TR201608214A2 - Deniz ve Okyanus Dalgalarından Elektrik Üretmeyi Sağlayan Sistem - Google Patents

Abstract

Buluş, tek parçadan veya bir omurga üzerinde grup halinde bulunan ve oldukça geniş taban yüzeyine sahip şamandıralara (1,2) sahiptir. Şamandıraların (1,2) taban yüzeyindeyse, alt ve üst ağızları açık olan birden fazla sayıda venturi tüp (4) vardır. Şamandıra (1,2) dalga tepesine çıkarken veya dalga çukuruna inerken tüpleri de (4) yukarı-aşağı hareket ettirmekte, tüp (4) ağızlarından giren su, daralan boğaz nedeniyle hız kazanarak boğaz (9, 12) içerisinde yer alan türbinleri (10, 11), türbinler de (10, 11) alternatörü (13) döndürerek elektrik enerjisi elde edilmesini sağlamaktadır. Yani dalga gücüne maruz kalan veya birbirine sürtünen hiçbir güç aktarım elemanı olmaksızın, alternatörler (13) doğrudan tüplerin (4) hareketiyle yer değiştiren deniz suyu tarafından tahrik edilmektedir.

Description

TARIFNAME DENIZ ve OKYANUS DALGALARINDAN ELEKTRIK ÜRETMEYI SAGLAYAN SISTEM Teknik Alan: Okyanus ve denizlerde rüzgâr kaynakli olusan dalgalardaki kinetik ve potansiyel enerjiyi elektrik enerjisine dönüstürmekle ilgilidir. Önceki Teknik: Deniz ve okyanus kaynakli enerjilerin büyük potansiyelinden yararlanma fikri yeni degildir. Bu alandaki ilk patent, Girard Clement ve oglu tarafindan 1799 yilinda Paris'te alinmis, 1892 yilinda A. W. Stahl onu takip etmistir. Kuruldugu bilinen ilk tesis ise Bochaux-Praceigue tarafindan Fransa'nin Bordeaux bölgesi yakinlarinda, 1910 yilinda faaliyete geçmistir.

Ancak çalismalarin asil hiz kazandigi dönem, 1970 sonrasi siyasi sorunlar nedeniyle bas gösteren enerji krizidir ve 80'li yillarda petrol fiyatlarinin düsmesiyle çalismalara ilgi azalsa da, küresel isinmanin yol açtigi tahribatlarin daha iyi anlasilmaya baslamasiyla tekrar hiz kazanmistir. Ve günümüze gelindiginde, dalga enerjisi üretim sistemlerine iliskin patent basvuru sayisi 1000'in üzerine çikmistir.

Bu basvurular içerisinden az sayidaki uygulama sansi bulmus olanlarini, kuruldugu yere ve kullanildigi teknolojiye göre yalnizca birkaç sinifa ayirmak mümkündür. Her bir uygulamaya kisaca deginelim.

Kiyi Seridi (Shoreline) Uygulamalari: Kiyi Seridi uygulamalarinda, enerji üretim yapilari kiyida sabitlenmis veya gömülü halde bulunurlar. Bakim ve insasi diger uygulamalara göre daha kolaydir ve derin su baglantilarina veya uzun su alti elektrik kablolarina ihtiyaç yoktur. Bununla birlikte, daha az güce sahip dalga rejimi nedeniyle elde edilebilen dalga enerjisi daha az olabilmektedir. Bu tür uygulamalarin yayginlasmasi kiyi seridi jeolojisi, gel-git seviyesi ve kiyi yapisinin korunmasi gibi etkenlerle sinirlanmaktadir.

Salinimli Su Kolonu (Oscillating water column-OWC): Bu sistemler, su yüzeyi altinda açik agzi bulunan bir bölmede dalgalar ile birlikte suyun yükselip alçalmasi prensibine göre çalisir. Dalgalar yükseldiginde kapali bölmedeki su seviyesi de yükselir yükselen su kolonu, bölmenin daralan üst kismindaki hava kolonunu bir menfeze yönlendirir. Ve su tarafindan sikistirilan hava, dar menfeze yerlestirilmis türbini hareket ettirir. Dalga geri çekilirken bu defa da içerdeki havayi bosaltir ve söz konusu hareket, türbinin yeniden hareket etmesini saglar. Bu sistemde, her zaman tek yöne dönüs saglayan, dolayisiyla daha verimli bir sekilde enerji üretilmesini temin eden Wells türbinler kullanilir.

Daralan Kanal Sistemi (TAPered CHANeI -TAPCHAN): Bu sistemler su seviyesinin 3- metre üzerinde duvar yüksekligine sahip, uçurumun kenarina insa edilmis hazneyi besleyen, gittikçe daralan bir kanaldan olusmaktadir. Kanalin daralmasi dalga yüksekliginin artmasina neden olur ve yükselen dalgalar kanal duvarlarindan haznenin içine bosalir. Su haznede depolandigi için hareketli dalganin kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüsür. Depolanan su türbine verilir. Çok az hareketli parçasi oldugundan düsük bakim maliyetine ve yüksek bir güvenirlige sahiptir. Bu sistemde ihtiyaç duyulana kadar enerji depolanabilmektedir. Topografik yapisi uygun okyanus kiyilarinda ve yüksek dalga boylarinda kullanilir. Ve kinetik enerjiden yararlanilamadigi için verim % 2-3 düzeyindedir.

Pendular: Bir tarafi denize açilan dikdörtgen kutu seklindedir. Bu sistemde dalga hareketleriyle platformun altindaki pistonlu kollar veya kapaklar hareket ederler ve pistonlarin hareketi, mevcut bulunan siviyi yüksek basinçli bir sekilde aktararak hidrolik pompanin vejeneratöre bagli türbinin çalismasi için kullanilir.

Kiyiya Yakin (Near Shore) Uygulamalar: 10-25 metre su derinliginde kurulan uygulamalardir. Uygulama sansi bulmus olanlarin birkaçi sunlardir; Osprey: Wavegen tarafindan gelistirilen Osprey'in gücü 1,5 MW'lik rüzgâr türbininin dâhil edilmesiyle 2 MW'a çikarilmistir. Bu sistemin ticari gösterimi için üzerinde oldukça çok çalismalar yapilmistir ve özellikle insa maliyetinin düsürülmesi amaciyla çalismalar devam etmektedir.

Oyster: Bu sitem iki üniteden olusmaktadir. Deniz tabanina sabitlenmis ve dalgalarla birlikte salinan bir osilatör, bu hareketi pistonlara/hidrolik kollara ileterek deniz suyunu karadaki üniteye pompalar. Ve karadaki ünitede yer alan Pelton türbinli alternatörleri çalistirir. 2012 yilinda ilk uygulamasi yapilan sistemin osilatör genisligi 18 metreydi. Su anda 500 metre açiktan 26 metre genisligindeki osilatörle karaya su basan ve maksimum kapasitesi 800 kW/saat olan ikinci uygulamasi da faaldir.

SEARASER: Ingiliz Alvin Smith'in gelistirdigi dalga pompasi mekanizmasinda, deniz dibine zincirle sabitlenerek suyun üzerine birakilan ve dalgalarin etkisiyle sürekli yukari- asagi hareket eden duba borulari, her dalgada su pompaliyor. Kiyida yüksek bir noktaya pompalanan su, deniz seviyesine geri dönüsünde, düsey akintiyla çarptirildigi türbinlerde, elektrik üretiliyor. Alvin Smith'in gelistirdigi düzenegin Ingiltere hükümetince desteklendigi, bizzat Enerji Bakani Greg Barker tarafindan dile getirildi.

Carnegie (CETO PROJESI): Avustralya ve Fransa'nin ortaklasa yürütmekte olduklari bir çalismadir. Deniz seviyesinin 1 ile 2 metre altinda kalacak sekilde yerlestirilen 5 metre yüksekliginde ve 7 metre genisliginde samandiralar araciligi ile olusturulan bir çalismadir.

Bu samandira, çelik baglanti elemani yardimiyla su pompasinin pistonuna baglanmistir.

Deniz alti su pompasi ise, kinetik enerjiyi hidrolik enerjiye dönüstürüyor.

Böylece piston sayesinde, karada bulunan su tesisat devresine yüksek basinçta su gönderilmis olunur. Hidrolik pompa ise denizin 20 ila 50 metre altinda bir temel üzerine sabitlestirilmistir. Dalga hareketleri ne yönden gelirse gelsin kurulu düzen hiç bir sekilde etkilenmeyecek ve pompalama islemine devam edecektir. Su pompasinin yüksek basinçli suyla besledigi hidroelektrik türbin ve jeneratör ise elektrik Üretecektir. Jeneratör ve elektik tesisatinin karada bulunmasi, bakim onarim açisindan avantajlidir.

