RU2692187C1 - Float wave power station - Google Patents

Float wave power station Download PDF

Info

Publication number
RU2692187C1
RU2692187C1 RU2018108069A RU2018108069A RU2692187C1 RU 2692187 C1 RU2692187 C1 RU 2692187C1 RU 2018108069 A RU2018108069 A RU 2018108069A RU 2018108069 A RU2018108069 A RU 2018108069A RU 2692187 C1 RU2692187 C1 RU 2692187C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
floats
float
chain
power plant
attached
Prior art date
Application number
RU2018108069A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Петрович Сеньков
Андрей Алексеевич Сеньков
Павел Владимирович Макин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ)
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 образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ)
Priority to RU2018108069A priority Critical patent/RU2692187C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2692187C1 publication Critical patent/RU2692187C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1845—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem
    • F03B13/185—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem not vertically
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to production of electric energy by conversion of wave energy. Float wave power plant comprises streamlined tight pairs of floats 1 and 2. Pair of floats 1 is the base of the bow. Pair of floats 2 is base of aft of power plant. On deck 3 power generator 4 is installed on common axis with drums 5 and 6. On deck bow of deck 3 there is post 7 with fixed tackle blocks 8. Mobile blocks of tackle block 8 are arranged in hook holder 9. Through blocks 8 and 9 chain 10 is transferred, one end of which is attached to post 7, and the second one is wound on drum 5. To chain hook 9 chain 11 attached to anchor 12 is connected. Chain 14 is wound on drum 6 and secured to pendulum 16. Direction of winding of chain 10 on drum 5 and chain 14 on drum 6 is opposite. Pair of floats 1 has volume twice more than pair of floats 2.EFFECT: invention is aimed at increasing power plant capacity.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к производству электроэнергии, в частности без отрицательного воздействия на окружающую среду, путем преобразования энергии волн.The invention relates to the production of electricity, in particular without a negative impact on the environment, by converting wave energy.

Аналогом является, например, поплавковая волновая электростанция (патент РФ №2513070, опубликованный 20.04.2014). Поплавковая волновая электростанция содержит обтекаемый герметичный поплавок и вертикально расположенный внутри поплавка цилиндрический корпус с размещенным в нем маятником. Маятник подвешен к концу троса, который переброшен через блок, установленный на вращающейся оси, а другой конец этого троса прикреплен к якорю, установленному на дне. К вращающейся оси блока присоединен ротор электрического генератора с постоянными магнитами, статор которого закреплен на цилиндрическом корпусе.An analogue is, for example, a float wave power plant (RF patent No. 2513070, published April 20, 2014). Float wave power plant contains a streamlined hermetic float and a cylindrical body vertically located inside the float with a pendulum placed in it. The pendulum is suspended from the end of the cable, which is thrown over a block mounted on a rotating axis, and the other end of this cable is attached to an anchor mounted on the bottom. To the rotating axis of the unit is attached a rotor of an electric generator with permanent magnets, the stator of which is mounted on a cylindrical body.

Наиболее близка к предлагаемой поплавковой волновой электростанции поплавковая волновая электростанция (патент РФ №2567916, опубликованный 10.11.2015). В прототипе поплавковая волновая электростанция содержит обтекаемый герметичный поплавок в виде катамарана. На корме поплавка установлен блок, через который переброшена трос (или цепь) с закрепленным на конце маятником. Второй конец этого троса намотан на один из двух барабанов, расположенных на палубе поплавка в средней части. На второй барабан в противоположном направлении намотан другой трос (или цепь) переброшенный через неподвижные блоки полиспаста, закрепленные на стойке, установленной на носовой части поплавка, и через подвижные блоки крюковой обоймы полиспаста. К крюковой обойме полиспаста присоединена цепь, второй конец которой прикреплен к якорю. Барабаны имеют общую ось, которая соединена с ротором электрического генератора, установленного на палубе.Closest to the proposed float wave power float wave power plant (RF patent №2567916, published 10.11.2015). In the prototype, the float wave power plant contains a streamlined hermetic float in the form of a catamaran. At the stern of the float, a block is installed through which the cable (or chain) is thrown with a pendulum attached to the end. The second end of this cable is wound on one of the two drums located on the deck of the float in the middle. Another cable (or chain) thrown through the fixed blocks of the polyspast, mounted on a rack mounted on the forward part of the float, and through the movable blocks of the hook block of the polyspast, is wound on the second drum in the opposite direction. A chain is attached to the hook holder of the chain block, the second end of which is attached to the anchor. The drums have a common axis, which is connected to the rotor of an electric generator mounted on the deck.

