocean waves' wavelength. In a similar way to other types of waves, for example electromagnetic waves, ocean waves can be reflected, diffracted, refracted and absorbed.
Systemer for fornybar energi tilpasset for generering av energi fra havbølger er utsatt for mange tekniske utfordringer. For eksempel er virker havvann korroderende. Videre har havbølger en stor variasjon i amplitude, bølgelengde og kompleksitet over tid. Havbølgeenergi kan ofte være ganger høyere under stormforhold i forhold til normale forhold. Videre kan det oppstå situasjoner der havbølgeenergien er negli-sjerbar. I tillegg må konstruktører av havbølgekraftanlegg vurdere den kommersiell levedyktigheten til slike anlegg i forhold til alternative systemer som vindturbin-systemer for fremstilling av kraft, vannkraftanlegg, kraftanlegg drevet av tidevann, kraftverk drevet av fossile brensler og kjernekraftanlegg; idet det er problem med mange systemer for utnyttelse av fornybar energi at de krever kostbare robuste konstruksjoner, for eksempel at de må tåle storm, mens de genererer relativt beskjedne mengder kraft når de er i drift sammenlignet med tilsvarende størrelser på kjernekraftanlegg eller kraftanlegg drevet av fossile brensler. Derfor, for å forbedre den kommersiell levedyktigheten til hav- bølgekraftanlegg, er det svært ønskelig å sikre at slike systemer er konstruert og implementert slik at de oppviser en forbedret driftsvirkningsgrad til å konvertere havbølgeenergi til elektrisk energi eller lignende alternative nyttige energityper og samtidig oppvise tilstrekkelig robusthet til å over-leve forholdene når det blåser storm. Renewable energy systems adapted to generate energy from ocean waves are exposed to many technical challenges. For example, seawater is corrosive. Furthermore, ocean waves have a large variation in amplitude, wavelength and complexity over time. Ocean wave energy can often be times higher during storm conditions compared to normal conditions. Furthermore, situations may arise where the ocean wave energy is negligible. In addition, designers of ocean wave power plants must assess the commercial viability of such plants in relation to alternative systems such as wind turbine systems for generating power, hydroelectric plants, tidal power plants, fossil fuel power plants and nuclear power plants; as the problem with many systems for the utilization of renewable energy is that they require expensive robust constructions, for example that they must withstand storms, while they generate relatively modest amounts of power when in operation compared to similar sizes of nuclear power plants or power plants fueled by fossil fuels. Therefore, in order to improve the commercial viability of offshore wave power plants, it is highly desirable to ensure that such systems are designed and implemented in such a way that they exhibit an improved operational efficiency to convert ocean wave energy into electrical energy or similar alternative useful energy types and at the same time exhibit sufficient robustness to survive the conditions when there is a storm.
Det har vært foreslått mange systemer for å utvinne anvendelig energi fra bølger, for eksempel å anvende konstruksjoner av flottører som bevegelse med bølgene og som er tilkoblet til å pumpe hydrauliske fluider for å generere elektrisk kraft, ramper til å motta bølger med øvre overløpsrygger som bølgene kan strømme over og opp-samles for å drive en turbin; og vertikalt oscillerende søyler hvor havbølger periode-vis komprimere luften i søylene for å drive enluft turbin for å generere elektrisitet. I publisert norsk patentskrift NO-327.593 tilhørende til Geir Arne Solheim, er det beskrevet en luft søyle 10 som i drift er anordnet i en skråvinkel a forhold til en generell plan overflate 20 i et havmiljø 30, som vist i figur 1. En første ende av søylen 10 er arrangert for i drift å motta bølger 40. En andre enden av søylen 10 er via luft-ventiler tilkoblet til en luftturbin 50 for å generere elektrisitet. Vinkelen a er fortrinnsvis i størrelsesorden 10° til 35°. Selv om luftsøylen 10 er anordnet i en skråvinkel a gir den en betydelig forbedring i driftsvirkningsgrad sammenlignet med til de tidligere kjente vertikale oscillerende luftsøyler for generering av elektrisk kraft fra havbølger, er det ønskelig å ytterligere forbedre denne driftseffektiviteten for en konstruksjon som vist i figur 1 for å sikre dens kommersielle konkurranseevne opp mot andre energikilder, for eksempel for anlegg basert på fossile brensler og kjernekraft. Many systems have been proposed to extract usable energy from waves, such as using structures of floats that move with the waves and are connected to pump hydraulic fluids to generate electrical power, ramps to receive waves with upper weirs like the waves can overflow and be collected to drive a turbine; and vertically oscillating columns where ocean waves periodically compress the air in the columns to drive an air turbine to generate electricity. In published Norwegian patent document NO-327,593 belonging to Geir Arne Solheim, an air column 10 is described which in operation is arranged at an oblique angle a in relation to a general flat surface 20 in a marine environment 30, as shown in figure 1. A first end of the column 10 is arranged to receive waves 40 in operation. A second end of the column 10 is via air valves connected to an air turbine 50 to generate electricity. The angle a is preferably in the order of 10° to 35°. Although the air column 10 is arranged at an inclined angle a, it provides a significant improvement in operating efficiency compared to the previously known vertical oscillating air columns for generating electrical power from ocean waves, it is desirable to further improve this operating efficiency for a construction as shown in figure 1 to ensure its commercial competitiveness against other energy sources, for example for plants based on fossil fuels and nuclear power.
Det skal for øvrig vises til hva som kjennes fra internasjonale søknader WO-0071891, WO2-007057013, WO- 8703045, US-patentskrift US-4.564.312, og norsk patent D5: NO 322.607, slik det er definert innledningsvis. Reference should also be made to what is known from international applications WO-0071891, WO2-007057013, WO-8703045, US patent US-4,564,312, and Norwegian patent D5: NO 322,607, as defined in the introduction.
Oppsummering av oppfinnelsen. Summary of the invention.
Foreliggende oppfinnelse søker å ytterligere forbedre virkningsgraden til havbølge-kraftanlegg ved å utnytte oscillerende luftsøyler som innstiles (tuned) i forhold til en periode på de innkommende havbølgene, ved å skråstille de oscillerende luftsøylene for derved å justere de naturlige perioder som respons frembragt av søylene når kraftanlegget drives. The present invention seeks to further improve the efficiency of ocean wave power plants by utilizing oscillating air columns that are tuned in relation to a period of the incoming ocean waves, by tilting the oscillating air columns to thereby adjust the natural periods as a response produced by the columns when the power plant is operated.
Ifølge et første aspekt av oppfinnelsen, er det frembragt et havbølgekraftanlegg som angitt i det vedlagte krav 1 og som er kjennetegnet ved at de hule søyler er utplassert i en ikke-vertikal orientering, idet minst en del av de hule søyler i drift er arrangert for å oppvise en naturlig bølgebevegelsesfrekvens for luften deri som hovedsakelig er tilpasset til en frekvens av havbølger som mottas i nevnte del av de hule søyler. According to a first aspect of the invention, an ocean wave power plant has been produced as stated in the attached claim 1 and which is characterized by the hollow columns being deployed in a non-vertical orientation, with at least part of the hollow columns in operation being arranged for to exhibit a natural wave motion frequency for the air therein which is mainly adapted to a frequency of ocean waves received in said part of the hollow columns.
En fordel med oppfinnelsen som angitt her er at tuningen av systemet muliggjør at systemet kan omdanne havbølgeenergi til utnyttbar energi på en mer effektiv måte. An advantage of the invention as stated here is that the tuning of the system enables the system to convert ocean wave energy into usable energy in a more efficient way.
Ifølge en foretrukket utførelse implementeres de hule søylene implementeres slik at luftsøylens naturlige bølgebevegelsesfrekvens er aktivt innstillbar (tuneable). According to a preferred embodiment, the hollow columns are implemented so that the air column's natural wave motion frequency is actively tuneable.
Foretrukket er det at rekken av hule søyler er innstillet med sine lengdeakser i en skråvinkel i en størrelsesorden på 25° til 75° i forhold til et midlere nivå av den øvre overflate av havmiljøet hvor systemet er lokalisert for å drives. Det er også mulig å drive anlegget med matriserekken av hulesøyler anordnet i en skråvinkel i en stør-relsesorden på 10° til 90°, idet ovennevnte størrelsesorden på 25° til 75° er særlig foretrukke ti forhold til et gjennomsnittlig nivå for en øvre overflate av et omgivende havmiljø hvor kraftanlegget drives. Havbølgeenergianlegget kan også drives med matriserekken av hulsøyler anordnet med sine langsgående akser i en skråvinkel i en størrelsesorden på 10° til 35°. It is preferred that the series of hollow columns are set with their longitudinal axes at an oblique angle in the order of 25° to 75° relative to a mean level of the upper surface of the marine environment where the system is located to be operated. It is also possible to operate the plant with the array of hollow columns arranged at an inclined angle in the order of magnitude of 10° to 90°, the above order of magnitude of 25° to 75° being particularly preferred relative to an average level for an upper surface of a surrounding marine environment where the power plant is operated. The ocean wave energy plant can also be operated with the matrix array of hollow columns arranged with their longitudinal axes at an oblique angle in the order of 10° to 35°.
Ifølge en foretrukket utførelse omfatter matrisen av hule søyler hulsøyler som har innbyrdes forskjellige naturlige resonansfrekvenser for luften deri i forhold til bølgebevegelsen deri for selektivt å tilpasse til ulike frekvenser av de bølger som mottas fra et havmiljø. According to a preferred embodiment, the matrix of hollow columns comprises hollow columns which have mutually different natural resonance frequencies for the air therein in relation to the wave motion therein to selectively adapt to different frequencies of the waves received from a marine environment.
Ifølge enda en foretrukket utførelse omfatter turbinarrangementet minst én turbin innrettet til å rotere om en hovedsakelig vertikal akse i drift for gyroscopisk å stabilisere plattformen under drift i et havmiljø. According to yet another preferred embodiment, the turbine arrangement comprises at least one turbine arranged to rotate about a substantially vertical axis in operation to gyroscopically stabilize the platform during operation in a marine environment.
Som et tillegg kan havbølgeenergianlegget omfatte en eller flere vindturbiner montert oppå plattformen for å generere strøm fra vind som mottas i systemet, og særlig på de adskilte ytterpunktene av plattformen. Disse kan omfatte en eller flere Darrieus-type vindturbiner med vertikale akser siden disse er gunstige i og med at rotasjonen kan stabilisere plattformen som følge Coriolis-krefter. Det kan også implementeres ett eller flere akvakulturanlegg, idet disse kan bære nedsenkbare i sjøen avhengig av værforholdene som systemet utsettes for. As an addition, the ocean wave energy plant may include one or more wind turbines mounted on top of the platform to generate electricity from wind received in the system, and in particular at the separated extreme points of the platform. These may include one or more Darrieus-type wind turbines with vertical axes since these are advantageous in that the rotation can stabilize the platform due to Coriolis forces. One or more aquaculture facilities can also be implemented, as these can carry submersibles in the sea depending on the weather conditions to which the system is exposed.
Ifølge et andre aspekt av oppfinnelsen, slik det vil framgå av krav 6, er havbølgekraft-systemet kjennetegnet ved at det ytterligere omfatter et eller flere posisjonsjusterbare og/eller vinkel-justerbare nedsenkete konstruksjoner tilstøtende til de nedre ender av søylene for å danne havbølger som i drift forplanter seg mot de nedre ender av søyl-ene til å koble bølgene på kontrollerbar måte inn de hule søylene, og hvor de nedsenkede konstruksjoner er implementert som en eller flere plane konstruksjoner utstyrt med et aktuatorarrangement for å forskyve og/eller tilte de en eller flere plane konstruksjoner i forhold til matrisen av søyler. According to a second aspect of the invention, as will be apparent from claim 6, the ocean wave power system is characterized by the fact that it further comprises one or more position-adjustable and/or angle-adjustable submerged structures adjacent to the lower ends of the columns to form ocean waves as in drift propagates towards the lower ends of the columns to controllably couple the waves into the hollow columns, and where the submerged structures are implemented as one or more planar structures equipped with an actuator arrangement to shift and/or tilt the one or several planar constructions in relation to the matrix of columns.