Azura: ABD Donanmasinin Hawaii'deki Kaneohe Limani'nda Dalga Gücü Deneme Bölgesi'nde kurulan bu 40 tonluk açik sari renkli cihaz, Ulusal Enerji Dairesi (DoE)'nin söyledigine göre Amerika'nin kiyi sehirlerine temiz, yenilenebilir enerji saglamak için hep birlikte çalisan bir dalga jeneratörü filosunun ilki olabilir. Prototip kendi basina 20 kilowatt gibi düsük sayilabilecek güçte bir enerji üretiyor. Ancak benzer sekilde birden fazla yapi kurularak elde edilecek temiz enerjinin kiyi sehirlerde elektrik ihtiyacini karsilayabilecegini belirtiliyor.

Deniz Kuvvetleri tarafindan destek verilen proje Northwest Energy Innovations adinda bir sirket ile ortaklasa yürütülüyor. Kurulan prototip yaklasik 30 metre derinlige kadar uzanirken, 45 tonluk kuvvete kadar hem kabarma (yukari/asagi) hem de dalgalanma (ileri/geri) hareketlerini elektrik enerjisine dönüstürebiliyor. Kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüstürme islemini üzerinde bulunan bir jeneratör yardimiyla yapan Azura, denizin altindan baglanan bir kablo ile ürettigi elektrigi sebekeye iletiyor.

Wosp kiyiya yakin dalga ve rüzgâr enerji istasyonun birlestirilmis halidir. Eklenen 1,5 MW'lik rüzgar üretim kapasitesi, tesis kapasitesini 3,5 MW'a yükseltir.

Kiyidan Uzak (Offshore) Uygulamalar: 40 metreden daha derin sularda kullanilan cihazlardir. Yine uygulama sansi bulmus olanlarin birkaçi sunlardir; McCabe Dalga Pompasi (McCabe Wave Pump): Bu cihaz, birbirine menteseli, düzenli bir sekilde siralanmis ve birbirlerine bagli hareket eden 3 adet dikdörtgen çelik (4 m genisliginde) duba içermektedir. Ekstra bir kütle eklenmesiyle merkez dubanin ataletinin artmasi saglanir. Enerji ise merkez duba ile diger dubalar arasina monte edilen hidrolik pompa vasitasiyla mentese noktalarindaki hareketten saglanmaktadir. Örnek bir cihaz 40 metre uzunlugunda Kilbaha, County Clare ve Irlanda'da kurulmustur.

OPT Dalga Enerji Dönüstürücüsü (WEC): 2-5 metre çapli üstü kapali, tabani denize açik silindirik bir yapi içerir. Yapinin tepesi ile yapi içerisinde yüzen çelik yüzücü arasina hidrolik pompa yerlestirilmistir. Yapinin yüzücüye göre hareketinden elektrik üretilir. Bu sistem, Dogu Atlantik'te büyük ölçekte test edilmistir ve ilk ticari yapilar Avustralya ve Pasifik'te kurulmak üzeredir.

Pelamis: Bu yapi, kismi olarak su içinde yer alan, menteseli noktalarla birbirine bagli silindirik bölümlerden olusan eklemli bir yapidir. Dalga ile birlesim noktalari hareket eder ve bu hareketle hidrolik pompalar elektrikjeneratörlerini çalistirir. 2009 yilinda, 375 kW gücünde, 130 metre uzunlugunda ve 3,5 metre çapinda sistem elektrik sebekesine enerji vermeye baslamistir. Su anda 750 kW güce sahip modelleri de faaliyete geçmistir. Ülkemizde de dalga enerjisinden elektrik elde etme çalismalari yapilmistir. Ulusal Bor Arastirma Enstitüsü (BOREN) ve Türkiye Elektromekanik Sanayi A.S.(TEMSAN) isbirliginde 15.02.2008 tarihinde baslatilan ”Dalga Enerjisinden Elektrik Üretimi” konulu proje kapsaminda, dalgalarin dikey hareketini elektrik enerjisine çeviren bir sistem tasarimi gerçeklestirilmistir. Sakarya Karasu'da 2009 yilinda kurulan prototip sistemde günde ortalama 5 kW/saat enerji elde edilmesi planlanmisti. Ancak istenen verim alinamadigi için sistem artik faal degil. Öte yandan; Gerek hayatimizin vazgeçilmez birer parçasi haline gelen teknolojik aletler, gerekse ürettigimiz veya tükettigimiz tüm ürün ve hizmetler nedeniyle, hepimiz enerjiye bagimli bir yasam sürdürüyoruz. Ve bir yandan enerji talebi sürekli artarken, diger yandan her bir enerji kaynaginin üretimi ve/veya kullanimi esnasinda ortaya çikan olumsuzluklara iliskin kamuoyu itirazlari giderek yükseliyor. Hatta çesitli kisitlamalar içeren bazi uluslararasi bazi anlasmalar gündeme geliyor/getiriliyor. Örnegin fosil yakitlar...

Halen ihtiyaç duydugumuz enerjinin önemli bir kismini fosil yakitlardan karsiliyoruz ve bunlarin enerjiye dönüstürülmesi sirasinda ortaya çikan kirletici gazlar, özellikle sehirlerde yasayan insanlarin sagligi için ciddi bir tehlike olusturuyor.

Saglik problemleriyse hem yasam kalitesini ve is verimini, dolayisiyla büyümeyi olumsuz etkiledigi, hem de sosyal güvenlik açiklarini artirdigi için gelismis ülke bütçelerini bile zorlamaya baslayan bir negatif döngü üretmektedir. Keza su anda bile ortalama sicakliklari ve ekstrem meteorolojik olaylarin yasanma sikligini artiran fosil yakit kullanim oranlarinin ayni hizda yükselmesi halinde; Dogal yasamin tahrip olmasinin yani sira yagis rejimi ve deniz seviyelerinde radikal degisimlere yol açarak kitlesel insan göçlerini tetikleyecegi ve bunun sosyal ve ekonomik sonuçlarinin çok agir olacagi da artik herkesçe kabul edilmektedir. Üstelik fosil enerji çesitlerinin hepsi sonlu kaynaklardir ve ekonomik veya siyasi krizler nedeniyle uluslararasi piyasalarda büyük fiyat dalgalanmalarinin yasanabilmesi, hem üretici, hem de tüketici konumundaki ülkelerin ekonomik hedeflerinde ciddi sapmalara yol açabilmektedir. Ve fosil enerji çesitlerinin ömürlerinin bitimine dogru fiyatlarinin daha da artacagini beklemek, gerçekçi bir yaklasimdir.

Bu yüzden, karbon emisyonunu azaltmaya dönük Paris Sözlesmesi gibi uluslararasi anlasmalar imzalanmakta, tüm ülkeler taahhütlerini yerine getirmek ve enerji arz güvenligini saglamak amaciyla yerel ve yenilenebilir enerji kaynaklari ile nükleer enerji yatirimlarini tesvik etmekte, bu alanda yapilan teknolojik arastirmalara olan desteklerini de artirmaktadir.

Ancak uranyum, toryum ve plütonyum gibi bol enerji vaat eden nükleer enerji kaynaklari da sondur ve yüksek teknoloji gerektirmektedir. Ayrica atik maddelerin nasil bertaraf edilecegi ciddi bir meseledir ve herhangi bir sebeple reaktörlerin zarar görmesi durumunda ortaya çikacak radyoaktif sizinti, çok genis bir alani on yillar boyunca olumsuz etkilemektedir.

Yenilenebilir enerji kaynaklarindan olan büyük hidroelektrik santraller ise baraj arkasinda depolanan yüksek miktarda suyun buharlasmasi nedeniyle kurulduklari bölgedeki mevsimsel sicaklik ve nem oranlari ile yagis miktarini degistirerek, bazi canli türlerinin uyum saglamalarini zorlastirmakta ve yasam alanlarini kisitlamaktadir. Soya fasulyesi gibi bitki yaglarindan elde edilen enerji de yine ayni sebeple, yani kisitli olan tarim alanlari ve tatli su kaynaklarinin enerji üretimi için kullanilmasi açisindan elestirilmektedir. Keza rüzgâr tarlalari da görüntü ve gürültü kirligine yol açtigi gerekçesiyle tepkilerin hedefi olmaktadir.