При воздействии волн на поплавковую волновую электростанцию, патент РФ №2567916, возникают вертикальные колебания поплавка и маятника, закрепленного на тросе. Эти колебания вызывают попеременное натяжение тросов, прикрепленных к якорю и маятнику, в результате чего барабаны вместе с ротором электрического генератора при подъеме поплавка на волну вращаются в одну, а при спуске поплавка с волны вращаются в другую сторону. При вращении ротора электрический генератор преобразует механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию.When exposed to waves on a float wave power plant, patent of the Russian Federation No. 2567916, vertical oscillations of the float and the pendulum attached to the cable arise. These vibrations cause the alternating tension of the cables attached to the anchor and the pendulum, with the result that the drums, together with the rotor of the electric generator, rotate in one when the float is raised to the wave, and rotate in the other direction when the float descends from the wave. When the rotor rotates, an electric generator converts the mechanical energy of rotation of the rotor into electrical energy.

Основными недостатками прототипа являются низкая мощность поплавковой волновой электростанции из-за большой килевой качки поплавка, возникающей при воздействии на прототип волн, из-за которой уменьшается амплитуда колебаний маятника.The main disadvantages of the prototype are the low power of the float wave power plant due to the large pitching of the float, which occurs when the waves are affected by the prototype, which reduces the amplitude of the pendulum oscillations.

Большая килевая качка поплавковой волновой электростанции обусловлена тем, что при колебаниях поплавка силы натяжения тросов попеременно прикладываются то к носовой части поплавка, то к кормовой части, а центр подъемной силы (силы Архимеда) приложен примерно в середине продольной оси поплавка, выполненного в виде катамарана. При подъеме поплавка на гребень волны натягивается трос (или цепь) якоря, прикрепленный к крюковой обойме полиспаста, размещенного на стойке, расположенной в носовой части поплавка, и возникает дифферент корпуса поплавка на нос. При спуске поплавка с гребня волны натягивается трос, переброшенный через блок в кормовой части поплавка и прикрепленный к маятнику, и возникает дифферент корпуса поплавка на корму. В результате возникающей килевой качки амплитуда колебаний маятника уменьшается. Поскольку мощность поплавковой волновой электростанции пропорциональна амплитуде колебаний маятника, то при уменьшении амплитуды колебаний маятника соответственно уменьшается мощность поплавковой волновой электростанции.The large pitching of the float wave power station is due to the fact that when the float oscillates, the tension forces of the cables are alternately applied to the forward part of the float, then to the stern, and the center of the lifting force (Archimedes force) is applied approximately in the middle of the longitudinal axis of the float, made in the form of a catamaran. When the float is lifted onto the crest of the wave, the cable (or chain) of the armature, attached to the hook frame of the polyspast located on the stand located in the forward part of the float, is stretched, and the float body trim is on the nose. During the descent of the float from the crest of the wave, the cable thrown through the block in the aft part of the float and attached to the pendulum is tensioned, and the float hull is trimmed to the stern. As a result of the pitching motion that occurs, the amplitude of oscillations of the pendulum decreases. Since the power of the float wave power plant is proportional to the amplitude of oscillations of the pendulum, then with a decrease in the amplitude of oscillations of the pendulum, the power of the float wave power plants decreases accordingly.

Предлагаемое изобретение позволит создать поплавковую волновую электростанцию, у которой увеличена мощность и повышена надежность эксплуатации в условиях шторма.The present invention will allow you to create a float wave power plant, which has increased power and increased reliability in the conditions of the storm.

Это достигается тем, что в поплавковой волновой электростанции, содержащей обтекаемый герметичный поплавок, блок, закрепленный на корме поплавка, через который переброшена цепь, на одном конце которой прикреплен маятник, другой конец этой цепи намотан на один из двух барабанов, расположенных в средней части палубы поплавка. На второй барабан в противоположном направлении намотана другая цепь, переброшенная через неподвижные блоки полиспаста, закрепленные на стойке, установленной на носовой части поплавка. Через подвижные блоки крюковой обоймы полиспаста присоединена третья цепь, второй конец которой прикреплен к якорю. Барабаны имеют общую ось, которая соединена с ротором электрического генератора, установленного на палубе. Поплавок выполнен из двух пар поплавков разного объема, одна пара из которых большего объема является основанием носовой части, а вторая пара поплавков в два раза меньшего объема является основанием кормовой части поплавковой волновой электростанции.This is achieved by the fact that in a float wave power plant containing a streamlined hermetic float, a block mounted on the stern of the float, through which a chain is thrown, at one end of which a pendulum is attached, the other end of this chain is wound on one of two drums located in the middle part of the deck the float. Another chain is wound on the second drum in the opposite direction, thrown over the fixed blocks of the polyspast, mounted on a rack mounted on the nose of the float. A third chain is attached through the movable blocks of the hook cage of the chain block, the second end of which is attached to the anchor. The drums have a common axis, which is connected to the rotor of an electric generator mounted on the deck. The float is made of two pairs of floats of different volume, one pair of which of a larger volume is the base of the bow, and the second pair of floats of two times smaller volume is the base of the aft part of the float wave power plant.

