SE532074C2 - Wave power - Google Patents
Wave powerInfo
- Publication number
- SE532074C2 SE532074C2 SE0800395A SE0800395A SE532074C2 SE 532074 C2 SE532074 C2 SE 532074C2 SE 0800395 A SE0800395 A SE 0800395A SE 0800395 A SE0800395 A SE 0800395A SE 532074 C2 SE532074 C2 SE 532074C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- generator
- drive shaft
- drum
- drive
- power plant
- Prior art date
Links
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 95
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 49
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 41
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 41
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 41
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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
- F03B13/1885—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 is tied to the rem
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/60—Motors or generators having rotating armatures and rotating excitation field
-
- 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)
- Power Engineering (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)
Description
2 Mekaniska transmissioner har allmänt högre verkningsgrad än hydrauliska. För att en meka- nisk transmission skall vara effektiv måste vågornas vertikalrörelse omvandlas till en rotationsrörel- se åt ett enda håll och varvtalet hos en elektrisk generator kopplad till transmissionen måste stabili- seras. Detta kan dock vara svårt att uppnå och leder ofla till komplicerade konstruktioner. 2 Mechanical transmissions generally have a higher efficiency than hydraulic ones. For a mechanical transmission to be efficient, the vertical movement of the waves must be converted into a rotational movement in a single direction and the speed of an electric generator connected to the transmission must be stabilized. However, this can be difficult to achieve and leads to complicated constructions.
I en anordning enligt ovan med drivstång, vajer eller kedja, som är fäst vid havsbottnen eller i en ramkonstruktion och som löper längs med eller över ett drivhjul lagrat i ett flöte kan detta pro- blern lösas på följande sätt. När flötet lyfts av en våg, skapas en drivkraft över drivhjulet. När vågen sedan faller, lösgörs en backspärr och drivhjulet dras tillbaka med hjälp av en motvikt. Drivningen sker då bara under vägens stigning och avstannar helt, när vågen sjunker, vilket inte är tillfredstäl- lande. Försök har gjorts med att vända rotationsriktningen, så att en av drivhjulet driven elektrisk generator drivs av motvikten i samma riktning även då vågen sjunker. Detta kan sägas vara en energiackumulering och kan öka utnyttjandegraden med 100 %. Att vända riktning för en mekanisk transmission två gånger per vågperiod är dock inte helt trivialt. Även om rotationsriktningen kan likriktas, följer dessutom rotationshastigheten vertikalrörelsens hastighet, vilket inte heller är till- fiedsställande. Detta ger en låg utnyttjandegrad och höga dämpningseffekter, eftersom generatorns massa hela tiden måste omväxlande accelereras och inbromsas. För att jämna ut drivkraften och varvtalet hos en generator med användning av en mekanisk transmission kan flera flöten samverka med en fasforskjutning mellan dem. Detta är dock mycket ineffektivt och kräver att flötena är jämnt fördelade över en vågperiod, vilket i praktiken inte kan åstadkommas.In a device as above with a drive rod, wire or chain, which is attached to the seabed or in a frame structure and which runs along or over a drive wheel stored in a fl island, this problem can be solved in the following way. When the drive is lifted by a scale, a driving force is created over the drive wheel. When the scale then falls, a backstop is released and the drive wheel is retracted using a counterweight. The driving then takes place only during the ascent of the road and stops completely when the wave sinks, which is not satisfactory. Attempts have been made to reverse the direction of rotation, so that an electric generator driven by the drive wheel is driven by the counterweight in the same direction even when the wave sinks. This can be said to be an energy accumulation and can increase the utilization rate by 100%. However, reversing the direction of a mechanical transmission twice per wave period is not entirely trivial. Although the direction of rotation can be rectified, the rotational speed also follows the speed of the vertical movement, which is also not satisfactory. This provides a low degree of utilization and high damping effects, since the mass of the generator must constantly be alternately accelerated and decelerated. To equalize the driving force and speed of a generator using a mechanical transmission, several floats can cooperate with a phase shift between them. However, this is very inefficient and requires that the ten fines are evenly distributed over a wave period, which in practice cannot be achieved.
Ett vågkraftverk av ovan beskrivet slag visas i den publicerade franska patentansökningen 2869368, som innefattar en flytande platta eller flöte. Över trissor på flötet löper linor, vilkas ena ände är fäst vid botten och andra ände uppbär en motvikt. Trissomas rotation överförs till generato- rer. Varvtal hos och effekt från generatom varierar med vågornas rörelser. Ett liknande vågkraftverk visas i U.S.-patentet 4242593, som driver ett hjul eller trissa i flötet endast när detta stiger. En växel finns för att växla upp hastigheten hos hjulet eller trissan i flötet for att vara lämpad för driv- ning av en generator. I U.S.-patentet 5,889,336 och den publicerade japanska patentansökningen 11-6472 visas ett liknande vågkraftverk med en kedja, som vid ena änden är fäst vid ett bottenfun- dament och vid sin andra ände har en motvikt. Kedjan passerar över ett kedjehjul i ett flöte. Kedje- hjulet är kopplat till en generator via en direktverkande transmission, som ser till att generatom all- tid roterar åt samma håll. Varvtalet är beroende av flötets rörelsehastighet i vertikalled.A wave power plant of the type described above is disclosed in published French patent application 2869368, which comprises a floating plate or island. Ropes on the fl bait run ropes, one end of which is attached to the bottom and the other end carries a counterweight. The rotation of the trissomas is transmitted to generators. The speed of and power from the generator varies with the movements of the waves. A similar wave power plant is shown in U.S. Pat. A gear is available to shift up the speed of the wheel or pulley in the for öt to be suitable for driving a generator. U.S. Patent 5,889,336 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-6472 disclose a similar wave power plant having a chain attached at one end to a bottom foundation and having a counterweight at its other end. The chain passes over a sprocket in a te desert. The sprocket is connected to a generator via a direct-acting transmission, which ensures that the generator always rotates in the same direction. The speed depends on the vertical speed of the island.
En vågkraftverksanläggriing av en något annorlunda typ visas i U.S.-patentet 4,24l,579. En drivaxel är höj- och sänkbart anbragt mellan vattenytan och bottnen. Ett antal flöten är via linor kopplade till motvikter och linorna passerar runt den gemensamma drivaxeln för drivning av denna endast när respektive flöte har en uppätgående rörelse. I den publicerade brittiska patentansökning- tili ål? 3 cn 2062113 visas en 'vågkraftverksanläggiiing med flera olika slag drivmekanismer, som var och en innefattar ett flöde och en motvikt/bottenfundament/ytterligare tlöte och som verkar på en gemen- sam drivaxel via envägskopplingar. I den publicerade fianska patentansökningen 2339071 används ett flöte, som är fast vid en ände av en kedja och via kedjan driver runt en drivaxel placerad ovanför vattenytan. Kedjans andra ände uppbär en motvikt, som också är placerad ovanför vattenytan.A wave power plant of a slightly different type is disclosed in U.S. Patent 4,241,579. A drive shaft is raised and lowered between the water surface and the bottom. A number of fl islands are connected via ropes to counterweights and the ropes pass around the common drive shaft for driving this only when each fl island has an upward movement. In the published British patent application- to eel? 3cn 2062113 shows a wave power plant with two different types of drive mechanisms, each of which comprises a flow and a counterweight / bottom foundation / additional tip and which acts on a common drive shaft via one-way couplings. Published patent application 2339071 uses a float which is fixed at one end of a chain and via the chain drifts around a drive shaft located above the water surface. The other end of the chain carries a counterweight, which is also located above the water surface.
Kopplingen till drivaxeln är av envägstyp och drivaxeln kan drivas av ett flertal tlöten med kedjor.The coupling to the drive shaft is of the one-way type and the drive shaft can be driven by a plurality of brackets with chains.
I den publicerade intemationella patentansökningen WO 2005/054668 visas ett vågkraftverk med ett flöte, som är förbundet med en ände av lina. Linans andra ände rullas upp mer eller mindre på en trurnma placerad vid havsbottnen. Trumman är kopplad till en returfjäder och en generator och driver generatorn både vid flötets höjning och sänkning. I vågkraftverket enligt den publicerade internationella patcntansökningen WO 03/058054 fimgerar tlötet som upprullningstrurmna for en lina, vilkens nedre ände är kopplad till ett bottenfundarnent. Inuti flötet finns en returfjäder, upp- växlingsmekanism och generator. Generatorn drivs både vid flötets höjning och sänkning.Published international patent application WO 2005/054668 discloses a wave power plant with a float which is connected to one end of a line. The other end of the line is rolled up more or less on a trurnma located at the seabed. The drum is connected to a return spring and a generator and drives the generator both when the seat is raised and lowered. In the wave power plant according to the published international patent application WO 03/058054, the solder acts as a winding drum for a line, the lower end of which is connected to a bottom fund. Inside the float is a return spring, upshift mechanism and generator. The generator is driven both by raising and lowering the fl öt.
REDoGÖRELsE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett syfte med uppfinningen att anvisa ett effektivt vågkrafiverk.DESCRIPTION OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide an effective wave power plant.
I ett vågkraftverk ackumuleras vattenvågors energi på något lämpligt sätt. Exempelvis kan ett ackumuleringslod användas, som är fast vid något avlångt organ, såsom en lina, vilket kan rullas upp på en ackumuleringstrumma. Ackumuleringstrumman kan vara lagrad vid ett flöte el- ler vid en ram placerad på eller fäst vid bottnen. Lodet är kopplat till en generator och lodets lägesenergi utnyttjas vid flötets sjunkande rörelse. Generatorn drivs vid flötets stigande rörelse via en drivaxel kopplad till ett annat avlångt organ, också här exempelvis en lina. Härigenom kan ett i huvudsak konstant vridmoment över generatorns rotor och stator åstadkommas och dänned en i huvudsak konstant relativ rotationshastighet fór rotor och stator.In a wave power plant, the energy of water waves accumulates in some suitable way. For example, an accumulation solder can be used which is fixed to some elongate member, such as a line, which can be rolled up on an accumulation drum. The accumulation drum can be stored at an fl öte or at a frame placed on or attached to the bottom. The weight of the solder is connected to a generator and the position energy of the solder is utilized during the descending movement of the island. The generator is driven by the rising movement of the via öt via a drive shaft connected to another elongate member, also here for example a rope. As a result, a substantially constant torque over the rotor and stator of the generator can be achieved and thus a substantially constant relative rotational speed for the rotor and stator.
