RU2440510C1 - Wave energy plant - Google Patents
Wave energy plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440510C1 RU2440510C1 RU2010124632/06A RU2010124632A RU2440510C1 RU 2440510 C1 RU2440510 C1 RU 2440510C1 RU 2010124632/06 A RU2010124632/06 A RU 2010124632/06A RU 2010124632 A RU2010124632 A RU 2010124632A RU 2440510 C1 RU2440510 C1 RU 2440510C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- float
- stator
- arch
- generating core
- installation according
- Prior art date
Links
Images
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
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства электроэнергии путем преобразования механической энергии, например энергии морских волн, в электрическую.The invention relates to the field of electricity production by converting mechanical energy, for example, the energy of sea waves, into electrical energy.
Известна «Поплавковая волновая электростанция» для преобразования механической энергии в электрическую (RU №2037642, опубл. 19.06.1995), состоящая из вертикально расположенного герметичного цилиндрического корпуса, верхняя часть которого ограничена полусферой с радиусом, равным радиусу цилиндрической части, а нижняя - сферой с радиусом большим, чем последний, преобразователя энергии, размещенного внутри корпуса и выполненного в виде линейного электрогенератора, статора, обмотки которого закреплены на внутренней стенке вдоль корпуса, индуктора, выполненного в виде инерционной массы с постоянными магнитами, объединенными в кольцевые секции и размещенными внутри обмотки статора с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения посредством упругих элементов таким образом, что частота собственных колебаний индуктора соизмерима с характерной частотой колебаний в воде, динамического инерционного накопителя энергии с электромеханическим приводом двустороннего действия, установленного в нижней сферической части корпуса.The well-known "Float wave power plant" for converting mechanical energy into electrical energy (RU No. 2037642, publ. 06/19/1995), consisting of a vertically located sealed cylindrical body, the upper part of which is bounded by a hemisphere with a radius equal to the radius of the cylindrical part, and the bottom - by a sphere with with a radius larger than the last one, of an energy converter located inside the housing and made in the form of a linear electric generator, a stator, the windings of which are fixed on the inner wall along the housing, an inductor a, made in the form of an inertial mass with permanent magnets combined in annular sections and placed inside the stator winding with the possibility of vertical reciprocating movement by means of elastic elements in such a way that the natural frequency of the inductor is comparable with the characteristic frequency of oscillations in water, a dynamic inertial energy storage with double-acting electromechanical drive installed in the lower spherical part of the housing.
Недостатком этой поплавковой волновой электростанции является сложность в изготовлении, что определяет ее низкую эффективность.The disadvantage of this float wave power plant is the difficulty in manufacturing, which determines its low efficiency.
Известна «Поплавковая волновая электростанция» (RU заявка 2007130120, опубл. 20.02.2009), состоящая из герметичного плавучего корпуса, имеющего внутреннюю полость с размещенным в ней преобразователем энергии, представляющим собой линейный электрогенератор, включающий обмотки статора и индуктор, установленные концентрично с возможностью относительного вертикального возвратно-поступательного движения. При этом индуктор, снабженный сердечником, выполнен из нескольких кольцевых секций постоянных магнитов, состыкованных одноименными полюсами, обмотки статора выполнены отдельно для каждой секции и соединены между собой по одноименному направлению тока и неподвижно закреплены на стенке полости корпуса, а постоянные магниты индуктора выполнены в виде инерционной массы. Волновая электростанция снабжена вертикальной опорой, установленной на дне водоема и проходящей через полость герметичного плавучего корпуса, имеющего возможность перемещения вдоль этой опоры.The well-known "Float wave power plant" (RU application 2007130120, publ. 02.20.2009), consisting of a sealed floating housing having an internal cavity with an energy transducer located in it, which is a linear electric generator, including stator windings and an inductor installed concentrically with the possibility of relative vertical reciprocating motion. In this case, the inductor equipped with a core is made of several annular sections of permanent magnets joined by the poles of the same name, the stator windings are made separately for each section and are interconnected in the same current direction and are fixedly mounted on the wall of the housing cavity, and the permanent magnets of the inductor are made in the inertial masses. The wave power plant is equipped with a vertical support mounted on the bottom of the reservoir and passing through the cavity of a sealed floating hull that can be moved along this support.