Выполнение поплавка из двух пар поплавков разного объема, одна пара из которых большего объема является основанием носовой части, а вторая пара поплавков примерно в два раза меньшего объема является основанием кормовой части поплавковой волновой электростанции, уменьшает амплитуду килевой качки электростанции и увеличивает амплитуду колебаний маятника, за счет чего увеличивается мощность поплавковой волновой электростанции. Уменьшение амплитуды килевой качки электростанции обусловлено тем, что сила Архимеда, действующая на пару поплавков, являющихся основанием носовой части электростанции, приложена вблизи воздействия силы натяжения цепи, прикрепленной к якорю, которая действует на стойку, установленную в носовой части электростанции.The execution of a float of two pairs of floats of different volume, one pair of which is a larger volume is the base of the bow, and the second pair of floats of approximately two times smaller volume is the base of the aft float wave power plant, reduces the pitching amplitude of the power plant and increases the oscillation amplitude of the pendulum, expense of which increases the power of the float wave power. The amplitude reduction of the pitching of the power plant is due to the fact that Archimedes force acting on a pair of floats, which are the base of the power plant bow, is applied near the force of a chain attached to an anchor, which acts on a rack installed in the power plant nose.

Сила Архимеда, действующая на пару поплавков, являющихся основанием кормовой части поплавковой волновой электростанции, приложена вблизи воздействия силы натяжения цепи, прикрепленной к маятнику, которая действует на блок, установленный в кормовой части электростанции. При этом за счет силы натяжения цепи, прикрепленной к якорю, генератор вырабатывает электрическую энергию и осуществляется подъем маятника, увеличивая его потенциальную механическую энергию. А за счет силы натяжения цепи, прикрепленной к маятнику, равную весу маятника, осуществляется преобразование генератором потенциальной энергии маятника в электрическую энергию, и намотка на свой барабан ослабевшей цепи, прикрепленной к якорю. Значит, сила натяжения цепи, прикрепленной к якорю, возникающая при подъеме поплавка на гребень волны и действующая на носовую часть поплавка, примерно в два раза больше, чем сила натяжения цепи, прикрепленной к маятнику. Обе силы должны компенсироваться подъемной силой двух пар поплавков, одна из которых расположена в носовой части, а другая в кормовой части поплавковой волновой электростанции. Поскольку сила натяжения цепи, прикрепленной к якорю, приложенная к носовой части поплавковой волновой электростанции, примерно в два раза больше, чем сила натяжения цепи, прикрепленной к маятнику, приложенная к кормовой части. Следовательно, подъемная сила пары поплавков, являющихся основанием носовой части, должна быть больше подъемной силы пары поплавков, являющихся основанием кормовой части электростанции. Это позволит уменьшить килевую качку и, как следствие, увеличить мощность поплавковой волновой электростанции.Archimedes force acting on a pair of floats, which are the basis of the aft part of the float wave power plant, is applied near the influence of the tension force of the chain attached to the pendulum, which acts on the unit installed in the aft part of the power station. At the same time, due to the tension force of the chain attached to the armature, the generator generates electrical energy and the pendulum rises, increasing its potential mechanical energy. And due to the tension force of the chain attached to the pendulum, equal to the weight of the pendulum, the potential energy of the pendulum is converted into electrical energy by the generator, and the weakened chain attached to the armature is wound onto its drum. Hence, the tension force of the chain attached to the anchor, which occurs when the float rises to the crest of the wave and acts on the nose of the float, is approximately two times greater than the tension force of the chain attached to the pendulum. Both forces must be compensated for by the lifting force of two pairs of floats, one of which is located in the forward part and the other in the aft part of the float wave power plant. Since the tension force of a chain attached to an anchor, applied to the nose of a float wave power plant, is about two times greater than the tension force of a chain attached to a pendulum applied to the rear part. Consequently, the lifting force of a pair of floats, which are the base of the bow, must be greater than the lifting force of a pair of floats, which are the base of the aft part of the power station. This will reduce the pitching motion and, as a result, increase the power of the float wave power plant.

