RU2658630C1 - Волновая установка для защиты побережья от штормов с одновременным производством электроэнергии - Google Patents
Волновая установка для защиты побережья от штормов с одновременным производством электроэнергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658630C1 RU2658630C1 RU2017133652A RU2017133652A RU2658630C1 RU 2658630 C1 RU2658630 C1 RU 2658630C1 RU 2017133652 A RU2017133652 A RU 2017133652A RU 2017133652 A RU2017133652 A RU 2017133652A RU 2658630 C1 RU2658630 C1 RU 2658630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electricity
- wave
- coast
- piles
- energy
- Prior art date
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003653 coastal water Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
- E02B9/08—Tide or wave power plants
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/11—Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для выработки электроэнергии и одновременной защиты побережья от штормов. Волновая энергетическая установка в зависимости, например, от показателей энергетического потенциала моря содержит одну или несколько линий опор в виде ряда свай 1.1, соединенных между собой несущей балкой 2, на которой установлены средства 3 преобразования энергии волн в электроэнергию. Технический результат изобретения состоит в повышении надежности работы установки с одновременным снижением затрат на ее изготовление. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для выработки электроэнергии и одновременной защиты побережья от штормов.
Известен гидрокомплекс, содержащий несущую железобетонную конструкцию в виде опорного сотового бона и плавательное средство в виде шарнирного дебаркадера с размещенным на нем генератором с турбинами, связанные между собой конструкцией в виде аппарели. Дебаркадер выполнен в виде треугольной или многогранной призмы, представляющей собой закрытый объем с расположенными в нем открытыми сообщающимися полостями, выполняющими функцию пневмогенераторов. Турбины генератора сообщены с открытой полостью дебаркадера входными и выходными воздуховодами. Изобретение позволяет одновременно с использованием волнового прибоя для выработки электроэнергии осуществлять защиту, в частности, побережья от штормов (RU 2306385, кл. Е02В 9/00, опубликовано 20.09.2006).
Известен комплекс комбинированного производства электроэнергии с функциями защитного сооружения береговой черты от штормового воздействия, представляющий собой несущую платформу, состоящую из сотовых опорных бонов, состыкованных между собой и расположенных вдоль побережья. Также он содержит волновую станцию в виде шарнирного дебаркадера с размещенным на нем генератором и связанного с платформой направляющей конструкцией в виде аппарели и генерирующую станцию, смонтированную на платформе. На этой платформе закреплено крыло в виде спойлера, служащее опорной консолью, на которой размещены солнечные батареи и ветровые генераторы, объединенные в единую энергосеть, включая генераторы волновой станции и мощности генерирующей станции (RU 72984, кл. Е02В 7/02, опубликовано 10.05.2008).
В названных комплексах волновая станция в виде шарнирного дебаркадера предназначена для преобразования энергии волнового прибоя в электроэнергию. Наряду с этим она является динамическим деформатором волны, так как создает эффект интерференции падающей и отраженной волны, то есть способствует образованию стоячей волны (равномерное колебание масс воды).
Шарнирный дебаркадер под воздействием штормового прибоя перемещается вдоль аппарели под углом, обозначенным направлением аппарели. Таким образом, колебание масс воды во время прибоя раскачивает дебаркадер и является источником механической энергии, преобразующейся генераторами волновой станции в электрическую.
Существенным недостатком указанных конструкций является то, что они расположены на опорных сотовых бонах, которые являются объемными конструкциями не проточными для воды и при формировании защитной линии вдоль берега образуют фактически монолитные защитные дамбы, дорогие и сложные в производстве.
Кроме того, размещение волновых станций, предназначенных для преобразования энергии волнового прибоя в электроэнергию, в одну линию вдоль побережья крайне неэффективно.
Задачей изобретения является более эффективная защита побережья от штормов с использованием известных систем преобразования энергии морских волн в электроэнергию.
Названная задача обеспечена техническим результатом, направленным на существенное сокращение издержек на строительство волновых энергетических защитных комплексов, более эффективное преобразование энергии волн в полезную работу (электроэнергию), а также повышение надежности работы установки.
Технический результат достигнут в изобретении с помощью следующих признаков.
Волновая энергетическая установка содержит по меньшей мере одну линию опор в виде ряда свай, соединенных между собой несущей балкой, на которой установлены средства преобразования энергии волн в электроэнергию.
Указанные сваи могут быть выполнены погружными в грунт или иметь основания.