Недостатками являются низкий КПД и неравномерность процесса преобразования механической энергии волн в электрическую.The disadvantages are low efficiency and uneven process of converting the mechanical energy of the waves into electrical energy.
Известна «Волновая энергетическая установка» (патент на полезную модель RU №86252, опубл. 27.08.2009), принятая нами в качестве прототипа. Установка содержит двухсекционный каркас, вертикальные стойки которого, скрепленные верхним и нижним основаниями, являются направляющими размещенного в нижней секции каркаса поплавка, способного к возвратно-поступательному вертикальному перемещению, что обеспечивается посредством опорных роликов, находящихся на боковой поверхности поплавка. В верхней секции каркаса расположен преобразователь энергии, содержащий, как минимум, две или более пар симметрично расположенных длинноходовых вертикальных линейных электрических генераторов с генерирующими сердечниками на дисковых постоянных магнитах, оси которых выполнены из немагнитных материалов, и имеющих возможность возвратно-поступательного перемещения внутри статорных кольцевых индуктивных катушек в противоположных направлениях, связанными с поплавком через передаточный шток с гребенчатой зубчатой передачей, преобразующей возможность возвратно-поступательного движения передаточного штока во вращение, симметрично расположенных на одной оси с зубчатой шестеренкой барабанов и перекинутых через них гибких тросов, на концах которых закреплены генерирующие сердечники линейных электрических генераторов. Для предотвращения возможности жесткого касания поплавка с нижним основанием и промежуточной платформой при его крайних положениях сверху и снизу корпуса поплавка закреплены демпферы.Known "Wave power plant" (patent for utility model RU No. 86252, publ. 08.27.2009), adopted by us as a prototype. The installation contains a two-section frame, the vertical struts of which are fastened by the upper and lower bases, are the guides of the float located in the lower section of the frame, capable of reciprocating vertical movement, which is ensured by supporting rollers located on the side surface of the float. An energy converter is located in the upper section of the frame, containing at least two or more pairs of symmetrically arranged long-stroke vertical linear electric generators with generating cores on disk permanent magnets, the axes of which are made of non-magnetic materials, and having the possibility of reciprocating movement inside the stator ring inductive coils in opposite directions associated with the float through the transmission rod with a comb gear, transform boiling the possibility of reciprocating movement of the transfer rod is rotated symmetrically disposed on the same axis with a toothed pinion drums and hitched therethrough of flexible cables, the ends of which are fixed cores generating linear electrical generators. To prevent the hard contact of the float with the lower base and the intermediate platform at its extreme positions above and below the float body, dampers are fixed.
К недостаткам принятого прототипа относится сложность конструкции, обусловленная необходимостью применения механизма преобразования возвратно-поступательного движения передаточного штока во вращательное движение барабанов и перекинутых через них гибких тросов, натянутых через блоки, концы которых закреплены на оси генерирующих сердечников линейных электрических генераторов.The disadvantages of the adopted prototype include the complexity of the design, due to the need to use a mechanism for converting the reciprocating motion of the transfer rod into the rotational movement of the drums and the flexible cables thrown through them, stretched through blocks whose ends are fixed on the axis of the generating cores of linear electric generators.
Техническим результатом является: повышение КПД, повышение надежности в эксплуатации, увеличение ресурса работы при упрощении конструкции.The technical result is: increased efficiency, increased reliability in operation, increased service life while simplifying the design.
