SE524400C2 - Vågkraftaggregat för produktion av elenergi, vågkraft, användningen av ett vågkraftaggregat eller vågkraftverk samt förfarande för att generera elektrisk energi - Google Patents

Description

20 524 400 vàghöjd vägperiod Effekt Timmar/År m sek. kW/m < 0,5 __ _ 966 1 4 2 41 os 2 5 12 1962 3 6 32 944 4 7 66 445 5 6 1 15 21 1 >5,5 >145 1 19 Knappt hälften av tiden är således våghöjden omkring 1 m med en effekt av 2 kW/m. Största mängden energi finns dock tillgänglig för våghöjder i området 2-5 meter med hänsyn till att effekten ökar kraftigt med ökad våghöjd.

För att nyttiggöra energin som är tillgänglig genom havsvågornas rörelser har olika slag av vågkraftaggregat för genering av elkraft föreslagits. Dessa har dock ej lyckats kunna konkurrera framgångsrikt med konventionell elkraftsproduk- tion. Hittills förverkligade vågkraftverk har i huvudsak varit försöksanläggningar el- ler använts för lokal energiförsörjning till navigationsbojar. För att kommersiell el- produktion ska kunna vara möjlig och därmed ge tillgång till den stora energireserv som finns i havsvågornas rörelser erfordras inte bara att utplaceringen av aggre- gaten sker på lämpligt lokaliserade ställen. Det är också nödvändigt att aggregatet är driftsäkert, har hög verkningsgrad samt låg tillverknings- och driftskostnad.

Många av de kända anordningarna för genering av elkraft från vågenergi baserar sig på principer där vatten pumpas, eller luft komprimeras för att driva en generatorturbin. Detta medför att flera led är inblandade i energiomvandlingspro- cessen, vilket påverkar totalverkningsgraden negativt. Dessutom blir sådana ag- gregat komplicerade och därmed kostsamma.

Det är vidare förut känt att använda en elektrisk linjärgenerator som är di- rekt förbunden med en flytkropp. Genom en sådan undvikes många av de ovan påtalade nackdelarna.

Ur vissa aspekter erbjuder dock en roterande generator fördelar framför en linjärgenerator. 15 20 25 30 524- 4-00 3 Vid sidan av de ovan nämnda slagen av aggregat med turbindriven gene- rator är det förut känt att direkt överföra vågrörelserna till en roterande elektrisk generator. Detta dock endast för lokal energiförsörjning och det är då fråga om förhållandevis liten effekt. Sålunda är genom US 5 176 552 förut känt att utföra en lysboj som får sin energiförsörjning från bojens rörelser på vågorna. En roterande elektrisk generator är därvid anordnad inne i lysbojen. Generatorns rotor är via en lina förbunden med en djupt ner i vattnet belägen, i huvudsak stationär platta. Då bojen rör sig upp och ner av vågorna åstadkommer linan att rotorn roterar. Denna anordning är av flera skäl mindre lämpad för att producera elektrisk energi för mat- ning till ett elnät av ekonomiskt intressant omfattning. Ändamålet med föreliggande uppfinning är mot den ovan beskrivna bak- grunden att åstadkomma ett vågkraftaggregat av det aktuella slaget som med hög verkningsgrad, hög driftsäkerhet och kostnadseffektivitet erbjuder möjlighet att ge- nerera elektrisk energi för leverans till ett elnät.

Redogörelse för uppfinningen Det uppställda ändamålet har ur uppfinningens första aspekt ernåtts ge- nom att ett vågkraftaggregat av det i patentkravets 1 ingress angivna slaget inne- fattar de speciella särdragen att åtminstone generatorns stator är inkapslad i ett i havs/sjö-botten förankrat vattentätt hus, och att mekaniskt rörelseöverföringsorgan är anordnat att överföra vertikalrörelser hos flytkroppen till rotationsrörelser hos ro- torn, att rotorn är förbunden med en vridkropp, vilken vridkropp är förbunden med rörelseöverföringsorganet, att rörelseöverföringsorganet med sin övre ände är fäst vid flytkroppen och med sin nedre ände är fäst vid vridkroppen och att åtminstone nedre delen av rörelseöverföringsorganet utgörs av en upprullningsbar kompo- nent, exempelvis en lina. lnkapslingen av generatorn eller endast dess stator i ett vattentätt hus medför att det inkapslade blir skyddat från angrepp från omgivande saltvatten eller påverkan från levande organismer i vattnet som t.ex. havstulpaner och möjliggör användande av en förhållandevis enkel generator av standardtyp. Förankringen i havsbottnen via huset fixerar generatorns läge relativt flytkroppen och möjliggör optimalt utnyttjande av flytkroppens vertikalrörelser. Genom rörelseöverföringsor- ganet erhålles en rotationsrörelse som möjliggör användande av en roterande 15 20 30 524 400 4 elektrisk generator. Rotationsrörelsen blir normalt oscillerande eftersom linjärrörel- sen är fram- och återgående.