Согласно одному из вариантов изобретения установка содержит одну линию опор, а несущая балка соединена по меньшей мере с одной дополнительной опорой посредством связующей балки, расположенной перпендикулярно несущей балке.
Согласно другому варианту изобретения установка включает несколько, расположенных на заданном расстоянии друг от друга, линий опор, соединенных между собой связующими балками.
Преимущественно несущие и связующие балки выполнены в виде ферм.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично изображен вариант установки с одной линией опор; на фиг. 2 - установка, состоящая из нескольких, расположенных друг за другом, линий опор.
Изображенная на фиг. 1 волновая энергетическая установка включает расположенную вдоль побережья линию опор «А» в виде ряда свай 1.1, соединенных между собой над поверхностью воды несущей балкой 2, на которой установлены в ряд по меньшей мере два средства 3 преобразования энергии волн в электроэнергию, каждое из которых соединено с несущей балкой 2 посредством аппарели 4.
Для повышения устойчивости волновой установки предусмотрена дополнительная опора в виде сваи 1.4, соединенной с несущей балкой 2 связующей балкой 5, которая расположена перпендикулярно балке 2 и жестко соединена с ней.
Более эффективной в плане защиты побережья от шторма и выработки электроэнергии является комплексная волновая установка, изображенная на фиг.2. Она состоит из нескольких, например, трех линий опор «А», «Б» и «В», каждая из которых выполнена в виде ряда свай 1.1; 1.2 и 1.3. Указанные линии опор расположены на заданном расстоянии друг относительно друга, а их несущие балки 2 соединены со связующими балками 6 с образованием сегментных участков установки. Кроме того, связующие балки 6 предназначены для передачи изгибающего момента на сваи 1.1; 1.2 и 1.3 и приданию устойчивости всей конструкции.
Ряд таких устройств, следующих одно за другим на расчетном расстоянии друг от друга, могут эффективно гасить волну последовательно сокращая силу шторма, одновременно позволяя наиболее эффективно извлекать энергию движения волн.
Несущие балки 2 и связующие балки 6 преимущественно выполнены в виде ферм, а сваи 1.1; 1.2 и 1.3 могут быть выполнены погружными в грунт или иметь основания в виде опорных пяток 7. Также балки 2 и 6 могут быть выполнены в виде консолей или двутавровых балок, а названные сваи могут быть комбинированного исполнения с элементами связи с грунтовым основанием дна в виде обсадных, набивных и врезных консолей.
Устройства для преобразования энергии волн в электроэнергию могут быть выполнены аналогично подобным устройствам, описанным в патенте RU 2306385 или в виде иных разновидностей волновых энергетических устройств, имеющих рабочий орган в виде плавучего средства, предназначенного для отбора энергии волн и передачи этой энергии на систему преобразования энергии, генератор, основанные на принципе использования колебаний масс воды в точке стабилизированного тела, например, описанный в патенте RU 2410489.
Количество линий опор с устройствами для преобразования волновой энергии в электроэнергию в каждом сегменте защитной волновой энергетической установки определяется при проектировании установки исходя из расчетных показателей энергетического потенциала моря и иных условий, в том числе степени защищенности пространства за этой установкой. Таких линий опор может быть одна и более.
Сегменты защитной волновой энергетической установки устанавливают на расчетном удалении от берега в море на заданной глубине и стыкуют между собой. Линии, состоящие из расположенных вдоль побережья пристыкованных друг к другу сегментов, образуют защитную энергетическую дамбу.
Энергетическая дамба представляет собой экологически чистый объект, т.к. оборудование, рассеивающее энергию волн и частично преобразующее ее в электроэнергию, расположено на свайном основании и является абсолютно проточной конструкцией.
Такая конструкция эффективно и надежно защищает прибрежную зону от штормового воздействия любой интенсивности, но в отличие от традиционных защитных гидротехнических сооружений, не мешает миграции биоресурсов моря, не создает проблем с заиливанием заволноломного пространства, пропускает сезонные течения, что способствует самоочищению прибрежных вод.
Claims (6)
1. Волновая энергетическая установка, содержащая по меньшей мере одну линию опор в виде ряда свай, соединенных между собой несущей балкой, на которой установлены средства преобразования энергии волн в электроэнергию.
2. Установка по п.1, которая содержит одну линию опор, а несущая балка соединена по меньшей мере с одной дополнительной опорой посредством связующей балки, расположенной перпендикулярно несущей балке.