Som energiackumulerande anordning kan alternativt en elastisk eller fjädrande anordning an- vändas i vilken alltså energi kan lägras som en spänning i en fjäder eller allmänt som elastisk energi. En sådan elastisk anordning kan innefatta ett gastryck i en behållare kopplad till en kombi- nerad kornpressor/pneumatisk motor.As an energy accumulating device, an elastic or resilient device can alternatively be used in which energy can thus be stored as a voltage in a spring or generally as elastic energy. Such an elastic device may comprise a gas pressure in a container connected to a combined grain press / pneumatic motor.
Den energiackumulerande anordningen är kopplad till drivaxeln för att vid endera av vattenytans uppåt- och nedåtgående rörelser ackumulera energi for drivning av drivaxeln vid den andra av vattenytans uppåt- och nedåtgående rörelser. Detta kan åstadkommas genom att drivax- eln är anordnad att kunna rotera endast i en enda riktning och är kopplad för att driva en forsta roterbar del i generatorn och genom att den energiackumulerande anordningen är ansluten till en andra roterbar del i generatorn. Den magnetiska kopplingen mellan generatorns delar över luft- gapet i generatorn ger då ett begränsat vridmoment motverkande drivaxelns rotation och kan litífïfl 4 driva generatorns delar att rotera i samma riktning i förhållande till varandra både när den första delen drivs av drivaxeln och i annat fall när den energiackumulerande anordningen i stället driver den andra delen.The energy accumulating device is coupled to the drive shaft to accumulate energy at either of the upward and downward movements of the water surface for driving the drive shaft at the other of the upward and downward movements of the water surface. This can be achieved in that the drive shaft is arranged to be able to rotate only in a single direction and is coupled to drive a first rotatable part in the generator and in that the energy accumulating device is connected to a second rotatable part in the generator. The magnetic coupling between the generator parts over the air gap in the generator then provides a limited torque counteracting the rotation of the drive shaft and the lithium filter 4 can drive the parts of the generator to rotate in the same direction relative to each other both when the first part is driven by the drive shaft and otherwise when the energy accumulating device instead drives the other part.
I ett sådant vågkraftverk kan med hjälp av en energilagrande anordning och lämpliga kopplingar vattenvågomas rörelseenergi utj ämnas på ett effektivt sätt.In such a wave power plant, with the aid of an energy storage device and suitable connections, the kinetic energy of the water waves can be equalized in an efficient manner.
Vågkraftverket kan ha ett eller flera av följande särdrag och fördelar: l. Ackumulering av energi enligt ovan kan jämna ut vattenvågornas energi och härigenom ge en hög utnyttjandegrad för generatom samtidigt som jänm elektrisk effekt kan alstras. 2. Förmåga att begränsa energiupptagnirig från vattenvågoina, så att full effekt kan bibehållas i stället för att anläggningen måste stängas av vid stora våghöjder. 3. Möjlighet att dimensionera vågkraftverket för en maximal kapacitet vid en optimal medelvåg- höjd. 4. En elektroniskt reglerad slirkoppling kan användas, som är anordnad att påverka upprullningen av en lina mellan ett bottenfundament och tlötet och som också gör det möjligt att reglera den kraft, vilken behövs för att bibehålla vågkraftverkets horisontella position. En sådan slirkoppling kan ersätta och förbättra funktionen hos en motvikt, här benämnd ackumuleringslod, som ofta används i liknande konstruktioner.The wave power plant may have one or more of the following features and advantages: l. Accumulation of energy as above can equalize the energy of the water waves and thereby provide a high degree of utilization for the generator while at the same time generating electrical power. 2. Ability to limit energy uptake from water waves, so that full power can be maintained instead of the plant having to be shut down at high wave heights. Possibility to dimension the wave power plant for a maximum capacity at an optimal average wave height. An electronically controlled slip clutch can be used, which is arranged to influence the winding of a line between a bottom foundation and the solder and which also makes it possible to regulate the force needed to maintain the horizontal position of the wave power plant. Such a slip clutch can replace and improve the function of a counterweight, herein referred to as an accumulation solder, which is often used in similar constructions.
. En drivtrumma mekaniskt kopplad till drivaxeln kan användas för att mer eller mindre linda upp det andra avlånga organet i form av en lina, alltefter vågornas rörelser. Drivtrurnman kan linda upp flera varv av linan. Mekaniska kopplingar kan finnas, så att om generatorn tillförs elektrisk energi utifrån och fungerar som elektrisk motor, kan drivtnnnman tvångsstyras för styrd upplindning av linan. Detta kan ge anläggningen egenskapen att den kan färdigmonteras i land och sedan bogseras till sin installationsplats. 6. Installation kan ske med minimal manuell insats. Det är i princip endast en elektrisk kabel som måste anslutas manuellt, vilket kan göras vid vattenytan från en båt. Ett bottenfundament fäst vid det andra avlånga organet och ackurnuleringslodct hakas fast vid flötet under transport till instal- lationsplatsen och de kan sedan lossas genom styrning av mekaniska kopplingar/spärranordning- BI. 7. Vågkraftverket kan enkelt utformas så att det är lämpat för olika installationsdjup.. A drive drum mechanically coupled to the drive shaft can be used to more or less wind up the second elongate member in the form of a rope, according to the movements of the waves. The drive pulley can wind up several turns of the line. Mechanical connections can be provided, so that if the generator is supplied with electrical energy from the outside and functions as an electric motor, the drive can be forcibly controlled for controlled winding of the line. This can give the plant the property that it can be pre-assembled ashore and then towed to its installation site. 6. Installation can be done with minimal manual effort. In principle, only an electrical cable must be connected manually, which can be done at the water surface from a boat. A bottom foundation is attached to the second elongate member and the accumulation solder is hooked to the float during transport to the installation site and they can then be loosened by controlling mechanical couplings / locking device-BI. 7. The wave power plant can easily be designed so that it is suitable for different installation depths.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas som ett ej begränsande utforingsexempel med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: - Fig. l är en schernatisk bild av en vågkraftsanläggning innefattande fyra separata vågkraftverk, - Fig. 2a är en sidovy av ett vågkraftverk med ackumuleringslod, - Pig. 2b är en vy framifrån av vågkraftverket enligt fig. 2a, - Pig. 3a är en vy framifrån av en enhet innefattande upplindningstrummor, drivaxel och genera- tor i vågkraftverket enligt tig. 2a, - Pig. 3b är en vy liknande frg. 3a i vilken en generators del schematiskt visas och i vilken en spi- ralf] äder används som energilagringsanordning, - Pig. 3c är en vy framifrån av upplindiiingstrurnmor med speciellt utformade upprullningsytor, - Pig. 4 är en vy framifrån av vågkraftverket enligt fig. 2a med speciellt utformad elektrisk anslutning, - Fig. 5 är en detaljvy av en drivtrumma och dess invid axeln belägna kopplingar, - Pig. 6 är en detaljvy av en mekanisk koppling mellan en drivtrumma och en ackumulerings- trumma, - Pig. 7 är en vy framifrån av ett altemativt utformat vågkrafiverk med ackumuleringslod, - Pig. 8 är en vy framifrån av ytterligare ett alternativt utformat vågkraftverk med ackumule- ringslod, - Pig. 9 är en framifrån av ett vågkraftverk med ackumuleringsanordning i form av ett elastiskt organ, - Pig. 10 är en schematisk vy framifrån av ett vågkraftverk med energiackumulering och retur- drivning.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described as a non-limiting exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which: - Fig. 1 is a schematic view of a wave power plant comprising four separate wave power plants, - Fig. 2a is a side view of a wave power plant with accumulation solder, - Pig. 2b is a front view of the wave power plant according to fi g. 2a, - Pig. 3a is a front view of a unit comprising winding drums, drive shaft and generator in the wave power plant according to fig. 2a, - Pig. 3b is a view similar to frg. 3a in which the part of a generator is schematically shown and in which a spiral spring is used as an energy storage device, - Fig. 3c is a front view of the winding window with specially designed winding surfaces, - Pig. 4 is a front view of the wave power plant according to fi g. Fig. 2a with specially designed electrical connection, - Fig. 5 is a detail view of a drive drum and its couplings located next to the shaft, - Fig. 6 is a detail view of a mechanical coupling between a drive drum and an accumulation drum, - Pig. 7 is a front view of an alternatively designed wave plant with accumulation solder, - Pig. 8 is a front view of another alternatively designed wave power plant with accumulation weight, - Pig. 9 is a front view of a wave power plant with accumulation device in the form of an elastic member, - Fig. 10 is a schematic front view of a wave power plant with energy accumulation and return drive.