Kisacasi enerjiye bagimli oldugumuz halde; nükleer, termik ve hidroelektrik santrallerden rüzgâr tarlalarina, bioyakittan jeotermal kaynaklara dek, üretimi ve kullanimi nedeniyle elestirilerin hedefi olmayan neredeyse hiçbir enerji kaynagi kalmamistir ve özellikle bazilari, simdiden politik ve sosyal baski malzemesi, ambargo gerekçesi haline gelmistir. Deniz kökenli enerjiler, bu açidan önemli avantajlar sunmaktadir. Bu avantajlari siralayacak olursak; Sonsuzdur: Deniz kökenli dalga ve gel-git enerjisi, rüzgâr estikçe ve dünya-günes-ay arasi çekim kuvveti devam ettikçe sürekliligi olan sonsuz yenilenebilir enerji kaynaklaridir.

Diger yenilenebilir enerji kaynaklarindan çok daha yogundur: Ortalama günlük günes enerjisi akisi metre kare basina 100 W'dir. Dolayisiyla; ideal sartlarda 1 kW elektrik üretimi için 10 metrekarelik bir günes paneli/hücresi gereklidir. Rüzgar enerjisi kullanilarak ayni miktarda elektrik üretimi için 2 metrekare yer gereklidir. Dalga gücü için Potansiyeli Yüksektir: En temkinli öngörülere göre Türkiye sahil seridinin yalnizca beste birinden elde edilebilecek net dalga enerjisi potansiyeli, yillik 10 TW (10 milyar kW/h) mertebesindedir. Yine benzer kullanim orani ile dünyadaki kiyi seridi dalga enerjisi net potansiyeli ise yillik en az 1.700 TW olarak öngörülmektedir. Bu rakamlara gel-git ve akinti enerjisi dâhil degildir.

Kesintisiz/Sürekli Enerji Saglar: Dünyanin birçok yerinde rüzgâr, sürekli dalgalar olusturacak kadar güçlü ve düzenli eser. Üstelik feç (fetch) uzunluguna, yani rüzgârin etkiledigi alanin büyüklügüne bagli olarak, kendilerini olusturan rüzgâr dindikten çok sonra bile sekillerini degistirmeden ve enerjilerini kaybetmeden binlerce kilometre yol alabilir. Örnegin, Atlantik Okyanusu'nun Amerika tarafinda olusan dalgalar, bati Avrupa kiyilarina kadar ulasabilmektedir. Dalga enerjisinin mevsimsel degisimleri de sinirlidir.

Isletme Maliyeti Çok Düsüktür: Yakit maliyeti olmadigindan, ilk yatirimindan baska neredeyse hiçbir girdisi yoktur.

Tasarim Esnekligi Sunar: Öngörülen enerji ihtiyacina ve bölgenin dalga degerlerine göre boyutlandirilir. Büyük dalga boyutu ve/veya bölgenin dalga degerlerine uygun dönüstürücü tasarimlarinda üretim maliyeti daha düsüktür.

Iletim Hatti Yatirim ve Bakim Gereksinimi Düsürür: Günümüzde nüfusun büyük kismi kiyi seridine yakin yerlerde yasadigi, söz konusu enerji dönüsüm sistemleri de kiyida veya sahilin biraz açiginda kurulduklari için enerji üretilen yerde tüketilir, iletim hatlarinin yapimi ve bakimi için harcanacak finansman azalir.

Adalarin Elektrik Ihtiyacim Karsilamak için En Ideal Yöntemdir: Yüzölçümü küçük olan adalarda sürekli akan veya debisi yüksek su kaynaklari, kömür yataklari ya da jeotermal kaynaklar olmadigindan, HES, termik veya jeotermal santral gibi tesislerin kurulmasi fiziken mümkün degildir. Bu yüzden, adalarin elektrik ihtiyacini karsilamak için en ideal yöntemdir.

Politik baski ve ambargo malzemesi olabilecek hiçbir girdisi yoktur: Dalgalarin kinetik ve potansiyel enerjisini elektrik enerjisi dönüstüren sistemler ileri teknoloji gerektirmedigi, tüm bilesenleri yerel imkânlarla üretilebileceginden, özellikle enerjide disa bagimli ülkelerin, enerji ithal ettigi ülkelerle yasayabilecegi siyasi gerilimlerde, enerji arz güvenliginin saglanmasina yardimcidir.

Deniz zenginliklerinden Yaralanmayi Kolaylastirir: Tuzlu suyun tatli suya çevrilip ihtiyaç bulunan bölgeye pompalanmasi, keza deniz dibi zenginliklerinin yüzeye pompalanmasi ve deniz ortaminda yapilacak diger çalismalarda, çalismalar için gerekli elektrigin ve potansiyel teknolojinin kullanimina olanak tanir. istihdami Destekleyicidir: Mevcut potansiyelinin küçük bir kisminin kullanima alinmasi için bile, hatiri sayilir miktarda isgücü gerekmektedir, bu da birçok is kolunda ilave istihdam anlamina gelmektedir. Çevrecidir: Tamamen çevrimiçi sistemlerdir, denize biraktigi hiçbir fiziksel, kimyasal ve organik kirleticisi /atigi yoktur, gürültü çikarmaz. Toplam elektrik üretiminden alacagi pay, isinma ve ulasim basta olmak üzere farkli fosil yakitlarin yerini alacagindan, sera gazi emisyonlarini, dolayisiyla küresel isinmayi ve asit yagmurlarini azaltir, soludugumuz havanin kalitesini yükseltir. Deniz üzerinde kuruldugu için tarim alanlarinin korunmasini saglar, ormanlarin kesilmesini önleyerek ekolojik dengeye olumlu katki saglar.

Deniz Ekosistemine Faydalidir: Birçok ülkede denizlerdeki canlilarin saklanabilecegi ve üreyebilecegi yerler olusturmak için ekonomik ömrü dolmus gemiler batirilarak, barinaklar olusturmaktadir. Dalga enerji sistemleri çesitli deniz canlilari için yapay bir habitat olusturur, dalyan vazifesi görerek, denizlerdeki balik neslinin çogalmasina yardim Sahil Yerlesimlerini Korur: Bu sistemler dalga enerjisini zayiflatarak sahile ulasan dalga boylarini azaltir, yerlesim ve tesisleri korur, kano ve dalma gibi su sporlari için daha ideal alanlar olusturur.

Bu yönleriyle, neredeyse tüm enerji kaynaklari ve üretim tekniklerine karsi gelisen ve gerek çevre duyarliligi, gerekse estetik kaygilar ön plana çikarilarak bazi STK'Iarin öncülügünde yürütülen ve giderek güç kazanan kamuoyu baskilarindan korunmasi daha kolaydir.

Bulusun Çözümünü Amaçladigi Teknik Problemler: Siralanan avantajlarina ve binden fazla patent basvurusu olmasina ragmen, bunlar içerisinden yalnizca küçük bir kismi uygulama sansi bulmustur. Sayinin az olmasinin ana sebebiyse, dalga boyu, yönü ve genliginin degiskenligi, frekansinin düsüklügü ve ekstrem meteorolojik kosullarda dönüstürücü parçalarinin maruz kaldigi mekanik ve elektriksel yüklerin 100 kata kadar çikabilmesidir.

Görünüsleri, kurulduklari alan ve kullanilan teknoloji açisindan aralarinda farklar da olsa, uygulama sansi bulmus tüm sistemlerin fazlasiyla sade/basit olmasi, bu yüzdendir. Özetle, ideal bir dalga enerjisi dönüstürücü sistemin tasimasi gereken nitelikler; Dalga yönüne duyarli olmamasi, diger bir ifadeyle dalga hangi yönden gelirse gelsin enerji üretebilmesi, Dalga periyodunun çok uzun (8-10 saniye) olmasindan kaynaklanan düsük frekans sorununu çözmesi, Kurulacagi bölgedeki ortalama dalga yüksekligine göre tasarlanabilme esnekligine sahip olmasi, Elektrik üretecegi dalga boyu araliginin genis olmasi, Ve dalga yüksekliginin çok arttigi durumlarda sistemin maruz kalacagi 100 kata varan yük farklarindan zarar görmemesi, bütünlügünü koruyabilmesidir.

Bulus, bu nitelikleri tasimanin yani sira, basit yapisi nedeniyle ilk yatirim ve bakim masraflari açisindan mevcut sistemlerden daha avantajlidir. Ayrica, çogu sistemin aktif olamadigi veya veriminin çok düstügü dalga boylarinda da elektrik üretebilmektedir. Bu yüzden, hem ayni bölgelerde daha yüksek verimle çalisir, hem de elektrik üretmeye uygun alanlari genisleterek, toplam kullanilabilir potansiyeli artirmaktadir.

Sekillerin Açiklamasi: Sekil 1 -Tek parça samandirayi belli bir açiyla üstten karakterize eden görünümdür.