Поплавки больших размеров испытывают большие динамические нагрузки при воздействии штормовых волн и ветра могут быть повреждены во время шторма.Larger floats experience high dynamic loads when exposed to storm surges and wind can be damaged during a storm.

Для повышения устойчивости поплавковой волновой электростанции штормовым волнам и ветру, поплавки могут состоять из поплавков меньшего размера, динамическая нагрузка на которые будет меньше, чем на поплавки больших размеров, при этом нужно сохранить суммарную подъемную силу поплавков в носовой и кормовой частях.To increase the stability of the float wave power plant to storm waves and wind, the floats may consist of smaller floats, the dynamic load on which will be less than the floats of larger sizes, while maintaining the total lifting force of the floats in the bow and stern parts.

Выполнение пар поплавков в носовой и в кормовой из нескольких поплавков меньшего размера при сохранении общей подъемной силы каждой группы поплавков позволит уменьшить силу ударов штормовых волн и ветра по поплавкам и повысит устойчивость поплавковой волновой электростанции в условиях шторма.Performing pairs of floats in the fore and aft of several smaller floats while maintaining the total lifting force of each group of floats will reduce the force of storm waves and wind blows on the floats and increase the stability of the float wave power plant in a storm.

На фиг. 1 показана поплавковая волновая электростанция, у которой пара поплавков, являющиеся основанием носовой части, имеет примерно в два раза большую подъемную силу, чем пара поплавков, расположенных в кормовой части. На фиг. 2 - поплавковая волновая электростанция, у которой поплавки, являющиеся основанием носовой части, выполнены из нескольких поплавков меньшего размера при сохранении суммарной подъемной силы, где: 1 - поплавки в носовой части, 2 - поплавки, установленные в кормовой части. Пары поплавков 1 и 2 объединяются в одну конструкцию общей палубой 3. На палубе 3 установлен электрический генератор 4, имеющий общий вал с барабанами 5 и 6. На носовой части палубы 3 установлена стойка 7, на которой закреплены неподвижные блоки 8 полиспаста, а подвижные блоки полиспаста размещены в крюковой обойме 9. Через неподвижные блоки 8 и блоки крюковой обоймы 9 переброшена цепь 10, один конец которой прикреплен к стойке 7, а второй конец намотан на барабан 5. К крюковой обойме 9 присоединена цепь 11. Цепь 11 может быть переброшена через блок 13, а затем прикреплена к якорю 12, либо прикреплена к якорю 12 без блока 13. На второй барабан 6 намотана цепь 14, переброшенная через блок 15, установленный в кормовой части палубы 3, на конце которой закреплен маятник 16. Направление намотки цепи 10 на барабан 5 и цепи 14 на барабан 6 противоположное.FIG. 1 shows a float wave power plant, in which a pair of floats, which are the base of the bow, has approximately twice the lifting force than a pair of floats located in the rear part. FIG. 2 - float wave power plant, in which the floats, which are the base of the bow, are made of several smaller floats while maintaining the total lifting force, where: 1 - floats in the bow, 2 - floats installed in the aft part. The pairs of floats 1 and 2 are united in one design by a common deck 3. On deck 3 an electric generator 4 is installed having a common shaft with drums 5 and 6. On the nose of deck 3 there is a rack 7 on which fixed blocks 8 of a polyspast are fixed, and movable blocks chain pulley placed in the hook holder 9. Through the fixed blocks 8 and blocks of the hook holder 9 chain 10 is transferred, one end of which is attached to the rack 7, and the other end is wound on the drum 5. Chain 11 is attached to the hook holder 9 block 13 and for attached to the anchor 12, or attached to the anchor 12 without the block 13. The second drum 6 is wound chain 14, thrown through the block 15, installed in the aft deck 3, at the end of which is fixed the pendulum 16. The direction of winding the chain 10 on the drum 5 and Chain 14 on the drum 6 is the opposite.