Ifølge en foretrukket utførelse er de hule søyler utplassert i en ikke-vertikal orientering, og minst noen av de hule søyler er arrangert for i drift å oppvise en naturlig frekvens av bølgebevegelser deri som hovedsakelig er tilpasset til en frekvens til havbølger som mottas i nevnte del av de hule søyler. According to a preferred embodiment, the hollow columns are deployed in a non-vertical orientation, and at least some of the hollow columns are arranged to exhibit in operation a natural frequency of wave motion therein which is mainly adapted to a frequency of ocean waves received in said part of the hollow pillars.
Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen omfatter systemet et følerarrangement for å bestemme en eller flere egenskaper til havbølger som forplanter seg under driften mot søylene og der deres tilhørende nedsenkete konstruksjoner, og et styre-arrangement for å motta bølgeegenskap-indikative signaler fra følerarrangementet og for å prosessere signalene for å regulere posisjoner og/eller vinkler til de nedsenkede konstruksjoner å frembringe en dynamisk responsiv kontroll av det nedsenkede arrangementet. According to a preferred embodiment of the invention, the system comprises a sensor arrangement for determining one or more properties of sea waves propagating during drift towards the columns and there their associated submerged structures, and a control arrangement for receiving wave property-indicative signals from the sensor arrangement and for processing the signals to regulate positions and/or angles of the submerged structures to provide a dynamically responsive control of the submerged arrangement.
Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen implementerer styrearrangementet en anvendelse av programmerbar hardware som implementerer minst en av: (a) styrt regulering av det nedsenkede arrangement ved det anvendes en numerisk modell som er representativ for driftsegenskapene til systemet, og (b) anvendelse av et nevralt nettverk der nevral vektlegging er tilpasset til styrings-driften av systemet som respons på avfølte bølgetilstander. According to a preferred embodiment of the invention, the control arrangement implements an application of programmable hardware that implements at least one of: (a) controlled regulation of the submerged arrangement by using a numerical model that is representative of the operating characteristics of the system, and (b) application of a neural network where neural emphasis is adapted to the control operation of the system in response to sensed wave states.
Foretrukket implementeres havbølgeenergisystemet slik at matrisen av hule søyler er anordnet med sine langsgående akser i en skråvinkel i størrelsesorden 10° til 35° relativ til et gjennomsnittsnivå for en øvre overflate i et havmiljø der systemet er lokalisert under driften. Preferably, the ocean wave energy system is implemented so that the array of hollow columns is arranged with its longitudinal axes at an oblique angle of the order of 10° to 35° relative to an average level of an upper surface in a marine environment where the system is located during operation.
Foretrukket implementeres havbølgeenergisystemet slik at turbinenheten omfatter minst en turbin som drives om en hovedsakelig vertikal akse for gyroscopisk å stabilisere plattformen når den drives i et havmiljø. Preferably, the ocean wave energy system is implemented such that the turbine assembly comprises at least one turbine driven about a substantially vertical axis to gyroscopically stabilize the platform when operated in a marine environment.
Ifølge enda en foretrukket utførelse, er plattformen er innrettet til å roterere i drift for å muliggjøre matrisen av søyler til å orienteres i forhold til havbølger som ankommer systemet. Ifølge enda en foretrukket utførelse omfatter systemet et sensorarrangement for avføling av en fremherskende forplantningsretning til bølgene som kommer inn mot matrisen av søyler, og et aktuatorarrangement for justering et vinkelorienteringen til matrisen av søyler i forhold til den fremherskende forplantning retning av bølgene. According to yet another preferred embodiment, the platform is adapted to rotate in operation to enable the array of columns to be oriented relative to ocean waves arriving at the system. According to yet another preferred embodiment, the system comprises a sensor arrangement for sensing a predominant propagation direction of the waves coming in towards the matrix of columns, and an actuator arrangement for adjusting the angular orientation of the matrix of columns in relation to the predominant propagation direction of the waves.
k14 Ifølge oppfinnelsen installeres havbølgekraftsystemet: k14 According to the invention, the ocean wave power system is installed:
(a) langs en kystlinje; (b) som en eller flere flytende øyer; (a) along a coastline; (b) as one or more floating islands;
(c) som et flytende halvøy eller nes. (c) as a floating peninsula or headland.
(d) som et flottør som danner en transportvei mellom landmassene; (d) as a float forming a transport route between land masses;
(e) montert til fundamenteringer på en havbunnen. (e) fitted to foundations on a seabed.
Også i denne versjonen kan kraftanlegget omfatte et havbruksanlegg tilpasset til å være neddykket for vesentlig beskyttelse under systemet under ugunstige skadelige værforhold. Also in this version, the power plant may include an aquaculture facility adapted to be submerged for substantial protection under the system during unfavorable damaging weather conditions.
Ifølge en tredje aspekt ved oppfinnelsen, slik det framgår av krav 15, er det frembrakt en fremgangsmåte for å drive et havbølgekraftsystem ifølge det første aspekt av According to a third aspect of the invention, as it appears from claim 15, a method for operating an ocean wave power system according to the first aspect of
oppfinnelsen, hvor fremgangsmåten omfatter: the invention, where the method comprises:
(a) å motta en eller flere havbølger tilstøtende til de en eller flere nedsenkede konstruksjoner for regulerbart å påvirke et energifelt til en eller flere bølger for å danne de en eller flere bølger som opptas ved matrisen av luftsøyler i systemet; (b) oppta de en eller flere bølger ved matrisen av søyler for periodisk å komprimere og/eller rarefying luft i de en eller flere søyler for å drive et turbinarrangement for å generere energi; hvor de nedsenkete konstruksjoner implementeres som en eller flere plane konstruksjoner utstyrt med et aktuatorarrangement for å forskyve og/eller tilte de en eller flere planar konstruksjoner i forhold til matrisen av søyler. I følge et fjerde aspekt ved foreliggende oppfinnelse, er det frembragt en metode for å styre et havbølgekraftsystem ifølge det første aspekt ved oppfinnelsen, hvor fremgangsmåten er kjennetegnet ved at (I) det avføles en eller flere egenskaper til havbølgene som nærmer seg havbølge-energiverket for å generere korresponderende sensorsignaler; (ii) sensorsignalene prosesseres i et prosesseringsarrangement for å generere korresponderende styresignaler; (iii) signaler anvendes overfor aktuatorer koblet til én eller flere av de posisjonsregulerbare og/eller vinkel-justerbare nedsenkede konstruksjoner tilstøtende til de nedre endene av søylene i systemet for å tilforme de avfølte havbølgene som under driften forplanter seg mot de nedre ender av søylene for å koble/lede på en kontrollerbar måte inn i de hule søyler for å generere tilsvarende utgangseffekt. (a) receiving one or more ocean waves adjacent the one or more submerged structures to controllably affect an energy field to the one or more waves to form the one or more waves received by the array of air columns in the system; (b) occupy the one or more waves at the array of columns to periodically compress and/or rarefy air in the one or more columns to drive a turbine arrangement to generate energy; wherein the submerged structures are implemented as one or more planar structures equipped with an actuator arrangement for displacing and/or tilting the one or more planar structures relative to the array of columns. According to a fourth aspect of the present invention, a method has been produced for controlling an ocean wave power system according to the first aspect of the invention, where the method is characterized by (I) one or more characteristics of the ocean waves approaching the ocean wave energy plant are sensed for generating corresponding sensor signals; (ii) the sensor signals are processed in a processing arrangement to generate corresponding control signals; (iii) signals are applied to actuators connected to one or more of the position-adjustable and/or angle-adjustable submerged structures adjacent to the lower ends of the columns in the system to shape the sensed ocean waves which during operation propagate towards the lower ends of the columns for to connect/lead in a controllable way into the hollow columns to generate corresponding output power.
Ifølge en foretrukket utførelse drives prosesseringsarrangementet ved å anvende en numerisk modell og/eller et nevralt nettverk for å generere styringssignaler fra sensorsignalene. According to a preferred embodiment, the processing arrangement is operated by using a numerical model and/or a neural network to generate control signals from the sensor signals.
Ifølge en foretrukket utførelse omfatter fremgangsmåten at According to a preferred embodiment, the method comprises that
(IV) det avføles en forplantningsretning for havbølgene som skal mottas ved matrisen av søyler, og (V) matrisen av søyler orienteres roterbart i forhold til havbølgenes forplantningsretning. (IV) a direction of propagation for the sea waves to be received by the matrix of columns is sensed, and (V) the matrix of columns is rotatably oriented in relation to the direction of propagation of the ocean waves.
Ifølge oppfinnelsen anvendes det et programvareprodukt som er lesbart på en maskinlesbar databærer, idet programvaren er kjørbar på en computerende hardware for å implementere en fremgangsmåte som ifølge de andre og tredje aspekt ved oppfinnelsen. According to the invention, a software product is used which is readable on a machine-readable data carrier, the software being executable on a computing hardware to implement a method according to the second and third aspects of the invention.
Trekk ved oppfinnelsen skal oppfattes å kunne kombineres i flere kombinasjoner innenfor oppfinnelsens ramme, som definert i de vedlagte krav. Features of the invention shall be understood to be able to be combined in several combinations within the framework of the invention, as defined in the attached claims.
Beskrivelse av figurer. Description of figures.
Utførelser av foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives kun som eksempel, med henvisning til følgende diagrammer, hvori: Figur 1 viser en illustrasjon av et arrangement for å generere elektrisk kraft fra hav-bølger som beskrevet i norsk patent NO-327.593. Figur 2 viser en illustrasjon av sirkulær hawannbevegelse i tilknytning til overflate-bølger som beveger seg i et havmiljø. Figur 3 viser en illustrasjon av en sirkulær hawannbevegelse forbundet med en hav-overflatebølges fremoverbevegelse, hvor illustrasjonen viser den synkende sykliske vannbevegelsen som en funksjon av dybden D i havetmiljøet. Figur 4A og figur 4B viser eksempler på grafer for å illustrere varierende bølgeenergi-tettheter som funksjon av bølgefrekvens i et havmiljøet. Figur 5 viser en skjematisk illustrasjon av en bølgereflektor for et havbølgesystem (betegnet WARE) i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Figur 6 viser en skjematisk illustrasjon av en turbinrotor i systemet ifølge figur 5 hvis blader er utstyrt med perifermagneter for å indusere elektrisk kraft i stasjonære perifere opptaksspoler. Figur 7 viser en skjematisk illustrasjon av vinkel- og posisjonsregulering av en plan plate ved implementering foreliggende oppfinnelse. Figur 8 viser en skjematisk illustrasjon av en vinkelregulering av en plan plate i henhold til foreliggende oppfinnelse. Figur 9 viser en skjematisk illustrasjon av posisjon- og vinkelregulering av en plan plate i et WARE-arrangement ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 10 viser en siderissillustrasjon av et havbølgekraftsystem ifølge til foreliggende oppfinnelse. Figur 11 viser en skjematisk illustrasjon av et kystbeliggende bølgerefleksjonsenergi-system for havbølger i samsvar med foreliggende oppfinnelse, hvor systemet under-støttes av et antall søyler. Figur 12 viser et kystbeliggende bølgerefleksjons-energisystem for havbølger i samsvar med foreliggende oppfinnelse hvor systemet understøttes av en sentral pillar for å muliggjøre at systemet kan rotere for å tilpasses til bølger som forplanter seg fra dynamisk skiftende retninger. Figur 13 viser en illustrasjon av en konfigurasjon av et kystbeliggende bølgereflek-sjons-energisystem som omfatter en eller flere vindturbiner til å generere ekstra energi fra vind bevegelser. Figur 14 viser et eksempel på en vertikal-akset Darrieus vindturbin for anvendelse sammen med energisystemene ifølge foreliggende oppfinnelse. Embodiments of the present invention shall now be described only as an example, with reference to the following diagrams, in which: Figure 1 shows an illustration of an arrangement for generating electric power from ocean waves as described in Norwegian patent NO-327,593. Figure 2 shows an illustration of circular sea water movement in connection with surface waves moving in a marine environment. Figure 3 shows an illustration of a circular sea water movement associated with the forward movement of a sea surface wave, where the illustration shows the decreasing cyclic water movement as a function of the depth D in the marine environment. Figure 4A and Figure 4B show examples of graphs to illustrate varying wave energy densities as a function of wave frequency in a marine environment. Figure 5 shows a schematic illustration of a wave reflector for an ocean wave system (designated WARE) according to the present invention. Figure 6 shows a schematic illustration of a turbine rotor in the system of Figure 5 whose blades are equipped with peripheral magnets to induce electric power in stationary peripheral pickup coils. Figure 7 shows a schematic illustration of angle and position regulation of a flat plate when implementing the present invention. Figure 8 shows a schematic illustration of an angle adjustment of a flat plate according to the present invention. Figure 9 shows a schematic illustration of position and angle regulation of a flat plate in a WARE arrangement according to the present invention. Figure 10 shows a side view illustration of an ocean wave power system according to the present invention. Figure 11 shows a schematic illustration of a coastal wave reflection energy system for ocean waves in accordance with the present invention, where the system is supported by a number of columns. Figure 12 shows a coastal wave reflection energy system for ocean waves in accordance with the present invention where the system is supported by a central pillar to enable the system to rotate to adapt to waves propagating from dynamically changing directions. Figure 13 shows an illustration of a configuration of a coastal wave reflection energy system which includes one or more wind turbines to generate additional energy from wind movements. Figure 14 shows an example of a vertical-axis Darrieus wind turbine for use with the energy systems according to the present invention.