Med hjälp av vridkroppen kan en ändamålsenlig omvandling av linjärrörel- sen till rotationsrörelse åstadkommas på ett mycket enkelt sätt och medger stor frihet att konstruktivt åstadkomma detta. Vidare skapas goda möjligheter att åstadkomma optimalt rörelsemönster hos rotorn.

Rörelseomvandlingen från linjärrörelse hos flytkroppen till rotationsrörelse hos vridkroppen sker på ett konstruktivt enkelt sätt och med små förluster. Samti- digt medges att rörelseomvandlingen direkt kan ske åt båda hållen dvs. upplned- medurs/moturs. Detta genom att linan rullas upp respektive av från vridkropp. Det torde förstås att den upprullningsbara komponenten naturligtvis kan vara av annat slag än en lina såsom t.ex. wire, kedja, kätting, band eller liknande.

Med det uppfunna aggregatet har således åstadkommits att fördelarna hos en roterande elektrisk generator har kunnat tas tillvara utan de mellansteg i energiomvandling som förut kända anordningar tillämpar och detta på ett sådant sätt att genering av elkraft i större skala blir ekonomiskt genomförbar.

Enligt en föredragen utföringsform av det uppfunna vågkraftaggregatet är även rotorn inkapslad i huset.

Därmed uppnås att hela generatorn blir skyddad från korrosion, vilket i högre grad innebär att fördelarna med inkapsling tas till vara.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är rotorn belägen på utsidan av statorn.

Ehuru en konventionell placering med rotorn inne i statorn i de flesta fall är att föredra kan utförande med utanförliggande stator i vissa applikationer möjliggö- ra en enklare överföring av linjärrörelsen hos flytkroppen till rotationsrörelse hos rotorn.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är vridkroppen anordnad utanför huset.

Därmed blir genomföringen genom huset för att överföra rörelsen fördelak- tig ur tätningssynpunkt eftersom det vid detta utförande kan utformas som en ge- nomföring för en roterande men i övrigt stationär axel. Detta medför minsta möjliga tätningsproblem. 20 25 30 524- 400 5 Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar aggregatet en för- sta utväxlingsanordning åstadkommande en utväxling mellan vridkroppens och ro- torns rörelser.

Genom utväxlingsanordningen kan rotorn periferihastighet höjas så att frekvensen hos den inducerade spänningen höjs. Detta är fördelaktigt eftersom hastigheten hos linjärrörelsen är relativt liten.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är vridkroppen och rotorn anordnade på en gemensam, i huvudsak horisontell axel.

Genom att dessa båda komponenter är på en gemensam axel överförs ro- tationsrörelsen i stort sett utan förluster och den horisontella orienteringen av ax- eln möjliggör ett enkelt omvandlande av flytkroppens vertikalrörelse till vridkrop- pens rotationsrörelse.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform har vridkroppen cirkulärt tvärsnitt med en diameter så att rotorns diameter är större än vridkroppens diame- ter. Speciellt föredrages att rotorns diameter är flera gånger större än vridkrop- pens.

Tack vare att rotorn har större diameter än vridkroppen erhålles en upp- växling av periferihastigheten utan att någon speciell extra uppväxlingsmekanism behöver användas eftersom diameterskillnaden i sig utgör utväxlingsanordning.

