SK8989Y1 - Hlbokovodná veterná turbína - Google Patents

Abstract

Technické riešenie umožňuje umiestniť veterné farmy v hlbokom mori bez kotvenia. Turbíny (5) na hriadeľoch (8) so šikmým záklonom poháňajú prevody s generátormi (3) a priamo vodné skrutky (13), takže ich dostatočná plošnosť umožňuje pri odbere 0,1 výkonu turbín (5) vytvárať reakciu na tlak vetra, a tým zaujímať stabilnú polohu bez kotvenia. Pri zvýšenom sklone lopatiek vodných skrutiek (1) a zvýšenom odbere energie je možný ťah nákladu proti vetru.

Description

SK 8989 Υ1

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka hlbokovodných veterných turbín určených na činnosť v moriach bez obmedzenia hĺbkou.

Doterajší stav techniky

Umiestnenie veterných turbín do morí bez obmedzenia hĺbkou v súčasnosti nie je známe v kategórii veľkých výkonov. Malé a mikroturbíny pracujúce na palubách lodí a jácht sa využíva ako doplnkový zdroj energie pre posádku plavidla. Veterné turbíny alebo systémy na pohon lodí sa uplatňujú v rôznych variantoch využitia. Táto oblasť je však špecifická, takže nebude podrobnejšie analyzovaná.

Podstata technického riešenia

Podstatou technického riešenia hlbokovodnej veternej turbíny je hlavný nosník s priečne pripevneným horným priečnym nosníkom, na ktorom sú prichytené paralelné hriadele turbín, ktorých spodný koniec končí pod vodou, kde sú naň upnuté vodné skrutky so sklonom lopatiek tak, aby vyvíjali reakčný ťah proti vetru. Spodný priečny nosník drží v ložiskách strednú časť hriadeľov turbín a ponorený priečny nosník podopiera ponorenú časť hriadeľov. Hlavný nosník je uložený výkyvné na oske, ktorá je vertikálne otočná v stĺpiku na bóji a je vystužený lanami navrchu predného nosníka.

V strednej časti hlavného nosníka sú pripevnené aspoň dva priečne listy. Pod horným krídlom je podpora, ktorá prenáša tlak nadmerného vetra a umožňuje spodnému krídlu natočenie hlavného hriadeľa vrchom dopredu a ležatú polohu listov turbín. Natáčame do vetra uskutočňuje smerovka upnutá navrchu hlavného nosníka.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obrázku je znázornený bočný pohľad na hlbokovodnú turbínu, v ktorom je viditeľný jeden hriadeľ s turbínami a vodnými skrutkami, ostatné paralelne umiestnené sú identické, priečne listy sú v reze ich profilov.

Príklady uskutočnenia

Výroba elektrickej energie v hlbokom mori s primeranou vzdialenosťou od pobrežia je možná, ak sa hlbokovodná veterná turbína vybaví diaľkovým ovládaním pomocného pohonu na reguláciu polohy. Každá jednotka veternej farmy pláva samostatne s určenými rozostupmi a je napojená na podmorskú sieť vysokonapäťového prenosu elektrickej energie. Svoju polohu si udržuje primáme ťahom sériovo paralelne zoskupených a priamo hnaných vodných skmtiek 1. Tieto sú prichytené na spodnej časti hriadeľov 8, ktoré sú hnané turbínami 5 v sériovo paralelnom usporiadaní a ktoré sú prichytené v hornej časti každého hriadeľa 8. Hriadele 8 ležia na hornom priečnom nosníku 6. Spodný priečny nosník 4 nesie v ložiskách stred hriadeľov 8 a ponorený priečny nosník 13 podopiera spodnú časť hriadeľa 8. Všetky nosníky smerujúce priečne sú prichytené na hlavnom nosníku 12, ktorý je výkyvný vo vodorovnom čape navrchu osky 14 s vertikálnou osou otočnou v stĺpiku na bóji 2 do smeru vetra smerovkou 7. Predný nosník 9 napína výstužné laná hlavného nosníka 12. Rotácia hriadeľov 8 turbínami 5 poháňa prevody s generátormi 3 a vodné skrutky 1, ktorých ťah vytvára silovú reakciu proti tlaku vetra na turbíny 5. Na hlavnom nosníku 12 sú priečne upnuté listy 10, ktoré menia rýchlosť a smer vetra proti turbínam vztlakom a vírmi na okrajoch. Pri nadmernom vetre sa horné krídlo 10 oprie o podpom 11a spodné krídlo 10 predkloní hlavný nosník 12 do zvislej polohy na ochranu turbín 5. Ťah vodných skmtiek prevláda nad vztlakom turbín 5 a výsledná sila v osi hriadeľov sa vektorovo sčítava s tlakom krídiel 10 do osi osky 14 proti vztlaku bóji 2. Trojnásobne menší priemer vodných skratiek 1 oproti turbínam 5 umožňuje odber 0,1 z výkonu turbín 5 na potrebnú ťažnú silu vo vode s hustotou osemstonásobne vyššou než vzduch. Takto vybavené jednotky hlbokovodných veterných turbín sú pripojené na vysokonapäťové podmorské káble.

Iné uskutočnenie technického riešenia sú posilňovače morských prúdov na rýchlejšie premiestňovanie teplej vody napríklad golfským prúdom, a tým zmierňovanie účinkov tornád v mieste vzniku, a ohrev prostredia na konci morského prúdu.

SK 8989 Υ1

Iné uskutočnenie technického riešenia sú autonómne zdroje energie v hlbokých vodách oceánu na rôzne účely, napríklad na stabilizáciu plávajúcich stĺpov rozvodu vysokého napätia na účely elektronapájania lodí a elektrických lietadiel snímajúcich energiu zbernými dronmi.

Iné uskutočnenie technického riešenia je výroba vodíka a jeho akumulácia na periodický odber do zber5 ných lodí.

Iné uskutočnenie je použitie vo funkcii ťahačov nákladných lodí diaľkovo riadených využitím protivetra na priamy ťah pri súčasnom dobíjam batérií elektrického pohonu.

Claims (2)

1. SK 8989 Υ1

   NÁROKY NA OCHRANU

   1. Hlbokovodná veterná turbína určená na činnosť v hlbokých morských vodách, vyznačujúca sa tým, že na hlavný nosník (12) sú priečne pripevnené horný priečny nosník (6) s úchytmi paralelne 5 rozmiestnených hriadeľov (8) turbín (5), spodný priečny nosník (4) s ložiskovým umiestnením stredu hriadeľov (8) a prevodov s generátormi (3) a ponorený priečny nosník (13) na podporu ponorenej časti hriadeľov (8), na ktorej sú prichytené vodné skrutky (1), pričom hlavný nosník (12) je uložený výkyvné na oske (14), ktorá je vertikálne otočná v stĺpiku na bóji (2) a je vystužený lanami z predného nosníka (9).
2. 2. Hlbokovodná veterná turbína podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že na hlavnom 10 nosníku (12) sú v jeho strednej časti priečne upnuté aspoň dve krídla (10), pričom horné krídlo je nad podporou (11) a na vrchnej časti je upnutá smerovka (7).

   1 výkres