UA122490U - Пристрій для використання енергії океанічних течій - Google Patents
Пристрій для використання енергії океанічних течій Download PDFInfo
- Publication number
- UA122490U UA122490U UAU201707750U UAU201707750U UA122490U UA 122490 U UA122490 U UA 122490U UA U201707750 U UAU201707750 U UA U201707750U UA U201707750 U UAU201707750 U UA U201707750U UA 122490 U UA122490 U UA 122490U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- energy
- capsule
- power
- profiles
- rotor
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000013316 zoning Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 125000001145 hydrido group Chemical group *[H] 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241001544487 Macromiidae Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Підводний пристрій для використання енергії океанічних течій містить міцний герметичний корпус з розташованими всередині навігаційними, енергетичними та виконавчими механізмами та джерелами енергії. До міцного автономного корпусу жорстко прикріплені міцні гідродинамічні профілі, всередині або поза профілів розташовані капсульні електроагрегати з електрогенераторами, які мають оптимальні співвідношення діаметра ротора до його активної довжини. В системі збудження електрогенераторів використані постійні магніти з високим значенням питомої енергії.
Description
Корисна модель належить до гідроенергетики та може бути використана для забезпечення електроенергією плавзасобів у океані або прибережних поселень.
Океанічні течії з часом змінюють свій напрямок та активність, тому в пристрої, що пропонується, мають поєднуватись можливості переміщення по азимуту, глибині та перетворенню енергії течії в інші види енергії, зокрема в електричну.
Відомий пристрій для використання енергії океанічних течій, який складається з ротора
Дар'є, кільця з опорно-ходовими вузлами, тороїдальної порожнини та якірної системи (А.с.
СРСР Мо 1469201, Б.Й. Мо 12, 1989 р.). Ротор вказаного пристрою утворений 4-ма лопатями, що з'єднані поміж собою кільцем, яке розташоване вище рівня води, та тороїдальною порожниною.
Тороїдальна порожнина розташована під водою і має значний запас плавучості. На кільці розташовані опорно-ходові вузли, що зв'язані поміж собою стяжками. До опорно-ходових вузлів кріпляться якірні ланцюги, які фіксують пристрій у вертикальному положенні. Під час обертання ротора Дар'є відбувається обертання кільця відносно опорно-ходових вузлів, які встановлені на кільці на роликах. Ролики передають обертання електрогенератору.
Такому пристрою притаманні наступні недоліки.
По-перше, завдяки конструктивному рішенню він може створювати завади судноплавству.
По-друге, у конструкції присутня якірна система, що обмежує місця використання та створює додаткові труднощі під час виконання фундаментних робіт.
Відомий також пристрій, що складається з лопатей, які закріплені на гнучкому валу, виконаному у вигляді тросу. При цьому лопаті розташовані вздовж гнучкого вала рівномірно з перекриттям. Трос з'єднаний з приводом, який встановлений на плавучій опорі над рівнем води.
Лопаті мають дугоподібну форму та аерогідродинамічний профіль, при цьому трос має вантаж на своєму вільному кінці (А.с. Мо 1213237. Б.И. Мо 7, 1986 г.).
Недоліками даного пристрою є знов таки завада судноплавству і в конструкції присутня якірна система, що обмежує місця використання.
Відомі різні виконання енергетичних пристроїв для використання у якості перетворення кінетичної енергії потоку текучого середовища в інші види енергії, що частково наведені у книзі
Бернштейн Л.Б. "Приливньсе злектростанции". - М., 1987 г.
Із відомих пристроїв найбільш близькою за технічною суттю є, вибрана як прототип,
Зо капсульна конструкція гідроагрегату, що наведений на сторінці 107 та 250 вказаного вище
Джерела інформації:. Вся генеруюча система разом з трансмісією укладена в герметичну оболонку. Вся капсула кріпиться до нерухомої проточної частини, що монтується на грунті.
В основу корисної моделі поставлена задача перетворення енергії океанічних течій в електроенергію з урахуванням можливої зміни напрямку течії.
Поставлена задача вирішується тим, що до складу пристрою для використання енергії океанічних течій, який переважно знаходиться під водою, входить міцний герметичний корпус з розташованими всередині навігаційними, енергетичними та виконавчими механізмами та джерелами енергії, згідно з корисною моделлю, до міцного автономного корпусу жорстко прикріплені міцні гідродинамічні профілі, всередині або поза профілів розташовані капсульні електроагрегати з електрогенераторами, які мають оптимальні співвідношення діаметра ротора до його активної довжини, причому в системі збудження електрогенераторів використовуються магніти з високою питомою енергією.
