SE536685C2 - Vågkraftsaggregat - Google Patents

Vågkraftsaggregat Download PDF

Info

Publication number
SE536685C2
SE536685C2 SE1130100A SE1130100A SE536685C2 SE 536685 C2 SE536685 C2 SE 536685C2 SE 1130100 A SE1130100 A SE 1130100A SE 1130100 A SE1130100 A SE 1130100A SE 536685 C2 SE536685 C2 SE 536685C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
container
height
wave
behållaren
power unit
Prior art date
Application number
SE1130100A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1130100A1 (sv
Inventor
Daniel Ehrnberg
Original Assignee
Vigor Wave Energy Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vigor Wave Energy Ab filed Critical Vigor Wave Energy Ab
Priority to SE1130100A priority Critical patent/SE536685C2/sv
Priority to EP12849206.3A priority patent/EP2769086B1/en
Priority to PCT/SE2012/051102 priority patent/WO2013074018A1/en
Priority to JP2014537026A priority patent/JP2014532148A/ja
Priority to US14/350,784 priority patent/US20140290234A1/en
Publication of SE1130100A1 publication Critical patent/SE1130100A1/sv
Publication of SE536685C2 publication Critical patent/SE536685C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • F03B13/16Adaptations 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"
    • F03B13/20Adaptations 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" wherein both members, i.e. wom and rem are movable relative to the sea bed or shore
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • F03B13/22Adaptations 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 flow of water resulting from wave movements to drive a motor or turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • F03B13/16Adaptations 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"
    • F03B13/18Adaptations 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
    • F03B13/188Adaptations 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 flexible or deformable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • F03B13/24Adaptations 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 to produce a flow of air, e.g. to drive an air turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/80Size or power range of the machines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

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

Abstract

S AMMAN DRAG Uppfinningen avser ett vågkraftsaggregat 1 for attutvinna energi ur vågor hos en vatska 3. Aggregatet 1innefattar en behållare 2 avsedd att åtminstone delvisplaceras i vatskan 3 som vågenergin skall utvinnasfrån. Behållaren 2 ar forsedd med en eller fleraoppningar 6, for inslapp av namnda vatska 3 och gas 5i behållaren samt åtminstone ett utlopp 8. Behållaren 2ar åtminstone delvis utformad som en avlång enhetavpassad att påverkas av och vasentligen foljavågrorelserna i vatskan 3 så att behållaren 2 antar envågformad kontur. Behållaren 2 kommer då att antapositioner med olika lagesenergi relativt varandra i åtminstone en forsta del 9 och en andra del 10. Genomvågornas rorelser kommer vatska 3 och gas 5 atttransporteras genom roret medan ett tryck byggs upp ibehållaren 2. Uppfinningen ar sarskilt inriktad påutformningen av behållaren 2 vilken skall vara utformadsådan att den utefter åtminstone en del av sin langdhar en bredd B som overstiger dess hojd a i syfte attminska friktionsforluster i anlaggningen med hansyntill praktiska begransningar i mojlig hojd hosbehållaren i forhållande till våghojd. (Fig. 1 och 2a) 19