I de medfølgende skissene, benyttes et understreket henvisningstall for å angi et element som det understrekete henvisningstallet er plassert i/på, eller et element som er tilstøtende til det understrekete henvisningstall. Et henvisningstall som ikke er understreket, er knyttet til et element som vist til med en strek som knytter det ikke-understrekete henvisningstallet til elementet. Når et henvisningstall ikke er ikke-understreket, og ledsaget av en tilhørende pil, anvendes dette henvisningstallet til å angi et generelt element som pilen peker på. In the accompanying drawings, an underlined reference number is used to indicate an element in which the underlined reference number is located, or an element adjacent to the underlined reference number. A reference number that is not underlined is associated with an element as indicated by a dash connecting the non-underlined reference number to the element. When a reference numeral is not ununderlined, and accompanied by an associated arrow, this reference numeral is used to indicate a general element to which the arrow points.
Beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen. Description of embodiments of the invention.
For å beskrive utførelser av foreliggende oppfinnelse, skal det henvises til innholdet i nevnte norske patentskrift NO-327.593. To describe embodiments of the present invention, reference must be made to the content of the aforementioned Norwegian patent document NO-327,593.
For å ytterligere belyse den foreliggende oppfinnelsen, skal det beskrives noen grunnleggende prinsipper for havbølgekraft og plantningskarakteristikker. Når en havbølge 40 forplantes, tilsvarer det en energistrøm, i form av en hovedsakelig sirkulær syklisk vannbevegelse betegnet 70 som forekommer i havbølgen 40 som forplanter seg som vist i figur 2. En forplantningsretning av bølgen 40 er merket med en pil 80. Bølgen 40 har en romlig bølgelengde på L og en bølgetopp til bølgebunn (trough-to-peak) amplitude lik H. Når bølgen 40 forplanter seg med en hastighet c, er bølgens 40 frekvens f definert ved ligningen 1 (Eq. 1): In order to further elucidate the present invention, some basic principles of ocean wave power and planting characteristics shall be described. When an ocean wave 40 propagates, it corresponds to an energy flow, in the form of a substantially circular cyclic water movement denoted 70 occurring in the ocean wave 40 propagating as shown in Figure 2. A propagation direction of the wave 40 is marked by an arrow 80. The wave 40 has a spatial wavelength of L and a trough-to-peak amplitude equal to H. When the wave 40 propagates with a speed c, the frequency f of the wave 40 is defined by equation 1 (Eq. 1):
Siden havene på Jorden ikke har noen foretrukket frekvens for havbølgenes forplantning, dvs. ingen foretrukne resonansfrekvenskarakteristika, vil oppviser havbølger frekvenser f og amplituder H over et bredt spekter. Videre, med bakgrunn i at bølge-dannelser oppstår samtidig på ulike lokaliseringer, er havbølgebevegelse en superposisjon av mange sinusformete bølgegrupper. Det fenomen hvor bølger bryter inn på en strand er ikke representativt for en kompleks superposisjon av ulike bølge- Since the oceans on Earth have no preferred frequency for the propagation of ocean waves, i.e. no preferred resonant frequency characteristics, ocean waves will exhibit frequencies f and amplitudes H over a wide spectrum. Furthermore, with the background that wave formations occur simultaneously at different locations, ocean wave motion is a superposition of many sinusoidal wave groups. The phenomenon of waves breaking onto a beach is not representative of a complex superposition of different wave-
grupper som observeres ute på åpent og dypt hav. groups that are observed out in the open and deep sea.
Havbølger som genereres som følge av vindinteraksjoner på havoverflaten er kjent som vindbølger. Når disse vindbølgene har forplantet seg fremover fra et spacial-område hvor de ble skapt, betegnes de for dønninger (swells). Disse dønningene viser det karakteristiske trekk at de kan bevege over relativt store avstander, for eksempel over Stillehavet med relativt lite energitap, nesten på en måte beslektet til en såkalt "soliton-bølge. En årsak til at slike lite tap er lave, er at havdønninger er hovedsakelig overflatebølger i et relativt ikke-kompressibel viskøst medium av havvann. Sirkulær-vannbevegelser i tilknytning til en forplantende havbølge reduseres hovedsakelig eksponentielt med dybden D som vist i figur 3; for eksempel, på en dybde av D = L, er mesteparten av sirkulær-vannbevegelsen assosiert med en over-flatehavbølge redusert. Med bakgrunn i slik reduksjonskarakteristikk ved dybden D, er ubåter som går neddykket ofte upåvirket av sterke stormer som raser på havoverflaten over dem. Ocean waves generated as a result of wind interactions on the ocean surface are known as wind waves. When these wind waves have propagated forward from a spatial area where they were created, they are called swells. These swells show the characteristic feature that they can move over relatively large distances, for example over the Pacific Ocean with relatively little energy loss, almost in a way related to a so-called "soliton wave. One reason why such small losses are low is that ocean swells are mainly surface waves in a relatively incompressible viscous medium of ocean water. Circular-water motions associated with a propagating ocean wave decrease mainly exponentially with depth D as shown in Figure 3; for example, at a depth of D = L, most of the circular -the water movement associated with a surface ocean wave is reduced Given such a reduction characteristic at depth D, submerged submarines are often unaffected by strong storms raging on the ocean surface above them.
Energiinnholdet i bølgene på havet kan kalkuleres fra Ligning 2 (Eq. 2): The energy content of the waves at sea can be calculated from Equation 2 (Eq. 2):
hvor where
E = havbølgenes energiinnhold; E = energy content of ocean waves;
KE = en konstant lik pg, hvor p er tettheten til salt havvann 1020 kg/m<3>, og g er gravitasjonskonstanten på 9,8 m/s<2>, og KE = a constant equal to pg, where p is the density of salt sea water 1020 kg/m<3>, and g is the gravitational constant of 9.8 m/s<2>, and
H = havbølgens vertikalamplitude som definert tidligere med henvisning til figur 2. H = the vertical amplitude of the sea wave as defined earlier with reference to figure 2.
For eksempel, har en havbølge med en amplitude H=2 meter et energiinnhold på 5 kJ/m<2>. Størrelsen på energitransporten J i havbølger kan kalkuleres fra Likning 3 (Eq. For example, an ocean wave with an amplitude H=2 meters has an energy content of 5 kJ/m<2>. The size of the energy transport J in ocean waves can be calculated from Equation 3 (Eq.
3): 3):
der there
cg = gruppehastighet beregnet fra cg = gT/4 n der T=L/c for dypt havvann; E = havbølgeenergi-innholdet som kalkulert fra Likning 2 (Eq. 2), og cg = group velocity calculated from cg = gT/4 n where T=L/c for deep ocean water; E = the ocean wave energy content as calculated from Equation 2 (Eq. 2), and
J = energiflyten; J = the energy flow;
hvorfra Likning 3 (Eq. 3) kan re-uttrykkes som Likning 4 (Eq. 4): from which Equation 3 (Eq. 3) can be re-expressed as Equation 4 (Eq. 4):
hvor where
Kf= pg<2>, nemlig ca 1 kW/m<3>s. Kf= pg<2>, namely about 1 kW/m<3>s.
For eksempel har en havbølge 40 som oppviser en periode T=10 sekunder og en amplitude på 2 m en assosiert energistrøm på 40 kW/m som representerer betydelig energi. For example, an ocean wave 40 exhibiting a period T=10 seconds and an amplitude of 2 m has an associated energy flow of 40 kW/m representing significant energy.
I praksis, er havbølger en kompleks superposisjon av et mangfold av forplantende enkeltbølger. Slik superposisjon er ikke særlig lagt vekt på i eldre patentlitteratur som vedrører havbølgekraft-systemer. Det mangfold av forplantende individuelle bølger antas å ha et spekter av bølgelengder L og -høyder H; i praksis er bølgelengdene hovedsakelig inkludert i en størrelsesorden Lmintil Lmax, og høyden H inngår i en størrelsesorden på fra 0 meter til Hmax. Som en konsekvens kan bevegelsen av en havoverflate ved en gitt romlig posisjon ofte finnes å variere betydelig slik at høyden H overfladisk for en observatør kan virke sterkt variabel som en funksjon av tiden t., nemlig på en tilsynelatende tilfeldig måte. Dersom et havbølgespekter representeres av en funksjon S (f), kan en effektiv bølgehøyde observert av en observatør i en gitt posisjon på havet gis ved Ligning 5 (Eq. 5): In practice, ocean waves are a complex superposition of a multitude of propagating single waves. Such superposition is not particularly emphasized in older patent literature relating to ocean wave power systems. The plurality of propagating individual waves is assumed to have a spectrum of wavelengths L and heights H; in practice, the wavelengths are mainly included in an order of magnitude Lmin to Lmax, and the height H is included in an order of magnitude from 0 meters to Hmax. As a consequence, the movement of an ocean surface at a given spatial position can often be found to vary significantly so that the height H superficially to an observer can appear highly variable as a function of time t., namely in an apparently random manner. If an ocean wave spectrum is represented by a function S (f), an effective wave height observed by an observer in a given position on the ocean can be given by Equation 5 (Eq. 5):
hvor where
Hg = gruppebølgehøyden. Hg = the group wave height.
Selv om Likning 4 (Eq. 4) beskriver en teoretisk forventet havbølgekrafttransport J, er et observert energitransportomfang i praksis omtrent halvparten av denne verdien når spektrale superposisjoner av mange havbølger med ulike spektralkarakteristika tas i betraktning. Although Equation 4 (Eq. 4) describes a theoretically expected ocean wave power transport J, an observed energy transport extent in practice is approximately half of this value when spectral superpositions of many ocean waves with different spectral characteristics are taken into account.