Технический результат достигается тем, что волновая энергетическая установка, содержащая линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора, полый поплавок, шток, кинематически связывающий генерирующий сердечник с поплавком, вертикальные направляющие балки с двигающимися по ним опорными роликами, демпферы, снабжена вертикальной стойкой, неподвижно установленной, например, в грунте водоема, и укрепленным на ней корпусом, выполненным в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями на своде и на днище, внутри которого размещены статор и генерирующий сердечник, при этом вертикальные направляющие балки жестко закреплены на своде и на днище корпуса, опорные ролики прикреплены к боковой поверхности генерирующего сердечника, а поплавок, имеющий днище, носовую часть, свод и вентиль, связан со штоком через шарнирное устройство, которое жестко присоединено к своду поплавка.The technical result is achieved by the fact that the wave power plant containing a linear electric current generator, consisting of a stator and a generating core capable of vertical reciprocating movement inside the stator, a hollow float, a rod kinematically connecting the generating core with the float, vertical guide beams with moving along supporting rollers, dampers, is equipped with a vertical stand, motionlessly installed, for example, in the soil of a reservoir, and a body fixed to it, made in the form of a hollow box of non-metallic material with central holes on the arch and on the bottom, inside which the stator and the generating core are placed, while the vertical guide beams are rigidly fixed on the arch and on the bottom of the housing, the support rollers are attached to the side surface of the generating core, and the float having a bottom, a bow, a vault and a valve, is connected to the rod through a hinge device, which is rigidly attached to the vault of the float.
Статор может быть выполнен в виде кольцевых индуктивных катушек, неподвижно закрепленных на внутренней стенке корпуса, а генерирующий сердечник может быть выполнен в виде дисковых постоянных магнитов.The stator can be made in the form of ring inductive coils fixedly mounted on the inner wall of the housing, and the generating core can be made in the form of disk permanent magnets.
Статор может быть выполнен в виде дисковых постоянных магнитов, неподвижно закрепленных на внутренней стенке корпуса, а генерирующий сердечник может быть выполнен в виде кольцевых индуктивных катушек.The stator can be made in the form of disk permanent magnets fixedly mounted on the inner wall of the housing, and the generating core can be made in the form of ring inductive coils.
Поплавок может быть выполнен герметичным из эластичного материала, например из резинотканного.The float may be made airtight from an elastic material, for example, from a rubber fabric.
Профиль носовой части поплавка может быть выполнен в виде параболоиды.The profile of the bow of the float can be made in the form of a paraboloid.
Профиль носовой части поплавка может быть выполнен заостренным.The nose section of the float may be pointed.
Шарнирное устройство может быть прикреплено вулканизацией по центру свода полого поплавка.The hinge device may be cured by the center of the vault of the hollow float.
Волновая энергетическая установка показана на чертежах, где фиг.1 - продольный разрез волновой энергетической установки, фиг.2 - вид волновой энергетической установки сверху, фиг.3 - вариант конструкции полого поплавка.The wave power plant is shown in the drawings, where FIG. 1 is a longitudinal section of a wave power plant, FIG. 2 is a plan view of a wave power plant, and FIG. 3 is an embodiment of a hollow float.
Волновая энергетическая установка содержит (см. фиг.1) вертикальную стойку 1, неподвижно установленную, например, в грунте водоема 2, и укрепленный на ней корпус 7, в котором размещен линейный электрогенератор тока 3, состоящий из статора 12 и генерирующего сердечника 13, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора 12, полый поплавок (далее поплавок) 4, шток 5, кинематически связывающий генерирующий сердечник 13 с поплавком 4. Существенное упрощение конструкции. Корпус 7 выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями 10 и 11 на своде 8 и на днище 9. Пустотелый короб защищает линейный электрогенератор тока 3 от влаги (дождя, брызг волн), неметаллический корпус не подвержен коррозии.The wave power plant contains (see Fig. 1) a