Sekil 2 - Bir omurgaya monte edilmis samandira grubunu belli bir açiyla alttan sembolize eden görünümdür.

Sekil 3 - Venturi tüpün alt ve üst agiz kafeslerini belli bir açiyla karakterize etmektedir.

Sekil 4 - Wells Türbin ve alternatörü sembolize etmektedir.

Sekil 5 - Dairesel bogazlara sahip venturi tüpü, bogaz içerisine wells türbin ile alternatör yerlestirilmis olarak, belli bir açiyla sembolize eden kesit görünümdür.

Sekil 6 - Köseli ve dairesel bogazlara sahip tüpü, köseli bogaz içerisinde banki türbin yerlestirilmis olarak, belli bir açiyla karakterize eden kesit görünümdür.

Sekil 7 - Köseli ve dairesel bogazlara sahip tüpü, banki türbin ve alternatörü ile, farkli bir açidan sembolize eden kesit görünümdür.

Sekil 8 - Bir kismi filtreyle kaplanmis tüp kafesini karakterize etmektedir.

Sekil 9 - Sarkacin genel görünümünü sembolize etmektedir.

Sekil 10 - Kizakli kolun belli bir açidan kesit görünümünü karakterize etmektedir.

Sekil 11 -Taban agirligi ve kolunu sembolize etmektedir.

Sekil 12 - Bagimsiz bir dönüstürücü sistemin tümünü sembolize eden görünümdür.

Sekil 13 -Iki adet bagimsiz dönüstürücü sistemin taban agirligi ve grup kolu ile birbirine baglandigi uygulamayi karakterize etmektedir.

Sekil 14 - Alti adet dönüstürücü sistemin taban agirligi ve grup kolu ile birbirine baglandigi uygulamayi sembolize eden görünümdür.

Sekillerdeki Referanslarin Açiklamasi: 1- Tek parça Samandira 2- Bir omurgaya monte edilmis Samandira Grubu 3- Bogaz Takozu 4- Venturi Tüp - Venturi tüp Kafesleri 6- Samandira Kollar 7- Elektrik iletim Kablosu 8- Kafeslerin üzerini saran sik gözenekli Filtre 9- Dairesel Türbin ve alternatör Bogazlari - Wells Türbin 11- Banki Türbin 12- Köseli Türbin Bogazi 13- Alternatör 14- Dairesel Bogazin Kapagi - Bogaz kapagi Tutucu 16- Tutucu kontrol Devresi 17- Sarkaç 18- Yatay Hareket Kisitlayici 19- Kizakli kol baglanti Noktalari - Kizakli Kol 21- Kizak 22- Agirliklar 23- Tekerli baglanti noktasi 24- Grup baglanti Kollari - Deniz tabani Agirligi 26- Taban Kolu 27- Halat 28- Dikdörtgen bogazin kapagi 29- Dikdörtgen bogaz kapagi tutucu 31- Sarkaç tabani baglanti noktasi 32- Grup kollarindaki amortisörler 33- Ikaz isigi ve alici-verici anten çubugu Bulusun Açiklamasi: Bulusun su yüzeyinde olan ve dalgalarin hareketiyle salinim yapan yegâne unsuru, tek parçadan olusan veya bir omurga üzerinde grup halinde bulunan samandiradir (1,2).

Oldukça genis taban yüzeyine sahip bu samandiranin (1,2) altindaysa, alt ve üst agizlari açik olan birden fazla sayida venturi tüp (4) bulunmaktadir.

Samandira (1,2) dalga tepesine çikarken veya dalga çukuruna inerken tüpleri de (4) yukari-asagi hareket ettirmekte, tüp (4) agizlarindan giren su, daralan bogaz nedeniyle alternatörü (13) döndürerek elektrik enerjisi elde edilmesini saglamaktadir.

Yani dalga gücüne maruz kalan veya birbirine sürtünen hiçbir güç aktarim elemani olmaksizin, alternatörler (13) dogrudan tüplerin (4) hareketiyle yer degistiren deniz suyu tarafindan tahrik edilmektedir.

Bulusun diger parçalari, bu sistemi bir araya getirmenin yani sira, dönüstürücünün üretim verimini artirmak ve alternatörlere (13) asiri enerji yüklemesini engellemek gibi yardimci görevleri yerine getirmektedir.

Ki ortalama dalga yüksekligi, genligi ve DEGI degeri bölgeden bölgeye degiskenlik gösterdiginden, bulusun çalisma prensibi ayni kalmakla beraber parçalarin tasariminda bazi küçük uyarlamalara da yer verilmistir. Samandiradan baslayarak, sirasiyla aktaralim.

Samandira (1,2) taban yüzeyinin genis olmasi ve tabanina birden fazla venturi tüp (4) baglanmasinin getirdigi avantajlardan ilki, dalga yönü her ne olursa olsun sistemin yönünü degistirmeye gerek kalmadan üretim yapabilmesini saglamasidir.

Zira kiyiya yakin yerlerde iki dalga tepesi (veya çukuru) arasindaki ortalama mesafe -40 metre, açik deniz ve okyanus sartlarinda ise 40-200 metre arasindadir. Dolayisiyla, bu aralik içerisinde kalmak kaydiyla, dönüstürücü bir sistemde samandiralarin (1,2) suyla temas eden/suya batan yüzeyinin genis olmasinda hiçbir sakinca yoktur.

Bu realiteden hareketle ilgili tüm sekillerde samandiralarin (1,2) taban yüzeyi genis tutulmus, merkezine bir adet, merkezden uzaga ise birden fazla tüp (4) yerlestirilmistir.

Fakat samandiralarin (1,2) köseli olmasi ve her kösesinin bir tüple (4) iliskilendirilmesi, korunmasi istenen nitelikler arasinda degildir.

Farkli formlarda samandiralar da kullanilabilir. Hatta dalga genliginin fazla oldugu bölgelerde samandira (1,2) tabani daha da genisletilebileceginden, bu bölgeler için tasarlanan sistemlerde samandira (1,2) merkezinden X uzakliga bir tüp (4) dizisi, Y uzakligina baska bir tüp (4) dizisi gelecek sekilde, birden fazla tüp (4) dizisi de konulabilir. Örnegin Sekil 1'de sembolize edilen samandira (1), 9 (dokuz) tüpe (4) sahiptir. Sekil 2'de yalnizca merkezden belli bir uzaklikta iki sira halindeki baglanti noktalari karakterize edilen ve oldukça büyük bir omurgaya baglanan grup samandiraysa (2) dalga genliginin fazla oldugu açik deniz uygulamalarinda sistemin dalga sönümlemesini azaltmak ve alan kullanimini daha verimli kilmak için tasarlanmistir.

Böylece, dalga cephesi samandiraya (1,2) hangi yönden yaklasirsa yaklassin, dalga tepesi ve çukuru arasinda salinim yapacak tüpler (4) degisse de tümü sirasiyla yükselip alçalmakta ve elektrik üretmektedir. Ikinci faydasi, verim artisi saglamasidir. Çünkü samandira (1,2) dalga cephesine yaklastiginda önce cepheyi karsilayan uçta yer alan en az bir adet tüp (4) yukari dogru yükselmektedir. Ve dalga genligi yüksekligine oranla genellikle çok daha fazla oldugu, samandira (1,2) yüzeyi de genis tutuldugundan, samandira (1,2) merkezi dalga tepesine yaklastiginda, dalgayi karsilayan ilk ucu dalga tepesini çoktan geçmis olacak, suyla temasi kesilerek yükselmeye devam edecektir.

Diger bir ifadeyle, samandiranin (1,2) ilk ucu dalga tepesine ulastiginda büyük kismi halen dalga çukurunda kalacak ve olusan açisal fark nedeniyle ilk uç, dalga tepesinden daha fazla yükselecektir.

Keza dalga cephesini karsilayan tüp (4) kadar olmasa da, ona en yakin diger tüpler de (4), dalga tepesinden daha fazla yükselecektir. Samandiranin (1,2) merkez noktasi dalga tepesine ulastigindaysa, dalga cephesiyle ayni hizada olanlar dâhil tüm tüpler (4) samandiranin (1,2) yükseldigi oranda yükselmekte, dalgayi karsilayan ilk tüp (4) dalga çukuruna düsmeye basladigindaysa aksi yöndeki diger tüpler (4) havaya kalkmaktadir.

Bu durum, bulusa konu dönüstürücüdeki samandirayla (1,2), ayni büyüklükteki alana daha küçük boyutta ve birbirinden bagimsiz çoklu samandira (1,2) veya ayni boyutta ama tek tüplü (4) uygulamalarindan çok daha verimli kilmaktadir.