Når det gjennomføres målinger med hensyn til havbølgespektra, kan en karakterist-isk kurve som illustrert i figur 4A observeres ved vindfulle forhold på havet. Kurven på figur 4A inkluderer en abscisseakse 100 for bølgefrekvensen, og en ordinatakse 110 som beskriver en tilsvarende funksjon i ligning 5 (Eq. 5). Videre illustrerer kurven på figur 4A en lavere bølgefrekvens på 0,05 Hz og en øvre bølgefrekvens på stort sett When measurements are carried out with regard to ocean wave spectra, a characteristic curve as illustrated in Figure 4A can be observed in windy conditions at sea. The curve in Figure 4A includes an abscissa axis 100 for the wave frequency, and an ordinate axis 110 which describes a corresponding function in equation 5 (Eq. 5). Furthermore, the curve in Figure 4A illustrates a lower wave frequency of 0.05 Hz and an upper wave frequency of roughly
0,25 Hz. Videre inneholder kurven på figur 4A en maksimal topp 120 ved en frekvens på 0,08 Hz som tilsvarer dønninger med en "tail"-karakteristikk 130 vesentlig mellom 0,1 Hz og 0,2 Hz. For på en mest mulig effektivt måte å oppfange havets bølgeener-gi, bør et havbølgekraftsystem kunne respondere over et frekvensområde som om- 0.25 Hz. Furthermore, the curve of Figure 4A contains a maximum peak 120 at a frequency of 0.08 Hz which corresponds to swells with a "tail" characteristic 130 substantially between 0.1 Hz and 0.2 Hz. In order to capture the ocean's wave energy in the most efficient way possible, an ocean wave power system should be able to respond over a frequency range that
fatter i det vesentlige to oktaver. Kontemporære havbølgekraftsystemer har ofte ikke en responskarakteristisk som effektivt kan håndtere slike store bølgefrekvensom-råder. essentially covers two octaves. Contemporary ocean wave power systems often do not have a response characteristic that can effectively handle such large wave frequency ranges.
På figur 4B er det vist en kurve over havbølgespekteret for en blanding av vindfullt hav og dønninger. I kurven på figur 4B, tilsvarer abscisseaksen 150 bølgefrekvensen f, og en ordinatakse 160 representerer den nevnte funksjonen S(f) ifølge Likning 5 (Eq. 5). Det er en nedre bølgefrekvens på 0,05 Hz og en maksimal øvre bølge frekvens på stort sett 0,35 Hz. Det er vist to distinkte topper, nemlig en første topp 170 sentrert rundt 0,08 Hz korresponderende til dønninger, og en andre topp 180 sentrert rundt 0,19 Hz som svarer til vind-eksiterte bølger. Figur 4B tilsvarer et havbølgefre-kvensområde på hovedsakelig to oktaver, nemlig nesten en såkalt "an order of magnitude". Selv om mesteparten av energien formidles ved hjelp av dønninger, viser figur 4B at svært betydelige energimengder er inkludert ved høyere frekvenser i form av vind-induserte bølger. Figure 4B shows a curve over the ocean wave spectrum for a mixture of windy seas and swells. In the curve of Figure 4B, the abscissa axis 150 corresponds to the wave frequency f, and an ordinate axis 160 represents the aforementioned function S(f) according to Equation 5 (Eq. 5). There is a lower wave frequency of 0.05 Hz and a maximum upper wave frequency of roughly 0.35 Hz. Two distinct peaks are shown, namely a first peak 170 centered around 0.08 Hz corresponding to swells, and a second peak 180 centered around 0.19 Hz corresponding to wind-excited waves. Figure 4B corresponds to a sea wave frequency range of mainly two octaves, namely almost an order of magnitude. Although most of the energy is conveyed by means of swells, Figure 4B shows that very significant amounts of energy are included at higher frequencies in the form of wind-induced waves.
Med henvisning til figur 5, er det vist et eksempel på et havbølgesystem ifølge foreliggende oppfinnelse, hvilket system generelt er angitt med tallet 200. Systemet 200 er tilpasset til å anordnes langs kystlinjer, utplassert som flytende øyer ute på havet, utplassert som halvøyer, og/eller plassert som flytende broer for sammenkobling av landmasser og for synergistisk å generere energi. Dessuten består systemet 200 av minst én flytende, havbunnforankret eller kyst-land-forankret plattform 210 som understøtter en eller flere skråorienterte luftrør/-søyler 220 på en måte som ligner de søylene som er beskrevet i nevnte norske patent NO-327593 som det herved skal refereres til. De en eller flere luftsøylene 220 fungerer på en lignende måte som de som beskrives i norsk patent NO-327593, nemlig havbølger 40 som samvirker med de nedre ender av de en eller flere luftsøylene 220 til å komprimere og ekspanderer (rarefy) luften på syklisk måte i de en eller flere søyler 220. Videre er de en eller flere luft søylenes 220 øvre ender tilkoplet i luftkommunikasjon med en eller flere luft-drevne turbiner 230 med stor diameter. Eventuelt er de en eller flere turbiner 230 orientert med sine en eller flere rotasjonsakser 240 i drift innstilt i vertikal stilling slik det er illustrert. I den frontperifere kanten av plattformen 210 er det i drift i en neddykket tilstand, inkludert minst en undersjøisk plan plate 300 som vist på figur 5. Alternativt er den plane platen 300 innstilt (subtending) i en vesentlig skråstilt orientering slik det er illustrert, nemlig skråstilt i en vinkel (i i forhold til havets 30 nominelle overflate. Som et alternativ eller i tillegg til å utnytte platen 300, kan andre typer elementer anvendes, for eksempel rørformede elementer, skiveformete elementer, sfæriske elementer eller hemisfæriske elementer. Fortrinnsvis er de en eller flere luftsøylene 220 innstilt slik at deres naturlige resonansfrekvens av bølge-bevegelsen inni der, for eksempel en funksjon av en diameter eller et tverrsnittsareale til de en eller flere søylene 220, hovedsakelig tilpasset til en frekvens på de innkommende havbølgene mottatt ved de en eller flere søyler 220 slik at de mest effektivt kan omdanne energien i de innkommende havbølger til anvendelig energi i systemet 200. En vesentlig tilpasning skal for eksempel oppfattes å være innenfor -6 dB punktreso-nanse, og mer foretrukket innen -3 dB punkter. Eventuelt er de en eller flere søyler 220 aktivt innstilt slik at deres naturlige bølgefrekvenser deri er matchet i drift til innkommende bølger som mottas derigjennom; idet en slik tuning for eksempel oppnås ved å inkludere aktivert panelplater innenfor en eller flere søyler 220. Eventuelt er de en eller flere søyler 220 fremstilt til å ha innbyrdes forskjellige naturlige frekvenser av bølgebevegelse deri, slik at minst enkelte av de en eller flere kolonner 220 vil passe optimalt i sin tuning til de innkommende havbølgene. With reference to Figure 5, an example of an ocean wave system according to the present invention is shown, which system is generally indicated by the number 200. The system 200 is adapted to be arranged along coastlines, deployed as floating islands out at sea, deployed as peninsulas, and /or placed as floating bridges to connect land masses and to synergistically generate energy. In addition, the system 200 consists of at least one floating, seabed-anchored or coastal-land-anchored platform 210 which supports one or more obliquely oriented air tubes/columns 220 in a manner similar to the columns described in the aforementioned Norwegian patent NO-327593 which is hereby referred to. The one or more air columns 220 function in a similar way to those described in Norwegian patent NO-327593, namely ocean waves 40 which interact with the lower ends of the one or more air columns 220 to compress and expand (rarefy) the air in a cyclic manner in the one or more columns 220. Furthermore, the upper ends of the one or more air columns 220 are connected in air communication with one or more air-driven turbines 230 of large diameter. Optionally, the one or more turbines 230 are oriented with their one or more rotational axes 240 in operation set in a vertical position as illustrated. At the front peripheral edge of the platform 210 is operating in a submerged condition, including at least one subsea planar plate 300 as shown in Figure 5. Alternatively, the planar plate 300 is set (subtending) in a substantially inclined orientation as illustrated, namely inclined at an angle (i in relation to the nominal surface of the sea 30. As an alternative or in addition to utilizing the plate 300, other types of elements can be used, for example tubular elements, disc-shaped elements, spherical elements or hemispherical elements. Preferably they are one or the several air columns 220 tuned so that their natural resonant frequency of the wave motion therein, for example a function of a diameter or a cross-sectional area of the one or more columns 220, substantially matched to a frequency of the incoming ocean waves received at the one or more columns 220 so that they can most efficiently convert the energy in the incoming ocean waves into usable energy in the system 200. A significant adaptation must, for example, be perceived to be within -6 dB point resonance, and more preferably within -3 dB points. Optionally, the one or more columns 220 are actively tuned so that their natural wave frequencies therein are matched in operation to incoming waves received therethrough; such tuning being achieved, for example, by including activated panel plates within one or more columns 220. Optionally, the one or more columns 220 are made to have mutually different natural frequencies of wave motion therein, so that at least some of the one or more columns 220 will fit optimally in its tuning to the incoming ocean waves.
Når systemet 200 i drift er implementert som en flytende konstruksjon, fungerer de en eller flere turbiner 230 fortrinnsvis som gyroskoper i drift når de roterer for å opp-rettholde plattformen 210 stabilt, idet en slik stabilitet er svært fordelaktig til å gjøre plattformen 210 robust i stormvær samtidig som at det sørger for at de nedre ender av de en eller flere søyler 220 er riktig orientert og plassert i forhold til en øvre overflate 330 av havet 30. Den plane platen 300 tjener to synergiske formål: (I) et første formål er å stabilisere plattformen 210 i røff sjø når den implementeres som en flytende konstruksjon fordi minst en del av den plane plate 300 er vesentlig under et prinsipielt energifelt 40 av bølger som forplanter seg på havoverflaten 330 av havomgivelsene 30; og fortrinnsvis er den plane platen 300 under et 25% dempingsnivå for en prinsipal bølgelengde for bølgene 330 som forplanter seg på overflate 330 av havmiljøet 30; (ii) et andre formål er å påvirke på et lavere romnivå et energifelt av bølger som forplanter seg på overflaten 330 av havet 30 for å forårsake en koherens og dermed en tendens for bølgene å øke i høyde mot en bryte-tilstand, for eksempel som forekommer i nærheten av en strand etter hvert som vannet blir grunnere; slik økning i koherens som resulterer i større bølgeamplitude forbedrer bølgekraftkopling (-føring-en) inn i de en eller flere søylene 220. When the system 200 in operation is implemented as a floating structure, the one or more turbines 230 preferably act as gyroscopes in operation as they rotate to maintain the platform 210 stable, such stability being highly beneficial in making the platform 210 robust in stormy weather while ensuring that the lower ends of the one or more columns 220 are properly oriented and positioned relative to an upper surface 330 of the sea 30. The planar plate 300 serves two synergistic purposes: (I) a first purpose is to stabilize the platform 210 in rough seas when implemented as a floating structure because at least a part of the planar plate 300 is substantially under a principle energy field 40 of waves propagating on the sea surface 330 of the sea environment 30; and preferably the planar plate 300 is below a 25% attenuation level for a principal wavelength of the waves 330 propagating on the surface 330 of the marine environment 30; (ii) a second purpose is to influence at a lower spatial level an energy field of waves propagating on the surface 330 of the sea 30 to cause a coherence and thus a tendency for the waves to increase in height towards a breaking state, for example as occurs near a beach as the water becomes shallower; such increase in coherence resulting in greater wave amplitude improves wave power coupling (-guiding) into the one or more columns 220.
Alternativt inkluderer systemet 200 en eller flere plane plater 300, og/eller alternative elementer som beskrevet foran, som aktiveres for å justere sine posisjoner i forhold til plattformen 210 i drift som en funksjon av havbølgeamplituden og/eller den prinsi-pale bølgelengde. Omfanget av justering for de en eller flere plane plater 300 og/eller alternativ elementer skal beskrives mer detaljert senere. Fordelaktig, for å redusere kostnadene, kan de vesentlige komponentene i systemet 200, for eksempel veggene i de en eller flere søylene 220 og av plattformen 210 være konstruert fra forsterkede porøs betong av marinekvalitet, for eksempel på en type som benyttes i moderne offshore oljeplattformer. Fortrinnsvis er komponentdeler av systemet 200 fabrikkert av betong av marinekvalitets betong som er støpt in-situ i et havmiljø, for derved å unngå behov for å transportere store pre-fabrikerte komponenter. Alternatively, the system 200 includes one or more planar plates 300, and/or alternative elements as described above, which are actuated to adjust their positions relative to the platform 210 in operation as a function of the ocean wave amplitude and/or the principal wavelength. The extent of adjustment for the one or more planar plates 300 and/or alternative elements will be described in more detail later. Advantageously, in order to reduce costs, the essential components of the system 200, for example the walls of the one or more columns 220 and of the platform 210 can be constructed from reinforced porous concrete of marine quality, for example of a type used in modern offshore oil platforms. Preferably, component parts of the system 200 are fabricated from marine grade concrete cast in-situ in a marine environment, thereby avoiding the need to transport large pre-fabricated components.