Внутри корпуса 7 размещены статор 12 и установленный с зазорами в пределах 1-5 мм генерирующий сердечник 13. На фиг.1 и 2 статор 12 выполнен в виде кольцевых индуктивных катушек, неподвижно закрепленных на внутренней стенке корпуса 7, а генерирующий сердечник 13 выполнен в виде дисковых постоянных магнитов, изготовленных из электротехнической стали. Генерирующий сердечник 13 имеет возможность к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора 12 благодаря опорным роликам 14, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам 6, жестко закрепленных на своде 8 и днище 9 корпуса 7. Опорные ролики 14 прикреплены к боковой поверхности генерирующего сердечника 13. Вертикальные направляющие балки 6 и опорные ролики 14 обеспечивают движение генерирующего сердечника 12 внутри статора 12 с сохранением зазора между ними. Для ограничения хода подвижной части конструкции, состоящей из поплавка 4 и жестко присоединенных друг к другу штока 5 и генерирующего сердечника 13, на концах вертикальных направляющих балок 6 размещены демпферы 15.Inside the housing 7, the
Поплавок 4, имеющий днище 24 (фиг.3), носовую часть 25, свод 18 и вентиль 26, связан со штоком 5 через шарнирное устройство 16. Такая конструкция поплавка 4 позволяет снизить величину изгибающего момента, образующегося при воздействии на поплавок механической энергии волны водоема, который принимает на себя шток. Поплавок 4 выполнен герметичным из эластичного материала, например из резинотканного. Профиль носовой части поплавка 4 может быть выполнен в виде параболоиды (фиг.1) или иметь заостренную форму (фиг.3), что позволяет улучшить ныряющие свойства поплавка и снизить нагрузку на шток 5, опорные ролики 14 и вертикальные направляющие балки 6.The float 4, having a bottom 24 (figure 3), the nose 25, the
Шарнирное устройство 16 (фиг.1) позволяет поплавку 4 отслеживать набегающие на него волны путем изменения угла наклона поплавка относительно штока 5, что позволяет в полном объеме передать механическую энергию волны непосредственно от поплавка 4 к линейному электрогенератору 3. Шарнирное устройство 16 включает в себя ось 17, жестко присоединенную по центру к своду 18 поплавка 4, например, посредством вулканизации. Также на своде имеется вентиль 26 для закачки под давлением воздуха в полость поплавка. Ось 17 закреплена на внутреннем кольце 19 болтовым соединением 20. При этом внутреннее кольцо 19 установлено в корпус 21, который соединен с фланцем 22, жестко присоединенным к штоку 5, который, в свою очередь, также жестко присоединен к генерирующему сердечнику 13.The hinge device 16 (figure 1) allows the float 4 to track the waves incident on it by changing the angle of inclination of the float relative to the
Волновая энергетическая установка работает следующим образом. При набегании волны поплавок 4 поднимается вместе с волной вверх и поднимает шток 5 вместе с генерирующим сердечником 13, который перемещается вертикально вверх на опорных роликах 14 по вертикальным направляющим балкам 6 вверх относительно кольцевых индуктивных катушек статора 12. При прохождении пика волны ее уровень понижается, и вместе с ней опускается поплавок 4 под воздействием своего веса, веса штока 5 и генерирующего сердечника 13. При возвратно-поступательном движении генерирующего сердечника 13 внутри статора 12 непрерывно изменяется магнитное поле, проходящее через кольцевые индуктивные катушки статора 12, благодаря чему в обмотках кольцевых индуктивных катушек появляется ЭДС, которая передается в центральную сеть для преобразования. Ход генерирующего сердечника 13 по вертикальным направляющим балкам 6 рассчитан на максимальную высоту волны в данном районе водохранилища и обеспечивается установленными и закрепленными на вертикальных направляющих балках 6 демпферами 15.Wave power plant operates as follows. When the wave creeps in, the float 4 rises with the wave up and raises the
Таким образом, волновая энергетическая установка позволяет получить электрическую энергию, обеспечивает повышение КПД, надежность в эксплуатации и увеличение ресурса работы и при упрощении своей конструкции.Thus, the wave power plant allows to obtain electric energy, provides increased efficiency, reliability in operation and an increase in the service life, while simplifying its design.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010124632/06A RU2440510C1 (en) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Wave energy plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010124632/06A RU2440510C1 (en) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Wave energy plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2440510C1 true RU2440510C1 (en) | 2012-01-20 |
Family
ID=45785734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010124632/06A RU2440510C1 (en) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Wave energy plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2440510C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103511169A (en) * | 2013-10-23 | 2014-01-15 | 东南大学 | Wave power generation device suitable for lakes and control method of wave power generation device |
RU2534335C2 (en) * | 2013-03-19 | 2014-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Учебно-научный инновационный центр энергосбережения" | Wave generator |
RU2539410C2 (en) * | 2013-03-19 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Учебно-научный инновационный центр энергосбережения" | Wave energy plant |
RU2553968C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-06-20 | Владислав Валерьевич Каменский | Inertial generator |
RU2570789C1 (en) * | 2014-11-19 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Hydraulic wave energy-to-electric energy |
RU2570788C1 (en) * | 2014-11-19 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Floating wave energy generator |
RU2666258C1 (en) * | 2018-01-25 | 2018-09-06 | Александр Владимирович Гладышев | Wave power generation plant |
RU205885U1 (en) * | 2021-05-04 | 2021-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Wave power plant |
RU218360U1 (en) * | 2023-03-24 | 2023-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Wave power plant |
-
2010
- 2010-06-15 RU RU2010124632/06A patent/RU2440510C1/en active
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534335C2 (en) * | 2013-03-19 | 2014-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Учебно-научный инновационный центр энергосбережения" | Wave generator |
RU2539410C2 (en) * | 2013-03-19 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Учебно-научный инновационный центр энергосбережения" | Wave energy plant |
CN103511169A (en) * | 2013-10-23 | 2014-01-15 | 东南大学 | Wave power generation device suitable for lakes and control method of wave power generation device |
RU2553968C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-06-20 | Владислав Валерьевич Каменский | Inertial generator |
RU2570789C1 (en) * | 2014-11-19 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Hydraulic wave energy-to-electric energy |
RU2570788C1 (en) * | 2014-11-19 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Floating wave energy generator |
RU2666258C1 (en) * | 2018-01-25 | 2018-09-06 | Александр Владимирович Гладышев | Wave power generation plant |
RU205885U1 (en) * | 2021-05-04 | 2021-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Wave power plant |
RU218441U1 (en) * | 2023-03-14 | 2023-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Wave power plant |
RU218360U1 (en) * | 2023-03-24 | 2023-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Wave power plant |
RU224805U1 (en) * | 2023-12-22 | 2024-04-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Float wave power station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2440510C1 (en) | Wave energy plant | |
US6791205B2 (en) | Reciprocating generator wave power buoy | |
KR102015571B1 (en) | Wave powered generator | |
KR101145084B1 (en) | Wave power generator | |
RU2568012C1 (en) | Wave energy plant | |
JPWO2005040603A1 (en) | Wave power generator | |
CA2799626C (en) | A linear generator for submerged use and a method of producing electric energy | |
IL200717A (en) | Wave power unit including a buoy and a method for producing electric energy | |
KR20110045074A (en) | Tidal Power Unit | |
RU86252U1 (en) | WAVE POWER INSTALLATION | |
CN103075293A (en) | Cylindrical floating body type wave power generation device | |
CN102678429A (en) | Floating lighthouse type natural-vibration-frequency-adjustable wave-energy directly-driven power generation device | |
US8810056B2 (en) | Ocean wave energy converter utilizing dual rotors | |
RU2539410C2 (en) | Wave energy plant | |
JPH02230969A (en) | Wave activated power generating method and wave activated power generation type buoy | |
RU180828U1 (en) | WAVE POWER INSTALLATION | |
CN106401855B (en) | A kind of lever oscillating float type wave energy storage equipment and power generator | |
KR101376308B1 (en) | Wave activated power generation unit | |
TW201405004A (en) | Apparatus and method for harvesting renewable energy | |
RU2534335C2 (en) | Wave generator | |
RU93043446A (en) | FLOATING WAVE POWER PLANT | |
RU2570789C1 (en) | Hydraulic wave energy-to-electric energy | |
RU86671U1 (en) | WAVE POWER INSTALLATION | |
RU2712774C1 (en) | Stationary sea wave energy converter | |
RU205885U1 (en) | Wave power plant |