RU2154713C2 - Способ получения электроэнергии и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к энергетике и предназначено для преобразования энергии поступательно движущегося льда в электрическую энергию. Способ получения электроэнергии включает преобразование энергии рабочего тела в электрическую энергию, при этом в качестве рабочего тела используют плывущий по поверхности воды лед, а отбор энергии производят от подводной поверхности льда. Устройство для получения электроэнергии содержит корпус и преобразователь энергии. Корпус представляет собой средство для подводного плавания, обладающее переменной плавучестью и оснащенное якорными устройствами. Преобразователь энергии оснащен рабочим органом для взаимодействия с подводной поверхностью льда. Рабочий орган выполнен, например, в виде гусеницы. Устройство в целом или его часть, например рабочий орган, могут быть выполнены с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной плоскости движения рабочего тела. Изобретение позволяет получать дешевую электроэнергию в северных районах, где другие источники энергии практически отсутствуют. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к экологичным средствам, преобразующим на благо человека энергию Солнца и энергию вращения Земли.

Известен способ получения электроэнергии, включающий преобразование энергии рабочего тела в электрическую, при котором в качестве рабочего тела используется движущийся воздух (Ветроэнергетика). Способ весьма экологичен, однако стоимость одного кВт. ч электроэнергии, полученной этим способом, весьма высока, что обусловлено низкой плотностью рабочего тела и невозможностью создания мощных единичных преобразователей энергии.

Известны экологичные способы прямого и косвенного преобразования Солнечного излучения в электроэнергию, но из-за низкой плотности рабочего тела они пока конкурентоспособны лишь в отдельных областях техники.

Известен способ получения электроэнергии, включающий преобразование энергии рабочего тела в электрическую, при котором в качестве рабочего тела используется движущаяся вода (Гидроэнергетика). Этот способ позволяет получать более дешевую электроэнергию. Однако, удешевление электроэнергии, обеспечиваемое повышением мощности единичного преобразователя энергии, ведет к значительным нагрузкам на окружающую среду в зоне размещения преобразователя, что приводит к нарушению баланса в природе и вытекающим отсюда негативным последствиям для природы и человека.

Этот способ получения электроэнергии принят в качестве прототипа.

Целью данного предложения является создание более экологически чистого и достаточно дешевого способа получения электроэнергии путем использования природных концентраторов энергии.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что в способе получения электроэнергии, включающем преобразование энергии рабочего тела в электрическую, в качестве рабочего тела используется поступательно движущийся лед. При этом отбор механической энергии производится от подводной поверхности льда.

Подвижный лед на поверхности преимущественно Северного Ледовитого океана находится под воздействием множества природных факторов. Он является концентратором всех внешних воздействий, как бы являясь огромным парусом для восприятия энергии движущегося воздуха и движущейся воды, движение которых вызывается Солнечной радиацией, неравномерным вращением Земли и другими космическими силами. К тому же лед является достаточно твердым, чтобы эффективно передавать механическую энергию рабочему органу преобразователя энергии.

Все это позволяет создавать сравнительно малогабаритные, но мощные устройства для выработки электроэнергии и получать достаточно дешевую электроэнергию. Такие устройства, особенно размещенные в Северном Ледовитом океане, где жизнь малоактивна, не будут оказывать ощутимого вредного воздействия на окружающую среду.

Устройство для реализации способа включает корпус и преобразователь энергии. Корпус представляет собой плавучее средство для подводного плавания, обладающее переменной плавучестью и оснащенное якорными устройствами. Преобразователь энергии оснащен рабочим органом, выполненным, например, в виде гусеницы, посредством которого преобразователь взаимодействует с рабочим телом - льдом.

Устройство погружается под воду, под ледовый покров, и снизу посредством рабочего органа - гусеницы упирается в подводную поверхность льда. Устройство заякоривается. При движении лед тянет за собой контактирующую с ним часть гусеничной ленты. Поступательное движение ленты гусеницы преобразуется во вращательное и через мультипликатор (повышающий обороты редуктор) подводится к генератору электрического тока, где вырабатывается электроэнергия.

Для изменения ориентации достаточно протяженного рабочего органа устройства, что необходимо делать в случае изменения направления движения льда, рабочий орган или устройство в целом выполнены с возможностью поворота по крайней мере в пределах угла 180 градусов относительно вертикальной оси (оси, перпендикулярной плоскости движения льда).

На фиг. 1 изображен вид сбоку на устройство для преобразования энергии движущегося льда в электрическую.

На фиг. 2 изображен вид сверху на устройство.

Устройство включает корпус, состоящий из одного или нескольких понтонов 1, связывающей понтоны рамы 2, на которой размещена кольцевая рельсовая дорожка 3. На рельсовой дорожке 3 установлена с возможностью движения тележка 4. На тележке 4 размещается преобразователь энергии, включающий рабочий орган 5 гусеничного типа, мультипликатор 6 и генератор тока 7. Понтоны 1 оснащены системой регулирования плавучести. В конструкции имеются якорные устройства 8.

Возможны и другие варианты реализации устройства.

Устройство работает следующим образом. Своим ходом устройство отгоняется к месту размещения, заякоривается и удерживается в погруженном положении. При прохождении ледовых полей устройство приподнимают и регулируют плавучесть. При этом рабочий орган 5 преобразователя энергии, в данном случае гусеница, входит в контакт с подводной поверхностью льда. Движущийся лед протягивает одну ветвь гусеницы относительно неподвижного устройства. Поступательное движение гусеницы преобразуется во вращательное движение и через мультипликатор 6, который повышает обороты, подводится к генератору 7, который вырабатывает ток.

Предлагаемый способ имеет следующие технико-экономические и прочие преимущества.

1. Использование сравнительно мощного источника концентрированной механической энергии, каковым является подвижный лед, позволяет снизить себестоимость электроэнергии.

2. Экологическая чистота способа.

3. Возможность создания широкого спектра устройств разной производительности по электроэнергии, построенных на разных принципах действия.

4. Возможность получения энергии на Севере в больших количествах при отсутствии других источников энергии.

5. Сравнительная простота устройства с точки зрения реализации. Изготовление устройств можно осуществить в заводских условиях.

6. Простота доставки и установки устройства на рабочей позиции.

7. Способ может найти применение также для питания электроэнергией подводных буровых установок и других подводных сооружений, а также для активной защиты стационарных буровых платформ ото льда.

Claims (3)

1. Способ получения электроэнергии, включающий преобразование энергии рабочего тела в электрическую, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют плывущий по поверхности воды лед, при этом отбор энергии производят от подводной поверхности льда.

2. Устройство для получения электроэнергии, включающее корпус и преобразователь энергии, отличающееся тем, что корпус представляет собой плавучее средство для подводного плавания, обладающее переменной плавучестью и оснащенное якорными устройствами, а преобразователь оснащен рабочим органом, выполненным, например, в виде гусеницы, для взаимодействия с подводной поверхностью льда.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что устройство в целом или его часть, например рабочий орган, выполнены с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной плоскости движения рабочего тела.

Images