De en eller flere turbiner 230 er koplet til elektriske strømgeneratorer for å danne elektrisitet som utgang fra systemet 200. Alternativt omfatter turbinene 230 blader 400 som drives av lufttrykkforskjeller over dem slik at de tilsvarende rotorer 410 i turbinene 230 roterer under driften slik det vises på figur 6. Fortrinnsvis er turbinene 230 implementert til å omfatte spoler 420 og/eller magneter 430 slik at funksjonene til turbin og generator er spacielt (romlig) samlokalisert, for eksempel, er de perifere områder av bladene 400 utstyrt med permanentmagneter 430 som er trukket perifert forbi de stasjonære spoler 420 for å generere elektrisk utgangskraft fra systemet 200. En slik enkel konstruksjon av turbinene 230 kan gi systemet 200 en sterkt forbedret driftspålitelighet. Eventuelt forsynes turbinene 230 med komprimert luft et plenum som er koblet via ventiler til et relativt stort antall søyler 220, for eksempel i overkant av 20 søyler, for å unngå pulserende utganger fra generatoren. Fortrinnsvis er bølge-bevegelsen i det store antallet kolonner 220 asynkronisert å redusere tendensen til å generere pulserende utgang fra systemet 200 på en frekvens som tilsvarer bølge 40 frekvens. Systemet 200 ifølge foreliggende oppfinnelse neddykket utplassert i stor skala i havmiljøet kan generere elektrisk strøm til svært konkurransedyktige priser, og dermed potensielt å gi et bidrag til ved verdens energimangel assosiert med "peak oil", uten å tilføre karbondioksid til atmosfæren når den er i drift. Dagens strømforbruk fra fossile brensler i verden er anslått til rundt 4 terrawatt som potensielt i betydelig grad suppleres av systemet 200 når dette utplasseres over hele verdens havmiljøer. Fordelaktig er det at systemet 200 ikke bidrar til forurensning og fullstendig bærek-raftig genererer elektrisk energi. The one or more turbines 230 are connected to electric current generators to form electricity as an output from the system 200. Alternatively, the turbines 230 comprise blades 400 which are driven by air pressure differences above them so that the corresponding rotors 410 in the turbines 230 rotate during operation as shown in figure 6. Preferably, the turbines 230 are implemented to include coils 420 and/or magnets 430 so that the functions of turbine and generator are spatially co-located, for example, the peripheral areas of the blades 400 are equipped with permanent magnets 430 which are drawn peripherally past the stationary coils 420 to generate electrical output power from the system 200. Such a simple construction of the turbines 230 can provide the system 200 with greatly improved operational reliability. Optionally, the turbines 230 are supplied with compressed air to a plenum which is connected via valves to a relatively large number of columns 220, for example in excess of 20 columns, in order to avoid pulsating outputs from the generator. Preferably, the wave motion in the large number of columns 220 is asynchronous to reduce the tendency to generate pulsating output from the system 200 at a frequency corresponding to the wave 40 frequency. The system 200 according to the present invention submerged deployed on a large scale in the marine environment can generate electric power at very competitive prices, thus potentially making a contribution to the world's energy shortage associated with "peak oil", without adding carbon dioxide to the atmosphere when in operation . Today's electricity consumption from fossil fuels in the world is estimated at around 4 terawatts, which is potentially supplemented to a significant extent by the system 200 when this is deployed all over the world's ocean environments. It is advantageous that the system 200 does not contribute to pollution and completely sustainably generates electrical energy.
Med igjen å referere til figur 5, har den nedsenkete plane platen 300 en øvre utstrekning merket med et punkt P og en nedre utstrekning Q som alternativt har en konstant avstand fra punktet P. Alternativt kan utstrekningen til den plane platen 300 dynamisk endres, for eksempel ved å implementere den plane platen 300 som et sett av plater av materiale som er anordnet i parallell innbyrdes kontakt, og som kan gjensidig skyves til å frembringe platen 300 med variabel utstrekning fra punktet P for å frembringe en optimal impedans-match mellom søylene 220 og bølger som forplanter seg i havmiljøet 30. Som illustrert i figur 5 er platen 300 utstyrt med en aktuator (ikke avbildet) for å variere avstanden S1 fra punktet P med hensyn til en nedre åpne ende av søylen 220. Dessuten kan platens 300 vinkel p dynamisk endres til å gi best mulig matching av bølger 40 til kolonnen 220. Videre er en dybde S2 til punktet P under overflaten 330 av havet 30 også innrettet til å kunne forandres dynamisk. Imidlertid skal det erkjennes at systemet 200 omfatter flere slike kolonner 220 i en innstilling som en 2-dimensjonal matriserekke, med rader av søyler 220 anordnet parallelt og ortogonalt til bølgenes 40 bølgefronter. Alternativt kan platen 300 være krummet i drift for å frembringe en finjustering av bølgens 40 matching til søylene 220. Referring again to Figure 5, the submerged planar plate 300 has an upper extent marked by a point P and a lower extent Q which alternatively has a constant distance from the point P. Alternatively, the extent of the planar plate 300 can be dynamically changed, for example by implementing the planar plate 300 as a set of plates of material which are arranged in parallel mutual contact, and which can be mutually pushed to produce the plate 300 of variable extent from the point P to produce an optimal impedance match between the columns 220 and waves propagating in the marine environment 30. As illustrated in Figure 5, the plate 300 is equipped with an actuator (not shown) to vary the distance S1 from the point P with respect to a lower open end of the column 220. Also, the angle p of the plate 300 can be dynamically is changed to provide the best possible matching of waves 40 to the column 220. Furthermore, a depth S2 to the point P below the surface 330 of the sea 30 is also arranged to be able to change dynamically. However, it will be appreciated that the system 200 comprises several such columns 220 in a setting as a 2-dimensional matrix array, with rows of columns 220 arranged parallel and orthogonal to the wavefronts of the waves 40. Alternatively, the plate 300 may be curved in operation to produce a fine adjustment of the wave 40 matching to the columns 220.
Bølgekraftreflektoren (WARE, © TM av Havkraft AS) ifølge foreliggende oppfinnelse skal belyses mer i detalj. WARE © TM (bølgereflektor) er et apparat eller et arrangement for å reflektere bølgeenergi oppover mot et overflateområde på et hav for å frembringe et øket energi-uttak. WARE © TM (Wave Reflector) anvendes særlig foretrukket i kombinasjon med et havbølgekraftsystem som beskrevet i nevnte innvilget norsk patent NO-327.593 tilhørende Geir Arne Solheim. I drift er WARE © TM (Wave Reflector) et apparat eller arrangement som er montert på et fortøyd arrangement og anordnes sub-sea direkte under en havoverflate. WARE © TM (Wave Reflector) er en enkel enhetlig konstruksjon med bevegelige deler som er manipulert ved aktivering for å regulere en måte hvormed bølger forplanter seg gjennom et havmiljø. The wave power reflector (WARE, © TM by Havkraft AS) according to the present invention will be explained in more detail. WARE © TM (wave reflector) is a device or arrangement for reflecting wave energy upwards towards a surface area of an ocean to produce an increased energy output. WARE © TM (Wave Reflector) is particularly preferably used in combination with an ocean wave power system as described in the aforementioned granted Norwegian patent NO-327,593 belonging to Geir Arne Solheim. In operation, WARE © TM (Wave Reflector) is a device or arrangement that is mounted on a moored arrangement and is arranged sub-sea directly below an ocean surface. WARE © TM (Wave Reflector) is a simple unitary structure with moving parts that are manipulated by actuation to regulate a way in which waves propagate through a marine environment.
Bølgekraftreflektoren WARE © TM (Wave Reflector) implementeres fortrinnsvis som en eller flere plane plater 300 av ønskelige bredde hvis vinkel (i i forhold til horison-talen og posisjon S1,S2 reguleres under driften med tilhørende aktuatormekanismer på en måte som vist i figur 5, og figurene 7-9. Ulike strategier kan med fordel benyttes til å utplassere WARE © TM (Wave Reflector), nemlig den plane platen 300, i en optimal posisjon og vinkel for å øke kraftproduksjonen fra havbølger 40 som frembringes ved systemet 200. The wave power reflector WARE © TM (Wave Reflector) is preferably implemented as one or more planar plates 300 of desirable width whose angle (i in relation to the horizontal and position S1,S2 is regulated during operation with associated actuator mechanisms in a manner as shown in Figure 5, and Figures 7-9. Various strategies can be advantageously used to deploy the WARE © TM (Wave Reflector), namely the planar plate 300, in an optimal position and angle to increase the power production from ocean waves 40 which are produced by the system 200.
Bølgekraftreflektoren WARE © TM (Wave Reflector) justeres og styres hensiktsmessig ved to punkter P, Q på de øvre og nedre deler av platen 300 respektive på en gjensidig uavhengig måte for å frembringe en uavhengig justering av en posisjon S1, og en vinkel p av platen 300. Alternativt kan en dybde S2 til platen 300 som definert av dens øvre utstrekning P også være justerbar for å frembringe optimal matching av havbølgene i forhold til en eller flere søyler 220 i systemet 200. The wave force reflector WARE © TM (Wave Reflector) is appropriately adjusted and controlled at two points P, Q on the upper and lower parts of the plate 300 respectively in a mutually independent manner to produce an independent adjustment of a position S1, and an angle p of the plate 300. Alternatively, a depth S2 of the slab 300 as defined by its upper extent P may also be adjustable to produce optimal matching of the ocean waves in relation to one or more columns 220 in the system 200.
Bølgekraftreflektorene WARE © TM (Wave Reflector) kan drives på en enkel måte ved anvendelse av enkle mekanismer, for eksempel på skinner idet manøvrerings-platen tilkoples via vaiere og/eller belter og/elle kjeder fra aktuatorene 500 som vist på figur 9. Ifølge en valgfri implementering, er den plane platen 300 fastgjort med sitt The wave power reflectors WARE © TM (Wave Reflector) can be operated in a simple way by using simple mechanisms, for example on rails as the maneuvering plate is connected via wires and/or belts and/or chains from the actuators 500 as shown in figure 9. According to a optional implementation, the planar plate 300 is fixed with its
øverste punkt P og dens nedre ende Q er fritt justerbar som vist på figur 8. upper point P and its lower end Q are freely adjustable as shown in figure 8.
Med henvisning til figur 10, er systemet 200 fordelaktig konstruert på en plattform 520 som understøttes av en eller flere søyler 530 på havbunns-fundamenter 540, alternativt kan systemet 200 implementeres som en flytende konstruksjon. Systemet 200 innbefatter en eller flere matriserekker av søyler 220 hvis nedre åpne ender vender mot et romlig område hvori det omfatter en eller flere plane plater 300, der de en eller flere plane plater 300 er aktivert som nevnt for å fremføre havbølger 40 mest effektiv måte fra havmiljøet 30 til den ene eller alle søylene 220. With reference to Figure 10, the system 200 is advantageously constructed on a platform 520 which is supported by one or more columns 530 on seabed foundations 540, alternatively the system 200 can be implemented as a floating construction. The system 200 includes one or more matrix rows of columns 220 whose lower open ends face a spatial area in which it comprises one or more planar plates 300, where the one or more planar plates 300 are activated as mentioned to convey ocean waves 40 most efficiently from the marine environment 30 to one or all of the pillars 220.