Description

lO l5 536 685 utvinning av energi ur vågor på ett effektivt sätt.
Uppfinningen kan exempelvis appliceras på ett sådant vågkraftsaggregat som finns beskrivet i WO 2008/091208 eller WO 2007/015 269.
Uppfinningen är speciellt inriktad mot den typ av vågkraftsanläggningar eller vågkraftsaggregat som innefattar en flexibel behållare som väsentligen liknar ett rör eller en avlång, ihålig tank. Behållaren är utformad att vara flexibel för att kunna följa vågornas rörelser när den placeras i vätskan så att behållaren får en väsentligen sinusformad kurvatur. Behållaren är vidare försedd med öppningar för att kunna ta in och släppa ut en blandning av vätska och gas. Energi- utvinningen sker genom att ett flöde av vätska (vatten) och gas (luft) passerar genom behållaren och pressas framåt av vågorna medan behållaren följer vågornas rörelser så att ett tryck uppstår i behållaren.
Utloppet ansluts till en energiutvinningsenhet som tar tillvara på den energi som finns i flödet.
Det har visat sig att genom anpassning av den rörliknande behållarens tvärsnitt, som vanligtvis är cirkulärt, så att detta har en bredd som är större än dess höjd kan energiutvinningen effektiviseras. Genom att inse att friktionen är en väsentlig del av energiförlusten i den typ av anläggningar som bygger på att en vätska skall pressas fram av vågrörelserna i ett rörformat element, så kan den geometriska utformningen EinpäSSäS .
Normalt sett erbjuder ett rör med cirkulärt tvärsnitt en minimal friktion för ett flöde genom ett rör. En fackman väljer därför normalt sett ett cirkulärt tvärsnitt med hänsyn till att hålla nere friktionen l0 l5 536 685 eftersom ett cirkulärt tvärsnitt ger minimal friktion.
I föreliggande fall gäller dock att det ofta finns en begränsning i hur högt röret kan vara, vilket bestäms av våghöjden, skall erhållas. för att en effektiv energiproduktion Praktiska betingelser gör dock att man ofta vill ha ett större volymflöde an vad som är möjligt med ett cirkulärt tvärsnitt med hänsyn till begränsningen av höjden, vilket motsvaras av diametern, hos det cirkulära röret. En lösning på det här problemet skulle kunna vara att lägga flera rör bredvid varandra vilket är en gängse lösning som exempelvis finns beskrivet i WO 2010/007607 och WO 2007/015269.
Uppfinningen baserar sig på insikten att som alternativ till att använda flera cirkulära rör bredvid varandra är det möjligt att använda ett rör med en ej cirkulär tvärsnittsarea som har en bredd som överstiger dess höjd. En sådan anläggning skulle kunna erbjuda en lägre friktion per massflöde än vad flera cirkulära rör kan ge under vissa betingelser.
Om den maximala höjden som tillåts är l meter så skulle ett cirkulärt rör med en diameter (=höjd) på en meter ge en omkrets av ca 3,14 (pi * diametern = pi) meter och en tvärsnittsarea på ca 0,78 kvadratmeter (pi * (diametern/2)2 = pi / 4)). För en liten friktion gäller att det är önskvärt att kvoten mellan omkretsen och tvärsnittsarean är så liten som möjligt. I det här fallet är den 4. Om den dubbla kapaciteten (=dubbla tvärsnittsarean) önskas har man normalt lagt ut två rör vilket innebär att både tvärsnittsarean och omkretslängden har fördubblats (l,56 respektive 6,28) så att kvoten mellan tvärsnittsarea och omkretslängd därmed är konstant, d v s 4 i båda fallen. 536 685 I det fall man skulle ersätta båda rören med exempelvis ett rör med en tvärsnittsarea i form av ett rätblock med en höjd av 1 meter kommer dess bredd att vara 1,56 meter för att erhålla en tvärsnittsarea som motsvarar tvärsnittsarean av två cirkulära rör med en diameter på 1 meter. Det rektangulära rörets omkrets kommer att bli 1,00 + 1,00 + 1,56 + 1,56 = 5,12 meter och dess tvärsnittsarea ar som redan nämnts 1,56 kvadratmeter.
Kvoten mellan omkrets och tvärsnittsarea för det rektangulära röret blir ca 3,3 vilket är mindre än för de båda cirkulära rören och därmed en teoretisk lägre friktion för ett flöde genom röret.
Vid utformning av ett rör i praktiken spelar även andra faktorer roll såsom att röret skall kunna bära sig självt så att dess övre del inte faller ihop och stör flödet eller att det kan bli för stort skvalp i röret.