DETALIERAD BESKRIVNING l fig. 1 visas en vågkraftsariläggiiing för utvinning av energi ur vågomas rörelse vid en vattenyta, t ex ur havsvattnets rörelser. Den innefattar ett eller flera vågkraitverk 1, som vart och ett innefattar ett flöte 3, vilket flyter vid vattenytan och följer vågomas rörelse. Därigenom kan en drivkraft skapas i förhållande till bottnen, såsom till en vid bottnen fast anbragt del, exempelvis ett bottenfundament 5, som kan ha så stor massa att det ligger fast på bottnen. Om så erfordras, kan givetvis bottenfundarnentet på något sätt vara fäst vid bottnen och kan då utgöras av ett en- kelt fäste med liten massa, ej visat. Såsom bättre ses i frg. 2a och 2b är flötet 3 och bottenfunda- mentet - alternativt bottenfästet - förbundna med varandra av en lina 7, exempelvis en stålwire. I det visade utförandet är linan vid sin ena ände fäst vid fundamentet 5 och vid sin motsatta ände är den fast vid ett drivpaket 2 och upprullad kring en i drivpaketet ingående första trumma, en diivtrumrna 9, vilken är roterbar kring en drivaxel 11. Drivaxeln är på läinpligt sätt lagrad vid flötet 3. Såsom visas i figuren kan flötet vid sin undersida innefatta nedåt utskjutande stag 13, vilka kan sägas bilda en ram och vid vilka axeln 11 är lagrad, exempelvis vid sina ändar. På ax- eln finns i den i dessa figurer visade utföringsforrnen också en andra trumma, en ackumulerings- trumma 15, på vilken en lina 17 är delvis upprullad vid sin övre ände. Linan 17 uppbär vid nedre ii llfiflš 6 ände ett ackurnuleringslod 19. Den eylindriska yta hos ackumuleringstrumman, på vilken linan för ackumuleringslodet upprullas, har i det visade utförandet större diameter än den cylindriska yta hos drivtrumman 9, på vilken linan 7 från bottenfundamentet 5 upprullas. Den först nämnda diametem kan vara väsentligt större än den sist nämnda, såsom att förhållandet mellan diamet- rama ligger inom området 3:1 till 2:1.DETAILED DESCRIPTION Fig. 1 shows a wave power plant for extracting energy from the motion of the waves at a water surface, for example from the movements of the seawater. It comprises one or more wave crayons 1, each of which comprises an island 3, which floats at the water surface and follows the movement of the waves. Thereby a driving force can be created in relation to the bottom, such as to a part fixedly attached to the bottom, for example a bottom foundation 5, which can have such a large mass that it is fixed to the bottom. If required, the bottom foundation can of course be attached to the bottom in some way and can then consist of a simple attachment with a small mass, not shown. As better seen in frg. 2a and 2b, the float 3 and the bottom foundation - alternatively the bottom bracket - are connected to each other by a rope 7, for example a steel wire. In the embodiment shown, the line is attached to the foundation 5 at one end and at its opposite end it is fixed to a drive package 2 and wound around a first drum included in the drive package, a diving drum 9, which is rotatable about a drive shaft 11. The drive shaft is As shown in the figure, the float at its underside may comprise downwardly projecting struts 13, which can be said to form a frame and at which the shaft 11 is mounted, for example at its ends. On the shaft, in the embodiment shown in these figures, there is also a second drum, an accumulation drum 15, on which a line 17 is partially wound up at its upper end. The line 17 carries at the lower end of the accumulator solder 19. The cylindrical surface of the accumulation drum, on which the line for the accumulation solder is wound, has in the embodiment shown larger diameter than the cylindrical surface of the drive drum 9, on which the line 7 from the bottom foundation 5 is wound. The first-mentioned diameter can be substantially larger than the last-mentioned, such that the ratio between the diameters is in the range 3: 1 to 2: 1.
Vid vågornas rörelse varierar avståndet mellan tlöte 3 och bottenfundament/bottenfäste 5.During the movement of the waves, the distance between the tip 3 and the bottom foundation / bottom bracket 5 varies.
Drivtrumman 9 vrids på grund av kopplingen genom den drivande linan 7 runt i en första rikt- ning, när vattenytan vid flötet höjs. För att kunna vrida drivtrumman tillbaka i en andra, motsatt riktning, när vattenytan vid flötet 3 sänks, erfordras en returrnekanism av något slag såsom skall beskrivas nedan. Drivtrumman 9 vrider i sin tur drivaxeln 11, som är kopplad till en generator 21. Kopplingen mellan drivaxeln och generatorn kan vara fast eller också kan den såsom visas innefatta en mekanisk växel 23, vilken har ett ñxt kuggförhållande eller uppväxlingsförhållande och vilken växlar upp drivaxelns varvtal till ett varvtal som passar för drivning av generatom.Due to the coupling, the drive drum 9 is rotated through the driving line 7 in a first direction, when the water surface at the fl is raised. In order to be able to turn the drive drum back in a second, opposite direction, when the water surface at the island 3 is lowered, a return mechanism of some kind as required will be described below. The drive drum 9 in turn rotates the drive shaft 11, which is coupled to a generator 21. The coupling between the drive shaft and the generator may or may not, as shown, comprise a mechanical gear 23, which has a gear ratio or gear ratio and which shifts up the drive shaft speed. to a speed suitable for driving the generator.
Härigenom drivs den ena av generatorns 21 i förhållande till varandra roterbara delar, här för en- kelhets skull benämnda rotor och stator, t ex en inre generatorrotor 2l', jämför fig. 3b, att rotera i den första riktningen. Den andra roterbara delen hos generatom, tex en yttre stator 21", är fast förbunden med ackumuleringstrumman 15.Hereby one of the rotor parts of the generator 21 is rotatable relative to each other, here for the sake of simplicity referred to as the rotor and stator, for example an internal generator rotor 21 ', cf. fi g. 3b, to rotate in the first direction. The second rotatable part of the generator, for example an external stator 21 ", is fixedly connected to the accumulation drum 15.
Aekumuleringstrumman 15 ger på grund av ackumuleringslodet 19 en konstant motkraft eller ett konstant motverkande vridmoment på drivaxeln 11, genom kopplingen mellan genera- torns stator och rotor, då drivaxeln vrids i en första rotationsriktning under flödets 3 stigning. Då vridmomentet härrörande från drivtrumman 9 överskrider det motverkande vridmomentet, som härrör från den magnetiska kopplingen mellan rotor 21' och stator 21" i generatorn 21, vid dessa delars rotation i förhållande till varandra, rullas mer av linan 17 för ackumuleringslodet 19 upp på ackumulatortrumman 15 och den överskottsenergi, som detta större vridmoment motsvarar, ackumuleras sålunda genom att ackumuleringslodet hissas upp. När flötet 3 sedan börjar att höjas med allt lägre hastighet för att därefter sjunka vid vattenytans sänkning, minskar också drivax- elns 11 och motsvarande generatordels 21' rotationshastighet i den första rotationsriktningen och då minskar den magnetiska kopplingen över luñgapet i generatorn, vilket får till resultat att ac- kumulatorlodet 19 omedelbart börjar att falla för att därigenom återställa storleken hos den mag- netiska kopplingen över lufigapet i generatorn 21. Den i ackumuleringslodet ackumulerade lä- gesenergin fortsätter alltså att driva generatom 21 även i detta skede.Due to the accumulation solder 19, the accumulation drum 15 provides a constant counterforce or a constant counteracting torque on the drive shaft 11, through the coupling between the stator of the generator and the rotor, when the drive shaft is rotated in a first direction of rotation during the ascent of 3. As the torque originating from the drive drum 9 exceeds the counteracting torque resulting from the magnetic coupling between rotor 21 'and stator 21 "in generator 21, upon rotation of these parts relative to each other, more of the line 17 for the accumulation solder 19 is rolled up on the accumulator drum 15. and the excess energy corresponding to this greater torque is thus accumulated by hoisting the accumulating solder.When the surface 3 then begins to rise at an ever lower speed and then decreases at the lowering of the water surface, the rotational speed of the drive shaft 11 and the corresponding generator part 21 'also decreases. the first direction of rotation and then the magnetic coupling across the lug gap in the generator decreases, with the result that the accumulator weight 19 immediately begins to fall, thereby restoring the magnitude of the magnetic coupling across the lug gap in the generator 21. The charge accumulated in the accumulation solder the gene energy thus continues to drive genes atom 21 also at this stage.
Såsom nämnts ovan, absorberas vågenergin genom den dragkraft som uppstår mellan flöte 3 och bottenfundament 5 eller bottenfáste under vågens stigning. Flötet följ er med i vägens rörel- ser och flyttar därvid den axel, som drivtrumman 11 sitter på uppåt i förhållande till bottenfun- Üïiffê 7 damentet. En rotationsrörelse uppstår som driver transmissionen. Vägens vertikalrörelse om- vandlas till en rotationsrörelsc, vilken hastighet sedan växlas upp för att passa for drivning av ge- neratorn 21. Det är hastigheten hos vägens vertikalrörelse som avgör hur mycket energi som kan utvinnas. Ju större våg desto snabbare vertikalrörelse och desto mer energi kan absorberas. Till skillnad från energin i vågen ökar inte vertikalrörelsens hastighet med kvadraten av våghöjden utan följer ett mer linjärt mönster. En halv meter hög våg har en snittrörelse på ca 0,3 m! s, en sex meter hög våg ger ca l m/s och en 12 meter hög våg ca 1,4 rn/s. Men ju högre vågen är desto mindre påverkan får flötets 3 dämpande effekt, vilket gör att flötets vertíkalrörelse och drivkraft ökar snabbt, då våghöjden stiger från en låg nivå för att plana ut mot det linjära mönstret ju högre vågen blir.As mentioned above, the wave energy is absorbed by the tensile force that arises between fl öte 3 and the bottom foundation 5 or bottom attachment during the rise of the wave. The float follows you in the movements of the road and thereby moves the axis on which the drive drum 11 sits upwards in relation to the bottom foundation Üïiffê 7 dament. A rotational movement occurs which drives the transmission. The vertical movement of the road is converted into a rotational movement, which speed is then shifted up to suit the drive of the generator 21. It is the speed of the vertical movement of the road that determines how much energy can be recovered. The larger the wave, the faster the vertical movement and the more energy can be absorbed. Unlike the energy in the wave, the speed of the vertical movement does not increase with the square of the wave height but follows a more linear pattern. A half meter high wave has an average movement of about 0.3 m! s, a six meter high wave gives about l m / s and a 12 meter high wave about 1.4 rn / s. But the higher the wave, the less impact the 3 damping effect of the float has, which means that the float's vertical movement and driving force increases rapidly, as the wave height rises from a low level to flatten out towards the linear pattern the higher the wave.