Bølgereflektoren WARE © TM (Wave Reflector), med hver av de plane plater 300 og tilhørende aktuatororganer, omfatter alternativt eventuelt hver har en romlig plan utstrekning i en størrelsesorden på 10 meter x 2 meter til 30 meter x 8 meter. Mer alternativt er den romlige plane utstrekning av hver plate hovedsakelig 20 meter x 5 meter. De plane platene 300 er hver tilpasset en typisk havbølge 40 bølgelengde for i betydelig grad å være i stand til betydelig å påvirke et energifelt av slike bølger. Når de plane plater 300 orienteres på en måte slik at deres hovedoverflate plan er paral-lelle med en øvre overflate av havmiljøet 30, er de plane plater 300 neddykket, idet havbølgen 40 sterkest berøres av platene 300. Og omvendt, når platene har en vertikal innstilling slik at deres store overflate flater står vinkelrett på den øvre overflaten av havmiljøet 30, er havbølger minst berørt. Alternativt kan avstanden S2 økes for å redusere virkningen av platene 300, og reduseres for å forbedre en virkning av platene 300. Eventuelt kan platene 300 reguleres opptil 15% av bredden sin i posisjon, nemlig avstandene S1.S2, og justeres i en størrelsesorden på 180°, nemlig vinkelen The wave reflector WARE © TM (Wave Reflector), with each of the planar plates 300 and associated actuator members, alternatively comprises or each has a spatial planar extent in the order of magnitude of 10 meters x 2 meters to 30 meters x 8 meters. More alternatively, the spatial planar extent of each plate is substantially 20 meters x 5 meters. The planar plates 300 are each adapted to a typical ocean wave 40 wavelength in order to be able to significantly influence an energy field of such waves. When the planar plates 300 are oriented in such a way that their main surface plane is parallel to an upper surface of the marine environment 30, the planar plates 300 are submerged, the ocean wave 40 being most strongly affected by the plates 300. And vice versa, when the plates have a vertical setting so that their large surface areas are perpendicular to the upper surface of the marine environment 30, ocean waves are least affected. Alternatively, the distance S2 can be increased to reduce the effect of the plates 300, and reduced to improve an effect of the plates 300. Optionally, the plates 300 can be adjusted up to 15% of their width in position, namely the distances S1.S2, and adjusted to an order of magnitude of 180°, namely the angle
Bølgereflektoren WARE © TM (Wave Reflector) representerer en innovasjon i forhold havbølgesystemer som drives for å utvinne energi fra havbølger. I bruk kan bølge-reflektoren, og implementert ved hjelp av platene 300 og deres tilhørende aktuatorer og styresystemet, drives til å frembringe en eller flere av følgende funksjoner: (a) å gi bedre matching av bølgene 40 til søylene 220 til trykksette luft innenfor et hulrom (plenum) koblet via ventiler til søylene 220, hvor hulrommet er koblet til turbinen 230; (b) å frembringe en måte til å kontrollere energien til å frembringe overføring eller refleksjon av havbølger 40 i forhold til systemet 200, og dermed medhjelpe til å regulere utgangseffekten fra systemet 200 og/eller å medhjelpe system 200 til å tåle ekstreme værforhold (for eksempel orkaner), og (c) å bibringe systemet 200 med større stabilitet under ugunstige værforhold når det The wave reflector WARE © TM (Wave Reflector) represents an innovation in relation to ocean wave systems that are operated to extract energy from ocean waves. In use, the wave reflector, and implemented by means of the plates 300 and their associated actuators and control system, can be operated to produce one or more of the following functions: (a) to provide better matching of the waves 40 to the columns 220 to pressurized air within a cavity (plenum) connected via valves to the columns 220, where the cavity is connected to the turbine 230; (b) providing a means of controlling the energy to produce transmission or reflection of ocean waves 40 relative to the system 200, thereby helping to regulate the power output of the system 200 and/or helping the system 200 withstand extreme weather conditions (for example hurricanes), and (c) to provide the system 200 with greater stability during adverse weather conditions when
implementeres som en flytende konstruksjon, med hensyn til det omgivende havmiljø i en region ved plateenden Q blir relativt rolig under stormforhold. is implemented as a floating structure, with respect to the surrounding marine environment in a region at the plate end Q becomes relatively calm during storm conditions.
Bølgebevegelse på en overflate av havmiljøet 30 kan være kompleks med bølger av flere ulike bølgelengder samtidig. Videre kan havbølgeegenskapene endres dynamisk som kan føre til fluktuasjoner i produksjon fra systemet 200 var det ikke for platene 300 og deres tilhørende aktuatorer 500 og kontrollsystemet 510 som respon-derer ved å endre vinkelen p og/eller avstanden S1 og/eller avstanden S2 i en temporal dynamisk respons overfor endringer i havbølgeforholdene.. Aktivering av platene 300 frembringes hensiktsmessig ved å anvende skinner for å frembringe justering av avstanden S1, og ved å bruke ledninger/vaiere for å justere vinkelen ved at den nedre platedelen Q er fri til å beveges mens den øvre platedelen P er innrettet til å dreie som vist på figur 8. Wave movement on a surface of the marine environment 30 can be complex with waves of several different wavelengths at the same time. Furthermore, the ocean wave properties can change dynamically which can lead to fluctuations in production from the system 200 were it not for the plates 300 and their associated actuators 500 and the control system 510 which respond by changing the angle p and/or the distance S1 and/or the distance S2 in a temporal dynamic response to changes in ocean wave conditions. Actuation of the plates 300 is conveniently provided by using rails to provide adjustment of the distance S1, and by using wires/wires to adjust the angle by which the lower plate portion Q is free to move while the upper plate part P is arranged to rotate as shown in figure 8.
Platene 300 og deres tilhørende aktuatorer er innrettet til å styres på ulike måter under driften. The plates 300 and their associated actuators are designed to be controlled in various ways during operation.
Ifølge en første metode, overvåkes bevegelsen til bølgene 40 i havmiljøet 30 med systemet 200 med optiske bildeopptakerapparater, for eksempel teleskopiske kame-raer, som bestemmer et frekvensspekter for bølgene 40, for eksempel på tilsvarende måte som illustrert i figur 4A og figur 4B. En datamaskin modeller av systemet 200 beregner så i sanntid hvordan systemet 200 vil opptre seg overfor de observerte bølgene 40 som nærmer seg systemet 200 for ulike stillinger av platene 300 som er anordnet tilstøtende til de åpne munningene til søylene 220 for å gi en ønsket utgangseffekt. Når en optimal plassering av platene 300 er beregnet, justerer styresy-stem deretter platenes 300 posisjoner slik at de er i en optimal posisjon når de observerte bølgene 40 ankommer systemet 200 for innføring inn i søylene 220 på ønsket måte. Datamodellen kan være en eksplisitt numerisk modell av systemet 200. Alternativt kan datamodellen implementeres som et nevralt nettverk der kontrollsystemet har "lært" ved styreoperasjonen av systemet 200 og/eller ved simulering av en optimal justering av platene 300 når kontrollsystemet presenteres overfor forskjellige visninger av havbølgene 40. According to a first method, the movement of the waves 40 in the marine environment 30 is monitored with the system 200 with optical image recording devices, for example telescopic cameras, which determine a frequency spectrum for the waves 40, for example in a similar way as illustrated in Figure 4A and Figure 4B. A computer model of the system 200 then calculates in real time how the system 200 will behave towards the observed waves 40 approaching the system 200 for various positions of the plates 300 which are arranged adjacent to the open mouths of the columns 220 to give a desired output effect. When an optimal placement of the plates 300 has been calculated, the control system then adjusts the positions of the plates 300 so that they are in an optimal position when the observed waves 40 arrive at the system 200 for introduction into the columns 220 in the desired manner. The computer model can be an explicit numerical model of the system 200. Alternatively, the computer model can be implemented as a neural network in which the control system has "learned" by the control operation of the system 200 and/or by simulating an optimal adjustment of the plates 300 when the control system is presented with different views of the ocean waves 40.
Styresystemet kan implementeres i elektroniske maskinvare eller ved å bruke data softwareprodukter som gjennomføre ved komputering via hardware. Som et alternativ eller tillegg til å anvende optiske bildeopptagere, kan en eller flere overvåknings-bøyer plasseres i en avstand fra platene 300 for å avføle bølgespekteregenskapene, i det de en eller flere bøyer 700 kan drives slik at de formidler sine avfølte data til systemet 200 via en trådløs kommunikasjonskobling 710. De ene eller flere bøyer 700 er fortrinnsvis hver utstyrt med en treghetsensorenhet bestående av akselera-torer og eventuelt gyroskop-enheter for å aktivere at de en eller flere bøyer 700 kan avføle bølgenes 40 høyde og frekvens som så formidles trådløst til systemet 200 før de avfølte bølger 40 har nådd fram til systemet 200, og gir dermed en mulighet for kontrollsystemet til å justere platene 300 til en optimal posisjon til å motta de avfølte bølgene 40. Ved en slik kontrollmetode, er det mulig å innstille/tune systemet 200 dynamisk i sanntid for å gi en best mulig ytelse. The control system can be implemented in electronic hardware or by using data software products that implement computing via hardware. As an alternative or addition to using optical imagers, one or more monitoring buoys can be placed at a distance from the plates 300 to sense the wave spectrum properties, while the one or more buoys 700 can be operated so that they convey their sensed data to the system 200 via a wireless communication link 710. The one or more buoys 700 are preferably each equipped with an inertial sensor unit consisting of accelerators and possibly gyroscope units to enable the one or more buoys 700 to sense the height and frequency of the waves 40 which are then communicated wirelessly to the system 200 before the sensed waves 40 have reached the system 200, thus providing an opportunity for the control system to adjust the plates 300 to an optimal position to receive the sensed waves 40. With such a control method, it is possible to set/ tune the System 200 dynamically in real time to provide the best possible performance.
Ifølge en annen metode, hensyntar kontrollsystemet for platene 300 når det forekommer mindre forstyrrelser i vinkelen (i og/eller én eller flere av innstillingene S1 ,S2 til According to another method, the control system for the plates 300 takes into account when minor disturbances occur in the angle (i and/or one or more of the settings S1 , S2 to
platene 300 når den er i drift og minst delvis matcher bølgene 40 inn til søylene 220. På ethvert gitt tidspunkt avgjør kontrollsystemet hvorvidt en anvendt forstyrrelse eller ikke fører til en ytterligere forbedring i driften av systemet 200, og fortsetter å utnytte etterfølgende slike små forstyrrelsene til systemet 200 fungerer så optimalt som det kan gjøre til å fungere under gitte tilstander av havmiljøet 30. Ved en slik styre-metode, er det mulig å tune systemet 200 dynamisk i sanntid for å gi en best mulig ytelse. Alternativt anvendes det en kombinasjon av de første og andre metoder. the plates 300 when in operation and at least partially match the waves 40 into the columns 220. At any given time, the control system determines whether or not an applied perturbation leads to a further improvement in the operation of the system 200, and continues to utilize subsequently such small perturbations to the system 200 functions as optimally as it can to function under given conditions of the marine environment 30. With such a control method, it is possible to tune the system 200 dynamically in real time to provide the best possible performance. Alternatively, a combination of the first and second methods is used.