Zira genis tabanli samandira (1,2) uygulamasinda, her bir samandira (1,2) tabanina yerlestirilmis çok sayida tüp (4) dalga tepesinden daha fazla yükseklik kazanmakta ve tüp (4) bogazlarinda (9, 12) yer alan türbinlerden (10, 11) geçen su miktarinin ciddi biçimde artmasini saglamaktadir.

Dalganin yönü, yalnizca samandiranin (1,2) hangi uçlari arasinda salinim olacagini, hangi tüplerin (4) dalga boyundan daha fazla yükselecegini belirlemektedir. Üstelik mevcut sistemler yalnizca dalga yüksekligi veya oynakligi kadar hareket imkâni sagladigi için ortalama dalga boyutlari belli bir düzeyin altindaki bölgeler sistem kurulumu açisindan uygun görülmemekte veya verim düsük oldugundan yatirimin geri dönüs süresi uzamaktadir.

Oysa genis tabanli samandiralarin (1,2) dalga cephesine dik gelen uç kisimlari dalga yüksekliginden daha fazla yükseldigi için diger sistemlerin kurulamayacagi ya da verimsiz kalacagi bölgelerde de üretime olanak tanir.

Sistem kurmaya uygun alanlari genisleterek, kullanilabilir dalga enerjisi potansiyelini de ciddi biçimde artirir. Ve kurulacagi bölgedeki dalga degerlerine bagli olarak, sadece samandira (1,2) boyu ile tüp (4) çapi degistirilerek, her bölge için en verimli boyutlarda tasarim gerçeklestirme esnekligine sahiptir.

Ayni alana küçük ve bagimsiz samandira (1,2) yerine genis tabanli samandira (1,2) uygulamasinin bir diger faydasi da, daha güvenli olmasidir. Zira diger uygulamada samandiralarin (1,2) birbirine bu kadar yakin olmalari, hem kendilerinin (1,2), hem de tüplerin (4) birbirlerine çarparak hasar olusmasi riskini doguracaktir.

Oysa yine genis tabanli samandira (1,2) uygulamasinda, dalga yüksekligi arttikça genligiyle arasindaki oransal fark azalacak, samandiranin (1,2) bir ucu dalga tepesini epey geçtiginde bile diger ucu henüz dalga çukura inememis oldugu için samandira (1,2) açisi belli bir degeri, örnegin 40 dereceyi hiçbir zaman asamayacaktir. Ve tüpler (4) arasindaki mesafe ile çaplari hesaplanirken samandiranin (1,2) yapabilecegi maksimum açi dikkate alinacagi için, tüplerin (4) birbirine çarpma riski de olmayacaktir.

Ki tercih edilen maksimum açi örnegin 40 ° aldiginda, dalga tepesini geçen ilk tüp (4), dalga yüksekliginin neredeyse iki kati, hemen sonra gelen tüpler (4) ise 1,5 katindan fazla ilave yükseklik kazanabilir.

Bulusta, dönüstürücü sistemin gerek mekanik, gerekse elektriksel asiri yüklenme sorununa karsi tasarim detaylari da mevcuttur. Önce mekanik yükleri ele alalim.

Dalgalar, su kütlesinin belli bir yönde akmasi degildir. Esen rüzgâr su yüzeyindeki moleküllere etki ettikçe, moleküller bulunduklari konumdan asagi dogru bir daire çizerek ilk konumuna döner. Hareket komsu moleküle aktarilir ve o da bir daire çizecek sekilde yer degistirerek eski konumuna döner.

Yüzeydeki moleküller neredeyse standart çapta bir daire çizer. Rüzgârin kinetik enerji yüklemesini almayan yüzey altindaki moleküllereyse sadece yüzeyden gelen moleküller etki eder. Kisacasi rüzgârin siddeti, etki alani (feç) ve süresindeki artis, yalnizca yüzeyden baslayarak moleküllerinin asagi yönlü çizdigi dairenin çapini ve etki derinligini büyütür. Ve su derinlestikçe moleküllerin çizdigi daire çapi küçülür, hatta su yeterince derinse tamamen kaybolur. Bu realite isiginda; Bir dönüstürücü sistemin en fazla yüke maruz kalan kismi, yüzeyde olanlaridir. Ve açiklandigi üzere, bulusa konu sistemin su yüzeyinde sadece yekpare bir tasarima sahip samandira (1) veya bir omurgayla birlestirilmis samandira grubu (2) bulunmaktadir.

Samandira (1,2) üzerinde, su tasitlarinin dönüstürücü sistemi fark etmesini saglamak ve olasi kazalari engellemek amaciyla, ikaz isigi ve alici-verici anten çubugu (33) yer almaktadir.

Bu samandiralarin (1,2) sistemdeki tek islevi maksimum kaldirma kuvveti elde etmek oldugundan, salinimi esnasinda yüzey altindaki unsurlarin agirligindan kaynaklanan yükü tasiyacak ve/veya dagitacak kirisler disinda içlerinde hiçbir unsur yoktur. Dolayisiyla, iç hacimleri oldukça genis oldugu için sahip olduklari kaldirma kuvveti de çok büyüktür.

Söz konusu kaldirma kuvveti, tabanindaki baglanti elemanlari araciligiyla, yine iki ucunda baglanti elemani olan ve Sekil 12, 13 ve 14'te karakterize edilen kola (6) aktarilir.

Bulusa konu sistemdeki tüm baglantilar, rulmanli mentese, halka veya mafsal (universal joint) ile saglanmaktadir. Ve ilgili sekillerde görülebilmesi amaciyla çiplak olarak sembolize edilmekle birlikte, eklem yerleri, tipki otomobillerin aks baglantilarinda oldugu gibi, tuzlu suya dayanikli bir kilif ile deniz suyuna karsi korunmustur.

Kollarin (6) islevi, samandira (1,2) yatay salinimini tüpler (4) üzerinde dikey (yukari- asagi) harekete çevirmekten ibarettir ve moleküllerin çizdigi dairesel hareket çapinin epey küçüldügü derinlige kadar uzandiklari için, bu dönüsten tüplerin (4) etkilenmesine de engel olurlar.

Kollar (6) üzerinden de tüplerin (4) üst agzindaki kafes (5) baglanti noktasina aktarilir. Ve kollarin (6) yüzey alanlari çok küçük oldugundan, gerek moleküllerin dairesel hareketi, gerekse samandira (1,2) salinirken yatay açisi degisecegi için karsilikli kollar (6) arasindaki mesafenin kismen azalmasina suyun gösterecegi yer degistirme direnci, zaten ihmal edilebilir düzeydedir. Dogal olarak, elektrik üretimine ve sistemin toplam verimine etkileri de yok denecek kadar azdir. Yine tü plerle (4) devam edelim; Sekil 3'te bagimsiz olarak, ilgili diger sekillerde ise dönüstürücü üzerinde karakterize edildigi üzere, tüplerin (4) alt ve üst agizlarinda birer kafes (5) vardir. Kafeslerin (5) üzerindeyse, genel görünümlerde çizgilerin birbirine karisarak detaylari kapatmamasi için yalnizca Sekil 8'de karakterize edilen sik gözenekli filtre (8) bulunmaktadir.

Kafesleri (5) saran bu filtre (8), tüp (4) içerisine belli büyüklükte deniz canlilari veya poset gibi atiklarin girerek türbinlere (10, 11) dolanmasi, sistemin veya deniz canlilarinin zarar görmesini engellemek içindir. Filtreden (8) geçebilecek belli büyüklügün altindaki atik ve canlilar zaten sistem için tehdit olusturmamaktadir.

Kafes (5) ve filtrenin (8) tüp (4) içerinden su geçisine ciddi bir direnç göstermesi de söz konusu degildir. Asil direnç, tüplerin (4) agiz kismindan giren suyun, türbinlerin (10, 11) yer aldigi bogazlarin (9, 12) daralmasindan ortaya çikar. Fakat samandiralarin (1,2) sahip oldugu büyük kaldirma kuvveti, tüpler (4) yukari çikarken karsilasilan bu direnci kolayca yenecek düzeydedir.

Keza samandiranin (1,2) bir ucu dalga çukuruna inerken o uçtaki kolu da (6) asagi dogru itecek, bu hareket yine kafese (5), oradan da tüpe (4) aktarilacaktir.

Ancak nihayetinde tüplerin (4) hareket hizi, samandiradaki (1,2) konumuna, dalga yönüne ve yüksekligine göre degismektedir. Örnegin herhangi bir dalga boyunda en çok yükselen ve alçalan tüpler (4) samandiranin (1,2) dalga cephesiyle ilk karsilasan ve dalga tepesini son terk edenlerdir. Bu tüplerden (4) daha içeride olanlar daha az yükselmekte, samandira (1,2) merkezindeki tüp (4) ise en fazla dalga tepesine kadar çikabilmektedir.

