RU2390652C1

RU2390652C1 - Wave electric power station

Info

Publication number: RU2390652C1
Application number: RU2008149382/06A
Authority: RU
Inventors: Лев Николаевич Демидов (RU); Лев Николаевич Демидов; Сергей Николаевич Куканков (RU); Сергей Николаевич Куканков; Олег Николаевич Федорищев (RU); Олег Николаевич Федорищев
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-05-27

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: wave electric power station includes turbine with generator, wave energy converters the working medium of which influences turbine blades by means of pipelines. Converters are submerged to the bottom and made in the form of flattened cone or prism with cutouts providing water supply to create excess pressure of working medium in upper narrower part of converters. ^ EFFECT: developing wave electric power station allowing to convert the supplied wave energy to electric energy by rational method. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для производства экологически чистой электроэнергии путем преобразования энергии морских волн (в том числе приливов и отливов).The invention relates to the field of electric power and can be used to produce clean electricity by converting the energy of sea waves (including tides).

В последнее время нехватка энергии стала международной проблемой, развитие экономики и как следствие увеличивающиеся объемы потребления заставляют искать новые источники энергии.Recently, energy shortages have become an international problem, the development of the economy and, as a result, increasing volumes of consumption make us look for new sources of energy.

Существуют различные пути решения данной проблемы.There are various ways to solve this problem.

Во-первых, за счет сжигания традиционных энергоресурсов: угля, нефти и газа, т.е. удвоения (утроения и т.д.) производства и сжигания горючих углеродосодержащих ископаемых и соответственно в огромных размерах выброс в атмосферу СО₂ (углекислого газа, создающего парниковый эффект).Firstly, by burning traditional energy resources: coal, oil and gas, i.e. doubling (tripling, etc.) of the production and burning of combustible carbon-containing minerals and, accordingly, in the enormous size, the release into the atmosphere of CO ₂ (carbon dioxide, creating a greenhouse effect).

Во-вторых, за счет атомной энергетики. Конечно, атомная энергетика - выход из проблемы, но где гарантия от повторения чернобыльской катастрофы, да и не такое это дешевое и быстрое дело.Secondly, due to nuclear energy. Of course, nuclear energy is the way out of the problem, but where is the guarantee against the recurrence of the Chernobyl disaster, and this is not such a cheap and quick thing.

В-третьих, в перспективе - «водородная энергетика». Но водород не является первичным энергоносителем, и говорить о его применении в энергетике можно лишь при очень дешевой и экологически чистой генерации электроэнергии. Только при этом условии можно наладить экономически оправданное производство водорода, разлагая электролизом воду.Thirdly, in the future - “hydrogen energy”. But hydrogen is not the primary energy carrier, and one can talk about its use in the energy sector only with very cheap and environmentally friendly electricity generation. Only under this condition can economically justify the production of hydrogen be established by decomposing water by electrolysis.

Чтобы цивилизованно и в разумные сроки решить проблему обеспечения потребителей электроэнергией, с учетом того, что количество сырьевых, не возобновляемых источников энергии снижается, необходимо обратиться к энергосберегающим технологиям и возобновляемым источникам энергии. Использование возобновляемых источников энергии, таких как энергия солнца, движение водных и воздушных масс, геотермальная энергия, другие природные явления, составляет основу нетрадиционной энергетики.In order to solve the problem of providing consumers with electricity in a civilized and reasonable time, taking into account that the number of raw, non-renewable energy sources is reduced, it is necessary to turn to energy-saving technologies and renewable energy sources. The use of renewable energy sources, such as solar energy, the movement of water and air masses, geothermal energy, and other natural phenomena, is the basis of alternative energy.

Таким образом, для решения вышеуказанных проблем была предложена волновая электростанция с использованием энергии волн.Thus, to solve the above problems, a wave power plant using wave energy was proposed.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для использования энергии текучей среды (SU 1581851 A2), содержащее турбину, электрогенератор и ряды радиально расположенных на различных уровнях емкостей. Установленных с возможностью вращения на горизонтальном валу и последовательно сообщенных между собой при помощи диаметрально расположенных каналов. Емкости с одной стороны имеют всасывающий, а с другой - напорный патрубки, объем емкостей выполнен переменным, уменьшающимся от всасывающего к напорному патрубку, турбина установлена с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению емкостей, соединена с ротором электрогенератора, а статор последнего соединен с горизонтальным валом, с целью повышения КПД, устройство снабжено полым корпусом, охватывающим вал, установленным с возможностью вращения на нем и разделенным при помощи вертикальных перегородок на герметичные секции, вал снабжен лопаточными венцами, расположенными в каждой секции, каналы выполнены в виде труб, каждая из которых состоит из двух частей, соединенных между собой при помощи шарнирного механизма с возможностью поворота в сторону, противоположную вращению емкостей, трубы каждого ряда емкостей подключены к секциям корпуса по разные стороны от перегородок.The closest in technical essence to the claimed invention is a device for using fluid energy (SU 1581851 A2), comprising a turbine, an electric generator and rows of tanks radially located at different levels of capacities. Installed with the possibility of rotation on a horizontal shaft and sequentially communicated with each other using diametrically located channels. The tanks on the one hand have a suction and pressure pipes, on the other hand, the volume of the containers is variable, decreasing from the suction to the pressure pipes, the turbine is mounted for rotation in the opposite direction to the rotation of the tanks, connected to the rotor of the generator, and the stator of the latter is connected to a horizontal shaft , in order to increase the efficiency, the device is equipped with a hollow body covering the shaft, mounted for rotation on it and divided by vertical partitions into sealed sections, al is equipped with scapular crowns located in each section, the channels are made in the form of pipes, each of which consists of two parts interconnected by a hinge mechanism with the possibility of rotation in the direction opposite to the rotation of the containers, the pipes of each row of containers are connected to the sections of the housing different sides of the partitions.