För att undvika att den övre delen sjunker ned är det visserligen möjligt att sätta in någon typ av stag eller stödjande struktur i röret även om det kan inverka negativt på strömningen. Det gäller även att processen för att utvinna vågenergi måste optimeras med avseende på blandningen av vätska och luft, åtminstone i de fall som processen bygger på samma princip med en tryckstegring längsmed rörets längd såsom beskrivs exempelvis i WO 2008/091208. I processen som beskrivs i WO 2008/091208 gäller även att energiutvinningen eller drastiskt minskar, kollapsar, i det fall höjden av det rörformade, avlånga elementet överstiger ca 0,8 * våghöjden, d v s rörets höjd skall inte överstiga 80 % av våghöjden vari våghöjden avser sträckan mellan vågtopp och vågdal. Enligt en något förenklad formel kan energiutvinningen uttryckas som 536685 P=<â)XU1-a)*p*g*v*a*B vari P = Effekt (w=J/s=N*m/s=kg*m2/s3) L = Längden av röret/behållaren (m) Å = Våglängden (m) h = Våghöjden (m) a = Höjden inuti roret/behållaren (m) B = Bredden inuti roret/behållaren (m) o = Vätskans densitet (kg / m3) <3 = 9,8 (In/sz) (In/S) v = vätskans hastighet Vissa av dessa termer ar redan givna såsom g samt, i det fallet vätskan är känd, även o. o avser egentligen densitetsskillnaden mellan vätskan och gasen men kan vanligtvis approximeras med vätskans densitet eftersom en vätskas densitet vanligtvis är avsevärt mycket storre än densiteten for en gas (for vatten / luft är det ungefär en faktor 1000). L anses inte heller påverka övriga variabler även om det finns en maxlängd där andra svårigheter i form av diverse förluster gor att proportionaliteten avtar. Inte heller Å anses ge några direkta effekter i begränsningar av övriga parametrar när det rör sig om normala våglängder for havsvågor. v, vätskans hastighet, kan justeras beroende på vilken angreppsvinkel som det avlånga vågkraftsaggregatet placeras i relativt riktningen för vågornas utbredning.
Teoretiskt sätt så kommer vätskans hastighet att bli lO l5 536685 den samma som vågornas utbredningshastighet om vågkraftsaggregatet skulle läggas längsmed vågornas utbredningsriktning. Genom att istället lägga aggregatet så att det bildar en vinkel d med vågornas utbredningsriktning kommer vätskans hastighet v att bli våghastigheten / cos d. I det fall man känner våghastigheten och vet att denna är relativt konstant kan alltså vätskans hastighet regleras genom att anlägga aggregatet i önskad angreppsvinkel relativt vågriktningen. Hastigheten på vätskan skall optimeras så att den ger en god energiutvinning vilket åstadkoms med en relativt hög hastighet samtidigt som höga flödeshastigheter ger en högre friktionsförlust.
Parametern h, våghöjden, är heller ingenting som kan styras över direkt. Även om en våghöjd kan variera avsevärt så finns det många platser i haven där våghöjden är relativt konstant. För att kunna optimera vågkraftanläggningarna är det ofta fördelaktigt att de ställen där de placeras har en relativt jämn våghöjd även om den typ av vågkraftanläggningar som beskrivs häri klarar av att hålla en relativt hög energiproduktion även vid variationer i våghöjden. En plats med en relativt jämn våghöjd ger därmed normalt sett bättre förutsättningar för att utvinna en större del av den totala vågenergin jämfört med ett ställa som har stora variationer i våghöjden även om den totala vågenergin är lika stor för båda ställena. Den här typen av vågkraftverk anses som särskilt lämpliga för en förväntad våghöjd någonstans mellan l och 6 meter, företrädesvis mellan 2 och 4 meter, även om de här vågkraftverken också fungerar för våghöjder som avviker från dessa värden. Våghöjden påverkar dock optimeringen av rörets geometri vilket inses om man l0 l5 536 685 antar att alla parametrar utom h, a och B ar konstanta i den tidigare formeln för energiutvinning. I det fallet gäller att Poc(h -a)*a*B =hBa-Ba2 =f(a) f(a) kan deriveras med avseende på a för att erhålla ett maxvärde för förstaderivatan ffa) = 0 f'(a)=hB-2* Ba =B(h-2a)=a=h/2förf'(a)=0 En rörhöjd a som motsvarar halva våghöjden h ger alltså ett teoretiskt maxvärde för energiproduktionen. Detta är ett maxvärde eftersom andraderivatan f”(a) är negativ, -2 * B.
Beträffande a (rörets inre höjd) så har simuleringar visat att en lämplig höjd för den här typen av anläggningar är mellan 0,3 h och 0,4 h för att skapa d v s ett flöde som omväxlande består (luft), ett "pluggflöde", av vätska (vatten) och gas för att bygga upp ett tryck i röret. I det fall man kombinerar de från simuleringen uppskattade, relativa värdena på a (mellan 0,3 och 0,4 delar av våghöjden) med det tidigare föreslagna intervallet för våghöjden på mellan l och 6 meter erhålls som minsta värde 0,3 meter och högsta värde 2,4 meter. Exempelvis har det visat sig att en god energiproduktion uppnås redan vid en rörhöjd på 0,3 meter för vågor med en höjd på l meter, d v s när rörhöjden motsvarar 0,3 * våghöjden. En godtagbar energiproduktion har uppnåtts