En frihjulsmekarrism eller backspärr 51, se fig. 5, för drivaxelns 11 koppling till drivtrum- man 9 kan finnas. Backspärren kan vara utfonnad som ett envägslagcr, vilket är anbragt runt drivaxeln. Då flötct 3 stiger, vrids drivtrumman och drivaxeln såsom ovan i den första rotations- riktningen genom att drivtrumman med hjälp av backspärren 51 hakar fast i drivaxeln. Då flötet sjunker, släpper denna backspärr och drivtrumman 9 kan rotera tillbaka, i den andra rotations- riktningen, för att rulla upp linan 7, såsom skall beskrivas nedan, medan drivaxeln ll spärras mot rotation i den andra rotationsriktningen av en annan backspärr 53, som verkar mellan drivaxeln och staget 13. Denna andra backspärr kan vara anordnad vid eller i lagringen 54 för drivaxeln 11 i staget. På så vis vrids drivaxeln alltid i den första rotationsriktningen varje gång som flötet 3 stiger och den kan aldrig vridas i den motsatta andra rotationsriktningen.A freewheel mechanism or reverse lock 51, see fi g. 5, for the coupling of the drive shaft 11 to the drive drum 9 may be present. The backstop can be designed as a one-way bearing, which is arranged around the drive shaft. When fl ötct 3 rises, the drive drum and the drive shaft are rotated as above in the first direction of rotation by the drive drum hooking into the drive shaft by means of the reverse lock 51. As the float drops, this backstop releases and the drive drum 9 can rotate back, in the second direction of rotation, to roll up the line 7, as will be described below, while the drive shaft 11 is locked against rotation in the other direction of rotation by another backstop 53, which acts between the drive shaft and the strut 13. This second backstop can be arranged at or in the bearing 54 for the drive shaft 11 in the strut. In this way, the drive shaft is always rotated in the first direction of rotation each time the 3 blade 3 rises and it can never be rotated in the opposite second direction of rotation.
Om så önskas, kan drivpaketet 2 vara utformat, så att drivtruinmans 9 drivning av drivax- eln 11 valbart kan kopplas bort även vid rotation i den första rotationsriktningen. Detta kan åstadkommas genom att den första backspärren 51 kan vara styrbar eller med fördel med hjälp av en forsta slirkoppling 55, såsom skall beskrivas nedan. Drivningen av drivaxeln 11 kan då kopp- las bort, när ackurnuleringstruminan 15 når sin maximala ackumuleringsnivâ, dvs när ackumule- ringslodet 19 har dragits upp så långt, att det är beläget nära ackumuleringstrumman. Denna bortkoppling av drivningen av drivaxeln upphör sedan, när flötet 3 åter stiger, så att drivtrurnman 9 då på nytt vrider drivaxeln ll. Vâgkraftverkets 1 upptagande av vågenergi begränsas härige- nom och överbelastning av transmission och generator 21 kan förhindras, när medelvåghöjden överskrider den nivå, vid vilken vågkraftverket når maximal kapacitet och inte klarar högre vridmoment över generatorn 21. Trots att energiupptagningen häri genom kan vara tillfälligt bort- kopplad, finns maximalt vridmoment fortfarande kvar över generatorn så länge ackumulerings- lodets 19 lagrade lägesenergi kan utnyttjas. Belastning av generator 21 och transmissionssteg 23 kan härigenom begränsas samtidigt som maximal effekt kan bibehållas så fort tillräcklig medel- våghöjd uppnås.If desired, the drive package 2 can be designed so that the drive of the drive shaft 9 of the drive shaft 11 can optionally be disconnected even when rotating in the first direction of rotation. This can be achieved in that the first backstop 51 can be controllable or advantageously by means of a first slip clutch 55, as will be described below. The drive of the drive shaft 11 can then be switched off when the accumulation drum 15 reaches its maximum accumulation level, ie when the accumulation weight 19 has been pulled up so far that it is located close to the accumulation drum. This disconnection of the drive of the drive shaft then ceases when the drive 3 rises again, so that the drive pulley 9 then rotates the drive shaft 11 again. The uptake of wave energy by the wave power plant 1 is thereby limited and overloading of transmission and generator 21 can be prevented when the average wave height exceeds the level at which the wave power plant reaches maximum capacity and cannot handle higher torque over the generator 21. Although the energy uptake can be temporarily removed. connected, the maximum torque still remains over the generator as long as the stored position energy of the accumulating solder 19 can be utilized. Load of generator 21 and transmission stage 23 can thereby be limited while maximum power can be maintained as soon as sufficient average wave height is reached.
Den första slirkopplingen 55 kan vara anbragt mellan envägslagret/den första backspärren 51 och drivtrumman 9, såsom scheinatiskt visas i fig. 5. Det av slirkopplingen överförda vrid- momentet mellan drivtrumma och drivaxel 11 kan vara styrbart i enlighet med någon lämplig elektrisk signal och på så sätt kan den maximala energiabsorptionsnivån i systemet ställas in.The first slip clutch 55 may be located between the one-way bearing / first backstop 51 and the drive drum 9, as schematically shown in fi g. The torque transmitted by the slip clutch between the drive drum and the drive shaft 11 can be controllable in accordance with any suitable electrical signal and in this way the maximum energy absorption level in the system can be set.
Vågkraftverket och särskilt drivpaketet 2 kan därigenom skyddas mot stötbelastningar, som kan uppstå på grund av att ackumuleringslodet 19 dras upp till stagen 13 eller då en våg bryter eller flera vågor kolliderar precis vid vågkraftverket 1.The wave power plant and in particular the drive package 2 can thereby be protected against shock loads, which can arise due to the accumulation weight 19 being pulled up to the struts 13 or when a wave breaks or several waves collide right at the wave power plant 1.
Rotationen av drivtrumman 9 och rotationen av ackumuleringstrumman 15 kan också vara mekaniskt hopkopplade förutom med hjälp av den magnetiska kopplingen genom generatorn 21.The rotation of the drive drum 9 and the rotation of the accumulation drum 15 can also be mechanically interconnected except by means of the magnetic coupling through the generator 21.
Detta kan åstadkommas med hjälp av en andra slirkoppling 25, se fig. 6, som används för att reglera hur stort vridmoment som skall överföras från ackumuleringstnnnman till drivtrumman.This can be accomplished by means of a second slip clutch 25, see Fig. 6, which is used to control how much torque is to be transmitted from the accumulator to the drive drum.
Storleken hos detta vridmoment kan också vara ställbart och styrbart. Detta vridmoment kan an- vändas för att vrida tillbaka drivtrumman 9 och därmed spänna linan 7 till bottenfundamentet 5, medan flötet 3 sjunker. Vridmomentet kan också utnyttjas för att inte vågkrafiverket 1 skall driva iväg alltför långt bort från sitt bottenfaste på grund av strömmar och vind vid vattenytan. Den andra slirkopplingen skall i vilket fall som helst vara helt frikopplad, dvs den får inte överföra något som helst vridmoment, under flötets 3 stigande rörelse och dess överförda vridmoment un* der flötets sjunkande rörelse kan lämpligen anpassas kontinuerligt för att inte ta mer energi än nödvändigt från den i ackumulatorlodet 19 lagrade lägesenergin för att i tillräckligt hög grad spänna linan 7.The magnitude of this torque can also be adjustable and controllable. This torque can be used to turn back the drive drum 9 and thereby tension the line 7 to the bottom foundation 5, while the float 3 sinks. The torque can also be used so that the undulating unit 1 does not drift too far away from its bottom bracket due to currents and wind at the water surface. The second slip clutch must in any case be completely disengaged, ie it must not transmit any torque, during the ascending movement of the fl 3 and its transmitted torque during the descending motion of the kan can be suitably adjusted continuously so as not to take more energy than necessary from the position energy stored in the accumulator solder 19 to tension the line 7 to a sufficient degree.
Den andra slirkopplingen 25 kan såsom visas vara anbragt i det stag 13, i vilket drivaxeln 11 är lagrad. Kuggdrev 27, 29 löper mot kanterna 31, 33 på trummorna, som då kan vara tanda- de. Kuggdreven är kopplade till slirkopplingens 25 ingångs- och utgångsaxlar och ettdera av dre- ven kan, om så skulle erfordras, vara anslutet via en mekanisk växel, ej visad, med anpassad ut- växling för att rotationshastigheten hos drivtrumman 9 skall vara tillräcklig för att rulla upp linan 7, när flötet 3 sjunker som snabbast. I det visade utförandet är kuggdreven 27, 29 dock koaxiellt lagrade och är direkt kopplade till slirkopplingens 25 två kopplingsskivor 57, som trycks mot varandra med styrbar kraft, så att när så erfordras ett vridmoment av önskad storlek kan överföras mellan ackumuleringstrumma 15 och drivtrumma 9.The second slip clutch 25 can, as shown, be arranged in the strut 13, in which the drive shaft 11 is mounted. Gears 27, 29 run towards the edges 31, 33 of the drums, which can then be toothed. The gears are coupled to the input and output shafts of the slip clutch 25 and either of the gears may, if required, be connected via a mechanical gear, not shown, with adapted gear so that the rotational speed of the drive drum 9 is sufficient to roll up the line 7, when the float 3 sinks the fastest. In the embodiment shown, however, the gears 27, 29 are coaxially mounted and are directly connected to the two clutch discs 57 of the slip clutch 25, which are pressed against each other with controllable force, so that when required a torque of desired size can be transmitted between accumulation drum 15 and drive drum 9.
Den växel 23, som kopplar drivaxeln ll till generatom 21, kan ge en uppväxling av rotationshastigheten, vilket kan krävas särskilt i det fall att drivtrumma och ackumuleringstrum- ma inte har så skilda yttre diametrar att de ger en tilläcklig uppväxling för att uppnå en bestående ackumulering av energi och/eller för att driva generatom 21 _ Växeln kan vidare allmänt vara en üíiifš 9 variabel växel och den kan då exempelvis såsom visas som ett ingångssteg innefatta en planet- växel 35. Denna planetväxels utgående axel, ej visad, är då kopplad till ingårigsaxeln, ej visad, hos en variabel växel 37 (CVT), vilkens utgångsaxel, ej visad, är kopplad till den första av gene- ratorns delar, såsom dess rotor 2l'. Generatorns 21 andra del, såsom dess stator 21", och höljet hos dessa växlar är styvt förbundna med varandra och kan rotera fritt som en enhet runt drivaxeln ll. Utvåxlingsfaktorn mellan drivaxeln och generatorns första del ges i detta fall av produkten av utväxlingen hos planetväxeln 35 och utväxlingen hos den variabla växeln 37.The gear 23, which connects the drive shaft 11 to the generator 21, can provide an upshift of the rotational speed, which may be required especially in the case that the drive drum and the accumulation drum do not have such different outer diameters that they provide a sufficient upshift to achieve a permanent accumulation. of energy and / or to drive the generator 21. The gear may further generally be a variable gear 9 and it may then, for example, as shown as an input stage, comprise a planetary gear 35. The output shaft of this planetary gear, not shown, is then connected to the input shaft, not shown, of a variable gear 37 (CVT), the output shaft of which, not shown, is connected to the first of the generator parts, such as its rotor 21 '. The second part of the generator 21, such as its stator 21 ", and the housing of these gears are rigidly connected to each other and can rotate freely as a unit around the drive shaft 11. The gearing factor between the drive shaft and the first part of the generator is given in this case by the product of the gear and the gear ratio of the variable gear 37.