Недостатками этого устройства генерирования электроэнергии является наличие множества буев, наличие сложной системы нагнетания рабочего тела и приводов электрогенератора, имеется множество патрубков и трубопроводов, нестабильность частоты вырабатываемой электроэнергии.The disadvantages of this device for generating electricity is the presence of many buoys, the presence of a complex injection system of the working fluid and electric generator drives, there are many nozzles and pipelines, the instability of the frequency of generated electricity.

Требуемый технический результат - волновая электростанция такой конструкции, которая позволит рациональным образом преобразовывать подводимую энергию волн в электроэнергию, причем изменения параметров подводимой энергии (амплитуды и частоты следования волн, высоты подъема/опускания воды) в меньшей степени влияют на параметры получаемой электроэнергии по сравнению с прототипом.The required technical result is a wave power plant of such a design that will allow rationally converting the supplied wave energy into electricity, and changes in the parameters of the supplied energy (amplitude and frequency of the waves, the height of raising / lowering of water) to a lesser extent affect the parameters of the received electricity compared to the prototype .

Волновая электростанция содержит турбину с генератором, преобразователи энергии волн, преобразователи погружены на дно и выполнены в виде усеченного конуса или пирамиды с вырезами, обеспечивающими поступление воды для создания избыточного давления рабочего тела, находящегося в верхней более узкой части преобразователей, рабочее тело посредством трубопроводов воздействует на лопатки турбины соединенной с генератором.The wave power station contains a turbine with a generator, wave energy converters, converters are immersed at the bottom and made in the form of a truncated cone or pyramid with cutouts that provide water to create excess pressure of the working fluid located in the upper narrower part of the transducers, the working fluid through pipelines acts on turbine blades connected to a generator.

Требуемый технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве подводимая энергия волн повышает давление рабочего тела в устройстве преобразования подводимой энергии волн (1) в энергию рабочего тела, поступающего в контур давления (2), воздействующего на лопатки турбины, соединенной с генератором (3). Устройства преобразования подводимой энергии волн (1) представляют собой корпуса (4) в форме усеченных конусов или пирамид с вырезами (6), погруженных на дно и соединенных трубопроводами (5). Вырезы в корпусе преобразователя предназначены для поступления воды и создания избыточного давления рабочего тела, находящегося в верхней более узкой части преобразователей.The required technical result is achieved by the fact that in the proposed device, the supplied wave energy increases the pressure of the working fluid in the device for converting the supplied wave energy (1) into the energy of the working fluid supplied to the pressure circuit (2) acting on the turbine blades connected to the generator (3) . The devices for converting the input wave energy (1) are enclosures (4) in the form of truncated cones or pyramids with cutouts (6), sunk to the bottom and connected by pipelines (5). The cutouts in the transducer housing are designed for water intake and the creation of excess pressure of the working fluid located in the upper narrower part of the transducers.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен возможный вариант устройства волновой электростанции, и содержит:The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a possible variant of the device of a wave power plant, and contains:

1 - устройства преобразования подводимой энергии волн в энергию рабочего тела;1 - device for converting the input wave energy into the energy of the working fluid;

2 - контур давления;2 - pressure circuit;

3 - турбину с генератором.3 - turbine with a generator.

На фиг.2 представлен возможный вариант преобразователя подводимой энергии волн, содержащий:Figure 2 presents a possible variant of the Converter input energy of the waves, containing:

4 - корпус устройства преобразования;4 - the housing of the conversion device;

5 - трубопровод;5 - pipeline;

6 - вырезы.6 - cutouts.

Преобразователь представляет собой устройство, в котором поступающая через отверстия (вырезы) вода создает избыточное давление рабочего тела, находящегося в верхней более узкой части устройства.The converter is a device in which the water entering through openings (cutouts) creates excess pressure of the working fluid located in the upper narrower part of the device.

Волновая электростанция работает следующим образом: волны постоянно меняют уровень моря, изменение уровня ведет к изменению давления в устройстве преобразования (1). Устройства преобразования подводимой энергии, протопленные или расположенные на дне вдоль побережья, в районах с повышенной активностью моря. Энергия волн воздействует на стационарные установки преобразователей энергии, поднимая давление в трубопроводе (5) какого-либо из них, и, как следствие, происходят изменения давления в контуре давления (2). Рабочее тело, перемещаясь в сторону пониженного давления, приходит на лопатки турбины, соединенной с генератором, вырабатывающим электроэнергию.A wave power plant operates as follows: waves constantly change sea level, a change in level leads to a change in pressure in the conversion device (1). Energy conversion devices, sunk or located on the bottom along the coast, in areas with increased sea activity. Wave energy acts on stationary installations of energy converters, raising the pressure in the pipeline (5) of any of them, and, as a result, pressure changes in the pressure circuit (2). The working fluid, moving in the direction of reduced pressure, comes on the blades of a turbine connected to a generator that generates electricity.

После воздействия на лопатки турбины рабочее тело поступает в любую установку, где ввиду отката волны создается разрежение.After exposure to the turbine blades, the working fluid enters any installation, where a vacuum is created due to the rollback of the wave.

Claims

A wave power plant containing a turbine with a generator, wave energy converters, the working fluid of which acts on the turbine blades through pipelines, characterized in that the converters are sunk to the bottom and made in the form of a truncated cone or pyramid with cutouts that provide water for creating excess pressure of the working fluid located in the upper narrower part of the transducers.