Yani samandiralarin (1,2) en dikey hareket yapan merkezi bile, halen mevcut olan diger samandirali sistemler kadar yükselip alçalmaktadir.

Yine dalga boyu az oldugunda samandira (1,2) dalga tepesine yavasça çikmakta (dalga periyodunun yarisinda) ve dalga çukuruna yavasça inmektedir. Dalga yüksekligi arttigindaysa dalga genligi de azalmakta, yani dalgalar diklesmekte ve samandira (1,2) merkezi dalga tepesini geçtiginde, samandiranin (1,2) boslukta kalan uç bölümü agirligi nedeniyle hizla asagi dogru inmek isteyecektir. Dalga tepesinin diger tarafinda kalan tüp de (4) ayni hizda yükselmek isteyecektir. Örnegin dalga periyodunu 10 saniye olarak sabit alirsak, yükselme periyodun yarisi kadar, yani 5 saniye sürerken, düsüs belki 1 saniyede gerçeklesecektir. Ve tüm bunlar alternatörlerin (13) verim degerlerini etkileyecektir.

Düsük dalga boyuna ve tüpün (4) yavas inis-çikisina göre tasarlanan alternatörler (13) ani hareketlerde asiri yüklenecek, yüksek dalga boylari referans alindigindaysa düsük dalgalarda verimi ciddi biçimde azalacaktir. Ve üretilen elektrigin daha fazla invert edilmesi gerekecektir.

Bulusun bu probleme getirdigi ilk çözüm, her bir tüp (4) içerisine birden fazla bogaz az bir bogazin (9, 12) üst ve alt agizlarina kapaklar (14, 28) ve gerekli oldugunda kapaklari (14, 28) tutan veya serbest birakan tutucular (15, 29) da bulunmaktadir.

Sekil 5, Sekil 6 ve Sekil 7'de görüldügü üzere bogazlar (9, 12) dairesel veya köseli formda olabilmektedir. Dairesel formdaki bogazlarin (9) her birinde, Sekil 4'te alternatör (13) ile karakterize edilen wells türbin (10), köseli bogazlarda (12) ise banki türbin (11) cross-flow bulunmaktadir.

Wells türbinler (10), zaten gaz veya sivi akisin yönde degistirdigi, her iki yönde de hareket ettigi sistemlerde kullanilmak için özel olarak tasarlanmistir ve her zaman tek yönde dönmektedir. Söz konusu türbinler (10) disli ya da kasnak gibi herhangi bir aktarim elemanina gerek kalmadan, alternatör (13) miline dogrudan baglidir. Ve tipki bulustaki gibi genellikle daralan bir tüp (4) bogazi (9) içerisine yerlestirildiklerinden, akiskanin tüpe (4) giris yönü degisse bile türbine (10) ayni hareket çizgileriyle gelmesi için, yine genellikle tek milin her iki ucuna rotor, rotorlar arasindaki açikliga da türbin (10) yerlestirilir.

Banki türbinler (11) merkezinde karsilikli daireler ve merkezden belli bir uzaklikta baslayarak dairelerin dis çeperine bir açi yaparak ulasan çok sayida dar kanata sahiptir.

Ve türbin (11) kanatlarina çarpan suyun gücünü artirmak için su, daraltilmis bir yoldan akiskan geçirilir ve dönüs tek yöndedir. Bulusta, bogaz (12) ortasina daraltici takoz (3) konularak iki yönde akiskan kanali olusturulmus ve kanallarin her iki ucuna kapaklar (28) konulmustur. Böylece, tüp (4) yukari ve asagi hareket ederken türbin (11) kanatlarinin açisina bagli olarak uygun kapaklar (28) açilmakta ve türbine (11) bagli alternatör (13) her zaman tek yönde dönmektedir. sayida türbin (10, 11) aktif hale getirilebilir veya devre disi birakilabilir. Tutucularin (15, 29) bir kapagi (14, 28) serbest birakip birakmayacagi ise suyun bogaz (9, 12) içindeki akisi veya tüplerin (4) yükselip alçalma hizini ölçen devrelerle (16) kontrol edilebilir.

Böylece tüplerin (4) yükselis ve alçalis hizindaki degisime bagli olarak bogazlarin (9, 12) tümü veya bazilari açik kalacak ve gerek türbin (10, 11) kanatlarinin maruz kalacagi mekanik yük, gerekse alternatörlerin (13) asiri elektriksel yüklenme sorunu olmayacaktir. Gerçi bu durumda kullanilacak türbin (10, 11) ve alternatör (13) sayisi artmaktadir. Öte yandan, tek alternatörlü (13) uygulamada zaten tüpün (4) yavas inis-çikisina göre tasarlandiginda ani hareketlerde asiri yüklenecek, yüksek dalga boylari referans alindigindaysa düsük dalgalarda verimi ciddi biçimde azalaca ktir. Buysa baslangiç yatirimi maliyeti ile üretim verimi, dolayisiyla geliri arasinda bir seçim yapmayi gerektirmektedir. Üretilen elektrigin invert edilme, belli degerlere getirme ihtiyaci da artmaktadir.

Keza ayni uygulamada her bir türbinin (10, 11) maksimum mekanik yüke maruz kalacagi varsayilmak ve ona göre tasarlanmak zorundadir. Bu da tek türbin birim üretim maliyetinin, çoklu türbinlerden (10, 11) yüksek olmasi demektir ve alternatör (13) için ilave yük anlamina da gelir.

Oysa çoklu uygulamada hem alternatör (13) ve türbinler (10, 11) daha küçüktür, hem de aktif olan alternatör (13) ve türbinler (10, 11) neredeyse standart bir güçle tahrik edilmektedir. Ayni sürede daha az yükselip, daha az alçalan tüplerdeki (4) kapaklarin bir kismi kapanarak süre kaybi debi/hiz artisiyla kompans edilmekte, elektrigin invert edilme ihtiyaci azalmaktadir. Özetle, dalga yüksekligi ve yönündeki degisimi önemsizlestirerek saglayacagi verim artisi da hesaba katildiginda, çoklu uygulamanin dönüstürücü sistem maliyetine önemli bir katkisi yoktur.

Elbette dalga boyunun fazla degisken olmadigi bölgelerde her bir tüp (4) bogazina yalnizca bir türbin ve onunla iliskili bir alternatör (13) yerlestirmek yeterli olacaktir.

Keza dalga yönünün büyük oranda stabil oldugu, yilin çogu zamaninda ayni yönde ilerledigi bölgelerde, samandira (1,2) dizayninda küçük degisiklikler yaparak tüm tüpleri (4) samandira (1,2) tabaninda dalga cephesine paralel yerlestirmek de bir seçenektir.

Veya tüpleri (4) samandira (1,2) tabaninda dalga cephesine paralel yerlestirerek, dalga yönü degisken bölgelerde veya degiseceginde samandira (1,2) yönünü dalga cephesine çevirmek de yine seçenekler arasindadir.

Sekil 12'de karakterize edilen ve her bir samandiranin (1,2) birbirinden bagimsiz oldugu ve Sekil 11'de sembolize edilen, deniz tabanindaki bir agirligin (25) kol (26) ve halat (27) kullanilarak sarkaç (17) ile iliskilendirildigi uygulama, özellikle bu yöntemi kolaylastirmak için öngörülmüstür. Buradaki kol (26), taban agirliginin (25) samandiranin (1,2) yükselip alçalmasina engel olmamak, kaldirma kuvvetini eksiltmemek adina, biri digerinin içinde hareket edebilen iki parça seklinde tasarlanmistir.

Halat (27) ise sarkaçtan (17) agirliga (25) kadar olan mesafeyi maliyetsiz bir yöntemle kapatmak, kolun (26) boyunu o bölgedeki maksimum dalga yüksekligiyle sinirlandirip, kol (26) ve sarkaci (17) bulusturmak içindir. Sarkaç (17) tabanindaki baglanti noktasi, bu yüzden dönebiliyor niteliktedir.

Bulus, yüksek ve diklesmis dalgalarda hizlica asagi inmeye zorlanan tüpün (4) dikey ekseninin bozulabilmesi ve az da olsa birbirlerine (4) çarpma riskini ortadan kaldirmanin yani sira, düsük dalga boyunda samandira (1,2) açisini bir miktar artiran ve tüpün (4) inis hizini destekleyen bir unsur da içermektedir.