Eftersom flytkroppens linjärrörelse sker med ganska måttlig hastighet, i storleks- ordningen O,5-0,8 m/s är en uppväxling önskvärd för att kunna öka frekvensen hos den inducerade spänningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är rörelseöverföringsorganet med sin övre ände fäst vid flytkroppen och med sin nedre ände vid rotorn varvid åtminstone den nedre delen av rörelseöverföringsorganet utgörs av en upprull- ningsbara komponent, såsom en lina eller liknande.

På detta sätt kan rörelseöverföringsorganet fästas direkt vid rotorn, vilket kan vara en ändamålsenlig lösning i de fall rotorn är anordnad utanför statorn.

Konstruktionen blir i detta fall mycket enkel med minimalt antal rörliga delar.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är ett fjädringsorgan anord- nat att utöva en vridkraft på rotorn.

Genom att anbringa ett sådant fjädringsorgan möjliggörs att utforma rörel- seöverföringsorganet på ett konstruktivt enkelt sätt eftersom det då räcker att rö- relseomvandlingen är ensriktad och är aktiv endast under flytkroppens uppåtgå- 10 20 25 30 524 400 6 ende rörelse. Under denna rörelse spänns fjädern och dess upplagrade energi an- vänds att rotera rotorn under flytkroppens nedåtgående rörelse.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform ärfjädringsorganets fjäder- konstant reglerbar.

Därmed kan fjädern ställas in så att den anpassas till vågförhållandena vad avser våghöjd och hastighet så att resonans uppnås mellan flytkroppens rö- relse och fjädern. Detta minimerar störningari rörelseförloppet och åstadkommer att induceringen sker på ettjämnt och harmoniskt sätt.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är huset fäst vid en basplatta som är anordnad att vila på havs/sjö-botten.

Genom att huset är anbringat på bottnen kommer generatorn att bli stadigt anordnad och i huvudsak opåverkad av undervattensströmmar. Basplattan kan ut- föras med förhållandevis stor massa vilket också höjer stabiliteten.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är rörelseöverföringsorga- nets längd reglerbar.

Detta ger bl.a. en möjlighet till anpassning till olika nivålägen hos havs/sjö- ytan exempelvis p.g.a. tidvatten.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är huset fyllt med en vätska.

Denna utföringsform blir speciellt betydelsefull då generatorn är placerad förhållandevis djupt eftersom tryckskillnaden eljest skulle göra det komplicerat att effektivt täta huset. Om huset är fyllt med en vätska av mindre aggressivt slag än saltvatten förhindras i stort sett risken att det senare tränger in även med förhål- landevis enkla tätningar hos huset. Genom vätskan erhålles dessutom kylning av generatorn. Vätskan har lämpligtvis samma tryck som omgivningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är huset av betong.

Betong är det billigaste tänkbara materialet som kan användas i samman- hanget. Dessutom är det i många fall angeläget att åstadkomma en hög barlastvikt hos aggregatet så att materialkostanden är då av stor betydelse.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är flytkroppen genom rörel- seöverföringsorganet förbunden med ett flertal generatorer.

En sådan dubblering eller flerfaldigande på generatorsldan kan i vissa fall leda till totalekonomiskt rationellare aggregat då vardera generator kan vara en standardiserad enhet som i beroende av lokalitet används i lämpligt antal anslutna till en och samma flytkropp. 15 20 25 30 524 480 7 Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är statorlindningarna anslut- na till en likriktare. Lämpligtvis är likriktaren anordnad intill generatorn under vat- tenytan.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är generatorn anordnad att lämna en spänning av varierande frekvens. Detta eftersom utsignalen efter likrikt- ningen är en bipolär DC-spänning.

Generatorn är därmed anpassad till det rörelsemönster som vågrörelserna skapar hos rotorn, där hastigheten varierar i beroende var i en vågcykel flytkrop- pen befinner sig och i beroende av överlagrade variationer hos vägytans rörelser.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar rörelseöverfö- ringsorganet en andra utväxlingsanordning anordnad att åstadkomma en utväxling av den vertikala rörelsen hos flytkroppen.

Därmed erbjuds en kompletterande eller alternativ möjlighet att höja fre- kvensen hos den inducerade spänningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar aggregatet ett fri- hjul anordnat att omvandla oscillerande rotationsrörelse till ensriktad rotationsrö- relse.

Detta utförande introducerar visserligen ytterligare en komponent i aggre- gatet men kan istället erbjuda fördelen av enklare utförande av statorlindningarna och leda till en renare profil hos den inducerade spänningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform består statorns lindning av en kabel som innefattar en strömförande ledare, ett ledaren omslutande första halvledande skikt, ett det första halvledande skiktet omslutande isolerande skikt av fast isolation och ett det isolerande skiktet omslutande andra halvledande skikt.

Med en lindning av det slaget möjliggörs att klara av att ström av mycket hög spänning induceras. Därmed kan behovet av en transformator mellan genera- torn och det elnät till vilken energin matas elimineras. Detta är speciellt betydelse- fullt i den miljö där uppfinningen används.

Ovan beskrivna fördelaktiga utföringsformen av det uppfunna vågkraftag- gregatet anges i de av patentkravet 1 beroende patentkraven.

Det uppfunna vågkraftaggregatet är väl lämpat att sammankopplas med ett flertal liknande aggregat för bildande av ett vågkraftverk. Uppfinningens andra aspekt avser således ett sådant kraftverk varvid vardera vågkraftaggregats stator- lindning via en likriktare är ansluten till en växelriktare som är gemensam för ett 20 25 30 524 400 s flertal vågkraftaggregat, vilken växelriktare är anordnad att leverera energi till ett elnät.

Med det uppfunna vågkraftverket anvisas en praktiskt realiserbar lösning till ett system för att i större skala producera elektrisk ström med aggregat av det uppfunna slaget och därvid tillgodogöra sig de fördelar dessa medför, och där om- vandlingen till DC och sedan AC skapar gynnsamma transmissionsbetingelser.

Enligt en föredragen utföringsform av det uppfunna vågkraftverket är ett filter och/eller en transformator anordnad(e) efter växelriktaren. Därmed uppnås att en ren och ideal spänning kan levereras och att den kan matas vidare till ett trans- missions- eller distributionsnät med därtill anpassad upptransformerad spänning.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är filtret och/eller transforma- torn anordnade på land.

Detta innebär en ur anläggnings- och driftsynpunkt lämpligare lösning än att dessa komponenter är belägna till havs.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är vardera vågkraftaggregat anslutet till växelriktaren via en pà eller intill havs/sjö-bottnen anordnad ledning.

Genom att ledningen är anordnad intill bottnen utsätts den för mindre risk än eljest att utgöra ett störmoment för omgivningen eller riskera att utsättas för àverkan.

Ovan angiven föredragen utföringsform av det uppfunna vågkraftverket anges i det av patentkravet 21 beroende kravet.

Ur uppfinningens tredje aspekt ernås det uppställda ändamålet genom att använda det uppfunna vågkraftaggregatet eller det uppfunna vågkraftverket för att generera elektrisk energi, varvid fördelar av motsvarande slag som anges ovan vinnes.

Det uppställda ändamålet ernås ur uppfinningens fjärde aspekt genom att ett förfarande av det i patentkravets 26 ingress angivna slaget innefattar de speci- ella åtgärderna att åtminstone generatorns stator inkapslas i ett hus som är vatten- tätt, att huset förankras i havs/sjö-bottnen, och att mekaniskt rörelseöverföringsor- gan anordnas för att överföra vertikalrörelser hos flytkroppen till rotationsrörelser hos rotorn, att rotorn förbinds med en vridkropp, vilken vridkropp förbinds med rö- relseöverföringsorganet med sin övre ände fästs vid vridkroppen, och att åtmin- stone den nedre delen av rörelseöverföringsorganet utgörs av en upprullningsbar komponent, exempelvis en lina. 15 20 25 30 524 490 9 Enligt föredragna utföringsformer av det uppfunna förfarandet utövas det under utnyttjande av det uppfunna vågkraftaggregatet och de föredragna utfö- ringsformerna av detta.

Därmed vinnes fördelar av motsvarande slag som angetts ovan för väg- kraftaggregatet och dess föredragna utföringsformer.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av det uppfunna förfarandet regleras fjäderkonstanten så att resonans erhålles med den rörelse hos flytkrop- pen som beräknas uppträda större delen av tiden.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskriv- ning av fördelaktiga utföringsexempel av uppfinningen under hänvisning till med- följande ritningar.

Kort figurbeskrivning Fig. 1 är en schematisk sidovy av ett vågkraftaggregat enligt uppfinningen.

Fig. 2 illustrerar vridkropp och rotor hos ett aggregat enligt uppfinningen.

Fig. 3 och 4 visar alternativa utföranden av vridkroppen.

Fig. 5 är ett schema som illustrerar sammankoppllngen av ett flertal aggre- gat till ett vågkraftverk.

F ig. 5a visar ett alternativt likriktningsexempel.

Fig. 6 är ett tvärsnitt genom en kabel i statorlindningen enligt ett utförings- exempel av uppfinningen.

Fig. 7 är en schematisk sidovy av en generator enligt ett alternativt utfö- ringsexempel av uppfinningen.

Fig. 8 illustrerar i en sidovy en detalj hos ett aggregat enligt ett utföringsex- empel av uppfinningen.

Fig. 9 är en sidovy av ytterligare ett alternativt utföringsexempel av ett ag- gregat enligt uppfinningen.

Fig. 10 illustrerar i en principskiss ytterligare en detalj hos ett aggregat enligt ett utföringsexempel av uppfinningen.

Fig. 11 illustrerar i en principskiss ännu en detalj.

Fig. 12 illustrerar hur vàgkraftaggregaten bildar ett vågkraftverk och hur det är anslutet till ett elnät. 15 20 25 30 524 400 10 l fig. 1 illustreras ett vågkraftaggregat enligt uppfinningen i en schematisk sidovy. En flytkropp 3 är anordnad att flyta på havsytan 2. Vid bottnen 1 är en elektrisk synkron-generator 5 med permanentmagnetrotor förankrad via en i bott- nen fäst basplatta 8. Generatorn 5 är anordnad i ett vätsketätt hus som bildas av basplattan 8 och en huv 6. Huset är saltvattenbeständig och vattentätt. Eventuellt kan det vara fyllt med en gas eller en vätska. Generatorns 5 rotoraxel 9 sträcker sig ut genom en tätad genomföring i en av husets vägar. På den utskjutande delen av rotoraxeln 9 är en vridkropp 10 vridfast förbunden med axeln. Vridkroppen 10 är utformad som en cirkulärcylinder med konkav mantelyta. Axeln uppbärs roter- bart av ett första lager 11 anordnat på den från huset vända sidan av vridkroppen 10 och andra 12 och tredje lager 13 anordnade i varsin av husets väggar.

En lina 4 är med sin ena ände fäst vid flytkroppen 3 och med sin andra ände vid vridkroppen 10. Linan 4 är fäst vid vridkroppen 10 på ett sådant sätt att den kan rullas up på densamma. Vid huset är fäst en linförare 14 genom vilken li- nan 4 sträcker sig. En fjäder 15 är anordnad att utöva en vridkraft på rotoraxeln 9 i en första vridriktning. Fjädern kan vara en cylindrisk spiralfjäder av typen klockfjä- der. En fjäder kan även vara anordnad på generatorns andra sida. Genom en re- gleranordning 19 kan fjäderns fjäderkonstant regleras. Regleranordningen är lämpligtvis radiostyrd.

Vågrörelser på havsytan 2 bibringar flytkroppen 3 en fram- och återgåen- de rörelse i vertikalriktningen. Då flytkroppen 3 befinner sig i en vågdal är en del av linan upprullad kring vridkroppen 10. Då flytkroppen av vågrörelse höjs från det- ta läge rullas linan av från vridkroppen 10 så att denna försätts i rotation i en rikt- ning motriktad fjäderns 15 vridriktning, varvid den senare spänns. Detta fortgår tills flytkroppen 3 nått en vågtopp. Vid efterföljande nedåtgående rörelse hos flytkrop- pen 3 kommer den genom uppåtrörelsen spända fjädern 15 att vrida vridkroppen åt andra hållet, varvid linan rullas upp på vridkroppen. Genom reglering av fjädern kan en resonansarbetspunkt erhållas. Flytkroppens 3 rörelser omvandlas på detta sätt till en oscillerande rotationsrörelse hos vridkroppen 10, och således även hos generatorns 5 rotor.

En kabel 16 är förbunden med genartorns statorlindning och leder via en kabelgenomföring ut strömmen utanför huset. Kabeln är inne i huset försedd med en strömbrytare eller kontaktor 21 och en diod 22 för likriktning. Dioden kan vara styrd exempelvis en tyristor, lGBT eller GTO eller vara ostyrd. 15 20 25 30 (51 P--J -Yl- -IÄ CD CD 11 I huset kan även komponenter för övervakning och reglering vara anord- nade.

Vridkroppen 10 har såsom visas i fig. 2 en diameter som är avsevärt mind- re än rotorns 17 diameter. I fig. 3-4 illustreras ett par olika alternativa utföranden av Vridkroppen. l fig. 3 är vridkroppen 10 försedd med ändflänsar 18 för att säker- ställa att linan ej glider av. Vid exemplet enligt fig. 4 uppnås detta genom att vrid- kroppen 10 har konkav form i ett längdsnitt.

Därmed erhålles en utväxling som ger rotorn en periferihastighet som är motsvarande större än vridkroppens periferihastighet. Mekanism för ytterligare uppväxling kan naturligtvis anordnas.

Ett vågkraftverk enligt uppfinningen består av två eller flera aggregat av det ovan beskrivna slaget. I fig. 5illustreras hur dessa sammankopplas för att leve- rera energi till ett elnät. I det visade exemplet består kraftverket av tre stycken ag- gregat symboliskt markerade med 20a-20c. Vardera aggregat är via en brytare el- ler kontaktor 21 och en likriktare22 ansluten till en växelriktare 23, i en bipolär koppling enligt figuren. l figuren är kopplingsschema utritat endast för aggregatet 20a. Det torde förstås att övriga aggregat 20b, 20c är anslutna på motsvarande sätt. Växelriktaren 23 levererar trefasström till elnätet 25, eventuellt via en trans- formator 24 och/eller ett filter.

Likriktarna kan vara dioder som kan vara styrda och av typen lGBT, GTO eller tyristor, innefatta styrda bipolära komponenter eller ostyrda. Spänningarna på DC-sidan kan vara parallellkopplade, seriekopplade eller en kombination av båda delarna.

Alternativt kan man använda en helvàgslikriktare av den typ som illustre- ras i fig 5a.

Fig. 6 visar en tvärsektion av en högspänningskabel som i vissa applika- tioner av uppfinningen kan vara fördelaktig att använda för statorledningen. Kabeln består av en kärna med en eller flera kardeler 31 av koppar. Kärnan omsluts av ett inre halvledande skikt 32. Utanför detta är anordnat ett skikt av fast isolation 33, t.ex. PEX-isolation. Kring isolationen är anordnat ett yttre halvledande skikt 34.

Vardera av de halvledande skikten bildar en ekvipotentialyta.

I fig. 7 illustreras i en schematisk sidovy ett alternativt utföringsexempel av generatorn i ett vågkraftaggregat enligt uppfinningen. l detta exempel är endast statorn inkapslad i huset 6, som kan vara av betong. Rotorn 17 är således ej in- 15 20 25 30 524 400 12 kapslad. Den är belägen utanför statorn. Flytkroppens vertikalrörelser överförs här direkt till rotorn 17 genom att linan 4 är fäst på rotorns utsida. Då flytkroppen (ej vi- sad i denna fig.) rör sig upp och ner rullas linan av och på rotorn 17 så att denna utför en oscillerande rotationsrörelse. Rotorn är lagrad direkt på husets 6 utsida.

I fig. 8 illustreras hur linan 4 är försedd med en regleranordning för att re- glera dess verksamma längd, dvs. avståndet mellan flytkroppen 3 och generatorn 6. Regleranordningen består i detta fall av en vid flytkroppen fäst rulle 29 på vilken en del av linan kan rullas upp. Regleranordningen kan även vara utformad på an- nat sätt och alternativt anordnas vid linans anslutning till rotorn eller någonstans mitt på linan. Med reglerorganet kan linans längd anpassas till olika tidvattenför- hållanden. Det kan också användas för att positionera flytkroppen strax under vat- tenytan. Då förbindelseorganet är av annat slag än en lina, t.ex. en wire, kedja, kätting eller ledade stänger används ett till respektive typ anpassat reglerorgan.

Fig. 9 illustrerar ett exempel där en flytkropp 3 är gemensam för två olika generatorer 6a, 6b. Linan 4 är förbunden med en horisontell stång 38 som genom linor 4a, 4b är förbunden med respektive generator 4a, 4b.

Fig. 10 illustrerar ett utföringsexempel där linan ärförsedd med en utväx- lingsanordning. I det visade exemplet består utväxlingsanordningen av en vid li- nans övre del 4d fäst kolv 30 anordnad att tätande kunna röra sig upp och ner i en vätskefylld behållare 32 och av en med linans nedre del 4c förbunden kolv 31 lika- ledes anordnad att kunna röra sig upp och ner i behållaren 32. Den med linan 4d förbundna kolven 30 och den med denna samverkande delen av behållaren 32 har större diameter än den med linan 4c förbundna kolven 31 och den med denna samverkande delen av behållaren 32. Behållarens läge är lämpllgtvis fixerat. Med denna anordning erhålles en relation mellan övre linans 4d vertikalrörelse och undre linans 4c vertikalrörelse som motsvarar areaförhållandet mellan kolvarna.

Utväxlingsanordningen kan alternativt utformas som ett länksystem, kuggväxel el- ler med hjälp av skruvar av olika stigning. Utväxlingsanordningen kan även utfor- mas så att inställning av utväxlingsförhållandet medges.

Fig. 11 illustrerar hur vridkroppen 10 ärförbunden med rotorn 17 via ett frihjul 28. Frihjulet 28 är anordnat att omvandla den oscillerande rotationsrörelsen hos vridkroppen 4 till en ensriktad rotationsrörelse hos rotorn 17.

I fig. 12 illustreras ett vågkraftverk med ett flertal generatorer 20a, 20b, 20c sammankopplade. Vid vardera generator är en likriktare anordnad och via 15 20 30 524- 400 13 kablar 39 anordnade på havsbottnen leds DC-strömmen till en station på land med en växelriktare 23, en transformator 24 och ett filter 41 varifrån elenergin levereras till ett distributions- eller transmissionsnät. Då en lindning av det slag som visas l flg. 6 används kan transformatorn utgå.

Claims (28)

1. 5 20 25 30 (51 FO -fš- 400 P ans 0200066-9 PATENTKRAV Vågkraftaggregat' för produktion av elenergi innefattande en flytkropp och en rote- rande elektrisk generator mekaniskt förbunden med flytkroppen kännetecknat av - att åtminstone generatorns stator är inkapslad i ett i havs/sjö-botten förankrat, vattentätt hus, - att mekaniskt rörelseöverföringsorgan är anordnat för överföring av vertikalrörelser hos flytkroppen till rotationsrörelser hos generatorns rotor, - att rotorn är förbunden med en vridkropp, vilken vridkopp är förbunden med rörelseöverföringsorganet, och - att rörelseöverföringsorganet (4) med sin övre ände är fäst vid flytkroppen (3) och med sin nedre ände vid vridkroppen (10) och att åtminstone den nedre delen av rörelseöverföringsorganet (4) utgörs av en upprullningsbar komponent, exempelvis en lina.

2. Vågkraftaggregat enligt patentkravet 1, kännetecknat av att även rotorn är inkapslad i huset.

3. Vågkraftaggregat enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat av att rotorn är belägen på utsidan av statorn.

4. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att vridkroppen är anordnad utanför huset.

5. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknat av att det innefattar en första utväxlingsanordning åstadkommande en utväxling mellan vridkroppens och rotorns rörelser.

6. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknat av att vridkroppen (10) och rotorn (17) är anordnade på en gemensam, i huvudsak hori- sontell axel (9). 20 25 30

7. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknat av att vridkroppen (10) har cirkulärt tvärsnitt och att rotorns (17) diameter är större än vridkroppen (10).

8. Vågkraftaggregat enligt patentkravet 3, kännetecknat av att rörelseöver- föringsorganet med sin övre ände är fäst vid flytkroppen och med sin nedre ände vid rotorn och att åtminstone den nedre delen av rörelseöverföringsorganet utgörs av en upprullningsbar komponent, exempelvis en lina.

9. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-8, kännetecknat av att det är försett med ett fjädringsorgan 15) anordnad att utöva en vridkraft på rotorn (10).

10. Vågkraftaggregat enligt patentkravet 9, kännetecknat av att fjädringsorga- nets fjäderkonstant är reglerbar.

11. huset (6, 8) innefattar en basplatta (8), vilken basplatta är anordnad att vila på Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-10, kännetecknat av att havs/sjö-bottnen (1).

12. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-11, kännetecknat av att rörelseöverföringsorganet har en längd som är reglerbar.

13. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-12, kännetecknat av att huset är fyllt med en vätska.

14. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-13, kännetecknat av att huset i huvudsak är av betong.

15. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-14, kännetecknat av att flytkroppen är förbunden med ett flertal generatorer. 15 20 25 30 524 400 ll»

16. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-15, kännetecknat av att statorlindningen är ansluten till en likriktare, vilken likriktare företrädesvis är anord- nad intill generatorn under vattenytan, företrädesvis inne i huset.

17. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-16, kännetecknat av att generatorn är anordnad att lämna en spänning av varierande frekvens.

18. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-17, kännetecknat av att rörelseöverföringsorganet innefattar en andra utväxlingsanordning anordnad att åstadkomma en utväxling av den vertikala rörelsen hos flytkroppen.

19. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-18, kännetecknat av att det innefattar ett frihjul anordnat att omvandla oscillerande rotationsrörelse till ens- riktad rotationsrörelse.

20. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-19, kännetecknat av att statorns lindning består av en kabel som innefattar en strömförande ledare (31), ett ledaren omslutande första halvledande skikt (32), ett det första halvledande skiktet (32) omslutande isolerande skikt (33) av fast isolation och ett det isolerande skiktet (33) omslutande andra halvledande skikt (34).

21. Vågkraftverk innefattande ett flertal Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-20, kännetecknat av att vardera vågkraftaggregats statorlindning via en likriktare (22) är ansluten till en växelriktare (23) som är gemensam för ett flertal Vågkraftaggregat, vilken växelriktare (23) är anordnad att leverera energi till ett elnät.

22. Vågkraftverk enligt patentkravet 21, kännetecknat av att ett filter och/eller en transformator är anordnad(e) efter växelriktaren.

23. Vågkraftverk enligt patentkravet 22, kännetecknat av att växelriktaren, filtret och/eller transformatorn är anordnad(e) på land. 20 25 5 2 ll 4 O 0 l l

24. vågkraftverk enligt något av patentkraven 21 -23, kännetecknat av att var- dera vågkraftaggregat är anslutet till växelriktaren via en på eller intill havs/sjö- botten anordnad ledning.

25. Användning av ett vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-20 eller ett vågkraftverk enligt något av patentkraven 21-24 för att generera elektrisk energi.

26. Förfarande för att generera elektrisk energi genom att förbinda en flyt- kropp mekaniskt med en roterande elektrisk generator, kännetecknat av att åtminstone generatorns stator inkapslas i ett hus som är vattentätt och att huset förankras i havs/sjö-botten, att mekaniskt rörelseöverföringsorgan anordnas för att överföra vertikalrörelser hos flytkroppen till rotationsrörelser hos generatorns rotor, att rotorn förbinds med en vridkropp, vilken vridkropp förbinds med rörelseöverfö- rlngsorganet, vilket rörelseöverföringsorgan med sin övre ände fästs vid flytkrop- pen och vid sin nedre ände vid vridkroppen, och att åtminstone den nedre delen av rörelseöverförlngsorganet utgörs av en upprullningsbar komponent, exempelvis en lina.

27. Förfarande enligt patentkravet 26, kännetecknat av att förfarandet utövas under utnyttjande av ett vägkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-20.

28. Förfarande enligt patentkravet 27, kännetecknat av att ett fjäderorgan med reglerbar fjäderkonstant anbringas att utöva en vridkraft på rotorn och att fjä- derorganet regleras så att resonans erhålles med den rörelse hos flytkroppen som beräknas uppträda största delen av tiden