Alternativt kan systemet 200 anvendes både som et havbølgekraftgenererende verk og som et anlegg for å beskytte kysten mot erosjon. Akvakulturanlegg 800 kan fordelaktig samlokaliseres med systemet 200, for eksempel i regioner hvor bruk av systemet 200 i drift danner smulere farvann. Slike akvakultur kan fordelaktig implementeres i fiskemerder, slik at fiskemerdene kan neddykkes og beskyttes i roligere vann dypere under systemet 200 i tilfelle hvor det oppstår sterke stormer. Systemet 200 kan ha den fordel at naturlig fisk, for eksempel krill, vil naturlig søke beskyttelse i roligere farvann som systemet 200 skaper i dens kjølvann, nemlig i et sjøområde mellom systemet 200 og land 600. Dette skaper et rolig miljø for spesielt produktivt fiske med fiskebåter. Akvakulturanlegget 800 har også en enorm fordel i at parasitter og forurensning som forekommer i fjordbaserte akvakulturanlegg er et mindre problem i de åpne havmiljøene. Dessuten kan skip fordelaktig fortøye til systemet 200 når de skal serve havbruksanlegget 800, og dermed øke sikkerheten betraktelig under kommersielle fiskeaktiviteter. Alternatively, the system 200 can be used both as an ocean wave power generating plant and as a facility to protect the coast against erosion. Aquaculture plant 800 can advantageously be co-located with system 200, for example in regions where use of system 200 in operation creates smaller waters. Such aquaculture can advantageously be implemented in fish cages, so that the fish cages can be submerged and protected in calmer water deeper below the system 200 in the event that strong storms occur. The system 200 may have the advantage that natural fish, for example krill, will naturally seek protection in calmer waters that the system 200 creates in its wake, namely in a sea area between the system 200 and land 600. This creates a calm environment for particularly productive fishing with fishing boats. The 800 aquaculture facility also has an enormous advantage in that parasites and pollution that occur in fjord-based aquaculture facilities are less of a problem in the open ocean environments. In addition, ships can advantageously moor to the system 200 when they are to service the aquaculture facility 800, thus increasing safety considerably during commercial fishing activities.
HIT HERE
Det skal forstås at systemet 200 kan være fast forankret til havbunnen på havet 30, for eksempel som vist i figur 10 og figur 11, eller kan være flytende offshore og tjoret via ankere til havbunnen. Ankrene implementeres fortrinnsvis ved hjelp av suge-kopper, havbunnsankere festet i borehull som er forhåndsboret i havbunnen, og/eller tunge hule tanker som synergisk fungerer som trykkluft-reservoarer for søylene 220 for å jevne ut variasjoner i trykkluftstrømmen produsert i søylene 220 slik at systemet 200 kan levere en mer stabil energiflyt. It should be understood that the system 200 can be firmly anchored to the seabed on the sea 30, for example as shown in figure 10 and figure 11, or can be floating offshore and tethered via anchors to the seabed. The anchors are preferably implemented using suction cups, seabed anchors fixed in boreholes that are pre-drilled in the seabed, and/or heavy hollow tanks that synergistically act as compressed air reservoirs for the columns 220 to smooth out variations in the compressed air flow produced in the columns 220 so that the system 200 can deliver a more stable energy flow.
Alternativt kan systemet 200, som nevnt foran, implementeres som en eller flere flytende øyer, eller som en flytende halvøy hvis ene ende er tilknyttet land for tilkopling av elektriske kabler fra generatorene 230 og inn til land 600. Alternativt, for eksempel som vist i figur 12, kan systemet 200 implementeres slik at det kan rotere om en enkelt pillarsøyle 530 og tilhørende fundamentering 530, slik at systemet 200 kan justeres dynamisk i forhold til skiftende retninger av bølgeforplantninger, og i et slikt tilfelle, er systemet 200 utstyrt med en passende dreiekontroll-arrangementer og dreieaktuatorer, og systemet 200 er utstyrt med sensorer, for eksempel optiske bilde-sensorer, for å bestemme de gjeldende momentane bølgeforplantningsretningene. Som et alternativ eller tillegg til å bruke strømkablene fra generatorer 230 til land 600, kan systemet 200 fortrinnsvis drives til å elektrolysese sjøvann for å generere hydro-gen som drivstoff som føres til land 600 i rør eller periodisk transporteres til land med båt. Ifølge enda et alternativ omfatter systemet 200 apparater for kjemisk konvertering av karbondioksid og sjøvann som tilføres systemet 200 til hydrokarbon-forbind-elser, for eksempel til syntetiske organiske brensler til bruk i biler, fly og til produksjon av plastmaterialer; hvor apparatet for kjemisk konvertering forsynes med strøm dannet av systemet 200. Alternatively, as mentioned above, the system 200 can be implemented as one or more floating islands, or as a floating peninsula whose one end is connected to land for the connection of electrical cables from the generators 230 to land 600. Alternatively, for example as shown in figure 12, the system 200 can be implemented so that it can rotate about a single pillar column 530 and associated foundation 530, so that the system 200 can be dynamically adjusted in relation to changing directions of wave propagation, and in such a case, the system 200 is equipped with a suitable rotation control arrangements and rotary actuators, and the system 200 is equipped with sensors, such as optical image sensors, to determine the current instantaneous directions of wave propagation. As an alternative or addition to using the power cables from generators 230 to land 600, the system 200 can preferably be operated to electrolyse seawater to generate hydrogen as fuel which is piped to land 600 or periodically transported to land by boat. According to yet another alternative, the system 200 comprises devices for the chemical conversion of carbon dioxide and seawater which are supplied to the system 200 to hydrocarbon compounds, for example to synthetic organic fuels for use in cars, aircraft and for the production of plastic materials; where the apparatus for chemical conversion is supplied with electricity generated by the system 200.
Ved henvisning til figur 13, er det vist en modifisert versjon av systemet 200 ved tallet 1000. Systemet 1000 omfatter en eller flere vindturbiner 1010. Alternativt er de en eller flere vindturbiner 1010 anordnet i det minste i hvert hjørne av ytterpunktene av plattformen 520 som illustrert for å oppnå en optimal stabilitet for plattformen 520. Alternativt er de en eller flere vindturbiner 1010 konsentrert tilstøtende til et sentral parti av plattformen 520 og en majoritet av ballast, når plattformen 520 implementeres som en flytende konstuksjon, er anordnet ved de perifere ytterpunktene av plattformen 520 for å gi systemet 1000 en best mulig flytestabilitet. Eventuelt er plattformen 520 utført som et generelt rettlinjet plant element i et planriss, og alternativt, en fremre ende av plattformen 520 som vender mot havmiljøet 30, er innoverkrum-met som illustrert for å fremme konsentreringen av havbølgeenergien. Eventuelt er plattformen 520 utført med et "T"-formet eller "Y"-formet planriss. Alternativt, som illustrert, er de en eller flere vindturbiner 1010 utført som konvensjonelle moderne nacelle-type vindturbiner, for eksempel som produseres av selskaper som GE Wind Energy Inc., Vestas AS og Gamesa SA. With reference to Figure 13, a modified version of the system 200 is shown at the number 1000. The system 1000 comprises one or more wind turbines 1010. Alternatively, the one or more wind turbines 1010 are arranged at least in each corner of the extreme points of the platform 520 as illustrated to achieve an optimal stability for the platform 520. Alternatively, the one or more wind turbines 1010 are concentrated adjacent to a central part of the platform 520 and a majority of ballast, when the platform 520 is implemented as a floating construction, is arranged at the peripheral extreme points of the platform 520 to give the system 1000 the best possible flow stability. Optionally, the platform 520 is designed as a generally rectilinear planar element in a plan view, and alternatively, a front end of the platform 520 facing the marine environment 30 is the interior space as illustrated to promote the concentration of the ocean wave energy. Optionally, the platform 520 is made with a "T"-shaped or "Y"-shaped plan. Alternatively, as illustrated, the one or more wind turbines 1010 are designed as conventional modern nacelle-type wind turbines, such as those manufactured by companies such as GE Wind Energy Inc., Vestas AS and Gamesa SA.
Alternativt er de en eller flere av vindturbiner 1010 implementert som vertikalakset vindturbiner av Darrieus-type. Slike Darrieus-type vindturbiner omfatte fortrinnsvis to eller flere hovedsakelig vertikale blader, for eksempel tre blader. En fordel med Darrieus-type vindturbiner er at de ikke trenger å aktivt styres i en retning av den innkommende vinden, idet de i hovedsak er veldig enkle enheter som har en pålitelig driftssikkerhet. Alternativt er de en eller flere av vindturbiner 1010 utformet som en Darrieus-type vindturbin 1200 illustrert i figur 14. Turbinen 1200 inkluderer en bærende montering 1220 understøttet av plattformen 520. Dessuten omfatter fundamentet 1220 en generator for å generere nyttbar fra systemet 1000. Braketten 1220 understøtter rotaterbart en sirkelformig sokkel 1210 som danner et svinghjulet når det roterer under drift, idet svinghjulet, når det roterer, genererer Carioles krefter (gyrokrefter) som er svært gunstig til å bidra til å stabilisere plattformen 520 til å motstå at den vinkelmessig vipper som respons på bølgenes 40 innvirking på disse. Når implementert som Darrieus-type vindturbiner, implementeres turbinene 1010 fortinnsvis til for å rotere i innbyrdes tilsvarende rotasjonsretning slik at deres Coriolis-krefter er innbyrdes additive til å bidra til å stabilisere plattformen 520, eventuelt påføres bremsekrefter på turbinene 1010 implementert som Darrieus-type vindturbiner i det tilfelle de spontant forsøker å rotere i en innbyrdes feil rotasjonsretning. Turbinen 1200 omfatter et sentralt aksialt langstrakt legeme 1230, og tre turbinblader 1240A, 1240B, 1240C anordnet i 120° intervaller i en radius fra det langstrakte Iegeme1230 og stort sett vertikalt orientert. Bladene 1240A, 1240B, 1240C understøttes på langstrakte støtteelementer 1250A, 1250B, 1250C respektive. Alternativt er de langstrakte støttelegemene 1250A, 1250B, 1250C dreibart montert med sine nedre endene til dreieblokker 1260A, 1260B, 1260C respektive, hvor blokkene 1260A, 1260B 1260C understøttes på en øvre perifer kant av den sirkelformige sokkelen 1210. Eventuelt er blokkene 1260A, 1260B, 1260C integrert til den sirkelformige basen 1210. De langstrakte støtteelementene 1250A, 1250B, 1250C kan fordelaktig dreibart svinges fra en hovedsakelig vertikal posisjon til en hovedsakelig horisontal stilling for gjennomføring av vedlikehold, eller for å beskytte bladene 1240A, 1240B, 1240C under ekstreme værforhold, alternativt kan de langstrakte støtteelementene 1250A, 1250B, 1250C vinsjes til posisjon til å støte an mot og tilkoples til radielle støtteelementer 1270A, 1270B, 1270C respektive. Alternatively, one or more of the wind turbines 1010 are implemented as Darrieus-type vertical axis wind turbines. Such Darrieus-type wind turbines preferably comprise two or more substantially vertical blades, for example three blades. An advantage of Darrieus-type wind turbines is that they do not need to be actively steered in one direction by the incoming wind, as they are essentially very simple devices that have reliable operational reliability. Alternatively, one or more of the wind turbines 1010 are designed as a Darrieus-type wind turbine 1200 illustrated in Figure 14. The turbine 1200 includes a supporting assembly 1220 supported by the platform 520. In addition, the foundation 1220 includes a generator to generate usable power from the system 1000. The bracket 1220 rotatably supports a circular base 1210 which forms a flywheel as it rotates in operation, the flywheel, as it rotates, generates Carioles forces (gyro forces) which are very beneficial in helping to stabilize the platform 520 to resist angular tilting in response on the waves' 40 impact on these. When implemented as Darrieus-type wind turbines, the turbines 1010 are preferably implemented to rotate in a mutually corresponding direction of rotation so that their Coriolis forces are mutually additive to help stabilize the platform 520, possibly applying braking forces to the turbines 1010 implemented as Darrieus-type wind turbines in the event that they spontaneously attempt to rotate in a mutually incorrect direction of rotation. The turbine 1200 comprises a central axial elongated body 1230, and three turbine blades 1240A, 1240B, 1240C arranged at 120° intervals in a radius from the elongated body 1230 and generally vertically oriented. The blades 1240A, 1240B, 1240C are supported on elongated support elements 1250A, 1250B, 1250C respectively. Alternatively, the elongated support bodies 1250A, 1250B, 1250C are pivotally mounted with their lower ends to pivot blocks 1260A, 1260B, 1260C respectively, the blocks 1260A, 1260B 1260C being supported on an upper peripheral edge of the circular base 1210. Optionally, the blocks 1260A, 1260B 1260C integral to the circular base 1210. The elongate support members 1250A, 1250B, 1250C can advantageously be pivoted from a substantially vertical position to a substantially horizontal position to perform maintenance, or to protect the blades 1240A, 1240B, 1240C during extreme weather conditions, alternatively the elongate support members 1250A, 1250B, 1250C can be winched into position to abut against and engage radial support members 1270A, 1270B, 1270C respectively.