Den elektriska effekten avgiven av en elektrisk generator beror direkt av generatorns varv- tal. För att uppnå höga varvtal krävs dock hög uppväxling, som kan ge förluster, och i allmänhet höga ingående vridmoment. En planetväxel 35 enligt ovan ger stor fast utväxling, kan klara höga ingående vridmoment och har god verkningsgrad. Det variabla utväxlingssteget i växeln 37 kan användas för att anpassa generatorns varvtal enligt den aktuella medelvåghöjden. En sådan varia- bel växel kan t ex vara en steglöst variabel mekanisk växellåda eller en hydraulisk växellåda.The electric power emitted by an electric generator depends directly on the speed of the generator. However, high speeds are required to achieve high speeds, which can result in losses, and generally high input torques. A planetary gear 35 as above gives a large fixed gear ratio, can handle high input torques and has good efficiency. The variable gear stage in gear 37 can be used to adjust the speed of the generator according to the current average wave height. Such a variable gear can be, for example, a steplessly variable mechanical gearbox or a hydraulic gearbox.
Drivpaketet 2 kan alternativt utföras med annan ackumulering av energin i vattenytans höj- ning, exempelvis som elastiskt lagrad energi. Något ackumuleringslod erfordras då inte utan kan tex vara ersatt en fjäder, typiskt en spiraltjäder 71, se fig. 3b. En sådan spiralfiäder har då sin inre ände fast vid staget 13 medan dcss yttre ände är fäst vid höljet till växeln 23 och därmed kopplad till generatorn 21, till dennas andra del. Energi kan också lagras som ett gastryck såsom skall beskrivas nedan.The drive package 2 can alternatively be made with another accumulation of the energy in the elevation of the water surface, for example as elastically stored energy. No accumulation solder is then required but can, for example, be replaced by a spring, typically a spiral spring 71, see fi g. 3b. Such a spiral spring then has its inner end fixed to the strut 13, while its outer end is attached to the housing of the gear 23 and thus connected to the generator 21, to the other part thereof. Energy can also be stored as a gas pressure as will be described below.
I det i fig. Zb och 3a visade utförandet finns två ackumuleringstrummor 15 och därtill hö- rande växelenheter 23 och generatorer 21 kopplade till drivaxeln 11. En ackumuleringstrumma är sålunda kopplad till drivaxelns vardera ände, dvs drivaxeln är anbragt mellan de två ackumule- ringstrummorna och det år drivaxeln som är lagrad i staget eller ramen 13. Staget innefattar två från flötets undersida nedåt utskjutande stagdelar, som var och en innefattar ett lager 54 med backspärr 53 för drivaxeln 11. En sådan uppbyggnad ger en symmetrisk viktsbelastning och även en mer symmetrisk belastning på grund av strömningar i vattnet jämfört med fallet att endast en ackumulatortrumma med tillhörande generator används, som är kopplad till drivaxelns ll ena ände.In the embodiment shown in Figs. Zb and 3a, two accumulation drums 15 and associated gear units 23 and generators 21 are connected to the drive shaft 11. An accumulation drum is thus connected to each end of the drive shaft, i.e. the drive shaft is arranged between the two accumulation drums and it is the drive shaft which is mounted in the strut or frame 13. The strut comprises two strut parts projecting downwards from the underside of the fl, each of which comprises a bearing 54 with backstop 53 for the drive shaft 11. Such a structure provides a symmetrical weight load and also a more symmetrical load. due to currents in the water compared to the case where only one accumulator drum with associated generator is used, which is connected to one end of the drive shaft 11.
Flötet 3 kommer vid vågornas rörelse förutom att röra sig vertikalt också hela tiden ändra sin vinkelorientering omkring ett helt horisontellt läge, som intas vid helt lugn sjö. Drivaxeln ll vickar då också hela tiden i sidled, vilket kan få fundamentets och ackumuleringslodets linor 7, 19 att kasa och skava mot varandra på drivtrumman 9 och ackumuleringstrummari/-trummorna . En spårningsmekanism kan då användas, som ser till att resp. linor upprullas på ett regelbun- det sätt. En möjlighet är att anvånda skruvspår 39, 41 på trummornas 9, 15 cylindriska upprull- l0 ningsytor, se fig. 30. När två ackumuleringstrummor används, kan riktningama för skruvspåren vara motsatta, dvs det ena skruvspåret har högerskruvsriktning medan det andra har vänster- skruvsriktning, för att i någon mån bibehålla symmetrisk belastning på vâgkraftverket l på grund av dragkraften härrörande från ackumuleringsloden 19.In addition to moving vertically, the float 3 will also constantly change its angular orientation around a completely horizontal position, which is assumed at a completely calm sea. The drive shaft 11 then also oscillates laterally at all times, which can cause the lines 7, 19 of the foundation and the accumulation solder to fall and rub against each other on the drive drum 9 and the accumulation drums / drums. A tracking mechanism can then be used, which ensures that resp. ropes are wound up in a regular way. One possibility is to use screw grooves 39, 41 on the cylindrical winding surfaces of the drums 9, 15, see Fig. 30. When two accumulation drums are used, the directions of the screw grooves may be opposite, ie one screw groove has a right screw direction while the other has a left screw direction. , in order to maintain to some extent symmetrical load on the wave power plant 1 due to the traction force originating from the accumulation solder 19.
Om endast en lina 7 mellan drivtrumma 9 och bottenfundamerit 5 används, förflyttas i axi- ell led den punkt, där kraften från denna lina påverkar drivtrumman, när linan mer eller mindre rullas upp och rullas ut. För att få en mer symmetrisk belastning i fallet med två ackumulerings- trummor kan linan 7' då vid sina båda ändar vara mer eller mindre upprullad på drivtrumman och då löpa i skruvspår 39 med motsatt skruvriktning på denna. Linans mellandel passerar ned till fundamentet 5, där den löper runt en trissa, ej visad, lagrad vid fiindarnentets överdel.If only one line 7 between the drive drum 9 and the bottom fundamer 5 is used, the point where the force from this line affects the drive drum moves in the axial direction, when the line is more or less rolled up and rolled out. In order to obtain a more symmetrical load in the case of two accumulating drums, the line 7 'can then at its two ends be more or less wound on the drive drum and then run in screw grooves 39 with the opposite screw direction thereon. The middle part of the rope passes down to the foundation 5, where it runs around a pulley, not shown, stored at the upper part of the arn indarnent.
Flötet 3 kan allmänt ha formen av en platta, som kan vara avlång. En sådan avlång platta kan då på lämpligt sätt förläggas, så att den mestadels har sin längsida mot vågriktningen. Flötets bredd kan anpassas till medelvåglängden hos vågorna vid havsytan, så att flötet har större bredd vid större medelvåglängd. Olika metoder kan användas för att stabilisera flötets position i för- hållande till vågriktiringen. Vattenpartiklarnas roterande rörelse genom vågorna i kombination med dragkraften mot centrum ovan fundamentet kan utnyttjas genom att anbringa fenor, ej visa- de, på flötets undersida. Vidare kan flötets form anpassas. Drivaxeln ll kan i stället för att vara placerad centralt under plattan, parallellt med plattans längdriktning, vara förskjuten något i rikt- ning mot vågriktningen.The float 3 may generally be in the form of a plate, which may be elongate. Such an elongate plate can then be placed in a suitable manner, so that it mostly has its longitudinal side facing the wave direction. The width of the float can be adapted to the average wavelength of the waves at sea level, so that the float has a larger width at a larger average wavelength. Various methods can be used to stabilize the position of the float in relation to the wave direction. The rotating movement of the water particles through the waves in combination with the traction force towards the center above the foundation can be utilized by placing fins, not shown, on the underside of the float. Furthermore, the shape of the kan can be adapted. Instead of being located centrally below the plate, parallel to the longitudinal direction of the plate, the drive shaft 11 may be displaced slightly in the direction of the wave direction.
Vågkraftverkets l funktion styrs med fördel av ett datoriserat styrsystem, ej visat, som speciellt reglerar utväxlingen i den variabla växeln/de variabla växlama 35, när denna finns an- ordnad/dessa finns anordnade, reglerar slirkopplingens 25 överförda vridmoment och styr spärr- rnekanismema för drivtrumman 9 och ackumuleringstrumman/-truinmoma 15 samt drivtrum- mans fiikopplingsmekanism 55 mot drivaxeln l l. Styrsystemet försörjs med energi från ett batte- ri, ej visat, som laddas upp kontinuerligt av generatorn 21, Styrsystemet övervakar vågkrafiverkets funktion med hjälp av sensorer, ej visade, särskilt olika rotationsvinklar/-hastigheter hos de roterbara delarna och generatorns 21 avgivna elektriska effekt.The function of the wave power plant 1 is advantageously controlled by a computerized control system, not shown, which specifically regulates the gear ratio in the variable gear (s) 35, when this is arranged / these are arranged, regulates the transmitted torque of the slip clutch 25 and controls the locking mechanisms for the drive drum 9 and the accumulation drum (s) 15 as well as the drive drum's coupling mechanism 55 to the drive shaft l l. The control system is supplied with energy from a battery, not shown, which is continuously charged by the generator 21, The control system monitors the operation of the waveform using sensors, not shown, in particular different angles of rotation / speeds of the rotatable parts and the electrical power of the generator 21 emitted.