Таким чином, автономний міцний герметичний корпус, що може бути корпусом підводного човна з усіма приладами орієнтації як по азимуту так і по тангажу, позбавлений якірної системи і, завдяки цьому може успішно функціонувати у набагато більшій кількості місць та не потребує спеціальної глибини та рельєфу дна, на якому, як правило, монтується проточна частина приливних гідроелектростанцій (Оцінка енергетичних можливостей запропонованого технічного рішення наведена в додатку 1).
Суть корисної моделі пояснюють креслення.
На фіг. 1 - загальний вигляд пристрою; на фіг. 2 - вигляд капсульного електроагрегату.
На фіг. 1 наведений пристрій для використання енергії океанічних течій, що складається з міцного корпусу 1, в якому розташовані внутрішні джерела живлення та різноманітні механізми (навігаційні, керування, аварійні тощо). Ці механізми забезпечують можливість переміщення всього підводного міцного корпусу 1 у водному середовищі. До міцного корпусу жорстко прикріплені міцні гідродинамічні профілі 2, всередині або поза профілів розташовані капсульні електроагрегати 3, турбіни 4, що забезпечують обертання електрогенераторів, які розташовані всередині капсульних електроагрегатів.
На фіг. 2 наведена конструктивна схема капсульного електроагрегата, який складається з капсули 1, камери 2, турбіни З, генератора 4 з ротором 5 та його основні геометричні 60 співвідношення:
0/О», де Б. - діаметр капсули, О» - діаметр вхідного отвору;
Оз/О», де Оз - діаметр турбіни; рА/І, де Ох - діаметр ротора генератора, Г - активна довжина ротора.
Працює пристрій для використання океанічних течій наступним чином.
Від основної енергетичної установки (атомний реактор, дизель електростанція тощо), що розташована всередині міцного корпусу 1 підводного апарату живляться різноманітні електроприводи, які з'єднані з виконавчими механізмами. Ці механізми забезпечують можливість переміщення підводного апарату у водяному середовищі в різноманітних напрямках в залежності від напрямку і швидкості океанічної течії. Таким чином, апарат прагне зайняти місце в потоці, що визначається за допомогою датчиків. Далі відбувається фіксація відносно дна або опускання апарата на грунт в залежності від глибини занурення та швидкості течії.
Коли підводний апарат знаходиться в нерухомому стані або у русі в потоці океанічної течії, потік проходить крізь отвори в профілях 2, в яких розташовані капсульні електроагрегати З з електрогенераторами, що жорстко з'єднані з валом турбіни 4. Турбіни 4 під дією потоку течії обертаються, приводячи в рух ротор електрогенератора зі збудженням від постійних магнітів.
Під час обертання ротора з розташованими на ньому постійними магнітами, що створюють магнітне поле, у обмотках статора наводиться електрорушійна сила, під дією якої у обмотках потече струм. Вироблена електрогенераторами енергія може використовуватись для заряджання акумуляторних батарей розташованих у міцному герметичному корпусі 1 з наступним перетворенням за допомогою інверторів постійного струму у змінний струм для живлення, наприклад, сейнерів з переробки риби, підводних човнів або прибережних поселень у випадку знаходження підводного апарату поблизу берега. Така схема може живити також енергією підводні та надводні човни, що йдуть паралельним курсом з тою ж швидкістю, що і підводний апарат. Слід зауважити, що під час руху потужність, яка генерується, суттєво вища, ніж у нерухомому стані. Передача енергії з підводного положення може здійснюватись за допомогою буя, з'єднаного кабелем з підводним апаратом.
Підводний пристрій для використання енергії океанічних течій керується екіпажем, заміна якого відбувається під час спливання.
Таким чином відбувається перетворення енергії океанічної течії в електроенергію.
Зо Оцінка енергетичних можливостей запропонованого пристрою
Це можна зробити на прикладі капсульного гідроагрегату з діаметром вхідного отвору -
Ор223,5 м (фіг. 2).
Потужність енергії, що надходить в агрегат:
Р - (ре: п узуг де: р - 1020 кг/м3 - питома вага морської води;
З-0,785:022-0,785-(3,5)2-9,6 ме - площа вхідного отвору (фіг. 2); п - 0,87 - ККД гідроагрегату;
У-2 м/с - швидкість океанічної течії "Гольфстрім" - за літературними даними.
Очікувана потужність від одного капсульного агрегату, якщо підводний електроагрегат нерухомий (розташований на дні або стоїть на якорі):
Р - (ре5:п.м3у/2 - (1020-9,6:0,8723)/2-34000 Вт (34 кВт)
Діаметр сучасного підводного крейсера може бути порівнянний 3 висотою дев'ятиповерхового будинку, тому можна припустити, що жорсткі профілі, прикріплені до його корпусу, можуть бути досить довгими. Припустимо, що довжина одного профілю дорівнює 300 м, тоді на ньому можуть бути розташовані приблизно 50 капсульних гідроагрегати з діаметром вхідного отвору 02-3,5 м і проміжками між ними - 2,55 м.
Очікувана потужність від капсульних гідроагрегатів, розташованих на одному профілі:
Ріп-50-Р - 5034-1700 кВт
Загальна потужність всіх капсульних гідроагрегатів, розташованих на двох профілях при нерухомому підводному блоки живлення, які знаходяться в течії:
УР 2: Ріп-2:1700-3400 кВт
При русі підводного електроагрегату проти течії зі швидкістю 5 м/с (18 км/год.), відносна швидкість потоку з урахуванням руху течії назустріч 2 м/с (7,2 км/год.) буде 7 м/с (25 км/год.).
Тоді потужність одного капсульного гідроагрегату складе:
Р- (реп мзуг - (1020.9,6-0,8773)/2-1461000 Вт (1461 кВт)
Загальна потужність всіх капсульних гідроагрегатів при швидкості руху електроагрегату 25 км/год. і швидкості течії 2 м/с (7,2 км/год.) складе:
ХРтмс-2: Р5О0-2-:1461-50-146000 кВт - 146 МВт
Ця потужність порівнянна з потужністю Київської ГАЕС 235000 кВт (235,5 МВт).
Однак, варто враховувати, що з ростом потужності одного капсульного агрегату будуть реально збільшуватись його габарити та кількість капсульних агрегатів на профілях буде зменшуватись, але розрахунок дає уявлення про енергетичні можливості підводного пристрою для використання енергії океанічних течій.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Підводний пристрій для використання енергії океанічних течій, що містить міцний герметичний корпус з розташованими всередині навігаційними, енергетичними та виконавчими механізмами та джерелами енергії, який відрізняється тим, що до міцного автономного корпусу жорстко прикріплені міцні гідродинамічні профілі, всередині або поза профілів розташовані капсульні електроагрегати з електрогенераторами, які мають оптимальні співвідношення діаметра ротора до його активної довжини, при цьому в системі збудження електрогенераторів використані постійні магніти з високим значенням питомої енергії. 2 що ч 4 - ВУдая З дк і у м дит ; р ї- х рай і . р р 7 р / - р й ра гй -7 жит 2-2 рон с - й шт їхФіг. 1 2 | З 4 З р й 7 7 и / ; ; | / ї я х Я ІДЕ ив ше моє о. п рр і ше І нн В НЕШо. ! ГИ ! ші з; зон нання оФіг. 2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201707750U UA122490U (uk) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Пристрій для використання енергії океанічних течій |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201707750U UA122490U (uk) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Пристрій для використання енергії океанічних течій |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA122490U true UA122490U (uk) | 2018-01-10 |
Family
ID=60956125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU201707750U UA122490U (uk) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Пристрій для використання енергії океанічних течій |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA122490U (uk) |
-
2017
- 2017-07-24 UA UAU201707750U patent/UA122490U/uk unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6297576B2 (ja) | 波力エネルギー変換のための方法及びシステム | |
US20060273594A1 (en) | Ocean wave generation | |
US20100283249A1 (en) | System and method for conversion of ocean waves into usable mechanical energy | |
KR101883751B1 (ko) | 수류 발전 시스템용 서브시스템들 | |
CA2934984C (en) | A paddlewheel device for generating hydro-electric energy | |
US10422311B2 (en) | Hydroelectricity generating unit capturing marine current energy | |
JP6955771B2 (ja) | フライホイールエネルギー保存装置およびその使用方法 | |
US20120211988A1 (en) | Submersible electric power generator system | |
US20130147199A1 (en) | Submerged power-generation system | |
US20100123316A1 (en) | Power generator barge | |
KR20150072491A (ko) | 진동 수주형 파력 발전 장치 | |
Shintake | Harnessing the Power of Breaking Waves | |
CN106884756B (zh) | 海水浪涌能和潮汐流动能综合利用发电机组 | |
KR20170114271A (ko) | 파력 발전 시스템과 파력 발전 시스템의 운영 및 유지관리 방법 | |
US11946442B2 (en) | Autonomous underwater vehicles | |
UA122490U (uk) | Пристрій для використання енергії океанічних течій | |
KR101151330B1 (ko) | 파력을 이용한 로봇선박 | |
KR102087997B1 (ko) | 부유식 발전장치 | |
GB2307722A (en) | Fluid turbine system | |
RU183408U1 (ru) | Турбогенератор с гидроприводом от морского течения | |
Shintake et al. | Technical R&D on a surf zone WEC | |
RU2812286C1 (ru) | Плавучая электростанция | |
WO2023097410A1 (zh) | 远洋船舶移动式水下发电系统 | |
WO2011056241A1 (en) | Submerged power-generation system | |
JP5593476B1 (ja) | 発電機 |