Turbinen 1210 kan utnyttes ved at betydelig del av dens masse er nær en høyde av plattformen 520, og følgelig øker systemets 1000 driftsstabilitet. Videre er turbingene-ratoren 1200 lett tilgjengelig i en høyde av plattformen for vedlikehold og reparasjon-er, og dette er i motsetning til nacelle-typen vindturbiner som er illustrert på fig. 13 idet deres girkasser og generatorer er plassert relativt utilgjengelige på toppen av et tårnlegemet. Som et alternativ til å dreie de langstrakte elementene 1250, kan deres blader 1240 skyveglides ned langs de langstrakte elementene 1250 for beskyttelse og/eller vedlikehold, og skyves oppad langs de langstrakte legemene 1250 for å settes i drift. The turbine 1210 can be utilized in that a significant portion of its mass is close to a height of the platform 520, thereby increasing the operational stability of the system 1000. Furthermore, the turbine generator 1200 is easily accessible at a height of the platform for maintenance and repair, and this is in contrast to the nacelle-type wind turbines illustrated in FIG. 13 as their gearboxes and generators are located relatively inaccessible on top of a tower body. As an alternative to rotating the elongate members 1250, their blades 1240 can be slid down along the elongate members 1250 for protection and/or maintenance, and pushed up along the elongate bodies 1250 for deployment.
Systemet 1200 kan frembringe mange synergiske fordeler i form av kraftproduksjon og akvakultur sammenlignet med konvensjonelle fornybarenergi-systemer, for eksempel moderne nacelle-type vindmølleparker. Systemet 1200 kan ikke sammen-lignes med andre typer systemer for fremstilling av fornybar energi, for eksempel vannkraft systemer, fordi systemet 1200 gir synergiske fordeler for kystnær beskyttelse og akvakultur så vel som for kraftproduksjon. Slike synergieffekter forbedrer i betydelig grad den kommersielle levedyktigheten til systemet 1200 sammenlignet med alternative former for systemer for fremstilling av fornybar energi, og muligens til et nivå som er konkurransedyktig i forhold til dagens kjernekraft og kraftanlegg som brenner fossile brensler, men er helt blottet for avfallsstoffer og forurensning som følge av kraftproduksjon. Den foreliggende oppfinnelse innebærer dermed et betydelig fremskritt og forbedringer i forhold til kjente moderne systemer som baseres på fornybar energi. The 1200 system can produce many synergistic advantages in terms of power production and aquaculture compared to conventional renewable energy systems, for example modern nacelle-type wind farms. The system 1200 cannot be compared with other types of systems for the production of renewable energy, for example hydropower systems, because the system 1200 provides synergistic advantages for coastal protection and aquaculture as well as for power generation. Such synergistic effects significantly improve the commercial viability of system 1200 compared to alternative forms of renewable energy production systems, and possibly to a level competitive with today's nuclear and fossil fuel-burning power plants, but are completely devoid of waste materials and pollution as a result of power production. The present invention thus involves a significant advance and improvements in relation to known modern systems that are based on renewable energy.
I de foregående, er det henvist til en naturlig oscillasjonsfrekvens for vann inne i en luftsøyle. Fra en teoretisk analyse, er en naturlig periode for slike svingninger gitt ved Ligning 6 (Eq. 6): In the foregoing, reference is made to a natural oscillation frequency for water inside an air column. From a theoretical analysis, a natural period for such fluctuations is given by Equation 6 (Eq. 6):
Hvor Where
Tn= den naturlig oscillasjonsperiode;71= 3,14159; Tn= the natural oscillation period;71= 3.14159;
d = dybde fra det gjennomsnittlig havnivå (MSL) til midten av hule søyle; d = depth from mean sea level (MSL) to center of hollow column;
D = indre diameter hule søyle; D = inner diameter hollow column;
g = tyngdekraftens akselerasjon, 9,81 m/s2, og g = the acceleration of gravity, 9.81 m/s2, and
a = en hellingsvinkelen til søylen, hvor a = 90° betegner en vertikal søyle, og a = 0° betegner en horisontal søyle. a = a the angle of inclination of the column, where a = 90° denotes a vertical column, and a = 0° denotes a horizontal column.
Fra den naturlige perioden Tn, kan den naturlige frekvensen fn lett beregnes ut i fra Likning 7 (Eq. 7): From the natural period Tn, the natural frequency fn can be easily calculated from Equation 7 (Eq. 7):
Fra likningene 6 og 7 (Eq. 6 og Eq 7), vil det forstås at, i henhold til foreliggende oppfinnelse, at tuningen av søylen frembringes ved å regulere eller innstille en eller flere av: (I) dybden d ved hjelp av ballastering og/eller aktuering av den hule søylen opp eller ned i forhold til det gjennomsnittlig havnivået (MSL); From equations 6 and 7 (Eq. 6 and Eq. 7), it will be understood that, according to the present invention, that the tuning of the column is produced by regulating or adjusting one or more of: (I) the depth d by means of ballasting and /or actuation of the hollow column up or down relative to mean sea level (MSL);
(li) varierende den indre diameter D av søylen, og (li) varying the inner diameter D of the column, and
(lii) å justere søylens hellingsvinkel a. (lii) to adjust the angle of inclination of the pillar a.
Modifiseringer av utførelser av oppfinnelsen som er beskrevet i det foregående kan gjennomføres uten å avvike fra oppfinnelsens ide som er definert i patentkravene. Uttrykk som "inkludert", "bestående", "innkorporere", "bestående av", "har", "er" er benyttet for å beskrive og kreve oppfinnelsen er ment å tolkes på en ikke-begrens-ende måte, nemlig slik at for legemer, komponenter eller elementer som ikke eksplisitt er beskrevet også skal være omfattet. Referanse til et element i entall skal også tolkes til å omfatte dette i flertall. Henvisningstall i parentes i de etterfølgende patentkrav er ment kun å skulle hjelpe forståelsen av kravene og skal ikke tolkes til å begrense oppfinnelsen definert i disse kravene. Modifications of embodiments of the invention described in the foregoing can be carried out without deviating from the idea of the invention as defined in the patent claims. Expressions such as "including", "consisting of", "incorporating", "consisting of", "having", "is" used to describe and claim the invention are intended to be interpreted in a non-limiting way, namely so that for bodies, components or elements that are not explicitly described must also be covered. Reference to an element in the singular shall also be interpreted to include this in the plural. Reference numbers in parentheses in the subsequent patent claims are intended only to aid the understanding of the claims and shall not be interpreted to limit the invention defined in these claims.
Claims (19)
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20110487A NO333299B1 (en) | 2010-06-23 | 2011-03-30 | HAVE BULK POWER SYSTEM WITH WAVE REFLECTION |
EP11730788.4A EP2585711B1 (en) | 2010-06-23 | 2011-06-17 | Ocean wave energy system |
AU2011269929A AU2011269929B2 (en) | 2010-06-23 | 2011-06-17 | Ocean wave energy system |
US13/806,263 US8970056B2 (en) | 2010-06-23 | 2011-06-17 | Ocean wave energy system |
JP2013516519A JP5859523B2 (en) | 2010-06-23 | 2011-06-17 | Wave energy system |
PCT/NO2011/000175 WO2011162615A2 (en) | 2010-06-23 | 2011-06-17 | Ocean wave energy system |
NZ606158A NZ606158A (en) | 2010-06-23 | 2011-06-17 | Ocean wave energy system |
CA2803483A CA2803483C (en) | 2010-06-23 | 2011-06-17 | Ocean wave energy system |
CL2012003666A CL2012003666A1 (en) | 2010-06-23 | 2012-12-21 | Wave energy system to generate energy from the waves of the sea where the system includes a platform that supports a set of hollow columns whose respective lower ends have fluid communication with the waves of the sea, said hollow columns are installed in a non-vertical orientation and at least a part of said hollow columns is arranged in the operation so that it presents a natural movement of the waves of the sea; method and installation. |
ZA2013/00600A ZA201300600B (en) | 2010-06-23 | 2013-01-23 | Ocean wave energy system |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20100906A NO20100906A1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | SEA WAVE ENERGY SYSTEM AND PROCEDURES FOR OPERATION THEREOF |
NO20110487A NO333299B1 (en) | 2010-06-23 | 2011-03-30 | HAVE BULK POWER SYSTEM WITH WAVE REFLECTION |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20110487A1 NO20110487A1 (en) | 2011-12-27 |
NO333299B1 true NO333299B1 (en) | 2013-04-29 |
Family
ID=45418266
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20100906A NO20100906A1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | SEA WAVE ENERGY SYSTEM AND PROCEDURES FOR OPERATION THEREOF |
NO20110487A NO333299B1 (en) | 2010-06-23 | 2011-03-30 | HAVE BULK POWER SYSTEM WITH WAVE REFLECTION |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20100906A NO20100906A1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | SEA WAVE ENERGY SYSTEM AND PROCEDURES FOR OPERATION THEREOF |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (2) | NO20100906A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014023401A2 (en) | 2012-08-04 | 2014-02-13 | Havkraft As | Wave energy converter |
GB2608387B (en) * | 2021-06-29 | 2024-07-31 | Havkraft As | Energy converter for ocean waves and method for using thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES518197A0 (en) * | 1982-12-14 | 1984-04-16 | Munoz Saiz Manuel | SYSTEM OF USE OF THE ENERGY OF THE WAVES. |
-
2010
- 2010-06-23 NO NO20100906A patent/NO20100906A1/en unknown
-
2011
- 2011-03-30 NO NO20110487A patent/NO333299B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20110487A1 (en) | 2011-12-27 |
NO331398B1 (en) | 2011-12-19 |
NO20100906A1 (en) | 2011-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2585711B1 (en) | Ocean wave energy system | |
AU2018214114B2 (en) | Coastal Protection and Wave Generation System | |
AU2011269845B2 (en) | System and method for renewable electrical power production using wave energy | |
US7930885B2 (en) | Water wave-based energy transfer system | |
US9062649B2 (en) | Device for conversion of mechanical energy from sea waves to electric energy | |
NO317431B1 (en) | Device for deep water wind turbines | |
US8253263B2 (en) | Wave-power system for extracting simultaneously both potential and kinetic energy at variable significant wave heights and periods | |
KR20060120627A (en) | A wind turbine for use offshore | |
US11203398B2 (en) | Buoy and installation method for the buoy | |
NO329737B1 (en) | Bolgekraftverk | |
US20190010915A1 (en) | Tethered ballast systems for point absorbing wave energy converters and method of use thereof | |
KR20150072491A (en) | Oscillating Water Column Type Wave Energy Harvest | |
WO2012131705A2 (en) | A device for generating electrical energy using ocean waves | |
GB2506452B (en) | Dynamic tuning for wave energy conversion | |
NO333299B1 (en) | HAVE BULK POWER SYSTEM WITH WAVE REFLECTION | |
KR20100068600A (en) | Generating system using the wave of sea | |
GB2481435A (en) | Oscillating water column with adjustable wave controlling plate | |
WO2022197470A1 (en) | A device for extracting energy from slow moving water utilizing a variable geometry, reciprocating drag machine | |
EA039263B1 (en) | Wave power system | |
Mathys et al. | SSD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: BASCK LTD, V/CHRISTIAN BUNKE, 16 SAXON |