При отсутствии волн маятник 16 под действием своего веса опускается, сматывая цепь 14 с барабана 6. При этом вращается также барабан 5, наматывая цепь 10. При этом крюковая обойма 9 поднимается, натягивая цепь 11, и поплавковая волновая электростанция подтягивается к якорю 12. Спуск маятника 16 закончится, когда поплавковая волновая электростанция будет находиться над якорем 12, как показано на фиг. 1.In the absence of waves, the pendulum 16 under the action of its weight lowers, winding the chain 14 from the drum 6. At the same time, the drum 5 also rotates, winding the chain 10. At the same time, the hook holder 9 rises, pulling the chain 11, and the float wave power plant pulls up to the anchor 12. Descent pendulum 16 will end when the float wave power station is located above anchor 12, as shown in FIG. one.

При возникновении волн на поверхности водоема, волны развернут поплавковую волновую электростанцию носом против движения волн. При подходе волны поплавки 1 будут поднимать носовую часть со стойкой 7 на гребень волны, и цепь 11, прикрепленная к якорю 12 и к крюковой обойме 9, будет натягиваться. При этом длина цепи 11 и расстояние крюковой обоймы 9 до якоря 12 не изменяется, поэтому при подъеме стойки 7 цепь 10 будет сматываться с барабана 5, и барабан 5 вместе с барабаном 6 и ротором генератора 4 будут вращаться. Скоростной полиспаст, состоящий из блоков 8 крюковой обоймы 9 и цепи 10 позволяет увеличить смещение цепи 10 при подъеме поплавка на гребень волны, и, следовательно, увеличить угол поворота и частоту вращения барабанов 5, 6 и ротора генератора 4. Генератор 4 преобразует механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию. При вращении барабана 6 цепь 14 будет наматываться на барабан 6, поднимая маятник 16 и увеличивая его потенциальную энергию. Поскольку подъемная сила поплавков 1 приложена вблизи силы натяжения цепи 11, дифферент предлагаемой поплавковой волновой электростанции на нос по сравнению с прототипом будет меньше.When waves arise on the surface of the reservoir, the waves turn the float wave power station with its nose against the movement of the waves. At the approach of the wave, the floats 1 will lift the nose section with the stand 7 on the crest of the wave, and the chain 11 attached to the armature 12 and to the hook holder 9 will be tensioned. The length of the chain 11 and the distance of the hook clip 9 to the armature 12 does not change, therefore, when lifting the rack 7, the chain 10 will unwind from the drum 5, and the drum 5 together with the drum 6 and the generator rotor 4 will rotate. Speed polyspast, consisting of blocks 8 of the hook holder 9 and the chain 10 allows to increase the offset of the chain 10 when raising the float on the crest of the wave, and, consequently, to increase the angle of rotation and frequency of rotation of the drums 5, 6 and the rotor of the generator 4. The generator 4 converts the mechanical energy of rotation rotor into electrical energy. As the drum 6 rotates, the chain 14 will be wound on the drum 6, raising the pendulum 16 and increasing its potential energy. Since the lifting force of the floats 1 is applied near the tension force of the chain 11, the trim of the proposed float wave power plant on the nose compared to the prototype will be less.

При спуске носовой части со стойкой 7 поплавковой волновой электростанции с гребня волны натяжение цепи 11, прикрепленной к якорю 12 и к крюковой обойме 9, уменьшается. Это вызывает уменьшение натяжения цепи 10. Под действием своего веса маятник 16 будет опускаться и сматывать цепь 14 с барабана 6, вращая барабаны 5, 6 и ротор генератора 4. При вращении барабана 5 ослабевшая цепь 10 будет наматываться на барабан 5, а механическую энергию вращения ротора электрический генератор 4 преобразует в электрическую энергию.During the descent of the nose with a stand 7 float wave power from the crest of the wave, the tension of the chain 11 attached to the armature 12 and to the hook holder 9 decreases. This causes a decrease in the tension of the chain 10. Under the action of its weight, the pendulum 16 will fall and wind the chain 14 from the drum 6, rotating the drums 5, 6 and the rotor of the generator 4. When the drum 5 rotates, the weakened chain 10 will be wound on the drum 5 and the mechanical energy of rotation rotor electric generator 4 converts into electrical energy.

В прототипе сила Архимеда, действующая на поплавок, приложена примерно в середине продольной оси поплавковой волновой электростанции. При подъеме на гребень волны

Figure 00000001
сила приложена к носовой части поплавка, и возникает дифферент поплавка на нос. При спуске с гребня волны
Figure 00000002
сила приложена к кормовой части поплавка, и возникает дифферент поплавка на корму. В результате возникает килевая качка поплавка, вследствие которой уменьшается амплитуда колебаний маятника и мощность поплавковой волновой электростанции.In the prototype, the Archimedes force acting on the float is applied approximately in the middle of the longitudinal axis of the float wave power plant. When climbing a wave crest
Figure 00000001
The force is applied to the nose of the float, and a trim of the float on the nose occurs. When descending from the crest of a wave
Figure 00000002
the force is applied to the stern of the float, and there is a trim of the float on the stern. As a result, there is a pitching motion of the float, due to which the amplitude of oscillations of the pendulum and the power of the float wave power plant decrease.

В предлагаемой поплавковой волновой электростанции сила Архимеда, действующая на пару поплавков 1, являющихся основанием носовой части электростанции, приложена вблизи воздействия силы натяжения цепи 11, прикрепленной к якорю 12. А сила Архимеда, действующая на пару поплавков 2, являющихся основанием кормовой части поплавковой волновой электростанции, приложена вблизи воздействия силы натяжения цепи 14, прикрепленной к маятнику 16.In the proposed float wave power plant, Archimedes force acting on a pair of floats 1, which are the base of the bow part of the power station, is applied near the influence of the tension force of the chain 11 attached to the armature 12. And Archimedes force acting on a pair of floats 2, which are the base of the aft float wave power plant is applied near the action of the tension force of the chain 14 attached to the pendulum 16.

Но нужно учесть, что силы натяжения цепи 11, прикрепленной к якорю 12, примерно в два раза больше, чем сила натяжения цепи 14, прикрепленной к маятнику 16. При подъеме поплавковой волновой электростанции на гребень волны за счет силы Архимеда, натягивается цепь 11, прикрепленная к якорю 12, и цепь 10. Сила натяжения цепи 10 вращает ротор генератора 4 и барабан 6, на который наматывается цепь 14, прикрепленная к маятнику 16. То есть за счет работы силы натяжения цепи 11 и цепи 10, генератор 4 вырабатывает электрическую энергию и запасается потенциальная энергия маятника 16. При спуске с гребня волны натяжение цепи 10 уменьшается, и маятник 16 под действием своего веса опускается. За счет уменьшения потенциальной энергии маятника 16 генератор 4 вырабатывает электрическую энергию. Значит при подъеме на гребень волны сила натяжения цепи 11, прикрепленной к якорю 12, примерно в два раза больше силы натяжения цепи 14, прикрепленной к маятнику 16, при спуске с гребня волны. Вследствие этого поплавки 1, установленные в носовой части поплавковой волновой электростанции должны создавать силу Архимеда примерно в два раза больше, чем поплавки 2, установленные в кормовой части, как показано на фиг. 1.But it should be noted that the tension force of the chain 11 attached to the anchor 12 is about two times greater than the tension force of the chain 14 attached to the pendulum 16. When lifting the float wave power plant to the crest of a wave due to the force of Archimedes, the chain 11 attached to the anchor 12, and the chain 10. The tension force of the chain 10 rotates the rotor of the generator 4 and the drum 6, on which the chain 14 is wound, attached to the pendulum 16. That is, due to the work of the tension force of the chain 11 and the chain 10, the generator 4 generates electrical energy and stored potential energy I pendulum 16. When descending a wave crest of the chain tension 10 is reduced, and the pendulum 16 by the action of their weight falls. By reducing the potential energy of the pendulum 16, the generator 4 generates electrical energy. This means that when ascending to the crest of a wave, the tension force of the chain 11 attached to the armature 12 is approximately twice the tension force of the chain 14 attached to the pendulum 16, when descending from the crest of the wave. As a consequence, the floats 1, installed in the nose of the float wave power plant, should create an Archimedes force approximately twice as large as the floats 2 installed in the aft part, as shown in FIG. one.

При подъеме на гребень волны поплавки 1 с

Figure 00000003
подъемной силой компенсируют
Figure 00000004
силу натяжения цепи 11, за счет которой генератор 4 вырабатывает электроэнергию и запасается потенциальная энергия маятника 16. При спуске с гребня волны поплавки 2 с
Figure 00000005
подъемной силой компенсируют меньшую силу натяжения троса 14, равную весу маятника, за счет которой генератор 4 вырабатывает электроэнергию. В результате килевая качка поплавковой волновой электростанции уменьшается и, соответственно, увеличивается амплитуда колебаний маятника 16 и мощность поплавковой волновой электростанции.When ascending to the crest of a wave, the floats 1 s
Figure 00000003
lift force compensate
Figure 00000004
the tension force of the circuit 11, due to which the generator 4 generates electricity and the potential energy of the pendulum 16 is stored.
Figure 00000005
the lifting force is compensated for by a smaller tension force of the cable 14, equal to the weight of the pendulum, due to which the generator 4 generates electricity. As a result, the pitching of the float wave power plant is reduced and, accordingly, the oscillation amplitude of the pendulum 16 and the power of the float wave power plant increase.

При возникновении шторма поплавки больших размеров поплавковой волновой электростанции испытывают большую динамическую нагрузку от ударов ветра и больших волн. Для уменьшения динамических нагрузок, действующих на поплавки, поплавки больших размеров могут быть выполнены из нескольких поплавков меньшего размера при сохранении их подъемной силы. На фиг. 2 показана поплавковая волновая электростанция, у которой каждый из двух поплавков 1, больших размеров в носовой части заменен двумя поплавками меньшего размера, при этом суммарная подъемная сила группы поплавков 1 в носовой части не изменяется.In the event of a storm, large-sized floats of a float wave power plant experience a large dynamic load from wind impacts and large waves. To reduce the dynamic loads acting on the floats, the floats of larger sizes can be made of several smaller floats while maintaining their lifting force. FIG. 2 shows a float wave power plant, in which each of the two floats 1, large in the nose part is replaced by two smaller floats, while the total lifting force of the float group 1 in the nose part does not change.

Поскольку подъемная сила поплавков в носовой и кормовой части поплавковой волновой электростанции на фиг. 2 такая же, как и на фиг. 1, мощность обеих вариантов конструкции поплавковой волновой электростанции при одной и той же высоте волны будет одинакова. Однако поплавки меньшего размера будут испытывать меньшие нагрузки от ударов штормовых волн. Парусность поплавковой волновой электростанции с поплавками меньшего размера уменьшится, значит, уменьшится ветровая нагрузка на поплавковую волновую электростанцию. Заменить поплавки большого размера на несколько поплавком меньшего размера можно и в носовой, и в кормовой группе поплавков. При этом можно использовать поплавки стандартных размеров, обеспечивая необходимую подъемную силу набором нужного количества стандартных поплавков.Since the lifting force of the floats in the fore and aft of the float wave power plant in FIG. 2 is the same as in FIG. 1, the power of both variants of the design of the float wave power plant at the same wave height will be the same. However, smaller floats will experience less stress from storm surge. The sailing capacity of the float wave power plant with smaller floats will decrease, which means that the wind load on the float wave power plant will decrease. Replace large floats with a few smaller floats in the fore and aft group of floats. You can use floats of standard sizes, providing the necessary lifting force by a set of the required number of standard floats.

Следовательно, при замене поплавков большого размера на несколько поплавков меньшего размера при сохранении суммарной подъемной силы поплавков в носовой и кормовой частях устойчивость поплавковой волновой электростанции штормовым волнам и ветру повышается.Consequently, when large floats are replaced by several smaller floats while maintaining the total lift force of the floats in the bow and aft parts, the stability of the float wave power plant to storm waves and wind increases.

Claims (2)

1. Поплавковая волновая электростанция, содержащая обтекаемый герметичный поплавок, блок, закрепленный на корме поплавка, через который переброшена цепь, на одном конце которой прикреплен маятник, а другой конец этой цепи намотан на один из двух барабанов, расположенных в средней части палубы поплавка, а на второй барабан в противоположном направлении намотана другая цепь, переброшенная через неподвижные блоки полиспаста, закрепленные на стойке, установленной на носовой части поплавка, через подвижные блоки крюковой обоймы полиспаста присоединена третья цепь, второй конец которой прикреплен к якорю, барабаны имеют общую ось, которая соединена с ротором электрического генератора, установленного на палубе, отличающаяся тем, что поплавок выполнен из двух пар поплавков разного объема, одна из которых является основанием носовой части, а вторая - кормовой части, при этом пара поплавков, расположенных в носовой части, имеет объем в два раза больше, чем пара поплавков, расположенных в кормовой части волновой электростанции.1. A float wave power plant containing a streamlined sealed float, a unit mounted on the stern of the float, through which a chain is thrown, at one end of which a pendulum is attached, and the other end of this chain is wound on one of two drums located in the middle of the deck of the float, and another chain is wound on the second drum in the opposite direction, thrown through the fixed blocks of the polyspast, mounted on a rack mounted on the forward part of the float, through the movable blocks of the hook frame of the polyspast n the third chain is connected, the second end of which is attached to the anchor, the drums have a common axis, which is connected to a rotor of an electric generator mounted on the deck, characterized in that the float is made of two pairs of floats of different volume, one of which is the base of the bow, and the second - the stern, with a pair of floats located in the bow, has a volume two times larger than a pair of floats located in the stern of the wave power plant. 2. Электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что пары поплавков выполнены из набора стандартных поплавков меньшего размера при сохранении суммарной подъемной силы поплавков в носовой и кормовой частях.2. The power plant according to claim. 1, characterized in that the pairs of floats are made from a set of smaller standard floats while maintaining the total lifting force of the floats in the fore and aft parts.
RU2018108069A 2018-03-05 2018-03-05 Float wave power station RU2692187C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108069A RU2692187C1 (en) 2018-03-05 2018-03-05 Float wave power station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108069A RU2692187C1 (en) 2018-03-05 2018-03-05 Float wave power station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692187C1 true RU2692187C1 (en) 2019-06-21

Family

ID=67038044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108069A RU2692187C1 (en) 2018-03-05 2018-03-05 Float wave power station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692187C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197773U1 (en) * 2020-01-09 2020-05-28 Алексей Петрович Сеньков FLOATING WAVE POWER PLANT
RU217351U1 (en) * 2022-12-27 2023-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Float Wave Power Plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE364060C (en) * 1922-11-16 Triumph Werke Nuernberg Akt Ge Paper support plate for typewriters
RU2538989C1 (en) * 2013-08-19 2015-01-10 Сергей Михайлович Кастюкевич Float-type wave power plant
RU2567916C1 (en) * 2014-09-22 2015-11-10 Алексей Петрович Сеньков Float wave power plant (versions)
EP2577049B1 (en) * 2010-05-26 2017-02-15 Sea Power Limited Wave energy conversion device
WO2018004504A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Георгий Владимирович БЕЙЛИН Floating installation for utilizing wave energy and autonomous catamaran with such an installation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE364060C (en) * 1922-11-16 Triumph Werke Nuernberg Akt Ge Paper support plate for typewriters
EP2577049B1 (en) * 2010-05-26 2017-02-15 Sea Power Limited Wave energy conversion device
RU2538989C1 (en) * 2013-08-19 2015-01-10 Сергей Михайлович Кастюкевич Float-type wave power plant
RU2567916C1 (en) * 2014-09-22 2015-11-10 Алексей Петрович Сеньков Float wave power plant (versions)
WO2018004504A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Георгий Владимирович БЕЙЛИН Floating installation for utilizing wave energy and autonomous catamaran with such an installation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197773U1 (en) * 2020-01-09 2020-05-28 Алексей Петрович Сеньков FLOATING WAVE POWER PLANT
RU217351U1 (en) * 2022-12-27 2023-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Float Wave Power Plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9624909B2 (en) Platform for generating electricity from flowing fluid using generally prolate turbine
JP4398977B2 (en) Wave power assembly
RU2567916C1 (en) Float wave power plant (versions)
EP3131808B1 (en) Floatable support structure for an offshore wind turbine or other device
CN215486378U (en) Double-layer buffering and butting device for offshore integral installation of wind generating set
JP6155326B2 (en) Wind turbine on a floating support stabilized by a raised anchoring system
RU2692187C1 (en) Float wave power station
KR20180112841A (en) Flywheel energy storage device and method of use thereof
US8810056B2 (en) Ocean wave energy converter utilizing dual rotors
KR101487949B1 (en) Wave force generating device for offshore floating facility
CN111271226B (en) Offshore moistureproof wind power and wind energy power generation equipment
RU2513070C1 (en) Float wave electric power plant
RU2669331C2 (en) Float wave power plant (versions)
RU158924U1 (en) WAVE ELECTRICAL INSTALLATION
RU197773U1 (en) FLOATING WAVE POWER PLANT
RU141126U1 (en) WAVE BALLAST-PENDULUM POWER PLANT
US20140090365A1 (en) Apparatus and Method for Converting Movement into Energy
KR20040096477A (en) System and method for generating induced electromotive force with wave energy of wind and surge and kinetic energy of flow
CN106337772B (en) Wave-activated power generation equipment with anchor chain automatic regulating apparatus
RU211319U1 (en) Float Wave Power Plant
RU2684857C2 (en) Float wave power plant
RU217351U1 (en) Float Wave Power Plant
RU2652669C1 (en) Atmospheric electric power facility
EP2657511A1 (en) Water wave energy converter
CN117561198A (en) Anchor system and method for installing a floating platform using the same