vid simuleringar för väldigt varierande värden på rörhöjden relativt våghöjden men normalt sett ligger rörhöjden någonstans mellan 0,2 och 0,80 delar av våghöjden, företrädesvis mellan 0,2 och 0,65 delar av våghöjden och förmodligen uppnås bäst resultat inom begränsningen 0,2 och 0,55 lO l5 536 685 delar av våghöjden. Problematiken med att ange exakta värden ligger delvis i att man i många fall vill ha en anläggning som kan klara av relativt stora variationer i våghöjd. Om anläggningen har en relativt stor rörhöjd relativt förväntad våghöjd så klarar den sämre av att producera energi vid lägre våghöjder och den teoretiska gränsen för energiproduktion vid den har typen av anläggningar är att rörets höjd måste understiga våghöjden. En anläggning med lägre höjd relativt förväntad/önskad våghöjd kan således bättre ta upp avvikelser/toleranser för skiftningar mellan förväntad/önskad våghöjd och ökningar av denna utan att energiproduktionen stannar av.
För rörets inre bredd B gäller att det inte finns några direkta teoretiska begränsningar som enkelt kan anges såsom för rörets höjd. Bredden skulle således kunna anpassas så att röret fick en tvärsnittsarea av önskad storlek. Det finns dock konstruktionsbegränsningar för att röret inte skall säcka ihop, samtidigt som det skall vara flexibelt och kunna följa med i vågrörelserna, vilket gör att man vill begränsa bredden. En ytterligare begränsning finns i att om röret görs alltför brett kommer vågen att tömmas på energi för snabbt och ett effektivt flöde för att skapa önskat tryck kan inte uppnås eftersom det av praktiska skäl krävs en viss längd på röret för att komma upp i en rimlig energiutvinningsnivå.
Beträffande de inre måtten bredden B och höjden a hos röret eller behållaren så avser dessa de maximala värdena i en tvärsnittsyta av ett tvärsnitt vinkelrät mot behållarens utbredning i dess längdriktning och bredden mäts som en vågrät sträcka och höjden som en lO l5 536 685 lodrät sträcka inuti en behållare. Mätningen sker exempelvis när röret eller behållaren befinner sig i vila såsom när den flyter på en vätska väsentligen utan vågrörelser eller när den ligger på marken. Behållaren är företrädesvis utformad så att den har en självbärande kropp som uppvisar en bredd som är större än dess höjd utan att behållaren utsätts för krafter i avsikt att påverka dess tvärsnittsgeometri och att den vid användning antar väsentligen samma form som när den är i vila. Normalt sett är tanken att väsentligen hela behållaren är utformad med det tvärsnitt som anges för att bästa effekt skall uppnås även om det kan vara möjligt att utforma delar av behållaren med en annan geometri, exempelvis vid inloppen och utloppen. Det är också möjligt att behållaren vid behov kan förses med stag eller andra strukturer inuti för att hjälpa till att ge en bättre hållfasthet och stadga. Behovet för sådana stödstrukturer kan vara särskilt stort när behållarens bredd är avsevärt mycket större än dess höjd.
Behållaren är alltså konstruerad att ha en yta eller sida som är förutbestämd att ligga nedåt, alternativt att den kan vara utformad med hänsyn till dess tvärsnittsarea så att den kan vridas l8O grader (ett halvt varv) runt dess längsgående axel och ha två sidor som är avsedda eller lämpliga att vara vänd nedåt vid användning. I dessa lägen är avsikten att behållaren skall ha en bredd som överstiger dess höjd.
En anläggning enligt uppfinningen skall alltså vara utformad med syftet att röret genom vilket vätska och gas transporteras utformas så att det har en bredd som överstiger dess höjd, vanligtvis att den är åtminstone l0 l5 536 685 procent bredare än vad den är hög. Med hänsyn taget till ovanstående resonemang om de minskade friktionsförlusterna vid en större bredd gäller även att det i de allra flesta fall är fördelaktigt med en bredd som ar minst 2 gånger så stor som höjden.
För begränsningar av den maximala bredden för anläggningen har redan nämnts att det kan vara rent konstruktionsmässiga detaljer, exempelvis hållfasthet, eller begränsningar av tillgänglig energi i vågorna som avgör hur brett röret kan vara. Ytterligare en begränsning är att en relativt bred anläggning kan ge upphov till skvalp som stör energiproduktionen. Detta gäller i synnerhet när anläggningen i dess längdriktning är placerad med en angreppsvinkel d gentemot vågornas utbredningsriktning, d v s vågornas utbredningsriktning och behållarens längdriktning skiljer sig från varandra. Anledningen till att lägga behållaren vinklat relativt vågornas utbrednings- riktning är att ta vara