3. Установка по п.1, которая включает несколько расположенных на заданном расстоянии друг от друга линий опор, соединенных между собой связующими балками.
4. Установка по любому из пп. 1-3, в которой несущие и связующие балки выполнены в виде ферм.
5. Установка по п.1, в которой сваи выполнены погружными в грунт.
6. Установка по п.1, в которой сваи выполнены с опорными основаниями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133652A RU2658630C1 (ru) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Волновая установка для защиты побережья от штормов с одновременным производством электроэнергии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133652A RU2658630C1 (ru) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Волновая установка для защиты побережья от штормов с одновременным производством электроэнергии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2658630C1 true RU2658630C1 (ru) | 2018-06-22 |
Family
ID=62713406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017133652A RU2658630C1 (ru) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Волновая установка для защиты побережья от штормов с одновременным производством электроэнергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658630C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4843249A (en) * | 1988-08-09 | 1989-06-27 | Bussiere Jean L | Hydroelectric system |
RU2099586C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1997-12-20 | Константин Николаевич Балякин | Прибойно-волновая установка |
RU2461731C2 (ru) * | 2007-05-30 | 2012-09-20 | Исис Инновейшн Лимитед | Гидротурбина |
CN105422376A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-23 | 大连理工大学 | 垂直导桩式浮防波堤兼波浪能发电装置 |
WO2017062528A2 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Rohrer Technologies, Inc. | Multi mode wave energy converter with elongated wave front parallel float having integral lower shoaling extension |
-
2017
- 2017-09-27 RU RU2017133652A patent/RU2658630C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4843249A (en) * | 1988-08-09 | 1989-06-27 | Bussiere Jean L | Hydroelectric system |
RU2099586C1 (ru) * | 1993-12-10 | 1997-12-20 | Константин Николаевич Балякин | Прибойно-волновая установка |
RU2461731C2 (ru) * | 2007-05-30 | 2012-09-20 | Исис Инновейшн Лимитед | Гидротурбина |
WO2017062528A2 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Rohrer Technologies, Inc. | Multi mode wave energy converter with elongated wave front parallel float having integral lower shoaling extension |
CN105422376A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-23 | 大连理工大学 | 垂直导桩式浮防波堤兼波浪能发电装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Thorpe | An overview of wave energy technologies: status, performance and costs | |
Kofoed et al. | Prototype testing of the wave energy converter wave dragon | |
Akimoto et al. | A conceptual study of floating axis water current turbine for low-cost energy capturing from river, tide and ocean currents | |
Prakash et al. | Wave energy converter: a review of wave energy conversion technology | |
Pérez et al. | Integration of wave energy converters and offshore windmills | |
Dewan et al. | Commercial proof of innovative offshore wind installation concepts using ECN Install Tool | |
Soares | Renewable energies offshore | |
Nicholls-Lee et al. | Tidal energy extraction: renewable, sustainable and predictable | |
RU2658630C1 (ru) | Волновая установка для защиты побережья от штормов с одновременным производством электроэнергии | |
RU179012U1 (ru) | Волновая установка для защиты побережья от штормов с одновременным производством электроэнергии | |
Boo et al. | Design challenges of a Hybrid Platform with multiple wind turbines and wave energy converters | |
Chozas et al. | State of the art of wave energy in Spain | |
KR101055538B1 (ko) | 유속증가를 위한 프리캐스트 벽식 복합 발전구조물 | |
RU2725125C1 (ru) | Ветровая установка для выработки электричества | |
Soerensen et al. | Feasibility and LCA for a Wave Dragon platform with wind turbines | |
Martinelli | Wave energy converters under mild wave climates | |
Mammadov et al. | Estimation of energy resources potential for solar photovoltaic systems located on the water surface of small lakes and reservoirs | |
Thorpe | Wave energy | |
Bahadori et al. | S. Feasibility Study of Hybrid Offshore Wind Turbine with Solar Platform in Persian Gulf | |
EP2365135A1 (en) | Method, system and device for harnessing hydraulic head in large bodies of water | |
RU2724625C1 (ru) | Ветровая установка для выработки электричества | |
RU2725126C1 (ru) | Ветровая установка для выработки электричества | |
Green et al. | Wave energy conversion with an oscillating water column on a fixed offshore platform | |
Jha et al. | Numerical model studies to assess wave transmission through permeable structure | |
Samo et al. | The Development of a Preliminary Design for a Tidal Energy Plant |