Styrsystemet kan då styra den variabla växelns 37 utväxling genom att analysera data från tre sensorer. En sensor är monterad i ackumuleringstrumman 15 och talar hela tiden om för styr- systemet vilket gradtal denna har i förhållande till gravitationsriktningen. Styrsystemet kan med hjälp härav räkna ut vilket varv ackumuleringstrurnman är på och exakt var den vänder. Vänd- punkterna för varje enskild vågperiod loggas. En algoritm räknar ut om spannet har en tendens att driva uppåt eller nedåt genom att analysera vändpunkterna under en tidsperiod. Om spannet ll driver uppåt, växlas transmissionen ner och vice versa. Längden på tidsperioden bestäms av ac- kumuleringskapaciteten. Ju större kapacitet desto större tidsperiod kan användas vid beräk- ningen, vilket medför mindre justeringar av nivån hos det vridmoment, med vilket generatorn 21 matas, och därmed en jämnare produktion av elektrisk energi.The control system can then control the gear ratio of the variable gear 37 by analyzing data from three sensors. A sensor is mounted in the accumulation drum 15 and constantly tells the control system what degree it has in relation to the direction of gravity. With the help of this, the control system can calculate which revolution the accumulator is on and exactly where it is turning. The turning points for each individual wave period are logged. An algorithm calculates whether the range has a tendency to drift up or down by analyzing the turning points over a period of time. If the bucket ll drives upwards, the transmission is shifted down and vice versa. The length of the time period is determined by the accumulation capacity. The larger the capacity, the larger the time period can be used in the calculation, which entails less adjustments of the torque with which the generator 21 is fed, and thus a more even production of electrical energy.
De andra och tredje sensorerna mäter den avgivna elektriska effekten och varvtalet hos ge- neratorn/generatorema 21. Dessa värden räknas om av styrsystemet och visar vilket vridmoment som ligger på generatorn/generatorerna. Styrsystemet använder värdet på vridmomentet för att kontinuerligt reglera den steglösa utväxlingen för att kompensera för ackumuleringslodets/-lo- dens 19 accelerationspåverkan och påverkan av vattenmotständ som uppstår på grund av tlötets 3 rörelser i kombination med variationerna hos drivaxelns ll rotationshastighet. Utväxlingen ökas så fort det finns en tendens att vridmomentet ökar och vice versa. På så sätt kan det vridmoment, med vilket generatom 21 matas, hållas näst intill konstant och matchas mot det värde, som räk- nats fram för att balansera aekumuleringslodets/-lodens spann.The second and third sensors measure the electrical power delivered and the speed of the generator / generators 21. These values are recalculated by the control system and show the torque on the generator / generators. The control system uses the value of the torque to continuously regulate the stepless gearing to compensate for the acceleration force of the accumulation solder / solder 19 and the influence of water resistance which arises due to the movements of the spool 3 in combination with the variations of the drive shaft 11 rotational speed. The gear ratio increases as soon as there is a tendency for the torque to increase and vice versa. In this way, the torque with which the generator 21 is fed can be kept almost constant and matched against the value calculated to balance the span of the accumulation solder (s).
Styrsystemet reglerar också den kraft, som övertörs mellan ackumuleringstrumma 15 och drivtrumma 9 via den andra slirkopplingen 25. Då flötet 3 stiger, frikopplas denna slirkoppling, så att all energi lagras som ackumuleringslodets 19 lägesenergi. Då tlötet sjunker, regleras slir- kopplingen att överföra tillräcklig krafi för att dels spänna linan 7 till bottenfundamentet 5, dels förhindra att vågkraftverket 1 driver alltför långt bort från bottenfundamentet på grund av ström- mar och vindar vid vattenytan. Vinkelsensom för drivtrumman 9 ger styrsystemet tillräcklig in- formation för att beräkna hur långt tlötet 3 har drivit från en centrumposition rakt ovanför botten- fundamentet. På så sätt överförs bara så mycket kraft som behövs för att vågkraftverket skall bi- behålla en position inte alltför långt bort från centrumpositionen. Överföringen i den andra slir- kopplingen stjäl en del av det tillgängliga vridmomentet men detta kan regleras automatiskt med hjälp av algoritmer, som beräknar utväxlingen efler indata från sensorcma för att minimera dessa och andra förluster.The control system also regulates the force transmitted between the accumulation drum 15 and the drive drum 9 via the second slip clutch 25. As the float 3 rises, this slip clutch is disengaged so that all energy is stored as the position energy of the accumulation solder 19. When the lead drops, the slip coupling is regulated to transmit sufficient force fi to partly tension the line 7 to the bottom foundation 5, and partly to prevent the wave power plant 1 from drifting too far away from the bottom foundation due to currents and winds at the water surface. The angular sensor of the drive drum 9 provides the control system with sufficient information to calculate how far the nozzle 3 has driven from a center position directly above the bottom foundation. In this way, only as much power as is needed for the wave power plant to maintain a position not too far away from the center position is transmitted. The transmission in the second slip clutch steals some of the available torque, but this can be regulated automatically using algorithms, which calculate the gear ratio or input from the sensorcma to minimize these and other losses.
Vid installation av vågkraftverket 1 är utgångsläget, att bottenfundarnent 5 och ackumule- ringslod 19 är fasthakade vid stagets 13 delar med motsvarande linor 7, 17 helt upprullade. Våg- kraftverket kopplas till det elektriska distributionsnätet och styrsystemet startas. Frikopplingsme- kanismen för drivtrummans baekspärr ställs i låst läge enligt signal från styrsystemet, så att driv- trumman inte kan frikopplas trots att aekumuleringslodet/-loden år i sina topplägen. I det visade utförandet innebär detta att slirkopplingen 55 anbragt runt drivtrummans backspärr 51 ställs på maximal krañ- eller vridrnomentöverföring, vilken är tillräcklig för att bära upp bottenfunda- mentets hela vikt. Slirkopplingen/-kopplingarna 25 mellan ackumuleringstruinma/-trummor 15 och drivtrumma 9 frikopplas helt för att inte belastas i onödan.When installing the wave power plant 1, the initial position is that the bottom foundation 5 and the accumulation solder 19 are hooked to the parts of the strut 13 with corresponding ropes 7, 17 completely rolled up. The wave power plant is connected to the electrical distribution network and the control system is started. The release mechanism for the drive drum rear lock is set in the locked position according to a signal from the control system, so that the drive drum cannot be released even though the accumulation solder / solder is in its top positions. In the embodiment shown, this means that the slip clutch 55 arranged around the rear lock 51 of the drive drum is set to maximum crane or torque transmission, which is sufficient to support the entire weight of the bottom foundation. The slip clutch (s) 25 between the accumulation drum (s) 15 and the drive drum 9 are completely disengaged so as not to be unnecessarily loaded.
*Bål ïïíí 12 Sedan lossar Styrsystemet hakar, ej visade, som håller fast aekumuleringslod 19 och botten- fundament 5, varvid bottenfundamentet börjar att falla mot vattensamlingens bottnen. Drivtrum- mans lina 7 viras då ut och drivaxeln 11 börjar att rotera och driva generatorn/ generatorema 21.* Torso ïïíí 12 Then the Control System loosens hooks, not shown, which hold the accumulation solder 19 and the bottom foundation 5, whereby the bottom foundation begins to fall towards the bottom of the water collection. The line 7 of the drive drum is then wound out and the drive shaft 11 begins to rotate and drive the generator (s) 21.
Styrsystemet reglerar transmissionen, så att generatorerna belastas maximalt genom att läsa av sensorerna för generatoremas avgivna effekt och varvtal. Därmed bromsas bottenfundamentets fallhastighet så mycket som möjligt av den elektriska effekt som tas ut. Flötet 3 är vidare lämpli- gen utrustat med ett ekolod, ej visat, som mäter vattendjupet på den plats där installationen görs.The control system regulates the transmission, so that the generators are loaded to the maximum by reading the sensors for the generators' output power and speed. This slows down the fall speed of the bottom foundation as much as possible by the electrical power that is taken out. The float 3 is furthermore suitably equipped with an echo sounder, not shown, which measures the water depth at the place where the installation is made.
Drivtrumman 9 är utrustad med samma typ av sensor som sitter i ackumuleringstrurnman/-trum- moma 15 och styrsystemet kan på så vis mäta hur mycket av motsvarande lina 7, som rullats ut från drivtrumman. Styrsystemet kan med hjälp av dessa värden beräkna när bottenfundamentet 5 börjar att närma sig bottnen. För att minska nedslagskrafien bromsas bottenfundamentets fallhas- tighet med hjälp av de andra slirkopplingarna 25. När bottenfundamentet når bottnen, slutar driv- axeln 11 att rotera och ackumuleringslodet/-loden 19 börjar i stället att falla och fortsätter att dri- va generatorn/generatorerna 21. Frikopplingsmekanismen för drivtrummans 9 rotation i förhål- lande till drivaxeln aktiveras, så att drivtrumman kan rotera i en riktning i förhållande till drivax- eln. I det visade utförandet innebär detta att slirkopplingen 55 i drivtrumman ställs i normalläge, vilket innebär att den av slirkopplingens överförda kraften minskas, så att kraften inte räcker till för att lyfta bottenfundamentet 5. Styrsystemet ställer sig därvid om till driftsläge.The drive drum 9 is equipped with the same type of sensor which is located in the accumulation drum / drum 15 and the control system can thus measure how much of the corresponding line 7 has been rolled out from the drive drum. The control system can use these values to calculate when the bottom foundation 5 begins to approach the bottom. To reduce the impact force on the bottom foundation, the falling speed of the bottom foundation is slowed down by means of the other slip couplings 25. When the bottom foundation reaches the bottom, the drive shaft 11 stops rotating and the accumulating solder / solder 19 begins to fall and continues to drive the generator / generators 21. The release mechanism for the rotation of the drive drum 9 relative to the drive shaft is activated so that the drive drum can rotate in one direction relative to the drive shaft. In the embodiment shown, this means that the slip coupling 55 in the drive drum is set in normal position, which means that the force transmitted by the slip coupling is reduced, so that the force is not sufficient to lift the bottom foundation 5. The control system then switches to operating position.