på en större bredd av vågen och därmed mer energi. Det uppstår i detta fallet skillnader mellan de olika ytterkanterna beroende på att kanterna befinner sig i olika vågfas, d v s de olika sidorna på röret kommer alltså normalt sett att befinna sig på olika höjd vilket kan ge upphov till ett oönskat flöde från kant till kant. Med anledning av ovan påtalade effekter i den här typen av anläggningar bör bredden normalt begränsas till att vara maximalt 15 gånger så stor som höjden och i de flesta fall antas en bredd som är upp till 6 gånger så stor som höjden vara lämpliga proportioner. Generellt sett, med hänsyn till för- och nackdelar av olika bredd- och höjdförhållanden, så förväntas det att en bredd B som är 2 till 5 gånger så stor som rörets höjd a ligger 536 685 inom de önskade proportionerna. Normalt sett är proportionerna mellan bredd och höjd inom intervallet 3 - 5 att föredra för att nyttja en relativt låg friktionsförslut samtidigt som det normalt sett går att bygga dessa anläggningar utan att de riskerar att kollapsa eller att bredden på ett menligt sätt ger upphov till oönskat skvalp.
Generellt sett gäller att så stor del som möjligt av behållaren skall vara utformad enligt de ovan angivna O normerna. I de flesta fall kommer åtminstone 20 6 av behållarens längd mellan inlopp och utlopp att vara utformad enligt de ovan angivna bredd- och höjdförhållandena, vanligtvis galler detta åtminstone halva behållarens längd.
För en anläggning anpassad för en våghöjd på 2 meter skulle de ovan angivna mest fördragna intervallen för anläggningens höjd (mellan 0,2 och 0,55 * våghöjden) samt bredd (mellan 3 och 5 gånger höjden) ge en rörhöjd mellan 0,4 och 1,1 meter samt en bredd mellan 1,2 och ,5 meter.
Beträffande formen på anläggningen så kan den variera från att ha ett relativt rektangulärt tvärsnitt till att vara ovalt eller utformad med en relativt plan undersida och en valvformig eller takåsformad överdel som hjälper till att ge stabilitet till överdelen och undvika att denna kollapsar.
Längden på behållaren kan variera stort men är i fullskaliga projekt tänkt att vara flera hundra meter lång. Normalt sett skall hela behållaren vara utformad som beskrivits ovan men positiva effekter uppstår oavsett hur stor eller liten del av anläggningen som utformas enligt ovan beskrivna kriterier. Även om det 11 lO l5 536 685 är bättre ju större del av behållaren som är utformad enligt ovan beskrivna metod så hjälper det även om endast en mindre del av anläggningen skulle vara utformad på det här viset och det ger en betydande effekt om en så pass kort del som åtminstone 10 meter av anläggningen är utformad enligt ovanstående kriterier.
Nedan följer några exempel på hur en anläggning enligt uppfinningen kan utformas. ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV FIGURERNA Fig. l visar en behållare for en vågkrafts- anläggning sedd från sidan Fig. 2 a - e visar exempel på olika tvärsnittsareor för en behållare DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen är lämplig att användas i en anläggning såsom översiktligt beskrivs med hänvisning till figur l vilken visar en behållare 2 för en vågkraftsanläggning l. Behållaren 2 är placerad i en vätska 3, i det här fallet vatten. Behållaren 2 är konstruerad så att den flyter vid ytan 4 och den är även konstruerad att vara flexibel så att den kan följa vågornas rörelser.
Behållaren är i dess första ände försedd med någon typ av inlopp eller öppning 6 så att vätskan 3 och/eller en gas 5, i det här fallet luft, kan strömma in i behållaren 2 och i dess andra ände försedd med ett utlopp 8 för att leda flödet vidare till en energiutvinningsenhet (ej visad), exempelvis en turbin.
Det är för uppfinningens ide inte väsentligt exakt hur inloppen och/eller utloppen är utformade. I vissa fall kan det vara fördelaktigt att koppla ihop ett flertal 12 l0 l5 536 685 behållare 2 och sammanföra utflöden från ett flertal utlopp 8 innan flödet leds vidare till energiutvinningsenheten. Nar behållaren 2 följer vågornas uppåt- och nedåtgående rörelser så kommer den att sjalv anta en vågformig profil. Vågrörelserna kommer således att åstadkomma att behållaren i åtminstone en första del 9 och en andra del l0 antar positioner med olika lägesenergi. Vågornas rörelse kommer att skapa ett flöde av vätska 3 och luft 5 genom den flexibla behållaren i riktning från inloppet eller öppningen 6 i dess första ände mot utloppet 8 i dess andra ande. Vågrörelserna gör att ett tryck byggs upp inuti behållaren 2 med hjälp av fluiderna (vätskan 3 och gasen 5) som flödar mot utloppet 8 och den energi som finns i flödet kan tas till vara. En mer utförlig beskrivning av hur själva anläggningen är tänkt att fungera kan exempelvis inhämtas ifrån WO 2008/091208.
Andra anläggningar lämpliga för uppfinningen finns exempelvis beskrivna i WO20l0/007067, 22004837, SU ll29407 och WO84/00583 WO2007/0l5269, RU Anordningen som beskrivs häri skiljer sig från den tidigare kända tekniken genom att ytan av ett tvärsnitt i åtminstone någon del av behållaren 2 skiljer sig från tidigare behållare. Behållaren 2 som beskrivs häri har en inre bredd B som överstiger dess inre höjd a. Med bredd avses häri ett inre, vågrät avstånd mellan två sidor hos behållaren medan höjd avser ett lodrät, inre avstånd mellan en undre och övre begränsningsyta.
I figur 2 a - e visas några exempel på olika utföringsformer av tvärsnittet på behållaren 2 vari dess bredd B och dess höjd a finns angivna. 13 lO 536 685 I figur 2a visas det radiella tvärsnittet av en behållare 2 som har formen av ett rätblock med något avrundade kanter i vilket bredden B är ungefär dubbelt så stor som höjden a. En sådan form ger en förhållandevis liten kontaktyta mellan behållarens väggar och en vätska (eller gas) som flödar genom behållaren om det finns givna maximala höjder och bredder som skall utnyttjas med största möjliga flödesvolym.
I figur 2b visas det radiella tvärsnittet av en behållare 2 som har formen av en halvcirkel med dess plana yta vänd nedåt. Dess bredd, på det bredaste stallet, motsvarar således diametern för cirkeln medan dess höjd motsvaras av radien. Den här utföringsformen av behållaren 2 har alltså en bredd som är dubbelt så stor som dess höjd. En fördel med att använda sig av det här utseendet jämfört med den föreslagna formen i figur 2a är att den välvda överdelen kan bära upp sig själv på ett mer effektivt sätt och därmed undvika att överdelen kollapsar och faller ihop. Med tanke på att behållaren skall vara utformad så att den är flexibel och kan följa med vågornas rörelser så kan det vara nödvändigt eller önskvärt att använda sig av material med relativt låg styvhet. För att undvika att behållaren kollapsar kan det således vara nödvändigt med en formstabil struktur för behållaren.
I figur 2c visas ett förslag på tvärsnittsform hos en behållare 2 som är avsedd att delvis utnyttja fördelarna hos de i figur 2a och 2b visade strukturerna för behållaren. Dess undre del och sidväggar motsvarar de hos ett rätblock medan dess övre begränsningsyta 14 lO 536685 motsvaras av ett brutet tak. En sådan konstruktion med ett ”brutet tak” ger en större styvhet i strukturen än den i figur 2a visade tvärsnitts-geometrin av behållaren men utnyttjar inte på samma sätt den tillåtna höjden maximalt. Jämfört med den i figur 2b visade strukturen blir den dock inte lika stark men kan anpassas att ge en lägre friktion för ett flöde där höjden är begränsad.
I figur 2d visas en elliptisk form vilket motsvarar en formstabil struktur som kan vara självbärande på ett effektivt sätt och ge en stark konstruktion. I det fall det är önskvärt eller nödvändigt med ett bredd/höjd- förhållande som är relativt stort, d v s mer än 3, kan denna konstruktion dock ge en relativt stor friktion jämfört med exempelvis ett rektangulärt tvärsnitt.
I figur 2e visas en behållare 2 med ett tvärsnitt liknande den elliptiska formen i figur 2d men i den här utföringsformen så är dess kanter eller kurvatur något ”vässade” på det ställe där krökningsradien av en motsvarande ellips är som störst.
Ovanstående utföringsformer är endast några få exempel på hur en behållare enligt uppfinningen kan utformas.
Beroende på material och dimensioner kan de ovan beskrivna formerna eller andra väljas. I det fall rören är relativt stora blir det ofta viktigt att formen ger behållaren stor styvhet medan kontaktytan per massenhet minskar med ökade dimensioner, och därmed även friktionen per massenhet, och det kan vara lämpligt att välja formstabila och styva geometrier även om det medför att formerna är mindre väl anpassade till att lO 536 685 minimera friktionsförluster.
Vid små dimensioner, d v s relativt små tvarsnittsareor för behållaren, år det tvartom ofta viktigt att minimera friktionen. Små tvarsnittsareor medför större kontaktyta per massenhet mellan fluiden och behållarens väggar. Eftersom den mindre tvårsnittsarean medför att de strukturella belastningarna på behållaren blir mindre och gör att fler geometrier blir tillräckligt styva och stabila, kan formen inriktas mer på att minimera friktion ån styvhet och formstabilitet. 16

Claims (7)

1. KRAV l.
2. Ett vågkraftsaggregat _ Ett vågkraftsaggregat .
3. Ett vågkraftsaggregat 536685 (1) vågrörelser hos en vätska för att utvinna energi ur (3) (1) (2) vilket aggregat innefattar en behållare avsedd att åtminstone delvis (3) ur vilken vågenergin (2) placeras i nämnda vätska försedd med en eller flera (3) i behållaren samt åtminstone ett utlopp (8) varvid (2) avlång enhet anpassad att påverkas av och väsentligen utvinnes, nämnda behållare öppningar (6) (5) för insläpp av nämnda vätska och en gas nämnda behållare åtminstone delvis är utformad som en följa nämnda vågrörelser så att behållaren (2) antar en vågformad kontur och där behållaren i åtminstone en första del (9) och en andra del (10) antar positioner med olika lägesenergi relativt varandra så att ett tryck byggs upp inuti behållaren (2) med hjälp av vätskan (3) (5) (8), finns i detta flöde utvinns med hjälp av en turbin, och gasen som flödar mot utloppet där energi som kännetecknat av att behållaren (2) åtminstone utefter en del av sin längd är utformad så att den har en bredd som är minst 20 % större än dess höjd. (1) enligt krav l kännetecknat av att behållaren (2) åtminstone utefter en del av sin längd är utformad så att den har en bredd som är minst dubbelt så stor som dess höjd. (1) enligt något av föregående krav kännetecknat av att behållaren (2) åtminstone utefter en del av sin längd är utformad så att den har en bredd som är mindre än 15 gånger så stor som dess höjd, företrädesvis mindre än 6 gånger så stor som dess höjd. 17 536685
4.Ett vågkraftsaggregat (1) enligt något av föregående krav kännetecknat av att behållaren (2) åtminstone utefter en del av sin längd är utformad så att den har en bredd som är mellan 2 och 5 gånger så stor som dess höjd, företrädesvis mellan 3 och 5 gånger så stor.
5.Ett vågkraftsaggregat (1) enligt något av föregående krav kännetecknat av att höjden hos behållaren (2) är mellan 0,2 och 0,8 delar av den förväntade våghöjden där vågkraftsaggregatet (1) skall placeras.
6.Ett vågkraftsaggregat (1) enligt krav 5 kännetecknat av att höjden hos behållaren (2) är mellan 0,2 och 0,55 delar av den förväntade våghöjden där vågkraftsaggregatet skall placeras.
7.Metod för utvinning av vågenergi kännetecknad av att ett vàgkraftsaggregat (1) enligt något av föregående krav placeras i en vätska (3) vilken har en förväntad våghöjd h och att behållarens (2) höjd är mellan 0,2 och 0,8 delar av den förväntade våghöjden, företrädesvis mellan 0,2 och 0,55 delar av den förväntade våghöjden. 18
SE1130100A 2011-10-18 2011-10-18 Vågkraftsaggregat SE536685C2 (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1130100A SE536685C2 (sv) 2011-10-18 2011-10-18 Vågkraftsaggregat
EP12849206.3A EP2769086B1 (en) 2011-10-18 2012-10-15 Wave power device
PCT/SE2012/051102 WO2013074018A1 (en) 2011-10-18 2012-10-15 Wave power device
JP2014537026A JP2014532148A (ja) 2011-10-18 2012-10-15 波力装置
US14/350,784 US20140290234A1 (en) 2011-10-18 2012-10-15 Wave power device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1130100A SE536685C2 (sv) 2011-10-18 2011-10-18 Vågkraftsaggregat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1130100A1 SE1130100A1 (sv) 2013-04-19
SE536685C2 true SE536685C2 (sv) 2014-05-27

Family

ID=48407324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1130100A SE536685C2 (sv) 2011-10-18 2011-10-18 Vågkraftsaggregat

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140290234A1 (sv)
EP (1) EP2769086B1 (sv)
JP (1) JP2014532148A (sv)
SE (1) SE536685C2 (sv)
WO (1) WO2013074018A1 (sv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017025718A1 (en) * 2015-08-07 2017-02-16 Norman West Bellamy Resonant pneumatic wave compressor
US10900463B2 (en) 2019-06-14 2021-01-26 Nicholas Patrick Wynn Wave powered pump

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0198445B1 (en) * 1985-04-16 1990-09-19 Hydro Energy Associates Limited A pneumatic hydro-electric power conversion system
GB2218156A (en) * 1988-04-26 1989-11-08 Hydro Energy Ass Ltd Pneumatic hydro-electric power conversion apparatus
GB9009559D0 (en) * 1990-04-27 1990-06-20 Hydro Energy Ass Ltd Hydro-electric power conversion system
GB9820704D0 (en) * 1998-09-24 1998-11-18 Yemm Richard Wave energy convertor
WO2001096737A1 (en) * 2000-06-14 2001-12-20 Applied Research & Technology Limited A wavepower collector
GB0428198D0 (en) * 2004-12-22 2005-01-26 Salt Anthony Energy extraction apparatus and method
EP1915528B1 (en) * 2005-08-02 2012-05-30 Syed Mohammed Ghouse Free floating wave energy converter
SE0700124L (sv) * 2007-01-22 2007-10-23 Daniel Ehrnberg Vågkraftsaggregat
US20110116942A1 (en) * 2008-07-17 2011-05-19 Patrick Joseph Duffy Wave energy converter
US8120195B2 (en) * 2008-07-23 2012-02-21 Single Buoy Moorings, Inc. Wave energy converter
US9279409B2 (en) * 2009-06-16 2016-03-08 Single Buoy Moorings, Inc. Environmental electrical generator
GB2475049A (en) * 2009-11-03 2011-05-11 Norman West Bellamy Pneumatic wave compressor for extracting energy from sea waves

Also Published As

Publication number Publication date
US20140290234A1 (en) 2014-10-02
EP2769086A4 (en) 2015-07-22
EP2769086A1 (en) 2014-08-27
EP2769086B1 (en) 2017-01-04
JP2014532148A (ja) 2014-12-04
WO2013074018A1 (en) 2013-05-23
SE1130100A1 (sv) 2013-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210392860A1 (en) Outlet basin for a fish pen
US20200239335A1 (en) Water treating equipment providing coalescence and flotation within a single vessel
SE536685C2 (sv) Vågkraftsaggregat
JP6905586B2 (ja) 嫌気性浄化装置用の脱ガス装置
JP4884241B2 (ja) アオコ回収装置、およびアオコ回収方法
US11585062B2 (en) Device for collecting waste from water
CN104846789B (zh) 一种对称式旋流排沙池
CN206688300U (zh) 人字形水平管模块
JP6401138B2 (ja) 凍結防止機能付き取水口
US10428787B2 (en) Free floating wave energy converter having variable buoyancy flexible pipe and enhanced capture width
CN203575369U (zh) 水族箱消音器
CN113605491A (zh) 井用潜水泵的浮动取水装置
CN207885491U (zh) 进水深度调节架及可调节进水深度的养鱼跑道
CN105152348A (zh) 一种防堵折流式渗滤坝
CN104524902A (zh) 减水剂喷淋回收塔
JP6628471B2 (ja) 貯留槽
JP6661150B2 (ja) 多段気泡ポンプ
CN105240186A (zh) 一种小型液力透平装置尾水管水力设计方法
KR101357787B1 (ko) 수도관을 이용한 수차 발전장치
CN109984076A (zh) 进水深度调节架及可调节进水深度的养鱼跑道
TH13484C3 (th) ถังบำบัดน้ำเสียแบบทุ่น
TH13484A3 (th) ถังบำบัดน้ำเสียแบบทุ่น
CN117599504A (zh) 浮动式海水淡化预处理装置
DE202005002931U1 (de) Wasserbelebungsvorrichtung
CN101811741A (zh) 污水处理调节池的浮箱式稳流出水器

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed