RU2559212C1 - Method of sea waves use for electric power generation - Google Patents

Method of sea waves use for electric power generation Download PDF

Info

Publication number
RU2559212C1
RU2559212C1 RU2014124170/06A RU2014124170A RU2559212C1 RU 2559212 C1 RU2559212 C1 RU 2559212C1 RU 2014124170/06 A RU2014124170/06 A RU 2014124170/06A RU 2014124170 A RU2014124170 A RU 2014124170A RU 2559212 C1 RU2559212 C1 RU 2559212C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
check valves
tanks
tank
wave
Prior art date
Application number
RU2014124170/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Федорович Пащенко
Леонид Ефимович Круковский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2014124170/06A priority Critical patent/RU2559212C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559212C1 publication Critical patent/RU2559212C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: concentration of wave front is performed due to water passage through set of tanks connected in series and communicating with each other by check valves. The tanks are located along the sea waves movement. Liquid is accumulated in water pressure tank in form of the water column. Further the water column is used to drive the rotor of the generator generating electric current. Water additionally passes inside the tanks when wave crests pass above them via the check valves located on upper part of the tank, increasing pressure inside the next tank and facilitating movement of the water head towards water tower.
EFFECT: increased efficiency, universality and simple design.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики, а именно к преобразованию энергии волн открытых водоемов в электроэнергию.The invention relates to the field of renewable energy, namely, the conversion of wave energy of open water into electricity.

Известен способ получения электроэнергии на основе использования энергии морских волн, заключающийся в том, что осуществляют концентрацию фронта волны посредством направляющей платформы, закрепленной на бетонном основании, затем колебания морской поверхности передают поплавку, связанному через двуплечий рычаг, приводящий через механический привод в движение ротор электрогенератора, вырабатывающего электрический ток (см. RU 2316670 С1, 03.04.2003).A known method of generating electricity based on the use of sea wave energy is that the wave front is concentrated by means of a guide platform mounted on a concrete base, then sea surface vibrations transmit a float connected through a two-arm lever, which drives the generator rotor through a mechanical drive, generating electric current (see RU 2316670 C1, 04/03/2003).

Недостаток известного способа заключается в том, что из-за наличия механического привода в системе образуется элемент ненадежности, что повышает вероятность отказов системы при определенных обстоятельствах.The disadvantage of this method is that due to the presence of a mechanical drive in the system, an element of unreliability is formed, which increases the likelihood of system failures under certain circumstances.

Известен способ выработки электроэнергии при использовании энергии морских волн за счет образующихся вертикальных подъемов и спадов воды, воздействующей на волновую электростанцию, с помощью рычага, одним концом соединенного с системой шестерен через механизм одностороннего вращения, а вторым - с цилиндрическим поплавком (см. RU 2443900 С1, 27.02.2012).There is a method of generating electricity using the energy of sea waves due to the resulting vertical rises and falls of water affecting the wave power station, using a lever connected at one end to the gear system via a one-way rotation mechanism, and the other with a cylindrical float (see RU 2443900 C1 02/27/2012).

Его недостаток заключается в том, что из-за наличия механического привода в системе образуется элемент ненадежности.Its disadvantage is that due to the presence of a mechanical drive, an unreliability element is formed in the system.

В качестве прототипа выбран способ использования морских волн для получения электроэнергии, заключающийся в том, что осуществляют концентрацию фронта волны за счет пропускания воды через набор последовательно соединенных и сообщающихся между собой через обратные клапаны емкостей, расположенных по ходу движения волн, с накоплением жидкости в водонапорной емкости в виде водяного столба, с последующим использованием водяного столба для приведения в движение ротора электрогенератора, вырабатывающего электрический ток (см. RU 90496 U1, 10.01.2010).As a prototype, the method of using sea waves to produce electricity was selected, which consists in the concentration of the wave front by passing water through a set of tanks connected in series and connected to each other through check valves along the wave direction, with the accumulation of liquid in the water tank in the form of a water column, followed by the use of a water column to drive the rotor of an electric generator generating electric current (see RU 90496 U1, 01/10/2010).

Его недостаток заключается в том, что он является малоэффективным в эксплуатации и сложным в исполнении.Its disadvantage is that it is ineffective in operation and difficult to perform.

Задачей изобретения является создание устройства для получения электроэнергии от использования энергии морских волн, позволяющих наиболее полно использовать энергию волн, а также снижение эксплуатационных и капитальных затрат при реализации данного способа.The objective of the invention is to provide a device for generating electricity from the use of sea wave energy, allowing the most complete use of wave energy, as well as reducing operating and capital costs when implementing this method.

Техническим результатом является повышение КПД установок, выполненных по данному способу, повышение их универсальности и упрощение конструкции.The technical result is to increase the efficiency of installations made by this method, increase their versatility and simplify the design.

Технический результат достигается за счет того, что в способе использования морских волн для получения электроэнергии, заключающемся в том, что осуществляют концентрацию фронта волны за счет пропускания воды через набор последовательно соединенных и сообщающихся между собой через обратные клапаны емкостей, расположенных по ходу движения волн, с накоплением жидкости в водонапорной емкости в виде водяного столба, с последующим использованием водяного столба для приведения в движение ротора электрогенератора, вырабатывающего электрический ток, согласно изобретению воду дополнительно пропускают внутрь емкостей при прохождении над ними гребней волн через обратные клапаны, размещенные в верхней части емкости, повышая давление внутри очередной емкости и стимулируя этим передвижение напора воды в сторону водонапорной емкости.The technical result is achieved due to the fact that in the method of using sea waves to obtain electricity, which consists in the concentration of the wave front due to the passage of water through a set of tanks connected in series and connected to each other through check valves in the direction of travel of the waves, with the accumulation of liquid in a water tank in the form of a water column, followed by the use of a water column to drive the rotor of an electric generator generating electric power sky current, according to the invention the water is passed further into the containers while passing over them wave crests through check valves arranged in the upper part of the vessel, raising the pressure within the vessel and stimulating the next movement of these water jets towards the water vessel.

Изобретение иллюстрируется фиг. 1-4.The invention is illustrated in FIG. 1-4.

На фиг. 1 изображена отдельная емкость.In FIG. 1 shows a separate container.

На фиг. 2 показана отдельная емкость в объемном изображении.In FIG. 2 shows a single container in a three-dimensional image.

На фиг. 3 начерчен набор последовательно соединенных между собой емкостей.In FIG. 3 drawn a set of series-connected containers.

Фиг. 4 демонстрирует всю установку в сборе.FIG. 4 shows the complete installation assembly.

Устройства, иллюстрирующие предложенный способ использования морских волн для получения электроэнергии, устроены следующим образом. Набор из нескольких последовательно соединенных емкостей, выполненных в виде прямоугольных продолговатых ящиков 1, имеющих обратные запорные клапаны 2 и 3 в верхней и в передней части соответственно, представлен на (фиг. 1, 2). Обратные запорные клапаны имеют общий цилиндрический шарнир 4, на котором вращаются обратные запорные обратные клапаны 2 и 3. Поворот обратных запорных клапанов ограничен верхней и передней поверхностями соответственно ящика 1. Задняя стенка 5 открыта для движения воды. На фигурах также представлены: уровень воды 6 в спокойном состоянии, 7 - морская волна.Devices illustrating the proposed method of using sea waves to generate electricity are arranged as follows. A set of several series-connected containers made in the form of rectangular oblong boxes 1, with check valves 2 and 3 in the upper and front parts, respectively, is shown in (Fig. 1, 2). The check valves have a common cylindrical hinge 4, on which the check valves check valves 2 and 3 are rotated. The rotation of the check valves is limited by the top and front surfaces of the drawer 1, respectively. The rear wall 5 is open for movement of water. The figures also show: water level 6 in a calm state, 7 - sea wave.

Набор, состоящий из нескольких последовательно соединенных и сообщающихся между собой емкостей в виде ящиков 1a, 1b, 1c, 1d, 1е и т.д., расположен по ходу движения волн (по стрелке) (фиг. 3). На фиг. 3 также показаны соответствующие обратные запорные клапаны 2а, 2b, 2с, 2d, 2е, 3а, 3b, 3с, 3d, 3е. Общая длина емкостей примерно равна средней длине морской волны, характерной для данной береговой полосы. Все обратные клапаны пропускают воду внутрь емкостей и не пропускают ее наружу.A set consisting of several series-connected and interconnected containers in the form of boxes 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, etc., is located along the direction of the waves (in the direction of the arrow) (Fig. 3). In FIG. 3 also shows the corresponding check valves 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e. The total length of the tanks is approximately equal to the average sea wave length characteristic of a given coastal strip. All non-return valves allow water to enter the tanks and do not let it out.

Последняя емкость в виде ящика 1d на фиг. 4 содержит обратный клапан 8, примыкающий к нижней промежуточной водонапорной колонне 9, в верхней части которой также установлен обратный клапан 10. Этот клапан находится в промежутке между водонапорной колонной 9 и расположенной выше водонапорной колонной 11. В верхней части верхней водонапорной колонны имеется обратный клапан 12, который отделяет колонну 11 от водонапорной емкости 13. Все обратные клапаны пропускают воду в сторону емкости 13 и не допускают обратного движения воды. На выходе емкости 13 имеется приемная трубка 14, которая ведет к гидроэлектрогенератору 15. После гидроэлектрогенератора 15 вода через сливную трубку 16 выходит наружу.The last container in the form of a box 1d in FIG. 4 contains a check valve 8 adjacent to the lower intermediate water column 9, at the top of which a check valve 10 is also installed. This valve is located between the water column 9 and the above water column 11. At the top of the upper water column there is a check valve 12 , which separates the column 11 from the water tank 13. All non-return valves pass water towards the tank 13 and do not allow the reverse movement of water. At the outlet of the tank 13 there is a receiving tube 14, which leads to the hydroelectric generator 15. After the hydroelectric generator 15, water flows through the drain pipe 16.

Последовательно соединенные и сообщающиеся между собой емкости в виде ящиков 1a, 1b, 1c, 1d, 1е и т.д. установлены так, чтобы они оставались под водой при минимальном уровне моря, характерном для данной прибрежной зоны, и должны постоянно покрываться водой.Serially connected and interconnected containers in the form of boxes 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, etc. installed so that they remain under water at the minimum sea level characteristic of this coastal zone, and must be constantly covered by water.

Способ использования морских волн для получения электроэнергии действует следующим образом. При прохождении гребня волны над первой же емкостью в виде ящика 1 (фиг. 1, 2, 3, 4,) над ней повышается давление, и обратный запорный клапан 2 поворачивается на шарнире 4 в сторону внутренней части емкости, повышая давление в ней. Это давление распространяется через все обратные запорные клапаны 3 в сторону водонапорной емкости 13. При дальнейшем движении гребня волны срабатывают соответствующие обратные клапаны, пропуская повышенное давление внутрь очередной емкости и стимулируя передвижение напора воды в сторону емкости 13.The method of using sea waves to generate electricity is as follows. When the wave crest passes over the first container in the form of a box 1 (Fig. 1, 2, 3, 4,), pressure increases above it, and the check valve 2 rotates on the hinge 4 towards the inside of the container, increasing the pressure in it. This pressure propagates through all the check valves 3 in the direction of the water tank 13. With further movement of the wave crest, the corresponding check valves are activated, passing the increased pressure inside the next tank and stimulating the movement of the water pressure towards the tank 13.

Как известно, длина волны «λ» в среднем колеблется в пределах λ=51м÷195 м. При этом скорость «С» движения гребня волны определяется по формуле:As you know, the wavelength "λ" on average ranges from λ = 51m ÷ 195 m. The speed "C" of the wave crest is determined by the formula:

C = g λ 2 π ,

Figure 00000001
C = g λ 2 π ,
Figure 00000001

где g - ускорение силы тяжести.where g is the acceleration of gravity.

Кинетическая энергия волны W, перемещающейся вдоль емкостей в виде ящиков 1a, 1b, 1c, 1d, 1е и т.д., определяемая согласно уравнению W=mС2/2, преобразуется в потенциальную энергию Рh воды, наполняющей водонапорную емкость 13. Эту потенциальную энергию можно определить согласно формуле Ph=mg(h2-h1), где h1 - уровень воды в емкостях в виде ящиков 1а, 1b, 1c, 1d, 1е и т.д., h2 - уровень воды в водонапорной емкости 13, m - масса воды, перемещающейся вдоль емкостей. Приравнивая эти два уравнения, получаем: Ph=W; (h1-h2)=C2/2g.The kinetic energy of the wave W, the containers moving along in the form of boxes 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, etc., which is determined according to the equation W = mc 2/2 is converted into potential energy P h of water, filling a water tank 13. This potential energy can be determined according to the formula P h = mg (h 2 -h 1 ), where h 1 is the water level in containers in the form of boxes 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, etc., h 2 is the water level in water tank 13, m is the mass of water moving along the tanks. Equating these two equations, we obtain: P h = W; (h 1 -h 2 ) = C 2 / 2g.

Для минимальной длины волны, равной λ=51, и соответственно минимальной скорости 8,9 м/с ее движения получаем h1-h2 ≈ 4 м. Для более длинных волн разность в уровнях повышается, доходя до 15,5 м, при длине волны 195 м.For the minimum wavelength equal to λ = 51, and accordingly the minimum speed of 8.9 m / s of its movement, we obtain h 1 -h 2 ≈ 4 m. For longer waves, the difference in levels increases, reaching 15.5 m, with a length waves of 195 m.

Преимущества данного способа генерирования волновой энергии состоят в том, что он позволяет повысить коэффициент использования энергии морских волн, упростить конструкцию устройств, выполненных по данному способу, и обеспечить снижение эксплуатационных и капитальных затрат. Устройства, используемые для реализации данного способа, просты в изготовлении и не требуют высокой точности исполнения. Мощность, вырабатываемая генератором, зависит от объема емкостей. Подобные устройства удобно размещать в прибрежной зоне для питания электроэнергией ближайших строений.The advantages of this method of generating wave energy are that it allows to increase the utilization of energy of sea waves, to simplify the design of devices made by this method, and to reduce operating and capital costs. The devices used to implement this method are simple to manufacture and do not require high precision. The power generated by the generator depends on the volume of capacities. Such devices are conveniently placed in the coastal zone to power the nearest buildings.

Claims (1)

Способ использования морских волн для получения электроэнергии, заключающийся в том, что осуществляют концентрацию фронта волны за счет пропускания воды через набор последовательно соединенных и сообщающихся между собой через обратные клапаны емкостей, расположенных по ходу движения волн, с накоплением жидкости в водонапорной емкости в виде водяного столба, с последующим использованием водяного столба для приведения в движение ротора электрогенератора, вырабатывающего электрический ток, отличающийся тем, что воду дополнительно пропускают внутрь емкостей при прохождении над ними гребней волн через обратные клапаны, размещенные в верхней части емкости, повышая давление внутри очередной емкости и стимулируя этим передвижение напора воды в сторону водонапорной емкости. The method of using sea waves to generate electricity, which consists in the concentration of the wave front by passing water through a set of tanks connected in series and connected to each other through check valves in the direction of travel of the waves, with the accumulation of liquid in the water tank in the form of a water column , followed by the use of a water column to drive the rotor of an electric generator that generates an electric current, characterized in that the water is additionally OSCAL inside containers during the passage of wave crests on them through check valves arranged in the upper part of the vessel, raising the pressure within the vessel and stimulating the next movement of these water jets towards the water vessel.
RU2014124170/06A 2014-06-16 2014-06-16 Method of sea waves use for electric power generation RU2559212C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014124170/06A RU2559212C1 (en) 2014-06-16 2014-06-16 Method of sea waves use for electric power generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014124170/06A RU2559212C1 (en) 2014-06-16 2014-06-16 Method of sea waves use for electric power generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2559212C1 true RU2559212C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53796262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014124170/06A RU2559212C1 (en) 2014-06-16 2014-06-16 Method of sea waves use for electric power generation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559212C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705697C1 (en) * 2018-10-26 2019-11-11 Григорий Павлович Халтурин Hydro pneumatic pump

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS551402A (en) * 1978-04-20 1980-01-08 Nihei Shigetaka Device for generating electric power by force of wave
JPS5990773A (en) * 1982-11-16 1984-05-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Wave-activated power generating apparatus
SU1599574A1 (en) * 1988-07-05 1990-10-15 Башкирский сельскохозяйственный институт Wave-powered pumping unit
JPH0361672A (en) * 1988-03-10 1991-03-18 Shiitex:Kk Float type wave motion pump
RU2004837C1 (en) * 1990-01-17 1993-12-15 нцев Леонид Иванович Рум Wave plant
RU90496U1 (en) * 2009-07-01 2010-01-10 Константин Михайлович Михайлов WAVE POWER INSTALLATION

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS551402A (en) * 1978-04-20 1980-01-08 Nihei Shigetaka Device for generating electric power by force of wave
JPS5990773A (en) * 1982-11-16 1984-05-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Wave-activated power generating apparatus
JPH0361672A (en) * 1988-03-10 1991-03-18 Shiitex:Kk Float type wave motion pump
SU1599574A1 (en) * 1988-07-05 1990-10-15 Башкирский сельскохозяйственный институт Wave-powered pumping unit
RU2004837C1 (en) * 1990-01-17 1993-12-15 нцев Леонид Иванович Рум Wave plant
RU90496U1 (en) * 2009-07-01 2010-01-10 Константин Михайлович Михайлов WAVE POWER INSTALLATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705697C1 (en) * 2018-10-26 2019-11-11 Григорий Павлович Халтурин Hydro pneumatic pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7969033B2 (en) Buoyancy energy cell
CN103629040B (en) Multi-buoy pendulous wave energy collecting device
EP3214301B1 (en) Heavy hammer type wave power generation method and device
EP2951427A1 (en) Methods and devices for converting wave energy into rotational energy
KR101188030B1 (en) Wave force generator
KR101392282B1 (en) Sea wave-power generatng apparatus)
US9551316B2 (en) Device and method for generating power using buoyancy
US10316481B2 (en) Shore protection infrastructure equipped with means for recovering energy from wave motion
CN101302989A (en) Bidirectional power generation system using tide rise and fall
RU2559212C1 (en) Method of sea waves use for electric power generation
KR101050304B1 (en) Wave power generator
JP5897534B2 (en) Tidal power generator
RU2559098C1 (en) Device for electric power generation based on sea waves use
WO2009065178A1 (en) Floating sea wave power-generating plant
US20150076826A1 (en) Method and system for generating green energy from a tidal body of water
US20170314658A1 (en) Wave energy conversion system
CN104153937A (en) Wave energy collecting device adaptable to tide level change
US2013861A (en) Wave motor
MX2010004253A (en) Sequential wave capture system that converts ocean waves into electrical energy.
EP2434139A1 (en) Circulating electric generator
CN101105168A (en) Sea wave power generator
CN104405564A (en) Direct-driven wave energy device using gravity pendulum
CN103953492A (en) Energy recycle generator starting device
CN104405566A (en) Direct-driven wave energy device using gravity pendulum
GB2495912A (en) Closed loop liquid power generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190617