Den yttre elektriska anslutningen av generatorn 21 kan åstadkommas utan användning av släpringar, borstar och liknande. Den del av generatom, som är fast förbunden med aekumula- tortrumman 15, typiskt "statorn", innehåller på konventionellt sätt elektriska lindningar, jämför 21" i f1g. 3b, i vilka elektrisk spänning induceras vid rotation och vilka är anslutna till en elekt- risk kabel 41, som är delvis upprullad på aekumulatortrumman parallellt med aekumulatorlodets lina 17, se fig. 4, men närmare drivtrumman 9. Den elektriska kabeln går från aekumulatortrum- man 15 ned till en rörlig anslutningskontakt 43, som kan röra sig längs vid drivtrummans lina 7 och hålls i närheten av fundamentet 5. Vid anslutningskontakten är den elektriska kabeln 41 an- sluten till ytterligare en elektrisk kabel 45, som går t ex till en speciell anslutningsboj 45. Härige- nom kan vågkraftverket 1 klara av att roteras då vågriktningen vänder utan att linor och kablar trasslar in sig med varandra.The external electrical connection of the generator 21 can be achieved without the use of slip rings, brushes and the like. The part of the generator which is fixedly connected to the accumulator drum 15, typically the "stator", contains in an conventional manner electrical windings, cf. 21 "in Fig. 3b, in which electrical voltage is induced by rotation and which are connected to an electric current. risk cable 41, which is partially wound on the accumulator drum parallel to the line 17 of the accumulator solder, see fi g. 4, but closer to the drive drum 9. The electric cable goes from the accumulator drum 15 down to a movable connection contact 43, which can move along the line of the drive drum 7 and is held in the vicinity of the foundation 5. At the connection contact, the electric cable 41 is connected to another electric cable 45, which goes, for example, to a special connection buoy 45. In this way the wave power plant 1 can manage to rotate when the wave direction turns without that ropes and cables become entangled with each other.
Eftersom den första elektriska kabeln 41 viras upp på samma trumma som ackumuleringslodet 19, kommer anslutningskontakten 43 att glida längs bottenfundamentets lina med i huvudsak alltid samma avstånd nedanför ackumuleringslodet. Härigenom kan förhind- ras att ackumuleringslodet och de elektriska kablarna 41 , 45 kommer alltför nära varandra.Since the first electrical cable 41 is wound on the same drum as the accumulating solder 19, the connecting contact 43 will slide along the line of the bottom foundation with substantially always the same distance below the accumulating solder. This can prevent the accumulation solder and the electrical cables 41, 45 from getting too close to each other.
Vid ett alternativt sätt för energiackumulering kan energin lagras som ett gastryek i en eller ÜWë 13 flera behållare. En sådan vågkraltsanläggriing visas schematiskt i fig. 9. Drivtrumrnan 9 behöver här vara kopplad till drivaxeln 11 endast via en backspårr, jämför backspärren 51 i fig. 5. Några stag erfordras inte utan drivaxeln kan vara lagrad direkt i höljet 71 till växeln 23, som här bara kan innefatta en fast växel såsom en planetväxel 35, generatorn 21 och en kompressor/gaspump 73. Höljet är fast anbragt vid flötet 3, såsom vid dettas undersida. Från kompressorn/gaspumpen 73 går cn gasledning 75 till gasbehållare 77, lämpligen placerade vid eller i flötet. Gasbehållarna är också kopplade till en övertrycksventil 79 och en pneumatisk motor 81. På denna rnotors ut- gångsaxel 85 finns drev 87, som samverkar med kuggar på drivtrummans 9 fläns 31.In an alternative way of energy accumulation, the energy can be stored as a gas smoke in one or ÜWë 13 fl your containers. Such a wave bead installation is shown schematically in Fig. 9. The drive drum 9 here needs to be connected to the drive shaft 11 only via a back groove, compare the back lock 51 in fi g. 5. No struts are required but the drive shaft can be mounted directly in the housing 71 of the gear 23, which here can only comprise a fixed gear such as a planetary gear 35, the generator 21 and a compressor / gas pump 73. The housing is fixedly mounted on the 3 blade 3, such as at its underside. From the compressor / gas pump 73, a gas line 75 goes to the gas container 77, suitably located at or in the tet. The gas containers are also connected to a pressure relief valve 79 and a pneumatic motor 81. On the output shaft 85 of this rotor there are gears 87, which co-operate with teeth on the drive drum 9 31 end 31.
Kompressorn/gaspurnpen 73 kan vara en s k scrollpump och den har en rörlig del 89, som är fast förbunden med generatorns 21 statordel 21", och en vid höljet 71 fast del 91. Drivaxelns backspärr 53 verkar här mot höljet.The compressor / gas purge 73 can be a so-called scroll pump and it has a movable part 89, which is fixedly connected to the stator part 21 "of the generator 21, and a part 91 fixed to the housing 71. The drive shaft 53 lock here acts against the housing.
När drivaxeln 11 vrids genom att flötet 3 i denna utföringsform höjs, byggs av scrollpum- pen 73 ett gastryck upp i behållama 77. Detta gastryck motsvarar lagrad energi. 1 takt med att gastrycket ökar, ökar också motståndet mot drivaxelns rotation. Högre vågor, som ger upphov till en snabbare medelrotation hos drivaxeln 11, bygger således upp ett högre gastryck och ger där- med ett större motverkande vridmoment mellan generatorns första 21' och andra del 21". Denna funktion ersätter behovet av steglös utväxling mellan drivaxel och generatorns 21 ingångsaxel.When the drive shaft 11 is rotated by raising the seat 3 in this embodiment, a gas pressure is built up by the scroll pump 73 in the containers 77. This gas pressure corresponds to stored energy. As the gas pressure increases, the resistance to rotation of the drive shaft also increases. Higher waves, which give rise to a faster average rotation of the drive shaft 11, thus build up a higher gas pressure and thus provide a greater counteracting torque between the generator's first 21 'and the second part 21 ". This function replaces the need for stepless gearing between drive shaft and the input shaft of the generator 21.
Eftersom energiackumuleringen sker genom att ett pneumatiskt tryck byggs upp, kan eventuellt övertrycksventilen 79 användas i stället för slirkopplingen 53 mellan drivtrumma 9 och drivaxel 11. Slirkopplingen har dock en fördel genom att den skyddar transmissioncn mot stötpåkän- ningar. När inte drivtrumman 9 vrids genom sin koppling till den drivande linan 7, såsom när flötet 3 sänker sig, vrids den i stället tillbaka fór att spänna linan genom att den pneumatiska mo- torn 81 roterar och driver drevet 85, som verkar mot drivtrumman fläns 31.Since the energy accumulation takes place by building up a pneumatic pressure, the overpressure valve 79 can possibly be used instead of the slip clutch 53 between the drive drum 9 and the drive shaft 11. However, the slip clutch has an advantage in that it protects the transmission against shock stresses. When the drive drum 9 is not rotated by its coupling to the driving line 7, such as when the shaft 3 lowers, it is instead turned back to tension the line by the pneumatic motor 81 rotating and driving the gear 85, which acts against the drive drum flange 31 .
Denna utformning av drivaggregatet 2 kan ha följande fördelar: - Ingen slirkoppling erfordras i drivtrumman 9.This design of the drive unit 2 can have the following advantages: - No slip coupling is required in the drive drum 9.
- Ingen variabel växel (CVT) behövs, eftersom ju högre våg desto högre är gastrycket och vrid- momentet över generatorn 21.- No variable gear (CVT) is needed, because the higher the wave, the higher the gas pressure and torque over the generator 21.
- Möjliga problem med lod och vajrar, yttre elektriska kablar, accelerationspåverkan, tyngdpunkt etc. kan helt bortfalla eller minskas.- Possible problems with solder and wires, external electrical cables, acceleration effect, center of gravity, etc. can be completely eliminated or reduced.
- Lägre vikt, mindre material.- Lower weight, less material.
- Klarar grundare installationsdjup - Höljet för växel och generator kan utföras med mindre diameter än den i de tidigare beskrivna utforingsformerna använda ackumuleringstrumman.Can handle shallower installation depth - The housing for gearbox and generator can be made with a smaller diameter than the accumulation drum used in the previously described embodiments.
Samma drivkraftspaket 2 som ovan beskrivits kan användas i andra konfigurationer av våg~ 14 kraftverket såsom framgår av fig. 7 och 8. I stället för bottenfundament finns här bottenfästen 61, 63 fastgjorda vid havsbottnen. Dessa bottenfästen är utformade som ramar eller pelare vilka sträcker sig uppåt från botten och drivaxeln 11 i drivkraftspaketet är lagrad vid ramarna. I fig. 7 används två vertikala pelare, som är helt belägna under vattenytan och sträcker uppåt från bott- nen under flötet 3, och drivaxeln är lagrad vid dessa pelare. Ramen enligt fig. 8 innefattar två vertikala pelare, som sträcker sig uppåt från bottnen över vattenytan vid sidan av flötet. Pelama är upptill förbundna av en horisontell balk, vilken är belägen ovanför flötet och från vilken stag liknande stagen 13 ovan utskjuter nedåt. Drivaxeln ll i drivkraftspaketet är lagrad i dessa stag.The same propulsion package 2 as described above can be used in other configurations of the wave ~ 14 power plant as shown in Figs. 7 and 8. Instead of bottom foundations, bottom brackets 61, 63 are attached to the seabed. These bottom brackets are designed as frames or pillars which extend upwards from the bottom and the drive shaft 11 in the driving force package is mounted at the frames. In Fig. 7, two vertical pillars are used, which are completely located below the water surface and extend upwards from the bottom under the fl island 3, and the drive shaft is mounted at these pillars. The frame according to fi g. 8 comprises two vertical pillars, which extend upwards from the bottom over the water surface next to the island. The pillars are connected at the top by a horizontal beam, which is located above the beam and from which struts similar to the struts 13 above project downwards. The drive shaft 11 in the drive package is mounted in these struts.