Bu amaçla, Sekil 10'da kesit görünümüyle, sonraki sekillerdeyse sistem üzerinde sembolize edilen kollar (20) kullanilmaktadir. Içlerinde küre seklinde agirliklar (22) bulunan kollarin (20) bir ucunda halka, üst kismindaysa kizak (21) vardir. Kol (20) halkasi, sarkaç (17) baglanti noktasina (19) baglidir. Tüp (4) alt kafesi (5) halkasina baglanacak düzenegin tekerleri (23) ise kol (20) üzerindeki kizaga (21) oturmaktadir.

Kollarin (20) boyu, samandira (1,2) statik haldeyken kafesler (5) altindaki halkalar ve sarkaç (16, 17) arasindaki mesafe kadardir ve dalgasiz bir anda çok küçük bir açiyla tüp (4) yönüne egiktir. Kol (20) içerisindeki agirliklar (22) da tüp (4) yönünde yigilmistir. Ve samandiranin (1,2) bir tarafi yükselmek istediginde, o kolun (20) agirliklarini da (22) kaldirmaktadir.

Ancak tüp (4) çok az yükseldiginde teker düzenegi (23) kizak (21) içerisinde hareket ederek kolun (20) egimini çok kisa sürede sarkaç (17) yönüne kaydiracak ve agirliklar (22) sarkaç (17) tarafinda yigilacaktir. Yani kizak (21), samandira (1,2) dalga nedeniyle salinim yaptiginda tüpler (4) ve sarkaç (17) arasinda gerçeklesecek mesafe degisimine kolun (20) engel olmamasi görevini de üstlenir.

Bu sayede, samandira (1,2) merkezine uzak noktalardaki dalgaya bagli ani yüklenme süresi kisalacaktir. Hatta tüpün (4) dis çeperi ile bogazlar arasinda birakilacak bosluklar araciligiyla tüp (4) ve kafesten (5) olusan tümlesik unsurlar nötr agirlikta (askida) olarak tasarlanabileceginden, samandiranin (1,2) yükselen ucundaki kaldirma kuvveti eksiksiz tüpe (4) aktarilmis olacaktir. Ve samandira (1,2) dalga çukuruna inerken tüpleri (4) asagi dogru çekecek ayni oranda bir kuvvet olmadigindan, agirliklar (22) tüpleri (4) asagi çeken ilave kuvvet özelligi de kazanacaktir.

Kaldi ki sayilari uygulamalarin hepsinde, sistemin su altinda kalan tüm unsurlarinin agirligi zaten samandiraya (1,2) binecektir. Yani samandiranin (1,2) yükselen ucundaki tüp (4) kafesine (5) bagli kol (20) içerisindeki agirliklarin (22) sarkaç (17) yönünde toplanmasi, samandira (1,2) için ilave bir yük olusturmamaktadir. Ve samandiranin (1,2) hem agirlik, hem de kaldirma kuvveti merkezi, ayni zamanda kendi merkezi oldugundan, söz konusu degisken yükü tasimak için samandiranin (1,2) uzak noktalarini güçlendirmek yerine yalnizca merkezini güçlendirmek çok daha pratiktir.

Kisacasi samandiranin (1,2) dalga tepesine tirmanan ucuna bagli tüplerle (4) iliskili kol (20) içerisindeki agirliklar (22) merkeze, diger uçtakiler tüp (4) altina giderek, sistemin agirlik merkezini samandira merkezinden dalga çukuru tarafina kaydirir.

Samandiranin (1,2) salinirken yaptigi açi degisimi ve yükselme kazancinin bir kismi buradan gelir.

Keza düserken de agirlik merkezi aniden yön degistirerek diger ucun yükselmesini hizlandirir. Hatta farkli yönlerden gelen ve belki bazilari ölü (swell) dalgalarin birlesimiyle denizin çalkalandigi durumlarda da dönüstürücü aktiftir, Üretim devam eder.

Agirliklar (22) kolun (20) iki ucu arasinda hareket edeceginden, bu bölgelere çarpma siddetini düsürmek için kol (20) içerisine bir akiskan, örnegin mineral yag konulabilir. Ya da kolun (20) agirlik (22) çarpacak tabanlarina darbe emici amortisör vb. yerlestirilebilir.

Dönüstürücü, bir tarla olarak kullanilmaya, yani ayni alana belli araliklarla birden çok dönüstürücünün yerlestirilmesine de uygundur. Bu durumda her bir dönüstürücüden elde edilen elektrik, örnegin grup kollari (24) üzerinden tasinacak kablolar (7) araciligiyla bu is için tasarlanmis ve tarla yaninda bulunan dubalar içerisine veya gemiye yerlestirilmis invert sistemleri tarafindan uygun degerlere getirilebilir.

Samandira (1,2) merkezi altindaki tüp (4) kafesiyle (5) baglantili sembolize edilen sarkacin (17) ana görevi, ilgili tüm sekillerde de sembolize edildigi üzere dönüstürücünün farkli parçalarini veya dönüstürücü gruplarini birbiriyle iliskilendirmektir. Örnegin kizakli (21) kollarin (20) tümü, Sekil 9'da karakterize edilen ve sarkaç (17) yan yüzeyinde bulunan baglanti noktalarina (19) baglidir.

Ayrica, deniz tabanindaki agirliga (25) ve boyu degisebilen kol (26) araciligiyla her bir samandiranin (1,2) bagimsiz olmasini ve dönebilmesini saglayan halat (27) da, sarkaç (17) tabanindaki halkayla (31) iliskilendirilmektedir. Yine dönüstürücülerin deniz tabani yerine birbiriyle irtibatlanmasini saglayan ve olasi yükleri emmek için amortisörler (32) barindiran kollar da (24) sarkaç (16, 17) baglanti noktalarina (16) baglidir.

Ki samandira (1,2) dalga tepesine çikip ve inerken kolun (26) boyu degisebildiginden, taban agirligi (25), yalnizca dönüstürücünün konumu korumasini saglayacak düzeydedir.

Hatta çoklu dönüstürücü uygulamasinda, tarlanin iç kesiminde kalan dönüstürücüleri grup kollari (30) ile birbirine baglayip, yalnizca en dista kalan dönüstürücülere agirlik (25) Dolayisiyla, deniz tabanina sondaj kuyusu açmak ve beton temel atmak gibi yatirim maliyetini artiran ve geri dönüs süresini uzatan faaliyetlere gerek kalmamaktadir. Keza her bir bagimsiz sistemden çok sayida tüp (4) oldugundan; alternatör (13), türbin (10, 11) vb. parçalardan birine bakim yapilmasi gerektiginde yalnizca 0 tüp (4) sökülüp yerine yenisi takilabilecegi için bakim maliyeti ve süresi azdir.

Sarkacin (17) bir kismini kaplayan, farkli çaplara sahip genis silindirler (18) ise diger parçalarin etkisiyle sarkacin (17) samandira (1,2) merkezi izdüsümündeki konumunun degistirmesini/kaymasini engellemek, yatay hareketini en aza indirmek içindir.

Zira sarkacin (17) dik açisinin degismesi, özellikle kizakli kollar (20) içindeki agirliklar (22) nedeniyle samandira (1,2) yükselme açisindan elde edilecek kazanci olumsuz yönde etkileyebilir. Hareket kisitlayicinin (18) alt ve üst agzinin açik olmasi, samandira (1,2) yükselip alçalirken suya direnç olusturmasini engellemektedir. Hareket kisitlayicinin (18) bir faydasi da, küçük baliklara barinak vazifesi görmesidir. Ve dönüstürücüler arasi baglantinin, dalga etkisinin çok az oldugu derinlikte, hareket kisitlayiciya (18) sahip sarkaç (17) ile amortisörlü (32) kol (24) araciligiyla saglanmasi, sitemin bütünlügünün korunmasini kolaylastirmaktadir.

Toparlarsa, sistemde en çok yüke maruz kalan yalnizca samandiradir (1,2). Diger tüm parçalar ya yapilari geregi veya yüzey alanlari küçük oldugu için çok az yüke maruz kalmaktadir. Verimi yüksek, yatirim maliyeti düsük, bakim gereksinimi az, süresi kisadir.

Ki sistemin kurulacagi bölgedeki dalga (veya rüzgâr) degerleri daha önceden bilinecegi ve parçalara etki edecek mekanik ve elektriksel yüklerin hepsi öngörülebilir oldugundan, tasarim yapilirken bu parametreler zaten dikkate alinacaktir.

Bulusun Sanayiye Uygulanma Biçimi: Bulusa ait tüm parçalar sanayinin ilgili kollarinda, hatta KOBI ölçeginde isletmelerce üretilebilir niteliktedir. Hem kiyiya yakin kesimler, hem de açik deniz ve okyanuslarda elektrik üreterek, ayni amaçla kullanilan kaynaklari çesitlendirir ve toplam elektrik üretim potansiyelini artirir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Istem 1. Bulus, deniz ve okyanus dalgalarindan elektrik üretmeyi saglayan sistem olup, özelligi; Kaldirma kuvvetine sahip en az bir parçadan olusan samandira (1,2), Samandira (1,2) tabani ve kafes (5) baglanti noktalarina bir kol (6) ile bagli en az bir venturi tüp (4), Tüp (4) içerisinde en az bir bogaz (9, 12), Tüp (4) bogazlarinda (9, 12) en az bir türbin (10, 11), En az bir bogazda (9, 12), alt ve üst agizlarini kapatabilen kapaklar (14, 28), Kapaklar (14, 28) için tutucular (15, 29), Tutuculari kontrol eden devre (16), En az bir alternatör (13), Samandira (1,2) merkezinde bir sarkaç (17), Sarkaçla (17) iliskilendirilen ve deniz tabanina oturan agirlik (25) içermesidir. Istem 2. Istem l'e göre deniz ve okyanus dalgalarindan elektrik üretmeyi saglayan sistem olup, özelligi; Samandira (1,2) tabanindaki baglanti noktasiyla iliskilendirilen ve dalga tepesi ile çukuru arasindaki yatay salinimi dikey (yukari-asagi) harekete çeviren kol (6) içermesidir. Istem 3. Yukaridaki istemlerden herhangi biri gibi bir cihaz olup, özelligi; Samandiranin (1,2) dalga tepesi ve çukuru arasindaki salinimi esnasinda, bagli oldugu kol (6) araciligiyla yukari-asagi hareket eden en az bir venturi tüp (4), Tüpün (4) dikey hareketi esnasinda, içerisinde yer degistiren suyun hizlanmasini saglayan en az bir bogaz (9, 12), Birbirine sürtünen veya dalgalarin degisken gücüne maruz kalmaksizin, dogrudan tüp (4) içerisindeki suyun asagi-yukari hareketiyle tahrik edilen ve her bogazda (9, 12) en az bir adet bulunan alternatör (13), Dalga dikligi ve periyodu, tüpün (4) yükselis mesafesi ve süresini etkilediginden, en az bir bogazin (9, 12) alt ve üst agzinda, gerektiginde su geçisini engelleyerek alternatörün (13) standarda yakin bir güçle tahrik edilmesini saglayan kapak (14, Suyun hareketi veya tüpün (4) yükselis hizini algilayan ve gerektiginde kapak (14, 28) tutucusunu (15, 29) aktive eden kontrol devresi (16), Dairesel bogaz (9, 12) içerisinde, bogazdan (9, 12) geçen suyun yönü her ne olursa olsun daima tek yönde dönen Wells türbin (10), Köseli bogazda (12) bogaz takozu (3) ve kontrol eden devre (16) araciligiyla, tüp (4) yukari ve asagi hareket ederken türbin (11) kanatlarinin açisina bagli olarak10 uygun kapaklar (28) açilmasi saglanarak, türbinle (11) iliskili alternatörü (13) her zaman tek yönde döner hale getirilmis Banki türbin (11) içermesidir. Istem 4. Yukaridaki istemlerden herhangi biri gibi bir cihaz olup, özelligi; - Yatay alani, kurulacagi bölgedeki ortalama dalga genliginin izin verdigi azami genislikte olan ve farkli noktalarina birden fazla sayida ve merkeze belli uzaklikta birden fazla sirada tüp (4) baglanabilen, bu sayede; - Dalga cephesine dik gelen tüp (4) dalga tepesine ulastiginda diger tüpler (4) halen dalga çukurunda kalacagi ve dalga ilerledikçe dalga tepesini geçen tüplerin (4) yükselmeye devam etmesini, dolayisiyla tüplerden (4) geçerek alternatörü (13) tahrik edecek su miktarinin artmasini, - Diger sistemlerin kurulamayacagi ya da verimsiz kalacagi bölgelerde de üretim yapilabilmesini, - Dalga yönü degistiginde dönüstü rücüyü dalga cephesine çevirmeye gerek kalmaksizin elektrik üretmeye devam edilmesini saglayan, - Üzerinde, gemilerin dönüstürücü sistemi fark edebilmesi ve olasi kazalarin engellenmesi için ikaz isigi ve alici-verici anten çubugu (33) bulunan, - Tek parça (1) veya bir omurga üzerine monte edilen grup samandira (2) içermesidir. Istem 5. Yukaridaki istemlerden herhangi biri gibi bir cihaz olup, özelligi; - Samandira (1,2) merkezindeki tüpün (4) alt kafesiyle iliskilendirilen, - Yari yüzeyinde kizakli kollar (20) için baglanti noktalari (19), - Yine yan yüzeyinde, dönüstürücülerin bir grup halinde iliskilendirilmesini saglayan amortisörlü (32) kol (24) baglanti noktalari (30), - Tabaninda, halat (27) araciligiyla boyu degisebilir kol (26) üzerindeki baglanti noktasiyla iliskilendirilen ve ekseni etrafinda dönebilen halkaya (31) sahip sarkaç (17) içermesidir. Istem 6. Istem 1 veya 5'teki gibi bir cihaz olup, özelligi; - Sarkacin (17) dikine uzunlugunun bir kismini kaplayan, samandiranin (1,2) dalga hareketiyle yükselip alçalmasina direnç göstermemesi için alt ve üst agizlari açik, - Farkli kuvvetlerin yatay konumunu degistirmesine ise genis yari yüzeyinin yer degistirmeye zorlayacagi su kütlesinin fazlaligi sayesinden karsi koyan, böylece; yüzey altindaki diger parçalarin konumlarinin korunmasina da yardim eden hareket kisitlayici (18) içermesidir. Istem 7. Yukaridaki istemlerden herhangi biri gibi bir cihaz olup, özelligi; Sarkaç (17) tabanindaki baglanti noktasiyla (30) iliskilendirilen, birden çok dönüstürücü sistemin birbirine baglanmasini saglayan ve uçlarindan en az birinden darbe emici amortisör bulunan kol (24) içermesidir. Istem 8. Yukaridaki istemlerden herhangi biri gibi bir cihaz olup, özelligi; Sarkaç (17) tabanindaki baglanti noktasiyla (31) iliskilendirilen bir halat (27), Halatin (27) diger ucunun baglandigi kol (26), Boyu degisebilen kol (26) ile iliskilendirilen, böylece baglantili oldugu samandira (1,2) merkezi dalga tepesine çiktiginda bile samandiraya (1,2) ilave hiçbir yük getirmeyen, yalnizca dönüstürücünün konumunu korumasini saglayan ve deniz tabanina oturtulan bir agirlik (25) içermesidir. Istem 9. Yukaridaki istemlerden herhangi biri gibi bir cihaz olup, özelligi; Bir ucunda baglanti noktasi (19), diger ucunda kizak (21) olan, Baglanti noktasiyla (19) sarkaca (17), kizak (21) arasina giren tekerli düzenek (23) araciligi ile tüpün (4) alt kafesindeki (5) baglanti noktasiyla iliskilendirilen, Içerisinde en az bir küresel agirlik (22) bulunan, Dalgasiz zamanlarda tüpün (4) alt kafesine (5) dogru küçük bir açiyla meyilli duran, böylece; Samandiranin (1,2) bir ucu çok az yükseklik kazandiginda içerisindeki en az bir küresel agirligin (22) sarkaç (17) yönünde yigilmasini saglayarak samandira nin (1,2) 0 ucuna yük binmesini engellerken, dalga çukuruna inis esnasinda tüpü (4) asagi çeken ilave kuvvet olusturan kol (20) içermesidir. Istem 10. Yukaridaki istemlerden herhangi biri gibi bir cihaz olup, özelligi; Içerisinde küresel agirlik (22) bulunan kol (20) ile tüp (4) alt kafesi ( 5) arasindaki baglantinin; kizak (21) içerisine oturan ve samandiranin (1,2) salinimi nedeniyle tüpler (4) arasindaki açi degisiminde hareket ederek sarkaç (17) ile mesafenin degisimini kolaylastiran tekerlekli düzenege (23) ile gerçeklestirilmesidir. Istem 11. Istem 1 veya 3'teki gibi bir cihaz olup, özelligi; Tüplerin (4) alt ve üst agizlarinda, suyun giris ve çikisina engel olmayan, belli büyüklükteki deniz canlilari ve atiklarin ise tüpe (4) ve bogazlara (9, 12) girerek türbinlere (10, 11) dolanmasini, zarar vermesini, zarar görmesini engelleyen kafes (5) ve kafes (5) üzerini kaplayan sik dokulu filtre (8) içermesidir.