Det kan särskilt observeras, att vid utformningen enligt fig. 8 utnyttjas vågornas energi endast när vattenytan och flötet 3 sjunker i motsats till övriga uttöringsforrner, vid vilka energi endast uttas ur vågorna, när vattenyta och flötet höjer sig.It can be especially observed, that in the design according to fi g. 8, the energy of the waves is used only when the water surface and the surface 3 fall in contrast to other forms of dehydration, in which energy is only extracted from the waves, when the water surface and the float rise.
I de ovan beskrivna utföringsforinema utnyttjas den magnetiska kopplingen mellan genera- torns 21 båda, i förhållande till varandra roterbara delar 21', 21". Energilagring och returdrivning kan ske på olika sätt. Allmänt kan ett vågkraftverk innefatta beståndsdelar som framgår av tig.In the embodiments described above, the magnetic coupling between the two parts 21 ', 21 "of the generator 21, which are rotatable relative to each other, is used. Energy storage and return drive can take place in different ways. In general, a wave power plant can comprise components as shown in Figs.
. En drivtrurnma 9 är på något sätt mekaniskt kopplad både till ett flöte 3 och till bottnen så- som vid ett bottenfäste 5', varvid åtminstone en dessa två kopplingar 7", 7"' innefattar ett lång- sträckt organ, såsom ett flexibelt organ, typiskt en lina eller vajer, men även en stel stång kan an- vändas i särskilda fall. Drivtrumman kan rotera i två riktningar visade av pilarna 101, 102. Driv- trumman driver vid sin rotation i den ena riktningen en drivaxel 1 1, som alltså enbart kan i rotera i en riktning visad av pilen 103. Drivaxeln är mekaniskt kopplad till den ena delen 21' av en ge- nerator 21, varvid kopplingen symboliskt visas vid 23. En magnetisk koppling finns mellan gene- ratoms båda delar 21', 21", som utnyttjas för att ge ett vridmoment motverkande drivaxelns rota- tion och som driver generatonis andra del att rotera. Generatoms andra del 21" är på något sätt kopplad, så att den vid sin rotationsrörelse på grund av drivaxelns rotation ackumulerar en del av rotationsenergin i en energilagringsanordning 105. När drivaxelns rotation inte förmår att vrida generatorns andra del, driver i stället energilagringsanordningen generatorns andra del att fortsät- ta att rotera i samma riktning som tidigare. Den i energilagringsanordningen lagrade energin kan också användas for vrida tillbaka drivtrumma och fór detta ändamål kan energilagringsanord- ningen vara kopplad till en returdrivníngsanordning 107.. A drive tube 9 is in some way mechanically coupled both to a bottom 3 and to the bottom such as at a bottom bracket 5 ', at least one of these two couplings 7 ", 7"' comprising an elongate member, such as an accessible member, typically a rope or wire, but also a rigid rod can be used in special cases. The drive drum can rotate in two directions shown by the arrows 101, 102. The drive drum, when rotated in one direction, drives a drive shaft 11, which can therefore only rotate in a direction shown by the arrow 103. The drive shaft is mechanically coupled to one the part 21 'of a generator 21, the coupling being symbolically shown at 23. A magnetic coupling is present between the two parts 21', 21 "of the generator, which is used to provide a torque counteracting the rotation of the drive shaft and which drives the generatonis other The second part 21 "of the generator is coupled in some way so that during its rotational movement due to the rotation of the drive shaft it accumulates a part of the rotational energy in an energy storage device 105. When the rotation of the drive shaft is unable to turn the second part of the generator, the energy storage device the second part of the generator to continue to rotate in the same direction as before. The energy stored in the energy storage device can also be used to turn back the drive drum, and for this purpose the energy storage device can be connected to a return drive device 107.
Här har ett vågkraftverk beskrivits som kan ha en eller flera av följande fördelar: - Ackumuleringstrumman/-trummorna begränsar det maximala motståndet i systemet och ger en skarp gräns för det vridmoment som verkar över generatorema.Here, a wave power plant has been described which may have one or more of the following advantages: - The accumulation drum (s) limits the maximum resistance in the system and provides a sharp limit for the torque acting over the generators.
- Ackumuleringen av energi är mycket enkel och effektiv och kan lagra energi över ett långt tids- intervall samtidigt som drivkraften kan hållas konstant i förhållande till medelvåghöjden som rå- ííèfiíi Ü? l 5 der under tidsintervallet.- The accumulation of energy is very simple and efficient and can store energy over a long period of time while the driving force can be kept constant in relation to the average wave height as raw- ííè fi íi Ü? l 5 there during the time interval.
- Vågkrafcverket kan dimensioneras för att utnyttja djupet på installationsplatsen optimalt för ac- kumulering och för att minska vikten på ackumuleringsloden.- The wave power plant can be dimensioned to make optimal use of the depth at the installation site for accumulation and to reduce the weight of the accumulation solder.
- Lagringen av energi stoppas automatiskt när ”ackumulatorn är full” och detta kan uppnås utan att genererad effekt minskar.- The storage of energy is stopped automatically when "the accumulator is full" and this can be achieved without reducing the generated power.
- Skalbarheten är mycket god och vågkrañverket kan dimensioneras fór att nå maximal kapacitet vid en vald vâghöjd tör att få en bättre utnyttjandegrad av generatorn.- The scalability is very good and the wave crane can be dimensioned to reach maximum capacity at a selected wave height and dare to have a better degree of utilization of the generator.
- Det är inte nödvändigt att överdimensionera hela systemet fór att det skall klara av att absorbera energi vid enstaka tillfällen då medelvåghöjden är betydligt högre än normalt.- It is not necessary to oversize the entire system in order for it to be able to absorb energy on occasion when the average wave height is significantly higher than normal.
- Flötet följ er hela tiden med i vågomas rörelser oavsett hur stora vågorna är. Kraftbegränsningen i drivtrumman skyddar effektivt anläggningen mot stötpåkänningar och överbelastning.- The float constantly follows you in the movements of the waves, no matter how big the waves are. The force limitation in the drive drum effectively protects the system against shock stresses and overload.
- Drivkraften är konstant i förhållande till utväxlingen vilket gör det inöjligt att använda alla ty- per av generatorer, inkl. synkrona växelströmsgeneratorer, som arbetar med konstant eller varia- belt varvtal.- The driving force is constant in relation to the gear ratio, which makes it impossible to use all types of generators, incl. synchronous alternators, operating at constant or variable speeds.
- Minimala manuella insatser vid installation, kort installationsförlopp som genererar elektrisk energi redan när då fundamcntet sänks ned.- Minimal manual efforts during installation, short installation process that generates electrical energy already when the foundation is lowered.
- I huvudsak enkel och robust konstruktion.- Mainly simple and robust construction.
- Mycket hög utnyttj andegrad av generatorer och transmission.- Very high utilization rate of generators and transmission.
- Långa serviceintervall.- Long service intervals.
Claims (24)
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0800395A SE532074C2 (en) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | Wave power |
KR1020107018433A KR101679433B1 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant |
CN200980113862.2A CN102016294B (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant and transmission |
PCT/SE2009/000100 WO2009105011A1 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant and transmission |
US12/867,431 US8581433B2 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant and transmission |
CA2715601A CA2715601C (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant and transmission |
AU2009215956A AU2009215956B2 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant and transmission |
JP2010547589A JP5604310B2 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave energy plant |
BRPI0908157-7A BRPI0908157A2 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave energy installation, and method for extracting electrical energy from more or less periodic movements of a body |
EP09711692.5A EP2257708A4 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant and transmission |
NZ587401A NZ587401A (en) | 2008-02-20 | 2009-02-20 | Wave power plant with a two part generator and an energy storage device, where the storage device keeps the two part generator rotating in the same relative direction |
ZA2010/05830A ZA201005830B (en) | 2008-02-20 | 2010-08-16 | Wave power plant and transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0800395A SE532074C2 (en) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | Wave power |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0800395L SE0800395L (en) | 2009-08-21 |
SE532074C2 true SE532074C2 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41077743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0800395A SE532074C2 (en) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | Wave power |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE532074C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012166047A1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Ocean Harvesting Technologies Ab | Wave energy converter |
DK201670704A1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-26 | Resen Waves Aps | A wave energy conversion system and a method for generating electrial power from wave energy |
-
2008
- 2008-02-20 SE SE0800395A patent/SE532074C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012166047A1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Ocean Harvesting Technologies Ab | Wave energy converter |
US9068551B2 (en) | 2011-06-03 | 2015-06-30 | Ocean Harvesting Technologies Ab | Wave energy converter |
DK201670704A1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-26 | Resen Waves Aps | A wave energy conversion system and a method for generating electrial power from wave energy |
US11181091B2 (en) | 2016-09-14 | 2021-11-23 | Resen Waves Aps | Wave energy conversion system and a method for generating electrical power from a wave energy |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE0800395L (en) | 2009-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8581433B2 (en) | Wave power plant and transmission | |
US10619618B2 (en) | Inertial wave energy converter | |
US9885336B2 (en) | Wave power generation system | |
RU144417U1 (en) | DEVICE FOR TRANSFORMING ENERGY OF WAVE MOTION | |
US20100064679A1 (en) | Device for a winch-operated wave-power plant | |
EP2556241A1 (en) | Wave energy converter and transmission | |
EP3308018B1 (en) | Drive assembly | |
JP6001798B1 (en) | Power generation system and potential energy storage device for power generation system | |
AU2017385006B2 (en) | Inertial wave energy converter | |
US20120267894A1 (en) | Wave Current Plant and Method Thereof | |
SE532074C2 (en) | Wave power | |
JP4730915B2 (en) | Tidal energy utilization load driving method and apparatus | |
AU2009215956B2 (en) | Wave power plant and transmission | |
CN114771734B (en) | Floating facility self-adaptive water level lifting and plane constraint positioning method | |
CN216834155U (en) | Floating device with self-adaptive water level lifting and plane positioning constraint functions | |
KR102499054B1 (en) | Wave energy extraction using a hybrid hydro-mechanical powertrain | |
US20100123319A1 (en) | Mechanically-driven electric generator | |
GB2477222A (en) | Energy storage transmission unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |